木瓜蛋白酶處理條件下牛干巴新加工工藝的研究

穆建穩(wěn) 董 全 李洪軍

1.六盤水市鐘山區(qū)都市型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園區(qū)管理委員會 貴州六盤水 553000 2 .西南大學食品科學學院 重慶 400716

牛干巴是我國云貴地區(qū)回族人民傳統(tǒng)的牛肉腌臘制品，風味獨特，因其成品含水量少而質(zhì)感干硬，故名“牛干巴”，可在室溫下長期保藏，便于取食。民間傳統(tǒng)牛干巴的加工流程一般為：牛肉剔骨分割整理→腌制(18～21d)→堆碼擠壓→掛桿晾曬→風干→成品[1,2]。

近年來，作為民族風味食品的牛干巴得到了商品化的開發(fā)，但其根本上仍然是傳統(tǒng)工藝。因受不同年份，以及不同地理區(qū)域、自然環(huán)境、溫濕度的影響，造成了自然狀態(tài)下不僅難以全年常規(guī)化生產(chǎn)，而且產(chǎn)品質(zhì)量標準化難度大，存在著質(zhì)量標準不一、生產(chǎn)規(guī)模小、加工周期長、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、產(chǎn)率低、成本高等問題，生產(chǎn)工廠化、規(guī)范化、標準化程度還極其低下[3,4]。

本研究通過在傳統(tǒng)工藝中添加蛋白酶制劑，探討酶制劑在牛干巴加工中影響感官評價的主要因素，并在此基礎上提出新的加工工藝，目的在保持其特有風味的前提下，縮短腌漬時間，降低肉品腐敗變質(zhì)風險，解決生產(chǎn)難以標準化及工業(yè)化等問題。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

新鮮牛后腿肉、食鹽、蔗糖、香辛料，均由市場采購；

亞硝酸鈉、抗壞血酸，實驗室常備試劑，均為分析純；

木瓜蛋白酶(20×104u/g)，南寧龐博生物工程有限公司。

1.2 儀器與設備

電子分析天平，型號FA2004A，上海精天電子儀器廠；

臺式離心機，上海安亭科學儀器廠；

電熱鼓風干燥箱，型號101A-1，上海浦東榮豐科學儀器有限公司；

質(zhì)構(gòu)測定儀TA.XT2i，英國公司；

氨基酸分析儀L-8800，日本日立公司；

多功能食品粉碎機，上海賽康電器有限公司；

多功能紅外水分測定儀DHS16-A，上海精密科學儀器有限公司。

1.3 分析測定方法

1.3.1 剪切力的測定[5]

切取3cm厚樣品裝入食品專用蒸煮袋中，密封后置于75℃恒溫水浴鍋中加熱至設定溫度，取出冷卻后用剪切力專用取樣器取樣，用TA.XT2i質(zhì)構(gòu)測定儀測定剪切力值，取3次測定的平均值。

1.3.2 氨態(tài)氮的測定

甲醛滴定法[6]。

1.3.3 游離氨基酸的測定

氨基酸自動分析儀法。

稱取0.1g樣品，絞碎后加入4%磺基水楊酸5mL研磨0.5h，然后在低溫離心機中，以12 000r/min的轉(zhuǎn)速，離心10min。吸取上清液過濾后上機，用L-8800型全自動氨基酸分析儀測定樣品中的游離氨基酸。

分析條件如下。

L-8800型全自動氨基酸分析儀，4.6mm×60mm(#2622)陽離子交換樹脂柱；紫外可見光檢測器。

按要求配制標準分析用pH1～5洗脫溶液、茚三酮試劑和茚三酮緩沖溶液。泵1(洗脫溶液)，流速0.40mL/min；泵2(茚三酮及茚三酮緩沖液)，流速0.35mL/min；分離柱溫度70℃；反應柱溫度135℃；進樣體積20μL；定量方法EXT-STD。一個樣品分析周期53min。

1.4 試驗方法

1.4.1 工藝流程

新鮮牛肉切塊→稱重→涂搽腌制劑腌漬→晾掛→烘烤干燥→自然冷卻→包裝→成品。

1.4.2 腌制劑的確定

腌制劑由食鹽、亞硝酸鈉、抗壞血酸、蔗糖、香辛料組成。

食鹽是制作牛干巴的最重要配料，起到調(diào)味和防腐作用。亞硝酸鈉既有使肉色鮮紅的發(fā)色作用，亦可抑制肉毒桿菌生長?？箟难峥煽寡趸?、助發(fā)色，還可阻抗鹽腌制品亞硝酸鹽形成[7]。蔗糖能使咸味圓潤飽滿，口感軟嫩。

