韋田，梅林，王志耕，薛秀恒

(安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)茶與食品科技學(xué)院，安徽農(nóng)產(chǎn)品加工工程實(shí)驗(yàn)室，安徽省畜產(chǎn)品加工工程實(shí)驗(yàn)室，安徽合肥，230036)

超聲波腌制(ultrasonic curing，UC)技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用研究已有多年。現(xiàn)普遍認(rèn)為其空化效應(yīng)、熱效應(yīng)和機(jī)械作用是超聲技術(shù)應(yīng)用的三大理論依據(jù)［1］。除此之外還有力學(xué)效應(yīng)和微流效應(yīng)。超聲波的“力學(xué)效應(yīng)”賦予溶劑對(duì)細(xì)胞膜更大的滲透力，并強(qiáng)化細(xì)胞內(nèi)外的質(zhì)量傳輸;“微流效應(yīng)”也能促進(jìn)物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)，此外超聲波能刺激活細(xì)胞和酶，影響物質(zhì)的分解［2］。

大量研究表明，UC輔助腌制可以提高NaCl等腌制劑的滲透速度，明顯縮短腌制時(shí)間，加快豬肉腌制進(jìn)程，提高生產(chǎn)效率［3-4］。還可以改變肌肉組織的微觀結(jié)構(gòu)，促進(jìn)肌纖維脹大，提高肉組織的系水性，改善肉品質(zhì)構(gòu)［5-7］。

雖然國(guó)內(nèi)外已有較多UC處理肉制品的研究，但UC處理對(duì)肉制品品質(zhì)及其微觀結(jié)構(gòu)影響的系統(tǒng)研究報(bào)道較少。本研究通過(guò)不同功率UC對(duì)濕腌過(guò)程的豬肉處理不同時(shí)間，并與無(wú)UC處理的干腌(dry curing，DC)、濕腌(wet pickling，WP)比較，分析 UC 對(duì)豬肉腌制過(guò)程氯化鈉和亞硝酸鹽滲透速率和系水力、色澤、質(zhì)構(gòu)等品質(zhì)特性，以及微觀結(jié)構(gòu)的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與儀器

NaCl、NaNO2、K4Fe(CN)6、乙酸鋅、Na2B4O7、對(duì)氨基苯磺酸、鹽酸蔡乙二胺、HCl等試劑均為分析純。

FA2004型電子分析天平，上海上天精密儀器有限公司;KQ-700B超聲波清洗器，廣州罡然機(jī)電設(shè)備有限公司;NR110型便攜式色差計(jì)，廈門和頌電子科技有限公司;HH-S6型水浴鍋，江蘇金壇市金城國(guó)盛實(shí)驗(yàn)儀器廠;TU-1901型分光光度計(jì)，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司;GMK-550型數(shù)顯鹽度計(jì)，杭州匯爾儀器設(shè)備有限公司;TA.XTPlus型物性測(cè)試儀，蘇州市三昊儀器設(shè)備有限公司;202-00S型鼓風(fēng)干燥箱，長(zhǎng)沙科怡儀器設(shè)備有限公司;日本JEM-1230型透射電鏡，日本電子株式會(huì)社廣州事務(wù)所;LKB-NOVA型切片機(jī)，瑞典產(chǎn)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 腌制處理

將新鮮豬背脊肉剔除筋腱修整之后，切成質(zhì)量約130 g(85 mm×68 mm×25 mm)的肉塊，置于紫外燈下殺菌30 min(隔15 min翻面)。

腌制劑配制:NaCl 4%、亞硝酸鹽0.01%，DC以肉重計(jì)算，WP以肉與水的總質(zhì)量計(jì)算腌制劑用量，并將腌制劑溶解于水中配成腌制液。

腌制方法:DC將腌制劑均勻涂抹于肉表面，放入保鮮袋排氣、捆扎封口，置于4℃的冰箱腌制;WP肉與腌制液質(zhì)量比1∶1，將腌制液與肉塊一同放入保鮮袋，使肉完全浸沒，排氣、捆扎封口，置于4℃的冰箱，其中一部分WP樣品用于UC輔助腌制試驗(yàn)。

