冷藏時間對冷卻豬肉糜凝膠特性的影響

王春彥,王 銳,康壯麗,*,陸學(xué)軍,馬漢軍,宋照軍

(1.河南科技學(xué)院食品學(xué)院,河南新鄉(xiāng) 453003; 2.眾品集團(tuán),河南長葛 461500)

我國是肉類生產(chǎn)消費大國,豬肉消費一直占據(jù)相當(dāng)大的比重。隨著我國肉制品深凝膠行業(yè)的飛速發(fā)展,種類豐富、營養(yǎng)和口感俱佳的豬肉糜類制品深受廣大消費者的喜愛[1]。由于冷卻肉的水分沒有形成冰晶,0～4 ℃冷藏過程中，微生物和酶的活動仍在進(jìn)行,所以易發(fā)生干耗、脂肪氧化和蛋白質(zhì)分解等引起的表面發(fā)粘、發(fā)霉、變色等不良變化,嚴(yán)重制約著冷卻肉的品質(zhì)和凝膠性能[2-3]。長期冷藏的冷卻肉所表現(xiàn)出凝膠性能退化的問題，一直困擾著各大肉制品凝膠企業(yè)[4]。所以,在冷卻肉肉糜制品生產(chǎn)凝膠過程中,如何嚴(yán)格把握冷藏時間,降低冷藏?fù)p失,保持冷卻肉的凝膠特性,既是研究的重點也是實際生產(chǎn)中的難點[5]。

冷卻肉中，蛋白質(zhì)的凝膠特性是影響肉糜類制品獨特品質(zhì)的重要因素,肉糜制品加熱形成高度有序的網(wǎng)狀凝膠結(jié)構(gòu)，可吸附大量水分,為風(fēng)味物質(zhì)以及水溶性營養(yǎng)成分提供基質(zhì),影響著肉制品的組織結(jié)構(gòu)、風(fēng)味及保水、保油性[6]。目前，對冷卻肉的研究多集中在冷藏過程中肉自身品質(zhì)(如脂肪、蛋白質(zhì)氧化,風(fēng)味改變,顏色退化等)的變化,對如何發(fā)揮冷卻肉最好的凝膠性能未做出深入研究。Pomponio等[7]研究了冷卻肉在2～4 ℃和-1 ℃左右保藏對脂肪和蛋白質(zhì)氧化的影響,發(fā)現(xiàn)隨著冷藏時間的延長,脂肪和蛋白質(zhì)氧化加重,但低溫能夠降低脂肪和蛋白質(zhì)氧化的速率。腐胺、精胺和亞精胺的含量隨著冷藏時間的延長而增加,造成色澤和風(fēng)味變差[8-9]。Choe等[10]發(fā)現(xiàn)，在冷藏過程中，蛋白質(zhì)氧化造成粉碎豬肉保水性降低。在實際生產(chǎn)中,容易造成冷卻肉的積壓,降低凝膠類肉制品的質(zhì)構(gòu)和保水保油性能。因此,本實驗通過分析冷藏(4 ℃)不同時間冷卻豬肉糜pH、蒸煮得率、色澤、質(zhì)構(gòu)和流變特性等的變化,研究不同冷藏時間對冷卻豬肉糜凝膠性能的影響,為實際生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

豬背最長肌(水分,73.12%;蛋白質(zhì),23.03%;脂肪,2.06%) 來源于養(yǎng)殖6個月,重量為100±5 kg的長白豬,宰后24 h的溫度為2～4 ℃,pH為5.77,由眾品集團(tuán)提供;食鹽 食品級。

ShimadzuAUY120電子天平 日本島津公司;絞肉機(jī) 山東嘉信食品機(jī)械有限公司;StephanUMC-5C斬拌機(jī) 德國;T25高速勻漿器 德國IKA公司;Hanna pH計 意大利;HH-42水浴鍋 常州國華電器有限公司;CR-400色差計 日本美能達(dá)公司;TA-XT.plus質(zhì)構(gòu)儀 英國Stable Micro-system公司;Thermo scientific流變儀 德國HAAKE MARS;離心機(jī) 美國Beckman L-80-XP Ultracentrifuge;干燥箱 上海博訊實業(yè)有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 原料預(yù)處理 將豬背最長肌去除可見結(jié)締組織后，切成(3×3×3) cm3的肉塊,使用托盤包裝(避光、不透氧),每份500 g,儲存于4 ℃冰箱中。冷藏1、3、5和7 d后，分別取樣進(jìn)行豬肉糜加工。

1.2.2 豬肉糜制備 將冷藏后的豬肉取出,使用絞肉機(jī)(6 mm)絞碎后稱取400 g,每份添加100 g冰水和10 g NaCl。具體方法如下:將豬肉、NaCl放入斬拌機(jī),以1500 r/min斬拌30 s,并緩慢的加入1/3的冰水;1500 r/min斬拌30 s,并緩慢的加入1/3的冰水;3000 r/min斬拌60 s,并緩慢的加入剩余的冰水(中心溫度低于10 ℃)。取35 g斬拌好的肉糜，裝入50 mL的離心管中,500 r/min離心3 min完全除去肉糜中的氣泡,然后80 ℃水浴煮制25 min(中心溫度72 ℃),放入冰水混合物中冷卻至中心溫度20 ℃左右,放入0～4 ℃冰箱中過夜。