以色、香、味、觸作為感官評價的影響因素，將食鹽、亞硝酸鈉、蔗糖、抗壞血酸作L9(34)正交試驗設計[8]，因素水平見表1，感官評定標準見表2。

表1 腌制劑配比正交試驗因素水平表

表2 感官評分標準

1.4.3 酶在腌制過程中對牛肉變化的影響

用1.4.2試驗所得評分最高配比的腌制劑，在4℃小環(huán)境中腌漬20d，每2d取樣測定氨基酸態(tài)氮含量，同時測定剪切力值。

將木瓜蛋白酶按不同添加水平摻入用1.4.2的試驗所得最佳配比腌制劑中，4℃下腌漬7d，每24h取樣，測定氨基酸態(tài)氮含量及其變化。同時測定0.02%酶添加量腌漬的樣品的剪切力值。酶的添加量見表3。

表3 酶制劑添加量表

1.4.4 牛干巴新生產(chǎn)工藝的研究

用酶添加量、腌漬時間、干燥溫度作L9(34)正交設計。成品做感官評定，同時測定其剪切力值，根據(jù)感官評定選擇最優(yōu)的工藝參數(shù)。工藝參數(shù)見表4，感官評分標準[9,10]見表5。

表4 工藝參數(shù)因素水平表

表5 感官評分標準

2 結(jié)果與分析

2.1 腌制劑配方的確定

由5人評定小組對成品肉色、氣味、組織狀態(tài)、滋味進行打分，結(jié)果分析見表6。

表6 最佳腌制劑配方L9(34)正交試驗結(jié)果分析

由各因素的極差(R)可知，對感官評價的貢獻從大到小順序為：A>D>B>C，即食鹽>亞硝酸鈉>蔗糖>抗壞血酸。以此得到腌制劑的最佳配比是A2B3C1D2,即食鹽為原料肉重的4.5%、蔗糖為原料肉重1.0%、抗壞血酸為原料肉重0.005%、亞硝酸鈉為原料肉重0.01%。

2.2 加酶腌漬中剪切力值與游離氨基酸含量及其變化

感官質(zhì)量是肉制品質(zhì)量的重要組成部分。在符合衛(wèi)生安全標準要求的前提下，產(chǎn)品是否能給消費者帶來愉快的美食享受，是市場競爭力的首要條件。

2.2.1 酶對剪切力的效應

在1.4.3中以傳統(tǒng)方式(不添加木瓜蛋白酶)腌漬20d的剪切力值變化如圖1所示，加入木瓜蛋白酶后腌制7d的剪切力值變化如圖2所示。

圖1 牛干巴腌漬中剪切力值變化Fig. 1 The change of shear force value during the cured processing of dry-cured beef

圖2 木瓜蛋白酶在腌漬過程中對剪切力值的影響Fig. 2 The effect of Papain on the value of shear force during bloating processing

剪切力值可以反映出肉制品在咀嚼時給予口腔的綜合感受，在食用中既要賦予口腔有彈、軟、嫩的咀嚼感，又不能感覺粗老。從圖1可以看出，不加酶腌漬20d，樣品的剪切力值由6.20kg減小到3.91kg。而加酶后腌漬7d，樣品剪切力值由6.21kg減小到3.66kg以下(圖2)，下降程度更為劇烈。從表8剪切力的R(剪)值也顯示出酶的添加量及腌漬時間對成品剪切力值影響為顯著或極顯著。

2.2.2 酶對氨態(tài)氮的效應

如圖3和表7所示，在木瓜酶的作用下樣品的氨態(tài)氮含量不斷提高，趨勢隨酶添加量水平提高而增強，與無添加酶腌漬20d氨態(tài)氮含量相比，差異非常顯著，表明木瓜酶加入后加快了肉品中肌肉蛋白質(zhì)的降解。

圖3 木瓜蛋白酶在腌漬中對氨態(tài)氮含量的影響Fig. 3 The effect of Papain on the content of AN during the curing processing

