真空和熱風干燥對豬肉干品質(zhì)的影響

劉玉，王書賢，袁一博，郭瑞明，胡秋華，袁昕彤，康壯麗，馬漢軍，趙圣明

(河南科技學院 食品學院，河南 新鄉(xiāng) 453003)

豬肉干是以豬肉為原料，添加食鹽、香辛料等輔料，經(jīng)修整、軟化、烹飪、烘烤、冷卻等步驟，加工制成的即食產(chǎn)品。其富含蛋白質(zhì)、維生素和礦物質(zhì)，可為人體提供豐富的營養(yǎng)成分[1-2]。豬肉干中還含有血紅蛋白，可以改善造血能力，利于缺鐵性貧血的預(yù)防[3]。隨著社會和經(jīng)濟的發(fā)展，生活節(jié)奏加快，消費者的消費理念也隨之發(fā)生變化，具有多種營養(yǎng)和風味、攜帶方便、貯藏期長的豬肉干制品深受廣大消費者的青睞[4-5]。

干燥是肉干生產(chǎn)的重要工藝，可以降低產(chǎn)品內(nèi)部水分含量，減少生化反應(yīng)的發(fā)生并延長保質(zhì)期[6]。傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝常采用熱風干燥，熱風干燥是以熱空氣作為干燥介質(zhì)，以對流循環(huán)的方式對樣品進行濕熱交換[7-8]，可以減少空氣中微生物對肉干制品的污染，但傳熱效率低，內(nèi)外干燥不均勻，且易發(fā)生非酶褐變，使產(chǎn)品色澤暗淡。真空干燥是一種現(xiàn)代新型干燥方式，其原理是同時進行抽真空和加熱，加快水分蒸發(fā)，縮短干燥時間[9-10]。目前真空干燥法的應(yīng)用多集中在果蔬干燥方面，在豬肉干中的應(yīng)用較少。本文分別采用真空干燥和熱風干燥對豬肉進行干燥，測定不同干燥方式下豬肉干水分含量、色澤、剪切力、質(zhì)構(gòu)和感官評定等指標，分析不同干燥條件對豬肉干品質(zhì)特性的影響，為豬肉干的生產(chǎn)加工提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料

豬里脊肉：購于河南省新鄉(xiāng)市洪門市場；食鹽、草果、桂皮等香辛料：購于河南省新鄉(xiāng)市世紀華聯(lián)超市；磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、鹽酸、丙酮(均為分析純)：天津科茂化學試劑有限公司。

1.2 主要儀器設(shè)備

711分光光度計 上海菁華科技儀器有限公司；真空干燥箱、電熱鼓風干燥箱 上海一恒科學儀器有限公司；SHZ-Ⅲ循環(huán)水式真空泵 上海亞榮生化儀器廠；數(shù)顯高速分散均質(zhì)機 寧波新芝生物科技股份有限公司；TGL-16M離心機 湖南湘儀實驗室儀器開發(fā)有限公司；C-LM數(shù)顯式肌肉嫩度儀 東北農(nóng)業(yè)大學工程學院；CR-400色差儀 日本美能達公司；TA-XT Plus質(zhì)構(gòu)儀 英國Stable Micro Systems公司。

1.3 豬肉干加工工藝

1.3.1 豬肉原料選擇及預(yù)處理

選新鮮豬里脊肉，去除脂肪和結(jié)締組織，切塊(約500 g)，用清水洗后瀝干。

1.3.2 初煮

將肉塊于沸水中煮60 min，撈出，冷卻備用。

1.3.3 切片

將初煮后的肉塊冷卻至室溫，沿肌纖維方向切片(2 cm×2 cm×1 cm)。

1.3.4 煮制入味

將八角、草果、桂皮、白芷、花椒、干紅辣椒和丁香于沸水中煮30 min，加白砂糖、食鹽和味精煮5 min，放入肉片煮20 min，加少量白酒繼續(xù)煮2 h。

1.3.5 干燥

熱風干燥：將煮制好的肉片鋪于鐵架上，肉片間留適當縫隙。于電熱鼓風干燥箱中干燥(80 ℃)，分別測定干燥20，40，60，80，100，120 min時豬肉干的相關(guān)指標。

真空干燥：將處理好的肉片鋪于真空干燥箱內(nèi)干燥(真空度為-0.7 kPa，溫度為50 ℃)，用循環(huán)水式真空泵進行抽真空，分別測定干燥20，40，60，80，100，120 min時豬肉干的相關(guān)指標。

1.4 指標測定

1.4.1 水分含量的測定

參照GB 5009.3—2016中的直接干燥方法進行測定[11]。

1.4.2 色差的測定

取3塊豬肉干樣品，使用便攜式色差儀測定肉干的L*值、a*值和b*值[12]。

1.4.3 剪切力的測定

參考梅譚等[13]的方法并稍作修改。取3塊豬肉干樣品，沿垂直肌纖維方向進行剪切。

1.4.4 質(zhì)構(gòu)的測定

參考謝靜等[14]的方法并稍作修改。使用TA-XT Plus質(zhì)構(gòu)儀進行測定，參數(shù)設(shè)置：測前和測中速度為2 mm/s，測后速度為20 mm/s，壓縮比為40%，觸發(fā)力為5 g。

