馬曉麗 楊書捷 張龍濤 徐智勇 蘇清雄 繆松 鄧凱波 鄭寶東

摘 要：為科學降低調理牛肉制品中的鈉鹽含量，選用乳酸鉀、抗壞血酸鈣、氯化鎂作為氯化鈉的復合替代鹽，研究復配比例對調理牛肉理化指標和感官特性的影響，并通過主成分分析進行綜合評價。結果表明：相比于對照組（100%氯化鈉），以20%乳酸鉀、10%抗壞血酸鈣和10%氯化鎂替代40%氯化鈉腌制后的牛肉硬度、咀嚼性和剪切力顯著降低（P<0.05），亮度值、紅度值和黃度值顯著升高（P<0.05），且2 組間具有相似的感官特性;通過主成分分析也發(fā)現，該處理組牛肉的綜合得分與對照組最為接近。該復合替代鹽配方及品質評價方法可在降低調理牛肉鈉含量的同時有效保證其原有品質。

關鍵詞：調理牛肉;復合替代鹽;理化特性;感官品質;主成分分析

Effect of Salt Substitute Formulations on the Quality of Prepared Beef

MA Xiaoli1，2， YANG Shujie1，2， ZHANG Longtao1，2， XU Zhiyong3， SU Qingxiong3， MIAO Song2，4， DENG Kaibo1，2，*， ZHENG Baodong1

（1.College of Food Science， Fujian Agriculture and Forestry University， Fuzhou 350002， China;

2.China-Ireland International Research Centre of Food Material Science and Structure Design， Fuzhou 350002， China;

3.Putian Chengxiang Chengwei Food Co. Ltd.， Putian 351100， China;

4.Teagasc Food Research Centre， Ministry of Agriculture， Cork 999014， Ireland）

Abstract： In order to scientifically reduce the sodium salt content in prepared beef products， combinations of potassium lactate， calcium ascorbate， magnesium chloride were selected as substitutes for sodium chloride， and the influence of salt composition on the physicochemical indicators and sensory characteristics of prepared beef was analyzed by principal component analysis （PCA）. The results showed that the hardness， chewiness and shear force of beef cured with 20% potassium lactate， 10% calcium ascorbate and 10% magnesium chloride as a substitute for 40% sodium chloride were significantly reduced （P < 0.05）， and the color parameters of brightness value （L*）， redness value （a*） and yellowness value （b*） were significantly increased （P < 0.05） compared to the control group （100% sodium chloride）. Nevertheless， the two groups had similar sensory characteristics. Through PCA， it was also found that the comprehensive score of the treatment group was closest to that of the control group. The salt substitute formulation could effectively reduce the sodium content of prepared beef while ensuring the original quality.

Keywords： prepared beef; salt substitute formulation; physicochemical properties; sensory quality; principal component analysis

DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20201026-250

中圖分類號：TS251.5? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標志碼：A 文章編號：1001-8123（2020）12-0030-07

引文格式：

馬曉麗， 楊書捷， 張龍濤， 等. 復合替代鹽對調理牛肉品質的影響[J]. 肉類研究， 2020， 34（12）： 30-36. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20201026-250.? ? http：//www.rlyj.net.cn

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調理肉制品是現代肉制品加工的重要組成部分，具有便捷、營養(yǎng)、風味多樣的特點，順應當代飲食潮流，受到世界各國公共營養(yǎng)機構和家庭的青睞[1]。鈉是維持人體正常生理功能必不可少的營養(yǎng)素，然而，鈉鹽攝入量過多會使人體血壓上升，導致心血管疾病發(fā)生率上升以及胃癌、骨質疏松癥等一系列疾病[2-3]。氯化鈉是肉制品加工中必不可少的添加劑，對肉制品的品質有

