周 瑩
(揚(yáng)州大學(xué) 旅游烹飪學(xué)院,江蘇 揚(yáng)州 225127)
雞肉是人們攝取脂肪和磷脂的一個(gè)重要來(lái)源,以其高蛋白、低脂肪而著稱。雞肉蛋白質(zhì)含量高、種類多,且富含維生素C、E和有益于人體生長(zhǎng)發(fā)育的磷脂類物質(zhì)等[1],深受消費(fèi)者青睞,在改善居民膳食結(jié)構(gòu)等方面發(fā)揮著重要作用[2]。我國(guó)雞肉總產(chǎn)量世界排名第二,早在2005年就突破了1000萬(wàn)噸[3],在自由貿(mào)易的背景下,雞肉的深度加工對(duì)我國(guó)肉雞產(chǎn)業(yè)的影響越來(lái)越明顯[4]。
雞肉制品加工過(guò)程中會(huì)有大量的剔骨肉、碎肉產(chǎn)出,由于技術(shù)水平尚未滿足產(chǎn)品品質(zhì)的要求,只能丟棄無(wú)法重新利用的碎肉,這大大增加了加工成本。生產(chǎn)者一直在尋找一種既能提高產(chǎn)品利用率,充分利用剔骨肉、碎肉,又能提高雞肉的質(zhì)構(gòu)特性和感官品質(zhì)的方法。目前國(guó)內(nèi)外重組肉制品主要使用淀粉、蛋清、卡拉膠等作為粘合劑,這些粘合劑或多或少都會(huì)影響產(chǎn)品的品質(zhì)[5]。TG酶是一種健康、天然的食品添加劑,可以催化蛋白質(zhì)形成凝膠,使碎雞肉重新粘合,提高碎雞肉的利用率和產(chǎn)品出品率,為企業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)又節(jié)約了成本。本次實(shí)驗(yàn)使用TG酶提高蛋白質(zhì)的凝膠性能,增加肉質(zhì)彈性,改善口感,可有效避免添加傳統(tǒng)粘合劑時(shí)出現(xiàn)的產(chǎn)品龜裂、蛋白質(zhì)變性等問(wèn)題。將TG酶應(yīng)用到重組雞肉的工廠化生產(chǎn)在市場(chǎng)上還存在著很大的空白,因此具有著廣闊的市場(chǎng)前景。
雞胸肉、酪蛋白、大豆蛋白、土豆淀粉:揚(yáng)州農(nóng)貿(mào)市場(chǎng);TG酶(即谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶,酶活100):泰興市東圣食品科技有限公司;雞肉保水劑:廈門市青鑫順貿(mào)易有限公司;LST肉湯、BGLB肉湯、無(wú)菌生理鹽水、NaOH、HCl、平板計(jì)數(shù)瓊脂培養(yǎng)基:以上試劑均為分析純。
TF-50L真空滾揉機(jī) 深圳市瑞豐電器有限公司;XZ-500D真空(充氣)包裝機(jī) 上海祥正機(jī)械有限公司;蛋白質(zhì)消化爐 上海新嘉電子有限公司;KDN-08蛋白質(zhì)測(cè)定儀 上海雷索電子有限公司;IRINOX EF 20.1速凍柜 希而科上海工業(yè)設(shè)備控制有限公司;TA.XT plus食品物性測(cè)定儀 上海保圣實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司。
1.3.1 工藝方法
1.3.1.1 工藝流程
選料→解凍→整理切塊→調(diào)料→真空滾揉→酶反應(yīng)→靜置→冷凍→檢測(cè)。
1.3.1.2 操作要點(diǎn)
選料:農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)購(gòu)買冷凍白羽雞雞胸肉。
解凍:將符合食品安全檢驗(yàn)檢疫要求的雞胸肉流水解凍。
整理切塊:雞胸肉解凍后清洗干凈,除去表面的脂肪與結(jié)締組織,斷筋后切成小塊碎雞肉。
加入試劑混勻:稱取占肉質(zhì)量2%的雞肉保水劑、2%的大豆蛋白、1%的土豆淀粉、0.1%的酪蛋白溶于冰水,拌入已稱量好的碎雞肉中[6],攪拌均勻使試劑充分吸收后,使用真空包裝機(jī)分袋真空包裝。
真空滾揉:將包裝好的雞肉放進(jìn)滾揉機(jī),真空度設(shè)為0.07MPa抽真空,滾揉15min,間歇5min,總共滾揉90min。
