雞肉松真空冷卻工藝優(yōu)化

王 碩，陳永旺，黃思佳，陳益鵬，黃繼超，陳坤杰

(1.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，江蘇 南京210031； 2.東臺(tái)市益鵬肉制品廠，江蘇 東臺(tái)224000)

0 引言

隨著我國(guó)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的建設(shè)，肉及肉制品的消費(fèi)不斷增加，消費(fèi)者對(duì)食品營(yíng)養(yǎng)和飲食健康也愈加關(guān)注。肉松具有蛋白質(zhì)含量高、脂肪含量低、易于吸收且口感獨(dú)特等特點(diǎn)，深受廣大消費(fèi)者歡迎[1]。我國(guó)肉松產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，距今已有百年歷史。目前，將傳統(tǒng)肉松的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)與現(xiàn)代先進(jìn)的加工技術(shù)、機(jī)械設(shè)備等相結(jié)合，生產(chǎn)出了多種多樣的肉松產(chǎn)品，這也成為現(xiàn)代肉松產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要方向。

肉松加工要經(jīng)過焯水—煮制—打松—炒松—烘干—冷卻—包裝等主要環(huán)節(jié)。其中，冷卻是決定肉松成品品質(zhì)的關(guān)鍵一環(huán)。這是因?yàn)?，?jīng)過炒松烘干后的肉松溫度高達(dá)70～80 ℃，如果不能快速將肉松溫度降到較低溫度，肉松長(zhǎng)時(shí)間暴露在較高溫度狀態(tài)下，會(huì)對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)和食品安全產(chǎn)生嚴(yán)重影響。科學(xué)研究證明，在41～46 ℃的條件下，肉類產(chǎn)品中的病原性微生物會(huì)快速繁殖并產(chǎn)生毒素，食用后對(duì)人體造成重大危害。目前，我國(guó)大多數(shù)肉松生產(chǎn)企業(yè)都是采用常溫自然冷卻方式對(duì)烘干后的肉松進(jìn)行冷卻[2]。該方式冷卻時(shí)間較長(zhǎng)，根據(jù)環(huán)境溫度的不同，通常需要3～8 h的冷卻時(shí)間。由于肉松長(zhǎng)時(shí)間處在較高溫度區(qū)間，不僅品質(zhì)嚴(yán)重下降，而且引起微生物大量繁殖。因此，冷卻技術(shù)落后、快速冷卻手段不足，已成為制約我國(guó)當(dāng)前肉松品質(zhì)提高和安全生產(chǎn)的主要因素。

真空冷卻通過降低環(huán)境壓力，使產(chǎn)品表面和內(nèi)部的水分同時(shí)快速蒸發(fā)，大量吸收產(chǎn)品熱量使產(chǎn)品降溫，具有冷卻速度快、縮短產(chǎn)品處理時(shí)間、提高生產(chǎn)能力、減少能源消耗和最大限度地降低熟肉微生物生長(zhǎng)風(fēng)險(xiǎn)等優(yōu)點(diǎn)，已在農(nóng)產(chǎn)品加工中獲得廣泛的研究與應(yīng)用。SUN Dawen等[3]通過試驗(yàn)證實(shí)，使用真空冷卻技術(shù)使豬肉(約6 kg)內(nèi)部溫度從70 ℃降低到4 ℃，耗費(fèi)的冷卻時(shí)間<120 min，而采用通風(fēng)冷卻、自然冷卻和冷水冷卻方式耗費(fèi)的冷卻時(shí)間分別為565、855和855 min。JAMES A等[4]通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，采用真空冷卻的方式，把一大塊的火腿肉由70 ℃降低至10 ℃需要大約0.5 h的時(shí)間，在相同的外界環(huán)境下，使用冷風(fēng)介質(zhì)所花費(fèi)的時(shí)間長(zhǎng)達(dá)10 h。RENNIE T J等[5]將真空冷卻這一方法用于生菜，研究了真空冷卻過程中冷卻速率的變化與產(chǎn)品最終重量之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)那些具有較多水分的水果蔬菜，在真空冷卻后，不僅重量會(huì)有變化，其結(jié)構(gòu)也有著某些改變。HOUSKA M等[6]研究了在不同的真空壓力下，將生菜冷卻到相同溫度所需要的時(shí)間，結(jié)論是在壓力值分別為700和1 500 Pa的時(shí)候，后者冷卻至相同溫度所耗費(fèi)的時(shí)間是前者的13倍。ATKINS M D等[7]以蘑菇為研究對(duì)象，發(fā)現(xiàn)采用真空冷卻，蘑菇最終達(dá)到目標(biāo)終止溫度的速率比其他的各種冷卻方法都要高出了很多倍。SUN Qingling等[8]對(duì)采用真空冷卻時(shí)怎么控制百合花水分的散失做了相關(guān)試驗(yàn)，最終得出結(jié)論，當(dāng)對(duì)百合花進(jìn)行噴灑水分之后再實(shí)施真空冷卻時(shí)，會(huì)減少百合花的水分散失，并且可以冷卻到更低的溫度。

