無(wú)磷鈉鹽對(duì)冷凍調(diào)理牛排品質(zhì)的影響

李雪蕊，李 聰，徐寶才，4，*

（1.江南大學(xué)食品學(xué)院，江蘇 無(wú)錫 214122；2.肉品加工與質(zhì)量控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 211806；3.江蘇雨潤(rùn)肉類產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司，江蘇 南京 211806；4.江蘇省肉類生產(chǎn)與加工質(zhì)量安全控制協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇 南京 210095）

無(wú)磷鈉鹽對(duì)冷凍調(diào)理牛排品質(zhì)的影響

李雪蕊1，2，李 聰2，3，徐寶才2，3，4，*

（1.江南大學(xué)食品學(xué)院，江蘇 無(wú)錫 214122；2.肉品加工與質(zhì)量控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 211806；3.江蘇雨潤(rùn)肉類產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司，江蘇 南京 211806；4.江蘇省肉類生產(chǎn)與加工質(zhì)量安全控制協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇 南京 210095）

為提高牛肉保水性和嫩度，減少磷酸鹽的使用，降低冷凍調(diào)理牛排中的磷含量，研究無(wú)磷添加劑替代磷酸鹽在牛排中的使用。以蒸煮損失率、剪切力和色澤為指標(biāo)，通過(guò)單因素試驗(yàn)分析檸檬酸鈉、NaCl、Na2CO3、NaHCO3對(duì)牛肉品質(zhì)的影響，在單因素基礎(chǔ)上進(jìn)行正交試驗(yàn)，確定4 種無(wú)磷保水劑復(fù)合作用的最佳配比和用量。結(jié)果表明：檸檬酸鈉、NaCl、Na2CO3、NaHCO34 種鈉鹽均可顯著提高牛排保水性和嫩度，添加量分別為0.5%、2.5%、0.4%和0.6%時(shí)，牛肉保水性最好，與對(duì)照組相比提高了15.14%，對(duì)剪切力沒(méi)有影響。

牛排；無(wú)磷鈉鹽；保水性；嫩度

李雪蕊， 李聰， 徐寶才. 無(wú)磷鈉鹽對(duì)冷凍調(diào)理牛排品質(zhì)的影響［J］. 肉類研究， 2016， 30（10）： 18-22. DOI：10.15922/j.cnki. rlyj.2016.10.004. http：//rlyj.cbpt.cnki.net

LI Xuerui， LI Cong， XU Baocai. Effects of non-phosphate sodium salts to the quality of frozen prepared steaks［J］. Meat Research，2016， 30（10）： 18-22. （in Chinese with English abstract） DOI：10.15922/j.cnki.rlyj.2016.10.004. http：//rlyj.cbpt.cnki.net

嫩度和多汁性是對(duì)肉制品感官評(píng)價(jià)和消費(fèi)者接受程度的一個(gè)重要指標(biāo)，與肉制品的保水性聯(lián)系緊密。牛肉的品質(zhì)，尤其是與感官特性有關(guān)的嫩度和多汁性極易出現(xiàn)變化，肉品工業(yè)中采取了很多措施來(lái)減少這種不利的影響［1］，其中之一就是保水劑的使用。磷酸鹽是肉制品中廣泛使用的保水劑，使肉制品中pH值升高，進(jìn)而可以提高保水性、色澤穩(wěn)定性和風(fēng)味，然而磷的過(guò)量攝入對(duì)人體健康有害，目前由于飼料等因素導(dǎo)致市場(chǎng)上原料肉中磷的殘留量偏高，增加了肉制品中的含磷量［2］，在追求天然健康產(chǎn)品的需求下，降低肉制品中磷含量日漸成為肉制品生產(chǎn)商需要解決的問(wèn)題。

