超聲波熱處理對真空包裝泡椒豬肝質(zhì)構(gòu)特性的影響

丁捷+任政偉+盧雪松+彭毅秦+何江紅+戢得蓉+黃益前+鄧幼平

摘 要：實驗探討超聲波熱處理對真空包裝泡椒豬肝硬度、膠黏性、咀嚼性和彈性等質(zhì)構(gòu)特性的影響。結(jié)果表明：超聲強(qiáng)度在126～162 W/m2、超聲時間在15～25 min、熱處理溫度在60～70 ℃、真空處理時間在40～60 s、料液比在1∶3～1∶5（m/V）范圍內(nèi)，超聲波熱處理對真空包裝泡椒豬肝質(zhì)構(gòu)特性有較佳的改善作用，且產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)特性與各工藝參數(shù)間有良好的相關(guān)性。通過L16（35）正交試驗證實超聲強(qiáng)度、熱處理溫度、真空處理時間、超聲時間是影響真空包裝泡椒豬肝質(zhì)構(gòu)特性的關(guān)鍵因素；超聲強(qiáng)度、熱處理溫度、真空處理時間對泡椒豬肝質(zhì)構(gòu)特性的影響達(dá)到極顯著水平（P<0.01）；超聲時間對泡椒豬肝質(zhì)構(gòu)的影響達(dá)到顯著水平（P<0.05）；料液比對泡椒豬肝質(zhì)構(gòu)影響不顯著；最佳工藝參數(shù)為：超聲強(qiáng)度為144 W/m2、超聲時間為15 min、熱處理溫度為65 ℃、真空處理時間40 s、料液比1∶5（m/V）。

關(guān)鍵詞：超聲波；熱處理；真空包裝；泡椒豬肝；質(zhì)構(gòu)

Abstract： The experiments were conducted to test the effects of combined ultrasonic and heat treatments on texture characteristics such as hardness， adhesiveness， chewiness and cohesiveness of vacuum-packed pig liver with pickled pepper. Results showed that texture characteristics of vacuum-packed pig liver with pickled pepper were significantly improved after combined ultrasonic and heat treatments under the conditions： ultrasonic intensity of 126–162 W/m2， ultrasonication time of 15–25 min， heat treatment temperature of 60–70 ℃， vacuum treatment time of 40–60 s， and a solid-to-liquid ratio of

1：3–1：5 （m/V）. Good correlation was found between texture characteristics and processing parameters. Using an L16 （35） orthogonal array design， it was found that ultrasonic intensity， ultrasonication time， heating temperature， and vacuum treatment time were identified as key factors that affect texture characteristics. The effects of ultrasonic intensity， heating temperature and vacuum treatment time on texture characteristics were extremely significant （P < 0.01）， the effect of ultrasonication treatment time was significant （P < 0.05）， whereas the effect of solid-to-liquid ratio was not significant. The best processing conditions were 144 W/m2， 15 min， 65 ℃， 50 s， and 1：5 （m/V） for ultrasonic intensity， ultrasonication time， heating temperature， vacuum treatment time and solid-to-liquid ratio， respectively.

Key words： ultrasound； heat treatment； vacuum-packed； pig liver with pickled pepper； texture

DOI：10.15922/j.cnki.rlyj.2016.11.005

中圖分類號：TS251.9 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1001-8123（2016）11-0022-06

豬肝富含多種礦物質(zhì)和維生素，蛋白質(zhì)和卵磷脂含量較高，特別適宜貧血人群、兒童食用，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究證實其具有較高的食用藥用價值[1-2]。泡椒豬肝是一種特色川式?jīng)霾耍蚱洫毺嘏萁凤L(fēng)味和鮮嫩的口感深受人們喜愛。目前，豬肝類產(chǎn)品蒸煮方式單一[3-4]，即在常壓下蒸煮為主，將其研發(fā)成軟包裝方便菜肴后，多次熱處理極易造成質(zhì)構(gòu)特性等感官狀態(tài)下降，從而對品質(zhì)造成影響，亟待加工技術(shù)改良。

