小龍蝦肉脯的工藝優化

瞿桂香,馬文慧,董志儉,陳玉勇,展躍平

(江蘇農牧科技職業學院,江蘇泰州 225300)

肉脯是我國的傳統休閑美食,具有方便即食、便于保藏、美味可口的特點,深受廣大消費者歡迎[1]。但是目前市場上的休閑肉脯制品以豬肉、牛肉居多,其中靖江豬肉脯、自然派牛肉脯頗有名氣,近年來也出現少量的魚肉脯[2],尚未見有小龍蝦肉脯。小龍蝦肉質鮮美,風味獨特,具有高蛋白、低脂肪、低熱量的優點,氨基酸種類齊全,必需氨基酸占總氨基酸的含量達到36%以上,屬于高營養價值的食品[3]。但是小龍蝦的食用形式比較單一,以鮮食用為主,季節性和區域性強,食用和攜帶不方便,消費者食用受限[4]。因此以小龍蝦為原料加工成小龍蝦肉脯,既符合現代人追求的“低脂、低糖、低熱量”健康飲食理念[5],滿足不同消費者對肉脯產品多樣化需求[6],又為小龍蝦產品的深加工開拓了新思路[7]。傳統豬肉脯和牛肉脯的加工性,由于豬肉、牛肉肌肉纖維長,紋理規則,切片不易破壞,加工成的肉脯能夠保持較好的完整片形。但小龍蝦蝦肉體積小,形態彎曲,肌纖維細而短,走向不規則,傳統切片難以成形。本研究在傳統肉脯加工的基礎上,結合小龍蝦肉自身特點,利用谷氨酰胺轉氨酶的催化作用,改進加工工藝,以制作出感官優良、風味獨特的小龍蝦肉脯。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

鮮活淡水小龍蝦 來自泰州本地養殖場,小龍蝦個體大小均勻,單個重量35.0～40.0 g,蝦肉凈含量在6.0～8.0 g;谷氨酰胺轉氨酶(TG酶) 江蘇一鳴生物股份有限公司,酶活力130 U/g;食鹽、白砂糖、色拉油 購自泰州大潤發超市。

C21-SDMCB43蘇泊爾電磁爐 浙江蘇泊爾股份有限公司;恒溫鼓風干燥機 上海大良不銹鋼股份有限公司;HY44六盤烤箱 青島超群食品機械公司;HB43-S鹵素水份測定儀 上海右一儀器有限公司;FTC/TMS-Touch質構儀 北京盈盛恒泰科技有限責任公司;WSC-S數顯測色色差儀 上海儀電物理光學儀器有限公司

1.2 實驗方法

1.2.1 小龍蝦肉脯的生產工藝流程

1.2.2 操作要點 小龍蝦選擇:挑選個體大小均勻、單個重量35.0～40.0 g、蝦肉凈含量在6.0～8.0 g的鮮活小龍蝦;取蝦肉:小龍蝦清洗,放入沸水中熱燙15 s后撈出,立即過冷水后,去頭、去除蝦線,剝殼取蝦肉;碾壓:重力將蝦肉碾壓成5.0～8.0 mm厚度,蝦肉肌纖維呈自然松散又連結的狀態;腌制:處理好的小龍蝦肉加入糖、鹽和TG酶,拌勻,4 ℃腌制2 h。一次攤篩:竹篩表面均勻涂抹食用植物油,將腌制后的小龍蝦肉攤于竹篩上,厚度5.0～8.0 mm;一次脫水干燥:攤好的竹篩置于溫度為50～60 ℃電熱鼓風干燥箱中,脫水干燥 2 h,同時促進TG酶催化蝦肉蛋白質之間發生共價交聯作用;二次攤篩:將一次脫水干燥后的小龍蝦肉重新混勻后二次攤篩,攤篩厚度3.0～5.0 mm;二次脫水干燥:二次攤好的竹篩置于溫度為50～60 ℃電熱鼓風干燥箱中,二次脫水干燥2 h,繼續去除水分,最終水分<30%;烤制熟化:將二次脫水干燥后的半成品小龍蝦肉脯的正反面刷上植物油置于烤箱中,溫度140 ℃,烤制10 min;壓平、切片:用壓平機或重物將小龍蝦肉脯壓平,切成3 cm×5 cm小長塊或其他形狀;冷卻、包裝和貯藏:切片后的小龍蝦肉脯在冷卻后迅速采用真空包裝,貯存在通風干燥處。

