超聲輔助無(wú)花果葉蛋白酶復(fù)合嫩化劑對(duì)豬脯肉嫩度的影響

唐福元，劉曉庚,*，毛匡奇，陳凱倫，王 瑋，孫穎瑛，曹思倩，紀(jì) 陽(yáng)，芮 瑛

（1.南京財(cái)經(jīng)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇省現(xiàn)代糧食流通與安全協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇高校糧油質(zhì)量安全控制及深加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210023；2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，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）

超聲輔助無(wú)花果葉蛋白酶復(fù)合嫩化劑對(duì)豬脯肉嫩度的影響

唐福元1，劉曉庚1,*，毛匡奇1，陳凱倫1，王 瑋2，孫穎瑛1，曹思倩1，紀(jì) 陽(yáng)1，芮 瑛1

（1.南京財(cái)經(jīng)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇省現(xiàn)代糧食流通與安全協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇高校糧油質(zhì)量安全控制及深加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210023；2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，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）

考察不同的嫩化劑、超聲時(shí)間、超聲功率、原料肉水分、嫩化劑用量、嫩化溫度、嫩化時(shí)間和pH值等因素對(duì)豬脯肉嫩化的影響，通過(guò)單因素和正交試驗(yàn)，獲得無(wú)花果葉蛋白酶嫩化明顯優(yōu)于木瓜蛋白酶，復(fù)合酶優(yōu)于單一酶，酶嫩化優(yōu)于無(wú)機(jī)物嫩化；超聲對(duì)無(wú)花果葉蛋白酶復(fù)合嫩化劑嫩化豬脯肉有促進(jìn)作用，可縮短嫩化時(shí)間1/3；最優(yōu)嫩化條件為超聲功率240 W、超聲時(shí)間5 min、無(wú)花果葉蛋白酶復(fù)合嫩化劑用量4.0 g/100 g肉樣、嫩化溫度50 ℃、嫩化時(shí)間60 min、pH 7.5。在此條件下嫩化所得的豬脯肉柔軟細(xì)嫩、多汁，富有彈性，明顯改善了口感，嫩化效果極佳。

豬脯肉；無(wú)花果葉蛋白酶；復(fù)合嫩化劑；超聲輔助；嫩度

無(wú)花果（Ficus carica L.）是人類(lèi)種植了近5 000 a的?？崎艑俣嗄晟淙~果樹(shù)，目前全世界的年產(chǎn)量約為280萬(wàn) t[1]，我國(guó)近20年來(lái)年產(chǎn)量從不足全球的1/500，迅猛發(fā)展至種植規(guī)模已超過(guò)5 000 hm2，年產(chǎn)量已超過(guò)8萬(wàn) t，這兩項(xiàng)均排世界前十位，是國(guó)內(nèi)最富發(fā)展前景的新興漿果典型代表[2-4]。無(wú)花果果實(shí)是一種營(yíng)養(yǎng)高和用途廣的藥食兼用型水果，并且其果實(shí)、枝葉和分泌的乳汁中均含多種蛋白酶等生物活性成分，在醫(yī)藥、飼料甚至納米材料應(yīng)用中都有發(fā)展空間[5-7]。隨著人們生活品質(zhì)的提升，除對(duì)肉需求量不斷增加外，對(duì)肉的品質(zhì)要求也越來(lái)越高。肌肉嫩化是把品質(zhì)稍低的肉改造成營(yíng)養(yǎng)食味均佳的高品質(zhì)商品肉的有效方法，也是解決當(dāng)前肉食加工業(yè)這個(gè)迫在眉睫問(wèn)題的有效途徑[8]。肌肉嫩化方法有宰前嫩化、自然成熟嫩化、電刺激嫩化、機(jī)械嫩化、酶激活劑嫩化以及酶法嫩化等，其中酶激活劑嫩化以及酶法嫩化技術(shù)是近幾年發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)[8-10]。

