食鹽對豬肉脫水過程中物理特性及微觀結構的影響

吳健鋒，張立彥*

（華南理工大學食品科學與工程學院，廣東 廣州 510640）

我國傳統的腌臘肉制品因其色澤誘人、肉質緊密、風味濃郁、保質期長的特點深受人們喜愛。食鹽作為主要腌制劑成分，具有防腐[1-3]、增強持水力[4-5]、突顯肉特征風味[6-7]等作用。但是，食鹽腌制會影響肉的干燥特性。Bantle等[8]發現未腌制的魚肉干燥速率最大，且干燥速率隨鹽含量的增大而減小。Mayara等[9]則發現魚肉的干燥速率隨鹽用量的增加而增大。已有研究表明質量分數10%（以魚肉質量計）的食鹽足以致其蛋白質變性從而減弱持水力，促進水分散失[10]，而對于腌制豬肉的相關研究卻很少。此外，食鹽對脫水肉的顏色[11]、收縮程度[12]等物理特性也有影響。有研究發現腌制的豬肉干a*值比未腌制的高[13]，L*值則比未腌制的低，但其采用的腌制劑含糖，美拉德反應的發生影響豬肉的色度，單一食鹽對脫水肉a*值、L*值的影響尚不明確。因此，本實驗探討了食鹽用量對豬肉的收縮程度、色澤、水分活度等物理特性變化的影響，分析了各指標間的相關性，結合微觀結構觀察，研究豬肉腌制對脫水肉制品的影響，為改良脫水肉制品生產技術及提高其品質提供參考數據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮豬背肌肉（壹號土豬）、食鹽 廣州華潤萬家超市。其他試劑均為分析純。

1.2 儀器與設備

DHG-9140A型電熱恒溫鼓風干燥箱 上海培因儀器設備有限公司；CS100A型色差儀 日本Konica Minolta公司；游標卡尺 桂林量具刃具廠；LabSwift-aw型水分活度儀 美國Novasina公司；JSM-6360高低真空掃描電鏡 日本JEOL公司。

1.3 方法

1.3.1 濕腌處理

將新鮮豬背肌肉沿纖維方向切成規格30 mm×30 mm×15 mm的長方體，質量為（15.5±0.1）g，按照質量比1∶1.5將肉浸沒于不同質量分數的食鹽溶液中，于4 ℃靜態腌制24 h，腌制結束后用保鮮膜包裹并再次置于4 ℃冰箱放置24 h，使肉樣中的腌制液分布均勻，備用。

經質量分數為1%、4%、8%、12%、16%食鹽溶液腌制后的肉樣食鹽質量分數分別為0.52%、1.70%、3.27%、5.52%、7.52%，干燥至含水率20%時的含鹽量分別為1.70%、5.35%、10.64%、15.41%、18.88%。目前，我國部分腌制肉干制品含鹽量可達11%左右[14-17]。另外，為了探討食鹽用量的影響規律，本研究探討了肉樣含鹽率過高時的脫水情況及物理狀態。

1.3.2 含水率的測定

參考曾慶孝[2]方法，采用直接干燥法，濕基含水率計算公式如下：

式中：mt為物料t時刻對應的質量/g；mg為物料絕干質量/g。

1.3.3 體積變化率的測定

參考李書紅[11]方法，其中分別測量樣品的橫向、縱向的上、中、下3 個不同位置的長和寬。

1.3.4 收縮比的測定

參考Swasdisevi等[13]方法，略作修改，修改內容同1.3.3節。

1.3.5 水分活度的測定

采用水分活度儀測定。

1.3.6 色差的測定

參考張孫現等[12]方法，將脫水至不同含水率的肉塊用手術刀切去約2 mm厚的表層，采用便攜式色差儀以標準白色樣板作為對照進行樣品色差測定，分別記錄L*、a*、b*值作為測定樣品的亮度值、紅度值、黃度值。由于肉面顏色隨位置而異，故在肉面約10 cm2內重復5 次，取平均值。

1.3.7 微觀結構掃描電鏡觀察

參考Saowakon等[18]方法。

1.4 數據處理與統計分析

實驗數據采用Microsoft Excel 2007軟件求取平均值及標準偏差，采用SPSS 19.0軟件的Duncan新復極差分析法比較各處理水平差異的顯著性，取95%置信度（P＜0.05）；采用Pearson進行相關性分析，P小于0.05為顯著相關，P小于0.01為極顯著相關。

2 結果與分析

2.1 食鹽用量對豬肉色澤的影響

圖1 腌制液食鹽用量對不同濕基含水率豬肉a*值的影響Fig.1 Changes in a* value of pork cured with different NaCl concentrations at different water contents