超聲波是頻率在20 kHz以上的聲波，具有空氣化[5]、擊碎[6]、機(jī)械振動[7]、化學(xué)效應(yīng)[8]等作用，在食品殺菌[9-10]、嫩化[10-11]、干燥[12-13]、提取[14-16]等領(lǐng)域有較好的應(yīng)用效果。Siro等[17]研究結(jié)果表明適宜頻率和強(qiáng)度的超聲波腌制不僅可以提高腌制豬背肉中NaCl等腌制劑的滲透速率，而且可以改變肌肉組織的微觀結(jié)構(gòu)，提高肉質(zhì)的保水性和質(zhì)地。蔡華珍等[18]將超聲波技術(shù)應(yīng)用于低鹽咸肉工藝中，發(fā)現(xiàn)超聲波可加快鮮肉的腌制速率，提高成品彈性。Jayasooriyat等[19]發(fā)現(xiàn)超聲波處理可以降低牛肉的剪切力和硬度，提高牛肉的質(zhì)構(gòu)特性和改善牛肉的質(zhì)地，而其他品質(zhì)指標(biāo)（如顏色、蒸煮損失等）沒有下降。鐘賽意等[20]指出超聲波熱處理與傳統(tǒng)的加熱煮制相比，提高了能量的利用效率，能使肉塊快速升溫，縮短煮制時間，減少能耗，同時還能提高肉的嫩度、減少蒸煮損失，有利于香辛料風(fēng)味物質(zhì)的溶出、擴(kuò)散和滲透，提高肉制品的風(fēng)味。

真空低溫烹調(diào)是一種真空包裝經(jīng)嚴(yán)格溫度控制的烹調(diào)方法。相對于傳統(tǒng)的烹飪方法，精確的溫度控制保證了產(chǎn)品良好的成熟度和質(zhì)構(gòu)，真空包裝更好地保留了產(chǎn)品的風(fēng)味和營養(yǎng)，同時提高了產(chǎn)品的貨架期[21-26]。喬興[27]、

陳龍[28]等發(fā)現(xiàn)真空恒溫烹飪技術(shù)對傳統(tǒng)川菜蒜泥白肉的口感有較大改善作用。低溫真空烹飪可有效保存扇貝丁營養(yǎng)物質(zhì)及口感[29-30]。

目前超聲波熱處理應(yīng)用于真空低溫烹飪領(lǐng)域的研究尚無相關(guān)報道。本實驗通過對泡椒豬肝質(zhì)構(gòu)特性進(jìn)行研究，探討在真空包裝條件下結(jié)合超聲波熱處理對豬肝嫩度的影響，為以后利用超聲波技術(shù)和低溫真空烹飪技術(shù)有效減少熱處理的次數(shù)和溫度，一次性實現(xiàn)對泡椒豬肝熟化和殺菌提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

小米辣（醬腌制） 成都市盈宇食品有限公司；小米辣（鹽水漬染） 郫縣紅椒嬌調(diào)味食品廠；四川泡辣椒（老壇腌制） 成都市青年坊食品有限公司；青花椒、紅花椒 四川省青川縣川珍實業(yè)有限公司；小西瓜白砂糖 北京廚大媽食品集團(tuán)有限公司；閬州純米醋

四川保寧醋有限公司；國泰味精 四川省國莎實業(yè)有限公司；綠色生態(tài)鹽 四川久大制鹽有限公司；調(diào)味料酒 成都市巨龍生物科技有限公司；金龍魚色拉油 成都市青羊區(qū)長順糧油店；生姜、大蔥、獨蒜、桂皮、八角購于成都市龍泉驛區(qū)平安菜市。

1.2 儀器與設(shè)備

YP-N型電子天平 上海精密儀器儀表有限公司；TMS-Pro物性儀 美國F.T.C公司；DZQ-400型真空包裝機(jī) 上海阿法帕真空設(shè)備有限公司；HT-867型紅外線測溫計 廣州市宏誠集業(yè)電子科技有限公司；