1.2.2 超聲波輔助腌制試驗(yàn)

UC頻率為40 kHz，功率40～80 W，處理時(shí)間30～180 min。處理期間超聲處理槽中分批放入冰袋，控制槽內(nèi)水溫低于10℃(預(yù)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，腌制溫度2～10℃內(nèi)，腌制效率無(wú)明顯變化)。UC處理結(jié)束后，將樣品轉(zhuǎn)移至4℃冰箱，總腌制時(shí)間24 h。然后進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)的測(cè)定。

1.3 不同腌制工藝?yán)砘笜?biāo)的測(cè)定

1.3.1 NaCl含量測(cè)定

肉塊絞碎后充分混勻稱取25 g，加100 mL蒸餾水?dāng)噭蜢o置24 h，浸泡過(guò)程中攪拌幾次使肉中的鹽分充分溶解與水中，靜置后取其上清液，用鹽度計(jì)測(cè)定含鹽量。

1.3.2 亞硝酸鈉測(cè)定

利用鹽酸萘乙二胺比色法［8］。

1.3.3 系水力的測(cè)定

采用加壓濾紙法［9］。肌肉總水量按肉重的72%計(jì)算，肌肉總水分量=樣品重量×72%，求系水力:

1.3.4 色差值的測(cè)定［10］

在肉樣上瘦肉部位隨機(jī)取2～3個(gè)點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)用色差計(jì)測(cè)定3次，將各點(diǎn)值平均，取其總均值為肉樣色差值。

1.3.5 質(zhì)構(gòu)分析

用質(zhì)構(gòu)分析儀(TPA)對(duì)樣品組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。將肉樣切成2 cm3的方塊狀，測(cè)定時(shí)，每組3個(gè)平行樣，取其平均值為測(cè)定結(jié)果。TPA的測(cè)定參數(shù):測(cè)前速度:2.0 mm/s;測(cè)試速度:1.0 mm/s;測(cè)后速度:2.0 mm/s;時(shí)間間隔:5.00 s;數(shù)據(jù)采集速率:200.00 pps;觸發(fā)力:5 g;壓縮變形率:50%。

1.3.6 電鏡觀察

組織切成1 mm3左右小塊，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)2.5%戊二醛4℃固定，取出用濃度0.1 mol/L磷酸鹽緩沖液(pH 7.2)漂洗數(shù)次。接著用1%鋨酸固定2h，取出用濃度0.1 mol/L磷酸鹽緩沖液漂洗數(shù)次。依次用體積分?jǐn)?shù)為30%、50%、70%、90%和100%乙醇溶液進(jìn)行梯度脫水，最后用醋酸異戊酯將乙醇脫掉。樣品用環(huán)氧丙烷置換，于環(huán)氧丙烷和環(huán)氧樹脂等體積混合液中2 h，再于環(huán)氧丙烷和環(huán)氧樹脂體積比1∶2混合液中滲透1 h，再浸環(huán)氧樹脂(Epon812)2 h，然后環(huán)氧樹脂包埋，入45℃烤箱中12 h。65℃烤箱中48 h。取出包埋好的組織進(jìn)行超薄切片(片厚70 nm)。將切好的片子水洗后放入醋酸鈾飽和水溶液中30 min，取出雙蒸水洗滌3次，放入枸櫞酸鉛染液再雙蒸水洗3次。透射觀察拍照。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

采用SAS 8.0對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行差異顯著性分析，用Excel 2003軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行平均數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)偏差的統(tǒng)計(jì)分析并作圖。

2 結(jié)果與討論

2.1 超聲波腌制試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 超聲波功率對(duì)豬肉品質(zhì)的影響