盡管真空冷卻工藝的研究已經(jīng)取得了許多成果，也在食品加工行業(yè)中有了一定的應(yīng)用，但在肉松冷卻加工領(lǐng)域中，真空冷卻的研究仍處空白，并未有真空冷卻工藝的應(yīng)用。本文針對(duì)目前肉松冷卻加工中存在的冷卻速率低、冷卻時(shí)間長(zhǎng)、產(chǎn)品微生物超標(biāo)及品質(zhì)下降等問題，對(duì)肉松的真空冷卻工藝進(jìn)行研究探索，通過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)，研究初始含水率、終止溫度、環(huán)境溫度對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量損失率的影響，以產(chǎn)品質(zhì)量損失率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，確定肉松真空冷卻加工的最佳工藝參數(shù)，并分析比較真空冷卻和自然冷卻兩種冷卻方式對(duì)肉松感官品質(zhì)、菌落總數(shù)、營(yíng)養(yǎng)成分與色差變化等的影響，為研究開發(fā)肉松真空冷卻工藝提供理論和技術(shù)依據(jù)。

1 真空冷卻工藝

1.1 材料和方法

1.1.1試驗(yàn)材料及試劑

在當(dāng)?shù)靥K果超市，采購(gòu)冷凍雞胸肉，帶回實(shí)驗(yàn)室置于-18 ℃下冷凍備用。試驗(yàn)采用的試劑如表1所示。

表1 試驗(yàn)試劑

1.1.2試驗(yàn)儀器與設(shè)備

試驗(yàn)所采用的儀器設(shè)備如表2所示。

表2 試驗(yàn)儀器

1.1.3真空冷卻試驗(yàn)設(shè)計(jì)

將冷凍雞胸肉在常溫下自然解凍，按照傳統(tǒng)的肉松加工工藝，依次經(jīng)過預(yù)處理、鹵制、拉絲、炒松和烘干后，制成含水率分別為15%、17%、19%和21%的肉松產(chǎn)品，每個(gè)含水率的產(chǎn)品選取3份，放進(jìn)冷卻設(shè)備中。在真空冷卻機(jī)上，設(shè)定冷卻終止溫度分別為15、20、25和30 ℃，真空壓強(qiáng)為0.001 kPa，分別在1、10、20和30 ℃環(huán)境溫度下對(duì)樣本進(jìn)行冷卻處理，當(dāng)樣本冷卻至設(shè)定溫度時(shí)，將樣品取出進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)定，考察這些因素對(duì)肉松冷卻后質(zhì)量損失，以及微生物數(shù)量、感官和色澤指標(biāo)的影響。按照上述試驗(yàn)步驟，每個(gè)試驗(yàn)重復(fù)3次，取其平均值用來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。試驗(yàn)設(shè)計(jì)的因素水平如表3所示。

表3 試驗(yàn)因素及水平

1.1.4各參數(shù)指標(biāo)的測(cè)定

(1)含水率。

參照國(guó)標(biāo)GB/T 9695.15進(jìn)行肉松含水率的測(cè)定，每個(gè)樣本的含水率測(cè)量3次，取平均值。

(2)產(chǎn)品質(zhì)量損失率。

采用稱量法測(cè)定產(chǎn)品質(zhì)量，按照式(1)進(jìn)行質(zhì)量損失率W的計(jì)算。

(1)

式中W——在冷卻工藝處理過程中損失的固體肉松的質(zhì)量占產(chǎn)品總質(zhì)量的比例

m——冷卻工藝完成時(shí)肉松干基濕含量

me——肉松平衡干基濕含量

m0——肉松初始干基濕含量

M——冷卻工藝完成時(shí)肉松初始干基含水率

(3)感官評(píng)定。

根據(jù)國(guó)標(biāo)GB/T 16291.1—2012要求，對(duì)感官評(píng)價(jià)員進(jìn)行選拔與培訓(xùn)[9]。最終確定男士和女士各8人，按照ELORTONDO F J等[10]的研究方法組成感官描述評(píng)價(jià)小組。