國(guó)內(nèi)外研究者已經(jīng)研究了用大豆蛋白［3-5］、卡拉膠［6-8］、海藻酸鈉［9］、變性淀粉［10-11］、酪蛋白酸鈉［12］、檸檬酸鈉［13-14］、NaHCO3、NaCl［15-17］等來(lái)替代磷酸鹽，達(dá)到提高肉制品保水性、黏結(jié)力，改善嫩度、風(fēng)味的作用，并取得了一定的成果，但是對(duì)無(wú)磷鈉鹽單獨(dú)、復(fù)配作用的研究還較少。

因此，本實(shí)驗(yàn)研究了檸檬酸鈉、NaCl、Na2CO3和NaHCO3作為無(wú)磷保水劑對(duì)于牛排保水性和品質(zhì)的影響，為食品工業(yè)中替代復(fù)合磷酸鹽提供一種新選擇。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

牛小黃瓜條（生產(chǎn)日期為2016年1月，產(chǎn)地為烏拉圭） 江蘇雨潤(rùn)股份有限公司。

Na2CO3、NaHCO3南京甘汁園糖業(yè)有限公司；食鹽 江蘇井神鹽化股份有限公司；檸檬酸鈉 連云港友進(jìn)食品添加劑技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司；KCl（分析純）上海凌峰化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

WS20-30鹽水注射機(jī)、VT50真空滾揉機(jī) 瑞士Suhner AG公司；DZ-400/2S真空包裝機(jī) 山東小康機(jī)械有限公司；TA.XT.Plus物性儀 英國(guó)SMS公司；HH-6數(shù)顯恒溫水浴鍋 國(guó)華電器有限公司；testo105食品溫度計(jì) 德國(guó)Testo公司；CR-400色差儀 日本尼卡美能達(dá)公司；JINGHRI電子天平 上海菁海儀器有限公司；Seven Easy酸度計(jì) 梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司。

1.3 方法

1.3.1 牛排的制作流程

操作要點(diǎn)：修整時(shí)剔除脂肪、肌膜和結(jié)締組織，將牛肉黃瓜條去掉兩端，修整為1 kg左右的柱形。稱取注射前后牛肉質(zhì)量，使鹽水注射率為原料肉質(zhì)量的20%，注射率不足時(shí)，在滾揉機(jī)中添加少量鹽水補(bǔ)充。滾揉腌制溫度為0～4 ℃，真空度＜-0.7 bar，滾揉20 min暫停10 min，轉(zhuǎn)速20 r/min，滾揉時(shí)長(zhǎng)2 h。

1.3.2 單獨(dú)添加不同保水劑對(duì)速凍牛排的保水效果

根據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在牛肉中分別注射檸檬酸鈉、氯化鈉、碳酸鈉和碳酸氫鈉作為單因素，研究不同鈉鹽對(duì)速凍牛排的保水效果。4 種保水劑添加水平分別設(shè)置為（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）：氯化鈉0、1%、2%、3%、4%、5%；碳酸鈉0、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%；碳酸氫鈉0、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%；檸檬酸鈉0、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%。

1.3.3 復(fù)配無(wú)磷保水劑對(duì)速凍牛排的保水效果

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，以檸檬酸鈉、NaCl、Na2CO3和NaHCO3為因素，每個(gè)因素設(shè)置3 個(gè)水平，做四因素三水平的正交試驗(yàn)，以蒸煮損失和壓榨損失為指標(biāo)，確定4 種無(wú)磷添加劑的最佳用量。

表1 正交試驗(yàn)因素水平設(shè)計(jì)表Table 1 Levels of factors used in the orthogonal array design

