豬肉助色劑的研究及配方優(yōu)化

焦文娟,張立彥,熊 玲

(華南理工大學(xué)輕工與食品學(xué)院，廣東廣州 510640)

豬肉助色劑的研究及配方優(yōu)化

焦文娟,張立彥*,熊 玲

(華南理工大學(xué)輕工與食品學(xué)院，廣東廣州 510640)

研究不同異抗壞血酸鈉、煙酰胺、茶多酚添加量對(duì)豬肉色差、發(fā)色率、肌紅蛋白存在形式比例及亞硝酸鈉殘留量的影響,并通過正交交互分析方法來確定減少亞硝酸鈉用量的最佳發(fā)色配方。結(jié)果表明,亞硝酸鈉的添加量為100mg/kg時(shí),最佳助色劑配方為:異抗壞血酸鈉400mg/kg、煙酰胺500mg/kg、茶多酚300mg/kg。在此條件下,a*為12.78,發(fā)色率為56.67%,經(jīng)過腌制,豬肉在感官上表現(xiàn)為鮮艷的玫瑰紅色,發(fā)色均勻,且在保藏期間長(zhǎng)期不退色。

豬肉,亞硝酸鈉,發(fā)色助劑,異抗壞血酸鈉,煙酰胺,茶多酚

亞硝酸鹽是肉制品加工過程中最常用的傳統(tǒng)發(fā)色劑,它不僅可以使肉制品呈現(xiàn)鮮艷的紅色,而且可以抑制肉制品中的腐敗菌及致病菌,另外還具有抗氧化作用,可延長(zhǎng)肉制品的貨架期[1]。但是,亞硝酸鹽的安全性問題一直困擾著人類[2]。因此,尋求安全可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、能夠完全替代或部分替代亞硝酸鹽的肉制品發(fā)色劑已成為許多學(xué)者的研究熱點(diǎn)。異抗壞血酸鈉、煙酰胺、茶多酚是肉制品加工過程中常用的發(fā)色助劑[3-5],對(duì)肉制品發(fā)色穩(wěn)定性和降低亞硝酸殘留量有明顯的積極作用[5]。

據(jù)此,本文探討了異抗壞血酸鈉、煙酰胺、茶多酚等發(fā)色助劑對(duì)豬肉色差變化、發(fā)色率、肌紅蛋白存在形式比例及亞硝酸鈉殘留量的影響。最后,通過應(yīng)用正交交互分析方法來討論這些發(fā)色助劑之間的交互作用對(duì)豬肉色澤及發(fā)色率的影響,確定最佳發(fā)色配方,降低肉制品中亞硝酸鹽含量,從而為安全生產(chǎn)健康低硝的肉制品提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮豬肉 廣州華潤(rùn)萬家超市;亞硝酸鈉、茶多酚 天津市華苑產(chǎn)業(yè)區(qū)鑫茂科技園,分析純;異抗壞血酸鈉、煙酰胺 Sigma公司,分析純;鹽酸 廣東光華化學(xué)廠有限公司,分析純;丙酮 天津市星月化工有限公司,分析純。

手提式不銹鋼蒸汽消毒器LDZX-30FA 江陰頂江機(jī)械設(shè)備有限公司;色彩色差計(jì)CR-400 日本柯尼卡美能達(dá)公司;紫外可見分光光度計(jì)Model 752型 上?，F(xiàn)科分光儀器有限公司;絞肉機(jī)MJ-250BP02A 美的股份有限公司;真空泵MZ2C Germany公司;數(shù)顯高速分散均質(zhì)機(jī)FJ200-S 上海標(biāo)本模型廠制造。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 樣品處理 豬肘經(jīng)過剔骨、拔毛、去皮等預(yù)處理之后,分割質(zhì)量約為(100±5)g的肉塊。將經(jīng)過預(yù)處理的肉樣分成三組,在添加100mg/kg亞硝酸鈉的基礎(chǔ)上,分別向各組添加不同含量的異抗壞血酸鈉、煙酰胺和茶多酚于配制好的腌制液中在真空泵中進(jìn)行真空腌制(真空度0.1MPa,腌制時(shí)間6h)。