感官描述分析，采用如表4所示的線性標(biāo)度作為評(píng)分標(biāo)尺，依據(jù)國(guó)標(biāo)GB/T 23968—2009規(guī)定的合格肉松應(yīng)滿足的感官要求進(jìn)行評(píng)分。

表4 標(biāo)度

(4)主要營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定。肉松中蔗糖含量的測(cè)定參考GB 5009.8—2008《食物中蔗糖的測(cè)定》進(jìn)行測(cè)定，肉松中總脂肪含量參考GB 5009.6—2016《食品中脂肪的測(cè)定》進(jìn)行測(cè)定，肉松中淀粉含量參考GB 5009.9—2008《食品中淀粉的測(cè)定》進(jìn)行測(cè)定，肉松中蛋白質(zhì)含量參考GB 5009.5—2016《食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》進(jìn)行測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 初始含水率對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量損失率的影響

在肉松真空冷卻試驗(yàn)中，設(shè)定環(huán)境溫度為10 ℃，使真空冷卻裝置的終止溫度均為20 ℃。將等量但初始含水率不同(15%、17%、19%和21%)的肉松分別使用真空冷卻裝置進(jìn)行肉松真空冷卻試驗(yàn)，結(jié)果如圖1所示。在終止溫度20 ℃不變的情況下，隨著初始含水率的增加，產(chǎn)品的質(zhì)量損失率逐漸增大，近似于線性變化。最小損失率為0.26%，最大損失率為0.38%，平均達(dá)到0.322 5%。這可能是因?yàn)槌跏己试礁?，冷卻時(shí)間相應(yīng)地越長(zhǎng)，冷卻至相同溫度下蒸發(fā)的水分越多，因此產(chǎn)品的質(zhì)量損失率越大。

圖1 初始含水率對(duì)肉松質(zhì)量損失率的影響

2.2 終止溫度對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量損失率的影響

在肉松真空冷卻過程中，在相同的環(huán)境溫度(10 ℃)下進(jìn)行冷卻試驗(yàn)，使真空冷卻機(jī)的終止溫度分別設(shè)置為15、20、25和30 ℃，將初始含水率均為17%的肉松分別放入真空冷卻裝置中進(jìn)行肉松真空冷卻試驗(yàn)，結(jié)果如圖2所示。

在肉松初始含水率不變的情況下，隨著所設(shè)定的終止溫度的逐漸提高，產(chǎn)品的質(zhì)量損失率先是急劇下降，然后逐步減小。當(dāng)終止溫度處于15～20 ℃范圍內(nèi)，產(chǎn)品的質(zhì)量損失率下降較大，達(dá)到1.22%；而當(dāng)終止溫度處于20～30 ℃范圍內(nèi)，產(chǎn)品的質(zhì)量損失率相對(duì)穩(wěn)定，變化幅度非常小。終止溫度為30 ℃時(shí)，產(chǎn)品質(zhì)量損失率最小。

世界各國(guó)為了爭(zhēng)奪石油資源而引發(fā)的沖突和戰(zhàn)爭(zhēng)層出不窮。若說(shuō)過去150年石油帶來(lái)的是流動(dòng)的黃金，不如說(shuō)過去150年石油帶給世界更多的是血和硝煙。然而，這并非是石油的錯(cuò)，瘋狂的是人心，是強(qiáng)權(quán)對(duì)世界的控制欲。

2.3 環(huán)境溫度對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量損失率的影響

如圖3所示，隨著環(huán)境溫度的逐漸提高，產(chǎn)品的質(zhì)量損失率緩慢增加。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是產(chǎn)品出鍋后的即時(shí)溫度是相同的，但是環(huán)境溫度不同，即產(chǎn)品與環(huán)境的溫度差是不同的，從而導(dǎo)致了產(chǎn)品與環(huán)境熱交換的不同強(qiáng)度。溫差越大，熱交換越強(qiáng)烈，出鍋后產(chǎn)品的溫度下降的越快；反之，環(huán)境溫度越高將會(huì)使出鍋后產(chǎn)品的溫度比環(huán)境溫度低時(shí)狀態(tài)更高。因此，隨著環(huán)境溫度的逐漸提高，產(chǎn)品的質(zhì)量損失率緩慢增加，但變化幅度不大。

2.4 工藝參數(shù)優(yōu)化

按照試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，依據(jù)L9(33)正交表，以產(chǎn)品質(zhì)量損失率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，進(jìn)行正交分析，結(jié)果如表5所示。

