真空和熱風(fēng)干燥對豬肉干品質(zhì)的影響

劉玉，王書賢，袁一博，郭瑞明，胡秋華，袁昕彤，康壯麗，馬漢軍，趙圣明

(河南科技學(xué)院 食品學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453003)

豬肉干是以豬肉為原料，添加食鹽、香辛料等輔料，經(jīng)修整、軟化、烹飪、烘烤、冷卻等步驟，加工制成的即食產(chǎn)品。其富含蛋白質(zhì)、維生素和礦物質(zhì)，可為人體提供豐富的營養(yǎng)成分[1-2]。豬肉干中還含有血紅蛋白，可以改善造血能力，利于缺鐵性貧血的預(yù)防[3]。隨著社會和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，生活節(jié)奏加快，消費(fèi)者的消費(fèi)理念也隨之發(fā)生變化，具有多種營養(yǎng)和風(fēng)味、攜帶方便、貯藏期長的豬肉干制品深受廣大消費(fèi)者的青睞[4-5]。

干燥是肉干生產(chǎn)的重要工藝，可以降低產(chǎn)品內(nèi)部水分含量，減少生化反應(yīng)的發(fā)生并延長保質(zhì)期[6]。傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝常采用熱風(fēng)干燥，熱風(fēng)干燥是以熱空氣作為干燥介質(zhì)，以對流循環(huán)的方式對樣品進(jìn)行濕熱交換[7-8]，可以減少空氣中微生物對肉干制品的污染，但傳熱效率低，內(nèi)外干燥不均勻，且易發(fā)生非酶褐變，使產(chǎn)品色澤暗淡。真空干燥是一種現(xiàn)代新型干燥方式，其原理是同時進(jìn)行抽真空和加熱，加快水分蒸發(fā)，縮短干燥時間[9-10]。目前真空干燥法的應(yīng)用多集中在果蔬干燥方面，在豬肉干中的應(yīng)用較少。本文分別采用真空干燥和熱風(fēng)干燥對豬肉進(jìn)行干燥，測定不同干燥方式下豬肉干水分含量、色澤、剪切力、質(zhì)構(gòu)和感官評定等指標(biāo)，分析不同干燥條件對豬肉干品質(zhì)特性的影響，為豬肉干的生產(chǎn)加工提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料

豬里脊肉：購于河南省新鄉(xiāng)市洪門市場；食鹽、草果、桂皮等香辛料：購于河南省新鄉(xiāng)市世紀(jì)華聯(lián)超市；磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、鹽酸、丙酮(均為分析純)：天津科茂化學(xué)試劑有限公司。

1.2 主要儀器設(shè)備

711分光光度計(jì) 上海菁華科技儀器有限公司；真空干燥箱、電熱鼓風(fēng)干燥箱 上海一恒科學(xué)儀器有限公司；SHZ-Ⅲ循環(huán)水式真空泵 上海亞榮生化儀器廠；數(shù)顯高速分散均質(zhì)機(jī) 寧波新芝生物科技股份有限公司；TGL-16M離心機(jī) 湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室儀器開發(fā)有限公司；C-LM數(shù)顯式肌肉嫩度儀 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院；CR-400色差儀 日本美能達(dá)公司；TA-XT Plus質(zhì)構(gòu)儀 英國Stable Micro Systems公司。

1.3 豬肉干加工工藝

1.3.1 豬肉原料選擇及預(yù)處理

選新鮮豬里脊肉，去除脂肪和結(jié)締組織，切塊(約500 g)，用清水洗后瀝干。

1.3.2 初煮

將肉塊于沸水中煮60 min，撈出，冷卻備用。

1.3.3 切片

將初煮后的肉塊冷卻至室溫，沿肌纖維方向切片(2 cm×2 cm×1 cm)。

1.3.4 煮制入味

將八角、草果、桂皮、白芷、花椒、干紅辣椒和丁香于沸水中煮30 min，加白砂糖、食鹽和味精煮5 min，放入肉片煮20 min，加少量白酒繼續(xù)煮2 h。

1.3.5 干燥

熱風(fēng)干燥：將煮制好的肉片鋪于鐵架上，肉片間留適當(dāng)縫隙。于電熱鼓風(fēng)干燥箱中干燥(80 ℃)，分別測定干燥20，40，60，80，100，120 min時豬肉干的相關(guān)指標(biāo)。

