余 健,郇延軍

(江南大學食品學院,江蘇無錫 214122)

我國傳統(tǒng)腌臘肉制品以其色澤鮮亮,風味獨特而受廣大消費者喜愛[1],但因其獨特的加工及保藏需要,鹽含量高,咸度大[2]。隨著生活水平不斷提高,人們越來越注重飲食健康[3-4]。大量調(diào)查表明,長期高鈉飲食會增加高血壓、心血管疾病的患病風險[5-7]。因此,如何降低腌臘肉制品鈉含量一直是近年來研究者追求的目標。食品行業(yè)已經(jīng)采取一些方法:如直接減少NaCl添加量;使用其他鹽部分或全部替代NaCl;采用新的加工工藝等[8]。

雖然直接減少NaCl的添加量能有效降低鈉含量,但NaCl降低使得產(chǎn)品防腐能力下降,貯藏期縮短。因此,用其他鹽部分替代NaCl方法更為可行。如Alino等[9]用KCl、CaCl2等部分代替NaCl,降低產(chǎn)品鈉離子含量且品質(zhì)無顯著差異。Armenteros等[10]發(fā)現(xiàn)用KCl部分替代NaCl對蛋白質(zhì)水解無顯著影響。由于KCl與NaCl物理化學性質(zhì)相似,可作為鈉鹽替代首選[11-12],但其添加會出現(xiàn)金屬異味,而乳酸鹽作為風味物質(zhì)能掩蓋部分異味,且能在一定程度上抑制食物腐敗菌和致病菌的生長[13-14]。Fulladosa[15]等將乳酸鉀添加于干腌火腿中,在腌制的第一階段微生物的特性更加穩(wěn)定,風味及其他品質(zhì)特性沒有明顯改變。Choi等[16]用30%乳酸鉀和10%抗壞血酸鈣替代NaCl,終產(chǎn)品品質(zhì)和傳統(tǒng)配方無明顯差異。對于干腌咸肉品質(zhì)一般包括色澤、質(zhì)地、氣味、滋味等方面,描述這些屬性難以劃分具體界限,有一定的模糊性。而模糊數(shù)學可以將這些屬性定量化,進行數(shù)學描述,從而減少人主觀性影響,比較全面地反映其感官品質(zhì)的信息。模糊數(shù)學感官評價法考慮了各因素對整體的綜合貢獻,能夠?qū)κ称返钠焚|(zhì)作出客觀、準確評價[17-18]。因此本實驗選擇用KCl和乳酸鉀作為復(fù)合鹽部分替代干腌咸肉中的NaCl,并采用模糊數(shù)學綜合評價法對低鈉咸肉進行綜合感官評價,以期尋找出最佳食鹽腌制替代量,為低鈉干腌肉制品的加工提供新思路。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮黑土豬五花肉于 安徽郎溪縣幸福好運家畜養(yǎng)殖家庭農(nóng)場;氯化鉀,氯化鈉,乳酸鉀,亞硝酸鈉、異抗壞血酸鈉 均為食品級,鄭州明欣化工產(chǎn)品有限公司。

PL203型電子天平 梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司;KBF240恒溫恒濕器 德國Binder公司;TA-XT plus型質(zhì)構(gòu)分析儀 英國Stable Micro Systems公司;LabMASTER-aw水分活度儀 瑞士NOVASINA公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 加工工藝 根據(jù)張露[19]等人使用的加工工藝略修改:豬肉(-20 ℃貯藏,于4 ℃解凍24 h后備用)→修整→腌制3 d(4 ℃,每隔24 h翻缸一次)→風干9 d(20 ℃,相對濕度65%～75%)→產(chǎn)品。