1.3.4 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

由正交試驗(yàn)得出的最優(yōu)結(jié)果作為處理組，注射相同量的水作為對(duì)照組，驗(yàn)證保水劑的保水效果。

1.4 指標(biāo)測(cè)定

1.4.1 pH值

按照GB/T 9695.5—2008 《肉與肉制品 pH的測(cè)定》所描述的方法進(jìn)行測(cè)定。

1.4.2 蒸煮損失率的測(cè)定

取解凍后的樣品，放入蒸煮袋中，（85±2）℃準(zhǔn)確稱量蒸煮前后牛排的質(zhì)量，按照式（1）計(jì)算蒸煮損失率［18］。

式中：m1為蒸煮前牛排質(zhì)量/g；m2為蒸煮后牛排質(zhì)量/g。

1.4.3 壓榨損失

采用賈小翠等［19］方法改進(jìn)的加壓濾紙法測(cè)定，將牛排切成（10±1） g大小，肉樣在35 kg壓力條件下保持5 min，準(zhǔn)確稱量肉樣加壓前后的質(zhì)量，按照式（2）計(jì)算壓榨損失。

式中：m3為加壓前牛排質(zhì)量/g；m4為加壓后牛排質(zhì)量/g。

1.4.4 剪切力

按照Pivotto等［20］描述的方法并作修改后測(cè)定。沿著肌肉纖維的方向切1 cm×1 cm×1 cm的小塊，用HDP/BS刀具沿肌纖維縱向切割，用物性儀測(cè)定剪切力值。測(cè)量參數(shù)為：測(cè)試前速率1.50 mm/s，測(cè)試中速率1.50 mm/s，測(cè)試后速率10.00 mm/s，觸發(fā)力10 g，每秒采集數(shù)據(jù)200 個(gè)，單位以牛頓（N）表示。每個(gè)樣品測(cè)7 次平行。

1.4.5 色差

牛肉解凍后用濾紙吸取表面水分，用CR400色差儀測(cè)定牛肉表層顏色。儀器測(cè)定前用白板校準(zhǔn)，D65光源（10°），8 mm測(cè)量區(qū)域，測(cè)定結(jié)果用CIE L*（明度）、a*（紅/綠）、b*（黃/藍(lán)）表示，每個(gè)樣品測(cè)4 個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的均值。

1.5 數(shù)據(jù)處理

用Excel和SPSS 19.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和方差分析，數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 鈉鹽單因素試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1.1 鈉鹽對(duì)牛肉保水性的影響

圖1 單一添加4 種鈉鹽對(duì)牛肉保水性的影響Fig. 1 Effects of four salts added individually on the water-holding capacity of beef steaks

由圖1可知，單獨(dú)添加幾種添加劑對(duì)牛肉的保水性有很大影響。在牛肉中添加幾種鈉鹽可以使牛肉的保水性大大提高。添加檸檬酸鈉使蒸煮損失顯著降低（P＜0.05），壓榨損失先減小后增大。檸檬酸鈉作為酸度調(diào)節(jié)劑還可以螯合Ca2+、Mg2+等離子，形成緊密的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)受熱變性，阻止水分流失，提高保水能力［21-23］。當(dāng)NaCl添加量超過(guò)1%時(shí)，蒸煮損失和壓榨損失顯著降低（P＜0.05）。由于Cl-提高了凈電作用力，使蛋白質(zhì)內(nèi)聚力下降，結(jié)構(gòu)松散，進(jìn)而保留更多的水分使嫩度和多汁性得到改善［24］。食鹽的添加量在5.6%以內(nèi)，保水性較強(qiáng)，超過(guò)此值，保水性下降［25］。單獨(dú)添加NaHCO3和Na2CO3時(shí)，在低于1.0%時(shí)，隨著添加量的增加，保水性增大（P＜0.05），過(guò)量添加時(shí)，保水性會(huì)降低。

圖2 不同鈉鹽添加量對(duì)牛肉pH值得影響Fig. 2 Effects of different addition of sodium saltsto the pH-value of beef steaks

由圖2可知，NaHCO3和Na2CO3能夠很大程度地改變?nèi)庵破返膒H值。碳酸鹽可與蛋白質(zhì)結(jié)合，具有緩沖、螯合、乳化的作用，使蛋白質(zhì)偏離等電點(diǎn)，呈電負(fù)性，溶解性增加，增大了保水性。但由于NaHCO3和Na2CO3均是堿性物質(zhì)，添加過(guò)量會(huì)使蛋白質(zhì)變性［26］，這也可能是添加量為1.2%時(shí)保水性降低的原因。李楠等［27］通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出NaHCO3確實(shí)很大程度提高雞肉的保水性。NaCl對(duì)牛排pH值影響不顯著。

