胡典綸,賀菊萍,陳怡君,陳艷萍,謝龍凰,楊萬根,*
1(吉首大學,國家級化學實驗教學示范中心,湖南 吉首,416000)2(徐州工程學院,江蘇省食品資源開發與質量安全重點建設實驗室,江蘇 徐州,221018)3(吉首大學,林產化工工程湖南省重點實驗室,湖南 張家界,427000)
腌制是肉制品加工中的一道重要工序,它對肉制品的加工得率、風味、色澤和質構等品質均有重要的影響。腌制的方法分為濕腌法、干腌法及混合腌制法。其中,干腌法是我國臘肉、火腿等中式傳統肉制品加工中的一種常用腌制方法,其優點是肉制品風味突出、耐貯藏,但也存在明顯的缺點,如食鹽滲透慢及其在肉中分布不均勻、腌肉易因微生物繁殖而腐敗等[1-2]。因此,開發加快食鹽滲透的快速干腌技術對實現我國傳統肉制品生產的工業化具有重要意義。
真空腌制是一種縮短肉的腌制周期的技術,相比常壓腌制,其充分利用滲透壓和壓差等流體動力學原理提高腌制的效率[3],并具有預防肉色褐變、有效避免汁液損失、安全性高、節約能源等優點[4]。脈沖真空腌制則屬于真空腌制技術中的一種,其特點是原料腌制時,壓力在部分真空和大氣壓之間交替變化,能提高腌制效率,促進肌動球蛋白解離,提高持水能力[5-6],該技術已在雞肉[7]、豬肉[8]、鱘魚片[9]、蝦[10]等肉類的濕腌法中有一定的應用,但還鮮見其在干腌法中的研究報道。
本文以鮮豬肉為原料,研究常壓、真空和脈沖真空干腌方法下氯化鈉用量、真空脈沖頻率對腌肉中氯化鈉與亞硝酸鈉滲透量、水分含量、剪切力值、pH及色差等理化性質的影響,為中式傳統肉制品的快速干法腌制技術的開發提供技術參考。
1.1.1 實驗材料
新鮮豬后腿瘦肉,購于當地超市;氯化鈉、亞硝酸鈉、硼砂、鄰苯二甲酸氫鉀、冰乙酸、亞鐵氰化鉀、乙酸鋅、硫氰酸鉀、硝酸銀、硫酸鐵銨、鹽酸萘乙二胺等,均為分析純,國藥集團化學試劑有限公司。
1.1.2 儀器與設備
KA-6189真空腌味機,深圳市瑞豐電器有限公司;722型可見分光光度計,上海舜宇恒平科學儀器有限公司;PHSJ-4A實驗室pH計,上海精密科學儀器有限公司;JA5103 N精密天平,上海市民橋精科學儀器有限公司;C-LM3型數顯式肌肉嫩度儀,東北農業大學工程學院;CR-10 Plus色差儀,日本柯尼卡美能達公司。
常壓干腌與真空干腌:若干3 cm×2 cm×2 cm的豬瘦肉方塊,用2%、4%、6%、8%和10%(質量分數,下同)的氯化鈉均勻涂抹表面,然后將肉塊放置在室溫常壓環境或真空腌味機(真空度0.025 MPa)中腌制4 h。
脈沖真空干腌:若干3 cm×2 cm×2 cm的豬瘦肉方塊,用6%氯化鈉均勻涂抹表面,放入真空腌味機中腌制一定時間后破真空,恢復至常壓,保持10 min后再抽真空腌制,如此反復,持續4h。設真空脈沖頻率分別為0、1、2、3、7次/4h。
按照GB/T 12457—2008《食品中氯化鈉的測定》中規定的間接沉淀滴定法測定[11]。
按照GB/T 9695.15—2008《肉與肉制品水分含量測定》中規定的直接干燥法測定[12]。
采用GB/T 9695.5—2008《肉與肉制品pH測定》中規定的pH計方法測定[13]。
采用GB 5009.33—2010《食品安全國家標準 食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測定》中規定的分光光度法測定[14]。
用取樣器順肌肉纖維方向在肉塊樣品上取樣,垂直于纖維方向測定每個樣品的剪切力值。
在每塊肉塊上取5點測定樣品色差,記錄L*(明度)、a*(紅度)、b*(黃度)值。
由圖1可知,隨氯化鈉用量增大,常壓和真空干腌腌肉中氯化鈉滲透量均增大,達到不同水平后趨于穩定。這是因為在肉表面抹鹽后,肉組織中一部分水分滲出,形成氯化鈉溶液,隨著氯化鈉用量增大,肉表面的氯化鈉溶液濃度升高,氯化鈉向肉組織中擴散的速度加快,但當氯化鈉用量到達一定值后,肉表面的氯化鈉溶液濃度達到飽和,氯化鈉的擴散速度不再提高,氯化鈉滲透量不再增大[15]。常壓干腌下,氯化鈉用量4%時,有氯化鈉滲透量最大值2.35%,而真空干腌下,氯化鈉用量8%時,有氯化鈉滲透量最大值3.77%。真空干腌下的氯化鈉滲透量比常壓干腌下的更大,這是因為真空下,肌肉內外壓差及毛細作用的共同作用會使肌肉組織膨脹,肌纖維間距增大,加速氯化鈉滲入肌肉[16]。

