無磷保水劑對(duì)冷凍調(diào)理豬肉的影響

高可蒙，梅 林，薛秀恒，王志耕*

（安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)茶與食品科技學(xué)院，安徽省農(nóng)產(chǎn)品加工工程實(shí)驗(yàn)室，安徽省發(fā)酵肉制品技術(shù)中心，安徽 合肥 230036）

無磷保水劑對(duì)冷凍調(diào)理豬肉的影響

高可蒙，梅 林，薛秀恒，王志耕*

（安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)茶與食品科技學(xué)院，安徽省農(nóng)產(chǎn)品加工工程實(shí)驗(yàn)室，安徽省發(fā)酵肉制品技術(shù)中心，安徽 合肥 230036）

為降低冷凍調(diào)理肉制品解凍損失，提高肉制品的保水性，減少肉制品加工中磷的使用量，研究復(fù)合無磷保水劑對(duì)冷凍調(diào)理豬肉的影響。在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，選擇海藻糖、山梨糖醇、檸檬酸鈉添加量為自變量，以冷凍調(diào)理豬里脊肉解凍后的總質(zhì)量增加率為響應(yīng)值，采用Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)和響應(yīng)面分析法，研究各自變量及其交互作用對(duì)調(diào)理冷凍豬里脊肉保水性的影響。獲得冷凍調(diào)理豬里脊肉用復(fù)合無磷保水劑優(yōu)化配方為：1.8%海藻糖、3.3%山梨糖醇、0.5%檸檬酸鈉，運(yùn)用該保水劑配方，冷凍調(diào)理豬里脊肉解凍后的質(zhì)量增加率達(dá)7.78%。

無磷保水劑；調(diào)理豬肉；冷凍；質(zhì)量增加率

調(diào)理肉制品不僅順應(yīng)當(dāng)下快節(jié)奏社會(huì)發(fā)展的需要，還可滿足現(xiàn)代消費(fèi)者對(duì)多元肉食消費(fèi)的需求，因此調(diào)理肉制品深受廣大消費(fèi)者的青睞[1]。雖然調(diào)理肉制品可以多元形式流通，但冷凍調(diào)理肉制品是主要產(chǎn)品物流形式[2]。據(jù)調(diào)查冷凍調(diào)理肉制品的解凍損失率很高[3-4]，因此，降低解凍損失即提高調(diào)理肉制品的保水性對(duì)減少經(jīng)濟(jì)損失和獲得高品質(zhì)肉制品均有重要意義。

磷酸鹽是肉制品工業(yè)中廣泛使用的保水劑[5]，對(duì)肉制品的品質(zhì)改良起著重要作用[6]。但是，磷酸鹽超標(biāo)已成為影響肉制品安全的重要因素，過量的磷酸鹽不但導(dǎo)致產(chǎn)品風(fēng)味惡化，組織結(jié)構(gòu)粗糙[7-8]，而且長(zhǎng)期大量攝入磷酸鹽可導(dǎo)致鈣化性腎機(jī)能不全、低鈣血癥等疾病[9-10]。因此無磷保水劑成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)之一[11]。親水膠體、大豆蛋白、變性淀粉、海藻糖、山梨糖醇、NaHCO3、NaCl、檸檬酸鈉等無磷保水劑材料的應(yīng)用研究陸續(xù)有報(bào)告[12-19]。而親水膠、大豆蛋白、變性淀粉等無磷保水劑應(yīng)用于肉塊中時(shí)，會(huì)在肉塊表面形成可見膜，嚴(yán)重影響肉制品的外觀。研究發(fā)現(xiàn)海藻糖可有效防止羅非魚片在冷凍過程中發(fā)生蛋白質(zhì)變性[20]、提高冷凍豬肉保水性及改善冷凍豬肉的品質(zhì)[21]。山梨糖醇可提高發(fā)酵香腸保水性、改善肉糜品質(zhì)[22-23]及抗蛋白冷凍變性[24]。檸檬酸鈉可提高魚糜及重組牛肉的保水性[25-26]。

本實(shí)驗(yàn)以豬里脊肉為材料，以經(jīng)腌制、冷凍及解凍后相對(duì)于原肉的質(zhì)量增加率作為保水性的指標(biāo)，研究海藻糖、山梨糖醇、檸檬酸鈉單一和組合使用的保水效果，為冷凍調(diào)理肉制品無磷保水劑開發(fā)提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

豬里脊肉購自安徽合肥市家樂福超市。

海藻糖（食品級(jí)） 河南德鑫化工公司；山梨糖醇（食品級(jí)） 國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；檸檬酸鈉（分析純） 汕頭市西隴化工廠有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