酶反應(yīng):將按比例稱好的TG酶快速溶于4倍質(zhì)量的冰水中拌勻[7],立即攪入真空滾揉好的雞肉中,并放入模具中,壓模成型。
靜置:4℃條件下靜置12h。冷凍:-18℃冷凍24h。
1.3.2 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)
1.3.2.1 TG酶添加量對(duì)重組雞肉質(zhì)構(gòu)特性及感官評(píng)分的影響
分別稱取0.6%,0.9%,1.2%,1.5%,1.8%的TG酶進(jìn)行反應(yīng)[8],對(duì)重組雞肉進(jìn)行質(zhì)構(gòu)分析以及感官測(cè)定,選擇適當(dāng)?shù)腡G酶添加量。
1.3.2.2 水量對(duì)重組雞肉質(zhì)構(gòu)特性及感官評(píng)分的影響
在其他因素不變的情況下,水量分別取15%,20%,25%,30%,35%與相同量的試劑混合,對(duì)重組雞肉進(jìn)行質(zhì)構(gòu)分析以及感官測(cè)定,選擇適當(dāng)?shù)乃浚?]。
1.3.2.3 酪蛋白添加量對(duì)重組雞肉質(zhì)構(gòu)特性及感官評(píng)分的影響
在其他因素不變的情況下,分別稱取酪蛋白量0.08%,0.10%,0.12%,0.14%,0.16%與其他試劑相混合[10],對(duì)重組雞肉進(jìn)行質(zhì)構(gòu)分析以及感官測(cè)定,選擇適當(dāng)?shù)睦业鞍滋砑恿俊?/p>
1.3.3 確定響應(yīng)面試驗(yàn)因素水平
根據(jù)預(yù)試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),TG酶添加量、酪蛋白添加量和水量這3個(gè)因素對(duì)雞肉重組的粘聚性以及感官評(píng)分的影響顯著。在單因素試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上,進(jìn)行響應(yīng)曲面試驗(yàn)設(shè)計(jì),以TG酶添加量A(%)、酪蛋白添加量B(%)、水量C(%)3個(gè)因子為自變量,以粘聚性Y1、感官評(píng)分Y2作為評(píng)價(jià)指標(biāo)(響應(yīng)值),建立響應(yīng)面模型,進(jìn)而優(yōu)化雞肉重組工藝[11-13]。試驗(yàn)因素、編碼及編碼水平見(jiàn)表1。
表1 試驗(yàn)因素水平設(shè)計(jì)表Table 1Experimental factors and levels design table%
1.4.1 重組雞肉質(zhì)構(gòu)的測(cè)定
本試驗(yàn)使用TA.XT plus食品物性測(cè)定儀、TA5S型號(hào)探頭,采用TPA模式分析。樣品冷卻至室溫后,從中切取厚度約1cm的試樣,對(duì)試樣的粘聚性進(jìn)行測(cè)定。測(cè)定參數(shù)設(shè)置為:探頭距試樣表面50mm,壓縮比70%,測(cè)試前速率和測(cè)試速率2.0mm/s,測(cè)試后速率10.0mm/s,觸發(fā)力10g,間隔時(shí)間2s[14,15],測(cè)定3次取平均值。
粘聚性:食品2次擠壓后第2個(gè)峰面積(下壓過(guò)程中所做的功)和第1個(gè)峰面積的比值。
1.4.2 感官分析方法
本方法參考GB 16869-2005《鮮、凍禽產(chǎn)品》,選取20名有經(jīng)驗(yàn)的人員進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。首先在干燥、干凈的白瓷盤中放置編好號(hào)的樣品,感官評(píng)價(jià)人員檢查重組雞肉的組織狀態(tài)、色澤、氣味,然后按四分法切開,進(jìn)一步觀察質(zhì)地、雜質(zhì)、有無(wú)異物,參照評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)打分,滿分為100分,取所有評(píng)分的平均值作為最終結(jié)果[16],具體評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。
