超聲波協同氯化鈣嫩化鴨肉工藝的研究

姜英杰，馬 敏，孫芝楊

（江蘇食品藥品職業技術學院，江蘇淮安 223003）

0 引言

嫩度是評價肉品品質的重要指標，是決定消費者評判肉質優劣及影響消費的重要因素[1]。如何提高肉的嫩度已經成為肉制品加工的關鍵技術和共性問題。超聲波是頻率高于20 kHz的機械波[2]，近年來超聲波已被廣泛應用于食品及相關領域，如提取、干燥、滅菌、清洗、嫩化等[3-7]。采取超聲波協同CaCl2處理鴨肉，以剪切力值為鴨肉嫩度的考查指標，來優化鴨肉的嫩化工藝。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鴨肉，江蘇老侯珍禽食品有限公司提供，將剛屠宰的鴨胸肉切成3 cm×2 cm×2 cm的肉塊；無水氯化鈣，東嘉穎化工科技有限公司提供。

1.2 設備及工藝

WKS900B/3S型三頻超聲波處理機，江蘇江大五棵松生物科技有限公司產品；TA plus型物性分析儀，英國LLOAD公司產品。

1.2.1 工藝流程

鴨肉→修整→CaCl2腌制→超聲波處理→測定剪切力。

1.2.2 操作要點

稱取一定量的CaCl2，先溶解于水中，配制成一定濃度的CaCl2溶液，然后對修整好的鴨肉進行注射，注射量為每個肉塊注射10 mL，注射后將鴨肉塊浸沒在CaCl2溶液的液面以下。浸沒好后的鴨肉塊立即進行超聲處理，同時進行計時。

1.3 剪切力測定方法

超聲處理后的鴨肉用TA.plus型物性分析儀進行測定，采用復合剪切探頭（FG/SBS）測試，探頭移動速度30 mm/min，在樣品中下行距離為20 mm，取最大應力值為剪切力（N）。重復6次，取平均值。

1.4 試驗方法

1.4.1 單因素試驗

分別以不同的超聲頻率、超聲功率、超聲處理時間、超聲處理溫度、CaCl2濃度為單因素進行試驗，考查各單因素對鴨肉剪切力值的影響。因為設備的超聲頻率只有22，28，40 kHz 3個頻率，所以超聲頻率只選擇22，28，40 kHz 3個頻率進行單因素試驗；超聲功率分別選取180，210， 240，270，300 W 5個水平；超聲處理時間分別選取10，20，30，40，50 min 5個水平，超聲處理溫度分別選取10，20， 30，40，50℃ 5個水平，CaCl2濃度分別選取 50， 100，150，200，250 mmol/L 5個水平，分別進行單因素試驗。

1.4.2 正交試驗

根據單因素試驗的結果，以超聲頻率、超聲處理時間、超聲處理溫度、CaCl2濃度為考查因素，各選取3個水平，進行L9（34）正交試驗。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 超聲頻率對鴨肉剪切力的影響

超聲頻率對鴨肉剪切力的影響見圖1。

圖1 超聲頻率對鴨肉剪切力的影響

由圖1可以看出，經過22，28，40 kHz 3個頻率處理過的鴨肉剪切力值顯著低于對照組（p＜0.05），這說明超聲處理可降低鴨肉的剪切力，其原因可能是超聲處理可以破壞肌纖維的微結構，使肌原纖維斷裂，從而提高肉的嫩度，故剪切力值降低。隨著超聲波頻率的變化，鴨肉的剪切力在各組間存在顯著差異（p＜0.05），說明不同頻率的超聲處理對鴨肉的剪切力影響不同。

2.1.2 超聲功率對鴨肉剪切力的影響

超聲功率對鴨肉剪切力的影響見圖2。

由圖2可以看出，設定超聲頻率為28 kHz，超聲功率在180～300 W時，鴨肉的剪切力沒有顯著變化（p＞0.05），這與趙立[8]、Kang Dacheng[9]等人的研究結果基本一致。結合圖1的結論可以得出，超聲波對肌肉結構的破壞作用，主要受超聲頻率影響，而受超聲功率的影響較小，故進行正交試驗時不考查超聲功率對鴨肉剪切力的影響。