1.2.2 色差測(cè)定 采用CR-400便攜式色差儀以標(biāo)準(zhǔn)白色樣板作為對(duì)照進(jìn)行再樣品色差測(cè)定,分別記錄L*(白度值)、a*(紅度值)、b*(黃度值)。在肉面約10cm2內(nèi)重復(fù)5次,取平均值。

1.2.3 發(fā)色率測(cè)定 采用Hornsey的方法[6]測(cè)定豬肉的發(fā)色率。

1.2.4 亞硝酸鹽殘留量測(cè)定 采用《GB/T5009.33-2008食品中亞硝酸鹽和硝酸鹽的測(cè)定》中的分光光度法[7]進(jìn)行測(cè)定。

1.2.5 肌紅蛋白含量測(cè)定 參考krazywicki的方法[8]。

1.2.6 單因素實(shí)驗(yàn) 每組在添加100mg/kg亞硝酸鈉的基礎(chǔ)上,分別添加異抗壞血酸鈉(0、0.02%、0.04%、0.06%、0.08%),煙酰胺(0、0.01%、0.02%、0.03%、0.05%),茶多酚(0、0.01%、0.02%、0.03%、0.04%)。

1.2.7 正交優(yōu)化實(shí)驗(yàn) 在單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,采用正交方法,選取異抗壞血酸鈉、茶多酚、煙酰胺為實(shí)驗(yàn)因素,分別以A、B、C表示,以紅度值a*、發(fā)色率為測(cè)定指標(biāo),選擇L18(37)正交交互表進(jìn)行實(shí)驗(yàn),研究異抗壞血酸鈉、茶多酚、煙酰胺及其之間的交互作用對(duì)豬肉色澤的影響并確定豬肉發(fā)色工藝的最佳配比。實(shí)驗(yàn)因素和水平見表1。

表1 正交實(shí)驗(yàn)因素與水平Table 1 Factors and levels of orthogonal experiment

1.2.8 數(shù)據(jù)分析 采用Excel 2007對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、作圖,利用正交設(shè)計(jì)助手和SPSS19.0軟件進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和方差分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 異抗壞血酸鈉、煙酰胺、茶多酚對(duì)豬肉色差的影響

由圖1a可知,隨著異抗壞血酸鈉含量的不斷增大,L*值(p<0.05)、b*值(p>0.05)呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì),而a*(p<0.05)呈現(xiàn)相反的趨勢(shì)。異抗壞血酸鈉是還原劑,能將亞硝酸鈉還原為亞硝酸,進(jìn)而產(chǎn)生的NO將三價(jià)鐵的氧化型肌紅蛋白還原成二價(jià)鐵的氧合及還原型肌紅蛋白。由圖1b可知,隨著煙酰胺含量的不斷增大,L*值及b*值逐漸增大,a*值逐漸減小,與異抗壞血酸鈉的作用效果相同。但與異抗壞血酸鈉相比,從紅度值a*而言,單獨(dú)使用煙酰胺的發(fā)色效果要比單獨(dú)使用異抗壞血酸鈉時(shí)差很多(圖2)。另外,大量文獻(xiàn)[9]表明煙酰胺與異抗壞血酸鈉之間存在顯著的協(xié)同作用。因此在實(shí)際生產(chǎn)中,常常將異抗壞血酸鈉與煙酰胺聯(lián)用,更好地發(fā)揮作用。由圖1c可知,隨著茶多酚濃度的增加,L*值變化顯著(p<0.05),曲線呈先減小后增大的趨勢(shì);b*值變化不顯著(p>0.05);紅度值a*變化顯著(p<0.05),在0～0.03%的濃度范圍內(nèi),逐漸增大,而當(dāng)茶多酚濃度超過0.03%時(shí),a*值逐漸降低,可能是由于在一定濃度范圍內(nèi),茶多酚對(duì)腌制豬肉具有較強(qiáng)的抗氧化性[10],能夠在貯藏過程中保持肉色,達(dá)到護(hù)色的目的。

