碳酸氫鈉對(duì)水煮牛肉片加工和冷藏性能的影響

康壯麗，姚鵬磊，高在上，宋照軍，馬漢軍

（1.河南科技學(xué)院食品學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453003；2.揚(yáng)州大學(xué)旅游烹飪學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225127）

隨著人們生活水平的提高，我國(guó)已成為最大的肉制品生產(chǎn)和消費(fèi)國(guó)[1]。磷酸鹽作為肉制品加工行業(yè)廣泛使用的保水劑和改良劑，能顯著提高肉制品品質(zhì)。但過(guò)量攝入磷酸鹽會(huì)影響人體健康，特別是增加腎臟負(fù)擔(dān)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成人體鈣磷比例失調(diào)[2]。為了降低肉制品中磷含量，通常使用碳酸氫鈉替代磷酸鹽[3]。碳酸氫鈉是一種常用的廉價(jià)食品添加劑，具有良好的緩沖能力， GB 2760—2014《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定碳酸氫鈉可在各類食品中按生產(chǎn)需要適量使用。碳酸氫鈉在pH 6.4～10.3條件下主要形成HCO3－和 Na＋，以及少量的OH－、CO23－和H＋等。在中式烹飪工藝中碳酸氫鈉被廣泛應(yīng)用于改善畜禽肉和水產(chǎn)品的嫩度和保水性，掩蓋不良?xì)馕禰4-5]。碳酸氫鈉通過(guò)提高pH值、離子強(qiáng)度和增強(qiáng)靜電斥力等，提高肌原纖維小片化指數(shù)，增加肌肉的保水性、出品率和嫩度，改善畜禽肉的適口性和加工性能[6-8]。另外，添加0.1%碳酸氫鈉可以增加淀粉的膨化力[9]。碳酸氫鈉對(duì)添加淀粉肉片類制品品質(zhì)的影響研究較少，因此，本實(shí)驗(yàn)主要研究碳酸氫鈉對(duì)添加馬鈴薯淀粉水煮牛肉片加工和冷藏性能的影響，旨在為低磷肉制品的開(kāi)發(fā)探索一條新途徑。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

冷卻牛外臀肌（pH 5.65±0.01） 新鄉(xiāng)本地市場(chǎng)；馬鈴薯淀粉、香辛料 新鄉(xiāng)洪門市場(chǎng)。

氯化鈉、碳酸氫鈉（均為分析純） 中國(guó)JSC化學(xué)技術(shù)有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

pH計(jì) 梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；Sorvall LYNX4000高速冷凍離心機(jī) 德國(guó)Thermo Scientific科技有限公司；AUY120電子天平 日本島津公司；T25高速勻漿機(jī) 德國(guó)IKA公司；CR-400色差計(jì) 日本柯尼卡-美能達(dá)公司；CLM-4數(shù)顯式嫩度儀 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院。

1.3 方法

1.3.1 樣品制備

除去牛肉中可見(jiàn)脂肪和結(jié)締組織，切成3 cm× 3 cm×0.5 cm的牛肉片。腌制液配方如下：1 000 g牛肉、350 g冰水、15 g氯化鈉、8.5 g香辛料，其中，T1～T5組碳酸氫鈉添加量分別為0、2、4、6、8 g。采用間歇式滾揉，條件如下：8 r/min滾揉20 min，停止10 min，共60 min；真空度－0.08 MPa；溫度（2±2） ℃。滾揉結(jié)束后，真空包裝（500 g/袋），在（2±2） ℃下腌制12～16 h。再分別添加60 g馬鈴薯淀粉，進(jìn)行二次滾揉，條件如下：8 r/min滾揉10 min，停止10 min，共40 min；真空度－0.08 MPa。滾揉結(jié)束后將牛肉片在（85±2） ℃下煮制25 min，冷卻后密封包裝并在4 ℃冰箱中分別冷藏0、2、4、6、8 d。

