醬鹵鴨腿真空低溫鹵制工藝優化及其品質分析

徐彬,高幫君,胥偉,2,王宏勛,易陽,2,郭丹郡*

(1.武漢輕工大學 食品科學與工程學院,武漢 430023;2.大宗糧油精深加工教育部重點實驗室,武漢 430023)

鴨肉含有豐富的營養價值,其中蛋白質約占總質量的18%。鴨肉中的亞油酸和亞麻酸能夠有效預防心腦血管疾病。同時,鴨肉也含有豐富的B族維生素和E 族維生素,具有抗腳氣病、抗發炎、抗衰老等作用。醬鹵肉制品是我國傳統的熟肉制品,早在秦漢南北朝時期便販賣于集市,醬鹵鴨腿以其豐富的營養價值和口感廣受人們喜愛。由于傳統鹵制方法多憑借制作者的經驗采取人工制作,制作步驟以及物料無法精確量化,導致出現了鹵制產品的出品率較低、不同批次產品品質有差異等問題。而且傳統的鹵制方法在高溫條件下容易使鴨肉的蛋白質變性、水分丟失,進而影響產品的風味和營養成分。傳統鹵制技術的弊端日益凸顯,應用新型的鹵制技術對醬鹵肉制品的工業化生產進程具有重要意義。

真空低溫鹵制是一種新型的加工技術,是指將原料放進包裝袋內抽真空,并在指定溫度和時間下進行加熱的鹵制方法,加熱溫度通常低于100 ℃,加熱時間最長可達48 h。真空低溫鹵制可以有效保證食品內外溫度的均勻性以及食品食用的安全性。同時,其還能減少食品質量損失及水分流失,使食物本身的營養和風味得到較好的保留,進而使鹵制后的食物口感更佳。《國民營養計劃(2017-2030年)》倡導各食品加工行業及餐飲業向營養健康的方向發展,通過現代科學技術方法改善食品的供給結構,推出安全、健康、營養的食品。由此說明,未來食品行業的消費趨勢將向高營養、高品質、風味佳的方向發展。因此，真空低溫鹵制技術更符合現代人們對膳食營養品質的高要求[1]。Lassen等[2]通過對比研究傳統烹飪方式和真空低溫烹飪方式對豬肉蒸煮損失及其對維生素B1、B2和B6含量變化的影響,發現真空低溫烹飪方式能降低豬肉的蒸煮損失,提高其維生素含量。Roldan等[3]通過研究真空低溫烹飪對羊腰肉脂質和蛋白質穩定性的影響,發現加熱會使羊肉中脂質和蛋白質氧化。劉芳圓等[4]發現真空低溫加熱技術下黃牛里脊微觀結構較為完整,對質構的影響較小,能夠更好地保留牛肉中脂肪酸等營養成分。目前,真空低溫鹵制在牛肉、豬肉、羊肉等肉制品領域被廣泛研究,然而真空低溫鹵制在鴨肉加工中的研究還未見報道。

本試驗以鴨腿為原料,采用真空低溫鹵制技術,通過單因素和正交試驗法優化真空低溫醬鹵鴨腿的加工工藝,并且以傳統鹵制(料液比1∶3,鹵制溫度95 ℃,鹵制時間45 min)的鴨腿為對照,對其感官品質和營養品質指標進行測定,進而對比研究真空低溫鹵制和傳統鹵制對鴨腿感官品質和營養品質的影響，以期為相關真空低溫鹵制產品的安全健康化發展提供理論依據。

1 材料和方法

1.1 材料

鴨腿:購于武漢武商量販常青花園店;鹵制香辛料:購于武漢舵落口香料批發市場。

1.2 試劑

石油醚(沸程30～60 ℃):國藥集團化學試劑有限公司;硫酸:武漢紅大化工廠;硫酸鉀、硫酸銅:武漢飛揚生物有限公司。

1.3 主要儀器與設備

JZ-300通用色差計 深圳金準儀器設備有限公司;C-LM3B數顯式肌肉嫩度儀 東北農業大學工程學院;真空烹飪機 德國寶有限公司;馬弗爐 鄭州安晟科學儀器有限公司;NKY6160自動凱氏定氮儀、E-301-C pH 計 上海望海環境科技有限公司。

