滑油處理對調理肉片感官品質的影響及其潛在機制研究

王紫雅, 陳少輝, 劉成成, 文育鋒

1(皖南醫(yī)學院 后勤管理處,安徽 蕪湖,241002)2(皖南醫(yī)學院 公共衛(wèi)生學院,安徽 蕪湖,241002)3(安徽潤博餐飲管理服務有限公司,安徽 合肥,230061)

隨著我國國民經濟的發(fā)展與人民生活水平的提高,人們的生活節(jié)奏日益加快,飲食消費習慣也發(fā)生著巨大的轉變。盡管近年來外賣行業(yè)的迅速發(fā)展在很大程度上滿足了人們基本的飲食消費需求,但其由于監(jiān)管力度有限、加工制作條件參差不齊、從業(yè)人員魚龍混雜等因素的影響,外賣食品一直存在較高食品安全風險。而這些現實的食品安全風險也促使消費者日趨理性地選擇方便、營養(yǎng)且健康的調理預制食品。在品種眾多的調理預制食品中,預上漿調理肉制品的關注度越來越高,其新產品的開發(fā)和產品品質的提升技術更是近年來的研究熱點。

上漿是水煮魚片、水煮肉片等傳統(tǒng)中式菜肴烹飪中常用的一種基本技法[1]。其是將肉類等食品原料先以淀粉、蛋清等為主要成分的漿液充分包裹,隨后在熱處理過程中表層漿液率先熱變性,在最大限度地保持食品原料的水分、形態(tài)和營養(yǎng)成分的同時,提升產品鮮嫩的口感,增加產品表面光潤效果,并通過美拉德反應、焦糖化反應等一系列食品化學變化,產生多種揮發(fā)性風味物質的處理方法[2-3]。預上漿調理肉制品的品質主要受上漿和熱處理兩個加工工序的綜合影響。相關研究表明,不同漿液配比[3]、不同食鹽添加量[3]、不同淀粉種類[4]等因素均顯著影響肉片的感官品質。相較于上漿處理,熱處理工序由于加工方法的多樣性以及工藝條件參數的巨大差異,其對預上漿調理肉制品的最終感官品質有著更為顯著的影響[5-7]。但現階段,不同熱處理方法及工藝參數對預上漿調理肉制品品質影響的研究仍較為有限。李越[8]的研究表明,滑油溫度為105 ℃、滑油時間70 s、料油比為1∶2.76時,調理肉片具有最佳的感官品質。GUO等[9]研究了油炸處理的預制肉片在貯藏過程中的品質變化,結果表明隨著貯藏時間的延長,肉片的水分含量逐漸下降,特別是不易流動水的比例降低導致了產品品質的顯著下降?？梢?預上漿調理肉制品品質提升與保持的關鍵在于使用適宜的熱處理方式及工藝參數,并使產品保持較高的水分含量與合理的水分分布比例。但造成各類肉制品感官品質變化的根本原因則是不同熱處理條件下,肉制品中肌原纖維蛋白等主要蛋白質變性程度的不同[10-11],由于蛋白質的空間結構的差異以及蛋白質與水分間的相互作用強度的不同[12-13],最終影響產品的質地、嫩度、多汁性等感官品質[9]。然而,滑油處理對調理肉片品質影響的潛在作用機制研究迄今仍未見報道。

鑒于家庭日常烹飪過程中一般不使用滑油處理,僅沸水短時煮制(即焯水)。因此,本研究以沸水短時煮制處理(100 ℃,30 s)為對照組,考察以淮揚菜烹飪常用的低溫滑油處理(90 ℃,60 s)[2, 4]及眾多餐飲企業(yè)廣泛使用的高溫滑油處理(120 ℃,20 s)兩個不同滑油處理條件對調理肉片感官品質的影響。并進一步分析不同熱處理條件對肉片中肌原纖維蛋白二級結構的影響,探究不同滑油處理對品質影響的潛在機制問題,以期為相關工藝的優(yōu)化及新產品研發(fā)提供必要的理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

