低鈉醬牛肉煮制液中替代鹽配方優化

王麗莎,于棟,王淑云

(1.漯河食品職業學院,河南 漯河 467200;2.新鄉工程學院 生物工程學院,河南 新鄉 453700)

我國是肉類生產和消費大國,肉制品具有較大的發展潛力[1-2],功能性復合肉產品具有廣闊市場,隨著科學技術的發展和人們生活水平的提高[3-4],營養豐富和風味獨特的食品深受消費者的喜愛[5]。醬鹵肉是我國傳統肉制品中典型的代表,牛肉香氣濃郁、營養豐富、色澤美觀[6-7]。

食鹽是醬牛肉制品的主要調味料之一,具有保水、調味和防腐等功效[8]。近些年的研究結果表明,鈉鹽的攝入量過多容易造成高血壓和心腦血管疾病,直接影響人體健康[9-10]。世界衛生組織表明,成人每天的鹽攝入量不能超過6 g,然而我國大部分成人每天鹽攝入量均超過了6 g[11]。本研究基于此,利用氯化鉀、氯化鈣、乳酸鉀和抗壞血酸鈣對醬牛肉煮制液中的鈉鹽進行替代,旨在為醬鹵肉的開發和研究提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與試劑

桂皮、花椒、茴香、草果、陳皮、香葉、山楂、辣椒、白砂糖、豆瓣醬、食鹽、氯化鉀、氯化鈣、乳酸菌和抗壞血酸鈣。

1.2 試驗儀器

分析天平、電子天平、色差儀、質構儀、恒溫水浴鍋和pH計。

1.3 試驗方法

1.3.1 單因素試驗

當研究一個因素對醬牛肉感官評分的影響時,控制其他因素不變,即氯化鉀替代比20%、氯化鈣替代比10%、乳酸鉀替代比5%和抗壞血酸鈣替代比5%。研究氯化鉀替代比(0%、10%、20%、30%、40%)、氯化鈣替代比(0%、10%、20%、30%、40%)、乳酸鉀替代比(0%、5%、10%、15%、20%)和抗壞血酸鈣替代比(0%、5%、10%、15%、20%)對低鈉醬牛肉煮制液中替代鹽配方進行優化。

1.3.2 正交試驗

根據單因素試驗結果,以氯化鉀替代比(A)、乳酸鉀替代比(B)和抗壞血酸鈣替代比(C)為變量因子,以醬牛肉的感官評分為指標,進行正交試驗,正交試驗因素水平表見表1。

表1 正交試驗因素水平Table 1 Factors and levels of orthogonal test %

1.3.3 感官評分試驗

邀請10位具有感官評分經驗的人員對醬牛肉進行感官評分,以醬牛肉的色澤和外觀、質地、滋味、氣味為指標,對醬牛肉進行感官評分,見表2。

表2 醬牛肉感官評分表Table 2 Sensory evaluation table of sauced beef

2 結果和討論

2.1 單因素試驗

2.1.1 氯化鉀替代比對醬牛肉品質的影響

2.1.1.1 氯化鉀替代比對醬牛肉質構特性的影響

氯化鉀替代比對醬牛肉硬度、彈性、咀嚼性和膠著性的影響見圖1和圖2。

圖1 氯化鉀替代比對醬牛肉硬度和彈性的影響Fig.1 Effect of potassium chloride replacement ratio on the hardness and elasticity of sauced beef

圖2 氯化鉀替代比對醬牛肉咀嚼性和膠著性的影響Fig.2 Effect of potassium chloride replacement ratio on the chewiness and gumminess of sauced beef

由圖1和圖2可知,隨著氯化鉀替代比逐漸增加,醬牛肉的硬度值、彈性值、咀嚼性和膠著性均呈現先降低后升高再降低的趨勢。當氯化鉀替代比達到30%時,醬牛肉的硬度、彈性、咀嚼性和膠著性均達到最高值。隨著氯化鉀替代比的不斷增加,醬牛肉中的鉀離子濃度升高,擴散速率增加,從而對鈉離子和氯離子的滲透造成了干擾,對醬牛肉中的水分活度產生了影響;當醬牛肉中的水分活度減少時,醬牛肉的硬度升高;當醬牛肉中的水分活度增加時,醬牛肉的彈性得到提升。

醬牛肉的咀嚼性和硬度呈現正相關關系,在氯化鉀替換試驗中,醬牛肉的硬度和咀嚼性變化趨勢基本保持一致;而氯化鉀替代比對醬牛肉膠著性的影響并不明顯,可能是氯化鈉和氯化鉀性質相似所導致。

2.1.1.2 氯化鉀替代比對醬牛肉感官評分的影響

氯化鉀替代比對醬牛肉感官評分的影響見圖3。

圖3 氯化鉀替代比對醬牛肉感官評分的影響Fig.3 Effect of potassium chloride replacement ratio on the sensory score of sauced beef