UC在40～80 W 內(nèi)處理60 min，肉中 NaCl和NaNO2含量均未表現(xiàn)出隨功率增大而升高的趨勢(shì)。40 W UC的NaCl和NaNO2含量均高于60 W和80 W，60 W UC的豬肉中NaNO2和NaCl含量均最低，分別是17.97 mg/kg和1.6%，分別比40 W的低37.95%和28.57%，比80 W 的低21.63%和20.00%(圖1-a)。鐘賽意［11］以頻率26.4 kHz超聲波處理鹽水鴨，在300～400 W內(nèi)，超聲功率越大對(duì)NaCl的滲透促進(jìn)作用越明顯。本試驗(yàn)未能得到與之一致的結(jié)果，可能由于本試驗(yàn)選用的超聲波功率較小，空化效果作用不顯著。

隨著超聲波功率的增大，系水力呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。由于功率的增大，細(xì)胞破壞明顯，肌肉肌束變松散，使得系水力降低(圖1-b)。

色澤L，a，b值在40～80 W差異均不顯著(圖1-c)，說(shuō)明UC在低功率范圍對(duì)肉品色澤不會(huì)產(chǎn)生顯著影響。該結(jié)果與Jayasooriya等［12］研究一致。

UC處理的樣品彈性隨著功率的增大而呈下降趨勢(shì)，在功率40 W時(shí)，彈性值最大。40W處理彈性值高于80 W 33.65%(圖1-d)。說(shuō)明UC功率提高對(duì)豬肉質(zhì)地會(huì)產(chǎn)生不利的影響。

圖1 UC功率對(duì)豬肉腌制效率、系水力、色澤以及質(zhì)構(gòu)影響Fig.1 Effect of UC poweron the curing efficiency，water holding capacity，color and texture of pork

2.1.2 超聲處理時(shí)間對(duì)豬肉品質(zhì)的影響

UC功率為40 W時(shí)，處理30～180 min，隨著時(shí)間的變化，肉中NaCl和NaNO2含量均呈先升高后降低的趨勢(shì)，在60 min時(shí)分別達(dá)到最大值4.00%和32.57 mg/kg(圖2-a)。超聲波處理超過(guò)60 min，均呈下降趨勢(shì)。這是由于少于60 min的超聲波處理，對(duì)細(xì)胞壁與細(xì)胞質(zhì)膜的損傷程度小，空化作用和機(jī)械作用促進(jìn)腌制劑分子進(jìn)入組織內(nèi)。隨著超聲時(shí)間的延長(zhǎng)，細(xì)胞壁與細(xì)胞質(zhì)膜損傷程度加大，細(xì)胞內(nèi)溶物外泄速度大于腌制劑分子向內(nèi)的滲透速度。

系水力也呈先上升后下降的趨勢(shì)，在超聲波60 min達(dá)到最大值87.96%(圖2-b)。UC前60 min可能由于肌肉纖維蛋白結(jié)構(gòu)被破壞，暴露出親水基，增加蛋白與水分的結(jié)合能力，大量水分進(jìn)入組織內(nèi)部或是被細(xì)胞吸收，提高保水性能;而超聲波是一種機(jī)械彈性振動(dòng)波，具有較強(qiáng)的空化作用、熱效應(yīng)和機(jī)械作用，60 min后可能會(huì)造成肌肉肌節(jié)斷裂［13］，細(xì)胞內(nèi)部微結(jié)構(gòu)的破壞，導(dǎo)致汁液大量流失，還可能引起蛋白質(zhì)變性［14］，導(dǎo)致系水力下降。

色澤L值隨超聲時(shí)間變化不顯著，a、b值均呈先降低后上升趨勢(shì)(圖2-c)?？赡苡捎谒M(jìn)入松散肌束，沖淡了肌肉中色素，同時(shí)部分色素溶出，使肉色變淡a值下降;隨著UC時(shí)間增加，細(xì)胞大量破裂，胞內(nèi)色素釋放a值升高。

UC處理時(shí)間在90 min以內(nèi)，對(duì)腌制肉的彈性有一定程度的提高。超過(guò)90 min則會(huì)降低彈性(圖2-d)。

圖2 UC時(shí)間對(duì)豬肉腌制效率、系水力、色澤以及質(zhì)構(gòu)影響Fig.2 Effect of UC time on the curing efficiency，water holding capacity，color and texture of pork