冷鮮豬里脊、玉米淀粉、大豆油、食鹽,購自蕪湖市當地超市;雙縮脲試劑盒,索萊寶公司;磷酸鹽、乙二醇雙氨乙基醚四乙酸[glycol-bis-(2-aminoethylether)-N,N,N′,N′-tetraacetic acid,EGTA]及其他所有試劑均為分析純,國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

立式DQ-SL切肉機,佛山市偉琪博五金機械有限公司;DMS-DZL101D恒溫油炸鍋,廣東德瑪仕智能廚房設備有限公司;NMI20-040H-I低場核磁共振成像分析儀,蘇州紐邁分析儀器有限公司;TA-XTPlus物性儀,英國Stable Micro System公司;C-LM3B剪切力儀,東北農業(yè)大學;CR-400手持色差儀,日本Konia Minolta公司;Nicolet iS 10型傅里葉變換紅外光譜儀,美國Nicolet公司;Nano ZS90 粒度電位儀,英國Malvern公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 調理肉片預制處理

使用切肉機將冷鮮豬里脊肉切割成0.3 cm的薄片,再整形切分成3 cm×3 cm×0.3 cm的肉片。向肉片添加1.0%(質量分數)的食鹽,并分3次添加總計25.0%(質量分數)的水,與此同時在室溫條件下攪打10 min,使肉片充分吸收水分。再添加3.0%(質量分數)的玉米淀粉并充分攪拌均勻,完成上漿處理后待用。熱處理選用不同工藝條件進行,所有料油比或料水比均設置為1∶5(質量比)。以100 ℃沸水煮制30 s模擬家庭日常烹飪的焯水處理,作為對照組;參考孟祥忍等[4]所述淮揚菜烹飪的滑油方法,在90 ℃油溫下處理60 s,作為低溫滑油組;再以部分餐飲企業(yè)實際加工中常用的120～150 ℃短時滑油處理為參考,使用120 ℃油溫滑油處理20 s,作為高溫滑油組。不同熱處理后,隨機選取部分樣本趁熱立即進行感官評價分析,部分樣本冷卻至室溫進行其他感官指標分析,并取少量樣本保存于-80 ℃,用于肌原纖維蛋白的提取與分析。

1.3.2 感官評價

感官評價參考文獻[14-15]的方法稍作修改。感官評價小組由10位成員組成,男女各半,年齡在18～25歲,具有較為豐富的感官評價經驗,且前期已進行多次針對性的系統(tǒng)訓練。分別從色澤、風味、滋味、嫩度、多汁性以及總體評價對不同的調理肉片進行評定,每項分數均介于1～9(具體評分如表1所示),結果表示為10次重復的平均值。

表1 感官評價標準

1.3.3 水分含量與烹飪損失測定

水分含量測定參考GB 5009.3—2016《食品安全國家標準 食品中水分的測定》中所述的直接干燥法。精確稱量約0.5 g樣本于105 ℃烘干24 h后,于干燥器中冷卻至室溫并再次精確稱重。通過比較各樣本烘干前后質量差,計算得出樣本水分含量。每個處理組隨機選取30個樣本進行分析。

精確稱取約100 g(m0,精確至0.001 g)已上漿肉片,經不同熱處理后瀝干并冷卻至室溫,再次精確稱量成品質量(m1,精確至0.001 g)。每個處理組進行20個批次的樣本重復,并按公式(1)計算烹飪損失。

(1)

1.3.4 低場核磁共振分析

參考HUANG等[16]的方法測定與分析樣本的自旋弛豫時間T2。每個處理組隨機選擇10個肉片,并切成2.0 cm×1.0 cm的條狀肉片放入石英管中,使用CPMG序列測定,參數設置如下:主頻40 MHz,偏頻654 384.21 Hz,90°硬脈沖脈寬7.00 μs,180°硬脈沖脈寬13.52 μs,采樣頻率200 kHz,采樣點數300 076,采樣等待時間為4 000 ms,回波個數3 000,模擬增益3 db,數字增益3,重復采樣次數8,數據半徑1,開始采樣時間0.2 ms,半回波時間0.5 ms。每個處理組進行5個樣本重復。低場核磁共振成像參考薛美芳等[17]的方法,主要參數為:重復時間為1 500 ms,縱向弛豫時間為20 ms,自旋回波時間為20 ms。