1.3.2 蒸煮得率測(cè)定

將煮制后的牛肉片冷卻至室溫，用吸水紙擦去樣品表面水分。蒸煮得率按式（1）計(jì)算。

1.3.3 色差測(cè)定

分別對(duì)冷藏0、2、4、6、8 d水煮牛肉片的表面色澤進(jìn)行測(cè)定。用標(biāo)準(zhǔn)比色板校準(zhǔn)色差計(jì)（L*=96.86，a*=－0.15，b*=1.87，其中，L*代表亮度值、a*代表紅度值、b*代表黃度值），并在60 s內(nèi)完成測(cè)定。

1.3.4 pH值測(cè)定

分別將冷藏0、2、4、6、8 d的水煮牛肉片切碎，取10 g加入40 mL蒸餾水（4 ℃）中，用均質(zhì)機(jī)15 000 r/min勻漿10 s，再用pH計(jì)進(jìn)行測(cè)定。

1.3.5 剪切力測(cè)定

沿著肌肉纖維的方向?qū)⒗洳?、2、4、6、8 d水煮牛肉片切成3 cm×1 cm×0.5 cm的肉條。使用數(shù)顯式嫩度儀對(duì)水煮牛肉片的剪切力進(jìn)行測(cè)定。

1.3.6 水分含量測(cè)定

稱量5 g樣品，質(zhì)量記為m1（g），將樣品切碎平鋪于稱量皿中，置于105 ℃電熱鼓風(fēng)干燥箱中持續(xù)烘烤6 h后取出，冷卻至室溫后稱量，然后再將樣品于105 ℃繼續(xù)烘烤1 h，取出后再次稱量，重復(fù)操作至2 次質(zhì)量差為0～2 mg，質(zhì)量記為m2（g），水分含量按式（2）計(jì)算。

1.3.7 硫代巴比妥酸反應(yīng)物（thiobarbituric acid reactive substance，TBARs）值測(cè)定

參照Ulu[10]的方法測(cè)定冷藏0、2、4、6、8 d水煮牛肉片的TBARs值。

1.4 數(shù)據(jù)處理

所得數(shù)據(jù)使用SPSS 18.0統(tǒng)計(jì)軟件通過(guò)ANOVA單因素和線性模型（GLM）分析程序進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示（n=4），數(shù)據(jù)之間的差異顯著性分析采用鄧肯多重比較法，P＜0.05時(shí)被認(rèn)為差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 碳酸氫鈉對(duì)牛肉片蒸煮得率的影響

圖 1 碳酸氫鈉對(duì)牛肉片蒸煮得率的影響Fig. 1 Effect of sodium bicarbonate on the cooking yield of beef slices

由圖1可知，T 1組的蒸煮得率顯著低于其他組 （P＜0.05），表明添加碳酸氫鈉能顯著提高牛肉片的蒸煮得率。且隨著碳酸氫鈉添加量的增加，蒸煮得率顯著提高（P＜0.05）。前期研究表明，添加碳酸氫鈉提高pH值，使肌原纖維蛋白等電點(diǎn)發(fā)生偏離[11]。另外，添加碳酸氫鈉對(duì)牛肉肌纖維的組織結(jié)構(gòu)造成破壞，使肌肉組織松弛，促進(jìn)水分吸收[12]。張莉等[13]報(bào)道，PSE（pale, soft, exudative）肉的蒸煮損失及離心損失都隨著碳酸氫鈉添加量的增加而顯著降低。?sli等[14]發(fā)現(xiàn)，添加碳酸氫鈉能提高冷凍魚(yú)片的出品率。Mohan等[15]研究發(fā)現(xiàn)，碳酸氫鈉可以改善牛肉的保水性。同時(shí)，添加碳酸氫鈉增加馬鈴薯淀粉的保水性，提高牛肉片的持水能力[9]。

2.2 碳酸氫鈉對(duì)牛肉片色差的影響

表 1 碳酸氫鈉對(duì)冷藏水煮牛肉片色差的影響Table 1 Effect of sodium bicarbonate on the color of poached beef slices