JM電子天平 余姚紀(jì)銘稱重校驗(yàn)設(shè)備有限公司；EN0561電子精密天平 上海民橋精密科學(xué)儀器有限公司；GR200滾揉機(jī) 諸城市舜康包裝機(jī)械有限公司；BCD-610W冰箱 博西華家用電器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 冷凍調(diào)理肉的工藝流程及其操作要點(diǎn)

1.3.1.1 冷凍調(diào)理肉的工藝流程

1.3.1.2 工藝要點(diǎn)

1）原料肉預(yù)處理：將豬里脊肉清洗，去除脂肪部分，分割成5.0 cm×10.0 cm×1.0 cm的塊狀，記錄每一個(gè)肉塊的質(zhì)量；2）配制腌制劑：準(zhǔn)確稱量鹽、糖等各調(diào)味料以及保水劑，將定量后的配料充分混合后待用。配方（按原料肉質(zhì)量計(jì)）：食鹽1.5%、味精0.3%、胡椒0.2%、五香粉0.5%、大豆油2.5%、姜1.5%、蔥2.0%、蔗糖1.0%、醬油1.0%、料酒3.0%、水20%；3）滾揉及腌制：將豬里脊肉與腌制劑混勻，在真空度0.06 MPa、轉(zhuǎn)速12 r/min條件下滾揉30 min，再置于4 ℃條件下腌制12 h；4）整型：用濾紙拭去已腌制好的豬里脊肉表面的腌制液；5）冷凍保藏：腌制后的肉經(jīng)真空包裝后放入冰箱速凍，—18 ℃條件下冷凍保藏；6）解凍條件：25 ℃條件下自然解凍3 h。

1.3.2 指標(biāo)的測(cè)定

自然解凍后，拭去表面水分稱質(zhì)量，即豬里脊肉解凍后質(zhì)量增加率為豬里脊肉經(jīng)腌制、冷凍及解凍等處理后相對(duì)于原肉質(zhì)量之比。豬里脊肉解凍后質(zhì)量增加率按下式計(jì)算：

式中：m0為腌制處理前肉質(zhì)量/g；m1為解凍后肉質(zhì)量/g。

1.3.3 保水劑篩選單因素試驗(yàn)

非磷酸鹽保水劑海藻糖、山梨糖醇、檸檬酸鈉單因素試驗(yàn)水平設(shè)計(jì)如下：海藻糖添加量：0%、0.5%、1.0%、2.0%、3.0%、4.0%、5.0%；山梨糖醇添加量：0%、0.5%、1.0%、2.0%、3.0%、4.0%、5.0%；檸檬酸鈉添加量：0%、0.05%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%（保水劑按腌制液中水的百分比添加）。

1.3.4 保水劑響應(yīng)面試驗(yàn)

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，確定復(fù)合無磷保水劑響應(yīng)面試驗(yàn)因素水平，見表1。

表1 響應(yīng)面試驗(yàn)因素水平編碼表Table1 Factors and level used in response surface experiments

1.4 數(shù)據(jù)處理

運(yùn)用Design Expert 8.05軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 海藻糖的保水效果

圖1 海藻糖添加量對(duì)冷凍調(diào)理豬里脊肉保水性的影響Fig.1 Effect of trehalose on the water-retaining property of frozen pork tenderloin

由圖1可知，腌制液吸收率是不隨著海藻糖添加量的增加而升高。在海藻糖添加量低于2%時(shí)，冷凍調(diào)理豬里脊肉處理后的質(zhì)量增加率是隨著海藻糖的添加量增加而增大的，而在海藻糖添加量高于2%，質(zhì)量增加率隨著海藻糖添加量增大而降低。由此分析可能是因?yàn)殡S著海藻糖添加量增大導(dǎo)致肉的環(huán)境滲透壓升高，腌制液吸收率下降，進(jìn)而降低質(zhì)量增加率。因此，海藻糖最佳添加量為2%。王蘭甜等[4]研究認(rèn)為3%左右海藻糖添加量適合冷凍豬肉，和本試驗(yàn)結(jié)果相近。

2.1.2 山梨糖醇的保水效果

由圖2可知，山梨糖醇對(duì)腌制液吸收率影響不顯著。在山梨糖醇添加量小于4%時(shí)，冷凍調(diào)理豬里脊肉解凍后質(zhì)量增加率隨著添加量的增加而升高，在高于4%后呈下降趨勢(shì)，原因可能是隨著山梨糖醇添加量增大導(dǎo)致肉的環(huán)境滲透壓升高，腌制液吸收率下降，甚至引起肉脫水現(xiàn)象，進(jìn)而降低質(zhì)量增加率。因此4%山梨糖醇添加量對(duì)冷凍豬里脊肉解凍后的保水效果最好。