SB-3200DTDN型超聲波清洗機(jī) 寧波新芝生物科技股份有限公司。

1.3 方法

1.3.1 加工工藝流程

新鮮豬肝→切片（切成約3 cm×5 cm×0.3 cm的柳葉）→流水沖洗（1 h）→焯水（姜10 g、蔥20 g、料酒40 g、鹽1 g；100 ℃、30 s）→腌制液浸泡（12 h）→晾干→分裝（150 g/袋）→真空包裝（真空度0.1 MPa處理30 s）→超聲波加熱處理（料液比1∶3（m/V）、超聲強(qiáng)度108 W/m2、處理溫度70 ℃、處理時間10 min）→冷卻→成品

1.3.2 原料配方

原料配方如表1所示。

1.3.3 單因素試驗

研究不同超聲強(qiáng)度（90、108、126、144、162 W/m2）、不同超聲時間（5、10、15、20、25 min）、不同熱處理溫度（60、65、70、75、80 ℃）、不同真空處理時間（20、30、40、50、60 s）、不同料液比（1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5，m/V）對成品泡椒豬肝質(zhì)構(gòu)的影響。每組處理5 袋樣品。

1.3.4 正交試驗設(shè)計

根據(jù)單因素試驗結(jié)果，選取較優(yōu)水平，采用L16（35）正交表安排試驗，因素水平表見表2。以硬度、膠黏性、咀嚼性、彈性為考察指標(biāo)，采用綜合評分法，確定各因素對泡椒豬肝質(zhì)構(gòu)特性的影響效果和最優(yōu)工藝參數(shù)。根據(jù)單因素試驗中較優(yōu)結(jié)果建立質(zhì)構(gòu)特性綜合評分標(biāo)準(zhǔn)見表3。

1.3.5 質(zhì)構(gòu)指標(biāo)的測定

樣品處理：從豬肝中心部位進(jìn)行切割至檢測標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，即3 cm（長）×3 cm（寬）×0.3 cm（厚）的小塊。檢測方法：采用美國F.T.C公司TMS-Pro物性儀，選用單刀復(fù)合式剪切探頭，選擇TPA測試程序、測試速率60 mm/min、形變量60%的條件下，測試樣品的硬度、彈性、膠黏性、咀嚼性，每組處理平行測試10 次取其平均值[20]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

運用SPSS 21.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 超聲強(qiáng)度對泡椒豬肝質(zhì)構(gòu)特性的影響

超聲波在振動過程中對豬肝組織產(chǎn)生機(jī)械斷裂作用，破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，使豬肝的肌原纖維和平滑肌蛋白結(jié)構(gòu)松動或降解，從而有利于肌肉的切斷，改善泡椒豬肝的質(zhì)構(gòu)特性。

由圖1可知，豬肝硬度隨超聲強(qiáng)度的增強(qiáng)呈現(xiàn)出先減少后增加的趨勢，且在144 W/m2時達(dá)到最小硬度值1.77 g，較90 W/m2降低53.91%；膠黏性的變化趨勢與硬度一致，在90～144 W/m2范圍內(nèi)逐漸降低至最小值1.60 g，較90 W/m2降低39.39%；咀嚼性隨著超聲強(qiáng)度增加逐漸增大；彈性在90～126 W/m2范圍內(nèi)，變化差異不顯著，144 W/m2時躍升至最大值1.43 mm。因此超聲強(qiáng)度在126～162 W/m2范圍時較其他處理強(qiáng)度，對泡椒豬肝的質(zhì)構(gòu)特性有較佳的改善效果。

2.2 超聲時間對泡椒豬肝質(zhì)構(gòu)特性的影響

由圖2可知，超聲時間在15～25 min范圍內(nèi)，對泡椒豬肝的質(zhì)構(gòu)特性有較佳的改善效果；豬肝硬度隨超聲時間的延長逐漸降低，在25 min時達(dá)到最小值1.58 g，較5 min時降低44.31%；膠黏性總體呈現(xiàn)上升趨勢；咀嚼性隨著超聲強(qiáng)度增加逐漸增大；彈性呈現(xiàn)出先增加后減小的趨勢，在20 min時達(dá)到最大值1.44 mm。