1.3.5 色澤分析

各處理組肉片的色澤分析使用經過標準白板校正后的手持色差儀測定,測定時白晝光光源色溫為6 500K。每個處理組隨機選取30個樣本進行分析,分別記錄樣本的L*、a*、b*值(分別表示亮度、紅度與黃度)。

1.3.6 質構與剪切力分析

質構分析參考戚軍[18]的方法并稍作修改。每個處理組隨機選擇30個樣本,切成2.0 cm×2.0 cm的肉片,以P50探頭進行測試,參數設定如下:測前速率5.0 mm/s,測試速率2.0 mm/s,觸發(fā)力25 g,壓縮率50%,壓縮間隔時間2 s,數據收集率200 pps。使用儀器自帶的Texture Exponent 32軟件記錄各樣本的原始數據并導出后分析。

剪切力測定參考QI等[19]的方法,并稍作修改。將肉片切分成1.0 cm×0.5 cm的條狀,使用1 mm厚V型缺口刀片的剪切力測定儀測量。每個處理組進行30個樣本重復,記錄數據后分析。

1.3.7 肌原纖維蛋白提取

肌原纖維蛋白的提取參考TRAORE等[20]的方法稍作修改。先配制提取肌原纖維蛋白的磷酸緩沖液(100 mmol/L KCl,2 mmol/L MgCl2,1 mmol/L EGTA以及10 mmol/L磷酸鹽緩沖液,pH 7.0),并預冷至4 ℃。稱取20 g肉片,加入80 mL充分預冷的提取緩沖液后于冰浴中在7 500 r/min 下勻漿30 s,間歇10 s后繼續(xù)勻漿30 s。使用4層紗布過濾懸濁液,濾液于4 ℃、2 000 r/min下離心10 min。棄去上清液后,繼續(xù)用80 mL的預冷提取液再提取沉淀2次,并離心。隨后用80 mL濃度為0.1 mol/L的KCl溶液洗滌沉淀2次,所得沉淀即為肌原纖維蛋白。冷凍干燥后于-80 ℃保存,分析前使用磷酸鹽緩沖溶液復溶至所需蛋白濃度,并使用雙縮脲試劑盒法測定。

1.3.8 蛋白質二級結構分析

固定樣品的蛋白質量濃度為0.15 mg/mL,在常溫下使用傅里葉變換紅外光譜儀進行掃描,波段范圍為400～4 000 cm-1,每個譜圖平均掃描64次,分辨率為4 cm-1。所得數據通過Omnic 8.2軟件進行處理與分析,識別α-螺旋、β-折疊、β-轉角和無規(guī)則卷曲等二級結構,并利用各對應峰面積積分來計算各二級結構比例。每個處理組蛋白樣本平行測定10次。

1.3.9 粒度特性分析

參考CHEN等[21]的方法分析不同滑油處理肌原纖維蛋白樣本的Zeta表面電位。將肌原纖維蛋白溶液質量濃度固定為0.15 mg/mL,精確吸取1 mL于光程為1 cm的比色皿中,使用納米粒度儀測定,檢測溫度(25.0±0.1) ℃,探測角度90 °。每個處理組蛋白樣本平行測定10次。

1.3.10 粒度特性分析

實驗結果均以平均值±標準偏差表示。應用SPSS 18.0軟件使用單因素方差分析(ANOVA)對數據進行分析,當P<0.05時判定組間存在顯著差異。數據分析結果使用Origin 8.0進行可視化。