為開(kāi)拓?zé)o花果綜合利用的產(chǎn)業(yè)化價(jià)值，在前人對(duì)無(wú)花果蛋白酶有嫩化肉的作用[11-15]和本實(shí)驗(yàn)室對(duì)無(wú)花果資源利用研究[16]的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)無(wú)花果葉蛋白酶對(duì)肉有良好嫩化作用，結(jié)合超聲波對(duì)肉嫩化的促進(jìn)作用[17-22]，因此設(shè)計(jì)用無(wú)花果葉提制的蛋白酶對(duì)豬脯肉進(jìn)行嫩化實(shí)驗(yàn)，并考察不同無(wú)花果葉嫩化劑、嫩化溫度、嫩化時(shí)間、pH值、嫩化劑用量、超聲時(shí)間、超聲功率、水分等對(duì)肉嫩度的影響，通過(guò)單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)對(duì)復(fù)合型無(wú)花果葉蛋白酶的嫩化條件進(jìn)行優(yōu)化，旨在為無(wú)花果葉的高效高值利用和肉品的提檔升級(jí)提供可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

豬脯肉取自南京肉聯(lián)場(chǎng)4 頭體質(zhì)量為（95±3.2）kg皖白Ⅲ成年豬胴體。宰后4 ℃冷卻24 h，正常肉的pH值為5.6～6.3。

無(wú)花果葉蛋白酶 自制；無(wú)花果蛋白酶（800 000 U/g） 河南百盛化工產(chǎn)品有限公司；精制木瓜蛋白酶（800 000 U/g） 南寧龐博生物技術(shù)有限公司；其他試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純，實(shí)驗(yàn)測(cè)定用水為超純水。

1.2 儀器與設(shè)備

PHB-4型便攜式pH計(jì) 上海精密科學(xué)儀器有限公司；數(shù)字顯示溫度計(jì) 美國(guó)Delta Trak公司；HHS-21-4型智能數(shù)顯電熱恒溫水浴鍋 上海百典儀器設(shè)備有限公司；TA-XT2i型物性?xún)x 英國(guó)Stable Micro System公司；TE214S電子天平 賽多利斯科學(xué)儀器（北京）有限公司；Allegra 64R離心機(jī) 美國(guó)貝克曼集團(tuán)（中國(guó)）公司；UV-8000A紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì) 上海元析科學(xué)儀器有限公司；KH-300DE型超聲波清洗器 昆山禾創(chuàng)超聲儀器有限公司；JYL-D025料理機(jī) 九陽(yáng)股份有限公司。

1.3 方法

1.3.1 工藝流程

選材→修整→切片→測(cè)水分→測(cè)溫度→斬拌→注嫩化劑嫩化→真空包裝→定溫定時(shí)放置→冷藏→測(cè)定。

1.3.2 無(wú)花果葉蛋白酶的制備

于當(dāng)年7～9月采自南京市種植的“布蘭瑞克”無(wú)花果成熟果樹(shù)的鮮葉，經(jīng)除雜、清洗、晾干、破碎、裝袋（用塑封袋裝）后于冰箱中－18 ℃低溫保藏備用。

參照郭冬青等[15]的方法略作修改。將無(wú)花果鮮葉解凍后稱(chēng)50 g（精確至0.001 g，下同），用料理機(jī)充分搗碎，先加80 mL9 mmol/L Na2SO3-抗壞血酸保護(hù)劑的水溶液，再加2 mL 0.5 mol/L EDTA溶液，攪拌均勻，置于25 ℃ 100～150 r/min搖床中，振蕩浸提120 min，過(guò)濾，濾液于4 ℃、5 000 r/min離心15 min，取上清液（粗酶液）滴加丹寧酸，使丹寧酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)0.16%時(shí)，攪拌均勻，于－20 ℃靜置30 min，再于4 ℃、5 000 r/min離心15 min，棄去上清液，沉淀即為無(wú)花果葉蛋白酶樣品，冷凍干燥，裝瓶于－18 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.3 無(wú)花果葉蛋白酶活力的測(cè)定[23-24]