2.3 熱處理溫度對泡椒豬肝質(zhì)構(gòu)特性的影響

在一定的真空條件下，豬肝熟化溫度低于100 ℃，豬肝肌原纖維和平滑肌熱變性程度較低，可保持較佳的持水性，使成品口感比較鮮嫩。

由圖3可知，豬肝硬度隨熱處理溫度的上升逐漸上升，在70 ℃時超過2.00 g，當(dāng)溫度超過80 ℃時，豬肝硬度達(dá)到2.97 g，較60 ℃時增大126.01%。膠黏性總體呈現(xiàn)上升趨勢。咀嚼性隨著超聲時間的延長先增加后減小的趨勢，在70 ℃達(dá)到最大值0.45 g。彈性呈現(xiàn)出先增加后減小的趨勢，在70 ℃時達(dá)到最大值1.30 mm，較60 ℃時提升38.51%。因此將加熱溫度控制在60～70 ℃范圍內(nèi)既可達(dá)到熟化豬肝的目的，又可有效改善泡椒豬肝的質(zhì)構(gòu)特性。

2.4 真空處理時間對泡椒豬肝質(zhì)構(gòu)特性的影響

由圖4可知，豬肝硬度隨真空處理時間的延長呈現(xiàn)出先減少后增加的趨勢，且在50 s時達(dá)到最小硬度值1.16 g。膠黏性總體呈現(xiàn)逐漸下降趨勢。咀嚼性隨著真空處理時間的延長逐漸降低。彈性總體呈上升趨勢，但在20～30 s范圍內(nèi)變化差異不顯著，當(dāng)真空處理時間延長至40 s時彈性迅速增加至1.67 mm。這可能是由于真空處理時間在40～60 s范圍內(nèi)，豬肝組織中的氣體均能基本由內(nèi)部排除、擴(kuò)散完全，在熟化過程中提高了豬肝的受熱均勻性，同時組織還因外壓降低而產(chǎn)生了一定的膨松作用，對泡椒豬肝的質(zhì)構(gòu)特性起到顯著的改善效果（P<0.05）。

2.5 料液比對泡椒豬肝質(zhì)構(gòu)特性的影響

由圖5可知，料液比在1∶3～1∶5范圍內(nèi)，對泡椒豬肝的質(zhì)構(gòu)特性有較佳的改善效果；豬肝硬度隨料液比的增大逐漸減少；膠黏性總體呈先增加后減小趨勢；咀嚼性隨著料液比的增大逐漸降低；彈性總體呈上升趨勢，但在1∶1～1∶2范圍內(nèi)變化差異不顯著，當(dāng)料液比增大至1∶3時彈性迅速增加至1.31 mm，較料液比為1∶1時增大102.71%；當(dāng)料液比為1∶5時彈性為1.93 mm。

2.6 超聲波熱處理與真空包裝泡椒豬肝質(zhì)構(gòu)特性的相關(guān)性分析

由表4可知，泡椒豬肝質(zhì)構(gòu)特性與各工藝參數(shù)間有良好的相關(guān)性。超聲強(qiáng)度與硬度呈顯著負(fù)相關(guān)

（P<0.05），相關(guān)系數(shù)為-0.917；與膠黏性呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.780；與咀嚼性呈極顯著正相關(guān)

（P<0.01），相關(guān)系數(shù)為0.998；與彈性呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.570。超聲時間與硬度呈顯著負(fù)相關(guān)

（P<0.05），相關(guān)系數(shù)為-0.919；與彈性和膠黏性呈顯著正相關(guān)（P<0.05），相關(guān)系數(shù)均大于0.880；與咀嚼性呈極顯著正相關(guān)（P<0.01），相關(guān)系數(shù)為0.984。熱處理溫度與硬度、膠黏性呈顯著正相關(guān)（P<0.05），相關(guān)系數(shù)大于0.900；與咀嚼性、彈性呈負(fù)相關(guān)。真空處理時間與膠黏性、咀嚼性呈極著負(fù)相關(guān)（P<0.01），相關(guān)系數(shù)均大于0.970；與彈性呈顯著正相關(guān)（P<0.05），相關(guān)系數(shù)為0.927；料液比與膠黏性呈顯著負(fù)相關(guān)