1.2.2 基本理化指標測定 水分含量測定:參考GB 5009.3-2016《食品中水分的測定》中的直接干燥法測定水分含量[20];水分活度測定:取樣品瘦肉部分絞碎,采用Novasina 自動水分活度儀進行測定;質(zhì)構(gòu)剖面分析(texture profile analysis,TPA)[21],采用TPA模式進行測定,結(jié)果選用硬度(Hardness)、彈性(Springiness)、咀嚼性(Chewiness)、回復(fù)性(Resilience)[22]等參數(shù)來評價樣品的質(zhì)構(gòu)特性。取樣品瘦肉,切成1 cm×1 cm×1 cm立方體,使肌原纖維平行于探頭表面平行測定3次。TPA測定條件根據(jù)文獻略有改動[22],測定模式和選項:TPA,測定前探頭速度:2.00 mm/s;測定時探頭速度:1.00 mm/s;測定后探頭速度:5.00 mm/s;壓縮量:50%;探頭兩次測定時間間隔:3.00 s;觸發(fā)力:5.0 g;探頭型號:P25。

1.2.3 模糊數(shù)學感官評定 挑選10名(5男5女)經(jīng)過專門感官培訓的食品專業(yè)人員組成評定小組[23],對咸肉的色澤、質(zhì)地、氣味、滋味4個因素進行感官評價,根據(jù)潘志明等人評分標準略有改動[24],如表1所示。

表1 咸肉感官評價標準表Table 1 Criteria of sensory evaluation of cured meat

模糊數(shù)學模型的建立[24]:因素集U是影響被評判對象的指標集合,本研究的因素為咸肉的色澤(U1)、質(zhì)地(U2)、氣味(U3)、滋味(U4),從而得U={U1,U2,U3,U4};評語集是參評者對評價指標反饋信息的集合,確定評語集即是確定需要評價的等級。咸肉的評價等級為很好(V1)、好(V2)、一般(V3)、差(V4),從而得出V={V1,V2,V3,V4}。評價等級K對應(yīng)其中間分值9、7、4、1,即K={k1,k2,k3,k4}={9,7,4,1};權(quán)重集就是評語集合中各指標在總體感官品質(zhì)中所占比重的集合,每一個評語集對應(yīng)一個權(quán)重系數(shù),用X表示。采用用戶調(diào)查法來確定權(quán)重,請20位消費者對咸肉的色澤、質(zhì)地、氣味、滋味4因素在所有因素中所占重要性比率進行分析評價。

1.3 單因素實驗

按照傳統(tǒng)的加工工藝,對KCl和乳酸鉀分別部分替代NaCl對干腌咸肉的研究。對照組中鹽添加量為8%,而其他配料的添加量一致(0.3%復(fù)合磷酸鹽,250 mg/kg抗壞血酸鈉,120 mg/kg亞硝酸鈉)[25]。

KCl替代:分別替代食鹽含量的0、10%、20%、30%、40%,排序1～5號進行咸肉的腌制,對成品咸肉進行基本理化指標和感官評定,以期得到最優(yōu)KCl部分替代比[26]。

乳酸鉀替代:分別替代食鹽含量的0、10%、15%、20%、25%,排序1～5號進行咸肉的腌制,對成品咸肉進行基本理化指標和感官評定,以期得到最優(yōu)乳酸鉀部分替代比[26]。

1.4 正交實驗設(shè)計

因腌制時間對咸肉品質(zhì)也有一定的影響,在單因素實驗基礎(chǔ)上,以KCl替代量(A),乳酸鉀替代量(B)、腌制時間(C)設(shè)定三因素三水平正交實驗,如表2所示。以成品的硬度和感官評定為測定結(jié)果,數(shù)據(jù)進行分析得出最優(yōu)實驗方案。

表2 L9(33)正交實驗因素和水平Table 2 Factors and levels of L9(33)orthogonal experiment

1.5 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析

每個樣品重復(fù)3次實驗,取平均值。采用Microsoft Excel 2016(Microsoft公司)進行平均值、標準差處理,并用SPSS 19.0(IBM公司)中的ANOVA(analysis of variance)分析方法對實驗數(shù)據(jù)進行顯著性分析(p>0.05 差異顯著),使用origin 8.6(originLab公司)進行數(shù)據(jù)作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素實驗

