豬肉腌制過(guò)程中的傳質(zhì)動(dòng)力學(xué)研究

郭麗媛，劉登勇，徐幸蓮，周光宏,*

（1.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 國(guó)家肉品質(zhì)量安全控制工程技術(shù)研究中心，江蘇 南京 210095；2.渤海大學(xué)食品科學(xué)研究院，遼寧 錦州 121013）

豬肉腌制過(guò)程中的傳質(zhì)動(dòng)力學(xué)研究

郭麗媛1，劉登勇2，徐幸蓮1，周光宏1,*

（1.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 國(guó)家肉品質(zhì)量安全控制工程技術(shù)研究中心，江蘇 南京 210095；2.渤海大學(xué)食品科學(xué)研究院，遼寧 錦州 121013）

采用5 種不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的食鹽水（5%、10%、15%、20%和25%）對(duì)豬肉塊（1 cm×1 cm×1 cm）進(jìn)行腌制，通過(guò)測(cè)定腌制過(guò)程中豬肉的總質(zhì)量、食鹽和水分變化，以及通過(guò)差示掃描量熱儀（differential scanning calorimeter，DSC）觀察肌肉蛋白變性情況，以期獲得豬肉在不同濃度腌制液中的傳質(zhì)動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)，獲得最適腌制條件。結(jié)果表明：鹽水質(zhì)量分?jǐn)?shù)和腌制時(shí)間均顯著影響了豬肉在腌制過(guò)程中物質(zhì)的傳質(zhì)變化。豬肉總質(zhì)量、水分含量均隨鹽水質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加而減少，而NaCl變化則相反，且在腌制前1 h內(nèi)各變化量較明顯，之后趨于平緩。在15%的腌制液中豬肉產(chǎn)量較高，且NaCl擴(kuò)散速率（De）快，因此較適用于豬肉腌制。另外，豬肉在腌制過(guò)程中各物質(zhì)傳質(zhì)隨時(shí)間變化的預(yù)測(cè)模型具有良好的線性相關(guān)，可以很好地適用于本研究。

豬肉；腌制；傳質(zhì)動(dòng)力學(xué)；預(yù)測(cè)模型

腌制是最為常見(jiàn)的一種肉制品加工手段，它是用食鹽或以食鹽為主、添加硝酸鹽等腌制輔料來(lái)處理肉的過(guò)程[1]。經(jīng)過(guò)腌制的肉及肉制品，一方面有利于防腐保藏，另一方面改善了風(fēng)味、顏色等品質(zhì)，腌制已成為肉制品加工過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)[2]。我國(guó)的肉類腌制產(chǎn)品種類豐富，如干腌火腿、香腸、臘肉、風(fēng)干類禽肉制品以及鹽水鴨、西式培根等。常見(jiàn)的腌制方法主要有干腌、濕腌、混合腌制以及注射腌制等。使用濕腌法進(jìn)行腌制的產(chǎn)品具有產(chǎn)量損失小、含水量豐富以及NaCl分布均勻等優(yōu)點(diǎn)，因此現(xiàn)在常被用來(lái)作為腌制的前處理手段，本實(shí)驗(yàn)主要對(duì)濕腌過(guò)程進(jìn)行研究[3]。

腌制過(guò)程實(shí)質(zhì)上是肌肉和鹽水溶液之間物質(zhì)的交換傳遞過(guò)程，最主要的是水分和NaCl的傳質(zhì)，此外還有一些蛋白質(zhì)、脂肪的溶解變化[4-6]。不同的鹽水濃度、腌制時(shí)間都會(huì)對(duì)腌制過(guò)程以及產(chǎn)品品質(zhì)造成影響，如果鹽水濃度低或腌制時(shí)間短，使腌制未完成，產(chǎn)品便寡而無(wú)味；相反，如果食鹽用量過(guò)高，產(chǎn)品中NaCl含量高，失水嚴(yán)重，產(chǎn)量損失大，不僅影響口感，還會(huì)危害人們身體健康，引起高血壓等疾病。因此，研究肌肉在腌制過(guò)程中的變化規(guī)律，明確NaCl和水分在腌制過(guò)程中的遷移規(guī)律、遷移路徑，對(duì)于更好地控制以及改善產(chǎn)品品質(zhì)非常重要。

