KCl部分替代NaCl對低鈉鹽肉脯質(zhì)量的影響

陳佳新　逄曉云　夏秀芳　孔保華

摘 要：KCl與NaCl由同族元素組成，且與NaCl有相同的離子價態(tài)及相似的化學性質(zhì)，因此KCl常作為NaCl替代物用于低鈉鹽食品的加工。本研究在肉脯生產(chǎn)過程中以KCl部分替代NaCl，通過測定產(chǎn)品的出品率、水分含量、水分活度、剪切力和色差值，并采用低場核磁共振（low-field nuclear magnetic resonance，LF-NMR）技術(shù)檢測肉脯中水分的弛豫時間（T2）和分布情況，研究KCl部分替代NaCl對于產(chǎn)品質(zhì)量的影響。結(jié)果表明：隨著KCl替代比例的增加，產(chǎn)品的出品率和水分含量顯著降低（P<0.05），剪切力顯著增加（P<0.05），水分活度、紅度值（a*）和亮度值（L*）差異不顯著（P>0.05）；產(chǎn)品水分的T21、T22弛豫時間均顯著增加（P<0.05），表明水分的移動性增強，肉脯的保水能力下降。低鈉鹽肉脯中，KCl的替代比例在20%～30%之間較為合適，此時產(chǎn)品具有較高的品質(zhì)和感官可接受性。

關(guān)鍵詞：KCl；NaCl；低鈉鹽肉脯；質(zhì)量

Abstract： Potassium chloride （KCl） and sodium chloride （NaCl） contain ions of the same valence and possess similar physicochemical properties， and so KCl is often used to replace NaCl in low-sodium foods. In this study， we investigated the effect of partial replacement of NaCl by KCl in pork jerky on the product yield， water content， shearing force， water activity and color. Meanwhile， the distribution of transverse relaxation time （T2） in the tested samples was examined by low-field nuclear magnetic resonance （LF-NMR）. The results showed that with increasing proportion of NaCl replacement by KCl， the product yield and water content significantly declined （P < 0.05）， and shearing force significantly increased （P < 0.05）， but water activity， color parameters redness （a*） and lightness （L*） did not change significantly （P > 0.05）. In addition， the transverse relaxation time constants T21 and T22 significantly increased （P < 0.05）， indicating enhanced water mobility and reduced water holding capacity of pork jerky. KCl was suitable to replace 20%–30% NaCl in low-sodium pork jerky， resulting in higher sensory quality and acceptability.

Key words： potassium chloride； sodium chloride； low-sodium pork jerky； quality

DOI：10.7506/rlyj1001-8123-201706005

中圖分類號：TS251.6 文獻標志碼：A 文章編號：1001-8123（2017）06-0024-05

引文格式：

陳佳新， 逄曉云， 夏秀芳， 等. KCl部分替代NaCl對低鈉鹽肉脯質(zhì)量的影響[J]. 肉類研究， 2017， 31（6）： 24-28. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-201706005. http：//www.rlyj.pub

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肉脯作為休閑食品受到消費者的廣泛喜愛。目前，市售肉脯主要有2 種加工方式，最常見的是以整片瘦肉為原料，經(jīng)調(diào)味、腌制、攤曬、烘干和烤制等工藝制成，這種肉脯水分含量較低、質(zhì)地較硬且生產(chǎn)成本較高[1]；另一種是以肉糜為原料，經(jīng)斬拌、腌制、抹片、烘干和烤制等工藝制成，這是一種新興的加工方式，它對原料的完整性沒有要求，可以有效利用碎肉進行生產(chǎn)，從而大大降低肉脯的生產(chǎn)成本。食鹽是肉脯生產(chǎn)中最重要的調(diào)味品，它不僅起到呈味和防腐作用，還會影響肉制品中的一些生物化學反應，如蛋白質(zhì)水解和脂質(zhì)氧化，而這些變化又與肉制品的質(zhì)構(gòu)和風味有著密切的關(guān)系[2-3]，因此為保證產(chǎn)品能在較長時間內(nèi)不腐敗變質(zhì)以及甜、咸滋味的協(xié)調(diào)，在肉脯中添加食鹽必不可少[4-6]?，F(xiàn)代醫(yī)學研究表明，飲食中Na+的攝入量與心血管病的發(fā)生有一定的關(guān)系，長期攝入過多食鹽會導致高血壓等心血管疾病的發(fā)生，并加重腎臟負擔，對人體健康有不利作用[7-8]。我國居民營養(yǎng)膳食指南指出成人每天的食鹽最大攝入量應小于6 g，兒童日均攝入量應在2～6 g之間[9]，然而2012年中國居民營養(yǎng)與健康狀況監(jiān)測結(jié)果顯示，城市居民的食鹽攝入量雖有所減少但仍過高，與《中國慢性病防治工作規(guī)劃（2012—2015）》[10]所提出的人均每日食鹽攝入量下降到9 g以下的目標還有一定差距。肉制品是Na+的主要來源之一，約占到人體Na+總攝入量的20%左右[11-12]，