取1.0 mL蛋白酶溶液與用緩沖液配制的5.0 mL 2%酪蛋白溶液混合，37 ℃恒溫水浴10 min，加2 mL 0.4 mol/L三氯乙酸溶液終止反應(yīng)，繼續(xù)保溫10 min，使蛋白完全沉淀，過(guò)濾，濾液在2 h內(nèi)以水為空白，于波長(zhǎng)275 nm處測(cè)定吸光度A；然后將酪蛋白溶液和三氯乙酸溶液順序互換，其他操作相同，測(cè)定此時(shí)的濾液吸光度A0；另取酪氨酸對(duì)照溶液，以0.10 mol/L鹽酸溶液為空白，于波長(zhǎng)275 nm處測(cè)定吸光度An。在上述條件下，每分鐘水解酪蛋白生成1 μg酪氨酸所需粗蛋白酶的量定為1 個(gè)酶活力單位。按下式計(jì)算無(wú)花果葉蛋白酶活力：

式中：m1為對(duì)照品溶液每毫升中含酪蛋白的量/μg；m為供試樣品的取樣量/mg；11為測(cè)定總體積/mL；k為供試樣品的稀釋倍數(shù)；10為反應(yīng)時(shí)間/min。

1.3.4 脯肉的嫩化

參照劉艷[12]和朱秀娟[25]等的方法，略作修改。將處理好豬脯肉沿垂直于肌纖維方向分切成長(zhǎng)寬厚為5 cm×3 cm×3 cm，約60 g的肉塊；用不同pH值磷酸鹽緩沖液配得一定濃度嫩化劑溶液分別于60 ℃恒溫水浴鍋中保溫，待溫度達(dá)50～55 ℃時(shí)，將豬脯肉浸泡在嫩化液中2 min并注射一定量嫩化劑液處理（注射量按肉質(zhì)量的1/50機(jī)器注射，注射要快且分布均勻），并滾揉10 min；再將溫度傳感器探頭插入肉樣中心部位，溫度穩(wěn)定后記錄嫩化溫度和時(shí)間，將其真空密封包裝置超聲器中，在一定超聲功率條件下，嫩化一段時(shí)間（其間要不斷滾揉），沸水浴滅酶10 min，冷卻，搗碎，4 000 r/min離心20 min取上清液，測(cè)其氨基態(tài)氮含量。

1.3.5 無(wú)花果葉蛋白酶最佳嫩化條件的確定

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，選擇嫩化溫度、嫩化劑用量、嫩化時(shí)間和pH值主要影響因素，采用L9（34）正交試驗(yàn)，如表1所示，以豬脯肉的剪切力和感官評(píng)價(jià)作為最終評(píng)價(jià)指標(biāo)，進(jìn)一步優(yōu)化確定無(wú)花果葉蛋白酶的最優(yōu)嫩化條件。

表1 無(wú)花果葉蛋白酶嫩化豬脯肉的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)因素與水平Table1 Factors and their coded levels and actual values used in orthogonal array design

1.3.6 氨基態(tài)氮含量的測(cè)定

氨基態(tài)氮可反映肉中蛋白質(zhì)的解離程度，氨基態(tài)氮含量越大，蛋白質(zhì)解離程度越高，越有助于提升肉品風(fēng)味及品質(zhì)[8]。因此，要采用中性甲醛電位滴定法[26-27]測(cè)定嫩化過(guò)程中氨基態(tài)氮含量。

1.3.7 剪切力和其他物性參數(shù)的測(cè)定

取約100 g肉樣置于蒸煮袋中，排氣，密封，90 ℃恒溫水浴加熱，當(dāng)肉樣中心溫度達(dá)70 ℃時(shí)，保溫30 min后，冷卻至室溫。沿著肌纖維方向切取厚1 cm、寬1 cm的肉條，在物性?xún)x上測(cè)定其剪切力，重復(fù)測(cè)5 次，取其平均值。

剪切力測(cè)定參數(shù)：探頭HDP/BSW，測(cè)試模式TPA，測(cè)試前速率2.0 mm/s，測(cè)試速率2.0 mm/s，測(cè)試后速率6.0 mm/s，下壓距離30.0 mm，負(fù)載類(lèi)型Auto-20g，數(shù)據(jù)獲取率500 pps，樣品規(guī)格5 cm×1 cm×1 cm。