目前對(duì)于腌制傳質(zhì)規(guī)律的研究主要集中在魚(yú)肉和禽類肉制品上。Gallart-Jornet等[7]比較研究了鱈魚(yú)和鮭魚(yú)在不同腌制液中的腌制特性；Nguyen等[3]研究了鹽水濃度對(duì)鱈魚(yú)在腌制過(guò)程中動(dòng)力特性的影響；Du Lei等[8]研究了不同濃度鹽水腌制時(shí)鹽水鴨的傳質(zhì)動(dòng)力學(xué)。豬肉在我國(guó)肉類產(chǎn)量中所占比重最大，其腌制產(chǎn)品也非常多樣，如火腿、咸肉和培根等，而目前對(duì)豬肉在腌制過(guò)程中的傳質(zhì)動(dòng)力研究卻很少。

本實(shí)驗(yàn)通過(guò)研究豬肉在不同濃度腌制液腌制過(guò)程中水分、鹽分以及質(zhì)量的變化規(guī)律，了解豬肉在濕腌過(guò)程中的基本原理，并通過(guò)模擬預(yù)測(cè)模型期望能準(zhǔn)確控制加工過(guò)程，改善產(chǎn)品品質(zhì)，為實(shí)際生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

豬肉背最長(zhǎng)肌，購(gòu)于蘇食冷鮮肉專柜，平均水分含量為73%左右，pH值為5.5～5.6。

1.2 儀器與設(shè)備

GZX-9076MBE數(shù)顯鼓風(fēng)干燥箱 上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；MF0910P 陶瓷纖維馬弗爐 北京華港通科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 腌制和抽樣

將豬背最長(zhǎng)肌切割成1 cm×1 cm×1 cm小塊若干并進(jìn)行編號(hào)稱質(zhì)量，將豬肉塊分為5 組分別放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%、10%、15%、20%、25%的鹽水溶液中，按照1∶3的肉水比例，置于4 ℃條件下腌制5 h。分別在0、1、2、3、4、5 h取樣進(jìn)行各指標(biāo)測(cè)定，各指標(biāo)在每個(gè)取樣點(diǎn)處均做3 次平行。

1.3.2 分析測(cè)定

水分含量測(cè)定參照GB/T 9695.15—2008 《肉與肉制品 水分含量測(cè)定》[9]。NaCl含量測(cè)定參照GB/T 5009.44—2003《肉與肉制品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法》[10]?？傎|(zhì)量測(cè)定：每隔1 h取出樣品，用吸水紙將肉塊表面的水分吸干，然后進(jìn)行稱質(zhì)量。

差示掃描量熱儀（differential scanning calorimeter，DSC）測(cè)定：參照史培磊等[11]的方法，稍作修改。用十萬(wàn)分之一天平稱取0.4 g左右攪碎后的樣品（無(wú)筋腱、脂肪、肌膜），精確記錄質(zhì)量，置于安瓿瓶中，加蓋后進(jìn)行溫度掃描（溫度20～100 ℃，升溫速率2 ℃/min）。用TA Instrument自帶分析軟件（Universal Analysis 2000）對(duì)熱流變化曲線進(jìn)行分析，計(jì)算熱變性溫度。

1.3.3 豬肉水分、NaCl和總質(zhì)量變化量計(jì)算

通過(guò)公式（1）～（3）計(jì)算豬肉總質(zhì)量變化量（ΔMto）、水分變化量（ΔMtw）和鹽分變化量（ΔMtNaCl）。

式中：Mto和M0o分別為腌制t和0時(shí)刻的肉塊質(zhì)量/g；Xtw和X0w分別為腌制t時(shí)刻和0時(shí)刻的肉塊水分含量/%；XtNaCl和X0NaCl分別為腌制t和0時(shí)刻的肉塊鹽分含量/%。

