王嘉楠,康壮丽,马亚萍,李 想,潘润淑,马汉军

(河南科技学院食品学院,河南新乡 453003)



魔芋胶结合高静压处理对鸡胸肉糜品质的影响

王嘉楠,康壮丽,马亚萍,李 想,潘润淑,马汉军*

(河南科技学院食品学院,河南新乡 453003)

本文以鸡胸肉为原料,研究高静压处理作用对添加魔芋胶鸡肉糜品质特性的影响。以蒸煮损失率、色泽和质构剖面分析(TPA)参数为测定指标,以魔芋胶添加量、压力水平、保压时间3个因素进行单因素实验;在此基础上进行正交实验,得出魔芋胶添加0.6%、压力200 MPa、保压5 min时,鸡肉糜制品有最佳处理效果。此条件下,鸡肉糜的蒸煮损失率为41.14%±0.81%,硬度11312.47 g,比未添加魔芋胶、未进行高静压处理的情况(蒸煮损失率50.83%±0.54%、硬度5774.36 g)有了很大的改善,出品率提高,凝胶效果较佳。研究结果表明,魔芋胶结合高静压处理可以降低鸡肉糜的蒸煮损失率、提高鸡肉糜制品的出品率,改善鸡肉糜的凝胶效果。

鸡胸肉,高静压,魔芋胶,蒸煮损失率,色泽,凝胶特性

我国是鸡肉生产和消费大国,据统计2014年中国鸡肉生产量达1308.00万吨,占全球鸡肉生产量的15.15%,中国鸡肉消费总量高达1334.00万吨,占全球鸡肉消费量的14.02%[1]。鸡肉以高蛋白低脂肪著称,随着人们对食品安全和健康关注度的提高,以高蛋白、低脂肪、低胆固醇著称的鸡肉越来越受到消费者的青睐[2-3]。由于鸡肉的肌纤维形成凝胶的弹性较差,鸡肉加工制品的切片性也较差,使得我国鸡肉的深加工行业发展缓慢,因此如何提高鸡肉的加工性和改善鸡肉品质成为学者的研究热点[4-5]。

高静压技术虽然已有100多年的历史,但在食品领域的应用却是在近几十年兴起的[6]。高静压是一种特殊的物理处理手段,它可以在最大限度的保留食品原有色香味和营养成分的基础上对食品进行杀菌[7]、改善肉的嫩度[8]、提高肉制品的凝胶性和风味[9-11]等。将其引入肉制品工业可为肉制品的低温加工提供前提条件,一定强度的高静压处理可以改善鸡肉的品质特性,如改善其嫩度、保水性[12]等。如李莹[5]的研究指出超高压处理能使鸡肉盐溶蛋白凝胶取得最高的保水性;董建国指出超高压可以显著降低蒸煮损失率并提高保水性[13];李坷昕指出超高压处理可以获得较高的产品出品率[14];Sun等研究发现,300 MPa时肌肉蛋白质的主要成分(肌原纤维蛋白)发生解链、离解,高于此水平的压力将导致蛋白质变性增加、形成凝胶及凝聚[15]。

魔芋胶的主要成分是魔芋葡甘聚糖,是由D-葡萄糖和D-甘露糖按1∶1.6的比例以β-1,4-糖苷键聚合的大分子多糖[16]。魔芋胶具有亲水性、凝胶性、增稠性、稳定性和乳化性等多种特性[17],其在胶凝剂的作用下,可发生脱乙酰基反应[18],形成魔芋凝胶即改性魔芋胶[19]。其可与肉中的肌球蛋白相互交联,从而改善肉制品的结构和口感。如汤丹等[20]指出添加50%的魔芋胶,可以改善肉丸的品质,提高肉丸的弹性和硬度,降低蒸煮损失率,且经高温加热后品质不变;赵谋明等[21]指出魔芋胶和瓜尔豆胶复配胶可改善猪肉脯的感官品质、质构特性及耐贮藏性。研究表明魔芋胶和高静压都可以改善肉制品的凝胶特性,而将两者结合起来的研究却鲜见。本文将高静压和魔芋胶结合起来,以鸡肉糜制品为研究对象,考察高静压水平、魔芋胶添加量及保压时间对鸡肉糜制品出品率和质构特性的影响,并在单因素的基础上进行三因素三水平的正交实验,探讨魔芋胶结合高静压对鸡肉糜制品品质产生的影响,以期为鸡肉深加工提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