1.4 方法

1.4.1 樣品的制備

1.4.1.1 鴨腿前處理

先將鴨腿解凍,用清水將表面血水洗凈,然后用鴨腿質量2%的食鹽腌制2 h去腥,腌制完成后放入沸水中焯水10 min。

1.4.1.2 真空低溫鹵制

焯水完成后將鴨腿和鹵水放入真空包裝袋中。用真空密封機將包裝袋抽真空,放入調整好參數的真空低溫烹飪機中,恒溫加熱到相應時間后按照試驗方案測定各指標。

1.4.1.3 傳統鹵制

將焯水后的鴨腿放在95 ℃的鹵湯中鹵制45 min,料液比為1∶3,然后根據試驗方案測定各指標。

1.4.2 單因素試驗

1.4.2.1 料液比對醬鹵鴨腿蒸煮損失和感官評分的影響

試驗中選取3只鴨腿,在鹵制溫度65 ℃,鹵制時間6 h時,探究料液比(1∶2、1∶2.5、1∶3、1∶3.5、1∶4)對醬鹵鴨腿蒸煮損失和感官評分的影響。

1.4.2.2 鹵制時間對醬鹵鴨腿蒸煮損失和感官評分的影響

試驗中選取3只鴨腿,在鹵制溫度65 ℃、料液比1∶3時,探究鹵制時間(4,6,8,10,12 h)對醬鹵鴨腿蒸煮損失和感官評分的影響。

1.4.2.3 鹵制溫度對醬鹵鴨腿蒸煮損失和感官評分的影響

試驗中選取3只鴨腿,在鹵制時間6 h、料液比1∶3時,探究鹵制溫度(60,65,70,75,80 ℃)對醬鹵鴨腿蒸煮損失和感官評分的影響。

1.4.3 正交試驗

在單因素試驗的基礎上,采用L9(34)正交表對A料液比(1∶2.5、1∶3、1∶3.5)、B鹵制時間(4,6,8 h)、C鹵制溫度(60,65,70 ℃)3個因素進行優化試驗設計,確定真空低溫鹵制鴨腿的最佳工藝參數。試驗因素和水平設計見表1。

表1 試驗因素和水平表Table 1 Factors and levels of test

1.4.4 醬鹵鴨腿蒸煮損失的計算

參考謝靜等[5]的測定方法,稱取鹵制前后鴨腿的質量,按照下式進行計算:

式中：m1為鹵制前鴨腿的質量，g；m2為鹵制后鴨腿的質量，g。

1.4.5 醬鹵鴨腿感官評分的測定方法

參考劉樹萍等[6]的方法,并略有改動。選擇10名來自不同地區的同學,對鹵制后鴨腿的色澤、氣味、味道、形態4個方面進行打分,滿分為100分,感官評價表見表2。

表2 醬鹵鴨腿感官評分標準Table 2 Sensory scoring standards for marinated duck legs

1.4.6 醬鹵鴨腿理化指標測定方法

1.4.6.1 色澤的測定

采用JZ-300通用色差計,測定經過鹵制后鴨腿的L*、a*、b*值,每個鴨腿隨機取6個點求平均值。

1.4.6.2 剪切力的測定

采用C-LM3B 數顯式肌肉嫩度儀測量。把經過鹵制的鴨腿肉切成約2 cm×1 cm×1 cm 的小塊,剔除表面較硬部分,置于載樣臺上,使切刀垂直切向鴨肉肌肉纖維,并記錄此時所需的剪切力值,讀數以N 為單位。每組樣品測量6次,取去掉最大值和最小值后的平均值。

1.4.6.3 水分含量的測定

參考國標GB 5009.3—2016的方法,將切碎的肉樣放入干燥的稱量瓶中,再放入105 ℃的烘箱中,然后將樣品放入干燥器中冷卻30 min。稱取肉樣質量,重復以上步驟,若前后兩次的質量差在2 mg以內,則可以確定樣品已經烘至恒重。按照下式計算樣品的水分含量:

式中：m1為烘干前鴨腿的質量，g；m2為烘干后鴨腿的質量，g。

1.4.6.4 蛋白質含量的測定

參考GB 5009.5—2016中的方法,稱取2 g混勻肉樣于消化管中,向其中加入0.4 g硫酸銅、6 g硫酸鉀和20 mL硫酸后,放入420 ℃消化爐中消化,消化1 h后取出冷卻,冷卻后加入50 mL水,最后置于自動凱氏定氮儀中進行測定。按照下式計算樣品的蛋白質含量:

100%。

式中：V1為試液消耗的硫酸標準滴定液的體積,mL；V2為試液空白消耗的硫酸標準滴定液的體積，mL；c為硫酸標準滴定液的濃度，g/ mL；m為樣品的質量，g；V3為吸取的消化液的體積，mL；F為氮換算為蛋白質的系數。