1.3.4 豬肉水相中鹽分含量（zNaCl）[2,6-7]計(jì)算豬肉水相中NaCl含量（zNaCl）按公式（4）計(jì)算。

式中：Xw和XNaCl分別為豬肉的水分含量和鹽分含量/%。

1.3.5 物質(zhì)傳質(zhì)動(dòng)力學(xué)模型

公式（5）是一個(gè)關(guān)于豬肉腌制質(zhì)量變化隨時(shí)間而變化的數(shù)學(xué)模型，該模型認(rèn)為豬肉腌制質(zhì)量變化與時(shí)間的平方根有關(guān)。

式中：ΔMti包括總質(zhì)量變化、水分變化和鹽分變化/%；公式的截距k1是用來(lái)描述腌制開(kāi)始階段發(fā)生的情況；斜率k2與擴(kuò)散機(jī)制動(dòng)力學(xué)有關(guān)。

1.3.6 腌制平衡方程

1.3.7 有效擴(kuò)散系數(shù)（De）

根據(jù)菲克第二定律關(guān)于的一個(gè)半無(wú)限平板公式，可以用腌制過(guò)程中的zNaCl和yNaCl來(lái)計(jì)算豬肉中NaCl的有效擴(kuò)散系數(shù)，計(jì)算公式如下：

式中：YtNaCl描述的是豬肉水相和鹽水溶液之間傳質(zhì)驅(qū)動(dòng)力；l是肉塊一半的厚度/m；De是有效擴(kuò)散系數(shù)/（m2/s）；ZtNaCl、Z0NaCl和ZeNaCl是豬肉水相在腌制的t、0時(shí)刻和平衡點(diǎn)的含鹽量/%；借助K可以校正腌制剛剛開(kāi)始時(shí)候的任何熱力學(xué)機(jī)制或其他傳質(zhì)現(xiàn)象的效應(yīng)。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

通過(guò)SPSS20.0統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)所測(cè)定的數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析、Duncan’s差異顯著性檢驗(yàn)，顯著性水平為P＜0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 豬肉在不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)鹽水腌制過(guò)程中水分、NaCl和總質(zhì)量的變化

圖1 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)鹽水腌制過(guò)程中豬肉水分含量變化Fig.1 Change of water in pork during wet-curing in different brine solutions

圖2 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)鹽水腌制過(guò)程中豬肉NaCl含量變化Fig.2 Changes in salt content in pork during wet-curing at different brine concentrations

由圖1可知，在低質(zhì)量分?jǐn)?shù)NaCl腌制液（5%～15%）中，豬肉水分含量隨著腌制時(shí)間延長(zhǎng)而逐漸增加，且增幅隨NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低而增大，腌制結(jié)束時(shí)分別增加了20%、15%和10%；在20%的腌制液中，豬肉水分變化量呈現(xiàn)先減小后略微上升的趨勢(shì)，但總體與原料肉相比變化不大；而在25%腌制液中，豬肉含水量隨腌制時(shí)間延長(zhǎng)而逐漸降低，腌制結(jié)束時(shí)減少了15%。肌肉中水分的增加可能與肌肉微觀結(jié)構(gòu)的變化有關(guān)，低質(zhì)量分?jǐn)?shù)鹽溶液使肌原纖維蛋白質(zhì)發(fā)生溶解，肌肉膨脹，產(chǎn)生膨脹壓，可以容納更多的水分[12]，而在高質(zhì)量分?jǐn)?shù)鹽溶液中，在高滲透壓作用下，水分失去[13-14]。由圖2可知，在不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)鹽水中，豬肉NaCl含量均隨腌制時(shí)間延長(zhǎng)呈現(xiàn)正增長(zhǎng)，且在前1 h內(nèi)NaCl增加最快，之后逐漸趨于平衡。這是因?yàn)樵陔缰苿傞_(kāi)始時(shí)，腌制液中的鹽含量要遠(yuǎn)高于肌肉，滲透壓差大，而隨著腌制的進(jìn)行，肌肉鹽含量逐漸增加，內(nèi)外滲透壓差逐漸縮小，NaCl擴(kuò)散速率便開(kāi)始減緩，直到肌肉內(nèi)外滲透壓相等時(shí)腌制即達(dá)到平衡狀態(tài)。此外，NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高，滲透壓差越大，NaCl增量也就越大[15]。但當(dāng)NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于15%時(shí)，對(duì)NaCl增量的影響逐漸減小。