圖2 超聲功率對鴨肉剪切力的影響

2.1.3 超聲處理時間對鴨肉剪切力的影響

超聲處理時間對鴨肉剪切力的影響見圖3。

圖3 超聲處理時間對鴨肉剪切力的影響

由圖3可以看出，用28 kHz的超聲處理鴨肉后，鴨肉的剪切力呈逐漸下降趨勢，當超聲處理30 min后鴨肉的剪切力值為29.685 N，再延長超聲處理時間，鴨肉的剪切力基本保持不變。而趙立等人[8]的研究結果是，超聲波嫩化鴨肉20 min，鴨肉的剪切力達到最小，這可能是由于鴨肉原料的不同造成的，試驗采用的是未經冷凍的散養鴨肉，散養的鴨肉肌纖維更粗糙，再加上鴨肉未經冷凍與解凍，所以嫩化鴨肉所需的時間更長。根據圖3的試驗結果，選取超聲處理時間25，30，35 min進行正交試驗。

2.1.4 超聲處理溫度對鴨肉剪切力的影響

超聲處理溫度對鴨肉剪切力的影響見圖4。

圖4 超聲處理溫度對鴨肉剪切力的影響

由圖4可以看出，20℃以下時，鴨肉的剪切力先隨著超聲處理溫度的升高而降低，40℃以上，鴨肉的剪切力隨著超聲處理溫度的升高而升高；超聲處理溫度在20～40℃時，鴨肉的剪切力值最小。其原因可能在于CaCl2的影響，當超聲處理溫度低于20℃時，CaCl2對鴨肉的嫩化效果隨著溫度的升高而升高；而當超聲處理溫度達到50℃時，加上超聲波的熱效應能夠導致肌肉表面15～30℃的溫度升高[10]，導致肌肉表面產生部分蒸煮或收縮[11]，不利于CaCl2的滲透和鈣離子的釋放，進而影響了鴨肉的嫩化。考慮到生產實際，選取超聲處理溫度20～30℃進行正交試驗。

2.1.5 CaCl2濃度對鴨肉剪切力的影響

CaCl2濃度對鴨肉剪切力的影響見圖5。

圖5 CaCl2濃度對鴨肉剪切力的影響

由圖5可以看出，鴨肉的剪切力隨著CaCl2濃度的增加而逐漸降低，當CaCl2濃度超過200 mmol/L時，鴨肉的剪切力變化很小。說明鈣離子濃度達到200 mmol/L時，對鴨肉的嫩化作用基本達到最大，繼續增加鈣離子濃度對鴨肉的嫩度沒有進一步的影響。同時，當鈣離子濃度超過250 mmol/L時，成品的氯化鈣味道重，會產生不愉悅的口感，故選擇180，200，220 mmol/L 3個水平進行正交試驗。

2.2 正交試驗

根據單因素試驗結果，采用L9（34）正交試驗。

正交因素水平見表1，正交試驗結果見表2。

表1 正交因素水平設計

表2 正交試驗結果

從表2的試驗結果中可以看出，超聲處理鴨肉的最佳工藝為A2B3C3D3，即超聲頻率28 kHz，超聲處理時間35 min，超聲處理溫度30℃，CaCl2濃度220 mmol/L，在此工藝條件下處理的鴨肉剪切力最低，鴨肉嫩化效果最好。在此工藝條件下進行鴨肉的嫩化試驗，得到剪切力為28.458 N。從極差分析可知 RD＞RA＞RC＞RB，說明 CaCl2濃度和超聲波頻率對剪切力的影響較大。

3 結論

（1）超聲波對肌肉結構的破壞作用，主要受超聲波頻率影響，而受超聲波功率影響較小。

（2） 通過試驗，確定了超聲波協同CaCl2嫩化鴨肉的最佳工藝為超聲波頻率28kHz，超聲處理時間35 min，超聲處理溫度30℃，CaCl2濃度220 mmol/L，在此工藝條件下嫩化的鴨肉剪切力為28.458 N。