由表1可知，冷藏0 d時(shí)，與T1組相比，添加碳酸氫鈉牛肉片的L*和a*下降，b*上升，且隨著碳酸氫鈉添加量的增加，L*和a*顯著降低（P＜0.05），b*顯著升高。Zhu Dongyang等[16]報(bào)道，雞肉糜中添加碳酸氫鈉時(shí)L*有下降的趨勢(shì)但不顯著，但a*顯著降低，b*顯著升高。此外，隨著冷藏時(shí)間的延長(zhǎng)，T1組的L*和a*呈降低趨勢(shì)，b*無(wú)顯著變化，造成色澤變暗。金穎等[17]發(fā)現(xiàn)，隨著冷藏時(shí)間的延長(zhǎng)，黃牛肉的L*先上升后下降，a*和b*均呈下降趨勢(shì)。添加碳酸氫鈉的水煮牛肉片隨著冷藏時(shí)間的延長(zhǎng)L*和b*呈上升趨勢(shì)，a*呈下降趨勢(shì)。同時(shí)，冷藏2～8 d，添加碳酸氫鈉的水煮牛肉片a*均顯著高于T1組（P＜0.05）。Petracci等[18]發(fā)現(xiàn)，肉的高pH值降低烹飪過(guò)程中肌紅蛋白的熱變性，進(jìn)而導(dǎo)致肉色更暗。因此，添加碳酸氫鈉使水煮牛肉片的色澤變暗，但減緩冷藏期間a*的下降速率。

2.3 碳酸氫鈉對(duì)牛肉片pH值的影響

圖 2 碳酸氫鈉對(duì)冷藏水煮牛肉片pH值的影響Fig. 2 Effect of sodium bicarbonate on the pH of poached beef slices during cold storage

由圖2可知，添加碳酸氫鈉牛肉片的pH值顯著大于T1組（P＜0.05），并隨著添加量的增加pH值顯著增大，T5組的pH值高達(dá)8.45。因?yàn)樘妓釟溻c是一種強(qiáng)堿弱酸鹽，溶于水后呈堿性，添加到肉制品中可以使肉制品pH值升高[19]。Li Yanping等[20]發(fā)現(xiàn)，添加碳酸氫鈉顯著提高豬肌原纖維蛋白的pH值。隨著冷藏時(shí)間的延長(zhǎng)，T1組的pH值無(wú)顯著變化，添加碳酸氫鈉牛肉片的pH值均呈下降趨勢(shì)，且添加量越大，pH值降低幅度越大。 徐繼成等[21]使用0.8 mol/L碳酸氫鈉對(duì)豬肉浸泡處理，在24 h內(nèi)可提高樣品的pH值，但這種效果持續(xù)時(shí)間較短，在48 h后與對(duì)照組的pH值趨于同一水平。說(shuō)明碳酸氫鈉提高肉制品的pH值有一定的時(shí)限性，隨著時(shí)間的推移，添加效果會(huì)逐漸減弱。

2.4 碳酸氫鈉對(duì)牛肉片剪切力的影響

圖 3 碳酸氫鈉對(duì)冷藏水煮牛肉片剪切力的影響Fig. 3 Effect of sodium bicarbonate on the shear force of poached beef slices during cold storage

肉制品的嫩度常用剪切力大小表示。由圖3可知，碳酸氫鈉處理牛肉片的剪切力顯著低于T1組（P＜0.05），隨著碳酸氫鈉添加量的增大剪切力顯著降低，表明碳酸氫鈉能顯著提高水煮牛肉片的嫩度。Xiong Guoyuan等[22]發(fā)現(xiàn)，碳酸氫鈉輔助腌制雞胸肉的剪切力低于傳統(tǒng)方法腌制。隨著冷藏時(shí)間的延長(zhǎng)，各組水煮牛肉片的剪切力不斷增大。可能是隨著冷藏時(shí)間的延長(zhǎng)肉質(zhì)變硬和馬鈴薯淀粉老化導(dǎo)致嫩度降低。碳酸氫鈉處理的水煮牛肉片在冷藏期間的剪切力均低于T1組，這是因?yàn)樘妓釟溻c在腌制和滾揉過(guò)程中滲入牛肉片內(nèi)部，受熱分解時(shí)產(chǎn)生大量CO2，對(duì)組織結(jié)構(gòu)造成不可逆的破壞，使肌肉松弛，剪切力減小。Sheard等[23]報(bào)道，肌肉的剪切力與pH值呈負(fù)相關(guān)，pH值越大，剪切力越小。許道光等[24]發(fā)現(xiàn)，使用碳酸氫鈉替代氯化鈉顯著降低牛肉的剪切力，且隨著碳酸氫鈉添加量的增加而顯著降低。