真空干燥：將處理好的肉片鋪于真空干燥箱內(nèi)干燥(真空度為-0.7 kPa，溫度為50 ℃)，用循環(huán)水式真空泵進(jìn)行抽真空，分別測定干燥20，40，60，80，100，120 min時豬肉干的相關(guān)指標(biāo)。

1.4 指標(biāo)測定

1.4.1 水分含量的測定

參照GB 5009.3—2016中的直接干燥方法進(jìn)行測定[11]。

1.4.2 色差的測定

取3塊豬肉干樣品，使用便攜式色差儀測定肉干的L*值、a*值和b*值[12]。

1.4.3 剪切力的測定

參考梅譚等[13]的方法并稍作修改。取3塊豬肉干樣品，沿垂直肌纖維方向進(jìn)行剪切。

1.4.4 質(zhì)構(gòu)的測定

參考謝靜等[14]的方法并稍作修改。使用TA-XT Plus質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)行測定，參數(shù)設(shè)置：測前和測中速度為2 mm/s，測后速度為20 mm/s，壓縮比為40%，觸發(fā)力為5 g。

1.4.5 肌紅蛋白含量的測定

參考Krzywicki等[15]的方法。準(zhǔn)確稱取5 g剪碎的豬肉干，加入25 mL磷酸緩沖液(pH 6.8)，10000 r/min均質(zhì)25 s后于4 ℃放置1 h，4 ℃、4500×g離心20 min，取上清液，過濾后分別測定525，545，565，572 nm處的吸光值。

肌紅蛋白含量(%)=(0.369R1+1.140R2-0.941R3+0.015)×100%。

(1)

氧合肌紅蛋白含量(%)=(0.882R1-1.267R2+0.809R3-0.361)×100%。

(2)

高鐵肌紅蛋白含量(%)=(-2.514R1+0.777R2+0.800R3+1.098)×100%。

(3)

式中：R1、R2、R3分別為吸光度的比值A(chǔ)572/A525、A565/A525、A545/A525。

1.4.6 血紅素鐵含量的測定

參考Cheng等[16]的方法并稍作修改。稱取2.5 g剪碎的豬肉干置于50 mL燒杯中，依次加入10 mL丙酮溶液、0.5 mL水和0.25 mL濃鹽酸，充分混勻，避光反應(yīng)1 h，過濾，測濾液在640 nm處的吸光值。

血紅素鐵含量(μg/g)=A640×680×0.0882。

(4)

1.4.7 感官評定

選擇10名經(jīng)感官評價(jià)培訓(xùn)的本專業(yè)同學(xué)，參照GB/T 22210—2008《肉與肉制品感官評定規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)，對豬肉干進(jìn)行感官評價(jià)，并根據(jù)表1進(jìn)行打分[17]，以10名評價(jià)員所給分?jǐn)?shù)的平均值為最終得分。

表1 豬肉干感官評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation standards for dried pork

1.5 數(shù)據(jù)分析

每組試驗(yàn)均重復(fù)3 次，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。利用SPSS 19.0(IBM)軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析，P<0.05為顯著。利用 Origin 8.0軟件進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同干燥方式對豬肉干含水量的影響