1.3.8 持水力的測(cè)定

采用離心法[28]測(cè)定。每樣平行做5 次，取其平均值。

1.3.9 蒸煮損失率的測(cè)定

參考徐舶等[29]的方法測(cè)定。每樣平行做5 次，取其平均值。

1.3.10 感官分析

將處理好的肉樣置于蒸煮鍋中蒸制1.5 h，自然冷卻至室溫后切塊，感官評(píng)價(jià)員按表2評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)以GB/T 10220—2012《感官分析方法學(xué) 總論》[30]方法進(jìn)行品評(píng)。

表2 感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table2 Criteria for sensory evaluation

1.4 數(shù)據(jù)處理

剪切力數(shù)據(jù)采用TPA-macro軟件分析，其他數(shù)據(jù)采用SPSS 17.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析與處理，結(jié)果以±s表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 無(wú)花果葉蛋白酶的提取與活力

按1.3.2節(jié)方法提取得無(wú)花果葉蛋白酶得率為0.35%，較直接水提法（0.21%）提高了66.7%；其活性純度可達(dá)280 000 U/g，比直接水提法（23 000 U/g）高11.2 倍。原因是使用了復(fù)合型保護(hù)劑和EDTA促提劑對(duì)無(wú)花果葉蛋白酶的提取有明顯促進(jìn)和協(xié)同作用。

2.2 無(wú)花果葉蛋白酶嫩化劑的影響

嫩化劑是肉嫩化的關(guān)鍵。因此，在研究文獻(xiàn)[10,31-34]基礎(chǔ)上選擇單一酶、復(fù)合酶、無(wú)機(jī)嫩化劑，以及無(wú)機(jī)嫩化劑+復(fù)合酶等幾種不同組成的嫩化劑進(jìn)行考察，如表3所示。

表3 嫩化劑組成的影響Table3 Effects of different individual and combined tenderizers on properties of pork

從表3可知，單一酶嫩化中單一酶A比單一酶C稍好，且它們都優(yōu)于單一酶B；與復(fù)合酶相比，單一酶的嫩化效果不及復(fù)合酶，可見(jiàn)酶復(fù)合有一定的協(xié)同促進(jìn)作用，但復(fù)合酶a的協(xié)同促進(jìn)作用更大，這與季宏飛等[32]的報(bào)道相一致；無(wú)機(jī)嫩化劑不如酶嫩化效果好；無(wú)機(jī)嫩化劑與復(fù)合酶嫩化劑也有協(xié)同促進(jìn)作用，但它比酶復(fù)合的促進(jìn)作用小。因此選擇穩(wěn)定高效的復(fù)合型CaCl2+磷酸鹽+復(fù)合酶a做嫩化劑為宜。

2.3 超聲時(shí)間及超聲功率對(duì)豬脯肉嫩度的影響

由圖1A、B可知，超聲時(shí)間對(duì)豬脯肉的持水力和蒸煮損失率的影響不及添加酶嫩化劑的影響強(qiáng)，與對(duì)照組相比影響較大，且在1～5 min內(nèi)，隨著超聲時(shí)間延長(zhǎng)，持水力和氨基態(tài)氮含量呈增加趨勢(shì)，而蒸煮損失率和剪切力則隨時(shí)間延長(zhǎng)卻呈下降趨勢(shì)，當(dāng)超聲時(shí)間為5 min時(shí)，持水力和氨基態(tài)氮含量達(dá)最大，后則呈緩慢下降或處于平穩(wěn)狀態(tài)；而蒸煮損失率則在7 min時(shí)達(dá)最小，之后則呈緩慢增加或處于平穩(wěn)狀態(tài)。究其原因可能是無(wú)花果葉蛋白酶和木瓜蛋白酶都是特異性蛋白水解酶，均能將豬脯肉肌漿蛋白、肌原纖維蛋白、膠原蛋白和結(jié)締組織彈性蛋白降解生成其他小分子蛋白[17]。在超聲作用下，可削弱肌球蛋白和肌動(dòng)蛋白間相互作用，也能有效瓦解肌原纖維蛋白和結(jié)締組織。將超聲與復(fù)合嫩化劑同時(shí)作用于豬脯肉，超聲處理對(duì)肌纖維蛋白產(chǎn)生機(jī)械物理破壞作用，同時(shí)其空化作用使線(xiàn)粒體、肌質(zhì)網(wǎng)和溶酶體膜破壞，加快復(fù)合酶和鈣激活因子的擴(kuò)散和滲透，使蛋白酶液和肌纖維接觸更加充分，但超聲對(duì)嫩化酶無(wú)破壞[17,22]，從而使其水解大分子蛋白的速率加快，有助于提高肉的嫩化效果[18]。但超聲時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)使超聲對(duì)肉嫩化作用飽和，而使嫩化處于平衡狀態(tài)。因此超聲時(shí)間以5～6 min為宜，這既綠色又高效。此結(jié)果與周丹等[19]報(bào)道相一致。