1.2.3 指標(biāo)測定

1.2.3.1 pH測定 取10 g生豬肉糜,放入40 mL預(yù)冷的雙蒸水中,使用勻漿器15000 r/min勻漿10 s,采用經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液校準(zhǔn)過的pH計進(jìn)行測定,每組測定3次。

1.2.3.2 蒸煮得率測定 熟豬肉糜過夜冷卻后,從離心管中取出,用吸水紙將熟豬肉糜外部的滲出液吸取干凈,分別對熟豬肉糜的重量進(jìn)行測定,蒸煮得率按照以下公式計算,每組樣品測定4次。

蒸煮得率(%)=熟豬肉糜重量/生豬肉糜重量×100

1.2.3.3 色差測定 使用色差計對熟豬肉糜中心部位進(jìn)行測定,標(biāo)準(zhǔn)白色比色板為L*=96.76,a*=-0.15,b*=1.85。其中,L*代表亮度值,a*代表紅度值,b*代表黃度值。每組樣品測定4次。

1.2.3.4 質(zhì)構(gòu)的測定 將熟豬肉糜在室溫環(huán)境中回溫2 h(保持內(nèi)外溫度一致)后，切成表面平整的圓柱形肉柱(直徑,2 cm;高,2 cm),使用P/36R探頭進(jìn)行質(zhì)構(gòu)測定,參數(shù)如下:測試前速度為2.0 mm/s,測試速度為2.0 mm/s,測試后速度為2.0 mm/s;壓縮比50%;時間5 s,得到熟豬肉糜的硬度值、彈性、內(nèi)聚性、咀嚼性。每組樣品測定5次。

1.2.3.5 流變特性的測定 將生豬肉糜均勻涂抹于測量平臺上,選用35 mm不銹鋼圓形平板探頭進(jìn)行流變特性測定。參數(shù)如下:頻率0.1 Hz,間隙0.1 mm,先20 ℃保溫10 min,升溫區(qū)間20～90 ℃,加熱速率2 ℃/min,得到存儲模量(G′)的變化。每組樣品測定3次。

1.3 統(tǒng)計分析

本實驗重復(fù)4次,每組數(shù)據(jù)包含平均值±標(biāo)準(zhǔn)差,n=4。應(yīng)用軟件SPSS v.18.0(SPSS Inc.,USA)進(jìn)行統(tǒng)計分析,使用單因素方差分析(ANOVA)的方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,當(dāng)p<0.05時,認(rèn)為組間存在顯著差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 生豬肉糜pH的變化分析

冷藏0 d生豬肉糜的pH為5.77,1和3 d時，pH略微升高到5.81和5.96(圖1),該變化可能與豬肉在冷藏條件下的解僵排酸延遲有關(guān)[11]。冷藏到第5 d時pH下降至5.71。楊文婷等[12]報道了肌肉中的肌糖原充分酵解產(chǎn)生乳酸,ATP分解產(chǎn)生磷酸,且微生物的生長繁殖也會產(chǎn)生酸性物質(zhì),這些酸性物質(zhì)致使肌肉的pH降低。冷藏第7 d的生豬肉糜pH回升至5.92,主要原因是肌肉中蛋白酶及微生物分解酶等的作用,使得部分蛋白質(zhì)被分解,產(chǎn)生了多肽和氨基酸,生成了氨及胺類等堿性含氮物質(zhì),致使冷卻豬肉糜的pH有所回升[13]。

圖1 冷藏不同時間對生豬肉糜pH的影響Fig.1 Effect of different cold storage time on the pH of raw pork batters注:不同字母表示組間存在顯著差異(p<0.05),圖2同。

2.2 豬肉糜的蒸煮得率分析

由圖2可得到,冷藏0～3 d的豬肉糜，其蒸煮得率最高(86.28%左右),冷藏5和7 d后降至78.46%。因為肌肉在冷藏過程中，細(xì)胞仍會發(fā)生代謝活動產(chǎn)生能耗,在細(xì)胞內(nèi)酶和部分微生物的作用下,發(fā)生脂肪氧化和蛋白質(zhì)水解,肌肉的組織結(jié)構(gòu)遭到破壞,造成水分流失和持水力下降,導(dǎo)致肉糜的蒸煮得率降低和保水性下降[14]。Lund等[15]研究表明:冷藏期間冷卻肉蒸煮得率的改變與pH的變化相關(guān)。當(dāng)pH下降時,蛋白質(zhì)正電荷被中和,降低分子間電荷斥力,蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)收縮,內(nèi)部多余水分被擠出,致使蒸煮得率降低;當(dāng)pH升高時,正電荷增加,分子間電荷斥力也隨之增加,蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)松散狀態(tài),空間結(jié)構(gòu)增大,容納更多水分,蒸煮得率增加,保水性提高。

