真空滾揉—超高壓制備調理雞胸肉的工藝優(yōu)化

許美玉 - 何 丹 宋洪波 - 唐道邦 - 黃 群

(1. 漳州職業(yè)技術學院食品工程學院，福建 漳州 363000；2. 福建農林大學食品科學學院，福建 福州 350002；3. 廣東省農業(yè)科學院蠶業(yè)與農產品加工研究所，廣東 廣州 510610；4. 廣東省農產品加工重點實驗室，廣東 廣州 510610)

調理雞胸肉是一類以雞胸肉為原料，經適當加工、包裝，可直接食用或食用前簡單加工的新型、營養(yǎng)、快捷的加工類食品[1]。調理雞胸肉類加工制品可改善冷凍雞胸肉的加工品質，提高肉的保水性、嫩度，改善肉品色澤，增強肉品風味。保水率[2-3]和蒸煮損失率[4]是調理肉制品的重要品質評價指標，與肉品多汁口感、嫩度、出品率等密切相關。磷酸鹽是目前最常用的提高肉制品保水性、降低蒸煮損失率的方法，但在肉制品中過多使用磷酸鹽會產生不良色澤和風味，使肉質粗糙，且對人體健康也有一定的危害[5]。針對上述問題，低磷保水劑和無磷保水劑逐漸被應用到肉制品中，常用的磷酸鹽替代物有：淀粉、碳酸氫鈉、海藻糖、檸檬酸鈉、食鹽、殼聚糖等。但李玉輝等[6]分析了全磷、低磷和無磷保水劑對雞胸肉保水率的影響，發(fā)現(xiàn)低磷和無磷保水劑在較低添加量時的保水率低于全磷保水劑，且磷酸鹽含量越少，其他保水劑使用劑量越大。因此，需尋求其他方法來降低肉制品磷酸鹽含量的同時，提高保水性，并改善肉制品品質。

真空滾揉是調理肉制品加工中最常用的方法[7-8]，通過機械作用對肉進行翻滾、摔打，從而縮短腌制時間，降低蒸煮損失率，提高保水率、食品品質和感官品質等[9-10]。超高壓技術因能夠有效克服傳統(tǒng)的熱加工方式處理食品所帶來的缺陷已被廣泛應用于食品加工業(yè)。在肉制品加工過程中超高壓處理的運用可以增強肉制品的凝結力和保水能力[11]。目前，尚未見關于采用真空滾揉和超高壓結合技術來改善調理雞胸肉制品保水性和品質的研究報道。試驗擬以保水率為主要評價指標，綜合考慮蒸煮損失率，探討該組合方法對調理雞胸肉品質的影響，并運用正交試驗和響應面法優(yōu)化工藝條件，以期為調理雞胸肉制品在生產、加工行業(yè)中的應用提供理論和技術參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

雞胸肉(冷凍)：福建永輝超市，于-18 ℃保存；

食鹽：福建省鹽業(yè)集團有限責任公司；

玉米淀粉、碳酸氫鈉：天津市鴻祿食品有限公司；

焦磷酸鈉：武漢聯(lián)德化學品有限公司；

亞硝酸鈉、抗壞血酸、五香粉、料酒、姜粉、白胡椒粉、大豆油、大豆分離蛋白、卡拉膠：食品級。

1.2 儀器與設備

超高壓設備：HPP600 MPa/5 L型，包頭科發(fā)科技發(fā)展有限公司；

試驗室用真空滾揉機：GR30型，諸城市恒順機械有限公司；

真空包裝機：DZQ400型，上海申越包裝機械制造有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 工藝流程

肉預處理→真空滾揉腌制→真空包裝→超高壓處理→ 冷藏

1.3.2 雞胸肉預處理及樣品處理 將冷凍雞胸肉置于4 ℃ 冰箱解凍12 h，洗凈，去除表面脂肪和結締組織，并修整為5 cm×10 cm×2 cm長條，4 ℃保存?zhèn)溆谩Ｕ婵諠L揉腌制前需要將腌制液充分混勻，真空滾揉過程中壓力保持0.06 MPa，試驗中所有處理過的樣品均在4 ℃冰箱中冷藏。

1.3.3 低磷保水劑配比優(yōu)化的單因素試驗及正交試驗設計

(1) 焦磷酸鈉添加量：將預處理后的雞胸肉稱重，與腌制液(食鹽1.5%、冰水20%、淀粉5.0%、碳酸氫鈉為1.2%，均以肉計)一同放入滾揉機真空滾揉腌制30 min，壓力0.06 MPa，考察腌制液中焦磷酸鈉(0.05%，0.10%，0.15%，0.20%，0.25%，0.30%)添加量對經滾揉處理后的調理雞胸肉保水率和蒸煮損失率的影響。