鸡胸肉、食盐 购于河南新乡市永辉超市;魔芋胶 天津科密欧化学试剂有限公司;真空包装袋(PE/尼龙) 深圳市春姿蕾包装制品有限公司。

FPG5620YHL型高静压处理装置 英国STANSTED公司,工作压力900 MPa;DRZ-420型多功能真空包装机 山东省诸城市中鼎机械;东亚牌多功能高效粉碎机 连云港东亚机电研究所;SHA-C型数显水浴恒温振荡器 江苏省金坛市华峰仪器有限公司;DHG-91013SA型电热恒温鼓风干燥箱 上海三发科学仪器有限公司;MC牌电子天平 赛多利斯科学仪器(北京)有限公司;TA-XTPLUS物性测定仪 英国Stable Micro System公司。

1.2 实验方法

1.2.1 工艺流程 鸡胸肉→流水解冻→清洗、沥水→绞碎称重→搅拌(1%NaCl,10%水)→添加魔芋胶→真空包装→高静压处理→冷藏(4 ℃,24 h)→水浴(75 ℃,30 min)→冷却至室温→测定指标[22]。

操作要点:将冰鲜鸡胸肉(非疫区)流水解冻并去除其他异物,用捣碎搅拌机将鸡胸肉绞碎,称重后添加1% NaCl和10%水并搅拌均匀;添加魔芋胶并搅拌均匀后进行抽真空包装,将真空包装过的鸡肉糜进行高静压处理;将高静压处理后的制品4 ℃下冷藏24 h后,将定量的鸡肉糜制品装入试管内,放在75 ℃水浴下处理30 min,冷却至室温进行指标测定。

1.2.2 单因素实验 选取魔芋胶添加量、压力、保压时间3个因素作为影响鸡肉糜品质的主要因素。在压力200 MPa,保压时间5 min情况下,取60 g绞碎处理后的鸡肉糜6份,分别加入质量分数为0、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%的魔芋胶;在魔芋胶添加量0.6%,保压时间5 min情况下,分别在0.1、100、200、300、400、500 MPa的压强下进行处理;在魔芋胶添加量0.6%,压力为200 MPa下分别进行0、5、10、15、20、25 min的保压处理。

1.2.3 正交实验 以魔芋胶添加量、高静压水平、高静压保压时间为实验因素,在单因素的基础上,以鸡胸肉糜制品蒸煮损失率和硬度为测定指标,设计三因素三水平的正交实验。实验因素水平设计见表1。

表1 L9(34)正交实验因素水平表

1.2.4 测定指标

1.2.4.1 鸡肉糜制品蒸煮损失率的测定 将经过高静压处理的鸡肉糜制品,置于沸水浴中蒸煮45 min,取出后于室温条件下自然冷却30～40 min,沥干水分后称重[21-22]。

蒸煮损失率(CL)=(蒸煮前肉重-蒸煮后肉重)/蒸煮前肉重×100

1.2.4.2 鸡肉糜制品质构的测定 参照Pilar Trespalacios[23]方法,并稍作改动。将高静压处理后经过冷藏的鸡肉糜装入直径为20 mm的试管中在75 ℃的水浴中保温30 min,取出鸡肉糜制品将其切成直径为20 mm、高为20 mm的圆柱体。使用物性测定仪进行质构(TPA)测定。参数设定为:选用P50的圆柱形不锈钢探头;自动触发类型,测试前速度2 mm/s,测试速度1 mm/s,测试后速度1 mm/s,压缩比40%,测定间隔时间5 s,触发力5 g。

1.2.4.3 鸡肉糜制品色泽测定 对样品横截面进行色差测定,记录数据亮度值(L*),红度值(a*),黄度值(b*)。

1.3 数据处理与统计分析

蒸煮损失指标测定重复3次实验,色泽与质构的测定重复实验6次,应用软件Spss v.17.0(SPSS Inc.,USA)进行统计分析,使用单因素方差分析(ANOVA)的方法对数据进行分析,各个组平均值差异采用Duncan’s多重极差检验进行多重比较,下文中显著为p<0.05,极显著为p<0.01,不显著为p>0.05。并应用软件Origin8.0(OriginLab Inc.,USA)对各实验数据进行图表绘制。