因此降低肉制品中的食鹽含量對減少人體食鹽日攝入量十分重要。在諸多NaCl替代物[13-15]中，KCl與NaCl由同族金屬元素和同一非金屬元素組成，且離子價態(tài)相同，因此在物理和化學性質(zhì)上十分相似，且K+不會引起高血壓和心血管疾病，因而KCl得到了廣泛的應用[16-17]。但有研究表明，當KCl替代比例達到30%～40%時，產(chǎn)品就會產(chǎn)生令人不愉快的苦味和金屬味[18]，因此KCl并不能完全替代NaCl。本研究中用KCl部分替代NaCl，在降低肉脯中NaCl含量的基礎(chǔ)上，研究不同KCl替代比例對肉脯質(zhì)量特征及風味的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮豬后腿肉 哈爾濱市好又多超市；食鹽

中鹽黑龍江鹽業(yè)集團有限公司；白砂糖 安琪酵母（赤峰）有限公司；白酒 北京紅星股份有限公司；味精 廊坊梅花調(diào)味食品有限公司；香辛料 吉林省杞參食品有限公司；亞硝酸鹽、KCl（均為食品級） 河南千志商貿(mào)有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

JD500-2電子天平 沈陽龍騰電子稱量儀器有限

公司；AL-104精密電子天平 梅特勒-托利多儀器（上海）設(shè)備有限公司；ZE-6000電子色差儀 日本電色工業(yè)株式會社；Aqual Lab水分活度測定儀 美國Decagon公司；DHG-9240A電熱恒溫鼓風干燥箱 上海恒科設(shè)備有限公司；ATO-BCRF32電烤箱 北美電器有限公司；C-LM3型數(shù)顯式肌肉嫩度儀 東北農(nóng)業(yè)大學工程學院研制；Mq-20低場核磁共振分析儀 德國布魯克公司；M-380型氣調(diào)保鮮包裝機 上海一恒科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 肉脯的生產(chǎn)操作要點

選擇新鮮豬后腿肉，剔除可見結(jié)締組織，分別將肥肉和瘦肉切成1 cm3的小塊，原料肉為背膘與瘦肉的質(zhì)量比為1∶9的混合物。每個實驗組按2 kg原料肉計，加入質(zhì)量分數(shù)為0.1‰的亞硝酸鹽和相當于質(zhì)量分數(shù)1.4% NaCl的復配鹽（由NaCl和KCl組成），各實驗組中各成分的添加量如表1所示。將原料肉在4 ℃條件下腌制12 h，依次將腌制好的原料肉、占原料肉10%、2%的冰水混合物及香辛料放入斬拌機，斬拌3～5 min。將斬拌好的肉糜平鋪在錫紙上，平鋪厚度為0.4 cm，放入75 ℃烘箱烤制3 h，最后將烘干的肉片放入150 ℃烤箱中烤制10 min，待肉脯冷卻至室溫后真空包裝，待測。

1.3.2 單因素試驗

前期實驗結(jié)果表明，食鹽的添加量為原料肉質(zhì)量的1.4%時，肉脯的滋味較好。在等離子強度條件下，將KCl替代比例設(shè)置為0%、10%、20%、30%、40%，其中0%的替代組為對照組，每個處理組設(shè)置3 個重復。