(2) 淀粉添加量：將預處理后的雞胸肉稱重，與腌制液(食鹽1.5%、冰水20%、焦磷酸鈉0.20%、碳酸氫鈉為1.2%，均以肉計)一同放入滾揉機真空滾揉腌制30 min，壓力0.06 MPa，考察腌制液中淀粉(1.0%，3.0%，5.0%，7.0%，9.0%)添加量對經滾揉處理后的調理雞胸肉保水率和蒸煮損失率的影響。

(3) 碳酸氫鈉添加量：將預處理后的雞胸肉稱重，與腌制液(食鹽1.5%、冰水20%、焦磷酸鈉0.20%、淀粉5.0%，均以肉計)一同放入滾揉機真空滾揉腌制30 min，壓力0.06 MPa，考察腌制液中碳酸氫鈉(0.3%，0.6%，0.9%，1.2%，1.5%，1.8%)添加量對經滾揉處理后的調理雞胸肉保水率和蒸煮損失率的影響。

(4) 正交試驗優(yōu)化：根據單因素試驗結果，以保水率及蒸煮損失率為指標，進行L9(33)正交試驗。

1.3.4 真空滾揉—超高壓處理工藝優(yōu)化

(1) 腌制液配比：焦磷酸鈉0.2%、淀粉0.7%、碳酸氫鈉1.5%、亞硝酸鈉0.02%、抗壞血酸0.05%、冰水20%、五香粉0.5%、食鹽1.5%、料酒2.0%、姜粉0.2%、白胡椒粉0.2%、大豆油2.5%、大豆分離蛋白1.0%、卡拉膠0.9%，均以肉重計。

(2) 真空滾揉時間：將預處理后的雞胸肉稱重，與腌制液一同真空滾揉腌制，壓力為0.06 MPa。滾揉完成后將雞胸肉真空包裝，然后進行超高壓處理，處理時間10 min，處理壓力100 MPa。考察真空滾揉時間(0，10，20，30，40，50 min)對調理雞胸肉保水率和蒸煮損失率的影響。

(3) 超高壓處理壓力：將預處理后的雞胸肉稱重，與腌制液一同真空滾揉腌制30 min，壓力為0.06 MPa。滾揉完成后將雞胸肉真空包裝，然后進行超高壓處理10 min。考察處理壓力(50，100，150，200，250，300，400，500 MPa)對調理雞胸肉保水率和蒸煮損失率的影響。

(4) 超高壓處理時間：將預處理后的雞胸肉稱重，與腌制液一同真空滾揉腌制30 min，壓力為0.06 MPa。滾揉完成后將雞胸肉真空包裝，然后進行超高壓處理，處理壓力100 MPa。考察高壓處理時間(0，5，10，15，20，25 min)對調理雞胸肉保水率和蒸煮損失率的影響。

(5) 響應面試驗優(yōu)化：在單因素試驗結果的基礎上，采用響應面分析法中的Box-Behnken試驗優(yōu)化制備調理雞胸肉的真空滾揉—超高壓處理工藝參數(shù)。

1.3.5 保水率測定 參照文獻[12]。

1.3.6 蒸煮損失率測定 將保水率測定后的雞胸肉分裝于真空袋，封口。煮制10 min(沸水)，冷卻后再濾干稱重，按式(1)計算蒸煮損失率。

(1)

式中：

A——蒸煮損失率，%；

m1——雞胸肉測定保水率后的重量，g；

m2——雞胸肉冷卻后用濾干后的重量，g。

1.3.7 質構測定 將最佳工藝肉樣切成1.5 cm×1.5 cm×1.5 cm方塊狀。質構測定參照張立彥等[13]的方法并適當修改。參數(shù)條件為：TPA模式，探頭型號為P/36R，壓縮比40%，測前速度2.00 mm/s，測中速度1.00 mm/s，測后速度5.00 mm/s，兩次下壓間隔時間為5.0 s，觸發(fā)力Auto-5 g，數(shù)據獲取速率200 s-1。選用硬度、凝聚性、彈性、咀嚼性、回復性、膠黏性等參數(shù)評價不同壓力處理后雞胸肉樣品的質構特性。每個樣品進行6次重復，試驗結果取其平均值。

1.4 數(shù)據處理

采用DPS 7.05(多重比較用Fisher LSD法)和origin 2018對測定指標進行數(shù)據處理，Design-Expert 8.0軟件進行響應面分析，以不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。所有試驗進行3次平行。