2 结果与分析

2.1 魔芋胶添加量对鸡肉糜制品的影响

2.1.1 对鸡肉糜制品蒸煮损失率的影响 由图1可知,随着魔芋胶添加量的增多,鸡肉糜制品呈蒸煮损失率逐渐降低,当魔芋胶添加量为0.4%时达到最低值为42.91%±0.47%,随着魔芋胶添加量的持续增大,鸡肉糜制品的蒸煮损失率逐渐上升。这是由于魔芋胶能和蛋白质(氨基酸)的极性部分发生反应,它可以将鸡肉糜中的蛋白质更有效的结合在魔芋胶形成的凝胶体系中,因此魔芋胶的添加可以使鸡肉糜形成更好的凝胶。加之魔芋胶具有保水性,所以随着魔芋胶添加量的升高鸡肉糜的蒸煮损失率逐渐降低。但随着魔芋胶添加量的进一步升高蒸煮损失率却出现升高的趋势,可能是因为凝胶出现了脱水收缩的现象,导致了鸡肉糜制品的蒸煮损失率升高,但仍然比未添加魔芋胶的蒸煮损失率低。

图1 魔芋胶添加量对鸡肉糜制品蒸煮损失率的影响Fig.1 Effect of gum addition on cooking loss rate of minced chicken products

2.1.2 对鸡肉糜制品质构的影响 由图2可知,魔芋胶对鸡肉糜的硬度、胶着力以及凝聚力的影响呈现出先升高后稳定的趋势。鸡肉糜制品的硬度、胶着力和凝聚力之所以会随着魔芋胶的添加而升高,可能是因为魔芋胶分子与蛋白质发生作用,使得凝胶体系硬度增加,而魔芋胶在溶解时颗粒发生溶胀,在颗粒表面产生高聚糖粘稠溶液,因此使得其胶着力升高。

图2 魔芋胶添加量对鸡肉糜制品TPA的影响Fig.2 Effect of gum addition on TPA of minced chicken products

2.1.3 对鸡肉糜制品色泽的影响 不同魔芋胶添加量对鸡肉糜制品色泽的影响如图3所示,由图3可知L*值随着魔芋胶的添加量的增大先降低而后趋于平缓,当魔芋胶添加量为1%时,L*值略有回升,可能是因为胶体的保水作用使得光散射强度增大的缘故[24],a*值随着魔芋胶添加量的升高没有规律,而b*值在不同魔芋胶添加量下差异不显著(p>0.05)。此结果与赵谋明[12]等得到的魔芋胶的添加可以使肉制品色泽变好的结论相符。

图3 魔芋胶添加量对鸡肉糜色泽的影响Fig.3 Effects of gum addition on color of minced chicken products

综合魔芋胶对鸡肉糜制品品质的影响结果,选取魔芋胶添加量0.2%、0.4%、0.6%来进行正交实验。

2.2 压力水平对鸡肉糜制品的影响

2.2.1 对蒸煮损失率的影响 由图4知,对鸡肉糜制品进行高静压处理,当压力在0.1～200 MPa时蒸煮损失率出现了缓慢下降的趋势(p<0.05),并在200 MPa时达到最小值,此状态下蒸煮损失率为43.58%±0.23%,而压力在200～300 MPa时,蒸煮损失率则显著上升(p<0.05),并在300 MPa时达到最大值,此状态下蒸煮损失率为45.76%±0.39%,而当压力继续增大时,蒸煮损失率则有小幅下降(p<0.05)。这是因为高静压可以使蛋白质形成网状结构,从而降低蒸煮损失,继续加压可以使蛋白质结构展开,产生新的表面,暴露出更多亲水基团,提高蛋白的溶解性,因而使鸡肉糜制品的蒸煮损失率增大,但过高的压力使网络结构过于细密,导致蒸煮损失率降低。