1.4.6.5 pH的測定

參考陳麗麗等[7]以及GB/T 9695.19-2008中的方法對肉制品進行取樣,然后用pH 計進行測定,每組樣品測量3次取平均值。

1.4.6.6 脂肪含量的測定

參考國標GB 5009.6—2016中的方法,稱取烘干后的肉樣2～5 g,將烘干后的肉樣放入塞好棉花的濾紙筒中,再將濾紙筒放入用來連接索氏抽提器的抽提筒中,連接到接收瓶內,在接收瓶中加入沸程30～60 ℃的石油醚至接收瓶容積的2/3后,連接到自動式索氏抽提器內,抽提6～10 h,抽提完成后取下接收瓶,將剩余的石油醚在水浴上蒸干,然后將接收瓶放入干燥器中冷卻0.5 h。樣品的脂肪含量按下式計算:

式中：m1為接收瓶和脂肪的質量，g；m0為接收瓶的質量，g；m2為樣品的質量，g。

1.4.7 數據處理

每個試驗重復3次,試驗結果用“平均值±標準差”表示,用SPSS 19.0軟件進行差異顯著性分析,使用Origin 2019b軟件以及Excel軟件分別進行繪圖和制表。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 料液比對醬鹵鴨腿品質的影響

圖1 料液比對醬鹵鴨腿蒸煮損失的影響Fig.1 Effect of solid-liquid ratio on cooking loss of marinated duck legs注:不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05),下圖同。

由圖1可知,隨著鹵水比例的增大,鴨腿肉的蒸煮損失呈先下降后上升的趨勢。當料液比從1∶2 增加至1∶3.5時,醬鹵鴨腿的蒸煮損失逐漸下降,這可能是由于鹵水中的油脂在鴨腿肉表面形成保護膜，減緩了鴨腿的蒸煮損失。當料液比從1∶3.5增加至1∶4時,醬鹵鴨腿的蒸煮損失迅速上升,超過料液比為1∶2時的蒸煮損失。這可能是過量的油脂滲入鴨肉內部導致蛋白質變性及水分析出,故繼續增大料液比,蒸煮損失反而增大。

圖2 料液比對醬鹵鴨腿感官評分(A)、感官評價總分(B)的影響Fig.2 Effect of solid-liquid ratio on sensory score (A) and total sensory score (B) of marinated duck legs

由圖2可知,隨著鹵水比例的增大,醬鹵鴨腿的感官評價總分呈先上升后下降的趨勢。當料液比從1∶2增加至1∶3.5時,感官評價總分隨味道評分的增加逐漸升高。隨著料液比的增大,鴨腿表面的中心溫度變低，導致水分含量增加從而提升味道。但當料液比從1∶3.5增加至1∶4時,因為色澤評分下降,感官評價總分也逐漸下降;這可能是香辛料的某些主效成分能夠促進鴨腿表面的美拉德反應，加深鴨腿表面顏色,所以料液比越高,色澤評分越低。因此,當料液比為1∶3.5時,鴨腿的感官評價總分最高。

2.1.2 鹵制時間對醬鹵鴨腿品質的影響

圖3 鹵制時間對醬鹵鴨腿蒸煮損失的影響Fig.3 Effect of marinating time on cooking loss of marinated duck legs

由圖3可知,隨著鹵制時間的增加,鴨腿的蒸煮損失逐漸升高。當鹵制時間為4 h和12 h時蒸煮損失分別為9.48%和13.23%,與Christensen等[8]的研究結果基本一致。其原因可能是隨著鹵制時間的增加,鴨腿肉中的部分肌漿蛋白和肌球蛋白的變性程度增加,導致鴨肉蛋白持水率下降,從而影響鴨腿的蒸煮損失。當鹵制時間達到10 h之后,蒸煮損失逐漸減緩,可能是汁液流失到一定程度后,鴨肉中的一部分膠原蛋白轉化為具有持水作用的明膠,所以鴨肉從外部吸收水分的能力增強,從而減緩了蒸煮損失的增加速率[9]。

圖4 鹵制時間對醬鹵鴨腿感官評分(A)、感官評價總分(B)的影響Fig.4 Effect of marinating time on sensory score (A) and total sensory score (B) of marinated duck legs

由圖4可知,隨著鹵制時間的增加,醬鹵鴨腿的感官評價總分呈先上升后下降的趨勢。當鹵制時間為4～8 h時,感官評價總分隨風味評分的上升而上升。隨著鹵制時間的增加,鴨腿中的腥味完全去除,香辛料主效成分與鴨肉結合的含量變高,從而提升了鴨腿的風味。但是鹵制8 h后,隨著鹵制時間的增加,鴨腿的感官評價總分受色澤評分的影響反而下降。這可能是鹵制時間增加,鴨肉表面美拉德反應和褐變程度升高,導致色澤評分降低。因此,當鹵制時間為8 h時,鴨肉的感官評分最高。