圖2 山梨糖醇添加量對(duì)冷凍調(diào)理豬里脊肉保水性的影響Fig.2 Effect of sorbitol on the water-retaining property of thawed pork tenderloin

2.1.3 檸檬酸鈉的保水效果

圖3 檸檬酸鈉添加量對(duì)冷凍調(diào)理豬里脊肉保水性的影響Fig.3 Effect of sodium citrate on the water-retaining property of thawed pork tenderloin

由圖3可知，單一檸檬酸鈉添加對(duì)腌制液吸收率有明顯改善作用，而對(duì)冷凍調(diào)理豬里脊肉解凍后質(zhì)量增加率效果不顯著。檸檬酸鈉的持水性是通過改善體系環(huán)境，如提高離子強(qiáng)度、增大pH值來提高肌肉自身的持水性，當(dāng)檸檬酸鈉添加量為0.4%時(shí)可使體系的離子強(qiáng)度提高至一定程度，產(chǎn)生較好的持水效果。

2.2 響應(yīng)面法優(yōu)化復(fù)合保水劑

2.2.1 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果

表2 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Tabllee 22 Experimental design and results for response surface analysis %

采用Design Expert 8.05軟件對(duì)表2試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行二次多元回歸分析，得到各因素添加量與冷凍調(diào)理豬里脊肉解凍質(zhì)量增加率回歸方程為：Y =—43.379 50＋1.473 25X1＋12.059 00X2＋120.077 50X3＋1.167 50X1X2＋5.350 00X1X3—12.875 00X2X3—2.193 00X12—1.160 50X2

2—88.300 00X32。

表3 回歸方程方差分析表Table3 Analysis of variance of regression model

由表3可知，海藻糖添加量對(duì)冷凍調(diào)理豬里脊肉解凍后的質(zhì)量增加率影響顯著（P＜0.05），山梨糖醇添加量對(duì)冷凍調(diào)理豬里脊肉解凍后的質(zhì)量增加率影響不顯著（P＞0.05），但檸檬酸鈉添加量對(duì)調(diào)理豬里脊肉解凍后的質(zhì)量增加率影響極顯著（P＜0.01）。山梨糖醇與海藻糖添加量及檸檬酸鈉添加量對(duì)冷凍調(diào)理豬里脊肉解凍后的質(zhì)量增加率均有極顯著（P＜0.01）的交互影響。所得回歸方程具有極顯著水平（P＜0.01），方程決定系數(shù)R2為0.968 4，校正決定系數(shù)為0.927 7，且失擬項(xiàng)不顯著（P＞0.05），說明此方程對(duì)試驗(yàn)的擬合度比較好。因此所獲得的二次多項(xiàng)模型有效，試驗(yàn)方法可靠，可用該回歸方程代替試驗(yàn)真實(shí)點(diǎn)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)。

2.2.2 響應(yīng)面分析

將其中一個(gè)因素設(shè)為零水平，其他2個(gè)因素交互作用的響應(yīng)面及等高線見圖4、5。

由圖4可知，當(dāng)檸檬酸鈉添加量為0.4%時(shí)，調(diào)理豬里脊質(zhì)量增加率隨著海藻糖添加量和山梨糖醇添加量的增大均呈現(xiàn)先增大后降低的趨勢(shì)，比較曲線的變化程度，海藻糖添加量對(duì)調(diào)理豬里脊質(zhì)量增加率的影響較大，曲面的傾斜度比較陡；等高線形狀呈橢圓形，說明交互作用比較強(qiáng)[27]。圖中曲線的方程為：Y=—9.48＋3.61X1＋

圖4 山梨糖醇和海藻糖添加量對(duì)冷凍調(diào)理豬里脊肉解凍后質(zhì)量增加率影響的響應(yīng)面圖和等高線圖Fig.4 Response surface and contour plots showing the effects of sorbitol and trehalose on weight gain rate in thawed pork tenderloin

圖5 山梨糖醇和檸檬酸鈉添加量對(duì)冷凍調(diào)理豬里脊肉解凍后質(zhì)量增加率影響的響應(yīng)面圖和等高線圖Fig.5 Response surface and contour plots showing the effects of sorbitol and sodium citrate on weight gain rate in thawed pork tenderloin