圖3 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)鹽水腌制過(guò)程中豬肉總質(zhì)量變化Fig.3 Total weight changes of pork during wet-curing at different brine concentrations

肌肉質(zhì)量變化可以用來(lái)衡量加工過(guò)程中產(chǎn)品的出品率，質(zhì)量損失越小，產(chǎn)品出品率越高[16]。由圖3可知，在5%～20%的鹽水溶液中，豬肉產(chǎn)量均呈增加趨勢(shì)，而在25%的腌制液中，產(chǎn)量略有下降。此外，除10%和15%鹽水中總質(zhì)量增加量無(wú)顯著差異外，NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)越低，產(chǎn)量增加量越大。圖4描述的是豬肉在腌制過(guò)程中水分和NaCl變化量之和與總質(zhì)量變化量的回歸曲線，這些點(diǎn)均分布在對(duì)角線附近，說(shuō)明水分和NaCl變化量之和近似等于總質(zhì)量變化量，而并沒(méi)有完全重合的原因可能是豬肉在腌制過(guò)程中少量蛋白質(zhì)和脂肪發(fā)生了溶解。

圖4 水分和NaCl變化量之和與總質(zhì)量變化量的回歸曲線Fig.4 Mass balance of samples during curing at different brine concentrations at different sampling points

2.2 豬肉在不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)鹽水中腌制時(shí)熱變性溫度的變化

圖5 未腌制豬肉DSC圖譜Fig.5 Heat fl ow curves obtained by DSC analysis for raw meat cubes

經(jīng)過(guò)腌制的豬肉其肌原纖維蛋白會(huì)發(fā)生變化。由圖5可知，鮮肉的熱分析圖譜有3 個(gè)熱轉(zhuǎn)變區(qū)域，第1個(gè)熱吸收峰出現(xiàn)在55 ℃左右，是由肌球蛋白受熱轉(zhuǎn)變而引起的，第2個(gè)熱吸收峰在65 ℃左右，是膠原質(zhì)和肌漿蛋白變性引起的，最后一個(gè)熱轉(zhuǎn)變吸收峰在75 ℃左右，是由肌動(dòng)蛋白變性引起的[17-18]。

表1 豬肉在不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)鹽水中腌制0、1、3、5 h時(shí)熱變性溫度變化Table 1 Thermal denaturation temperature changes of pork during curing at 0, 1, 3 and 5 h in different brine solutions

由表1可知，在5%的腌制液中，腌制1 h后，仍然存在3 個(gè)峰，腌制3 h后，肌動(dòng)蛋白吸收峰消失，腌制5 h后，肌球蛋白吸收峰也消失；而在10%～25%的腌制液中，經(jīng)1 h腌制后，肌動(dòng)蛋白和肌球蛋白吸收峰均消失。肌動(dòng)蛋白和肌球蛋白熱吸收峰的消失很可能是因?yàn)镹aCl使這兩種蛋白重鏈發(fā)生斷裂[19]，即肌肉中的肌球蛋白和肌動(dòng)蛋白發(fā)生了溶解，且NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高，其溶解速率越快，而肌漿蛋白和膠原蛋白在鹽溶液中相對(duì)比較穩(wěn)定。此外，在5%的腌制液條件下可以看出，肌動(dòng)蛋白比肌球蛋白更易溶解，這是因?yàn)榧∪庵械鞍踪|(zhì)的穩(wěn)定性與體系中的離子強(qiáng)度和pH值等因素有很大的相關(guān)性，肌球蛋白的變性更加依賴于所處的環(huán)境pH值，肌動(dòng)蛋白卻對(duì)鹽離子的濃度更敏感[17]。