不同干燥方式對豬肉干含水量的影響見圖1。

圖1 干燥方式對豬肉干含水量的影響

由圖1可知，兩種干燥方式制備的豬肉干含水量隨干燥時間的變化趨勢相似，呈先快速下降后緩慢下降的趨勢。這是由于隨著干燥時間的延長，豬肉干表面逐漸硬化，水分?jǐn)U散受到抑制，使脫水速率降低[18]。80 min后，真空干燥豬肉干的含水量顯著低于熱風(fēng)干燥(P<0.05)，可能是因?yàn)榍罢呖蓽p緩肉干表面硬化速度，脫水速率較快。含水量過高或過低均會造成豬肉干食用品質(zhì)的下降。因此，干燥80 min時，肉干的品質(zhì)較好。

2.2 不同干燥方式對豬肉干色澤的影響

色澤是衡量干制肉制品感官特性的重要指標(biāo)。由圖2可知，隨著干燥時間的延長，兩種干燥條件下的豬肉干色澤變化趨勢一致：L*值逐漸降低；a*值和b*值均先升高后降低。Konieczny等[19]和謝小雷等研究干燥過程中肉干色澤的變化，研究結(jié)果與本研究結(jié)果變化趨勢一致。在相同干燥時間下，真空干燥豬肉干的L*值、a*值和b*值均顯著高于熱風(fēng)干燥(P<0.05)，表明真空干燥可在一定程度上改善豬肉干的色澤。在干燥過程中，豬肉干會發(fā)生復(fù)雜的物理和化學(xué)變化，如色素成分濃縮、焦糖化反應(yīng)和美拉德反應(yīng)等均會使其色澤逐漸變暗[20]。脂肪氧化也影響著肉干的色澤，氧化程度越高，色澤越暗[21]。已有文獻(xiàn)報(bào)道真空干燥因處于真空狀態(tài)可抑制肉干溶出的脂肪氧化發(fā)黃[22]，本文發(fā)現(xiàn)真空干燥可提高豬肉干的b*值，可能是因?yàn)橹狙趸瘜φ婵崭稍镓i肉干的色澤影響較小。

2.3 不同干燥方式對豬肉干剪切力的影響

剪切力與嫩度呈反比，剪切力越大則嫩度越小[23]。由圖3可知，兩種干燥方式下豬肉干的剪切力均隨著干燥時間的延長而顯著提高(P<0.05)。在相同的干燥時間下，真空干燥豬肉干的剪切力顯著小于熱風(fēng)干燥(P<0.05)，當(dāng)干燥時間為120 min時，熱風(fēng)干燥豬肉干的剪切力(196.88 N)約為真空干燥豬肉干剪切力(140.15 N)的1.40倍，表明真空干燥可以顯著改善豬肉干的嫩度。這是由于熱風(fēng)干燥豬肉干的內(nèi)部水分?jǐn)U散速度小于表面蒸發(fā)速度，易造成表面硬化。李真等[24]研究了不同干燥方式對熏馬肉干品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)真空干燥可減緩肉干表層硬化現(xiàn)象。真空干燥豬肉干的內(nèi)部水分?jǐn)U散與蒸發(fā)同時進(jìn)行，利于減緩表面硬化[25]。

圖3 干燥方式對豬肉干剪切力的影響Fig.3 Effect of drying methods on the shear force of dried pork

2.4 不同干燥方式對豬肉干質(zhì)構(gòu)的影響

不同干燥方式對豬肉干質(zhì)構(gòu)的影響見表2。

表2 干燥方式對豬肉干質(zhì)構(gòu)的影響Table 2 Effect of drying methods on the texture of dried pork

由表2可知，隨著干燥時間的延長，兩種干燥方式下豬肉干的硬度、膠黏性和咀嚼性均上升，彈性下降。在相同干燥時間下，真空干燥豬肉干的硬度和膠黏性顯著低于熱風(fēng)干燥(P<0.05)，真空干燥豬肉干的彈性比熱風(fēng)干燥更接近于1，表明真空干燥豬肉干有更好的口感[26-27]。這是由于真空干燥加快了豬肉干中水分的擴(kuò)散，并通過壓力梯度擴(kuò)散將其分散在表面[28]，加快水的蒸發(fā)并減少表面硬化和干縮，使豬肉干內(nèi)外部干燥更加均勻，有效改善了豬肉干的質(zhì)構(gòu)特性。蔡文強(qiáng)等[29]研究發(fā)現(xiàn)，與常壓熱風(fēng)干燥相比，真空干燥可以改善鱘魚肉的質(zhì)構(gòu)特性，與本文研究結(jié)果一致。