由圖5可知，當(dāng)海藻糖添加量為2%時(shí)，調(diào)理豬里脊質(zhì)量增加率隨著檸檬酸鈉添加量的增大而增大，隨著山梨糖醇添加量的增加出現(xiàn)先增后減；檸檬酸鈉添加量對(duì)調(diào)理豬里脊質(zhì)量增加率的影響比較大，曲面非常陡，等高線形狀呈橢圓形，說明山梨糖醇和檸檬酸鈉添加量的交互作用非常強(qiáng)；圖中曲線方程為：Y=—49.20＋

2.2.3 模型驗(yàn)證

由Design-Expert 8.05軟件分析得到復(fù)合無磷保水劑的最佳優(yōu)化配比是：海藻糖添加量1.84%、山梨糖醇添加量3.34%、檸檬酸鈉添加量0.49%，此條件下冷凍調(diào)理豬里脊肉解凍后質(zhì)量增加率的理論值為7.81%?？紤]實(shí)際可操作性，選擇1.8%海藻糖、3.3%山梨糖醇、0.5%檸檬酸鈉組成無磷復(fù)配保水劑，對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，3 次平行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)豬里脊肉解凍后質(zhì)量增加率平均值為7.78%，與理論值接近，實(shí)際值和預(yù)測(cè)值之間相對(duì)誤差較小，在可接受范圍之內(nèi)，說明采用響應(yīng)面法優(yōu)化所得復(fù)合無磷保水劑配方可靠，具有使用價(jià)值。

3 結(jié) 論

本實(shí)驗(yàn)通過優(yōu)化篩選得到可應(yīng)用于冷凍調(diào)理豬里脊肉的復(fù)合無磷保水劑的配方為：1.8%海藻糖、3.3%山梨糖醇、0.5%檸檬酸鈉，該保水劑處理冷凍調(diào)理豬里脊肉后，解凍后的質(zhì)量增加率為7.78%。該無磷保水劑可供冷凍調(diào)理豬肉生產(chǎn)借鑒參考。

[1] 劉琳, 張德權(quán), 賀稚非. 調(diào)理肉制品保鮮技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 肉類研究, 2008, 22(5): 3-9.

[2] 劉興艷, 陳安均, 蒲彪. 國(guó)內(nèi)外冷凍冷藏預(yù)制食品產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展前景[J]. 食品科學(xué), 2011, 32(15): 323-328.

[3] WANG Bin. Study on the fresh pork[J]. Food Science, 2000, 21(12): 127-128.

[4] 王蘭甜, 常忠義, 杜磊, 等. 不同保水劑對(duì)冷凍豬肉的保水效果[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào), 2008, 16(4): 213-217.

[5] POYRAZOGLU O, ERTAS A H. Effect of sodium tripolyphosphate on some physical, chemical and sensorial properties of hamburgers[J]. Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 1997, 21(3): 289-293.

[6] 李敬民. 磷酸鹽在海產(chǎn)品加工中的應(yīng)用[J]. 中國(guó)食品, 2000(14): 46-47.

[7] 臧明伍, 王守偉, 喬曉玲, 等. 肉制品磷酸鹽含量調(diào)查與限量研究[J].肉類研究, 2012, 26(7): 16-20.

[8] 馬申嫣, 范大明, 嚴(yán)青, 等. 不同保水劑對(duì)可微波預(yù)油炸雞肉串品質(zhì)的影響[J]. 食品與生物技術(shù)學(xué)報(bào), 2009, 28(6): 753-758.

[9] 韓敏義′李巧玲′陳紅葉. 復(fù)合磷酸鹽在食品中的應(yīng)用[J]. 中國(guó)食品添加劑′2004(3): 93-96.

[10] 劉銳萍′裴慶潤(rùn)′張鐵軍′等. 食品中磷酸鹽的應(yīng)用現(xiàn)狀及存在問題分析[J]. 飲料工業(yè)′2007(2): 9-11.

[11] 王秀娟, 張坤生, 任云霞, 等. 海藻酸鈉凝膠特性的研究[J]. 食品工業(yè)科技, 2008, 29(2): 259-262.

[12] AYADI M A, KECHAOU A, MAKNI I, et al. Infl uence of carrageenan addition on turkey meat sausages properties[J]. Journal of Food Engineering, 2009, 93(3): 278-283.

[13] 吳立根, 王岸娜. 復(fù)合變性淀粉提高雞胸肉保水率的研究[J]. 食品與機(jī)械, 2006, 22(3): 25-26.

[14] 劉國(guó)信. 大豆蛋白在肉制品加工中的應(yīng)用[J]. 肉類研究′2007′21(9): 56-57.