2.2.2 对鸡肉糜制品质构的影响 由图5可知随着压力水平的升高鸡肉糜制品的硬度、胶着力和凝聚力都呈现出先升高后降低再升高的趋势,适当的压力作用能够促蛋白质的变性和网络结构的形成即促进凝胶的形成,从而使肉制品的硬度、胶着力和凝聚力提高,但较高的压力可以破坏肌球蛋白的结构,使肉制品的胶着性和凝聚力降低,而随着压力水平的继续增大,压力则会破坏肌原纤维的结构,使肌原纤维小片化并破坏肌原纤维收缩性,使肉制品的硬度、胶着力和凝聚力有小幅回升。此结果与李坷昕[14]得到的压力水平对肉制品质构的影响的趋势基本符合;与马力量[25]等得到超高压对低钠鸡肉凝胶质构品质的影响的结果相似。

图5 压力水平对鸡肉糜制品TPA的影响Fig.5 Effect of pressure levels on TPA of minced chicken products

2.2.3 对鸡肉糜制品色泽的影响 图6为不同压力水平对鸡肉糜色泽的影响,由图6可知随着压力水平的提高，L*值先升高后降低再升高而后趋于平缓,且在100 MPa达到最大值;此结果与陈从贵[26]研究结果一致。a*值是减小的一个趋势,在400 MPa达到最小值;而b*值随着压力的升高也会较常压时大,但在100 MPa达到最小。高静压引起肉糜凝胶色泽变化的原因可能有:一是由于高静压导致肌红蛋白中球蛋白的变性,或者诱发其亚铁血红素被取代或失去,致使L*值增加,而由于高静压处理使肉糜中O2的分压减小,肌红蛋白和氧合肌红蛋白均有向高铁肌红蛋白转化的倾向,促使肉糜凝胶中高铁肌红蛋白含量的增加,而凝胶中高铁肌红蛋白含量的升高又将导致a*值的降低。

图6 压力水平对鸡肉糜色泽的影响Fig.6 Effects of pressure levels on color of minced chicken products

综上所述,在压力水平100～200 MPa时鸡肉糜制品有较低的蒸煮损失率,而在压力水平100～300 MPa时鸡肉糜制品有较好的质构和色泽,因此选取100、200、300 MPa来进行正交实验。

2.3 保压时间对鸡肉糜制品的影响

2.3.1 对蒸煮损失率的影响 图7为保压时间对鸡肉糜制品蒸煮损失率的影响,当保压时间从0～10 min时,鸡肉糜制品的蒸煮损失率显著降低(p<0.05)，并在保压时间在10 min时达到最低值为43.12%±0.19%,这是因为随着保压时间的延长,鸡肉糜制品中肌原纤维蛋白的交联作用也随之增强,有利于水分的保留,显现出蒸煮损失率下降的趋势,当保压时间为10～15 min时,鸡肉糜制品的蒸煮损失率则出现了小幅度的上升(p<0.05),这是因为压力破坏了蛋白质之间的交联作用,挤出了一部分水分,导致鸡肉糜制品的蒸煮损失率上升。随着保压时间的继续延长,其蒸煮损失率基本保持不变(p>0.05)。

图7 保压时间对鸡肉糜制品蒸煮损失率的影响Fig.7 Effect of holding time on cooking loss rate capacity of minced chicken products

2.3.2 对鸡肉糜制品质构的影响 图8为保压时间对鸡肉糜制品质构的影响,对鸡肉糜制品的硬度、胶着力以及凝聚力只有在保压时间15 min时有显著的降低(p<0.05),但与保压时间为0 min时也无显著性差异,在保压时间为5、10、20、25时与保压时间为0 min都有所升高但彼此之间差异不显著(p>0.05),因此保压时间对于鸡肉糜制品质构的影响并不是很大。此与芮汉明等[27]所研究的保压时间对鸡肉糜制品凝胶质构变化所得出的结论基本一致。

图8 保压时间鸡肉糜制品TPA的影响Fig.8 Effect of holding time on TPA of minced chicken products

2.3.3 对鸡肉糜制品色泽的影响 图9为保压时间对鸡肉糜制品色泽的影响,由图9可知随着保压时间的延长L*值减小;a*值先减小后增大再减小,且在保压时间25min时达到最小值;b*值有所减小但变化不大。此与邱志敏[28]所研究的超高压处理对添加变性淀粉鸡肉糜制品品质的影响的色泽结果基本符合。