圖2 冷藏不同時間對生豬肉糜蒸煮得率的影響Fig.2 Effect of different cold storage time on the cooking yield of raw pork batters

2.3 豬肉糜色澤的變化分析

如表1所示,隨著冷藏時間的延長,L*值在第5 d顯著下降(p<0.05),至第7 d時，差異不顯著(p>0.05),a*值先升高后降低,b*值差異不顯著(p>0.05)。Ding等[16]發(fā)現(xiàn)豬肉在冷藏初期,肌肉水分含量較高,蛋白質(zhì)還未變性或者變性程度低,組織結(jié)構(gòu)較完整,保水性較好。隨著冷藏時間的增加,蛋白質(zhì)開始變性,破壞組織結(jié)構(gòu),形成的豬肉糜凝膠保水性降低,L*值降低,這與蒸煮得率的結(jié)果一致(圖2)。許多文獻(xiàn)報道了，肌紅蛋白與氧氣結(jié)合生成氧合肌紅蛋白,氧合肌紅蛋白為鮮紅色[17-18]。延長冷藏時間,pH升高抑制了氧合肌紅蛋白生成,暗褐色的高鐵肌紅蛋白生成速率增大影響豬肉糜凝膠的a*值[19]。

表1 冷藏不同時間對熟豬肉糜色澤的影響Table 1 Effect of different cold storage time on the color of cooked pork batters

2.4 質(zhì)構(gòu)分析

由表2可知,冷藏時間對熟豬肉糜的硬度、彈性、內(nèi)聚性和咀嚼性影響顯著。隨著冷藏時間的增加,硬度、彈性、內(nèi)聚性和咀嚼性顯著下降(p<0.05),但冷藏5 d后，差異不顯著(p>0.05)。冷藏第0～3 d時,由于微生物和酶的分解作用,肌肉組織變的松散,導(dǎo)致熟豬肉糜的硬度、彈性、內(nèi)聚性和咀嚼性降低[20]。冷藏第3～5 d時,由于pH降低,造成熟豬肉糜質(zhì)構(gòu)下降。隨著冷藏時間的延長(5～7 d),水分過度流失,肌肉纖維開始緊縮,降低肌原纖維蛋白的溶解和溶出量,造成凝膠結(jié)構(gòu)劣變[21-22]。

表2 冷藏不同時間對熟豬肉糜質(zhì)構(gòu)的影響Table 2 Effect of different cold storage time on the texture of cooked pork batters

2.5 豬肉糜的流變性分析

在豬肉糜的熱動態(tài)流變性測定中,G′的大小能夠反映豬肉糜凝膠強(qiáng)度及硬度的大小,G′越大,表明形成的凝膠硬度越大,凝膠結(jié)構(gòu)越好[23-24]。由圖3可知,4 ℃冷藏0、1、3、5和7 d的豬肉糜，其G′的流變曲線變化趨勢相似,且都呈現(xiàn)出三個階段。在20～53 ℃時，G′值基本保持平穩(wěn),因為加熱初始，蛋白質(zhì)分子之間剛開始交聯(lián),形成的凝膠結(jié)構(gòu)相對較弱,G′值變化不明顯;隨著溫度升高,肌球蛋白尾部發(fā)生變性,破壞已形成的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),G′在54～58 ℃之間緩慢下降[25-27];58 ℃以后,G′值快速增加,一直到80 ℃,在此階段,由于蛋白質(zhì)的聚集和凝膠的形成,半溶膠受熱轉(zhuǎn)變?yōu)閺椥阅z體,表明豬肉糜從一個具有粘彈性的溶膠狀態(tài)向彈性的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變[28-29]。在72 ℃時，0、1和3 d的G′值差異不顯著(p>0.05),72～90 ℃,0和1 d的G′值最大,第7 d的G′值最小,這與質(zhì)構(gòu)的結(jié)果一致。

圖3 冷藏不同時間對生豬肉糜儲能模量(G′,kPa)的影響Fig.3 Effect of different cold storage time on the dynamic storage modulus(G′,kPa)of raw pork batters

3 結(jié)論

隨著冷藏時間的延長,冷卻豬肉糜的pH、色澤、蒸煮得率、質(zhì)構(gòu)和流變性差異顯著(p<0.05)。與0和1 d相比,冷藏3 d豬肉糜的pH顯著升高,L*值、蒸煮得率和72 ℃時的G′均不存在顯著性差異(p>0.05),硬度、彈性、內(nèi)聚性和咀嚼性在冷藏0和1 d時最好。冷藏5和7 d時,蒸煮得率下降5%,熟豬肉糜的L*值、質(zhì)構(gòu)和72 ℃時的G′顯著降低。綜上所述,冷卻肉在進(jìn)行凝膠肉糜制品加工時，應(yīng)減少冷藏時間,在冷藏3 d后，凝膠性能大幅下降。