圖1 異抗壞血酸鈉、煙酰胺、茶多酚對(duì)豬肉色差的影響Fig.1 Effect of sodium erythorbate,nicotinamide, tea polyphenol contents on the color of pork

2.2 異抗壞血酸鈉、煙酰胺、茶多酚對(duì)豬肉發(fā)色率的影響

由圖2a可知,隨著異抗壞血酸鈉添加量的增大,發(fā)色率不斷增大。當(dāng)異抗壞血酸鈉的加量從0.02%增加到0.04%時(shí),發(fā)色率急劇升高。異抗壞血酸鈉能夠充分抑制肌紅蛋白的氧化,并且促進(jìn)亞硝基肌紅蛋白的生成,最大限度地發(fā)揮其作用,這與馮媛媛[11]、刁雪洋[12]等人的研究結(jié)果一致。由圖2b可知,在0～0.03%的濃度范圍內(nèi),發(fā)色率隨煙酰胺濃度的增大而增大,而濃度超過0.03%時(shí),發(fā)色率趨于穩(wěn)定,數(shù)據(jù)分析可知發(fā)色率受煙酰胺濃度的影響顯著(p<0.05)。由圖2c可知,隨著茶多酚含量的不斷增大,豬肉發(fā)色率(p<0.05)先增大后減小。造成的原因可能是在低濃度(0～0.03%)范圍內(nèi),茶多酚能很好抑制豬肉中堿性含氮揮發(fā)性物質(zhì)產(chǎn)生,能夠降低亞硝酸鹽轉(zhuǎn)為亞硝胺的反應(yīng)速率,促使整個(gè)化學(xué)變化朝亞硝酸鹽形成亞硝基的反應(yīng)方向進(jìn)行[13],因而增加了本身豬肉的發(fā)色率;另一方面,由于茶多酚本身容易被氧化而產(chǎn)生具有較強(qiáng)氧化性能的物質(zhì)和新的自由基[14],當(dāng)添加量過多時(shí),茶多酚的作用反而減弱。

圖2 異抗壞血酸鈉、煙酰胺、 茶多酚對(duì)豬肉發(fā)色率的影響Fig.2 Effect of sodium erythorbate,nicotinamide, tea polyphenol contents on chromogenic rate of pork

2.3 異抗壞血酸鈉、煙酰胺、茶多酚添加量對(duì)亞硝酸殘留量的影響

國(guó)標(biāo)(GB2760-2011)規(guī)定肉制品中的亞硝酸鹽殘留量不得高于30mg/kg。由圖3a可知,隨著異抗壞血酸鈉加量增加,亞硝酸鈉殘留量呈先降低后增大的趨勢(shì),當(dāng)加量為0.04%時(shí)達(dá)到最小值。由圖3b可知,隨著煙酰胺加量增加,亞硝酸鈉殘留量呈降低的趨勢(shì),不同于異抗壞血酸鈉。茶多酚對(duì)亞硝酸鈉殘留量的作用與異抗壞血酸鈉類似。隨著茶多酚加量增加,亞硝酸鈉殘留量呈先降低后增大的趨勢(shì),當(dāng)加量為0.03%時(shí)達(dá)到最小值。杜偉等[15]研究也發(fā)現(xiàn)在豬肉加工過程中添加茶多酚不僅可以護(hù)色,而且可以減少亞硝酸鹽的使用量及殘留量。

圖3 異抗壞血酸鈉、煙酰胺、 茶多酚對(duì)亞硝酸殘留量的影響Fig.3 Effect of sodium erythorbate,nicotinamide, tea polyphenol contents on nitrite residue contents of pork

圖4 異抗壞血酸鈉、煙酰胺、 茶多酚對(duì)肌紅蛋白含量的影響Fig.4 Effect of sodium erythorbate,nicotinamide, tea polyphenol contents on myoglobin content of pork