1.4.5 肌紅蛋白含量的測定

參考Krzywicki等[15]的方法。準確稱取5 g剪碎的豬肉干，加入25 mL磷酸緩沖液(pH 6.8)，10000 r/min均質(zhì)25 s后于4 ℃放置1 h，4 ℃、4500×g離心20 min，取上清液，過濾后分別測定525，545，565，572 nm處的吸光值。

肌紅蛋白含量(%)=(0.369R1+1.140R2-0.941R3+0.015)×100%。

(1)

氧合肌紅蛋白含量(%)=(0.882R1-1.267R2+0.809R3-0.361)×100%。

(2)

高鐵肌紅蛋白含量(%)=(-2.514R1+0.777R2+0.800R3+1.098)×100%。

(3)

式中：R1、R2、R3分別為吸光度的比值A(chǔ)572/A525、A565/A525、A545/A525。

1.4.6 血紅素鐵含量的測定

參考Cheng等[16]的方法并稍作修改。稱取2.5 g剪碎的豬肉干置于50 mL燒杯中，依次加入10 mL丙酮溶液、0.5 mL水和0.25 mL濃鹽酸，充分混勻，避光反應(yīng)1 h，過濾，測濾液在640 nm處的吸光值。

血紅素鐵含量(μg/g)=A640×680×0.0882。

(4)

1.4.7 感官評定

選擇10名經(jīng)感官評價培訓的本專業(yè)同學，參照GB/T 22210—2008《肉與肉制品感官評定規(guī)范》標準，對豬肉干進行感官評價，并根據(jù)表1進行打分[17]，以10名評價員所給分數(shù)的平均值為最終得分。

表1 豬肉干感官評價標準Table 1 Sensory evaluation standards for dried pork

1.5 數(shù)據(jù)分析

每組試驗均重復(fù)3 次，結(jié)果以平均值±標準差表示。利用SPSS 19.0(IBM)軟件對數(shù)據(jù)進行單因素方差分析，P<0.05為顯著。利用 Origin 8.0軟件進行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同干燥方式對豬肉干含水量的影響

不同干燥方式對豬肉干含水量的影響見圖1。

圖1 干燥方式對豬肉干含水量的影響

由圖1可知，兩種干燥方式制備的豬肉干含水量隨干燥時間的變化趨勢相似，呈先快速下降后緩慢下降的趨勢。這是由于隨著干燥時間的延長，豬肉干表面逐漸硬化，水分擴散受到抑制，使脫水速率降低[18]。80 min后，真空干燥豬肉干的含水量顯著低于熱風干燥(P<0.05)，可能是因為前者可減緩肉干表面硬化速度，脫水速率較快。含水量過高或過低均會造成豬肉干食用品質(zhì)的下降。因此，干燥80 min時，肉干的品質(zhì)較好。

2.2 不同干燥方式對豬肉干色澤的影響

色澤是衡量干制肉制品感官特性的重要指標。由圖2可知，隨著干燥時間的延長，兩種干燥條件下的豬肉干色澤變化趨勢一致：L*值逐漸降低；a*值和b*值均先升高后降低。Konieczny等[19]和謝小雷等研究干燥過程中肉干色澤的變化，研究結(jié)果與本研究結(jié)果變化趨勢一致。在相同干燥時間下，真空干燥豬肉干的L*值、a*值和b*值均顯著高于熱風干燥(P<0.05)，表明真空干燥可在一定程度上改善豬肉干的色澤。在干燥過程中，豬肉干會發(fā)生復(fù)雜的物理和化學變化，如色素成分濃縮、焦糖化反應(yīng)和美拉德反應(yīng)等均會使其色澤逐漸變暗[20]。脂肪氧化也影響著肉干的色澤，氧化程度越高，色澤越暗[21]。已有文獻報道真空干燥因處于真空狀態(tài)可抑制肉干溶出的脂肪氧化發(fā)黃[22]，本文發(fā)現(xiàn)真空干燥可提高豬肉干的b*值，可能是因為脂肪氧化對真空干燥豬肉干的色澤影響較小。

2.3 不同干燥方式對豬肉干剪切力的影響

剪切力與嫩度呈反比，剪切力越大則嫩度越小[23]。由圖3可知，兩種干燥方式下豬肉干的剪切力均隨著干燥時間的延長而顯著提高(P<0.05)。在相同的干燥時間下，真空干燥豬肉干的剪切力顯著小于熱風干燥(P<0.05)，當干燥時間為120 min時，熱風干燥豬肉干的剪切力(196.88 N)約為真空干燥豬肉干剪切力(140.15 N)的1.40倍，表明真空干燥可以顯著改善豬肉干的嫩度。這是由于熱風干燥豬肉干的內(nèi)部水分擴散速度小于表面蒸發(fā)速度，易造成表面硬化。李真等[24]研究了不同干燥方式對熏馬肉干品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)真空干燥可減緩肉干表層硬化現(xiàn)象。真空干燥豬肉干的內(nèi)部水分擴散與蒸發(fā)同時進行，利于減緩表面硬化[25]。

