段虎，劉勤華，王祎娟，董建國(guó)，楊建，馬漢軍

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

高壓對(duì)牛肉腌制進(jìn)程及其品質(zhì)特性的影響

段虎，劉勤華，王祎娟，董建國(guó)，楊建，馬漢軍*

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

以牛肉為研究對(duì)象，通過均勻試驗(yàn)設(shè)計(jì)，研究腌制結(jié)合高壓（75MPa～450MPa、10min～60min）處理對(duì)牛肉NaCl含量、pH、色澤、硬度和彈性的影響。結(jié)果表明，高壓下腌制可以加快腌制進(jìn)程，提高NaCl在牛肉中的含量。pH和光澤隨著壓力（75MPa～450MPa）的上升而增加，紅度值在一定壓力范圍內(nèi)（150MPa～300MPa，20min～50min）趨于穩(wěn)定。壓力水平在300MPa以上時(shí)可導(dǎo)致硬度增大。通過回歸分析，結(jié)合各特性指標(biāo)，以壓力水平223.5MPa，保壓時(shí)間26.3min為牛肉最佳腌制條件。

高壓；牛肉；腌制

高壓技術(shù)是近十幾年來興起的一種新技術(shù)，它利用100MPa以上壓力，在一定溫度下使食品中的酶、蛋白質(zhì)、核糖核酸和淀粉等生物大分子改變活性、變性或糊化，同時(shí)殺死微生物達(dá)到滅菌保鮮，而食品的天然味道、風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值不受或很少受影響，同時(shí)能耗低，效率高，無毒素產(chǎn)生[1-3]。在食品進(jìn)行腌制時(shí)，高壓可以加快一些物質(zhì)如水、NaCl等在食品中的擴(kuò)散速度[4]。特別是在對(duì)肉品進(jìn)行腌制時(shí)，高壓可以改善肉品的組織結(jié)構(gòu)、調(diào)節(jié)酶活力、提高肌肉蛋白的凝膠特性等，相比之下，常壓腌制一般需要幾個(gè)小時(shí)甚至更長(zhǎng)的時(shí)間，使產(chǎn)品原有的風(fēng)味受到一定影響，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)及品質(zhì)的改善作用也有限，而有些腌肉制品加入過量的亞硝酸鹽則可能致癌[5-6]。Villacis等[7]通過研究，發(fā)現(xiàn)高壓可以提高火雞肉中的水分和NaCl的擴(kuò)散系數(shù)。張爽等[8]發(fā)現(xiàn)，高壓處理（50MPa～300MPa）可以加速鴨胸肉的鹽漬過程并改變品質(zhì)。然而，將高壓技術(shù)應(yīng)用于牛肉腌制的研究尚未報(bào)道，而且目前的研究中選用其它肉樣進(jìn)行腌制的尺寸較小，與平時(shí)生產(chǎn)有一定差異。因此，本試驗(yàn)通過均勻試驗(yàn)設(shè)計(jì)，以牛肉為研究對(duì)象，通過腌制過程中壓力處理對(duì)牛肉腌制速度、pH、色澤和質(zhì)構(gòu)的作用規(guī)律，從而為肉品腌制，以及改善其質(zhì)構(gòu)特性提供新的方法，并拓寬高壓技術(shù)在肉品中以及在食品加工方面的應(yīng)用范圍。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)原料

牛背最長(zhǎng)?。盒锣l(xiāng)胖東來生活廣場(chǎng)。

1.2 儀器與設(shè)備

高壓處理設(shè)備：包頭科發(fā)新型高技術(shù)食品機(jī)械有限責(zé)任公司；8Q500-2SD型真空包裝機(jī)：溫州鹿城黃河包裝機(jī)械廠；F-1型控時(shí)、調(diào)速式高速分散器：江蘇海門市麒麟醫(yī)用儀器廠；雷磁牌PHB-4型pH計(jì)：上海精密科學(xué)儀器有限公司；TC-P2A型全自動(dòng)測(cè)色色差計(jì)：北京鑫奧依克光電技術(shù)有限公司；TA-XTPLUS物性測(cè)定儀：英國(guó)stable Microsystems公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品處理