2.5 不同干燥方式對豬肉干肌紅蛋白、氧合肌紅蛋白和高鐵肌紅蛋白含量的影響

肌紅蛋白、氧合肌紅蛋白和高鐵肌紅蛋白是決定肉制品色澤的主要蛋白[30]。由表3可知，隨著干燥時間的延長，兩種干燥方式下豬肉干的肌紅蛋白含量均逐漸上升，這可能是由于水分減少，溶質(zhì)濃縮；同一干燥時間下，真空干燥豬肉干的肌紅蛋白、氧合肌紅蛋白含量高于熱風(fēng)干燥，而高鐵肌紅蛋白含量顯著低于熱風(fēng)干燥(P<0.05)，表明真空干燥豬肉干色澤更好。該結(jié)果表明真空干燥能夠減緩肌紅蛋白的氧化，有助于豬肉干保持良好的色澤。

表3 不同干燥方式對豬肉干肌紅蛋白、氧合肌紅蛋白和高鐵肌紅蛋白含量的影響Table 3 Effect of different drying methods on myoglobin, oxymyoglobin and metmyoglobin content of dried pork

2.6 不同干燥方式對豬肉干血紅素鐵含量的影響

血紅素鐵是與血紅蛋白及肌紅蛋白中的卟啉結(jié)合的鐵，其含量與豬肉干的色澤密切相關(guān)。由圖4可知，隨著干燥時間的延長，兩種干燥方式下豬肉干血紅素鐵含量均不斷增加，可能是水分蒸發(fā)引起的濃縮作用提高了血紅素鐵的含量；相同干燥時間下，真空干燥豬肉干血紅素鐵的含量顯著高于熱風(fēng)干燥(P<0.05)，表明前者干燥的肉干紅度值高于后者，即真空干燥利于維持豬肉干良好的色澤。

圖4 干燥方式對豬肉干血紅素鐵含量的影響Fig.4 Effect of drying methods on the heme iron content of dried pork

2.7 不同干燥方式對豬肉干感官評價(jià)的影響

感官品質(zhì)與肉制品的食用品質(zhì)密切相關(guān)。由表4可知，隨著干燥時間的延長，真空干燥和熱風(fēng)干燥的豬肉干感官得分均先增大后減小，當(dāng)干燥時間為80 min時，總分達(dá)到最大值，分別為8.9，8.6分，此時的豬肉干口感較好。干燥時間過短，肉干含水量大，肉質(zhì)過軟，影響口感；干燥時間過長，肉干水分流失，“柴樣”感明顯。在相同的干燥時間下，真空干燥的豬肉干感官總分顯著高于熱風(fēng)干燥(P<0.05)，表明真空干燥豬肉干的感官特性優(yōu)于熱風(fēng)干燥，更受喜愛。

表4 不同干燥方式對豬肉干感官評價(jià)的影響Table 4 Effect of different drying methods on the sensory evaluation of dried pork

3 結(jié)論

本試驗(yàn)分別研究不同干燥時間下真空干燥和熱風(fēng)干燥對豬肉干含水量、色澤、剪切力、質(zhì)構(gòu)特性、感官評價(jià)及血紅素鐵含量等指標(biāo)的影響。結(jié)果表明，真空干燥相較熱風(fēng)干燥可以提高干燥效率，改善肉干的品質(zhì)。真空干燥80 min的豬肉干感官評價(jià)得分最高，且肉干含水量、剪切力、硬度適中。綜上所述，真空干燥可以高效快速地烘干肉干，且能較好地保持肉干原有的風(fēng)味，在干制豬肉制品生產(chǎn)領(lǐng)域具有一定的應(yīng)用價(jià)值。