1.2.3 單因素實驗設計

1.2.3.1 TG酶添加量對小龍蝦肉脯質構、色差和感官評分的影響 小龍蝦肉100 g,糖鹽添加總量10%,糖鹽比7∶3,烤制溫度140 ℃、烤制時間10 min,TG酶的添加量分別為0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 U/g時對小龍蝦肉脯質構、色差和感官評分的影響。

1.2.3.2 糖鹽添加比對小龍蝦肉脯質構、色差和感官評分的影響 小龍蝦肉100 g,糖鹽添加總量10%,TG酶添加量2.0 U/g,烤制溫度140 ℃,烤制時間10 min,糖鹽添加比分別為4∶6、5∶5、6∶4、7∶3、8∶2時對小龍蝦肉脯質構、色差和感官評分的影響。

1.2.3.3 烤制溫度對小龍蝦肉脯質構、色差和感官評分的影響 小龍蝦肉100 g,糖鹽添加總量10%,糖鹽比7∶3,TG酶添加量2.0 U/g,烤制時間10 min,烤制溫度分別為110、120、130、140、150 ℃時對小龍蝦肉脯質構、色差和感官評分的影響。

1.2.3.4 烤制時間對小龍蝦肉脯質構、色差和感官評分的影響 小龍蝦肉100 g,糖鹽添加總量10%,糖鹽比7∶3,TG酶添加量2.0 U/g,烤制溫度140 ℃,烤制時間分別為4、6、8、10、12 min時對小龍蝦肉脯質構、色差和感官評分的影響。

1.2.4 響應面試驗設計 在單因素實驗基礎上,以糖鹽比(A)、TG酶添加量(B)、烤制溫度(C)和烤制時間(D)為自變量,以感官評分(Y1)和硬度值(Y2)為響應值,利用Design Expert 8.0.6軟件,根據Box-Behnken設計響應面試驗[8],試驗因素水平及編碼見表1。

表1 Box-Behnken試驗因素與水平Table 1 Factors and levels of Box-Behnken experiment

1.3 檢測指標

1.3.1 感官評定 以評分法[9]對小龍蝦肉脯進行感官質量評價。以《感官分析食品感官質量控制導則》[10]為指導,由10位具有一定品評經驗的學生和老師組成鑒定組,對小龍蝦肉脯的色澤(20分)、組織狀態(30分)、滋味(20分)、口感(30分)進行評價,滿分100分,取平均值作為評分結果。小龍蝦肉脯的感官評價標準[11]見表2。

表2 小龍蝦肉脯感官評分標準Table 2 Sensory scores of dried crayfish slice

1.3.2 質構的測定 采用質構儀對樣品進行質構剖面分析(TPA),測試小龍蝦肉脯的硬度、彈性、咀嚼值。將小龍蝦肉脯切成約1 cm×2 cm的長條,在室溫下進行3次平行實驗,取平均值[12]。測定參數如下:力量感源量程為2500 N;起始力2 N;檢測速度60 mm/min;形變白分量80%;回程速度80 mm/min;探頭回升到樣品表面上面的高度15 mm;探頭為圓柱探頭。

1.3.3 色差的測定 采用WSC-S數顯測色色差儀測定小龍蝦肉脯L*、a*、b*[13],其中L*值表示亮度,a*表示紅綠度,值越大越偏向紅色,b*表示黃藍度,值越大,越偏向黃色。色差儀使用前用白板進行校準,每組測3份樣品,每份測3次,取平均值。