表2 重組雞肉感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)Table 2Standard for sensory evaluation of recombinant chicken
1.4.3 重組雞肉中水分的測(cè)定方法
依據(jù)GB/T 5009.3-2010規(guī)定的方法設(shè)計(jì)采用直接干燥法進(jìn)行測(cè)定。
1.4.4 重組雞肉中蛋白質(zhì)的測(cè)定方法
依據(jù)GB/T 5009.5-2010規(guī)定的方法設(shè)計(jì)采用凱氏定氮法進(jìn)行測(cè)定。
1.4.5 微生物檢驗(yàn)方法
菌落總數(shù):依據(jù)GB/T 4789.2-2010規(guī)定的方法進(jìn)行測(cè)定;大腸菌群:依據(jù) GB/T 4789.3-2010規(guī)定的方法進(jìn)行測(cè)定。
2.1.1 TG酶添加量對(duì)重組雞肉質(zhì)構(gòu)特性及感官評(píng)分的影響
圖1 TG酶添加量與重組雞肉質(zhì)構(gòu)特性及感官評(píng)分的關(guān)系Fig.1Relationship between the additive amount of TG enzyme and the texture and sensory score of recombinant chicken
由圖1可知,當(dāng)TG酶添加量在0.6%~1.2%時(shí)重組雞肉的粘聚性明顯上升,此時(shí)TG酶作用明顯,重組雞肉的質(zhì)構(gòu)變化較大;1.2%~1.8%時(shí),粘聚性上升幅度變小,趨于平緩;當(dāng)TG酶的添加量為1.2%時(shí)評(píng)分是最高的,繼續(xù)加量,感官評(píng)分反而降低了。由圖1確定出TG酶添加量范圍為1.0%~1.4%。
2.1.2 水量對(duì)重組雞肉質(zhì)構(gòu)特性及感官評(píng)分的影響
圖2 水量與重組雞肉質(zhì)構(gòu)特性及感官評(píng)分的關(guān)系Fig.2Relationship between water content and the texture and sensory score of recombinant chicken
由圖2可知,水量在15%~25%時(shí)重組雞肉的粘聚性變化不大,較為平穩(wěn);水量在25%~35%時(shí),重組雞肉的粘聚性急劇下降。隨著水量的增加,重組雞肉的感官評(píng)分先緩慢上升,后急劇下降,水量為25%時(shí)達(dá)到最高值,水量增加到25%后,感官評(píng)分大幅度下降。由圖2確定出水量范圍為20%~30%。
2.1.3 酪蛋白添加量對(duì)重組雞肉質(zhì)構(gòu)特性及感官評(píng)分的影響
圖3 酪蛋白添加量與重組雞肉質(zhì)構(gòu)特性及感官評(píng)分的關(guān)系Fig.3Relationship between casein content and the texture and sensory score of recombinant chicken
由圖3可知,隨著酪蛋白添加量的增加,重組雞肉的粘聚性呈上升趨勢(shì)。酪蛋白的添加量達(dá)到0.10%后重組雞肉的感官評(píng)分上升趨勢(shì)趨于平緩。由圖3確定出酪蛋白添加量范圍為0.1%~0.14%。
2.2.1 響應(yīng)曲面試驗(yàn)結(jié)果
以單因素試驗(yàn)的試驗(yàn)結(jié)果為基礎(chǔ)得到試驗(yàn)的三因素三水平,運(yùn)用Box-Behnken設(shè)計(jì)原理設(shè)計(jì)響應(yīng)曲面試驗(yàn),共有17個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)[17],用A表示酪蛋白添加量(%),用B表示TG酶添加量(%),用C表示水量(%),在中心值重復(fù)4次試驗(yàn),重組雞肉的粘聚性Y1和感官評(píng)分Y2作為考察指標(biāo)(即響應(yīng)值),確定出最佳工藝條件,試驗(yàn)設(shè)計(jì)和結(jié)果見(jiàn)表3。