重要影響，不僅可以改善肉制品口感和質地，還能延長保質期[4-6]，但目前在肉制品加工業(yè)中普遍存在鈉鹽使用過量的問題。

根據《中國食品工業(yè)減鹽指南（2018）》要求，需逐步實現到2030年加工食品鈉含量平均水平降低20%的目標[7]。使用鈉鹽替代物是降低肉制品鈉鹽含量的一種常用方法，其目的是在不影響咸味的前提下代替鈉鹽的作用。常見的替代鹽包括鉀鹽、鎂鹽和鈣鹽等。每日攝入定量的鈣、鎂元素對于維持人體健康具有重要意義。前人研究發(fā)現，乳酸鉀可改善肉類的適口性，保持產品顏色穩(wěn)定性，還能抑制微生物生長，保證產品安全性[8-9];氯化鎂可促進肌原纖維溶解，改善蛋白乳化效果，降低汁液損失[10];抗壞血酸鈣可作為抗氧化劑和防腐劑添加到乳制品及肉制品中，有利于延長食品的保質期[5]。但目前單一替代鹽在外觀、感官、質地和安全性等方面的替代效果仍存在一定缺陷，如鉀離子濃度過高會影響產品質地，并產生強烈的風味缺陷[11]，而鈣離子濃度過高會嚴重降低肉制品的持水性[12]。

目前，關于肉制品的品質評價體系眾多，包括色澤、持水性、質構特性、感官特性等，采用單一的評價體系難以全面評價肉制品的品質，需要采用科學的統(tǒng)計分析方法進行全面評價[13]。在科學研究中，主成分分析法通過多變量統(tǒng)計，以數學降維手段簡化數據集，用較少的非相關性綜合因素替代原眾多相關性評價指標，簡化評價過程，廣泛應用于果疏、乳制品、肉制品等食品品質的綜合評價[14-16]。李升升等[17]通過主成分分析評價不同部位牦牛肉的品質差異，可以明確區(qū)分不同部位的肉質差異。孟子晴等[18]在κ-卡拉膠對牛肉糜品質影響的研究中，通過測定水分含量、蒸煮損失、質構特性等指標，基于主成分分析建立品質評價模型，分析結果與感官評價和微觀結構之間具有較好的相關性。因此，本研究采用一定比例乳酸鉀、抗壞血酸鈣和氯化鎂的復合鹽替代氯化鈉，根據調理牛肉的理化和感官特性測定結果，通過主成分分析法綜合評估替代鹽的效果，以開發(fā)出一種具有適宜質地和感官質量的低鈉調理牛肉。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

牛霖肉 福州大潤發(fā)超市;食鹽 江蘇省鹽業(yè)集團有限責任公司;乳酸鉀 北京清源食品添加劑有限

公司;抗壞血酸鈣、氯化鎂 石藥集團維生藥業(yè)有限

公司;復合磷酸鹽 湖北興發(fā)化工集團股份有限公司。

1.2 儀器與設備

HH-6數顯恒溫水浴鍋 常州國華電器有限公司;TA-XT Plus質構儀 英國Syable Micro Systems公司;Allegra X-30R臺式高速離心機 美國Beckman Coulter

公司;CM-5分光測色計 日本柯尼卡-美能達公司;Utech PH700臺式pH計 美國賽默飛世爾科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品處理

去除冷鮮牛霖表面筋膜，沿肌纖維方向切割成30 mm×20 mm×8 mm的肉片，于-18 ℃冰箱中冷凍保存。取一定質量的肉片，在4 ℃解凍12 h;按照肉、腌制液質量比1∶2加入腌制液，使腌制液完全浸沒肉片，在4 ℃環(huán)境中靜置腌制4 h。對照組（C1、C2組）腌制液配方中包含以下成分（以下均為質量分數）：4.0%或2.4%食鹽、1%白砂糖、0.4%復合磷酸鹽（含0.16%三聚磷酸鈉、0.16%焦磷酸鈉、0.08%六偏磷酸鈉）?；诘荣|量替代，以C1組的氯化鈉含量為100%，用不同比例乳酸鉀（15%、20%、25%）、抗壞血酸鈣（10%、15%）和氯化鎂（5%、10%）的復合鹽替代氯化鈉，分為4 個不同處理組（表1）。腌制結束后取出肉片，蒸餾水沖洗表面，濾紙吸干水分，取樣進行相關指標測定。