2.3 表觀擴(kuò)散系數(shù)（De）的計(jì)算

由公式（6）計(jì)算的5 種鹽水溶液腌制的ZeNaCl分別為：0.040、0.081、0.121、0.163和0.206，而實(shí)際腌制5 h后的zNaCl分別為：0.038、0.075、0.118、0.159和0.207。通過(guò)比較Ze

NaCl和zNaCl值可以推測(cè)出腌制是否完成，從而確定腌制時(shí)間。在5%和25%的腌制液中，豬肉水相中的實(shí)際平衡值與理論平衡值非常接近，說(shuō)明在這兩組鹽水溶液中，腌制5 h后已達(dá)到腌制的平衡點(diǎn)。而在10%到20%的腌制液中，理論平衡值均略大于實(shí)際平衡值，說(shuō)明腌制5 h后，腌制尚未完成但已非常接近腌制終點(diǎn)。因此在本實(shí)驗(yàn)中可以認(rèn)為腌制時(shí)間為5 h比較合適。

豬肉在濕腌過(guò)程中各物質(zhì)的傳質(zhì)主要是依靠鹽水溶液和肌肉之間的濃度差產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力而進(jìn)行的。圖6和表2描述了豬肉在濕腌過(guò)程中傳質(zhì)驅(qū)動(dòng)力及其動(dòng)力學(xué)參數(shù)。在高質(zhì)量分?jǐn)?shù)鹽水溶液（15%～25%）中NaCl有效擴(kuò)系數(shù)整體上要大于質(zhì)量分?jǐn)?shù)鹽水溶液（5%～10%）。15%的腌制液中De值最大，即NaCl擴(kuò)散速率最快，這與Nguyen等[3]對(duì)鱈魚(yú)在濕腌過(guò)程中De的研究結(jié)果一致。這可能是因?yàn)闈耠鐣r(shí)的傳質(zhì)動(dòng)力并非單純受腌制液濃度影響，還與肌肉中水分、蛋白等物質(zhì)傳質(zhì)以及肌肉微觀結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)[4]。此外，5 種鹽水溶液均有較高的R2值，說(shuō)明這幾種鹽水溶液根據(jù)公式（7）得到的方程有很好的線性相關(guān)。

圖6 傳質(zhì)驅(qū)動(dòng)力與t0.5/l的回歸曲線Fig.6 Driving force (1－YNaCl) versus t0.5/l

表2 由公式（7）得到的理論動(dòng)力學(xué)參數(shù)值Table 2 Kinetic parameters (Deand K value) obtained from Eq. (7) and fi tting correlation coeffi cients

2.4 運(yùn)用預(yù)測(cè)模型來(lái)描述豬肉隨時(shí)間的變化

圖7豬肉質(zhì)量變化與腌制時(shí)間平方根的回歸關(guān)系曲線Fig.7 Plot of pork total weight change (ΔMto) vs the square root of curing time t0.5(h)

圖7 描述了豬肉在濕腌過(guò)程中總質(zhì)量與腌制時(shí)間平方根的回歸曲線。表3顯示了總質(zhì)量、水分和鹽分變化的動(dòng)力學(xué)參數(shù)值（k1和k2）及相關(guān)系數(shù)，總質(zhì)量和水分變化的k2值隨著NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加而逐漸降低，鹽分變化則相反。這說(shuō)明隨著鹽水質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，豬肉總質(zhì)量和水分的增加逐漸減小，甚至轉(zhuǎn)變?yōu)樨?fù)增長(zhǎng)；而鹽分則持續(xù)增加，且其k2值與NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈正相關(guān)。此外，除20%腌制液中的水分變化R2很小外，其他幾種鹽水溶液腌制的質(zhì)量、水分以及鹽分變化與腌制時(shí)間都有很好的相關(guān)性，因此，運(yùn)用該模型模擬豬肉物質(zhì)傳質(zhì)變化與時(shí)間的關(guān)系是可行的。在20%鹽水中，可能是因?yàn)樗肿兓葴p少后增加，過(guò)程較復(fù)雜造成的。