由圖1可以看出，相比于空白樣，經食鹽用量高于1%的食鹽溶液腌制后，豬肉的a*值隨食鹽用量增加而顯著下降（P＜0.05）。這主要是因為腌制時食鹽會加速肉中血紅蛋白和肌紅蛋白氧化，形成高鐵血紅蛋白和高鐵肌紅蛋白，使肌肉喪失天然色澤，變成紫色調的淡灰色，且隨著離子強度的增加，氧合肌紅蛋白的氧化速率增加[19-21]。干燥過程中，含水率為45%～60%時，所有腌制樣的a*值均低于空白組，且隨食鹽用量的增加，a*值降低的程度增大。

空白組豬肉隨干燥的進行，a*值顯著下降（P＜0.05），至含水率降到36%以下才基本保持不變。1%食鹽腌制樣隨干燥的進行，a*值先顯著下降（P＜0.05），至含水率低于42%后，樣品a*值隨含水率下降逐漸上升，但差異并不顯著（P＞0.05）。4%食鹽腌制樣a*值隨干燥的進行逐漸降低，8%腌制樣a*值隨含水率變化趨勢與4%食鹽腌制樣基本相同，只是在含水率低于36%后逐漸增加。而12%、16%食鹽腌制樣則在含水率低于52%后，a*值顯著上升（P＜0.05），至含水率為40%左右后基本保持不變。對比來看，含水率低于36%腌制樣的a*值均高于空白樣，其中1%食鹽腌制樣的a*值最高，其余樣品差別不大。由圖1可見，對于肉類干制品來說，食鹽腌制可減少肉色的變化，但影響機制仍需進一步研究，并且如果想保持或改善肉色，則仍需借助肉類發色劑及助色劑。

圖2 腌制液食鹽用量對不同濕基含水率豬肉L*值的影響Fig.2 Changes in L* value of pork cured with different NaCl concentrations at different water contents

如圖2所示，空白樣、1%食鹽和4%食鹽腌制樣在含水率由60%降至40%左右時，L*值顯著下降（P＜0.05），其后隨含水率的變化不明顯（P＞0.05）；而8%、12%及16%食鹽腌制樣的L*值在干燥前和干燥后差別不明顯。比較來說，在含水率低于45%后，12%及16%食鹽腌制樣較空白樣及其他低食鹽用量腌制所得豬肉的L*值高，這可能是由于經此高濃度食鹽腌制后，豬肉中的食鹽在干燥過程中逐漸析出形成小晶粒，提高了豬肉在白光下的亮度值。

由圖3可知，食鹽用量對干燥過程中試樣b*值的影響很復雜，但在含水率低于48%后總體影響不顯著（P＞0.05）。由此可見食鹽主要影響豬肉色澤的a*、L*值兩方面。

圖3 腌制液食鹽用量對不同濕基含水率豬肉b*值的影響Fig.3 Changes in b* value of pork cured with different NaCl concentrations at different water contents

2.2 食鹽用量對豬肉水分活度的影響

圖4 腌制液食鹽用量對脫水豬肉水分活度的影響Fig.4 Changes in water activity of dehydrated pork cured with different NaCl concentrations

如圖4所示，空白組、1%、4%和8%食鹽腌制樣的水分活度隨食鹽用量的增加而持續下降（P＜0.05）。這主要是因為NaCl是一種親水性離子物質，低濃度條件下可以離子的形式吸附在蛋白質表面，使蛋白質結合更多游離的水分子[22-24]，使部分自由水轉化為準結合水或結合水，降低物料的水分活度；并且NaCl能使肌原纖維蛋白中的鹽溶性蛋白不斷溶出，提高肉蛋白對水的保持能力[25-27]。

此外，食鹽用量介于1%～8%時，隨食鹽用量的增大，腌制豬肉在干燥過程中的水分活度下降程度逐漸加大，水分活度最低可以達到0.6左右（腌制食鹽用量8%）這可能是由于試樣脫水過程中食鹽含量逐漸提高，蛋白質對水的束縛能力逐漸增強，致使水分活度逐漸下降。

但在腌制溶液用量超過8%之后，食鹽用量對脫水肉水分活度的影響減弱。而且在12%、16%食鹽溶液腌制的脫水肉樣含水率低于36%后，其水分活度隨含水率降低下降緩慢，與其他試樣顯著不同，且高于同樣含水率的8%食鹽腌制肉樣。此時肉中食鹽質量分數達到26.94%，基本以鹽晶狀態存在，因此肉中蛋白質束縛水的能力隨含鹽量增加及含水率的降低而變化不大。

2.3 食鹽用量對脫水豬肉收縮程度的影響

表1 腌制液食鹽用量對脫水過程中豬肉體積變化率的影響Table1 Changes in volume change rate of pork cured with different NaCl concentrations during dehydration