表3 Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果Table 3Box-Behnken experimental design and results
2.2.2 響應(yīng)曲面回歸方程分析
表4 回歸模型的方差分析表Table 4Variance analysis table of regression model
由表4可知,粘聚性P值<0.01,感官評(píng)分P值<0.01,均表現(xiàn)為影響極顯著,這說(shuō)明粘聚性以及感官評(píng)分和3個(gè)因素之間均存在非常顯著的影響。其中粘聚性對(duì)應(yīng)的自變量一次項(xiàng)A,B,C,二次項(xiàng)A2,B2,C2和交互項(xiàng)AB,以及感官評(píng)分對(duì)應(yīng)的自變量一次項(xiàng)A,B,C,二次項(xiàng)A2,B2,C2和交互項(xiàng)BC均顯著(P值<0.05)。
模型中的失擬項(xiàng)意義為:根據(jù)模型模擬得出的預(yù)測(cè)值不擬合于實(shí)際值的概率,失擬項(xiàng)P值>0.05表示失擬項(xiàng)不顯著,預(yù)測(cè)值不擬合于實(shí)際值的概率較小,此時(shí)模型成立。由表4可知,粘聚性失擬項(xiàng)的P值為0.0564>0.05(不顯著),感官評(píng)分失擬項(xiàng)的P值為0.0562>0.05(不顯著),因此本試驗(yàn)的回歸模型成立。
模型中決定系數(shù)R2和變異系數(shù)(C.V.)的大小可以反映方程式的參考價(jià)值和相關(guān)的密切程度。R2越大,C.V.越小,其參考價(jià)值越高。該模型中粘聚性的R2為97.87%,C.V.值為2.33%,感官評(píng)分的決定系數(shù)R2為96.51%,變異系數(shù)C.V.值為3.43%,說(shuō)明Y1回歸方程比Y2更能反映真實(shí)的試驗(yàn)值,而Y2則能用來(lái)預(yù)測(cè)該工藝條件對(duì)重組雞肉感官評(píng)分的影響。最后分析回歸方程模型,獲得最佳工藝參數(shù)。
對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行回歸分析,擬合后得到TG酶添加量A、酪蛋白添加量B、水量C和粘聚性Y1、感官評(píng)分Y2的二次多項(xiàng)式模型分別為:
2.2.3 響應(yīng)曲面3D圖分析
使用Design-Expert 8.0.6軟件繪制響應(yīng)面3D圖,分析各個(gè)響應(yīng)值與3個(gè)因素的趨勢(shì)圖,并研究3個(gè)因素之間的交互作用,從而確定最佳工藝條件。
水量為25%時(shí),TG酶添加量和酪蛋白添加量對(duì)重組雞肉粘聚性的影響見(jiàn)圖4。
圖4 TG酶添加量與酪蛋白添加量及其相互作用對(duì)重組雞肉粘聚性影響的等高線和響應(yīng)曲面Fig.4Response surface and contour of the effect of the amount of TG enzyme and casein and their interaction on the cohesiveness of recombinant chicken
由圖4可知,等高線所圍成的圖形是一個(gè)橢圓,說(shuō)明TG酶添加量和酪蛋白添加量?jī)烧叩慕换プ饔幂^顯著;由3D圖可知,TG酶添加量對(duì)應(yīng)的響應(yīng)面坡度較陡,在TG酶添加量逐漸增加的過(guò)程中,粘聚力變化呈現(xiàn)拋物線,先上升再下降,當(dāng)TG酶添加量小于1.25%時(shí)呈上升趨勢(shì),大于1.25%時(shí)呈下降趨勢(shì)。酪蛋白添加量對(duì)應(yīng)響應(yīng)面坡度較TG酶添加量的相對(duì)平緩一些,說(shuō)明TG酶添加量對(duì)重組雞肉粘聚性的影響比酪蛋白添加量更為顯著。