[15] 馬玲. 不同濃度卡拉膠對(duì)豬肉品質(zhì)影響的研究[J]. 肉類工業(yè), 2012(9): 35-37.

[16] 鐘玉虎, 郇延軍, 陳妹, 等. 山梨醇對(duì)咸肉制品品質(zhì)的影響[J]. 食品工業(yè)科技, 2013, 34(11): 290-293.

[17] KOVA?EVI? D, MASTANJEVI? K. Cryoprotective effect of trehalose on washed chicken meat[J]. Journal of Food Science and Technology, 2014, 51(5): 1006-1010.

[18] ZOUARI N, AYADI M A, HADJ T S, et al. Whey powder, ι-carrageenan and fat interactions and their infl uence on insturmental texture and sensory properties of turkey meat sausage using a mixture design approach[J]. International Journal of Food Properties, 2012, 15(6): 1233-1246.

[19] 李雪姣, 馬悅培, 諶徽, 等. 無磷酸鹽制劑對(duì)牛肉嫩度和保水性的影響[J]. 食品工業(yè)科技, 2010, 31(3): 109-111.

[20] 蒙健宗, 秦小明, 趙文報(bào), 等. 海藻糖對(duì)冷凍羅非魚片蛋白質(zhì)變性作用的影響[J]. 食品工業(yè)科技, 2007, 28(8): 214-216.

[21] 李勤, 彭亞鋒, 周家春, 等. 海藻糖在冷凍豬肉中的應(yīng)用研究[J]. 食品工業(yè)科技, 2009, 30(1): 126-129.

[22] 閆曉蕾. 山梨糖醇在香腸制品中的持水作用研究[D]. 無錫: 江南大學(xué), 2012.

[23] 朱圣剛, 鐘玉虎, 郇延軍. 山梨醇對(duì)預(yù)調(diào)理豬肉糜制品品質(zhì)的影響[J].肉類研究, 2012, 26(10): 9-12.

[24] 鄒明輝. 無磷保水劑在凡納濱對(duì)蝦蝦仁凍藏加工中的應(yīng)用及保水機(jī)理研究[D]. 廣州: 廣東海洋大學(xué), 2011.

[25] 李莎莎, 安玥琦, 丁玉琴, 等. 堿性鹽對(duì)冷凍魚糜保水性的影響[J].食品科學(xué), 2012, 33(21): 68-72.

[26] 胡鐵軍, 尚祖萍. 重組牛肉保水劑的工藝配方優(yōu)化[J]. 肉類研究, 2011, 25(9): 25-29.

[27] KARUPPAIYA M, SASIKUMAR E, VIRUTHAGIRI T, et al. Optimization of process conditions using response surface methodology (RSM) for ethanol production from waste cashew apple juice by zymomonas mobilis[J]. Asian Journal of Food and Agro-Industry, 2010, 196(11): 462-473.

Influence of Non-Phosphate Additive on Water-Holding Capacity of Frozen Prepared Pork

GAO Kemeng MEI Lin XUE Xiuheng WANG Zhigeng*
(Technology Center of Fermented Meat Products in Anhui Province Engineering Laboratory of Agricultural Products Processing in Anhui Province College of Tea and Food Science and Technology Anhui Agricultural University Hefei 230036′China)

This research aimed to evaluate the addition of non-phosphate water-retaining agents to the marinade of pork tenderloin for the purpose of decreasing the thawing loss of frozen prepared pork, improving the water-holding capacity and reducing the use of phosphate in the meat product. The effects of three non-phosphate water-retaining agents, trehalose, sorbitol and sodium citrate, as well as their interactions on the rate of weight gain in thawed prepared pork tenderloin were investigated by the combined use of single-factor method and response surface methodology with Box-Behnken design. The rate of weight gain in thawed prepared pork was 7.78% when 1.8% trehalose, 3.3% sorbitol and 0.5% sodium citrate were added in combination.

non-phosphate water-retaining agent; prepared pork; frozen; weight gain rate

TS251.5

A

1002-6630（2015）06-0257-05

10.7506/spkx1002-6630-201506049

2014-07-03

安徽省自主創(chuàng)新專項(xiàng)（12z0102032 ）

高可蒙（1989—），女，碩士研究生，研究方向?yàn)槭称房茖W(xué)。E-mail：bujingyun250@126.com

*通信作者：王志耕（1956—），男，教授，學(xué)士，研究方向?yàn)樾螽a(chǎn)品加工。E-mail：wzhg56@aliyun.com