2.4 異抗壞血酸鈉、煙酰胺、茶多酚對(duì)肌紅蛋白含量的影響

由圖4a可知,異抗壞血酸鈉在0～0.04%濃度范圍內(nèi),脫氧肌紅蛋白及高鐵肌紅蛋白含量均逐漸減少,而氧合肌紅蛋白比例則顯著升高(p<0.05);而當(dāng)異抗壞血酸鈉加量超過0.04%時(shí),三種肌紅蛋白含量均呈平衡態(tài)勢(shì),這與發(fā)色率、a*、b*值表現(xiàn)一致。由圖4b可知,不同加量的煙酰胺對(duì)三種肌紅蛋白比例的變化影響不大(p>0.05),高鐵肌紅蛋白及脫氧肌紅蛋白稍有下降,而氧合肌紅蛋白含量在0.05%濃度時(shí)略微升高,低于0.05%濃度時(shí)幾乎沒有變化。與未添加煙酰胺相比,添加煙酰胺后肌紅蛋白總量明顯降低,尤其表現(xiàn)為氧合肌紅蛋白含量的減少,這可能是因?yàn)闊燉０放c部分肌紅蛋白結(jié)合生成煙酰胺肌紅蛋白,從而減少了脫氧肌紅蛋白被氧化成氧合肌紅蛋白的機(jī)率;而高濃度時(shí)氧合肌紅蛋白含量略微增大,正是由于高濃度的煙酰胺抑制了其與肌紅蛋白的結(jié)合,使得更多的肌紅蛋白與氧反應(yīng)生成氧合肌紅蛋白,這與發(fā)色率的變化趨勢(shì)是一致的。圖4c顯示,隨著茶多酚的濃度增加,高鐵肌紅蛋白與脫氧肌紅蛋白的比例均逐漸減少,在0.03%濃度時(shí)達(dá)到最低值,與發(fā)色率的變化趨勢(shì)相同;氧合肌紅蛋白所占比例則沒有顯著變化(p>0.05),大體處于穩(wěn)定相近狀態(tài)。研究者發(fā)現(xiàn)茶多酚對(duì)鴕鳥肉[16]及牛肉[17]也具有護(hù)色的效果。

表2 L18(37)正交實(shí)驗(yàn)方案及結(jié)果Table 2 Orthogonal experiment design and results of L18(37)

2.5 正交交互優(yōu)化實(shí)驗(yàn)結(jié)果與方差分析

由表3可知,異抗壞血酸鈉(A)、茶多酚(C)兩個(gè)因子對(duì)a*值具有極顯著影響(p<0.01),煙酰胺(B)對(duì)a*值有顯著影響(p<0.05),AB、BC之間的交互作用對(duì)a*值也有顯著影響(p<0.05);而A、B、C三個(gè)因子對(duì)發(fā)色率的影響均達(dá)到了極顯著水平(p<0.01),AB、AC間的交互作用對(duì)發(fā)色率的影響達(dá)到顯著水平(p<0.05)。

為了得到一個(gè)對(duì)a*值、發(fā)色率均為最優(yōu)的發(fā)色組合,必須對(duì)同一因素在不同水平時(shí)進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。因此,采用新復(fù)極差檢驗(yàn)法(SSR)對(duì)不同因素進(jìn)行顯著性檢驗(yàn),結(jié)果見表4。

表3 正交實(shí)驗(yàn)方差分析Table 3 Variance analysis of orthogonal test

表4 同一因素不同水平下的顯著性檢驗(yàn)(α=0.05)Table 4 Different levels of the same factor’s test(α=0.05)

注:同行不同水平進(jìn)行比較,相同字母表示沒有顯著差異,不同字母表示有顯著差異,平行樣為三次。

從表中可知,對(duì)異抗壞血酸鈉(A)而言,無論是a*值還是發(fā)色率,水平1與水平2之間均有顯著差異,水平1與水平3之間有顯著差異,而水平2與水平3差異不顯著,因此異抗壞血酸鈉的最佳水平為A2;煙酰胺各水平間對(duì)a*值均不顯著,水平3對(duì)發(fā)色率顯著,因此最佳水平為B3;對(duì)于茶多酚,水平1與水平2對(duì)a*、發(fā)色率均有顯著差異,水平2與水平3對(duì)a*差異顯著,對(duì)發(fā)色率差異不顯著,而水平1與水平3對(duì)a*差異不顯著,因而選擇茶多酚最佳水平為C2。