a-氯化鈉用量;b-真空脈沖頻率圖1 氯化鈉用量和真空脈沖頻率對腌肉氯化鈉滲透量的影響Fig.1 The effects of sodium chloride dosage and pulsed vacuum frequency on the sodium chloride penetration in cured meat
當真空脈沖頻率為0次/4h時,氯化鈉滲透量為2.33%,在1次/4h時,氯化鈉滲透量為2.35%,之后繼續增大脈沖頻率,氯化鈉滲透量不變,說明真空脈沖頻率對氯化鈉的滲透影響很小。RAMREZ等[7]研究發現,激光微穿孔結合真空脈沖有利于雞肉中氯化鈉的擴散,能縮短34%的處理時間。因此,真空脈沖干腌法還有望結合其他方法來實現更高效的干法腌制。
由圖2可知,常壓和真空干腌過程中,隨氯化鈉用量增大,亞硝酸鹽滲透量減小。這是由于隨著氯化鈉用量的增加,腌肉表面滲透壓增大,更多的肉組織中自由水滲出,滲入豬肉后的亞硝酸鈉又會隨著水分的排出而排出[17]。常壓干腌下,亞硝酸鈉滲透量在氯化鈉用量2%~4%、6%~8%、8%~10%水平變化中呈顯著性下降(P<0.05),在氯化鈉用量2%~10%時整體降低了41.76%;真空干腌下,亞硝酸鈉滲透量隨氯化鈉用量的增加也呈下降趨勢,在6%~8%、8%~10%水平變化中呈顯著性下降(P<0.05),但在氯化鈉用量2%~10%時整體僅下降了9.77%。結果表明,常壓干腌下,氯化鈉用量增大對亞硝酸鈉滲透不利,而真空干腌時,氯化鈉用量增大對亞硝酸鈉滲透的不利作用不明顯,并且相同氯化鈉用量下,真空干腌時的亞硝酸鈉滲透量始終低于常壓干腌。

a-氯化鈉用量;b-真空脈沖頻率圖2 氯化鈉用量和真空脈沖頻率對腌肉亞硝酸鈉含量的影響Fig.2 The effects of sodium chloride dosage and pulsed vacuum frequency on the sodium nitrite penetration in cured meat
腌肉亞硝酸鈉的滲透量隨真空脈沖頻率的增加而上升。亞硝酸鈉滲透量在真空脈沖頻率0~1次/4h、1~2次/4h、3~7次/4h水平變化中呈顯著性上升(P<0.05),在真空脈沖頻率為0~7次/4h時,亞硝酸鹽滲透量從38.70 mg/kg增大至77.56 mg/kg,提高了100%。這說明真空脈沖頻率的增大能夠有效促進亞硝酸鹽的滲透,脈沖頻率越大,亞硝酸鹽滲透越快。這是因為在真空-常壓循環中,亞硝酸鹽在巨大壓差變化下,能更深地進入到肉組織中,脈動頻率越大,越有利亞硝酸鹽的滲透[18]。
圖3顯示,隨氯化鈉用量增加,常壓和真空干腌均使腌肉的水分含量降低,但水平之間差異不顯著(P>0.05)。這是因肉塊抹鹽后,肉表面滲透壓增大,肉組織失水所致。常壓干腌時,氯化鈉用量2%水平時的腌肉水分含量為73%,10%水平時的水分含量為67%;真空干腌時,氯化鈉用量2%水平時的水分含量為72%,10%水平時水分含量為68%,說明相比常壓干腌,真空干腌下的腌肉保水性更高。這是因為真空腌制能顯著降低肉蛋白質的表面疏水性和β-折疊比例,增大α-螺旋結構比例,并使肌動球蛋白解離[19],而肉蛋白表面疏水性降低、蛋白結構疏松和肌動球蛋白解離將使蛋白的親水性和組織間隙增大,從而提高肉的保水性[20]。高子武等[21]發現,真空腌制牛肉結合水及不易流動水的弛豫峰面積明顯高于未腌制及靜置腌制牛肉。羅青雯等[22]研究報道,臘肉樣品腌制完成后,真空腌制樣品的含水量下降11.4%,而常壓干腌樣品水分含量下降14.1%。

a-氯化鈉用量;b-真空脈沖頻率圖3 氯化鈉用量和真空脈沖頻率對腌肉水分含量的影響Fig.3 The effects of sodium chloride dosage and pulsed vacuum frequency on the water content in cured meat
經脈沖真空處理后,腌肉的水分含量整體呈下降趨勢,由0次/4h時的70.6%逐漸下降至7次/4h時的68.7%(各水平之間差異不顯著,P>0.05)。結果說明,真空脈沖頻率對腌肉的水分含量指標有一定負面影響,但不顯著。
肉的嫩度與剪切力值呈反比,剪切力值越大,肉的嫩度越低。圖4顯示,常壓和真空干腌下,肉的剪切力值隨氯化鈉用量增大而增大,這是因為隨著氯化鈉用量增大,腌肉表面滲透壓增大,肉中更多的水分滲透出來,而肉中水分的減少使肉的硬度增大[23]。真空干腌肉的剪切力值比常壓干腌條件下低,兩者在2%~4%氯化鈉用量范圍均顯著增大后(P<0.05),真空干腌肉的剪切力值緩慢上升(P>0.05),但常壓干腌肉的剪切力值繼續顯著上升(P<0.05),這是由于常壓干腌肉中水分損失量比真空干腌肉的大,使得腌肉的嫩度更低,剪切力值更大。

