超聲輔助腌制對鹵鴨制品品質(zhì)的影響及工藝優(yōu)化

趙青青，滿子意，谷河馨，吳祥庭，2

（1.溫州大學(xué)生命與環(huán)境學(xué)院，浙江溫州 325027；2.溫州大學(xué)蒼南研究院，浙江溫州 325800）

鴨肉因蛋白質(zhì)含量高，脂肪酸熔點低，富含維B、C 和煙酸，滋補易消化等優(yōu)點而成為美味佳肴[1]，并且通過腌制可提高其嫩度、質(zhì)構(gòu)和保水性，但傳統(tǒng)腌制存在生產(chǎn)設(shè)備落后、能耗大、時間長、出品率低、產(chǎn)品風(fēng)味不穩(wěn)定等問題，所以把已廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、化工和食品等行業(yè)的超聲波應(yīng)用于腌制肉制品中，由于超聲波具有高效、安全、無化學(xué)殘留、運行成本低等特性，能激活液體中的氣泡（或空穴）產(chǎn)生熱效應(yīng)、機械效應(yīng)和空化效應(yīng)[2]而破壞肉組織結(jié)構(gòu)，利用極強的穿透力在不損害肉品質(zhì)前提下使介質(zhì)中的醬鹵汁快速滲透到肌肉中而提高腌制效率，肌肉中肌漿網(wǎng)釋放出的Ca2+也能快速誘導(dǎo)鈣蛋白酶降解而起到嫩化作用，改善肉制品質(zhì)構(gòu)嫩度[3-4]和保水性[5]。例如，Chang H 等人[6]研究發(fā)現(xiàn)，超聲處理肉制品可降低硬度和剪切力而改善肉嫩度；Zhang Z 等人[7]研究發(fā)現(xiàn)，超聲對肉制品處理后有增強保水性的作用，超聲也能促使食鹽更快地滲透到肉制品中而縮短腌制時間[8]；Inguglia E S 等人[9]利用超聲對低鈉禽肉進行處理，可顯著縮短腌料滲入肌肉時間；Mcdonnell C K 等人[10]和 Krasulya O 等人[11]對超聲輔助腌制雞胸肉有利于鹽水?dāng)U散到肉組織而顯著改善腌制效果。目前，通過超聲改善牛肉[12]、豬肉[13]、雞肉[14]、鵝肉[15]等品質(zhì)有一些研究，對于醬鹵鴨肉腌制通過超聲輔助提高中藥汁滲透未見報道，雖然超聲波應(yīng)用到腌制肉制品中有眾多優(yōu)點，但也存在一些問題，如過強的超聲處理（超聲功率過高、時間過長） 會導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性、肉制品保水性降低[16]，過低強度和過短時間的超聲處理又無法滿足腌制要求[7]，所以要選擇合適的超聲功率、溫度和時間，才能發(fā)揮超聲對肉制品的改善作用。研究表明，超聲波對肉類色澤影響不大[17-18]，所以試驗通過不同的超聲條件對醬鹵鴨肉制品的嫩度、保水性和質(zhì)構(gòu)的影響，利用響應(yīng)面法得到最佳條件，為超聲波輔助腌制醬鹵制品技術(shù)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 材料

鴨腿（冷凍品），溫州香仔食品有限公司提供；羅漢果、當(dāng)歸、八角、橘皮、孜然、香葉、小茴香、肉桂、砂仁、花椒、白芷、丁香、甘草、肉蔻等，溫州市慶元堂藥品零售有限公司提供。

1.1.2 設(shè)備

TMS-PRO 型質(zhì)構(gòu)儀，美國 FTC 公司產(chǎn)品；B2512DT 型超聲波清洗機，寧波恒科超聲波設(shè)備有限公司產(chǎn)品；BS-223S 型電子天平，北京賽多利斯儀器系統(tǒng)公司產(chǎn)品；BXM-30R 型高壓蒸汽滅菌鍋，上海博迅醫(yī)療生物儀器股份有限公司產(chǎn)品；HH-S 型數(shù)顯水浴鍋，蘇州市國飛實驗室儀器有限公司產(chǎn)品；DZQ400/2D 型多功能真空包裝機，上海錦屏儀器儀表有限公司產(chǎn)品。

1.2 試驗方法

1.2.1 工藝流程

配制鹽鹵→腌制鴨腿→制中藥汁→超聲鹵制→出鍋包裝。

（1） 配制鹽鹵?？刂汽}水比為10∶7，煮沸成飽和溶液（新鹵）；使用后的新鹵，經(jīng)多次加大蔥、生姜（每1 kg 食鹽鹵加2 g 大蔥、3 g 生姜） 即成老鹵。