酪蛋白添加量為0.12%時(shí),TG酶添加量和水量對(duì)重組雞肉粘聚性的影響見(jiàn)圖5。
圖5 TG酶添加量與水量及其相互作用對(duì)重組雞肉粘聚性影響的等高線和響應(yīng)曲面Fig.5Response surface and contour of the effect of the amount of TG enzyme and water and their interaction on the cohesiveness of recombinant chicken
由圖5可知,TG酶添加量的上升過(guò)程中,粘聚性變化較大,當(dāng)TG酶添加量小于1.25%時(shí)曲面呈上升趨勢(shì);大于1.25%時(shí)曲面呈下降趨勢(shì)。水量對(duì)應(yīng)的響應(yīng)面坡度較TG酶添加量平緩得多,說(shuō)明水量對(duì)重組雞肉粘聚性的影響不如TG酶添加量的影響顯著。
TG酶添加量為1.2%時(shí),酪蛋白添加量和水量對(duì)重組雞肉粘聚性的影響見(jiàn)圖6。
圖6 酪蛋白添加量與水量及其相互作用對(duì)重組雞肉粘聚性影響的等高線和響應(yīng)曲面Fig.6Response surface and contour of the effect of the amount of casein and water and their interaction on the cohesiveness of recombinant chicken
由圖6可知,等高線所圍成的圖形近乎一個(gè)圓,酪蛋白添加量與水量?jī)烧叩慕换プ饔貌伙@著;由3D圖可知,酪蛋白添加量對(duì)應(yīng)的響應(yīng)面坡度較陡,酪蛋白添加量小于0.12%時(shí)對(duì)應(yīng)的粘聚力呈上升趨勢(shì);大于0.12%時(shí)呈下降趨勢(shì)。水量對(duì)應(yīng)的響應(yīng)面坡度較酪蛋白添加量相對(duì)平緩,說(shuō)明水量對(duì)重組雞肉粘聚性的影響不如酪蛋白添加量顯著。
水量為25%時(shí),TG酶添加量和酪蛋白添加量對(duì)重組雞肉感官評(píng)分的影響見(jiàn)圖7。
圖7 TG酶添加量與酪蛋白添加量及其相互作用對(duì)重組雞肉感官評(píng)分的等高線和響應(yīng)曲面Fig.7Response surface and contour of the effect of the amount of TG enzyme and casein and their interaction on the sensory score of recombinant chicken
由圖7可知,響應(yīng)面的坡度較為平緩,TG酶添加量小于1.3%時(shí)曲線呈上升趨勢(shì);大于1.3%時(shí)曲線呈下降趨勢(shì)。酪蛋白添加量對(duì)應(yīng)的響應(yīng)面變化較小,說(shuō)明酪蛋白添加量對(duì)感官評(píng)分影響較小。從等高線圖中可以看出,等高線所圍成的圖形近乎一個(gè)圓,說(shuō)明TG酶添加量與酪蛋白添加量?jī)烧叩慕换プ饔脤?duì)重組雞肉感官評(píng)分的影響不顯著。
酪蛋白添加量為0.12%時(shí),TG酶添加量和水量對(duì)重組雞肉感官評(píng)分的影響見(jiàn)圖8。
圖8 TG酶添加量與水量及其相互作用對(duì)重組雞肉感官評(píng)分影響的等高線和響應(yīng)曲面Fig.8Response surface and contour of the effect of the amount of TG enzyme and water and their interaction on the sensory score of recombinant chicken