綜上分析,在亞硝酸鈉為100mg/kg的添加量基礎(chǔ)上,獲得最佳助色劑組合為A2B3C2,即異抗壞血酸鈉400mg/kg、煙酰胺500mg/kg、茶多酚300mg/kg。在此條件下對(duì)腌制豬肉進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),分別測(cè)定a*值及發(fā)色率,得到a*為12.78,發(fā)色率為56.67%,豬肉在感官上表現(xiàn)為鮮艷的玫瑰紅色,發(fā)色均勻,且在保藏期間長(zhǎng)期不退色,說明實(shí)驗(yàn)結(jié)果穩(wěn)定可行。表明異抗壞血酸鈉、煙酰胺及茶多酚等發(fā)色助劑聯(lián)合使用可以充分發(fā)揮其協(xié)同作用,大幅改善豬肉的發(fā)色效果,并且有效降低亞硝酸鹽的使用量。

3 結(jié)論

從單因素實(shí)驗(yàn)可知,異抗壞血酸鈉,茶多酚,煙酰胺發(fā)色助劑,能夠顯著促進(jìn)豬肉的發(fā)色效果,具有很好的助色作用,單獨(dú)使用煙酰胺的發(fā)色效果較差。隨著三者的添加量不斷的增大,豬肉的發(fā)色率先增大后趨于穩(wěn)定,說明發(fā)色助劑的發(fā)色效果具有一定限度。L*、a*、b*值以及肌紅蛋白含量也隨著三者的添加量的不同而具有顯著變化。通過正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化,得到替代亞硝酸鈉發(fā)色的最佳配方為:異抗壞血酸鈉400mg/kg、煙酰胺500mg/kg、茶多酚300mg/kg。在此條件下,a*為12.78,發(fā)色率為56.67%,豬肉呈鮮艷的玫瑰紅色,顏色穩(wěn)定持久。與單獨(dú)添加相比,說明異抗壞血酸鈉,茶多酚,煙酰胺發(fā)色助劑聯(lián)合使用可以充分發(fā)揮其協(xié)同作用,大幅改善豬肉的發(fā)色效果,且減少亞硝酸鈉的使用量。

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Research and formula optimization of pork color auxiliary

JIAO Wen-juan,ZHANG Li-yan*,XIONG-Ling

(College of Light Industry and Food Science,South China University of Fechnology,Guangzhou 510640,China)

The effects of different content of sodium erythorbate,nicotinamide,tea polyphenol on color difference,coloring ratio,myoglobin existence form and proportion,sodium nitrite residues were studied. In order to decrease the mount of sodium nitrite,the optimum chromogenic agents formula were determined by orthogonal interaction analysis method. The results showed that:the optimum additions of sodium erythorbate,nicotinamide,tea polyphenol was 400,300,500mg/kg respectively with sodium nitrite addition of 100mg/kg. The a*and coloring ratio of cured pork under the optimum chromogenic formula were up to12.78 and 56.67%,and the pork exhibited a bright rosy appearance and uniform color,which was maintained for a long time during storage.

pork;sodium nitrite;color auxiliary;sodium erythorbate;nicotinamide;tea polyphenol

2014-06-03

焦文娟(1988-)，女，碩士研究生，研究方向：食品加工與保藏。

*通訊作者:張立彥(1974-)，女，博士，副教授，研究方向：食品加工與保藏。

廣東省農(nóng)業(yè)領(lǐng)域科技計(jì)劃項(xiàng)目(2013B020312003)。

TS202

A

1002-0306(2015)01-0280-06

10.13386/j.issn1002-0306.2015.01.050