超聲波輔助腌制鱘魚片的工藝優(yōu)化研究

田其英,王 靜

(江蘇食品藥品職業(yè)技術學院,江蘇淮安 223003)

超聲波輔助腌制鱘魚片的工藝優(yōu)化研究

田其英,王 靜

(江蘇食品藥品職業(yè)技術學院,江蘇淮安 223003)

本文研究了超聲波輔助腌制鱘魚片的工藝條件,以感官評分為評價指標,在前期分別對超聲時間、超聲功率與超聲頻率等進行單因素實驗的基礎上,采用三因素三水平的正交實驗優(yōu)化得到超聲波輔助腌制的最優(yōu)工藝條件,結果得出超聲波輔助腌制鱘魚片的最佳工藝條件為:超聲時間80 min,超聲功率300 W,超聲頻率35 kHz,采用這一條件進行腌制的鱘魚片感官品質(zhì)最佳。

超聲波,腌制,鱘魚片,工藝優(yōu)化

腌制是我國傳統(tǒng)肉制品加工工藝之一,主要方法有干腌、濕腌、混合腌制和鹽水注射腌制等。腌制工藝主要依靠高鹽分,缺乏促進食鹽快速滲透的方式,導致食鹽滲透緩慢且不均勻,產(chǎn)品口感、質(zhì)量不穩(wěn)定,腌制時間長,食鹽浪費嚴重等[1]。為了探索出理想、高效的腌制工藝,越來越多的學者對肉制品的腌制進行了研究和改進。自20世紀90年代以來,超聲波作為現(xiàn)代綠色、環(huán)保、高效的技術,在肉制品腌制加工中的應用研究越來越被學者們關注。Siró等[2]研究了超聲波輔助腌制豬背肉,結果表明超聲波處理組有較高的NaCl 擴散系數(shù);蔡華珍等[3]研究表明超聲波的空化效應能促進豬肉鹽分的滲透和擴散;鐘賽意[4]在鹽水鴨加工中利用超聲頻率輔助腌制,結果顯示其能有效的促進鹽分和香辛料的擴散與滲透,同時顯著提高了肉質(zhì)的嫩度;馮婷等[5]研究表明超聲波輔助滾揉可促進生鮮雞肉腌制,改善其腌制效果。

超聲波是頻率高于20 kHz的機械波,其獨特的空化作用、熱效應和機械作用,可加速化學試劑向物料滲透,同時也對物料結構產(chǎn)生破壞作用[6]。以往關于魚肉片腌制研究主要集中在干腌、濕腌和混合腌制對腌制效果的影響,而利用超聲波輔助腌制魚肉片的研究較少。鑒于魚肉與畜禽肉組織結構差異,本文以超聲波頻率、功率和作用時間為影響因素,優(yōu)化研究超聲輔助腌制鱘魚片的參數(shù),為超聲波輔助腌制鱘魚片的應用提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮鱘魚(5 kg以上) 由江蘇省淮安市科苑漁業(yè)發(fā)展有限公司提供;海藻糖(純度98%) 廣西南寧中諾生物工程有限責任公司;轉谷氨酰胺酶(TGase)(100 U/g) 無錫泰興酶制劑有限公司;食鹽、VC、蔗糖、等均為食品級 市購。

油炸鍋 杭州賽旭食品機械有限公司;JY92-IID型超聲波細胞破碎儀 寧波新芝生物科技股份有限責任公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 鱘魚片的加工和相關配方 參照文獻[7]的方法。

1.2.2 腌制液的配制 腌制液的配比為:以水100 g計,蔗糖2%、鹽5%、香辛料2%、味精0.05%、醬油1.5%、黃酒2%、生姜2%、VE0.01%。配制腌制液的水要求先預冷,溫度控制在0～4 ℃之間。