2 結果與分析

2.1 感官評價

如圖1所示,2個滑油處理組的樣本的總體評價顯著高于對照組(P<0.05),表明滑油處理能顯著改善調理肉片的感官品質,但2個不同滑油處理組間的總體評價無顯著差異(P>0.05)。而從各指標來看,對照組除在色澤與滋味上與兩個滑油處理組無顯著差異外(P>0.05),風味與嫩度與兩個滑油處理組樣本均存在顯著差異(P<0.05),但多汁性僅顯著低于高溫滑油組(P<0.05)。相關研究結果[4, 8]表明,滑油處理可顯著促進淀粉糊化,從而形成保護膜,為產品提供更好的感官品質。由于肉制品的風味與熱處理中脂類的氧化和裂解關系密切[22],故本研究中2個滑油處理組樣本的風味顯著優(yōu)于對照組。嫩度是影響肉制品感官品質的重要指標,其與消費者接受程度高度相關[23]。本研究中2個滑油處理組樣本的嫩度均顯著高于對照組(P<0.05),該結果也與不同處理組樣本的總體評價結果一致。此外,多汁性也是衡量肉制品食用品質的一個重要指標,大量的汁液流失會嚴重影響肉制品的質地特性及感官品質[24]。本研究中,對照組的多汁性最差,該結果也從側面印證了不同處理組樣本的總體評價結果。但2個滑油處理組之間的各感官評價指標均無顯著差異(P>0.05),表明兩者間感官品質差異不顯著(P>0.05)。

圖1 不同處理對調理肉片感官品質的影響

2.2 水分含量、烹飪損失與水分分布

如圖2-a所示,低溫滑油組樣本的水分含量顯著低于對照組與高溫滑油組(P<0.05)。SNCHEZ DEL PULGAR等[25]指出,肉制品中水分含量的降低與熱處理過程的溫度與壓強關系密切,其直接影響蛋白質變性和結締組織收縮的程度。由于本研究中3種熱處理條件均在常壓環(huán)境中進行,因此僅從本研究結果來看,高溫滑油組和對照組樣本受到的熱處理強度可能低于低溫滑油組,這或許是由于低溫滑油處理組長達60 s的滑油處理時間所致。但從3個不同處理組樣本的水分含量均高于70%也可以看出,上漿處理有效保護了產品的內部成分,減少了水分的流失[4]。從圖2-b所示的不同處理組烹飪損失可以看出,3個處理組中低溫滑油組的烹飪損失最高,而高溫滑油組的最低。但相較于相關研究報道的上漿肉片滑油處理不超過10%的烹飪損失[2-4],本研究中3個處理組約15%的烹飪損失率明顯更高,這與本研究中使用更高的料油比有關。相關研究表明,過低的料油比會導致滑油處理中油溫下降過于明顯,肉片表面的漿液無法迅速變性并形成致密的保護膜,從而對產品的品質有較大的影響[8]。

a-水分含量;b-烹飪損失

氫質子的T2弛豫時間長短可以表現樣本中水分的存在形式,其大小與氫質子所受的束縛力與自由度有關[13]。圖譜中峰的位置越靠左,則T2弛豫時間越短,表明氫質子受到的束縛越大,其自由度越小;反之則氫質子受到的束縛越小,其自由度越大。其中弛豫時間在0～10 ms的為結合水,弛豫時間在10～100 ms的表示蛋白質、淀粉、脂肪等食品組分結合的不易流動水,弛豫時間100 ms以上的則表示自由水[16,26]?；吞幚韺φ{理肉片樣本中水分弛豫時間的影響如圖3-a所示。從中可以看出不同處理組樣本均出現3個特征峰,且不易流動水占比最高,但不同處理組樣本間自由水的弛豫時間存在較大差異。由于T2弛豫時間的高低與水分的流動性成正比,而信號強弱則反應水分的含量[17, 26]。可以看出,對照組的T22峰信號強度高,且向左移動,表明自由水分含量高,但流動性略有降低。由圖3-b所示的不同水分的比例可以看出,對照組樣本中的自由水比例顯著高于兩個滑油處理組(P<0.05),不易流動水的比例則顯著低于兩個滑油處理組(P<0.05),但兩個滑油處理組樣本間3種水分的比例均無顯著差異(P>0.05)。說明對照組中不易流動水有向自由水轉變的趨勢,但兩個滑油處理組對這一影響則較為有限。GUO等[9]指出不易流動水與肌原纖維蛋白的結構和特性密切相關,因此對照組中不易流動水的大幅降低可能與樣本中蛋白質結構和特性的顯著變化有關。