2 結果與分析

2.1 低磷保水劑配比優(yōu)化

2.1.1 焦磷酸鈉添加量的確定 由圖1可知，隨著焦磷酸鈉添加量的增加，雞胸肉保水率和蒸煮損失率先上升后下降；當焦磷酸鈉添加量為0.20%時，雞胸肉保水率最高；當焦磷酸鈉添加量為0.10%時，雞胸肉蒸煮損失率最高。試驗中雞胸肉保水率的變化趨勢與孟宇竹等[14]研究結果類似。蒸煮損失率的下降可能是焦磷酸鈉的使用可以改善調理雞胸肉蛋白質與水的結合能力[15]。綜上，焦磷酸鈉的添加量為0.20%較宜。

圖1 焦磷酸鈉添加量對雞胸肉保水率和蒸煮損失率的影響

2.1.2 淀粉添加量的確定 由圖2可知，隨著淀粉添加量的增加，雞胸肉保水率和蒸煮損失率先上升后下降；當?shù)矸厶砑恿繛?.0%時，雞胸肉保水率最高；當?shù)矸厶砑恿繛?.0%時，雞胸肉蒸煮損失率最高；當?shù)矸厶砑恿坑?.0%增加到7.0%時，保水率下降無顯著性差異，蒸煮損失率下降顯著。淀粉的流動性較差，過量加入可能會影響顆粒的流動性，造成保水率降低[16]，因此當?shù)矸厶砑恿砍^5.0%后保水率下降。綜上，淀粉的較適添加量為7.0%。

圖2 淀粉添加量對雞胸肉保水率和蒸煮損失率的影響

2.1.3 碳酸氫鈉添加量的確定 由圖3可知，隨著碳酸氫鈉添加量的增加，雞胸肉的保水率隨碳酸氫鈉添加量的增加先上升后下降，雞胸肉的蒸煮損失率逐漸降低；當碳酸氫鈉添加量為1.2%時，雞胸肉保水率最高；當碳酸氫鈉添加量為0.3%時，雞胸肉蒸煮損失率最高。綜上，碳酸氫鈉的較適添加量為1.2%。

圖3 碳酸氫鈉添加量對雞胸肉保水率和蒸煮損失率的影響

2.1.4 低磷保水劑配比優(yōu)化 根據單因素試驗結果，確定焦磷酸鈉、淀粉、碳酸氫鈉的添加量見表1。正交試驗設計及結果見表2。

表1 正交試驗因素水平

由表2可知，最優(yōu)水平為A2B2C3，即焦磷酸鈉0.20%、淀粉7.0%、碳酸氫鈉1.5%。此條件下的保水率為(24.46±0.70)%，蒸煮損失率為(11.15±0.49)%。恰為表2中保水率最高的試驗組，因此選擇低磷保水劑最優(yōu)配方為焦磷酸鈉0.20%、淀粉7.0%、碳酸氫鈉1.5%。

表2 正交試驗設計及結果

2.2 真空滾揉—超高壓處理工藝優(yōu)化

2.2.1 真空滾揉時間 由圖4可知，真空滾揉時間逐漸增加到30 min，雞胸肉保水率呈上升趨勢，然后顯著下降(P<0.05)。真空滾揉后(10 min)與對照組(0 min)相比，保水率顯著增加(P<0.05)。雞胸肉蒸煮損失率隨真空滾揉時間的增加而上升。真空滾揉時間10 min與對照組相比，蒸煮損失率顯著增加(P<0.05)。綜合保水率及蒸煮損失率，選擇真空滾揉時間30 min較為適宜。

圖4 真空滾揉腌制時間對雞胸肉保水率和蒸煮損失率的影響

2.2.2 超高壓壓力 由圖5可知，超高壓處理能夠提高調理雞胸肉的保水率(P<0.05)，壓力為200 MPa時保水率達最大值，與對照組相比保水率增加了4.27%。冷雪嬌等[17]研究表明，超高壓處理(150 MPa) 20 min能夠顯著改善雞胸肉的持水性。Lakshmanan等[18]研究得出了相似的結論，在壓力150 MPa下對鮭魚進行處理能顯著提高其保水性。過高的壓力處理對肉制品中已經形成的凝膠網絡結構有破壞作用，導致水分從原來的網絡結構中析出，表現(xiàn)出蒸煮損失率的增加[19]。綜合保水率及蒸煮損失率，選擇壓力為200 MPa。

圖5 超高壓壓力對雞胸肉保水率和蒸煮損失率的影響

2.2.3 超高壓時間 由圖6可知，隨著超高壓處理時間的延長，雞胸肉保水率先上升后下降，蒸煮損失率呈上升趨勢；當超高壓處理時間為10 min時，保水率達最佳，此時蒸煮損失率較低。綜合保水率及蒸煮損失率，選擇超高壓時間10 min為宜。

圖6 超高壓時間對雞胸肉保水率和蒸煮損失率的影響

2.2.4 響應面優(yōu)化 根據單因素試驗結果，確定真空滾揉時間、超高壓時間及壓力的各項參數(shù)水平(見表3)。通過響應面試驗設計對真空滾揉—超高壓制備工藝條件進行優(yōu)化，試驗方案及結果見表4。