1.2.3 超聲波輔助腌制 在0～4 ℃低溫庫中,將鱘魚片放入外裹冰衣的燒杯中然后添加4倍質(zhì)量體積的腌制液并混勻,控制溫度在8 ℃以下,放入超聲波處理儀中分別調(diào)節(jié)超聲頻率、超聲功率、超聲時間進行處理。具體設計:當超聲頻率、功率分別固定為30 kHz、300 W時,系列處理時間為0、20、40、60、80、100 min;當超聲頻率、時間分別固定為30 kHz、80 min時,系列超聲作用功率為0、100、200、300、400、500 W;當超聲功率、時間分別固定在300 W、80 min時,系列超聲作用頻率為20、25、30、35、40 kHz。

1.2.4 腌制吸收率的測定 先稱取鱘魚片總質(zhì)量,腌制完成后用吸水紙吸干魚片表面腌制液,再次稱其總質(zhì)量,腌制后質(zhì)量與原質(zhì)量之差除于原始質(zhì)量即為腌制吸收率[8]。

1.2.5 肌原纖維易碎度(MFI)的測定 準確稱取5.0 g鱘魚片絞碎,加入9倍體積低離子強度磷酸鹽緩沖溶液均漿3 min提取3 h,離心沉淀用9倍體積高離子強度磷酸鹽緩沖溶液均漿0.5 min后再用10倍體積緩沖液稀釋3 h,離心得到肌原纖維蛋白懸液,調(diào)整蛋白濃度0.5 mg/mL,在540 nm處測定其吸光值,代入公式MFI=OD540 nm×200中,計算MFI值。蛋白質(zhì)含量采用雙縮脲法測定[9]。

1.2.6 感官評定 選擇受過感官評定訓練的9位人員組成評定小組,對超聲波輔助腌制的生魚片的氣味、色澤、彈性進行評分(標準見表1)。根據(jù)評分小組對其敏感程度,確定每項權重分別為0.4、0.3、0.3,計算加權平均分。熟魚片:將鱘魚片放于微波爐中高火加熱5 min,對滋味、氣味、外觀、咀嚼進行評分(標準見表1),同上確定每項權重分別為0.3、0.4、0.1、0.2,計算加權平均分。以生魚片和熟魚片感官得分的平均值為最終感官評定結果[10]。

表1 鱘魚片的感官評分標準

1.2.7 正交實驗設計 在單因素實驗的基礎上,以感官綜合評分為指標,考察超聲波輔助腌制鱘魚片過程中超聲時間、超聲功率、超聲頻率對產(chǎn)品品質(zhì)的影響,并采用L9(34)正交實驗設計對工藝參數(shù)進行優(yōu)化,其因素水平表見表2。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

用SPSS軟件進行統(tǒng)計分析。

表2 正交實驗因素水平

2 結果與分析

2.1 超聲波處理時間對腌制吸收率和MFI的影響

由圖1可知,隨著超聲波處理時間的延長鱘魚片腌制吸收率整體呈增大的趨勢,不過10～20 min,腌制吸收率增加不顯著,從20 min開始,腌制吸收率的增大趨勢較顯著。這可能是因為在起初階段,腌制吸收率主要受腌制液中鹽、糖等滲透壓影響,滲透速度慢。隨著超聲波對魚肉組織的破壞,使細胞膜的通透性增加,加速了腌制液的滲透[3]。但80 min后腌制吸收率減緩,這可能是魚肉片內(nèi)外食鹽滲透壓的差異引起的。肌原纖維易碎度和鱘魚片的感官和嫩度有關系,并且和肌原纖維蛋白的變性有關。MFI增加可能是肌原纖維斷裂成小片段,肉的嫩度增加[9]。超聲處理后的魚片MFI在60 min后變化趨于平緩,鑒于鱘魚片腌制效果和嫩度品質(zhì)要求,超聲波處理適宜時間為80 min。

圖1 鱘魚片腌制吸收率和肌原纖維易碎度隨超聲波處理時間的變化Fig.1 Change of marinated absorption rate and myofibrillar fragmentation index about sturgeon fillet along with ultrasonic processing time