（2） 腌制鴨腿。將鴨腿放入鹽鹵中腌制0.5 h。

（3） 制中藥汁。①中藥包（10 g） 配方：羅漢果0.8 g，當(dāng)歸0.5 g，八角1.0 g，橘皮1.0 g，孜然0.5 g，香葉1.0 g，小茴香0.6 g，肉桂0.5 g，砂仁0.5 g，花椒1.0 g，白芷1.0 g，丁香0.6 g，甘草0.5 g，肉蔻0.5 g；②先將中藥包在涼水中浸泡20 min，再用大火煮沸后小火煮30 min，即得中藥汁。

（4） 超聲鹵制。將鹽鹵好的鴨腿撈出，加入中藥汁后放入超聲清洗機中。超聲完畢后放入鍋中，加入適量料酒（5%）、醬油（1%）、白砂糖（2%）、味精（2%），熬煮至熟。

（5） 出鍋包裝。熟制的鴨腿出鍋瀝水后進行真空包裝。

1.2.2 單因素試驗設(shè)計

考慮到超聲肉制品品質(zhì)影響因素主要為超聲功率、溫度和時間[4-5]，腌制之味主要取決于腌制調(diào)料[19]，結(jié)合預(yù)試驗后固定超聲功率200 W，超聲溫度65 ℃，超聲時間30 min 和中藥汁質(zhì)量濃度0.06 g/mL（取中藥包，加不同體積的水浸泡熬煮后得到不同質(zhì)量濃度的中藥汁），以鴨腿肉的感官品質(zhì)和剪切力為評價指標(biāo)，分別探究了超聲功率（180，200，220，240，260 W）、超聲溫度 （60，65，70，75，80 ℃）、超聲時間 （25，30，35，40，45 min）、中藥汁質(zhì)量濃度 （0.05，0.06，0.07，0.08，0.09 g/mL）4 個因素對鴨腿肉品質(zhì)的影響。

1.2.3 響應(yīng)面試驗設(shè)計

結(jié)合單因素試驗的結(jié)果，選取超聲功率（A）、超聲溫度（B）、超聲時間（C） 和中藥汁質(zhì)量濃度（D） 為考查因素，由于鴨腿肉的剪切力代表了嫩度，主要反映了鴨腿肉的品質(zhì)，所以以鴨腿的剪切力（R） 作為評價指標(biāo)，進行四因素三水平響應(yīng)面優(yōu)化試驗。

響應(yīng)面法組合試驗設(shè)計見表1。

表1 響應(yīng)面法組合試驗設(shè)計

1.2.4 超聲腌制和傳統(tǒng)腌制的比較

以超聲輔助腌制的溫度、時間、中藥汁質(zhì)量濃度作為傳統(tǒng)腌制的條件進行對比試驗，測定鴨腿肉的硬度、彈性、咀嚼度、黏性和保水性。

1.2.5 指標(biāo)及測定方法

（1） 質(zhì)構(gòu)測定。參照Li Z 等人[20]方法并稍作修改。取2 cm×1 cm×1 cm 的鴨腿肉，質(zhì)構(gòu)儀參數(shù)：P 0.5 圓柱形探頭；測試前、中、后探頭速率分別為1.0，1.5，1.0 mm/min，觸發(fā)力5.0 g，壓縮比75%；2 個壓縮周間隔為5 s，測鴨腿肉的硬度、彈性、黏性和咀嚼度；取2 cm×1 cm×0.5 cm 的鴨腿肉，剪切力質(zhì)構(gòu)儀參數(shù)：HDP/BS 型燕尾刀，測試前、中、后速率分別為10，2，10 mm/s，測定距離為10 mm，測定時確保剪切刀前進方向與順肌纖維方向垂直，所有樣品各測定6 組平行，取平均值并計算標(biāo)準(zhǔn)方差。

（2） 保水性的測定。保水性的測定參考Karakaya M 等人[21]的方法并稍加改動，取待測樣品稱質(zhì)量，加10 mL 蒸餾水于100 mL 離心管中，于4 ℃下以轉(zhuǎn)速10 000 r/min 離心10 min，取出后用濾紙吸干表面水分，再次稱質(zhì)量得m1，測定6 次后取平均值。

式中：m0——樣品質(zhì)量，g；

m1——離心后樣品的質(zhì)量，g。

（3） 感官品質(zhì)的測定。

鴨腿肉感官品質(zhì)評分標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 鴨腿肉感官品質(zhì)評分標(biāo)準(zhǔn)

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用Design Expert V8 軟件對試驗結(jié)果進行響應(yīng)面分析，采用SPSS 17.0 軟件對結(jié)果進行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗結(jié)果及分析