1.4 數據分析

2 結果與分析

2.1 單因素實驗結果

2.1.1 TG酶添加量對小龍蝦肉脯品質的影響 硬度是人觸覺的反應,硬度越大說明內部結構越緊密[14],咀嚼性是咀嚼食物所需的能量,是硬度、彈性共同作用的結果,咀嚼性越高,口感上對應的“咬感”越好[15]。由表3可知,隨著TG酶添加量(1.0～2.0 U/g)的增加,小龍蝦肉脯的硬度和咀嚼性顯著增加(P<0.05),在添加量為2.5 U/g時,達到最大值,但與添加量2.0 U/g比較,增加幅度小,差異不顯著(P>0.05)。小龍蝦肉脯的彈性隨TG酶添加量(0.5～1.0 U/g)的增加先呈現顯著上升趨勢,在2.0 U/g時達到最大,而后顯著下降(P<0.05)。這是由于TG酶可催化蛋白質發生轉酰胺基反應,形成穩定的凝膠網絡[16],使得肉脯硬度增加,咀嚼性增強,彈性提高,但隨著酶的添加量繼續增加,蛋白質底物不足,硬度和咀嚼性增加受限,同時由于硬度的進一步增加,肉脯的彈性也相應顯著降低(P<0.05)。TG酶的添加量對小龍蝦肉脯的a*值影響不顯著(P>0.05),L*值先上升后下降,在1.5 U/g時最大,b*值呈下降趨勢,在2.5 U/g時最低,下降明顯。這可能是由于TG酶催化的共價交聯作用,使小龍蝦肉脯在后續的加工過程中結構更緊密均勻,從而使肉脯亮度增加,黃度值下降,小龍蝦肉脯呈現更好的色澤。結合感官評分,TG酶添加量在2.0 U/g時適宜。

表3 TG酶添加量對小龍蝦肉脯品質的影響Table 3 Effect of TG enzymy amount on dried crayfish slice

2.1.2 糖鹽比對小龍蝦肉脯品質的影響 甜和咸是食品加工中不可缺少的兩種基本味覺,甜咸的合理搭配對產品起到非常積極的作用。從表4可以看出,小龍蝦肉脯的質構和感官評分隨糖鹽比的增大先上升后下降,但下降不明顯,亮度值L*和紅度值a*著上升(P<0.05),b*值下降。這是因為肉脯水分含量少,糖含量的增加能促進產品形成硬脆感[17]。同時由于糖的焦糖化作用和美拉德反應使烤制的肉脯亮度和紅度值增加[18],呈油潤光亮紅色。適宜的糖鹽比能起到提鮮、平衡風味的作用,但鹽所占比例過高會引起適口性差。結合感官評分,糖鹽合適比例在7∶3左右。

近年，外地疫病逐步呈復雜化趨勢，畜牧主管部門需要積極強化防疫宣傳工作，在全面落實生豬防疫工作的同時，最大程度地杜絕養殖戶盲目采購外地苗豬，杜絕非疫區采購苗豬現象的存在，必須采購外地苗豬時，需及時補針疫苗。在生產與銷售方面，應嚴格做到人員分離、用具分離，杜絕一體化的產銷模式存在。另外，需始終遵循防檢結合、產銷分離的原則，確保生豬自產自銷的有序性，全面落實生豬養殖工作。

表4 糖鹽比對小龍蝦肉脯品質的影響Table 4 Effect of sugar/salt ratio on dried crayfish slice

2.1.3 烤制溫度對小龍蝦肉脯品質的影響 一定溫度是促進小龍蝦肉脯熟化、形成誘人色澤和產生特有風味的關鍵因素。由表5可知,小龍蝦肉脯的硬度和咀嚼性隨烤制溫度的升高而升高,彈性則呈現先升高后下降的趨勢,這是由于高溫引起水分蒸發、蛋白質變性熟化,賦予了小龍蝦肉脯一定的硬度和彈性,但是隨著溫度的升高,水分蒸發越多,肉脯質地變硬,彈性降低,咀嚼性增強,130 ℃時彈性最好,140 ℃時咀嚼性最好。高溫使小龍蝦肉自身的蝦青素被氧化成蝦紅素[19],同時由于美拉德反應使小龍蝦肉脯的L*值、a*值先上升后下降,b*值下降,在140 ℃時L*值、a*值最高,小龍蝦肉脯呈鮮亮紅色,但溫度達到150 ℃時,溫度過高,肉脯出現糊焦,顏色變暗褐色。感官評分在140 ℃時最高,因此,適宜的烤制溫度為140 ℃。