2.5 碳酸氫鈉對(duì)牛肉片水分含量的影響

圖 4 碳酸氫鈉對(duì)冷藏水煮牛肉片水分含量的影響Fig. 4 Effect of sodium bicarbonate on the water content of poached beef slices during cold storage

水分含量影響肉制品的多汁性，是肉制品的重要品質(zhì)特性之一。由圖4可知，碳酸氫鈉處理牛肉片的水分含量顯著高于T1組（P＜0.05），且隨著碳酸氫鈉添加量的增加水分含量顯著升高（P＜0.05），說(shuō)明碳酸氫鈉顯著提高水煮牛肉片的保水性。趙改名等[25]報(bào)道，隨著碳酸氫鈉添加量的增加，牛肉糜的水分含量顯著升高。孟祥忍等[26]發(fā)現(xiàn)，上淀粉漿的豬肉片滑油后水分損失減少。隨著冷藏時(shí)間的延長(zhǎng)，所有水煮牛肉片的水分含量均呈下降趨勢(shì)，但差異不顯著。其中，T1組的水分含量下降最大。因此，添加碳酸氫鈉增強(qiáng)了水煮牛肉片的保水性，能抑制冷藏期間的水分流失。

2.6 碳酸氫鈉對(duì)牛肉片TBARs值的影響

在冷藏期間脂肪易發(fā)生氧化酸敗，是引起肉制品風(fēng)味變差的主要原因之一[27]。TBARs值是衡量肉制品中脂肪氧化程度的重要指標(biāo)，TBARs值越大，則脂肪氧化程度越高[28]。由圖5可知，隨著碳酸氫鈉添加量的增加，水煮牛肉片的TBARs值顯著降低（P＜0.05）。隨著冷藏時(shí)間的延長(zhǎng)，T1組的TBARs值顯著增大（P＜0.05）； 隨著碳酸氫鈉添加量的增加，水煮牛肉片的TBARs值上升趨勢(shì)顯著減弱。其中，T1組的TBARs值從0.36 mg/100 g升高至1.73 mg/100 g，而T5組從0.15 mg/100 g升高至0.28 mg/100 g。表明添加碳酸氫鈉能抑制水煮牛肉片的脂肪氧化（P＜0.05），減少水煮牛肉片的“哈喇味”。主要原因是碳酸氫鈉受熱分解產(chǎn)生碳酸根離子及CO2，導(dǎo)致脂肪氧化環(huán)境發(fā)生改變，從而抑制了脂肪氧化[12]。Murthy等[29]發(fā)現(xiàn)，添加鈣和碳酸氫鈉能顯著降低沙丁魚(yú)凝膠的TBARs值。杜方麗[30]也發(fā)現(xiàn)，經(jīng)碳酸氫鈉處理的淘汰蛋雞胸肉糜有顯著的抗氧化效果，且隨著冷藏時(shí)間的延長(zhǎng)，抗氧化效果越來(lái)越顯著。因此，碳酸氫鈉對(duì)水煮牛肉片的脂肪氧化有很好的抑制作用。

圖 5 碳酸氫鈉對(duì)水煮牛肉片冷藏期間TBARs值的影響Fig. 5 Effect of sodium bicarbonate on the TBARs value of poached beef slices during cold storage

3 結(jié) 論

本研究結(jié)果表明，添加碳酸氫鈉顯著改善水煮牛肉片的品質(zhì)。隨著碳酸氫鈉添加量的增加，水煮牛肉片的pH值、蒸煮得率和水分含量顯著增加，剪切力和a*顯著下降。但碳酸氫鈉添加量過(guò)大時(shí)，水煮牛肉片的pH值在冷藏期間波動(dòng)較大，隨著冷藏時(shí)間的延長(zhǎng)pH值顯著降低。此外，碳酸氫鈉對(duì)水煮牛肉片的脂肪氧化有顯著抑制效果，隨著碳酸氫鈉添加量的增大，抑制效果顯著增強(qiáng)。所以，添加碳酸氫鈉能改善水煮牛肉片的色澤、嫩度、保水性和抗氧化性，提高水煮牛肉片的穩(wěn)定性。