由表1可知，各腌制樣體積變化率均隨濕基含水率降低而逐漸增大，而1%食鹽腌制肉樣體積變化率最大，與其他各樣差異顯著（P＜0.05）。這可能是由于在食鹽用量高于1%后，肉樣肌纖維溶脹、橫向擴張明顯所致[28]（表2）。

表2 腌制液食鹽用量對豬肉TSR的影響Table2 Changes in transverse shrinkage rate (TSR) of pork cured by different NaCl concentrations during dehydration

食鹽用量對豬肉干燥過程中橫向收縮比（transverse shrinkage rate，TSR）、縱向收縮比（longitudinal shrinkage rate，LSR）的影響分別如表2、3所示。各腌制樣的TSR和LSR隨濕基含水率的降低而顯著增大（P＜0.05）。與相同含水率空白組肉樣相比，1%食鹽腌制肉樣的TSR稍有增大，但不顯著（P＞0.05），而4%食鹽腌制肉樣TSR顯著下降（P＜0.05），其后隨食鹽用量提高，肉樣TSR間的差異不再顯著（P＞0.05）。

60 ℃脫水肉的收縮是由肉中肌球蛋白、結締組織變性收縮及水分流失所導致，肌纖維直徑和肌節長度縮小，表現為肉塊TSR和LSR隨脫水進行而逐漸增大。而肉中的NaCl改變了肌肉組織內離子強度，導致蛋白質的變性溫度升高[29]，因此相較于相同含水率的空白組肉樣，食鹽腌制組肉樣中蛋白質變性程度較小，減弱了部分汁液流失，并且食鹽腌制使得肉纖維膨脹，因而試樣最終的體積變化率和TSR減小。

經顯著性分析發現，含水率相同時，各腌制組試樣的LSR差異不顯著（P＞0.05），而體積變化率差異顯著（P＜0.05），可見肉的橫向收縮是造成體積收縮的主要原因。

表3 腌制液食鹽用量對豬肉LSR的影響Table3 Changes in longitudinal shrinkage rate (LSR) of pork cured with different NaCl concentrations during dehydration

2.4 脫水腌制豬肉各物理特性間相關性分析

表4 不同食鹽用量對脫水豬肉物理特性的相關性分析Table4 Correlation among physical indexes for pork cured with different concentrations of NaCl

續表4

由表4可知，對照肉樣的水分活度、a*、b*、L*值與其含水率呈極顯著正相關（P＜0.01），體積變化率、LSR及TSR則與含水率呈極顯著負相關（P＜0.01），其中LSR的相關系數較低；另外，體積變化率與LSR及TSR呈顯著正相關（P＜0.01），但與TSR的相關性更強。豬肉經食鹽腌制后，隨NaCl濃度增加，肉樣水分活度、體積變化率、LSR及TSR與含水率的相關關系基本不變，但肉樣色差與上述各指標間的相關性規律復雜。

2.5 食鹽用量對脫水豬肉微觀結構的影響

圖5 不同食鹽用量腌制脫水豬肉掃描電鏡照片Fig.5 SEM photographs of dehydrated pork cured with different NaCl concentrations

由圖5可知，空白樣含水率低于40%之后，肌纖維的變化才明顯表現出來，而腌制樣在含水率低于50%后肌纖維結構的變化就已清晰呈現，4%、8%腌制樣的變化尤其明顯，表明NaCl降低了肌纖維在高溫下的穩定性，這可能與NaCl降低了肌動蛋白變性焓有關[30]?？瞻讟雍? 組腌制樣均在含水率降至40%左右出現變性的肌漿蛋白顆粒，且隨著鹽含量增大，顆粒狀物質增多。隨著食鹽用量升高，肌纖維間隙越來越大，肌束膜和肌內膜以及顆?；F象也越加明顯。

3 結 論

食鹽腌制可減少肉色變化，含水率低于36%的腌制肉樣a*值均高于未腌制樣，其中1%食鹽腌制樣的a*值最高。在1%～8%范圍內，隨食鹽用量增大，干燥過程中肉樣的水分活度下降程度逐漸加大；超過8%后，食鹽用量的影響減弱；食鹽用量為12%、16%、肉樣含水率低于36%后水分活度隨含水率降低幾乎不變。1%食鹽腌制肉樣體積變化率較其他各樣顯著增大（P＜0.05）。4%食鹽腌制肉樣的TSR顯著小于其他腌制樣（P＜0.05）。各腌制組試樣的LSR差異不顯著（P＞0.05）。食鹽用量增加不影響脫水腌制肉樣水分活度、體積變化率、LSR及TSR、含水率之間的相關關系。肉樣微觀結構觀察表明食鹽降低了肌纖維在高溫下的穩定性。腌制液食鹽用量越高，脫水肉樣肌纖維及其膜變化越明顯。