邱春強(qiáng),張坤生,任云霞
(天津市食品生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津商業(yè)大學(xué)食品工程系,天津300134)
超高壓技術(shù)(Ultra High Pressure,UHP)是一種常溫非熱力處理技術(shù),是當(dāng)前備受重視,并得到廣泛研究的食品高新技術(shù)。超高壓處理中因溫度升高引起的熱效應(yīng)很小,發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的可能性小,因此經(jīng)超高壓處理的食品能較好地保持其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、功能因子的活性和原有的色、香、味等[1-4]。超高壓技術(shù)又稱超高壓殺菌技術(shù),主要機(jī)理是能夠使微生物細(xì)胞膜和細(xì)胞壁損傷、改變細(xì)胞形態(tài)、影響細(xì)胞內(nèi)酶活力及細(xì)胞內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和廢棄物的運(yùn)輸,從而殺死食品中的腐敗菌和致病菌;同時(shí),UHP 能夠有效或部分鈍化食品中的內(nèi)源酶。
醬鹵肉制品是中式肉制品中的一大類產(chǎn)品,也是目前增長(zhǎng)較快的中式肉制品類型。醬鹵制品一般屬于低溫肉制品,最大程度地保持了肉制品的營(yíng)養(yǎng)成分,且嫩度適中,風(fēng)味和口感俱佳,備受消費(fèi)者的歡迎。然而由于長(zhǎng)期以來醬鹵制品一直沿用傳統(tǒng)的作坊式生產(chǎn)工藝,衛(wèi)生安全品質(zhì)難以保證,多數(shù)產(chǎn)品以散裝方式出售,再加上保鮮及包裝技術(shù)落后,即使在冷藏條件下產(chǎn)品的貨架期也很短。
此前,關(guān)于超高壓的研究多集中于對(duì)鮮肉的處理。超高壓處理鮮肉可以極大地延長(zhǎng)肉品保鮮期[5-6],改善肉品嫩度[7],但也導(dǎo)致鮮肉產(chǎn)生熟肉的顏色[8-9]和蒸煮風(fēng)味[10]、pH 改變[11-12]、脂肪氧化加劇[13-14]等肉品理化性質(zhì)的變化。然而,超高壓應(yīng)用于熟肉制品上的研究很少見。本實(shí)驗(yàn)旨在研究超高壓處理對(duì)熟制醬鹵雞肉品質(zhì)的影響。
雞胸肉:購于家樂福超市;2-硫代巴比妥酸(2-Thiobarbituric acid,TBA):分析純,上??曝S化學(xué)試劑有限公司;三氯乙酸:分析純,天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司;食品級(jí)PE 包裝袋;平板計(jì)數(shù)瓊脂(plate count agar,PCA)培養(yǎng)基。
HPP.L3-600/0.6 標(biāo)準(zhǔn)型超高壓實(shí)驗(yàn)機(jī):天津市華泰森淼超高壓設(shè)備有限公司;L535-1 低速離心機(jī):科爾頓(中國(guó))有限公司;Hunter Lab 色差儀:美國(guó)Hunter Lab 公 司;PEN3 便 攜 式 電 子 鼻: 德 國(guó)AIRSENSE 公司;TA.XT plus 物性測(cè)試儀:英國(guó)Stable Micro Systems 公司;UNIC7200 分光光度計(jì):尤尼柯(上海)儀器有限公司;FLUKO 均質(zhì)機(jī):上海FLUKO 流體機(jī)械制造有限公司;梅特勒-托利多pH 計(jì):梅特勒-托利多中國(guó)。
原料:雞胸肉1 000 g、蔥20 g、姜10 g、鹽15 g、白糖15 g、料酒15 g、醬油40 g、香辛料10 g、桂皮5 g 等,飲用水適量。
工藝:選料→修整(去除可見脂肪)→切塊→腌制→醬鹵(去除浮沫等雜質(zhì))→冷卻
將醬鹵雞肉冷卻至室溫,確保表面沒有多余的汁液,等量裝入食品級(jí)PE 加厚透明包裝袋,0.1 MPa 真空度下進(jìn)行真空包裝。
樣品在常溫20℃下,分別以常壓(0.1MPa)、200、300、400、500、600 MPa 壓力處理15 min;400 MPa 處理0、10、20、30 min。
GB 4789.2-2010《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 菌落總數(shù)測(cè)定》。
GB/T9695.15-2008《肉與肉制品 水分含量測(cè)定》。