2.1.3 鹵制溫度對醬鹵鴨腿品質的影響

圖5 鹵制溫度對醬鹵鴨腿蒸煮損失的影響Fig.5 Effect of marinating temperature on cooking loss of marinated duck legs

由圖5可知,隨著鹵制溫度的升高,醬鹵鴨腿的蒸煮損失呈逐漸上升趨勢。此結果與孫紅霞等[10]研究不同加熱條件對牛肉蒸煮損失的影響一致。在80 ℃的鹵制溫度下,醬鹵鴨腿的蒸煮損失為14.58%,在60 ℃的鹵制溫度下,醬鹵鴨腿的蒸煮損失為7.31%。可能是隨著鹵制溫度的升高,鴨腿肉中的部分肌漿蛋白、肌球蛋白和肌動蛋白發生變性。肌原纖維蛋白發生變性導致的凝固收縮又會破壞其肌肉結構,最終使纖維之間的儲水空間變少、蛋白巰水基團暴露,所以鴨肉蛋白持水率下降，影響鴨腿的蒸煮損失。此外,當鹵制溫度上升到70 ℃時,鴨腿的蒸煮損失速度明顯加劇,這可能是由于溫度逐漸升高使肌原纖維蛋白的收縮程度變大,導致醬鹵鴨腿的自由水流失速度更快,所以蒸煮損失速度加劇。而Cartaginese等[11]研究發現當中心溫度高于65 ℃時,肌束膜收縮劇烈從而導致持水力下降,水分流失過多,影響其蒸煮損失。

圖6 鹵制溫度對醬鹵鴨腿感官評分(A)、感官評價總分(B)的影響Fig.6 Effect of marinating temperature on sensory score(A) and total sensory score (B) of marinated duck legs

由圖6可知,隨著鹵制溫度的升高,醬鹵鴨腿的感官評價總分呈先上升后下降的趨勢。感官評價總分在60～70 ℃范圍內隨著味道評分和色澤評分的上升而上升。其中味道評分升高可能是因為在此溫度范圍內,鴨肉從柔軟嚼不爛到逐漸變嫩,味道變好。而色澤評分升高可能是因為當鹵制溫度逐漸升高時,肌紅蛋白發生變性,導致鴨腿表面的紅色逐漸消失,色澤評分增加[12]。但是當溫度為70～80 ℃時,由于味道評分下降,感官評價總分在此范圍內呈下降趨勢。而味道評分下降可能是因為溫度升高后水分含量逐漸減小,咀嚼性降低,從而導致味道評分降低。綜合來看,當鹵制溫度為70 ℃時鴨腿的感官評分最佳。

2.2 正交試驗結果分析

由表1因素水平表進行真空低溫醬鹵鴨腿工藝優化的正交試驗結果見表3。

表3 正交試驗表Table 3 Orthogonal experiment table

由表3可知,蒸煮損失的影響主次順序為C(鹵制溫度)>B(鹵制時間)>A(料液比),其最優組合是A2B1C1,以蒸煮損失為考察指標得出的最優工藝:料液比1∶3,鹵制蒸煮損失時間4 h,鹵制溫度60 ℃。另外,由表3可知,感官評分的影響主次順序為B(鹵制時間)>C(鹵制溫度)>A(料液比),最優組合是A3B3C3,以感官評分為考察指標得出的最優工藝為料液比1∶3.5,鹵制時間8 h,鹵制溫度70 ℃。根據極差分析從表3中分別選擇出次優組和較優組對結果進行驗證試驗,結果見表4和表5。

表4 正交試驗驗證結果表(蒸煮損失)Table 4 Verification results of orthogonal experiment (cooking loss)

表5 正交試驗驗證結果表(感官評分)Table 5 Verification results of orthogonal experiment (sensory scores)

由表4可知,以蒸煮損失為考察指標的最優組別為A2B1C1,在此條件下,產品的蒸煮損失只有7.27%,但是感官評分為75分。由表5可知,以感官評分為考察指標的最優組別為A3C3B3,其感官評分達到84分,蒸煮損失為9.82%。綜合以上結果討論,A3C3B3組與A2B1C1相比,感官評分增加了9分,而蒸煮損失提高2.55%。結合市場實際需求,真空低溫鹵制最佳工藝參數為料液比1∶3.5,鹵制時間8 h,鹵制溫度70 ℃。

2.3 傳統鹵制與真空低溫鹵制對醬鹵鴨腿品質影響對比研究

2.3.1 不同鹵制方法對鴨腿感官品質的影響

表6 不同鹵制方法對鴨腿感官品質的影響Table 6 Effect of different marinating methods on the sensory quality of duck legs