采用濕腌法進(jìn)行腌制。將原料肉剔除表面的筋腱并清洗干凈，然后順肌纖維走向切成5 cm×5 cm×5 cm（約130 g）的肉塊。將切好的肉樣放入真空包裝袋（聚乙烯聚酯復(fù)合膜）中，并加入50 g/L的NaCl腌制液，樣品與溶液比為1∶2，用真空包裝機(jī)進(jìn)行包裝，包裝時(shí)要盡可能地除去袋內(nèi)空氣。對(duì)樣品進(jìn)行高壓處理，然后進(jìn)行指標(biāo)測(cè)定，每個(gè)處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)。試驗(yàn)設(shè)計(jì)采用均勻設(shè)計(jì)法[9]，具體設(shè)計(jì)方案見表1。

表1 均勻試驗(yàn)設(shè)計(jì)表Table1 U6（6×6）uniform experimental design matrix with corresponding factors and levels

1.3.2 氯化鈉含量的測(cè)定

參考GB/T 5009.44-2003《肉與肉制品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法》中食鹽的灰化浸出法[10]。

1.3.3 pH的測(cè)定

取5 g絞碎的肉樣加50mL蒸餾水，在高度分散器上勻漿1min后用數(shù)字式pH計(jì)測(cè)定[11]。

1.3.4 色澤的測(cè)定

使用色差計(jì)分別測(cè)定不同處理后樣品的L值。色差計(jì)開機(jī)預(yù)熱1 h后，用標(biāo)準(zhǔn)黑筒校零，再用標(biāo)準(zhǔn)白板校準(zhǔn)。然后將探測(cè)器測(cè)量口垂直置于肉面上進(jìn)行測(cè)量，每組樣品隨機(jī)測(cè)3次，取平均值[5]。

1.3.5 質(zhì)構(gòu)的測(cè)定

用質(zhì)構(gòu)分析儀對(duì)樣品質(zhì)構(gòu)進(jìn)行分析。測(cè)定前將肉樣切成2 cm×2 cm×2 cm的方塊狀，用吸水紙吸干表面水分，每個(gè)樣品分成3塊。測(cè)定時(shí)，沿肌纖維垂直方向壓縮樣品高度的50%。參數(shù)設(shè)定如下：

探頭：P50；測(cè)試前速度：5mm/s；測(cè)試速度：2mm/s；測(cè)試后速度：2 mm/s；壓縮比：50%；測(cè)定間隔時(shí)間：5 s；觸發(fā)類型：自動(dòng)，觸發(fā)力：5 g[12]。

1.3.6 數(shù)據(jù)分析

對(duì)所得數(shù)據(jù)以壓力水平和保壓時(shí)間為自變量，以各項(xiàng)測(cè)定指標(biāo)為因變量進(jìn)行多元回歸分析，所選方法采用向后剔除法，所應(yīng)用的軟件為SPSS 11.0，并用Excel繪制趨勢(shì)圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 高壓對(duì)牛肉腌制速度的影響

通過測(cè)定腌制后牛肉中的NaCl含量，反映壓力處理對(duì)牛肉腌制速度的影響。運(yùn)用回歸分析法以壓力水平（x1，單位：MPa）和保壓時(shí)間（x2，單位：min）為自變量，樣品的NaCl含量（y，單位：g/100 g）為因變量對(duì)所得結(jié)果進(jìn)行回歸分析，得到如下回歸方程：

壓力水平和保壓時(shí)間對(duì)樣品NaCl含量的影響趨勢(shì)見圖1。

圖1 壓力處理對(duì)樣品NaCl含量的影響Fig.1 Effects of pressure treatment on the NaCl content of beef