GB/T 9695.5-2008/ISO 2917:1999《肉與肉制品pH值測(cè)定》。
TBA 法測(cè)脂肪氧化[15]。
將樣品切成規(guī)則(1 cm×1 cm×1 cm)的方塊,壓縮方向垂直于肌纖維的方向。
采用質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)行質(zhì)地剖面分析(texture profile analysis,TPA)測(cè)定。測(cè)試參數(shù):P50 探頭;測(cè)試前速度:2 mm/s;測(cè)試后速度:5 mm/s;測(cè)試速度:5 mm/s;測(cè)定間隔時(shí)間:5 s;壓縮比:35%;TPA 結(jié)果采用TPA-macro分析。
主要測(cè)試指標(biāo):硬度、彈性、咀嚼度、回復(fù)性。
采用PEN3 電子鼻測(cè)定。
稱取2 g 切碎的醬鹵雞肉裝入50 mL 燒杯內(nèi),采用兩層保鮮膜密封,氣味揮發(fā)平衡30 min 后進(jìn)行測(cè)定,每個(gè)樣品至少測(cè)定3 次。
采用色差計(jì),每個(gè)試樣至少平行3 次,最后取大小集中的3 組數(shù)據(jù),取平均值作為結(jié)果。L*,a*,b*。
對(duì)產(chǎn)品總體質(zhì)量進(jìn)行感觀評(píng)定,評(píng)定小組由10 人組成,取其平均值作為感官評(píng)價(jià)結(jié)果。
數(shù)據(jù)分析利用軟件SPSS 17.0。
超高壓的殺菌效果如圖1 所示。
超高壓的殺菌效果:隨著處理壓力的增大,醬鹵雞肉中菌落總數(shù)明顯下降。國(guó)標(biāo)規(guī)定醬鹵肉制品中微生物菌落總數(shù)不得超過80 000 cfu/g,該實(shí)驗(yàn)中醬鹵雞肉在經(jīng)高壓處理15 min 后,200 MPa 壓力下,菌落總數(shù)降至30 000 cfu/g,500 MPa 時(shí),菌落總數(shù)低至7 000 cfu/g,繼續(xù)加壓,微生物數(shù)量降低的趨勢(shì)變平緩。
圖1 不同壓強(qiáng)對(duì)菌落總數(shù)的影響Fig.1 Effect of different high pressure on bacterial colony total
超高壓處理能破壞細(xì)胞膜結(jié)構(gòu),導(dǎo)致膜通透性變化,進(jìn)而使細(xì)胞質(zhì)流失,微生物死亡[16-17]。Gaenzle 等[18]利用熒光染色技術(shù)對(duì)超高壓引起的大腸桿菌膜破裂研究時(shí)發(fā)現(xiàn),可逆的細(xì)胞膜破損發(fā)生速度較快,這與壓力大小密切相關(guān),而不可逆的膜損傷則與保壓時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)。
GB/T 23586-2009 醬鹵肉制品國(guó)標(biāo)規(guī)定,水分含量低于70%。醬鹵雞肉在未經(jīng)超高壓處理時(shí)水分含量低于65.5%,符合規(guī)定。經(jīng)超高壓處理,水分含量顯著降低(P<0.05),結(jié)果見圖2。
圖2 不同壓強(qiáng)對(duì)水分含量的影響Fig.2 Effect of different high pressure on moisture content
醬鹵雞肉經(jīng)高壓處理,肌纖維及部分組織結(jié)構(gòu)被破壞,蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)-水之間的作用降低,導(dǎo)致汁液的流失加重。趙偉等[19]研究超高壓對(duì)牡蠣組分及蛋白質(zhì)變性的影響時(shí)發(fā)現(xiàn),隨著壓力的增大,牡蠣的汁液流失比較嚴(yán)重,且顏色加深,粘度增大。這與蛋白質(zhì)直接影響肉制品保水性的理論相符。
醬鹵雞肉的pH 隨著壓力的增大而升高,不同壓力之間的差異顯著(P<0.05)。這可能是因?yàn)槌邏禾幚砥茐牧说鞍踪|(zhì)的化學(xué)鍵和穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)的變性,影響到肉制品的pH,Angsupanich 等在研究鱈魚和火雞肌肉時(shí)有相似的發(fā)現(xiàn)[20-21],結(jié)果見圖3。
超高壓對(duì)醬鹵雞肉脂肪氧化的影響,結(jié)果見圖4。
圖3 不同壓強(qiáng)對(duì)pH 的影響Fig.3 Effect of different high pressure on pH value