由圖3可知,當氯化鉀替代比為20%時,醬牛肉顏色為鮮紅色,富有食欲感,此時醬牛肉的色澤和外觀與氯化鉀替代比為0%時相似,并無明顯差異;隨著氯化鉀替代比不斷增加,當增加至40%時,醬牛肉中出現了明顯的苦味和金屬味,導致醬牛肉的感官評分較低。綜合考慮,選擇氯化鉀替代比為10%～30%進行正交試驗。

2.1.2 氯化鈣替代比對醬牛肉品質的影響

2.1.2.1 氯化鈣替代比對醬牛肉質構特性的影響

由圖4可知,隨著氯化鈣替代比的增加,醬牛肉的硬度先降低后升高再降低。李玉邯等[12]的研究結果表明,添加氯化鈣能夠使醬牛肉的嫩度得到提升。

圖4 氯化鈣替代比對醬牛肉硬度和彈性的影響Fig.4 Effect of calcium chloride replacement ratio on the hardness and elasticity of sauced beef

由圖5可知,使用氯化鈣替代氯化鈉,醬牛肉的膠著性和咀嚼性均呈現先下降后升高再下降的趨勢。但是從整體來看,對醬牛肉的膠著性和咀嚼性影響不大。

2.1.2.2 氯化鈣替代比對醬牛肉感官評分的影響

由圖6可知,隨著氯化鈣添加量的增加,醬牛肉滋味、氣味的感官評分均呈現下降趨勢;隨著氯化鈣替代比的增加,醬牛肉色澤和外觀、質地的感官評分先升高再降低。當氯化鉀替代比為20%時,醬牛肉的色澤較亮,消費者非常喜歡。當氯化鈣替代比超過20%時,醬牛肉的硬度和咀嚼性偏低,肉質松軟;隨著氯化鈣替代比不斷增加,醬牛肉的感官評分不斷下降,主要是由于過多的氯化鈣替代量導致醬牛肉的金屬味偏重,使得其口感受到嚴重影響[13]。綜合考慮,由于當氯化鈣替代比超過20%時,醬牛肉將不被消費者接受,所以選擇氯化鈣添加比為20%進行正交試驗。

圖6 氯化鈣替代比對醬牛肉感官評分的影響Fig.6 Effect of calcium chloride replacement ratio on the sensory score of sauced beef

2.1.3 乳酸鉀替代比對醬牛肉品質的影響

2.1.3.1 乳酸鉀替代比對醬牛肉質構特性的影響

乳酸鉀替代比對醬牛肉硬度、彈性、咀嚼性和膠著性的影響見圖7和圖8。

圖7 乳酸鉀替代比對醬牛肉硬度和彈性的影響Fig.7 Effect of potassium lactate replacement ratio on the hardness and elasticity of sauced beef

圖8 乳酸鉀替代比對醬牛肉咀嚼性和膠著性的影響Fig.8 Effect of potassium lactate replacement ratio on the chewiness and gumminess of sauced beef

由圖7和圖8可知,隨著乳酸鉀替代比的增加,醬牛肉的彈性先升高后降低再升高;醬牛肉的硬度持續下降;膠著性先下降再升高再下降后升高,為曲線型變化;咀嚼性先下降后升高。醬牛肉的硬度持續下降,這與乳酸鉀的持水性有著明顯關系。在一定的區間范圍內,醬牛肉的含水量越高,硬度值越低,彈性越大[14]。當乳酸鉀替代比為10%時,醬牛肉的膠著性最高,此時咀嚼性最低;當乳酸鉀添加量大于10%時,醬牛肉的咀嚼性不斷升高。

2.1.3.2 乳酸鉀替代比對醬牛肉感官評分的影響

乳酸鉀替代比對醬牛肉感官評分的影響見圖9。

圖9 乳酸鉀替代比對醬牛肉感官評分的影響Fig.9 Effect of potassium lactate replacement ratio on the sensory score of sauced beef

由圖9可知,隨著乳酸鉀添加量的增加,醬牛肉色澤和外觀的感官評分不斷上升,說明乳酸鉀添加量的增加能夠改善醬牛肉的紅度值和亮度值。醬牛肉質地的感官評分隨著乳酸鉀替代量的增加呈現先降低再升高后降低的趨勢,醬牛肉滋味的感官評分一直呈現下降趨勢;綜合考慮乳酸鉀對醬牛肉各方面感官評分的影響,選擇乳酸鉀替代比5%～15%進行后期正交試驗。