a-水分分布;b-比例;c-氫質子密度成像

進一步利用核磁共振成像技術(magnetic resonance imaging,MRI)對各處理組樣本的氫質子密度進行成像,結果如圖3-c所示。由于MRI是通過投影重建法,依據磁共振信號的強度表現樣本中水分的含量與存在狀態(tài)[17]。從圖3-c中可以明顯看出高溫滑油組樣本的成像亮度明顯更高,表明其含水率較高。相比之下,對照組的信號強度稍弱,而低溫滑油組信號強度最低。該結果也與水分含量、烹飪損失以及感官評價中多汁性結果保持一致。說明不同處理對調理肉片的水分有顯著影響,且高溫滑油處理優(yōu)于其他2種處理方式。

2.3 色澤分析

調理肉制品的色澤顯著影響消費者對其購買欲和消費欲。從圖4可以看出,不同處理對調理肉片的L*值與a*值均無顯著差異(P>0.05),但低溫滑油組樣本的b*值顯著高于另2個處理組(P<0.05)。肉制品的L*值與保水性關系密切,保水性的降低導致肌細胞內的汁液流出與損失,會在一定程度上影響肉制品的L*值[27];而預制肉片的a*值與其中肌紅蛋白的含量及其狀態(tài)有關[2,4,28]。但本研究中3個處理組樣本間的水分含量、烹飪損失(見圖2)以及水分分布(見圖3)存在顯著的差異,這可能是由于不同熱處理前各組樣本均已上漿處理,在熱處理過程中表層淀粉的迅速糊化對調理肉片中的肌紅蛋白有很好的保護作用所致[4]。此外,盡管從圖1所示的感官評價結果中可以看出各組的色澤差異并不顯著(P>0.05),但考慮到通常b*值越小調理肉片的色澤越好[2]。因此綜合考慮,本研究中高溫滑油組和對照組的色澤略好于低溫滑油組。

圖4 不同處理對調理肉片色澤影響

2.4 質構與剪切力分析

如表2所示,2個滑油處理組樣本的硬度、黏結性、黏性與剪切力均顯著小于對照組(P<0.05),彈性無顯著差異(P>0.05),而恢復性則顯著高于對照組(P<0.05)。但2個不同滑油處理組之間,各指標均無顯著差異(P>0.05)。研究表明,硬度、咀嚼性和彈性是調理肉片口感的關鍵指標,通常硬度與咀嚼性越小,彈性越大,則產品的口感更好,更嫩滑[4]。此外,剪切力也是能較為客觀反映肉制品嫩度的重要指標,其數值大小與嫩度成反比[24]。本研究結果也表明滑油處理顯著影響了調理肉片的質構特性,提升了產品的嫩度,但不同滑油處理工藝對產品的感官品質無顯著影響(P>0.05)。不同熱處理對調理肉片感官品質產生顯著影響的原因與蛋白質性質的改變有密切聯系。YU等[29]指出,煮制時間的延長引起蛋白質的氧化與變性,導致產品剪切力的顯著增大,而肌原纖維蛋白和膠原蛋白等蛋白質的結構降解則使剪切力與硬度顯著降低。此外,部分研究指出肉制品質地的變化與其汁液損失關系密切,肌纖維結合水分降低引起肉制品的剪切力的增高與韌性增加[24, 30]。孫紅霞等[13]特別指出,肉制品中蛋白質性質的變化從根本上影響了肉制品的嫩度以及其他感官特性,且由于肉制品蛋白質中肌原纖維蛋白的含量占比最高,其性質的變化對肉制品嫩度與質地的影響通常也最大。