2.1.2 鈉鹽對(duì)牛肉色澤的影響

圖3 單一添加4 種鈉鹽對(duì)牛肉色澤的影響Fig. 3 Effects of four salts added individually on the color of beef steaks

由圖3可知，單一添加NaHCO3、Na2CO3，隨著添加量的增加，L*、b*逐漸減小，a*先減小后增大，兩者分別在0.8%和0.6%處出現(xiàn)最低值。通過(guò)單因素分析，添加Na2CO3對(duì)牛肉的L*、a*及b*均有顯著影響（P＜0.05），而添加NaHCO3，對(duì)L*有顯著影響（P＜0.05），a*及b*的差異不顯著（P＞0.05）。單一添加NaCl，隨著添加量增加，牛肉b*變化不大（P＞0.05），L*顯著下降（P＜0.05），a*在4%和5%時(shí)顯著降低（P＜0.05）。單一添加檸檬酸鈉雖然對(duì)牛肉的L*有顯著降低（P＜0.05）的作用，但對(duì)a*和b*影響不大。NaCl的添加可能會(huì)導(dǎo)致肌紅蛋白體系的氧化，進(jìn)而對(duì)肌肉色澤產(chǎn)生不利影響，而Mancini等［28］認(rèn)為檸檬酸鈉可以起到改善色澤的作用，這與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果相反。

2.1.3 鈉鹽對(duì)牛肉剪切力的影響

圖4 單一添加4 種鈉鹽對(duì)牛肉剪切力的影響Fig. 4 Effects of four salts added individually on the shear force of beef steaks

由圖4可知，隨著NaHCO3、Na2CO3添加量的增大，牛肉的剪切力值降低，在添加量為1.0%時(shí)有最低值，此時(shí)當(dāng)添加量再增加時(shí)，牛肉的剪切力值增大?？梢?jiàn)NaHCO3、Na2CO3具有提高牛肉嫩度的作用，這主要是因?yàn)橐环矫鍺aHCO3、Na2CO3的添加提高了牛肉的保水性，另一方面作為堿性鹽，提高結(jié)締組織的熱變性，使肌原纖維蛋白對(duì)熱變性有較大的抵抗能力，起到嫩化作用［29］。Saleem等［30］通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了NaHCO3具有弱化肌球蛋白和肌動(dòng)蛋白之間交聯(lián)的作用。NaHCO3受熱分解出CO2，使肉制品結(jié)構(gòu)疏松，也會(huì)使嫩度下降。過(guò)量添加NaHCO3、Na2CO3會(huì)使蛋白質(zhì)變性，品質(zhì)變差。Sheard等［10］的研究中，NaHCO3單獨(dú)作用或和NaCl同時(shí)作用會(huì)使剪切力降低一半。在1%～5%的添加范圍內(nèi)，NaCl的添加顯著降低了牛肉的剪切力，起到嫩化牛肉的作用。添加檸檬酸鈉后剪切力降低，增大添加量后剪切力增大，但并不顯著。Stephens等［31］認(rèn)為檸檬酸鈉作為糖酵解抑制劑提高牛肉嫩度，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出檸檬酸鹽可以使豬肉最長(zhǎng)肌的水分提高大約10%。

2.2 正交試驗(yàn)

根據(jù)單因素試驗(yàn)的結(jié)果，雖然NaHCO3、Na2CO3的添加量在1.0%時(shí)牛肉嫩度和保水性最好，但是由于其對(duì)肉制品口感有不利作用，添加過(guò)量會(huì)有堿味。NaCl在5.6%以內(nèi)，隨著添加量增加保水性增大，但口味不宜過(guò)咸或過(guò)淡。各因素選取添加水平如表1所示。試驗(yàn)得出9 組不同處理組的剪切力差異不顯著，因此只用水分損失作為計(jì)算指標(biāo)。