1.3.3 指標測定

1.3.3.1 出品率

參考Sindelar等[19]的方法并作適當改動，保證每個實驗組的樣品質(zhì)量、厚度一致，分別稱量樣品烘干前后的質(zhì)量。出品率按下式進行計算：

式中：m1為樣品烘干前的質(zhì)量/g；m2為烘干后的質(zhì)量/g。

1.3.3.2 水分含量

參照GB/T 9695.15—2008《肉與肉制品 水分含量測定》[20]，用恒溫干燥法進行測定。

1.3.3.3 水分活度

用智能型水分活度儀進行測定。

1.3.3.4 水分遷移

參照Shao Junhua等[21]的方法并稍作改動：將烤制好的肉脯切成長20 cm、寬1～1.5 cm的肉條，將其填充到核磁測試管中，磁場強度為0.47 T，質(zhì)子共振頻率為20 MHz。使用CPMG（Carr-Purcell-Meiboom-Gill）脈沖序列測定肉脯的橫向弛豫時間T2，每個樣品自動掃描16 次，間隔時間2 s。通過CONTIN軟件對T2進行反演，得出每個樣品的弛豫時間T21、T22及相應的弛豫振幅A21、A22。

1.3.3.5 色差

參考Schmielea等[22]的方法，采用ZE-6000色差計測定樣品表面的亮度值（L*）、紅度值（a*）及黃度值（b*）。白板X為90.18，Y為95.08，Z為103.29。采用D65光源，2°視角，30 mm聚光鏡測定。

1.3.3.6 剪切力

參考Li Miaoyun等[23]的方法并稍作改動：將肉脯樣品剪為長4 cm、寬1 cm的肉條，放置在數(shù)顯式肌肉嫩度儀上，測量速度10 mm/min，剪切刀片厚度1.5 mm。每組樣品重復測定10 次。

1.3.3.7 感官評價

參考G?k等[24]的方法并稍作改動：邀請具有感官評價經(jīng)驗的10 位人員進行評定，評定前首先通過4 次樣品感官評價培訓使小組成員了解樣品特征和評定標準，并明確實驗目的、意義和注意事項，采用雙盲法進行檢驗。本實驗主要評價產(chǎn)品的形態(tài)、色澤、氣味、滋味、口感和總體可接受性，感官評價標準如表2所示。

1.4 數(shù)據(jù)處理

除了感官評價和剪切力測定，其他指標最少重復測定3 次，結(jié)果用平均值±標準差表示。數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析采用Statistix 8.1軟件包中的線性模型程序進行，采用Tukey HSD程序進行差異顯著性分析，采用SigmaPlot 10.0軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 KCl替代比例對肉脯出品率、水分含量、剪切力和水分活度的影響

水分是影響肉脯品質(zhì)的重要因素[25]，肉脯的水分含量主要通過影響硬度和柔軟性來影響產(chǎn)品的可接受性，而水分活度主要通過影響肉脯貯藏期間微生物的生長和繁殖來影響產(chǎn)品的貨架期[26]。

由表3可知，產(chǎn)品的出品率和水分含量隨KCl替代比例的增加而顯著降低（P<0.05），這是因為K+的電荷密度高于Na+，因此K+的擴散速率高于Na+，隨著KCl替代比例的升高，肉糜中K+的濃度也逐漸升高，而K+會率先與肌肉表面的蛋白質(zhì)結(jié)合，引起肌肉收縮，進而阻礙Na+

和Cl-的滲透[27]，這種阻礙作用會減少肉糜中鹽溶蛋白的提取量，在加熱形成凝膠的過程中造成不利影響[13]。因此KCl對凝膠微觀結(jié)構(gòu)的破壞使得肉糜的保水性變差，表現(xiàn)為水分含量的降低，出品率受水分含量的影響也逐步降低。產(chǎn)品的水分活度隨KCl替代比例的增加而逐漸升高，但各組間差異均不顯著（P>0.05），這是由于K+的離子半徑大于Na+，因而K+降低水分活度的能力比Na+

弱[28]。各組肉脯樣品的剪切力在27.00～31.00 N之間，比普通肉干的剪切力小的多[29]，這主要是因為原料肉經(jīng)過斬拌后原有的纖維結(jié)構(gòu)受到破壞，因此剪切力整體較小。隨著KCl替代比例的增加，肉脯樣品的剪切力顯著增大（P<0.05），這是因為隨著替代比例的增加，樣品水分含量逐步降低，肉脯干硬的程度加大，因而剪切力逐漸增大。