圖4 不同壓強(qiáng)對(duì)脂肪氧化的影響Fig.4 Effect of different high pressure on fat oxidation
當(dāng)壓力低于400 MPa 時(shí),隨著壓力的增大,脂肪氧化程度加劇,具有顯著性差異(P<0.05);400 MPa 以后,氧化程度略有上升,但差異不顯著。導(dǎo)致這種結(jié)果的原因可能是超高壓作用于雞肉,使得蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生了抗氧化肽,抗氧化肽的量隨著壓力的增大而增加,反過來對(duì)脂肪的氧化產(chǎn)生一定的減弱作用。另外,因制作醬鹵雞肉時(shí),添加有香辛料,其具有很好的抗氧化功能,會(huì)部分抑制高壓帶來的脂肪氧化。
樣品質(zhì)構(gòu)測(cè)定的結(jié)果如圖5 所示。
圖5 不同壓強(qiáng)對(duì)質(zhì)構(gòu)的影響Fig.5 Effect of different high pressure on texture
超高壓處理對(duì)肉的質(zhì)構(gòu)影響較大,硬度、咀嚼度、彈性和回復(fù)性隨著壓力的增大均呈遞增趨勢(shì),600 MPa時(shí)增長(zhǎng)趨勢(shì)已變得平緩甚至略有下降。硬度方面:除了0.1 MPa 和200 MPa,500 MPa 和600 MPa 之間差異不顯著外,其他壓力處理之間差異均顯著(P<0.05);咀嚼度方面:低于400 MPa 差異均顯著(P<0.05),400 MPa以后增幅變小,咀嚼度變化趨于平緩;彈性和回復(fù)性:400 MPa 之前增長(zhǎng)趨勢(shì)明顯,之后平穩(wěn)甚至略有下降。
雞肉的質(zhì)構(gòu)與其組織結(jié)構(gòu)、肌纖維和水分含量等有關(guān),超高壓作用使汁液的流失加重,雞肉變致密,硬度增加;高壓作用還會(huì)促使蛋白質(zhì)凝膠加劇,對(duì)雞肉的咀嚼性等有改善效果。
2.6.1 不同壓力對(duì)揮發(fā)性氣味的影響
壓力大小和保壓時(shí)間對(duì)揮發(fā)性氣味的影響結(jié)果見圖6、圖7。
不同壓力處理15 min,主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)結(jié)果:第一主成分貢獻(xiàn)率為74.11%,第二主成分貢獻(xiàn)率為24.83%,總貢獻(xiàn)率為98.94%。
2.6.2 不同保壓時(shí)間對(duì)揮發(fā)性氣味的影響
不同保壓時(shí)間下,醬鹵雞肉揮發(fā)性氣味的電子鼻PCA:第一主成分貢獻(xiàn)率為98.08%,第二主成分貢獻(xiàn)率為1.77%,總貢獻(xiàn)率為99.85%。
上述兩個(gè)PCA 模型圖說明:保壓時(shí)間15 min,壓力不同對(duì)揮發(fā)性氣味的區(qū)分不明顯;400 MPa 壓力下,保壓時(shí)間不同對(duì)揮發(fā)性氣味的區(qū)分明顯。對(duì)于區(qū)分揮發(fā)性氣味,保壓時(shí)間的延長(zhǎng)要優(yōu)于壓力的增加。
隨著壓力的增大,雞肉的L*值呈下降趨勢(shì);a*值增加,300 MPa 和400 MPa 之間增幅顯著(P<0.05),之后趨于平緩;b*值變化不明顯,300 MPa 時(shí)達(dá)到最大,壓力繼續(xù)增大,變化趨于平穩(wěn),結(jié)果見圖8。
圖8 不同壓強(qiáng)對(duì)色澤(L*、a*、b*值)的影響Fig.8 Effect of different high pressure on value of L*,a*and b*
色澤是衡量肉制品品質(zhì)的重要指標(biāo),而影響色澤的因素很多,通常蛋白質(zhì)的變性、pH 改變,水分含量變化、脂肪氧化、微生物的增殖都會(huì)對(duì)肉的色澤造成影響。超高壓與蛋白質(zhì)變性、水分比重降低、脂肪氧化加劇都有相關(guān)作用,這些因素都會(huì)改變?nèi)獾纳珴伞?/p>
不同保壓時(shí)間對(duì)醬鹵雞肉品質(zhì)及理化指標(biāo)的影響見表1、表2。
不同保壓時(shí)間對(duì)醬鹵雞肉的質(zhì)構(gòu)影響顯著(P<0.05)。隨著保壓時(shí)間的延長(zhǎng),硬度、咀嚼度和回復(fù)性均增大,彈性在20 min 時(shí)達(dá)到最大,之后轉(zhuǎn)為下降。隨著保壓時(shí)間的延長(zhǎng),L*值、a*值降低,b*值增大。