表4 響應面試驗方案及結果

表3 因素水平編碼

(1) 回歸方程的建立及顯著性檢驗：利用Design-Expert 8.0軟件對數(shù)據進行回歸分析，所得回歸方程：

Y=13.69+0.32A-0.71B-0.21C-0.47AB+0.86AC+1.48BC-1.59A2-2.54B2-2.73C2。

(2)

保水率回歸模型極顯著(P<0.001)。由方差分析結果(表5)可知，在試驗范圍內各因素對保水性影響的排序為：超高壓壓力>真空滾揉時間>超高壓處理時間。該擬合模型的R2為0.995 7，校正系數(shù)為0.990 2，二者均大于0.9，失擬項P=0.308 9>0.05，說明該模型擬合程度較好，試驗誤差小，能夠使用該模型分析并預測真空滾揉—超高壓制備工藝對雞胸肉保水性變化的情況。

表5 二次回歸模型的方差分析?

(2) 響應面分析及優(yōu)化：根據回歸模型，得到相應的等高線和響應面見圖7～9。由圖7可知，雞胸肉保水率隨壓力(150～200 MPa)的增加而上升，而當壓力超過200 MPa時保水率呈下降趨勢。此外，經真空滾揉(20～30 min)—超高壓處理后雞胸肉的保水率較未經處理組的高，說明此范圍內超高壓和真空滾揉對保水率的影響有一定的協(xié)同作用。而真空滾揉30～40 min內，在真空滾揉的基礎上，再經超高壓處理后保水率反而下降，可能原因是雞胸肉經長時間真空滾揉，組織較為松散，在高壓下失水增加。

圖7 真空滾揉腌制時間和壓力對雞胸肉保水率的影響

由圖8可知，超高壓處理時間在5～10 min內，保水率呈上升趨勢，超過10 min時雞胸肉的保水率下降趨勢明顯。真空滾揉腌制時間在20～30 min內，保水率顯著增加，超過30 min時緩慢下降。

圖8 真空滾揉腌制時間和超高壓時間對雞胸肉保水率的影響

由圖9可知，超高壓處理時間在5～10 min內，保水率呈上升趨勢，但超過10 min時下降趨勢明顯；壓力在150～200 MPa內，雞胸肉保水率呈上升趨勢，但超過200 MPa時下降趨勢明顯。

圖9 壓力和超高壓時間對雞胸肉保水率的影響

通過軟件分析得到的最佳工藝條件為：真空滾揉時間31.08 min、超高壓壓力191.50 MPa、超高壓時間9.66 min，此條件下雞胸肉保水率達13.77%。考慮到實際情況對工藝參數(shù)進行調整：真空滾揉時間為31 min、壓力為190 MPa、超高壓處理時間為10 min。在此條件進行驗證，平均保水率為13.69%，其相對誤差低于1%。總的來說，通過響應面分析法得到的工藝參數(shù)準確可靠，最佳工藝條件具有一定的應用價值。

2.3 調理雞胸肉質構分析

真空滾揉—超高壓技術制備調理雞胸肉最佳工藝條件下的質構結果見表6。由表6可知，與只經過滾揉工藝處理相比，真空滾揉—超高壓處理增加了雞胸肉的彈性、黏聚性、膠著性，減少了咀嚼性和硬度，使雞胸肉嫩度更好，口感更佳。滾揉通過機械力將肉摔打、翻滾，使肉肌纖維斷裂、空隙變大，肌細胞損傷，蛋白質溶解加快，從而降低肉制品硬度，提高彈性[21]、黏聚性、膠著性，改善肉嫩度[10]。超高壓能促進肉制品中的蛋白質分解，顯著改善肉制品嫩度，并隨著壓力的增加，肉品硬度下降[22]。綜上，真空滾揉和超高壓結合的方法可使調理肉制品具有較好的質構。

表6 滾揉—超高壓制備調理雞胸肉質構分析

3 結論

試驗以冷凍雞胸肉為原料，以保水率和蒸煮損失率為評價指標，通過正交試驗和響應面分析，獲得真空滾揉結合超高壓制備調理雞胸肉的最佳工藝：焦磷酸鈉0.2%、淀粉7.0%、碳酸氫鈉1.5%、真空滾揉時間31 min、超高壓處理時間10 min、壓力190 MPa。超高壓處理組和對照組相比，保水率有顯著性增長，優(yōu)化結果顯示最優(yōu)保水率為13.69%，說明超高壓技術能提高調理雞胸肉的保水性。后期將對滾揉結合超高壓技術改善調理雞胸肉保水性和品質的機理進行研究。