綜合UC功率與時(shí)間的試驗(yàn)結(jié)果，頻率為40 kHz的UC，功率40 W，時(shí)間60 min在提高腌制效率、穩(wěn)定色澤、改善質(zhì)構(gòu)方面具有較好的效果。

2.2 不同腌制工藝對(duì)豬肉品質(zhì)的影響

UC功率40 W處理60 min腌制1 d，DC 9 d、WP 6 d比較，UC 1 d的肉中NaCl和NaNO2含量高于DC 9 d，略低于WP 6 d(圖3-a)。這說(shuō)明UC對(duì)腌制劑的滲入有顯著的促進(jìn)作用，大大提高了腌制效率，縮短腌制時(shí)間。UC 1 d的系水力顯著高于DC 9 d和WP 6 d(圖3-b)。由于肌肉組織破壞，肌束變松散，肌球蛋白溶出，蛋白質(zhì)分子內(nèi)包埋的親水基團(tuán)被打開，結(jié)合更多的水分，提高了系水力。另一方面，DC和WP腌制時(shí)間長(zhǎng)，在NaCl的滲透作用下，也會(huì)導(dǎo)致肉品失水率增大。

代表肉色亮度的L值，UC 1 d與WP 6 d無(wú)顯著差異，但顯著高于DC 9 d(P≤0.01)(圖3-c)。因?yàn)镈C腌制肉品長(zhǎng)時(shí)間暴露于空氣中，肌紅蛋白和血紅蛋白氧化，導(dǎo)致肉品顏色深暗。UC 1 d肉的彈性顯著高于 DC 9 d、WP 6 d(P≤0.01)(圖3-d)。

圖3 腌制方式對(duì)豬肉腌制效率、系水力、色澤以及質(zhì)構(gòu)的影響(DC和WP按1.2.1方法分別腌制9 d和6 d;UC以頻率40 KHz，功率40 W，時(shí)間60 min腌制1 d)Fig.3 Effect of curing ways on the curing efficiency，water holding capacity，color and texture of pork

2.3 不同的腌制方式對(duì)肌肉組織和細(xì)胞微觀結(jié)構(gòu)的影響

線粒體是細(xì)胞中對(duì)各種損傷最為敏感的細(xì)胞器，可作為判定細(xì)胞受損程度的一項(xiàng)指標(biāo)。通過(guò)透射電鏡觀察，DC和WP樣品的線粒體外形基本完整，UC樣品的線粒體已不具備基本形狀，外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)均已被破壞(圖4)。這說(shuō)明UC對(duì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)破壞程度較大。對(duì)細(xì)胞的過(guò)度破壞，可能加速細(xì)胞內(nèi)容物的流失。因此，選擇適合的UC處理?xiàng)l件，以獲得理想的腌制效率和肉品品質(zhì)為度。

圖4 不同腌制方式對(duì)豬肉細(xì)胞線粒體的影響Fig.4 Effect of different curing ways on the Mitochondria of pork

DC和WP肌肉纖維排列有序且緊密，橫紋清晰可見，肌節(jié)完整;UC肌肉纖維發(fā)生明顯的松散、斷裂、彎曲、脫落等變化(圖5)。UC對(duì)肌纖維的這種作用效果，可以提高肉品嫩度，改善肉品質(zhì)構(gòu)。

圖5 不同腌制方式對(duì)肌肉纖維的影響Fig.5 Effect of different curing ways on the muscle fiber of pork

3 結(jié)論

UC頻率40 KHz、功率40 W、處理60 min能提高豬肉腌制效率、增強(qiáng)系水性能，改善肉品色澤，提高肉品彈性。

UC能使肌肉纖維發(fā)生明顯的松散、斷裂、彎曲、脫落等變化，提高肉品嫩度，改善肉品質(zhì)構(gòu)。但過(guò)度的UC處理，對(duì)細(xì)胞及細(xì)胞器都可能產(chǎn)生嚴(yán)重的破壞。因此，選擇適合的UC處理?xiàng)l件，以獲得理想的腌制效率和肉品品質(zhì)為度。

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