表5 烤制溫度對小龍蝦肉脯品質的影響Table 5 Effect of baking temperature on dried crayfish slice

2.1.4 烤制時間對小龍蝦肉脯品質的影響 溫度一定的情況下,烤制時間的長短直接影響小龍蝦肉脯的色澤和質構。由表6可知,烤制時間低于10 min時,小龍蝦肉脯的硬度、彈性、咀嚼性、L*值、a*值、感官評分均隨著烤制時間的增加而上升,10 min時,除咀嚼性外,其他各指標均達到最大值,當烤制時間繼續增加至12 min時,咀嚼性達到最大值,其他各指標值均開始降低,但差異并不顯著(P>0.05)。b*值隨著烤制時間的增加而下降,12 min時達到最小值,但與10 min時差異不顯著(P>0.05)。這說明在10 min時,小龍蝦肉脯已經達到熟化,并呈現良好色澤,繼續增加時間,肉脯過干,彈性降低,此時肉脯呈現一定的脆性引起硬度減低,咀嚼性增強。同時時間過長,肉脯色澤也由鮮亮紅色向焦糖色轉變。因此,烤制時間10 min最佳。

表6 烤制時間對小龍蝦肉脯品質的影響Table 6 Effect of baking time on dried crayfish slice

2.2 Box-Behnken試驗結果與分析

2.2.1 Box-Behnken試驗結果 在單因素實驗基礎上,設計了四因素三水平的響應面分析試驗,試驗結果見表7。

表7 響應面試驗結果Table 7 Results of response surface experiments

運用Design Expert V8.0.6對表7中感官評分和硬度分別進行多元回歸擬合,得回歸方程:感官評分Y1=94.71-0.23A-1.09B+0.67C+0.42D-0.26AB-2.41AC-0.69AD+0.34BC+1.04BD+0.45CD-3.96A2-7.20B2-4.47C2-9.13D2,

硬度Y2=645.19-8.41A-5.86B-3.99C+75.83D-9.29AB-13.70AC+0.51AD-17.56BC+1.91BD+19.18CD-40.32A2-43.16B2-45.92C2-74.14D2,對上述回歸方程進行方差分析,結果見表8、表9。

表8 感官評分方差分析結果Table 8 Variance analysis results of sensory score

表9 硬度方差分析結果Table 9 Variance analysis results of hardness

2.2.2 響應面分析 由表8和圖1可知,TG酶添加量和烤制時間在零點時,糖鹽比和烤制溫度交互作用對小龍蝦肉脯感官評分的影響顯著。當糖鹽比一定時,小龍蝦肉脯的感官評分隨烤制溫度的升高先呈現幅度較大的上升,在140～145 ℃區間,感官評分達到最大值,而后開始平緩下降。當烤制溫度一定時,小龍蝦肉脯感官評分隨糖鹽比的增加先呈現大幅度上升的趨勢,當糖鹽比增加到一定比例時,感官評分開始下降,但趨勢較緩和,在7∶3附近感官評分最高。同時從等高線疏密程度來看,烤制溫度對感官評分的影響高于糖鹽比。

圖1 糖鹽比和烤制溫度交互作用響應面圖Fig.1 Response surface diagram of interaction between sugar/salt ratio and baking temperature