表3 豬肉總質(zhì)量、水分和鹽分變化的動(dòng)力學(xué)參數(shù)值及其相關(guān)系數(shù)Table 3 Kinetic parameters for changes in total weight, and water and NaCl contents and fi tting correlation coeffi cients

3 討 論

擴(kuò)散是指溶液中的溶質(zhì)分子從高濃度區(qū)域向低濃度區(qū)域轉(zhuǎn)移，直到分布均勻的過(guò)程；滲透是指溶劑分子從低濃度溶液中通過(guò)半透膜進(jìn)入較高濃度溶液中的現(xiàn)象[20]。肌肉的腌制過(guò)程其實(shí)是肌肉中各物質(zhì)在肌肉和水分之間重新分配的過(guò)程，即NaCl擴(kuò)散、水分滲透遷移，以及一些蛋白質(zhì)和脂肪的溶解擴(kuò)散，這是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡的過(guò)程。腌制進(jìn)行的驅(qū)動(dòng)力主要是體內(nèi)外組分的濃度差，隨著腌制的進(jìn)行，當(dāng)濃度差逐漸降低直至消失時(shí)，擴(kuò)散和滲透過(guò)程達(dá)到平衡，腌制便完成了[21]。

在腌制開(kāi)始階段，腌制液中的鹽含量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于肌肉組織，導(dǎo)致肌肉內(nèi)外產(chǎn)生濃度差，此時(shí)NaCl借助濃度差產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力首先從鹽水進(jìn)入到肌肉表層和外層，使肌肉外層和內(nèi)層間也形成濃度差，接著NaCl繼續(xù)逐層向肌肉內(nèi)部擴(kuò)散。在整個(gè)腌制過(guò)程中前1 h內(nèi)肌肉中NaCl增加速率最快，之后隨著腌制的進(jìn)行，肌肉內(nèi)鹽含量逐漸增加，內(nèi)外濃度差逐漸縮小，NaCl擴(kuò)散速率便開(kāi)始減緩，直到肌肉內(nèi)外NaCl濃度基本相等時(shí)腌制即達(dá)到平衡狀態(tài)。另外，腌制液濃度對(duì)其擴(kuò)散有顯著影響，濃度越高，滲透壓差越大，NaCl擴(kuò)散量也就越大[15]。一定濃度的NaCl進(jìn)入肌肉后使肌原纖維蛋白質(zhì)尤其是肌球蛋白發(fā)生溶解，導(dǎo)致肌肉膨脹，從而產(chǎn)生膨脹壓，當(dāng)膨脹壓大于鹽水溶液產(chǎn)生的滲透壓時(shí)，肌肉便表現(xiàn)為吸水[12]；然而當(dāng)腌制液濃度過(guò)高時(shí)，一方面高鹽會(huì)使肌肉收縮，結(jié)構(gòu)遭到破壞，不利于水分的維持，另一方面肌肉中水分在高滲透壓作用下也會(huì)向外遷移，因此水分便會(huì)失去，本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)5%～15%的鹽水溶液使肌肉吸水，高于20%時(shí)肌肉則表現(xiàn)為失水。