2.1.1 超聲功率對鴨腿肉感官品質(zhì)與剪切力的影響

超聲功率對感官評分和剪切力的影響見圖1。

由圖1 可知，超聲功率低于200 W 時，鴨腿肉的感官品質(zhì)隨功率升高而增強，原因是超聲功率的升高使超聲機械效應(yīng)作用破壞肌原纖維結(jié)構(gòu)增強，從而促進肌原纖維蛋白的溶解，最終形成精密的蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)增多，保水性增強，鴨肉的嫩度、品質(zhì)風(fēng)味變好，感官評分增大，但是過高的功率會引起肌紅蛋白相對減少，進而導(dǎo)致肉的色澤變暗，使感官分值又會下降；超聲功率低于200 W 時，鴨腿肉剪切力隨功率升高而逐漸減少，主要是高功率使肌原纖維斷裂，降低了鴨腿肉剪切力，超聲功率高于200 W 時，鴨腿肉剪切力隨功率升高而增大，主要是過高的功率使肌肉中的水分滲出過多，保水性下降，剪切力增大[4]。綜上所述，鴨腿肉的最佳超聲功率為200 W。

圖1 超聲功率對感官評分和剪切力的影響

2.1.2 超聲溫度對鴨腿肉感官品質(zhì)與剪切力的影響超聲溫度對感官評分和剪切力的影響見圖2。

圖2 超聲溫度對感官評分和剪切力的影響

由圖2 可知，超聲溫度低于75 ℃時，鴨腿肉的感官品質(zhì)隨溫度升高而增強，原因是溫度的升高使機械熱效應(yīng)增強，中藥汁滲入蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)增多，鴨肉品質(zhì)風(fēng)味變好，感官分值增大，但是過高的溫度會使蛋白質(zhì)變硬、持水力下降，感官評分又會下降；超聲溫度低于75 ℃時，鴨腿肉剪切力隨溫度升高而逐漸減少，主要是熱效應(yīng)破壞了肌原纖維完整性，降低了鴨腿肉剪切力，超聲溫度高于75 ℃時，鴨腿肉剪切力隨溫度升高而增大；主要是過高的溫度使肌肉蛋白質(zhì)變硬、保水性下降、剪切力增大[22]。綜上所述，鴨腿的最佳超聲溫度為75 ℃。

2.1.3 超聲時間對鴨腿肉感官品質(zhì)和剪切力的影響

超聲時間對感官評分和剪切力的影響見圖3。

由圖3 可知，超聲時間低于40 min 時，鴨腿肉的感官品質(zhì)隨時間延長而增強，原因是時間的延長使被破壞變細的肌原纖維結(jié)構(gòu)增多，提高肉制品保水性，品質(zhì)風(fēng)味變好，感官分值增大，但是過多的時間會使蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變結(jié)實、持水力下降，感官分值又會下降；超聲時間低于40 min 時，鴨腿肉剪切力隨溫度升高而逐漸減少，主要是隨著超聲時間的延長縮短了肌肉的纖維直徑，從而降低了剪切力值；超聲時間大于40 min 時，鴨腿肉剪切力隨時間延長而增大，主要是過長時間使肌肉中水分達到飽和，肌肉組織老化而使剪切力增大[2，4]。綜上所述，鴨腿的最佳超聲時間為40 min。

圖3 超聲時間對感官評分和剪切力的影響

2.1.4 中藥汁質(zhì)量濃度對鴨腿肉感官品質(zhì)和剪切力的影響

中藥汁質(zhì)量濃度對感官評分和剪切力的影響見圖4。

圖4 中藥汁質(zhì)量濃度對感官評分和剪切力的影響

由圖4 可知，中藥汁質(zhì)量濃度為0.05~0.09 g/mL時，隨著質(zhì)量濃度的增大，鴨腿肉的感官品質(zhì)增強，總的效果影響不大，主要是高質(zhì)量濃度中藥汁產(chǎn)生的高滲透壓使鴨腿肉內(nèi)外的滲透壓差增大，使感官分值增大，由于在一定中藥汁質(zhì)量濃度內(nèi)都能達到滲透平衡，所以對感官評分影響不大；剪切力隨中藥汁質(zhì)量濃度的增加而先增加后減小，但是波動不大，所測質(zhì)量濃度范圍內(nèi)剪切力為22.41~24.81 N，當(dāng)中藥汁質(zhì)量濃度為0.05 g/mL 時剪切力為最小值，可能是因為超聲腌制液中中藥汁質(zhì)量濃度的大小對超聲波能破壞鴨肉肌纖維結(jié)構(gòu)的作用促進效果不大[19]?？紤]到中藥質(zhì)量濃度為0.06 g/mL 時已經(jīng)達到感官要求，再增加質(zhì)量濃度會增加成本，所以取鴨腿的最佳中藥汁質(zhì)量濃度為0.06 g/mL。