表2 為400 MPa 壓力下不同保壓時(shí)間對(duì)醬鹵雞肉理化性質(zhì)的影響。隨著保壓時(shí)間的延長(zhǎng),水分含量顯著下降(P<0.05);pH 增大;脂肪氧化程度顯著加?。≒<0.05);微生物菌落總數(shù)顯著下降(P<0.05)。保壓時(shí)間的延長(zhǎng)對(duì)醬鹵雞肉品質(zhì)的作用效果類似于加壓帶來的影響。
表1 不同保壓時(shí)間對(duì)醬鹵雞肉品質(zhì)的影響Table 1 Effect of different maintained pressure time on quality of sauce halogen chicken
表2 不同保壓時(shí)間對(duì)醬鹵雞肉理化指標(biāo)的影響Table 2 Effect of different maintained pressure time on physical and chemical indexes of sauce halogen chicken
通過感官評(píng)定,壓力過低對(duì)品質(zhì)影響不夠顯著,過高則會(huì)導(dǎo)致汁液流失加重,質(zhì)構(gòu)、色澤變化明顯,脂肪氧化程度地加劇對(duì)品質(zhì)產(chǎn)生負(fù)面影響;保壓時(shí)間過長(zhǎng)同樣會(huì)產(chǎn)生類似于過高壓力帶來的影響??傮w來看,處理壓力為300 MPa~400 MPa,保壓時(shí)間為20 min時(shí)感官品質(zhì)最優(yōu)。
超高壓對(duì)雞肉品質(zhì)的影響較大,隨著壓力的升高,微生物、水分含量顯著降低(P<0.05);pH、脂肪氧化TBA 值顯著增大(P<0.05);醬鹵雞肉的硬度、咀嚼度、彈性和回復(fù)性隨壓力的增大均表現(xiàn)出遞增的趨勢(shì);雞肉的L*值呈下降趨勢(shì),a*值和b*值增加。不同壓力處理對(duì)揮發(fā)性氣味的影響區(qū)分不明顯。400 MPa 下,不同保壓時(shí)間對(duì)雞肉品質(zhì)的影響具有顯著性差異(P<0.05)。隨著保壓時(shí)間的延長(zhǎng):水分含量顯著降低(P<0.05);硬度、咀嚼度和回復(fù)性增大,彈性在20 min 時(shí)達(dá)到最大值;L*值和a*值降低,b*值增大。不同保壓時(shí)間對(duì)揮發(fā)性氣味的區(qū)分明顯;TBA 值、pH 與保壓時(shí)間呈正相關(guān),且差異性顯著(P<0.05)。
超高壓處理對(duì)醬鹵雞肉的品質(zhì)具有明顯改善作用。壓力在300 MPa~400 MPa,保壓時(shí)間為2 0min 時(shí)具有最佳品質(zhì);壓力過高,導(dǎo)致脂肪氧化和汁液流失加重,色澤降低,對(duì)產(chǎn)品不利。通過超高壓對(duì)醬鹵雞肉進(jìn)行二次殺菌,不僅改善了產(chǎn)品的品質(zhì),延長(zhǎng)了貨架期,同時(shí)減少了防腐劑地添加,提供給人們更加安全、衛(wèi)生、營(yíng)養(yǎng)和健康的食品。
[1] 賈培起,杜俊義,呂洪波.肉及肉制品超高壓加工的研究進(jìn)展[J].肉類工業(yè),2008(2):15-17
[2] 支鐵牛,賈培起.超高壓技術(shù)在低溫肉制品加工中的應(yīng)用[J].肉類研究,2008(8):26-30
[3] 陳復(fù)生,張雪,錢向明.食品超高壓加工技術(shù)[M].北京:化學(xué)業(yè)出版社,2005:179-257
[4] 張宏康.超高壓對(duì)生物大分子的影響研究[D].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué),2001:8
[5] Kieram,Considine ALAN,Kellyl,et al.High-pressure processing-effects on microbial food safety and food quality[J].FEMS Microbiology Letters,2008,281:1-9
[6] 李宗軍.壓力、溫度處理對(duì)肉制品中微生物的影響[J].食品與機(jī)械,2006,22(3):14-16
[7] 白艷紅,趙電波,德力格爾桑,等.牛、羊肌肉的顯微結(jié)構(gòu)及剪切力在高壓處理下的變化[J].食品科學(xué),2004,25(9):27-31
[8] 馬漢軍,周光宏,徐幸蓮,等.高壓處理對(duì)牛肉肌紅蛋白及顏色變化的影響[J].食品科學(xué),2004,25(12):36-39