通過(guò)菲克第二擴(kuò)散定律的一個(gè)半無(wú)限平板公式對(duì)豬肉在濕腌過(guò)程中的傳質(zhì)規(guī)律進(jìn)行描述，發(fā)現(xiàn)NaCl擴(kuò)散系數(shù)De值會(huì)受到腌制液濃度的影響，整體來(lái)說(shuō)，高質(zhì)量分?jǐn)?shù)鹽液中擴(kuò)散系數(shù)要大于低質(zhì)量分?jǐn)?shù)鹽液，其變化范圍大致在5.81×10-9～6.26×10-9m2/s之間；當(dāng)腌制液中NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%時(shí)擴(kuò)散速率最大，這說(shuō)明肌肉在濕腌時(shí)的傳質(zhì)動(dòng)力并非單純受腌制液濃度影響，還與肌肉中水分遷移、蛋白質(zhì)等物質(zhì)傳質(zhì)以及肌肉微觀結(jié)構(gòu)變化等綜合因素有關(guān)[5]。

4 結(jié) 論

不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)鹽水溶液中豬肉的傳質(zhì)規(guī)律不同，低質(zhì)量分?jǐn)?shù)鹽溶液中，肌肉吸水，產(chǎn)量增加，高質(zhì)量分?jǐn)?shù)鹽水溶液則相反，而在所有腌制液中鹽分含量均增加。此外，采用Gallart-Jornet傳質(zhì)公式對(duì)豬肉腌制過(guò)程中的傳質(zhì)理論進(jìn)行研究，結(jié)果表明豬肉產(chǎn)量、NaCl含量以及水分含量與腌制時(shí)間都有良好的相關(guān)性，可以用來(lái)作為豬肉腌制的理論指導(dǎo)。另外，NaCl在15%的腌制液中De值最大，即擴(kuò)散速率最快。

15%的腌制液NaCl擴(kuò)散速率最快，腌制結(jié)束時(shí)NaCl含量適中，水分含量較高，產(chǎn)量有所增加，且肌肉蛋白變化與低質(zhì)量分?jǐn)?shù)鹽溶液類似，因此可以認(rèn)為15%的腌制液是比較合適的腌制條件。

參考文獻(xiàn)：

[1] 周光宏. 肉品加工學(xué)[M]. 北京: 中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社, 2008: 157-163.

[2] DESMOND E. Reducing salt: a challenge for the meat industry[J]. Meat Science, 2006, 74(1): 188-196.

[3] NGUYEN M V, ARASON S, KHORARINSDOTTIR K A, et al. Infl uence of salt concentration on the salting kinetics of cod loin during brine salting[J]. Journal of Food Engineering, 2010, 100(2): 225-231.

[4] HANSEN C L, BERG F V D, RINGGAARD S, et al. Diffusion of Nacl in meat studied by1H and23Na magnetic resonance imaging[J]. Meat Science, 2008, 80(3): 851-856.

[5] GRAIVER N, PIONTTI A, CALIFANO A, et al. Mathematical modeling of the uptake of curing salts in pork meat[J]. Journal of Food Engineering, 2009, 95(4): 533-540.

[6] GOLI T, BOHUON P, RICCI J, et al. Mass transfer dynamics during the acidic marination of turkey meat[J]. Journal of Food Engineering, 2011, 104(1): 161-168.

[7] GALLART-JORNET L, BARAT J M, RUSTAD T, et al. A comparative study of brine salting of Atlantic cod and Atlantic salmon[J]. Journal of Food Engineering, 2007, 79(1): 261-270.

[8] DU Lei, ZHOU Guanghong, XU Xinglian, et al. Study on kinetics of mass transfer in water-boiled salted duck during wet-curing[J]. Journal of Food Engineering, 2010, 100(4): 578-584.

[9] 中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局. GB/T 9695.15—2008肉與肉制品水分含量測(cè)定[S]. 北京: 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2008.

[10] 上海市食品衛(wèi)生監(jiān)督檢驗(yàn)所. GB/T 5009.44—2003肉與肉制品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法[S]. 北京: 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2003.

[11] 史培磊, 閔輝輝, 李春保, 等. 滾揉腌制前后鵝肉品質(zhì)的變化[J]. 食品科學(xué), 2011, 32(11): 88-92.

[12] WHITING R C. Ingredients and processing factors that control muscle protein functionality[J]. Food Technology, 1988, 42: 104-114.