表2 正交試驗(yàn)結(jié)果Table 2 Orthogonal array design with experimental results

表3 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 3 Results of verification experiments

由表2極差分析可知，4 種鈉鹽對(duì)牛排蒸煮損失的影響順序?yàn)椋篊（Na2CO3）＞A（檸檬酸鈉）＞B （NaCl）＞D（NaHCO3），對(duì)牛排壓榨損失的影響次序?yàn)椋篊（Na2CO3）＞A（檸檬酸鈉）＞D（NaHCO3）＞B（NaCl）。4 種鈉鹽添加量的最優(yōu)組合為A2B2C2D3，即Na2CO3用量0.4%，檸檬酸鈉用量0.5%，NaCl用量2.5%，NaHCO3用量0.6%時(shí)保水性最高。由表3可知，對(duì)最佳保水劑配比進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，蒸煮損失由32.37%降至17.23%，但嫩度沒(méi)有差異。

3 結(jié) 論

通過(guò)單因素分析可知，添加一定量NaHCO3、Na2CO3、NaCl和檸檬酸鈉顯著提高牛排的保水性和嫩度，NaHCO3和Na2CO3可以起到改善肉制品色澤的作用，而NaCl會(huì)對(duì)色澤產(chǎn)生不利影響。通過(guò)正交試驗(yàn)確定了4種無(wú)磷添加劑作用于牛排時(shí)，分別添加0.5%、2.5%、0.4%、0.6%的檸檬酸鈉、NaCl、Na2CO3、NaHCO3，可以使牛排保水性達(dá)到最佳，蒸煮損失由32.37%降至17.23%，但嫩度無(wú)顯著差異。

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Effects of Non-Phosphate Sodium Salts to the Quality of Frozen Prepared Steaks

LI Xuerui1，2， LI Cong2，3， XU Baocai2，3，4，*
（1.School of Food Science and Technology， Jiangnan University， Wuxi 214122， China； 2.State Key Laboratory of Meat Processing and Quality Contorl， Nanjing 211806， China； 3. Jiangsu Yurun Meat Industry Co. Ltd.， Nanjing 211806， China； 4.Collaborative Innovation Center of Meat Production and Processing， Nanjing 210095， China）

In order to improve the water-holding capacity and tenderness of beef， reduce the use of phosphates and decrease the phosphorus content of frozen prepared steaks， experiments were carried out to investigate the use of non-phosphate sodium salts in steaks in replacement of phosphates in steaks. One-factor-at-a-time method and orthogonal array design were employed to analyze the individual and combined effects of sodium chloride， sodium carbonate， sodium bicarbonate and sodium citrate on quality characteristics of steaks such as cooking loss， shear force and color. Results indicated that all the four sodium salts significantly improved the water-holding capacity and shear force of steaks， and their optimum combination was 2.5% sodium chloride， 0.5% sodium citrate， 0.4% sodium bicarbonate and 0.6% sodium carbonate. Compared to the control group， water-holding capacity was improved by 15.14%， but shear force was not changed.

steak； non-phosphate sodium salts； water-holding capacity； tenderness

10.15922/j.cnki.rlyj.2016.10.004

TS251.5

A

1001-8123（2016）10-0018-05

2016-04-15

國(guó)家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項(xiàng)目（30471225）；“十二五”農(nóng)村領(lǐng)域國(guó)家科技計(jì)劃項(xiàng)目（2012BAD28B04）

李雪蕊（1989—），女，碩士研究生，研究方向?yàn)槭称方M分與物性。E-mail：lixr1234@126.com

徐寶才（1973—），男，研究員級(jí)高級(jí)工程師，博士研究生，研究方向?yàn)槭称房茖W(xué)與工程。E-mail：baocaixu@163.com

引文格式：