2.2 KCl替代比例對肉脯顏色的影響

顏色是脫水食品的重要質(zhì)量特性之一，其可以作為加工過程的質(zhì)量控制指標，同時也是消費者決定購買產(chǎn)品的重要因素之一[30]。

由表4可知，KCl替代比例對肉脯的L*和a*沒有顯著影響（P>0.05），而樣品b*隨替代比例的增加總體呈升高趨勢，這與Ferrini等[31]的研究結(jié)果一致，但Armenteros等[32]的研究表明KCl不會對肉色產(chǎn)生影響，因為K+與Na+在蛋白質(zhì)水解和脂類分解中的作用相同。

2.3 KCl替代比例對肉脯水分遷移的影響

由圖1可知，熟制的肉脯樣品出現(xiàn)4 個峰，它們分別代表肉脯中4 種不同存在形式的水分[33]。T2小于1 ms（T2b）對應存在于大分子結(jié)構(gòu)中的水，T2為1～10 ms（T21）對應與大分子緊密結(jié)合的水，T2為30～100 ms（T22）對應位于肌原纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)部的水，即不易流動水，T2為100～400 ms（T23）對應位于肌原纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)外部的水，即自由水[34]。在本研究中，T2b與T23所對應的水分受KCl替代比例的影響較小，因此只對T21和T22對應的水分進行分析。

與生肉糜相比，熟制肉脯的T2分布由1個主要峰變?yōu)? 個主要峰，這可能是由于在烘干過程中肌原纖維受熱收縮使肌原纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)遭到一定程度的破壞，不易流動水從網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中流出而受熱蒸發(fā)，表現(xiàn)為不易流動水振幅的大幅度下降，而這使得與大分子緊密結(jié)合的水和不易流動水成為肉脯中2 種主要存在形式的水分[35]。T21弛豫時間集中在9～15 ms，T22弛豫時間集中在63～68 ms，隨著KCl替代比例的增加，T21、T22弛豫峰逐漸向右偏移，說明水分的移動性增大，肉脯的保水能力逐漸下降，也表現(xiàn)為水分含量的不斷降低。

由表5可知，隨著KCl替代比例的增加，樣品的T21與A21均顯著增大（P<0.05），各替代組樣品的T22顯著高于對照組（P<0.05），而A22無顯著性差異（P>0.05）。T2越大，說明水分的移動性越大。T21對應與大分子緊密結(jié)合的水，這里的大分子主要指蛋白質(zhì)，K+的存在阻礙了Na+的滲透和提取鹽蛋白的能力，隨著K+濃度的升高，這種阻礙作用越強，水分子與蛋白質(zhì)結(jié)合概率降低，表現(xiàn)為水分的移動性增大。T22對應的不易流動水主要影響產(chǎn)品的保水性，肉糜產(chǎn)品的保水性主要受微觀凝膠結(jié)構(gòu)的影響，而凝膠結(jié)構(gòu)又受鹽溶蛋白數(shù)量的影響，因此，

K+的這種阻礙作用也會對肉糜的微觀凝膠結(jié)構(gòu)造成不利影響，表現(xiàn)為凝膠的保水性變差，不易流動水的移動性增加，因而T22逐漸增大。

2.4 KCl替代比例對肉脯感官評價的影響

由表6可知，當KCl替代比例不超過30%時，各組樣品的各項感官指標均無顯著性差異（P<0.05），而當替代比例達到40%時，產(chǎn)品的滋味、口感和總體可接受性評分顯著低于其他實驗組，這是因為當KCl的替代比例達到30%～40%后，產(chǎn)品就會產(chǎn)生金屬味和苦味，影響感官品質(zhì)。根據(jù)感官評價結(jié)果，肉脯中KCl的替代比例不能超過30%，為實現(xiàn)低鈉的產(chǎn)品特性，替代比例在20%～30%之間較為合適。

3 結(jié) 論

雖然KCl作為NaCl的替代物被廣泛使用，但它仍會對產(chǎn)品品質(zhì)造成不良影響，當替代比例小于30%時對肉脯各項質(zhì)量指標的影響較小。感官評價結(jié)果表明，當KCl替代比例小于30%時，產(chǎn)品的感官特性與對照組相比無明顯差異，但當替代比例達到40%時，KCl對肉脯品質(zhì)的不良影響就會突顯出來，主要表現(xiàn)為肉脯保水能力下降、水分含量降低且出現(xiàn)金屬味和后苦味。在低鈉鹽肉脯中，KCl的替代比例在20%～30%之間較為合適。

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