表7 腌制期間氨基酸態(tài)氮含量變化表

2.3 牛干巴生產(chǎn)新工藝的研究

以工藝因素水平(表4)作L9(34)正交設計，按相應的感官評分標準(表5)對成品打分，分值最高的為最優(yōu)工藝參數(shù)。用TA.XT2i質(zhì)構(gòu)儀同時對成品作剪切力值測定。

2.3.1 添加木瓜蛋白酶后工藝參數(shù)的確定

工藝參數(shù)正交試驗結(jié)果見表8。

表8 木瓜蛋白酶L9(34)正交試驗結(jié)果

續(xù)表8

由表8試驗結(jié)果分析可知，酶的添加量、腌漬時間對感官評分影響極大，而對于給定的3個干燥溫度，則影響不顯著。當然，溫度過低或過高都不利于牛干巴的生產(chǎn)，過低的干燥溫度會促使腐敗微生物繁殖及提高酶的活性，易造成肉品腐敗和組織軟塌。適當提高干燥溫度可以減少干燥時間，然而過高的溫度會使肉品的外層形成一層干燥膜，使干燥過程變得困難。酶的添加量在原料肉重的0.02%與0.03%之間時分析結(jié)果顯示差異不顯著，但兩者與添加0.01%間差異顯著，說明增加添加量可以加快肉蛋白質(zhì)的降解進程，提高肉中呈味物質(zhì)含量，改善感官品質(zhì)。對于腌漬時間，與酶添加量相類似，超過5d后的差異不顯著，但它們與3d之間則差異達到極顯著水平。

從各影響因素的極差R得知，腌漬時間對感官品質(zhì)影響最大，其次為酶添加量，干燥溫度相對影響最小。腌漬時間對肉品影響最大，分析認為這是由于適宜的腌漬時間可以使腌制劑在肉內(nèi)的滲透更加充分和均衡，且促使酶對肌肉蛋白的分解以利于形成較好的組織狀態(tài)以及在腌制期內(nèi)形成較多的風味物質(zhì)。

剪切力值對成品的組織狀態(tài)及咀嚼性影響較大，表8所示的結(jié)果表明，酶的添加量及腌漬時間顯著影響了剪切力值。相比較而言，干燥后成品的剪切力值比腌漬剛結(jié)束時會提高很多，這是由于干燥過程使牛肉變得收縮和干硬，單位面積肌纖維數(shù)量增加所導致，但因在腌漬階段酶促進了牛肌纖維的降解，咬入度降低，呈現(xiàn)出咀嚼性與殘渣可接受性好的質(zhì)地特征。

由表8可以確定牛干巴加工新工藝的最佳工藝參數(shù)為0.03%木瓜蛋白酶、7d腌漬時間、55℃干燥溫度。

2.3.2 成品中游離氨基酸種類和含量變化

將表8中感官評價分值最高的成品進行游離氨基酸分析，將不加酶并經(jīng)過20d腌制的樣品作為對照，結(jié)果如表9。

表9 成品中的游離氨基酸含量分析表

由表9可以看出，添加木瓜蛋白酶后成品中各游離氨基酸的含量均有不同程度的提升，表明在加工過程中酶促進了牛肉中蛋白質(zhì)的降解，且效應明顯。牛肉肌肉蛋白質(zhì)降解產(chǎn)生的多肽以及纈氨酸、賴氨酸、谷氨酸等呈味離氨基酸賦予肉品獨特的滋味[11]。酶的添加使得成品中各種氨基酸的含量與對照相比有了大幅度的提高。纈氨酸、異亮氨酸、亮氨酸是許多醛類揮發(fā)性風味成分的前體物質(zhì)，含硫氨基酸-蛋氨酸與半胱氨酸是呋喃、吡嗪類等揮發(fā)性風味成分的前體物質(zhì)[12]，酶的加入明顯地影響了氨基酸的變化，進而影響到產(chǎn)品的感官質(zhì)量。

3 結(jié)論

在牛干巴生產(chǎn)加工過程中，通過添加蛋白酶制劑及控制合適的添加量，能夠改善產(chǎn)品的感官品質(zhì)。牛干巴加工新工藝的最佳工藝參數(shù)為：木瓜蛋白酶添加量0.03%、腌漬時間7d、干燥溫度55℃。此條件下，既能縮短加工時間，工藝參數(shù)易于控制，又有利于標準化生產(chǎn)，以及產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定。