由表9和圖2分析可知,當TG酶添加量和烤制時間在零點時,糖鹽比和烤制溫度的交互作用對小龍蝦肉脯硬度的影響顯著。當糖鹽比一定時,小龍蝦肉脯的硬度隨烤制溫度的升高先上升,在140～145 ℃區間,硬度達到最大值,而后開始小幅下降。當烤制溫度一定時,小龍蝦肉脯硬度隨糖鹽比的增加先呈現較大幅度上升,在糖鹽比7.5∶2.5～8∶2區間達到最大值,而后開始小幅下降。同時從等高線疏密程度來看,糖鹽比對硬度的影響高于烤制溫度。

圖2 糖鹽比和烤制溫度交互作用響應面圖Fig.2 Response surface diagram of interaction between sugar/salt ratio and baking temperature

由表9和圖3分析可知,當糖鹽比和烤制時間在零點時,TG酶添加量和烤制溫度的交互作用對小龍蝦肉脯硬度的影響顯著。當TG酶添加量和烤制溫度分別不變時,硬度隨著烤制溫度的升高和TG酶添加量的增加先增大后減小,但是變化趨勢較緩,兩者交互作用硬度最高值分布在TG酶添加量2.0 U/g左右,烤制溫度在145～150 ℃。同時從等高線疏密程度來看,TG酶添加量對小龍蝦肉脯硬度的影響高于烤制溫度。

圖3 TG酶添加量和烤制溫度交互作用響應面圖Fig.3 Response surface diagram of interaction between TG enzymy amount and baking temperature

由表9和圖4分析可知,當糖鹽比和TG酶添加量在零點時,烤制溫度和烤制時間的交互作用對小龍蝦肉脯硬度的影響極顯著。當烤制溫度不變時,在烤制時間8～10 min區間,小龍蝦肉脯的硬度隨著時間的延長呈較大幅度的增加,10～11 min區間增加趨勢變緩,11 min左右出現硬度最大值后開始緩慢下降。當烤制時間不變時,雖然小龍蝦肉脯的硬度也隨烤制溫度的升高呈現先上升后下降的趨勢,但變化較為平緩,在145～150 ℃出現最大值。同時從等高線疏密程度來看,烤制時間對小龍蝦肉脯硬度的影響高于烤制溫度。

圖4 烤制溫度和烤制時間交互作用響應面Fig.4 Response surface diagram of interaction between baking temperature and baking time

2.3 驗證實驗

利用Design-Expert響應面分析軟件,以感官評分最大、硬度值適中為目標,得到小龍蝦肉脯的最優工藝組合是:糖鹽比7.4∶2.6、TG酶添加量1.98 U/g、烤制溫度145.78 ℃、烤制時間8.74 min,在此條件下小龍蝦肉脯感官評分89.76分,硬度543.00 N,彈性0.90 mm,咀嚼性250.13 mJ。結合實際操作條件,將最優工藝條件調整為:糖鹽比7.5∶2.5、TG酶添加量2.00 U/g、烤制溫度145 ℃、烤制時間9 min,進行驗證試驗,三次平行取平均值,得到小龍蝦肉脯的感官評分89.00分,硬度540.45 N,彈性0.94 mm,咀嚼性254.45 mJ,L*值36.24,a*值38.25,b*值22.10,感官評分和硬度值與理論預測值誤差分別是0.84%、0.46%,說明模型擬合度好,得到的最優工藝組合可靠。以最優工藝制得的小龍蝦肉脯產品見圖5。

圖5 小龍蝦肉脯照片Fig.5 Photo of dried crayfish slice

3 結論

在單因素實驗基礎上,以感官評分和硬度為響應值,根據Box-Behnken響應面設計,確定小龍蝦肉脯的最佳工藝為:100 g小龍蝦肉,糖鹽比7.5∶2.5 (10.0 g)、TG酶添加量2.00 U/g、烤制溫度145 ℃、烤制時間9 min,經驗證該模型合理可靠。此條件加工的小龍蝦肉脯產品片形整齊,厚薄均勻,有可見紋理,色澤油潤,呈清亮淡紅色,滋味鮮美醇厚,咸甜適中,有小龍蝦肉特有的風味,有較好的彈性,硬度、咀嚼性適中。