[13] KNIGHT P, PARSONS N. Action of NaCl and polyphosphates in meat processing: responses of myofibrils to concentrated salt solutions[J]. Meat Science, 1988, 24(4): 275-300.

[14] NGUYEN M V, THORARINSDOTTIR K A, GUDMUNDSDOTTIR A. The effects of salt concentration on conformational changes in cod (Gadus morhua) proteins during brine salting[J]. Food Chemistry, 2011, 125(3): 1013-1019.

[15] 張勉, 徐玉娟, 劉忠義, 等. 鹽焗雞腿加工過(guò)程中食鹽的滲透規(guī)律研究[J]. 現(xiàn)代食品科技, 2011, 27(8): 908-911.

[16] 付寶華. 海鰻腌制加工及過(guò)程動(dòng)力學(xué)研究[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué), 2010, 38(36): 20735-20736.

[17] GRAIVER N, PINOTTI A, CALIFANO A, et al. Diffusion of sodium chloride in pork tissue[J]. Journal of Food Engineering, 2006, 77(4): 910-918.

[18] 黃曉毅, 韓劍眾, 王彥波, 等. 差示掃描量熱技術(shù)DSC在肉類研究中的應(yīng)用進(jìn)展[J]. 食品工業(yè)科技, 2009, 30(6): 353-357.

[19] 左偉勇, 王建, 減大存, 等. 鴨肉在鹽腌過(guò)程中嫩度和超微結(jié)構(gòu)變化的研究[J]. 現(xiàn)代食品科技, 2007, 23(9): 35-38.

[20] 章銀良, 夏文水. 海鰻鹽漬過(guò)程中的滲透脫水規(guī)律研究[J]. 食品研究與開(kāi)發(fā), 2006, 27(11): 93-98.

[21] 梅燦輝, 李汴生, 呂孟莎, 等. 梅香黃魚(yú)低鹽腌制過(guò)程中的滲透規(guī)律[J].食品與發(fā)酵工業(yè), 2010, 36(10): 33-35.

Mass Transfer Dynamics during Wet-Curing of Pork

GUO Liyuan1, LIU Dengyong2, XU Xinglian1, ZHOU Guanghong1,*
(1. National Center of Meat Quality and Safety Control, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China; 2. Food Science Research Institute, Bohai University, Jinzhou 121013, China)

Porcine longissimus dorsi muscles were cut into 1 cm × 1 cm × 1 cm cubes and immersed in aqueous solution of different NaCl concentrations (5%, 10%, 15%, 20% and 25%, m/m), and then changes in the total weight, and salt and water contents of pork during curing were measured. By doing so, our objective was to obtain mass transfer kinetic data of pork during curing and the optimum curing conditions. The results showed that the brine concentration and curing time were signifi cantly affected the mass transfer of pork during the curing process. Total weight and water content decreased with increasing concentration brine while NaCl content exhibited the opposite trend. All these three indicators changed obviously during the fi rst hour of curing and then tended to be stable. In 15% brine, the pork yield was greater, and NaCl diffusion rate (De) was higher, suggesting that this brine concentration is more suitable for curing pork. In addition, the mass transfer-based predictive models developed for the above three indicators exhibited good linear relationships and were useful for this study.

pork; curing; mass transfer dynamics; mathematical modeling

TS251.51

A

1002-6630（2015）01-0031-06

10.7506/spkx1002-6630-201501006

2014-03-08

國(guó)家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項(xiàng)目（31000796）；國(guó)家重大科學(xué)儀器設(shè)備開(kāi)發(fā)專項(xiàng)（2013YQ17046308）；國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)（生豬）產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)（CARS36-11）

郭麗媛（1989—），女，碩士研究生，研究方向?yàn)槿馄焚|(zhì)量安全控制。E-mail：16liyuan@163.com

*通信作者：周光宏（1960—），男，教授，博士，研究方向?yàn)槿馄芳庸づc質(zhì)量安全控制。E-mail：ghZhou@njau.edu.cn