圖3 干燥方式對豬肉干剪切力的影響Fig.3 Effect of drying methods on the shear force of dried pork

2.4 不同干燥方式對豬肉干質(zhì)構(gòu)的影響

不同干燥方式對豬肉干質(zhì)構(gòu)的影響見表2。

表2 干燥方式對豬肉干質(zhì)構(gòu)的影響Table 2 Effect of drying methods on the texture of dried pork

由表2可知，隨著干燥時間的延長，兩種干燥方式下豬肉干的硬度、膠黏性和咀嚼性均上升，彈性下降。在相同干燥時間下，真空干燥豬肉干的硬度和膠黏性顯著低于熱風干燥(P<0.05)，真空干燥豬肉干的彈性比熱風干燥更接近于1，表明真空干燥豬肉干有更好的口感[26-27]。這是由于真空干燥加快了豬肉干中水分的擴散，并通過壓力梯度擴散將其分散在表面[28]，加快水的蒸發(fā)并減少表面硬化和干縮，使豬肉干內(nèi)外部干燥更加均勻，有效改善了豬肉干的質(zhì)構(gòu)特性。蔡文強等[29]研究發(fā)現(xiàn)，與常壓熱風干燥相比，真空干燥可以改善鱘魚肉的質(zhì)構(gòu)特性，與本文研究結(jié)果一致。

2.5 不同干燥方式對豬肉干肌紅蛋白、氧合肌紅蛋白和高鐵肌紅蛋白含量的影響

肌紅蛋白、氧合肌紅蛋白和高鐵肌紅蛋白是決定肉制品色澤的主要蛋白[30]。由表3可知，隨著干燥時間的延長，兩種干燥方式下豬肉干的肌紅蛋白含量均逐漸上升，這可能是由于水分減少，溶質(zhì)濃縮；同一干燥時間下，真空干燥豬肉干的肌紅蛋白、氧合肌紅蛋白含量高于熱風干燥，而高鐵肌紅蛋白含量顯著低于熱風干燥(P<0.05)，表明真空干燥豬肉干色澤更好。該結(jié)果表明真空干燥能夠減緩肌紅蛋白的氧化，有助于豬肉干保持良好的色澤。

表3 不同干燥方式對豬肉干肌紅蛋白、氧合肌紅蛋白和高鐵肌紅蛋白含量的影響Table 3 Effect of different drying methods on myoglobin, oxymyoglobin and metmyoglobin content of dried pork

2.6 不同干燥方式對豬肉干血紅素鐵含量的影響

血紅素鐵是與血紅蛋白及肌紅蛋白中的卟啉結(jié)合的鐵，其含量與豬肉干的色澤密切相關(guān)。由圖4可知，隨著干燥時間的延長，兩種干燥方式下豬肉干血紅素鐵含量均不斷增加，可能是水分蒸發(fā)引起的濃縮作用提高了血紅素鐵的含量；相同干燥時間下，真空干燥豬肉干血紅素鐵的含量顯著高于熱風干燥(P<0.05)，表明前者干燥的肉干紅度值高于后者，即真空干燥利于維持豬肉干良好的色澤。

圖4 干燥方式對豬肉干血紅素鐵含量的影響Fig.4 Effect of drying methods on the heme iron content of dried pork

2.7 不同干燥方式對豬肉干感官評價的影響

感官品質(zhì)與肉制品的食用品質(zhì)密切相關(guān)。由表4可知，隨著干燥時間的延長，真空干燥和熱風干燥的豬肉干感官得分均先增大后減小，當干燥時間為80 min時，總分達到最大值，分別為8.9，8.6分，此時的豬肉干口感較好。干燥時間過短，肉干含水量大，肉質(zhì)過軟，影響口感；干燥時間過長，肉干水分流失，“柴樣”感明顯。在相同的干燥時間下，真空干燥的豬肉干感官總分顯著高于熱風干燥(P<0.05)，表明真空干燥豬肉干的感官特性優(yōu)于熱風干燥，更受喜愛。

表4 不同干燥方式對豬肉干感官評價的影響Table 4 Effect of different drying methods on the sensory evaluation of dried pork

3 結(jié)論

本試驗分別研究不同干燥時間下真空干燥和熱風干燥對豬肉干含水量、色澤、剪切力、質(zhì)構(gòu)特性、感官評價及血紅素鐵含量等指標的影響。結(jié)果表明，真空干燥相較熱風干燥可以提高干燥效率，改善肉干的品質(zhì)。真空干燥80 min的豬肉干感官評價得分最高，且肉干含水量、剪切力、硬度適中。綜上所述，真空干燥可以高效快速地烘干肉干，且能較好地保持肉干原有的風味，在干制豬肉制品生產(chǎn)領(lǐng)域具有一定的應(yīng)用價值。