a-氯化鈉用量;b-真空脈沖頻率圖4 氯化鈉用量和真空脈沖頻率對腌肉剪切力值的影響Fig.4 The effects of sodium chloride dosage and pulsed vacuum frequency on the shearing force of cured meat
真空脈沖頻率從0次/4h升至3次/4h時,剪切力值下降13.81%;脈沖頻率從3次/4h升至7次/4h脈沖時,剪切力值上升了51.39%。說明低脈沖頻率對腌肉嫩度有一定提高作用,但高脈沖頻率有明顯負面影響。
圖5顯示,真空、常壓干腌下,腌肉pH值隨氯化鈉用量增大而下降,常壓干腌時下降了3.5%,真空干腌時下降了5.2%,但各水平之間差異不顯著(P>0.05)。在所有氯化鈉用量下,真空干腌下腌肉的pH均比常壓干腌下低,表明真空干腌法更利于肉的保藏,避免腌制期間微生物的繁殖。研究發現,相比常壓腌制,真空腌制更能促進肉中脂肪分解,提高游離脂肪酸含量[19]。章銀良等[24]也在鵝肉腌制時發現,隨著食鹽濃度增大和腌制時間的延長,鵝肉的pH逐漸降低。

a-氯化鈉用量;b-真空脈沖頻率圖5 氯化鈉用量和真空脈沖頻率對腌肉pH值的影響Fig.5 The effects of sodium chloride dosage and pulsed vacuum frequency on the pH of cured meat
腌肉pH值隨脈沖頻率的增大而增大,在脈沖頻率1~3次/4h時,pH快速增大,而后趨于穩定。但pH值由開始時的5.96升至最高點6.01,僅提高0.05,且各水平之間差異不顯著(P>0.05),說明脈沖真空干腌對腌肉pH值有一定的影響,但不明顯。
圖6顯示氯化鈉用量和真空脈沖頻率對腌肉L*、a*、b*值的影響。隨氯化鈉用量增加,常壓和真空干腌法所得樣品的L*值均有所下降,但真空干腌的L*值在所有氯化鈉用量下均比常壓干腌的低。豬瘦肉原本呈紫紅色,肉中的肌紅蛋白在高氧分壓下與氧分子結合形成氧合肌紅蛋白,呈明亮鮮紅色。真空干腌過程處于極低氧壞境中,有效阻止了氧合肌紅蛋白的形成,所以腌肉呈現出原本的紫紅色,亮度比常壓下腌肉的低[25]。a*值變化趨勢與L*值相似,原因相同。2種干腌方法所得樣品的b*值在8%氯化鈉用量之前幾乎不變,但10%時均有較大下降,說明肉的顏色向藍色偏移。氧在鹵水中的溶解度隨鹽含量的增加而減少,在氯化鈉用量達到10%時,肉表面組織中氧含量極低,肌紅蛋白以脫氧肌紅蛋白(呈紫紅色)形式存在,使肉的顏色向藍色偏移[26]。隨脈沖頻率增加,腌肉的L*值、a*值和b*值增大,這是因為隨著脈沖頻率的增加,更多的肌紅蛋白與氧結合形成氧合肌紅蛋白,呈現明亮鮮紅色[27]。

a-L*值;b-b*值;c-a*值;d-色差值圖6 氯化鈉用量和真空脈沖頻率對腌肉L*、a*、b*值的影響Fig.6 The effects of sodium chloride dosage and pulsed vacuum frequency on the L*, a*, b* values of cured meat
本文研究了常壓干腌、真空干腌和脈沖真空干腌下氯化鈉用量、真空脈沖頻率對腌肉氯化鈉和亞硝酸鈉滲透量、水分含量、pH、剪切力值、色差等理化指標的影響。研究發現,常壓干腌和真空干腌下,隨氯化鈉用量的增大,氯化鈉滲透量和腌肉剪切力值均增大,而亞硝酸鈉滲透量和腌肉水分含量、pH及L*值和a*值則降低。并且發現,真空干腌時,氯化鈉用量對亞硝酸鈉滲透的不利影響沒有常壓干腌時明顯,腌肉的保水性比常壓干腌時的大,腌肉的剪切力值、pH、L*值和a*值則比常壓干腌時的低。真空脈沖頻率對氯化鈉滲透量和腌肉pH影響不明顯,但真空脈沖頻率的增大能夠有效促進亞硝酸鹽的滲透和增大腌肉的L*值和a*值,高真空脈沖頻率對腌肉嫩度有較明顯負面影響。本研究對肉制品快速干腌技術的開發有一定的技術參考價值。