由圖8可知,響應(yīng)面的坡度較陡,TG酶添加量小于1.3%時(shí)曲線呈上升趨勢(shì);大于1.3%時(shí)曲線呈下降趨勢(shì)。水量對(duì)應(yīng)的響應(yīng)面坡度較TG酶添加量平緩,說(shuō)明水量對(duì)重組雞肉感官評(píng)分的影響不如TG酶的影響顯著。從等高線圖中可以看出,等高線呈橢圓形狀,表明TG酶添加量和水量?jī)烧咧g存在較為顯著的交互作用。
TG酶添加量為1.2%時(shí),酪蛋白添加量和水量對(duì)重組雞肉感官評(píng)分的影響見(jiàn)圖9。
圖9 酪蛋白添加量與水量及其相互作用對(duì)重組雞肉感官評(píng)分影響的等高線和響應(yīng)曲面Fig.9Response surface and contour of the effect of the amount of casein and water and their interaction on the sensory score of recombinant chicken
由圖9可知,響應(yīng)面的坡度較陡,酪蛋白添加量上升過(guò)程中,感官評(píng)分變化呈上升趨勢(shì)。水量對(duì)應(yīng)的響應(yīng)面變化較小,說(shuō)明水量對(duì)感官評(píng)分影響較小。從等高線圖中可以看出,等高線呈橢圓形狀,表明酪蛋白添加量和水量之間存在較為顯著的交互作用。
2.2.4 最佳工藝條件的確定以及驗(yàn)證
運(yùn)用Design-Expert響應(yīng)優(yōu)化器同時(shí)優(yōu)化重組雞肉的粘聚力和感官評(píng)分,優(yōu)化參數(shù)見(jiàn)表5。當(dāng)A=1.263,B=0.121,C=25.43時(shí),可得粘聚力0.416738、感官評(píng)分91.0001的最佳條件。
表5 響應(yīng)值優(yōu)化器設(shè)置Table 5Response value optimizer setting
將響應(yīng)面軟件取得的結(jié)果經(jīng)過(guò)多次重復(fù)試驗(yàn)驗(yàn)證后,得出的最佳工藝條件為:TG酶1.26%、酪蛋白0.12%、水量25.5%。進(jìn)行3次平行試驗(yàn)后取粘聚性、感官評(píng)分的均值來(lái)認(rèn)證該方程,所得粘聚力均值為0.415,感官評(píng)分均值為91,和預(yù)測(cè)值基本吻合,說(shuō)明該方案經(jīng)過(guò)響應(yīng)軟件優(yōu)化后可用于實(shí)踐。
本研究以重組雞肉的粘聚力和感官評(píng)分作為試驗(yàn)測(cè)定指標(biāo),通過(guò)單因素試驗(yàn),確定以TG酶添加量、酪蛋白添加量、水量為試驗(yàn)的主要影響因素,并且確定了TG酶添加量為1%~1.4%,酪蛋白添加量為0.1%~0.14%,水量為20%~30%,此時(shí)重組雞肉的粘聚性與感官評(píng)分最佳。在單因素試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上進(jìn)行響應(yīng)面設(shè)計(jì),進(jìn)一步優(yōu)化重組雞肉的工藝參數(shù),利用科學(xué)的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法優(yōu)化各因素的內(nèi)在水平,分析各因素間的交互作用,得到最佳的工藝參數(shù)為:TG酶添加量1.263%,酪蛋白添加量0.121%,水量25.43%,此時(shí)預(yù)測(cè)重組雞肉的粘聚力為0.416738。根據(jù)實(shí)際狀況調(diào)整為TG酶添加量1.26%,酪蛋白添加量0.12%,水量25%,實(shí)際測(cè)得重組雞肉的粘聚力為0.415,比預(yù)測(cè)值稍低,但基本符合試驗(yàn)數(shù)據(jù),可以為實(shí)際生產(chǎn)提供理論依據(jù)。