表2 不同處理對調理肉片質構及剪切力影響

2.5 蛋白質二級結構分析

a-傅里葉變換紅外光譜圖;b-二級結構相對含量

蛋白質的二級結構是蛋白質在一級結構的基礎上,在氫鍵的作用下向一定方向盤繞和折疊,從而形成的局部空間構象,主要包括α-螺旋,β-折疊,β-轉角和無規(guī)卷曲[9]。其中α-螺旋與β-折疊分別是由蛋白質的分子內氫鍵與分子間氫鍵維持的蛋白質分子間的有序排列[10, 33]。采用反卷積、二階導數擬合確定不同處理組肌原纖維蛋白的二級結構相對含量變化,結果如圖5-b所示。從圖中可以看出2個滑油處理組樣本肌原纖維蛋白的α-螺旋相對含量顯著低于對照組(P<0.05),而β-折疊相對含量顯著高于對照組(P<0.05)。盡管高溫滑油組的α-螺旋相對含量最低,β-折疊相對含量最高,但2個滑油處理組之間各肌原纖維蛋白二級結構的相對含量無顯著差異(P>0.05)。不同處理對調理肉片肌原纖維蛋白的二級結構影響存在顯著差異,主要是由于不同的熱處理方法及強度對其產生顯著影響[10]。其中,α-螺旋相對含量的下降表明蛋白質分子內的氫鍵作用減弱,進而引起蛋白質分子展開程度增加;β-折疊相對含量上升則表明蛋白質分子間的氫鍵作用更強,蛋白質分子間的聚集程度增加[33]。特別是β-折疊的相對含量變化會顯著影響蛋白質的表面疏水性[12],且不易流動水含量又與蛋白質二級結構的維持密切相關[9]。通常蛋白質二級結構中更高的β-折疊相對含量,有助于肉制品獲得更好的質構特性與保水性[12],這或許可以很好地解釋本研究中高溫滑油組樣本具有最高的不易流動水相對含量(如圖3-b所示)以及最佳的多汁性感官品質(如圖1所示)。

2.6 Zeta電位分析

從表3所示的滑油處理對調理肉片肌原纖維蛋白粒徑的影響中可以看出,滑油處理顯著降低了調理肉片中肌原纖維蛋白的平均粒徑(P<0.05)。其中高溫滑油處理組的平均粒徑最小,僅為658.03 nm。相比之下,盡管2個滑油處理組的分散指數均顯著高于對照組(P<0.05),但2個滑油處理組間則無顯著差異(P>0.05)。李保玲等[34]指出蛋白質平均粒徑的大小與蛋白質氧化導致的帶電荷氨基酸殘基的暴露程度有關,進而影響蛋白質分子間交聯聚集的程度與蛋白粒子間靜電相互作用。因此,2個滑油處理組肌原纖維蛋白粒徑的差異可能也與不同的氧化程度有關。

表3 不同處理對調理肉片肌原纖維蛋白粒徑影響

3 結論

本研究先在感官評價的基礎上,考察了不同滑油處理對調理肉片水分含量與分布、烹飪損失、色澤、質構特性及嫩度的影響。結果表明高溫滑油處理顯著改善了調理肉片的感官品質,其產品的風味、多汁性、質構特性以及嫩度均顯著優(yōu)于對照組。但不同滑油處理對調理肉片品質的影響有限,兩處理組樣本間僅水分含量與烹飪損失存在顯著差異。進一步分析各處理組樣本肌原纖維蛋白的特性與二級結構變化情況。結果表明,高溫滑油處理顯著增強了肌原纖維蛋白與水分子間的相互作用。伴隨著α-螺旋相對含量的下降與β-折疊相對含量的上升,滑油處理在顯著減弱蛋白質分子內氫鍵作用的同時,顯著增強了蛋白質分子間的氫鍵作用。此外滑油處理顯著降低了肌原纖維蛋白的平均粒徑,而其分散指數則顯著升高。因此,滑油處理對調理肉片感官品質的影響,源于不同處理條件下調理肉片中肌原纖維蛋白特性的差異。