1.3.2 烹飪產率測定

取一定質量的解凍牛肉，腌制完成后瀝干，稱質量（m1，g），封口包裝于蒸煮袋中，在78 ℃水浴鍋中加熱至中心溫度72 ℃[19]，取出用流水冷卻至室溫后，濾紙吸干肉樣表面水分，稱質量（m2，g）。烹飪產率按式（1）計算。

（1）

1.3.3 色澤測定

以標準白色樣板為對照，采用分光測色計測定樣品色差，分別測定亮度值（L*）、紅度值（a*）和黃度值（b*）。由于肉面顏色隨位置而異，故在肉面內不同位置重復測定4 次后取平均值。

1.3.4 質構特性和剪切力測定

采用質構儀分別進行質構特性和剪切力測定。質構特性測定的具體方法和參數設置參考肖夏等[20]的方法，并作出一定的修改。將蒸煮后的試樣沿肌纖維方向切成10 mm×10 mm×8 mm的肉塊，在TPA模式下進行測定，參數設定如下：測前速率2 mm/s，測中速率2 mm/s，測后速率2 mm/s，壓縮比40%，2 次下壓間隔時間5 s，觸發(fā)力50 g，探頭距離20 mm，探頭為P/36R。剪切力的測定參考郭瑤堂等[21]的方法，并作出一定的修改。將蒸煮后的試樣沿肌纖維方向切成25 mm×10 mm×8 mm的肉條，選擇HDP/BSK刀頭，測定參數如下：測前速率2.0 mm/s，測中速率1.0 mm/s，測后速率10.0 mm/s，下壓距離10.0 mm，觸發(fā)力20.0 g。每組樣品測定5 次，取平均值。

1.3.5 感官評定

參照OFlynn[22]、Murphy[23]等的六點評分法，邀請8 位經專業(yè)培訓的品評員組成感官評定小組，對樣品進行3 位隨機數字編碼，每次評定由每個品評員單獨進行，無接觸交流，不同樣品評定前用清水漱口。評定指標包括色澤（1 分=粉白色，6 分=暗紅色）、硬度（1 分=非常軟，6 分=非常硬）、多汁性（1 分=很干，6 分=非常多汁）、咸味（1 分=無咸味，6 分=非常咸）、異味

（1 分=無異味，6 分=異味非常重）、總體風味（1 分=無法感知，6 分=風味濃郁）和總體可接受度（1 分=不能接受，6 分=完全能被接受）。

1.4 數據處理

采用SPSS 20.0軟件對牛肉的各項品質指標進行方差分析和主成分分析。

2 結果與分析

2.1 復合替代鹽對調理牛肉烹飪產率的影響

小寫字母不同，表示同一指標組間差異顯著（P<0.05）。圖2同。

由圖1可知，對照（C1）組調理牛肉具有最高的烹飪產率，為84.90%，當鹽含量降低時，低鈉（C2）組調理牛肉烹飪產率顯著下降（P<0.05），且在所有實驗組中，C2組的烹飪產率最低，為72.37%，因而僅通過減少氯化鈉用量來制備低鈉調理牛肉將會對產品造成大量的烹飪損失。在其他研究中也發(fā)現，當食鹽含量大大降低時，雞胸肉的保水性顯著下降（P<0.05），烹飪損失增加[24]。相比與C1組，各處理組的烹飪產率均顯著下降