由圖1C、D可知，在超聲波組和超聲波+酶組中隨著超聲功率的增加，其持水力和氨基態(tài)氮含量的變化是先增后減，功率為240 W時(shí)，其值均達(dá)最大值，且它們的持水力比對(duì)照組分別增加17.5%、27.4%，氨基態(tài)氮含量則分別增加30.7%、75.0%。而蒸煮損失率和剪切力則隨超聲功率增大呈先降后增的變化，且均在240 W左右達(dá)最低。原因是當(dāng)超聲功率低于其嫩化飽和的臨界功率時(shí)，超聲僅表現(xiàn)為促進(jìn)嫩化作用；而當(dāng)超過(guò)臨界功率時(shí)，一方面是超聲會(huì)嫩化過(guò)度，另一方面是超聲還會(huì)使水揮發(fā)加速，導(dǎo)致肉體失水加快，持水力降低，從而使肉變硬而剪切力增加；水和氨基酸等小分子揮發(fā)加快，氨基態(tài)氮含量下降，蒸煮損失率增加。此結(jié)果與Siro等[20]報(bào)道相符。故超聲功率以240 W為宜。

圖1 超聲時(shí)間和超聲功率對(duì)肉持水力、蒸煮損失率（A、C），肉剪切力、氨基態(tài)氮含量（B、D）的影響Fig.1 Effects of ultrasonic power and irradiation time on water holding capacity, cooking loss, shear force and amino nitrogen content of meat

2.4 嫩化劑用量對(duì)豬脯肉嫩度的影響

圖2 嫩化劑用量對(duì)肉持水力、蒸煮損失率（A）和肉剪切力、氨基態(tài)氮含量（B）的影響Fig.2 Effects of tenderizer dosage on water holding capacity, cooking loss, shear force and amino nitrogen content of meat

由圖2可以看出，當(dāng)無(wú)花果葉蛋白酶嫩化劑用量為0～4.0 g/100 g肉樣時(shí)，隨無(wú)花果葉蛋白酶嫩化劑用量的增加，豬脯肉的持水力和氨基態(tài)氮含量呈增加趨勢(shì)，而剪切力和蒸煮損失率則呈降低趨勢(shì)；之后持水力和剪切力均呈下降趨勢(shì)，氨基態(tài)氮含量則呈極緩慢增加或平衡狀態(tài)，蒸煮損失率呈上升趨勢(shì)。剪切力越小肉的嫩化效果并非越好，剪切力太小會(huì)使肉嫩化過(guò)度反而使其食味及品質(zhì)變差。當(dāng)嫩化劑用量超過(guò)4.0 g/100 g肉樣時(shí)，剪切力達(dá)32.3 N，而持水力達(dá)最高為72.6%、蒸煮損失率最小為45.9%，此時(shí)嫩化效果極佳。為此嫩化劑用量以4.0 g/100 g肉樣為宜。此結(jié)果與李雨林等[11]報(bào)道相吻合。

2.5 嫩化溫度對(duì)肉嫩度的影響

圖3 嫩化溫度對(duì)肉持水力、蒸煮損失率（A）和剪切力、氨基態(tài)氮含量（B）的影響Fig.3 Effects of tenderization temperature on water holding capacity, cooking loss, shear force and amino nitrogen content of meat