2.2 超聲波功率對腌制吸收率和MFI的影響

超聲功率是反映超聲波強度的物理量,超聲功率增大,其空化作用和機械效應相應增強,物質(zhì)滲透率也相應提高。當超聲波的強度過高時,肌肉結構破壞的加劇,可能會導致肌肉蛋白質(zhì)的變性,從而降低肉制品的品質(zhì)[4]。

從圖2可以看出,與未經(jīng)超聲波處理的鱘魚片相比,超聲波處理鱘魚片的腌制吸收率顯著增大,并隨超聲波功率的增加呈上升的趨勢。這是因為在超聲波頻率固定時,超聲波功率的增大,其空化效應等會增強,對魚肉結構的破壞性加大,從而減小了化學物質(zhì)滲透的阻力;此外,功率的增大也會使得化學物質(zhì)分子振動增強,其更容易向濃度低的區(qū)域擴散[11]。當超聲功率小于300 W時MFI逐漸增加,當其大于300 W時MFI趨于平緩,兼顧腌制效果和魚肉的品質(zhì),宜采用300 W的作用功率。

圖2 鱘魚片腌制吸收率和肌原纖維易碎度隨超聲波功率的變化Fig.2 Change of marinated absorption rate and myofibrillar fragmentation index about sturgeon fillet along with ultrasonic power

2.3 超聲波頻率對腌制吸收率和MFI的影響

從圖3可以看出,鱘魚片腌制吸收率隨著超聲波頻率的增加呈增大的趨勢,當超聲頻率大于30 kHz時腌制吸收率增速趨勢減小。與2.2相比在相同腌制效果下,超聲頻率越高,所需功率越小,這與孫金輝等[12]研究結果一致。因為超聲波空化效應的強度直接與其頻率有關,頻率越高,空化氣泡越小,空化強度越弱,所以當超聲頻率大于30 kHz時腌制吸收率減緩。超聲頻率大于30 kHz時,MFI的增加也減小。因為超聲波固有的熱效應,會隨著頻率的增高而增強[11]。為防止腌制液的溫度升高對鱘魚片的不良影響,超聲波頻率選擇30 kHz為宜。

圖3 鱘魚片腌制吸收率和肌原纖維易碎度隨超聲波頻率的變化Fig.3 Change of marinated absorption rate and myofibrillar fragmentation index aboutsturgeon fillet along with ultrasonic frequency

2.4 正交實驗結果及分析

正交實驗優(yōu)化超聲波腌制工藝的分析結果見表3和表4。極差分析表明,各因素對腌制鱘魚片感官評分的影響次序為C>B>A,最優(yōu)組合為A2B2C3。為明確各因素對感官品質(zhì)影響的顯著性,進一步對表3中實驗結果進行方差分析,方差分析結果見表4。

由表4方差分析結果可知,各因素對腌制鱘魚片品質(zhì)的影響程度與極差分析結果一致,只有超聲頻率對產(chǎn)品品質(zhì)的影響達到顯著水平。綜合以上因素,超聲波輔助腌制鱘魚片的最佳工藝條件為超聲時間80 min,超聲功率300 W,超聲頻率35 kHz。

表3 正交實驗結果的極差分析

表4 正交實驗結果的方差分析

注:*表示影響顯著(p<0.05)。

2.5 正交實驗驗證與最優(yōu)工藝條件的確定

根據(jù)對正交實驗結果的分析,超聲波輔助腌制鱘魚片的最佳工藝條件組合為A2B2C3,即超聲時間80 min,超聲功率300 W,超聲頻率35 kHz。對正交實驗最佳工藝條件進行驗證實驗,得到產(chǎn)品的感官總評分為19.4,高于其它工藝條件得到產(chǎn)品的總評分。由此,可以確定最優(yōu)的超聲波輔助腌制條件為超聲時間80 min,超聲功率300 W,超聲頻率35 kHz。