表5 正交試驗(yàn)結(jié)果

由表5可以看出，以質(zhì)量損失率最小作為評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，肉松真空冷卻處理操作的最佳工藝參數(shù)為初始含水率15%、終止溫度25 ℃、環(huán)境溫度30 ℃。方差分析結(jié)果顯示，各個(gè)因素對(duì)質(zhì)量損失率的影響程度為終止溫度>初始含水率>環(huán)境溫度，終止溫度對(duì)質(zhì)量損失率的影響最大。數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)：與終止溫度為15 ℃相比，終止溫度為25 ℃時(shí)，肉松的質(zhì)量損失率將顯著減少。綜合各評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行考慮，將肉松真空冷卻的最佳工藝參數(shù)確定為初始含水率15%、終止溫度25 ℃、環(huán)境溫度10 ℃。為了對(duì)肉松真空冷卻處理的最佳工藝參數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證，在此工藝參數(shù)下，重復(fù)進(jìn)行3次試驗(yàn)，此狀態(tài)時(shí)，肉松終止含水率為13.07%，質(zhì)量損失率為0.25%，與正交試驗(yàn)結(jié)果基本一致。

2.5 真空冷卻工藝對(duì)肉松感官評(píng)定結(jié)果的影響

感官評(píng)價(jià)小組對(duì)常規(guī)自然通風(fēng)冷卻和真空冷卻肉松進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，根據(jù)評(píng)定分析數(shù)據(jù)，繪制成雷達(dá)圖，結(jié)果如圖4所示。感官分?jǐn)?shù)越高，表示該感官特性越強(qiáng)；分?jǐn)?shù)越低，表示該感官特性越不足。

圖4 不同冷卻工藝加工的肉松定量描述分析評(píng)分變化

從圖4中可以看出，真空冷卻工藝生產(chǎn)的肉松，相比自然冷卻工藝所加工的肉松，大多數(shù)的定量描述選項(xiàng)的評(píng)分都較高，僅在甜香味和色澤的評(píng)分方面，略低于自然冷卻工藝所加工的肉松產(chǎn)品。這說(shuō)明真空冷卻工藝，不僅不會(huì)對(duì)肉松的感官品質(zhì)產(chǎn)生不利影響，甚至還能改善肉松的感官品質(zhì)。

2.6 真空冷卻工藝對(duì)肉松營(yíng)養(yǎng)成分的影響

對(duì)采用真空冷卻工藝生產(chǎn)的肉松和自然冷卻工藝所加工生產(chǎn)肉松的主要營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行測(cè)定分析，結(jié)果如表6所示。

表6 真空冷卻和自然冷卻工藝所加工肉松的營(yíng)養(yǎng)成分含量

從表6中可以直觀地看出，不同冷卻方式所生產(chǎn)肉松營(yíng)養(yǎng)成分含量基本相同，均滿足國(guó)標(biāo)相關(guān)規(guī)定：肉松的總脂肪含量<10 g/100 g，肉松的蛋白質(zhì)含量>32 g/100 g，肉松的淀粉含量<2 g/100 g，蔗糖含量<35 g/100 g的要求。

3 結(jié)論

(1)在終止溫度不變的情況下，隨著初始含水率的增加，產(chǎn)品的質(zhì)量損失率變大；初始含水率15%時(shí)，產(chǎn)品的質(zhì)量損失率最小。在肉松初始含水率不變的情況下，隨著真空冷卻機(jī)設(shè)置的終止溫度由15 ℃逐漸增加到30 ℃時(shí)，產(chǎn)品的質(zhì)量損失率逐步減小。

(2)以產(chǎn)品質(zhì)量損失率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，得到肉松真空冷卻的最佳工藝參數(shù)為環(huán)境溫度10 ℃、初始含水率15%、終止溫度25 ℃，此時(shí)產(chǎn)品的終止含水率達(dá)到13.07%，質(zhì)量損失率最小為0.25%。各因素對(duì)質(zhì)量損失率的影響程度為終止溫度>初始含水率>環(huán)境溫度，終止溫度對(duì)質(zhì)量損失率的影響最大。

(3)采用真空冷卻工藝生產(chǎn)的肉松產(chǎn)品，相較于采用自然冷卻工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品，在主要營(yíng)養(yǎng)成分上沒有什么變化，但在大多數(shù)的感官評(píng)價(jià)指標(biāo)上具有一定優(yōu)勢(shì)，表明采用真空冷卻工藝加工的肉松在感官品質(zhì)方面更優(yōu)。