由圖3可知，當(dāng)嫩化溫度為25～50 ℃時(shí)，嫩化溫度對(duì)持水力和氨基態(tài)氮含量呈上升趨勢(shì)，而剪切力和蒸煮損失率則呈下降趨勢(shì)；當(dāng)嫩化溫度超過(guò)55 ℃后，其變化則發(fā)生反轉(zhuǎn)。嫩化溫度55 ℃時(shí)持水力達(dá)最大72.6%，氨基態(tài)氮含量則是在50 ℃時(shí)達(dá)最大0.146%；而蒸煮損失率和剪切力在50 ℃時(shí)均達(dá)最低，分別為46.1%、31.2 N。其原因是嫩化溫度過(guò)高，使嫩化的酶部分失活，導(dǎo)致其分解蛋白質(zhì)的能力下降，從而使持水力和氨基態(tài)氮含量降低、剪切力和蒸煮損失率則上升；當(dāng)嫩化溫度較低時(shí)，蛋白酶的活性未能得到全部激活，故低溫時(shí)嫩化效果不佳。因此，嫩化溫度以50～55 ℃為宜。此結(jié)果與劉鷺等[14]報(bào)道的無(wú)花果葉蛋白酶及木瓜蛋白酶的最適溫度45～60 ℃相一致。

2.6 嫩化時(shí)間對(duì)肉嫩度的影響

圖4 嫩化時(shí)間對(duì)豬脯肉持水力、蒸煮損失率（A）和剪切力、氨基態(tài)氮含量（B）的影響Fig.4 Effects of tenderization time on water holding capacity, cooking loss, shear force and amino nitrogen content of meat

由圖4可知，在0～90 min內(nèi)隨著嫩化時(shí)間的延長(zhǎng)，加酶組的持水力和氨基態(tài)氮含量呈增加趨勢(shì)，后呈下降變化；但加酶+超聲波組的持水力在0～60 min，氨基態(tài)氮含量在0～150 min呈增加趨勢(shì)，后呈下降變化。3 個(gè)實(shí)驗(yàn)組的剪切力和加酶組的蒸煮損失率在0～90 min內(nèi)都呈明顯下降趨勢(shì)，后呈上升趨勢(shì)。超聲+酶組當(dāng)嫩化時(shí)間為60 min時(shí)，持水力最大為69.5%，蒸煮損失率最小為47.4%，剪切力為22.4 N，氨基態(tài)氮含量也達(dá)0.098%。當(dāng)嫩化時(shí)間過(guò)短時(shí)，嫩化劑未能充分發(fā)揮其解離蛋白質(zhì)作用，嫩化效果不佳。而當(dāng)嫩化時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，由于嫩化劑的解離作用過(guò)度，造成肉嫩化過(guò)度而使效果變差。因此從持水力、蒸煮損失率、剪切力和氨基態(tài)氮含量4個(gè)指標(biāo)綜合分析得到以嫩化時(shí)間在有超聲輔助條件下60 min為宜，而無(wú)超聲時(shí)以90 min為好?？梢?jiàn)超聲對(duì)肉嫩化有促進(jìn)作用，且能縮短嫩化時(shí)間1/3。

2.7 pH值對(duì)豬脯肉嫩度的影響

由圖5可知，無(wú)花果葉蛋白酶液pH值對(duì)豬脯肉的持水力和蒸煮損失率的影響較大，無(wú)花果葉蛋白酶液的pH值在7.0左右時(shí)，超聲+酶組豬脯肉的持水力最大，蒸煮損失率和剪切力都較小，原因是無(wú)花果葉蛋白酶此時(shí)處于較佳的活性狀態(tài)，有利于將豬脯肉中的膠原蛋白分解，從而提高肉嫩度；這與李雨林等[11]報(bào)道的無(wú)花果葉蛋白酶和木瓜蛋白酶的最適pH值相一致。但當(dāng)pH 5.0時(shí)，持水力、蒸煮損失率、剪切力和氨基態(tài)氮含量均出現(xiàn)異常變化，原因是嫩化劑中酶等電點(diǎn)為pH 5.0，而等電時(shí)酶的活性會(huì)急劇下降，因此在此pH值條件下出現(xiàn)嫩化性能的異常；當(dāng)pH值從7.0變至7.5時(shí)，剪切力有極小幅上升，原因是堿性有利于蛋白質(zhì)的解離。所以，pH值應(yīng)以7.0左右為宜。

圖5 不同pH值對(duì)豬脯肉持水力、蒸煮損失率（A）和剪切力、氨基態(tài)氮含量（B）的影響Fig.5 Effects of pH on water holding capacity, cooking loss, shear force and amino nitrogen content of meat