2.1.1 基本理化指標結(jié)果 由圖1可知,KCl部分替代NaCl(替代比例為0～40%),成品的水分含量和水分活度稍有變化,但差異不顯著(p>0.05),這個結(jié)果與楊應(yīng)笑等[27]研究結(jié)果相似?？赡茉?肉質(zhì)本身差異性以及風干過程放置位置不同導(dǎo)致成品表面失水速率出現(xiàn)稍微差異。質(zhì)構(gòu)結(jié)果如表3,各替代的成品之間硬度、彈性、咀嚼性、回復(fù)性差異不顯著(p>0.05)。

表3 不同KCl替代質(zhì)構(gòu)的變化Table 3 Changes in texture of each KCl substitutions

圖1 不同KCl替代量對水分含量和水分活度的影響Fig.1 Effect of moisture content and Aw of different KCl substitutions

由圖2顯示,乳酸鉀(0～25%)部分替代NaCl時,水分含量和水分活度差異不顯著(p>0.5),由于乳酸鉀本身通過降低產(chǎn)品水分活度達到抑菌效果,因而隨著乳酸鉀替代量的增加,水分活度逐漸下降[14],但下降不明顯(p>0.5)。質(zhì)構(gòu)結(jié)果如表4所示,彈性、咀嚼性、回復(fù)性差異不顯著(p>0.5),而硬度差異顯著(p<0.5)。隨著乳酸鉀含量的增加,硬度出現(xiàn)下降的趨勢。可能原因本身乳酸鉀具有持水力的作用,這樣在一定程度上改善了咸肉肉質(zhì)堅硬的問題。綜上所述,從基本理化指標看用KCl和乳酸鉀部分替代NaCl方法可行。

表4 不同乳酸鉀替代質(zhì)構(gòu)的變化Table 4 Changes in texture of each K-lactate substitutions

圖2 不同乳酸鉀替代量對水分含量和水分活度影響Fig.2 Effect of moisture content and Aw of different K-lactate substitutions

2.1.2 模糊數(shù)學感官評定結(jié)果 采用用戶調(diào)查法來確定權(quán)重,請20位消費者對咸肉的色澤、質(zhì)地、氣味、滋味4因素在所有因素中所占重要性比率進行分析評價。結(jié)果如表5所示,從而得出咸肉的權(quán)重集為X={0.205,0.16,0.285,0.35}。

表5 咸肉制品各因素重要性程度分析表Table 5 Weight distribution and statistics of corned meat

模糊矩陣的確立和模糊轉(zhuǎn)換:將感官評定不同等級的票數(shù)除以10得到模糊關(guān)系矩陣R。將質(zhì)量因素權(quán)重集X與模糊關(guān)系矩陣R合成,得到模糊關(guān)系評價集Y=X×R。最后引進綜合評分矩陣T,得到咸肉樣品的模糊綜合評價總分T=Y×K。

評定小組對不同替代樣品的4項指標進行評價,得出感官評價指標票數(shù)如表6和7所示,以KCl替代的1號樣品為例,得到U1={0.5,0.5,0,0},同理可得到U2={0.2,0.4,0.4,0},U3={0.7,0.3,0,0},U4={0.1,0.4,0.4,0.1}。將計算得出的U1、U2、U3、U44個單因素模糊矩陣的評價結(jié)果寫成一個矩陣,即:

表6 不同KCl替代咸肉感官評定票數(shù)分布Table 6 Vote distributions of sensory evaluation of cured Meat at different KCl substitutions

表7 不同乳酸鉀替代咸肉感官評定票數(shù)分布Table 7 Vote distributions of sensory evaluation of cured Meat at different K-lactate substitutions

已知咸肉4個指標的權(quán)重向量為X={0.205,0.16,0.285,0.35},根據(jù)公式Y(jié)=X×R,即KCl替代1號樣品:

即Y1={0.369,0.392,0.204,0.035}。模糊綜合評價總分T=Y×K,最終得出KCl替代1樣品的綜合評分。

同理可得其他得分如表8所示。樣品的綜合得分越高說明其感官評價越好,樣品的綜合得分越低說明其感官評價越差。由表8可知,KCl替代組中,4號樣品模糊數(shù)學感官評價的綜合得分最高,為7.364,而5號樣品只有5.188,分數(shù)降低的原因可能是當KCl替代達到40%時,出現(xiàn)讓人不愉快的苦味所致。而在乳酸鉀替代組中,隨著乳酸鉀替代增加,感官評分逐漸增加,但當替代為20%以上時,分數(shù)又逐漸下降,可能出現(xiàn)了消費者不喜歡的金屬異味而影響口感。最后得出最優(yōu)KCl替代量為30%,最優(yōu)乳酸鉀替代為15%,以此結(jié)果進行下一步正交優(yōu)化。

表8 不同KCl和乳酸鉀替代的感官綜合評分Table 8 Sensory value of each KCl and K-lactate substitutions

2.2 正交實驗分析結(jié)果

咸肉的腌制過程中,腌制時間也是影響腌制品質(zhì)的一個重要因素,在單因素實驗的基礎(chǔ)上,選取KCl替代量(A)、乳酸鉀替代量(B)、腌制時間(C)三因素,采用正交實驗對其進行優(yōu)化,利用正交設(shè)計軟件進行實驗設(shè)計、數(shù)據(jù)處理及模型的建立,實驗方案及結(jié)果見表9。

表9 正交實驗設(shè)計方案及結(jié)果Table 9 The design and result of orthogonal experiment

依據(jù)實驗的結(jié)果,進行各指標的極差分析,以硬度為指標,各因素主次順序為:乳酸鉀替代量>腌制時間>KCl替代量,最優(yōu)組合為A2B3C2;以感官評定作為指標時,因素主次順序為:乳酸鉀替代量>KCl替代量>腌制時間,最優(yōu)組合為A2B2C2;從兩個指標結(jié)果分析看出,雖然兩個指標的各因素影響主次不同,但乳酸鉀的替代量是影響咸肉品質(zhì)的最主要因素。由于最終成品以消費者感官評定結(jié)果為主要影響因素,即綜合考慮得出最優(yōu)組合為A2B2C2。即用30% KCl和15%乳酸鉀復(fù)合替代可行,消費者接受度良好。這結(jié)果與M.D. Guàrdia等[26]人用KCl和乳酸鉀替代發(fā)酵香腸進行研究的結(jié)果相似。

2.3 最優(yōu)組合的驗證結(jié)果

以8%的食鹽添加為對照組,其他條件一致，由最優(yōu)組合得到的A2B2C2與對照組進行對比,結(jié)果如表10所示,彈性、咀嚼性和回復(fù)性最優(yōu)組合之間差異不顯著(p>0.05),而硬度具有顯著性差異(p<0.05),最優(yōu)組合中的硬度明顯降低,這對干腌咸肉質(zhì)地過硬問題起到一定改善作用；最優(yōu)組合感官評分為7.868,明顯高于對照組的7.297。由此可得最優(yōu)組合NaCl 55%、KCl 30%、乳酸鉀15%、腌制時間72 h即為我們所需要的最佳腌制工藝條件。

表10 驗證實驗的結(jié)果Table 10 Results of the verification experiment

3 結(jié)論

用不同KCl量(0%～40%)替代時,干腌咸肉理化指標和質(zhì)構(gòu)無顯著差異(p>0.05),用不同乳酸鉀量(0%～25%)替代時,產(chǎn)品水分含量和水分活度差異不顯著(p>0.05),硬度下降顯著(p<0.05),改善了干腌咸肉質(zhì)地過硬問題。正交實驗得出最優(yōu)復(fù)合腌制劑為NaCl 55%、KCl 30%、乳酸鉀15%。從最后驗證實驗可得最優(yōu)組合硬度顯著低于對照組(p<0.05),而感官評分為7.868,顯著高于對照組(p<0.05)。與傳統(tǒng)腌制劑相比,本研究低鈉復(fù)合腌制劑鈉的添加量降低了45%,干腌咸肉質(zhì)地有了明顯改善。

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