表2 正交实验结果

表3 蒸煮损失率方差分析

注:*表示差异显著,p<0.05;**表示差异极显著,p<0.01。

表4 硬度方差分析

图9 保压时间对鸡肉糜色泽的影响Fig.9 Effects of holding timeon color of minced chicken products

注:*表示差异显著,p<0.05;**表示差异极显著,p<0.01。综上所述,选取5、10、15 min来进行正交实验。

2.4 正交实验

在单因素实验基础上,以魔芋胶添加量、高静压压力、高静压保压时间为实验因素,以鸡胸肉糜制品的蒸煮损失率和硬度为指标,按L9(34)设计三因素的正交实验,对鸡胸肉糜制品的蒸煮损失率和硬度的结果进行分析。正交实验结果见表2。

由表2可知,对蒸煮损失率结果进行分析:从k值可以得出实验最佳组合为A3B3C1,即魔芋胶添加量0.6%、压力水平300 MPa、保压时间5 min;由极差分析(R值)可得,影响蒸煮损失率的因素主次顺魔芋胶添加量>保压时间>压力。对硬度结果进行分析:从k值可以得出实验最佳组合为A3B2C1,即魔芋胶添加量0.6%、压力水平200 MPa、保压时间5 min;由极差分析(R值)可得,影响硬度的因素主次顺魔芋胶添加量>保压时间>压力。从表3的方差分析可知,魔芋胶添加量、保压时间对蒸煮损失率有极显著影响(p<0.01),而压力水平对其影响不显著。由表4方差分析的结果可,魔芋胶添加量、保压时间对硬度的影响极显著,而压力水平对其影响不显著。考虑到实验的简单性,因此,压力水平选择B2。最优组合选择A3B2C1作为最优实验组合,即魔芋胶添加量0.6%、压力水平200 MPa、保压时间5 min。在此条件下,鸡肉糜的蒸煮损失率为41.14%±0.81%,硬度为11312.47 g，比未添加魔芋胶、未进行高静压处理的情况(蒸煮损失率50.83%±0.54%、硬度5774.36 g)有了很大的改善。

3 结论

以鸡肉糜制品蒸煮损失率和硬度大小为测定指标,在单因素实验设计的基础之上,通过正交实验得出魔芋胶结合高静压处理鸡胸肉糜的最优工艺参数为:魔芋胶添加量0.6%、压力水平200 MPa、保压时间5 min,在此条件下鸡肉糜制品蒸煮损失率为41.14%±0.81%,硬度为11312.47 g。魔芋胶结合高静压可以降低蒸煮损失率,提高保水性,改善鸡肉糜制品的质地和口感,即魔芋胶与高静压结合处理能很好的改善鸡肉糜制品的胶凝特性。此研究为鸡肉糜制品实践生产提供了一定的指导。

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Effect of gum combination ultra high pressure treatment on the quality of chicken meat products

WANG Jia-nan,KANG Zhuang-li,MA Ya-ping,LI Xiang,PAN Run-shu,MA Han-jun*

(College of Food Science,Henan Institute of Science and Technology,Xinxiang 453003,China)

Chicken breast was selected as raw materials to discuss the effect of ultra high pressure(UHP)treatment and gum on the quality of minced chicken products. In single factor experiment,gum addition,pressure levels and holding time were selected to optimize the water loss rate,color,gel property for minced chicken products. The results showed that konjac gum added 0.6%,pressure of 200 MPa,pressure for 5 min and minced chicken products had the best treatment effect as follows:cooking loss rate of 41.14%±0.81%,hardness of 11312.47 g. It had been greatly improved than that without adding konjac gum,no high hydrostatic pressure treatment(cooking loss rate of 50.83%±0.54%,hardness of 5774.36 g),high yield rate,better gel effect. This study indicated that UHP treatment with gum addition could reduce the cooking loss rate of minced chicken products,improve the yield of minced chicken products and improve the gel effect of minced chicken products.

chicken breast;ultra high pressure;gum;cooking loss rate;color;gel property

2016-05-24

王嘉楠(1992-)，男，硕士研究生，研究方向：农产品加工与贮藏工程，E-mail：xxjnwang@163.com。

*通讯作者:马汉军(1965-)，男，博士，教授，主要从事农产品深加工方面的研究，E-mail：xxhjma@126.com。

河南省高校科技创新团队支持计划资助(13IRTSTHN006)；农业部公益性行业科研专项(201303083)。

TS201.1

B

1002-0306(2016)22-0279-06

10.13386/j.issn1002-0306.2016.22.046