2.8 原料肉的水分對(duì)肉嫩化的影響

由表4可知，原料肉水分對(duì)嫩化處理過(guò)程中的性能指標(biāo)還是有一定的影響（P＜0.05），水分升高剪切力和氨基態(tài)氮含量均呈先降后略升高的變化趨勢(shì)，持水力呈緩慢下降變化，蒸煮損失率呈緩慢上升趨勢(shì)，但這些變化都不強(qiáng)烈；另外，超聲對(duì)這些變化有一定促進(jìn)作用（P＜0.05）。其原因可能是適當(dāng)?shù)母咚钟欣诿傅饶刍瘎┰谌鈨?nèi)流動(dòng)性，提高其擴(kuò)散和交換的傳遞作用，從而提高嫩化度；但當(dāng)水分過(guò)高會(huì)使水分活性達(dá)到超飽和，同時(shí)也會(huì)稀釋嫩化劑，從而使嫩化效果變差。因此原料肉的水分以66%～69%為宜。

表4 嫩化處理時(shí)水分對(duì)肉嫩化性能的影響Table4 Effects of moisture content of pork on properties of pork tenderized by different methods

2.9 無(wú)花果葉蛋白酶嫩化條件的優(yōu)化

表5 無(wú)花果葉蛋白酶嫩化豬脯肉正交試驗(yàn)結(jié)果Table5 Orthogonal array design in terms of coded levels with response variables

表6 正交試驗(yàn)結(jié)果分析Table6 Analysis of results from orthogonal array design

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，在超聲輔助條件下，選擇主要影響因素嫩化溫度、嫩化劑用量、嫩化時(shí)間和pH值的較佳水平值，以剪切力和感官評(píng)分為最終評(píng)價(jià)指標(biāo)，利用正交試驗(yàn)對(duì)嫩化條件進(jìn)行優(yōu)化，試驗(yàn)結(jié)果與分析分別如表5、6所示。

從表5、6可知，在超聲功率240 W和超聲時(shí)間5 min條件下，當(dāng)以剪切力為評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)豬脯肉嫩度影響因素的順序?yàn)椋耗刍瘎┯昧浚灸刍瘻囟龋緋H值＞嫩化時(shí)間；當(dāng)以感官評(píng)分為評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)豬脯肉嫩度影響因素的順序?yàn)椋耗刍瘎┯昧浚緋H值＞嫩化時(shí)間＞嫩化溫度；從表5可知，當(dāng)剪切力最小時(shí)，感官評(píng)分并非最高，原因是剪切力太小，肉失去嚼勁，即嫩化過(guò)度，一般肉剪切力為30～40 N時(shí)嫩度最佳，因此以剪切力為評(píng)價(jià)指標(biāo)的最優(yōu)組合為A1B1C2D3，而以感官評(píng)分為評(píng)價(jià)指標(biāo)的最優(yōu)組合為A2B2C1D3。結(jié)合不同指標(biāo)進(jìn)行方差分析的結(jié)果和2 個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的特點(diǎn)，采用方差分析權(quán)重0.35、指標(biāo)值優(yōu)劣權(quán)重0.65進(jìn)行加權(quán)得到綜合平衡得最優(yōu)嫩化條件為：嫩化劑量4.0 g/100 g肉樣、嫩化溫度50 ℃、嫩化時(shí)間60 min、pH 7.5。在此條件下進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果為剪切力29.8 N；感觀(guān)分析結(jié)果為肉硬度、膠著性、咀嚼性頗佳，肉松軟可口，鮮嫩多汁，顯著提高了豬脯肉的食用品質(zhì)，得分為39.2。

3 結(jié) 論

不同的嫩化劑對(duì)豬脯肉嫩化效果存在差異。無(wú)花果蛋白酶比無(wú)花果葉蛋白酶略好，但都明顯優(yōu)于木瓜蛋白酶；單一酶的嫩化效果不及復(fù)合酶，酶的復(fù)合有一定的協(xié)同促進(jìn)作用；無(wú)機(jī)嫩化劑不如酶嫩化效果好；無(wú)機(jī)嫩化劑與復(fù)合酶嫩化劑也有協(xié)同促進(jìn)作用，但它遠(yuǎn)小于酶復(fù)合的促進(jìn)作用。