由圖1可以看出，NaCl的含量隨著壓力的上升而增加，當(dāng)壓力為450MPa，保壓時(shí)間為10min達(dá)到最大值。這與張爽[8]的研究結(jié)果相近，高壓預(yù)處理可以提高鴨胸肉腌制速度，當(dāng)壓力水平低于150MPa時(shí)，壓力的提高可以加快腌制速度，而在150MPa～300MPa之間時(shí)，隨著壓力的提高，腌制速度減慢。Villacis M F等[7]也發(fā)現(xiàn)火雞肉在0.1MPa～300MPa壓力下進(jìn)行腌制時(shí)NaCl含量隨壓力的上升而增加，這有可能是肉品在腌制時(shí)，肌細(xì)胞之間以及肌細(xì)胞與腌制液之間NaCl的濃度和滲透壓的不同而使NaCl在肉中進(jìn)行擴(kuò)散。Gou，P等[13]認(rèn)為NaCl的擴(kuò)散可使肉中水分的離子強(qiáng)度得到提高，促使蛋白質(zhì)溶解，從而增強(qiáng)肉的保水性，同時(shí)保水性的增強(qiáng)又可促進(jìn)NaCl的擴(kuò)散，從而使肉中NaCl得到提高。本試驗(yàn)也表明，壓力處理可以加快牛肉的腌制進(jìn)程。

2.2 高壓腌制對(duì)牛肉pH的影響

運(yùn)用回歸分析法以壓力水平（x1，單位：MPa）和保壓時(shí)間（x2，單位：min）為自變量，樣品的pH（y）為因變量對(duì)所得結(jié)果進(jìn)行回歸分析，得到如下回歸方程：

壓力水平和保壓時(shí)間對(duì)樣品pH的影響趨勢(shì)見圖2。

圖2 壓力處理對(duì)樣品pH的影響Fig.2 Effects of pressure treatment on pH of beef

從圖2可以看出，高壓處理后樣品的pH在75MPa～450MPa隨著壓力的上升而增加，而保壓時(shí)間對(duì)樣品pH無顯著影響，這與JT Y Chan等[14]的研究結(jié)果吻合。C.M.Souza等[15]對(duì)豬肉進(jìn)行壓力處理后，肉樣的pH也均有不同程度的上升，這可能是因?yàn)閴毫?dǎo)致蛋白質(zhì)變性，使其構(gòu)象發(fā)生變化，從而引起酸性基團(tuán)數(shù)目減少[16-17]。同時(shí)，腌制可使鈉離子和氯離子與肌肉蛋白質(zhì)結(jié)合，使其主體結(jié)構(gòu)發(fā)生松弛，在一定程度上也可使pH發(fā)生變化[18]。

2.3 高壓腌制對(duì)牛肉色澤的影響

運(yùn)用回歸分析法以壓力水平（x1，單位：MPa）和保壓時(shí)間（x2，單位：min）為自變量，分別以樣品的L值（y1）和a值（y2）為因變量對(duì)所得結(jié)果進(jìn)行回歸分析，得到如下回歸方程：

壓力水平和保壓時(shí)間對(duì)樣品L值和a值的影響趨勢(shì)見圖3。

圖3 壓力處理對(duì)樣品（a）L值，（b）a值的影響Fig.3 Effects of pressure treatment on（a）L value and（b）a value of beef

使肉呈現(xiàn)良好的色澤并得到固定是對(duì)肉進(jìn)行腌制的一個(gè)重要目的，而從圖3可知，樣品的L值隨著壓力處理水平的增加而顯著增加，保壓時(shí)間對(duì)L值的影響較小，其原因可能是壓力處理可導(dǎo)致肌肉中的肌漿發(fā)生凝膠，亞鐵肌球素氧化氧化為高鐵肌紅蛋白，肌球蛋白也發(fā)生變性，色素從肌肉組織中滲出等[20]。馬漢軍等也通過研究發(fā)現(xiàn)，腌制不能有效阻止色澤變白即L值升高，這可能與壓力導(dǎo)致球蛋白的變性及肌肉失水有關(guān)[21]。Ana Del Olmo等以單循環(huán)和多循環(huán)的壓力處理方式對(duì)雞胸肉處理后，樣品的L值也有不同程度的上升[22]。

同時(shí)，樣品的a值在一定的壓力水平（150MPa～300MPa）和保壓時(shí)間（20min～50min）內(nèi)趨于穩(wěn)定，這表明高壓腌制對(duì)牛肉的色澤有一定的穩(wěn)定作用，其機(jī)制有待進(jìn)一步探討。

2.4 高壓腌制對(duì)牛肉質(zhì)構(gòu)的影響

運(yùn)用回歸分析法以壓力水平（x1，單位：MPa）和保壓時(shí)間（x2，單位：min）為自變量，分別以樣品的硬度（y1，單位：g）和硬度（y2）為因變量對(duì)所得結(jié)果進(jìn)行回歸分析，得到如下回歸方程：