2.1.4 抗壞血酸鈣替代比對醬牛肉品質的影響

2.1.4.1 抗壞血酸鈣替代比對醬牛肉質構特性的影響

由圖10和圖11可知抗壞血酸鈣替代比對醬牛肉彈性、硬度、咀嚼性和膠著性的影響,隨著抗壞血酸鈣替代比不斷增加,醬牛肉的彈性和膠著性先升高后降低,當抗壞血酸鈣替代比為15%時,醬牛肉的彈性和膠著性最高;當抗壞血酸鈣替代比大于或者小于15%時,醬牛肉的彈性和膠著性均呈下降趨勢;醬牛肉的咀嚼性隨著抗壞血酸鈣添加量的增加呈現先緩慢降低再升高后降低的趨勢;而醬牛肉的硬度先降低后升高,這是由于鈣離子激活了鈣依賴蛋白,促進了蛋白質分解,從而使醬牛肉的硬度降低。

圖10 抗壞血酸鈣替代比對醬牛肉彈性和硬度的影響Fig.10 Effect of calcium ascorbate replacement ratio on the elasticity and hardness of sauced beef

圖11 抗壞血酸鈣替代比對醬牛肉咀嚼性和膠著性的影響Fig.11 Effect of calcium ascorbate replacement ratio on the chewiness and gumminess of sauced beef

2.1.4.2 抗壞血酸鈣替代比對醬牛肉感官評分的影響

抗壞血酸鈣替代比對醬牛肉感官評分的影響見圖12。

圖12 抗壞血酸鈣替代比對醬牛肉感官評分的影響Fig.12 Effect of calcium ascorbate replacement ratio on the sensory score of sauced beef

由圖12可知,隨著抗壞血酸鈣替代比的增加,醬牛肉的色澤和外觀、質地、滋味、氣味的感官評分均先升高后降低;當抗壞血酸鈣添加比為5%時,醬牛肉的感官評分最高,之后無論抗壞血酸鈣增加還是減少,醬牛肉的感官評分均逐漸降低。綜合考慮,以抗壞血酸鈣替代比0%～10%進行正交試驗。

2.2 正交試驗

根據單因素試驗結果,以氯化鉀替代比(A)、乳酸鉀替代比(B)和抗壞血酸鈣替代比(C)為變量因子,以醬牛肉的感官評分為指標進行正交試驗。正交試驗設計及優化結果見表3。

表3 正交試驗設計及優化結果Table 3 Orthogonal test design and optimization results

利用Design Expert 8.1.0軟件對表3中的數據進行分析,擬合后獲得感官評分(Y)對氯化鉀替代比(A)、乳酸鉀替代比(B)和抗壞血酸鈣替代比(C)的二次多項式回歸模型:Y=91.3-0.88A-0.55B-0.13C+0.22AB+0.22AC+0.32BC-0.55A2-0.34B2-0.33C2。

由表4可知,模型的F值為22.45,P值為0.000 3,失擬項的P值為0.621 4(P>0.05),說明該模型的失擬項不顯著,模型理想可用。該模型的決定系數R2=0.952 1,經過校正之后,RAdj2=0.923 1。

表4 二次多項式回歸模型方差分析Table 4 Analysis of variance of quadratic polynomial regression model

氯化鉀替代比(A)和乳酸鉀替代比(B)的P值分別為<0.000 1和0.000 3,感官評分極顯著,交互項BC對醬牛肉的感官評分也有顯著影響。A2對醬牛肉的感官評分具有極顯著影響,B2和C2對醬牛肉的感官評分具有顯著影響。根據F值的大小,3個影響因素對醬牛肉感官評分的影響次序為A>B>C;3種鹽替代氯化鈉加工醬牛肉的最佳加工工藝為氯化鉀替代比20%、氯化鈣替代比10%、乳酸鉀替代比5%和抗壞血酸鈣替代比5%,此時醬牛肉感官評分為97.9分。

3 小結

醬制是決定醬鹵肉品質的重要環節,醬制過程中食鹽添加量有著決定性作用[15]。高溫條件下,醬鹵肉中的蛋白質和氯化鈉結合后生成復合物,使得醬鹵肉具有咸味。目前關于低鈉相關產品的研究較少,本研究利用氯化鉀、乳酸鉀和抗壞血酸鈣替代醬制醬鹵肉過程中使用的氯化鈉以達到低鈉的效果,利用Design Expert 8.1.0軟件對正交試驗進行分析,獲得各種替代鹽(A、B和C)和醬牛肉感官評分(Y)之間的多元二次方程,即Y=91.3-0.88A-0.55B-0.13C+0.22AB+0.22AC+0.32BC-0.55A2-0.34B2-0.33C2;通過單因素試驗和正交試驗,獲得醬牛肉最佳鹽替代比例為氯化鉀替代比20%、氯化鈣替代比10%、乳酸鉀替代比5%和抗壞血酸鈣替代比5%,此時醬牛肉的感官評分為97.9分。