2.2 響應(yīng)面法結(jié)果及分析

2.2.1 回歸模型的建立及顯著性檢驗

響應(yīng)面試驗結(jié)果見表3，剪切力回歸方程方差分析見表4。

表3 響應(yīng)面試驗結(jié)果

表4 剪切力回歸方程方差分析

建立回歸模型方程：

由表4 可知，模型的p=0.000 6<0.001，說明此回歸模型顯著性極高，回歸系數(shù)R2=0.898 6，表明模型的擬合度較好。此外，由上表分析各因素的顯著性可得，4 個因素對鴨腿肉剪切力的影響程度依次為超聲溫度（B） >超聲功率（A） >超聲時間（C） >中藥汁質(zhì)量濃度（D），同時AD 與BC 的p<0.05，說明超聲功率與時間、超聲溫度和時間有較大的交互作用。

2.2.2 響應(yīng)面圖及分析

剪切力響應(yīng)面圖見圖5。

圖5 剪切力響應(yīng)面圖

根據(jù)響應(yīng)曲面的陡峭程度可判斷兩因素間交互作用的強弱，如果所形成的響應(yīng)曲面陡峭，則說明2個因素間的交互作用強；而響應(yīng)曲面平緩，則說明其交互作用弱[23]，圖 5 （a）、 （b）、 （c） 顯示，響應(yīng)面沿B 因素軸的斜率明顯大于A、C、D 因素軸，表明超聲溫度對剪切力的影響大于其他因素；由響應(yīng)面在水平方向上的投影（等高線） 可見，超聲功率與中藥汁濃度之間的交互作用最強，其次為超聲溫度與超聲時間、超聲溫度與中藥汁濃度、超聲時間與中藥汁濃度、超聲功率與超聲溫度；超聲功率與超聲時間的交互作用最弱，這一結(jié)論與上表中剪切力回歸方程方差分析的顯著性檢驗結(jié)果一致。

2.3 響應(yīng)面試驗最優(yōu)工藝及其驗證

通過Design Expert V8 軟件所得的最佳條件為超聲功率199.58 W，超聲溫度71.89 ℃，超聲時間28.46 min，中藥汁質(zhì)量濃度0.05 g/mL，此時預(yù)測剪切力為17.23 N；根據(jù)實際情況取值超聲功率200 W，超聲溫度72 ℃，超聲時間29 min，中藥汁最佳質(zhì)量濃度0.05 g/mL，平行做5 次驗證試驗，鴨腿肉剪切力為17.95 N，實際所得值與理論預(yù)測值的相對誤差為4.18%，由此可見該工藝條件的可靠性較高。

2.4 超聲腌制和傳統(tǒng)腌制的比較

在超聲功率200 W，超聲溫度72 ℃，超聲時間29 min，中藥汁質(zhì)量濃度0.05 g/mL 條件下超聲腌制與傳統(tǒng)腌制進行比較。

超聲腌制和傳統(tǒng)腌制的產(chǎn)品品質(zhì)指標(biāo)比較見表5。

表5 超聲腌制和傳統(tǒng)腌制的產(chǎn)品品質(zhì)指標(biāo)比較

超聲輔助腌制的硬度、彈性、黏性明顯比傳統(tǒng)腌制要低（p<0.05），而硬度值越低，肉嫩度越高[4]。這與剪切力值低肉嫩度越高的結(jié)果相一致；肉彈性反映內(nèi)部網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)抵抗外力大小，彈性值小咀嚼口感好[24]；黏性反映咀嚼時抵抗受損并保持完整的能力，黏性值高反映了在咀嚼時黏聚性低，會有肉質(zhì)松散缺乏細膩感而影響口感；超聲輔助腌制的咀嚼度和保水性遠高于傳統(tǒng)腌制（p<0.05），咀嚼度高反映咀嚼到可吞咽時所做功較大，嚼勁和口感較好，保水性好能保證產(chǎn)品不會發(fā)干且蒸煮率高[25]。

3 結(jié)論

（1） 通過單因素試驗和響應(yīng)面分析試驗，得到鴨腿肉的最佳超聲腌制工藝參數(shù)為超聲功率200 W，超聲溫度72 ℃，超聲時間29 min，中藥汁質(zhì)量濃度0.05 g/mL。在此條件下，通過模型預(yù)測制得鴨腿肉的感官品質(zhì)評分為9.17 分，剪切力為19.12 N，其中鴨腿肉剪切力實際所得值與理論預(yù)測值的相對誤差為4.18%，表明此模型的吻合度很高。

（2） 據(jù)響應(yīng)面試驗結(jié)果，各因素對于其剪切力的影響順序為超聲溫度>超聲功率>超聲時間>中藥汁質(zhì)量濃度，同時超聲功率與時間、超聲溫度和時間有較大的交互作用。

（3） 通過質(zhì)構(gòu)測定分析，超聲腌制的鴨腿肉剪切力、硬度、彈性、咀嚼性、黏性和保水性顯著高于傳統(tǒng)腌制（p<0.05）；這些數(shù)值與感官指標(biāo)相一致。