（P<0.05），相關(guān)系數(shù)為-0.898；與彈性呈負(fù)相關(guān)；與咀嚼性呈顯著正相關(guān)（P<0.05），相關(guān)系數(shù)為0.879；與硬度呈正相關(guān)。

2.7 正交試驗結(jié)果分析

由表5可知，各因素對質(zhì)構(gòu)綜合評分影響的主次順序為A>D>C>B>E，即超聲強(qiáng)度>真空處理時間>熱處理溫度>超聲時間>料液比。由極差分析可得各因素的最優(yōu)水平組合為A2B1C2D1E3，即超聲強(qiáng)度為144 W/m2、超聲時間為15 min、熱處理溫度為65 ℃、真空處理時間40 s、料液比1∶5。經(jīng)驗證，此條件下泡椒豬肝硬度為（1.02±0.12） g、膠黏性為（0.66±0.06） g、咀嚼性為（0.34±0.02） g、彈性為（1.77±0.11） mm，質(zhì)構(gòu)綜合評分為（94±1.52） 分。

由表6可知，校正的模型F值為14.92，P=0.004，校正R2=0.903，因此所用模型具有統(tǒng)計學(xué)意義。超聲強(qiáng)度（F=31.60）>真空處理時間（F=20.22）>熱處理溫度（F=12.80），超聲強(qiáng)度、熱處理溫度、真空處理時間對泡椒豬肝質(zhì)構(gòu)特性的影響達(dá)到極顯著水平（P<0.01）；超聲時間對泡椒豬肝質(zhì)構(gòu)特性的影響達(dá)到顯著水平（P<0.05），F(xiàn)=6.53；料液比對泡椒豬肝質(zhì)構(gòu)特性影響不顯著，F(xiàn)=3.46。由此可確定超聲強(qiáng)度、熱處理溫度、真空處理時間、超聲時間是影響真空包裝泡椒豬肝質(zhì)構(gòu)特性的關(guān)鍵工藝。

3 結(jié) 論

超聲強(qiáng)度在126～162 W/m2、超聲時間在15～25 min、熱處理溫度在60～70 ℃、真空處理時間在40～60 s、料液比在1∶3～1∶5范圍內(nèi)，對泡椒豬肝的質(zhì)構(gòu)特性有較佳的改善效果。

泡椒豬肝質(zhì)構(gòu)特性與各工藝參數(shù)間有良好的相關(guān)性：超聲強(qiáng)度與硬度呈顯著負(fù)相關(guān)，與咀嚼性呈極顯著正相關(guān)；超聲時間與硬度呈顯著負(fù)相關(guān)，與彈性和膠黏性呈顯著正相關(guān)，與咀嚼性呈極顯著正相關(guān)；熱處理溫度與硬度、膠黏性呈顯著正相關(guān)；真空處理時間與膠黏性、咀嚼性呈極顯著負(fù)相關(guān)，與彈性呈顯著正相關(guān)；料液比與膠黏性呈顯著負(fù)相關(guān)，與咀嚼性呈顯著正相關(guān)。

通過正交試驗證實，超聲強(qiáng)度、超聲時間、熱處理溫度、真空處理時間是影響真空包裝泡椒豬肝質(zhì)構(gòu)特性的關(guān)鍵工藝；其中超聲強(qiáng)度、熱處理溫度、真空處理時間對泡椒豬肝質(zhì)構(gòu)特性的影響達(dá)到極顯著水平；超聲時間對泡椒豬肝質(zhì)構(gòu)特性的影響顯著；料液比對泡椒豬肝質(zhì)構(gòu)影響不顯著。進(jìn)一步得到了超聲熱處理真空包裝泡椒豬肝的最佳工藝參數(shù)為：超聲強(qiáng)度為144 W/m2、超聲時間為15 min、熱處理溫度為65 ℃、真空處理時間40 s、料液比1∶5，該處理組的豬肝肉質(zhì)鮮嫩，其質(zhì)構(gòu)特性綜合評分達(dá)（94±1.52）分。

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