[9] Hugas M,Garriga M,Monfirt J M. New mild technologies in meat processing:high pressure as a model technology [J]. Meat Sci,2002,62:359-371
[10] Jung S,Ghoul M,Lamballerie-Anton D M.Influence of high pressure on the color and microbial quality of beef meat [J].Lebensm ittel-Wissenschaft und-technologie,2003,36(6):625-631
[11] Angsupanich K,Ledward D A. High pressure treatment effects on cod(Gadus morhua)muscle[J].Food Chemistry,1998,63:39-50
[12] Angsupanich K,Edde M,Ledward D A. Effeets of high pressure on the myofibrillar proteins of cod and turkey musele[J].Joural of Agricultural and Food Chemistry,1999,47:92-99
[13] 鈴木敦土.超高壓處理による食肉の食味性改良[J].食品工業(yè),2000(4):31-39
[14] Dissing J,Bruun-Jensen L,Skibsted L H. Effect of high pressure treatment on lipid oxidation in turkey thigh muscle during chill storage[J].Zeitschrift fur Lebensmittel Untersuchung und-For-schung,1997,205:11-13
[15] 張松山.用于評(píng)價(jià)腌臘肉制品脂肪氧化程度的TBA 方法的改進(jìn)[D].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士論文,2001:21-27
[16] Shimada S,Andou M,Naito N,et al.Effects of hydrostatic pressure on the ultrastructure and leakage of internal substances in the yeast Saccharomyces cerevisiae [J]. Applied Microbiology and Biotechnology,1993,40:123-131
[17] Smelt J P P M.Recent advances in the microbiology of high pressure processing[J].Trends in Food Science and Technology,1998,9:152-158
[18] Gaenzle M G,Vogel R F. On-line fluorescence determination of pressure mediated outer membrane damage in Escherichia coli[J].Systematic Applied Microbiology,2001,24:477-485
[19] 趙偉,楊金瑞,張文斌,等.超高壓處理對(duì)牡蠣超微結(jié)構(gòu)、組分及蛋白質(zhì)變性的影響[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2011,37(5):8
[20] Angsupanich K,Ledward D A. High pressure treatment effects on cod(Gadccs morhua)muscle[J].Food Chemistry,1998,63(1):39-50
[21] Cruz-Romero M,Smiddy M,Hill C,et al.Effects of high pressure treatment on physicochemical characteristics of fresh oysters (Crassostrea gigas)[J].Innovative Food Science and Emerging Technologies,2004(5):161-169