3 結論

超聲波處理可以提高鱘魚片的腌制吸收率,縮短腌制時間,嫩化魚肉,改善鱘魚片產(chǎn)品的感官品質(zhì)。通過正交實驗優(yōu)化得出,超聲波參數(shù)對鱘魚片產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響程度依次為超聲頻率、超聲功率、超聲時間,超聲波輔助腌制鱘魚片的最優(yōu)工藝條件為超聲時間80 min,超聲功率300 W,超聲頻率35 kHz。

[1]崔齡文,王梅,汪學榮. 超聲波處理對濕腌豬肉腌制速度及肉質(zhì)的影響[J].食品工業(yè)科技,2012,33(9):149-152.

[2]Siro I,Ven Cs,Balla Cs,et al.Application of an ultrasonic assisted curing technique for improving the diffusion of sodium chloride in porcine meat[J].Journal of Food Engineering,2009(91):353-362.

[3]蔡華珍,王銀傳.超聲波技術加工低鹽咸肉的工藝研究[J].食品科學,2008(2):192-194.

[4]鐘賽意.超聲波在鹽水鴨加工中的應用研究[D].南京農(nóng)

業(yè)大學,2007,(12):110-113.

[5]馮婷,孫京新,邢新濤,等. 超聲波輔助滾揉對生鮮雞肉腌制效果的影響[J].食品工業(yè)科技,2014,35(18):98-100.

[6]Piyasena P,Mohareb E,Mckllar R C.Inactivation of microbes using ultrasound:a review[J].International Journal of Food Microbiology,2003,87:207-216.

[7]田其英,杜家樂.速凍調(diào)理油炸咖喱味鱘魚片加工技術的研究[J].食品工業(yè),2014,35(11):52-54.

[8]湯春輝,黃明,樊金山,等.調(diào)理鴨胸肉制品滾揉腌制工藝優(yōu)化[J].食品科學,2013,34(14):63-67.

[9]劉然,呂飛,丁玉庭. 不同腌制方式對草魚腌制速率和理化性質(zhì)的影響[J].食品工業(yè),2012,33(12):67-71.

[10]陳麗嬌,劉楊,程艷,等.氣調(diào)包裝結合臭氧預處理保鮮鱘魚片[J].福建水產(chǎn),2012,34(1):26-30.

[11]應崇福.超聲學[M].北京:科學出版社,1990.

[12]孫金輝,管俊峰,劉爽,等.超聲波處理對雞肉腌制和谷氨酰胺轉氨酶滲透的影響[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2011,37(12):172-176.

[13]王進青.超聲波輔助醬鹵雞爪腌制工藝的優(yōu)化[J].中國調(diào)味品,2013,38(10):66-68.

Optimization of ultrasonic assisted marinated process for sturgeon fillet

TIAN Qi-ying,WANG Jing

(Jiangsu Food and Pharmaceutical Science College,Huai’an 223003,China)

The sensory evaluation was used as indicators for the investigation of marinated conditions in sturgeon fillets by the ultrasonic-assisted methods. Based on the single factor experiments for ultrasonic time,ultrasonic power and ultrasonic frequency,orthogonal experiment L9(34)was designed to optimize the conditions of marinating by ultrasonic-assisted method. The optimal technology for marinated conditions of sturgeon fillets were as follows:ultrasonic time of 80 min,ultrasonic power of 300 W,ultrasonic frequency of 35 kHz. The sensory quality of sturgeon fillet marinated with this condition was best.

ultrasonic wave;marinated;sturgeon fillet;process optimization

2015-03-10

田其英(1980-),男,碩士,講師,研究方向:食品深加工,E-mail:tqy0612@163.com。

江蘇省淮安市科學技術局農(nóng)業(yè)支撐項目(SN12083);江蘇省“青藍工程”資助項目。

TS254.1

B

1002-0306(2015)23-0219-04

10.13386/j.issn1002-0306.2015.23.037