無(wú)花果葉蛋白酶復(fù)合嫩化劑對(duì)豬脯肉嫩化效果受原料肉水分、嫩化劑用量、嫩化溫度、嫩化時(shí)間、超聲功率、超聲時(shí)間、pH值等因素的影響。超聲對(duì)無(wú)花果葉蛋白酶復(fù)合嫩化劑嫩化豬脯肉有一定促進(jìn)作用，可縮短嫩化時(shí)間1/3。經(jīng)單因素試驗(yàn)考察和正交試驗(yàn)優(yōu)化得到最優(yōu)嫩化條件為：在超聲功率240 W和超聲時(shí)間5 min條件下，嫩化劑用量4.0 g/100 g肉樣、嫩化溫度50 ℃、嫩化時(shí)間60 min、pH 7.5。在此條件下嫩化所得的豬脯肉柔軟細(xì)嫩、多汁，富有彈性，明顯改善了口感，嫩化效果頗佳。

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Optimization of Pork Tenderization Using Ultrasound Treatment Combined with Tenderizer Combination

TANG Fuyuan1, LIU Xiaogeng1,*, MAO Kuangqi1, CHEN Kailun1, WANG Wei2, SUN Yingying1, CAO Siqian1, JI Yang1, RUI Ying1
(1. Jiangsu Key Laboratory of Grains and Oils Quality Control and Processing, Collaborative Innovation Center for Modern Grain Circulation and Safety, College of Food Science and Engineering, Nanjing University of Finance and Economics, Nanjing 210023, China; 2. National Center of Meat Quality and Safety Control, College of Food Science and Technology, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China)

This study aimed to investigate the effect of different tenderizers, ultrasonic power, irradiation time, pork water content, tenderizer dosage, tenderization temperature, time and pH on pork tenderness. Fig leaf protease was a signif i cantly better tenderizer than papain, and various enzymes were more effective when used in combination than when used individually. In addition, enzymes were better tenderizers than inorganic compounds. Ultrasonic treatment could facilitate the tenderization of pork by combinations of fi g leaf protease and other tenderizers, reducing the tenderization time by onethird. Using one-factor-at-a-time method and orthogonal array design, the optimal tenderization conditions were determined to be ultrasonic irradiation at 240 W for5 min and tenderization at 50 ℃ and pH 7.5 for 60 min with 4.0 g of a tenderizer combination containing fi g leaf protease per 100 g of meat, yielding a soft, juicy and elastic product with improved mouth feeling and excellent tenderness.

pork; fi g leaf protease; tenderizer combination; ultrasound-assisted tenderization; tenderness

10.7506/spkx1002-6630-201712031

TS201.1；TS254.4

A

1002-6630（2017）12-0204-07

唐福元, 劉曉庚, 毛匡奇, 等. 超聲輔助無(wú)花果葉蛋白酶復(fù)合嫩化劑對(duì)豬脯肉嫩度的影響[J]. 食品科學(xué), 2017, 38(12)： 204-210.

10.7506/spkx1002-6630-201712031. http：//www.spkx.net.cn

TANG Fuyuan, LIU Xiaogeng, MAO Kuangqi, et al. Optimization of pork tenderization using ultrasound treatment combined with tenderizer combination[J]. Food Science, 2017, 38(12)： 204-210. (in Chinese with English abstract) DOI：10.7506/spkx1002-6630-201712031. http：//www.spkx.net.cn

2016-06-21

江蘇省高校協(xié)同創(chuàng)新中心現(xiàn)代服務(wù)業(yè)項(xiàng)目（WTTFY01）；江蘇高校優(yōu)勢(shì)學(xué)科建設(shè)工程資助項(xiàng)目（2014-2016）；國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（31371865）

唐福元（1962—），男，副教授，學(xué)士，研究方向?yàn)榧Z食儲(chǔ)藏工程。E-mail：Tangfy@njue.edu.cn

*通信作者：劉曉庚（1962—），男，教授，碩士，研究方向?yàn)槭称房茖W(xué)。E-mail：lxg_6288@163.com