由表6可知,真空低溫鹵制組較傳統鹵制組的剪切力減少了36.75%,L*值(亮度)顯著性增加(P<0.05),a*值(紅度)和b*值(黃度)顯著性減小(P<0.05)。由剪切力對比研究發現,真空低溫鹵制的鴨腿肉更嫩。這可能是因為真空低溫鹵制使鴨腿肌原纖維蛋白交聯程度減小,鴨肉膠原蛋白和可溶性蛋白增加[13],因此嫩度增加,這與蔡達普等[14]發現真空低溫鹵制的鵝肉較傳統鹵制更加鮮嫩多汁的研究結果一致。而肌原纖維緊密結構的改變也是影響肉制品的嫩度的原因之一[15]。由色澤對比研究發現,真空低溫鹵制組呈現的亮度更好,而傳統鹵制組呈現的紅度和黃度更好。L*值可能與肉制品表面汁液含量和蛋白氧化程度有關,肉制品表面汁液越多,光對水/汁的反射就越大,而且真空包裝會減小氧合肌紅蛋白的氧化程度,阻礙其形成高鐵肌紅蛋白,因此低溫真空鹵制組的亮度較高。而a*值的大小與美拉德反應有關,真空低溫鹵制時間過長,導致鴨腿表面發生美拉德反應和焦糖化反應,從而產生類黑精色素使其表面顏色變深。相反,傳統鹵制時間較真空低溫鹵制短,所以鴨腿表面發生的美拉德反應和焦糖化反應程度較低,傳統鹵制組的紅度更好。b*值的大小可能與鴨腿的熱變性有關,傳統鹵制組加熱溫度較高,蛋白質熱變性程度更大,產生褐色,導致傳統鹵制組的黃度更高。

2.3.2 不同鹵制方法對鴨腿營養品質的影響

表7 不同鹵制方法對鴨腿營養品質的影響Table 7 Effect of different marinating methods on the nutritional quality of duck legs

續 表

由表7可知,與傳統鹵制方法相比,真空低溫鹵制組鴨腿的蒸煮損失降低。可能是由于低溫真空鹵制時間較長,但鹵制溫度較低,蛋白質變性程度較小,因而水分和營養成分流失較少。Vaudagna等[16]發現,加熱溫度比加熱時間更加影響產品的蒸煮損失。此外,真空低溫鹵制采用真空包裝,也能夠減小脂質氧化對蒸煮損失率帶來的影響。

與傳統鹵制方法相比,真空低溫鹵制組鴨腿的水分含量提高了5.7%,蛋白質含量降低了8.94%,pH 值顯著減小(P<0.05)。其中,傳統鹵制組蛋白質含量較高可能是因為鴨肉在鹵制過程中水分大量損失,導致蛋白質相對含量增大[17]。在傳統鹵制組中,高溫處理破壞了鴨腿肌原纖維蛋白質的結構,導致其肌原纖維蛋白的間距增大、持水性下降以及水分大量流失。而且由于傳統鹵制溫度較高,蛋白質結構破碎明顯,蛋白質變性程度變大，也會導致其游離氨基酸增多,繼而使pH 值增大。同時,真空低溫鹵制組使用的真空包裝也能在一定程度上減緩水分的流失和蛋白質氧化。由于真空低溫鹵制組水分含量及脂肪含量均較傳統鹵制組高,因此其蛋白質含量相對較低。

相較于傳統鹵制組,真空低溫鹵制組的脂肪含量提高了16.30%。這主要是由于在高溫下脂肪逐漸氧化水解[18],導致脂肪含量降低。陳銀基等[19]也發現當溫度高于85 ℃后牛肉的脂肪含量顯著下降。同時真空包裝也能夠降低脂肪的氧化,因此真空低溫鹵制的組脂肪含量較高。

3 結論

當料液比為1∶3.5、鹵制時間為8 h、鹵制溫度為70 ℃時,真空低溫鹵制鴨腿的感官品質最佳。在此條件下,醬鹵鴨腿的蒸煮損失為9.82%,感官評分為84分,與傳統鹵制鴨腿相比,真空低溫鹵制鴨腿的蒸煮損失較低,同時其感官指標和營養指標較優,且均符合國家食品安全標準。本研究表明,真空低溫鹵制技術能夠有效降低鴨腿的蒸煮損失,改善產品的嫩度和色澤,保留產品水分、蛋白質、脂肪等營養組分,最終達到提高產品口感、品質和出品率的效果。本研究可以為真空低溫鹵制鴨腿的工業化生產提供一定的理論支持。