壓力水平和保壓時(shí)間對(duì)樣品質(zhì)構(gòu)的影響趨勢(shì)見圖4。

圖4 壓力處理對(duì)樣品（a）硬度，（b）彈性的影響Fig.4 Effects of pressure treatment on（a）hardness and（b）springness of beef

由圖4可以看出，當(dāng)保壓時(shí)間為10min～30min時(shí)，樣品的硬度隨著壓力的增加而上升，但上升幅度比較小，而保壓時(shí)間大于30min時(shí)，樣品的硬度隨著壓力的增加而顯著上升。Angsupanich和Ledward將鱈魚肉在400MPa以下壓力處理時(shí)，硬度隨壓力的上升而增加，隨后則因壓力的上升而下降，這可能是高壓處理破壞了肉的顯微結(jié)構(gòu)，從而使肌肉蛋白質(zhì)發(fā)生變性，同時(shí)肌纖維發(fā)生斷裂，肌原纖維小片化[18]。馬漢軍等將雞胸肉在室溫（20℃）下進(jìn)行壓力處理，肌肉硬度隨壓力的升高而增加，當(dāng)壓力在400MPa以上時(shí)則變化不大（P＜0.05），同時(shí)，馬漢軍等指出，常溫下壓力處理僵直后肌肉嫩度的改善無顯著影響[12]。此外，NaCl對(duì)肉品嫩度的改善可能有一定影響。據(jù)Stevenson-Barry和Kauffman報(bào)道，熱剔骨肌肉在注射NaCl后可以降低溫度導(dǎo)致的變硬，但是這與抑制收縮無關(guān)，因?yàn)榧」?jié)長(zhǎng)度沒有改變，而且他們認(rèn)為離子強(qiáng)度在很大程度上對(duì)肉的嫩化有影響[22]。

另外，應(yīng)注意到的是，彈性在高壓力水平和較長(zhǎng)保壓時(shí)間下呈下降趨勢(shì)，且在較高水平下壓力和保壓時(shí)間存在一定的互作效應(yīng)。

3 結(jié)論

通過在高壓條件下對(duì)牛肉進(jìn)行腌制處理可以加快NaCl在牛肉中的擴(kuò)散速度。pH和L值隨壓力的上升而增加，a值則在一定范圍內(nèi)趨于穩(wěn)定，較高的壓力水平以及較長(zhǎng)的保壓時(shí)間則可導(dǎo)致硬度增大。通過多元非線性回歸分析，得到牛肉最佳腌制條件為壓力水平223.5MPa，保壓時(shí)間26.3min，在此條件下對(duì)牛肉進(jìn)行腌制可有效提升腌制速度，同時(shí)產(chǎn)品的品質(zhì)特性也能得到較好的維持。

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Effect of High Pressure Treatment on Salt Pick ling Process and Quality of Beef

DUAN Hu，LIU Qin-hua，WANG Yi-juan，DONG Jian-guo，YANG Jian，MA Han-jun*
（Department of Food Science and Technology，Henan Institute of Science and Technology，Xinxiang453003，Henan，China）

Uniform design was applied to examine the effects of high pressure（75MPa-450MPa，10min-60min）on pH value，color，NaCl content and texture of beef during marinating.The results showed that the process of curing was accelerated by high pressure and NaCl content was increased.The pH value and lightness increased with the increasing pressure（75MPa-450MPa），redness tend to be stable under a certain range（150MPa-300MPa，20min-50min）while hardness increased under a high level of pressure（300MPa-450MPa）.After regression analysis，223.5 MPa，26.3 min was selected as the optimum conditions for marinating beef.

high pressure；beef；salt pickling

10.3969/j.issn.1005-6521.2014.03.030

2012-07-30

河南省高校科技創(chuàng)新人才支持計(jì)劃（2009HASTIT029）

段虎（1986—），男（漢），碩士研究生，主要研究方向：肉品加工及貯藏。

*通信作者：馬漢軍（1965—），男（漢），教授，博士，主要研究方向：肉品加工及貯藏。