（P<0.05）。其中T3組最高，達到79.95%，這可能與該組替代鹽較高的鎂離子含量有關。鎂離子的離子強度大，可與肌原纖維蛋白肽分子上的極性基團發(fā)生強烈的相互作用，從而提高肌球蛋白的溶解度[12]，而鹽溶性肌原纖維蛋白受熱后在表面形成凝膠結構，包裹自由水，減少烹飪損失[5]。Pojedinec等[25]研究同樣發(fā)現，氯化鎂有利于提高牛肉的烹飪產率。此外，相比于T3組，T1組的烹飪產率略微降低，但2 組之間差異不顯著，這可能是由于T3組腌制液中氯化鎂和乳酸鉀含量降低，造成保水性降低，但氯化鈉含量有所上升，能在一定程度彌補持水性降低的缺陷。

2.2 復合替代鹽對調理牛肉色澤的影響

由圖2可知，相比于C1組，C2組樣品的L*和b*顯著增大（P<0.05），而a*差異不顯著。Stanley等[26]在對豬肉腸進行零售實驗時也發(fā)現，低鈉香腸L*更大，但a*基本無變化。此外，4 個處理組調理牛肉的L*均顯著高于C1組（P<0.05），其中T4組高出21.23%。T3和T4組調理牛肉的色澤與對照組相比差異明顯，其中T3組a*和b*顯著升高，而T4組a*顯著降低（P<0.05）。這可能與這2 組的鈣離子含量差異有關，部分研究發(fā)現鈣鹽具有一定的催化特性，可促進氧氣的連續(xù)作用，加速肉中的血紅素氧化，導致肉色褐變加快[27]。

替代鹽會影響產品的色澤，但具體效果取決于替代鹽的類型。在法蘭克福香腸中，采用乳酸鉀和抗壞血酸鈣替代40%的氯化鈉后，替代組香腸的L*和a*均較對照組顯著升高[5]。而使用氯化鹽（氯化鉀、氯化鈣和氯化鎂）替代部分氯化鈉對熟香腸的顏色并沒有影響[12]。

2.3 復合替代鹽對調理牛肉質構特性和剪切力的影響

肉制品的質構特性和剪切力是評價肉制品品質的重要指標，且與感官特性的關系密切。由表2可知，單純降低肉制品中的鈉鹽含量會對肉制品的質構特性和剪切力產生一定影響，C2組調理牛肉的彈性、咀嚼性和回復性均較C1組發(fā)生顯著下降（P<0.05），而2 組間硬度、內聚性、膠著性和剪切力無顯著差異，但C2組調理牛肉的剪切力高于C1組。當使用復合替代鹽對牛肉進行腌制處理時，各處理組的質構特性和剪切力與C1組相比呈現出較大差別。其中，T2和T3組調理牛肉硬度、咀嚼性、膠著性和剪切力相比于C1組顯著降低，而T4組與C1組硬度、咀嚼性、膠著性和剪切力差別不明顯。這可能是受到腌制液中抗壞血酸鈣含量的影響，鈣鹽中的二價鈣離子可在蛋白質之間（主要是肌球蛋白）建立連接，形成穩(wěn)定的網狀結構，使肉制品結構更緊密，硬度增加，剪切力增大[28]。T1、T3和T4組調理牛肉回復性均顯著低于C1組（P<0.05）。此外，復合替代鹽對調理牛肉的彈性和內聚性影響較小。在之前的研究中，關于不同替代鹽對于低鈉肉制品的質地影響存在較多爭議。部分研究發(fā)現降低鈉鹽含量會降低香腸硬度和咀嚼性等質構特性，形成更柔軟的質地[29]。此外，還有一些研究發(fā)現降鹽對質構特性沒有造成影響[5，30]。

2.4 復合替代鹽對調理牛肉感官品質的影響

由表3可知，C2組相比于C1組，多汁性和總體可接受性評分顯著降低（P<0.05），感官品質下降。T1～T4各處理組的色澤評分均高于C1組，但差異不顯著，其中T4組的色澤評分顯著低于其他處理組。在上述結果中，也觀察到T4組的a*和b*下降（圖2），說明這種顏色的變化容易被肉眼觀察到。對于硬度、咸味和總體風味評分，所有組別間差異均不顯著，說明替代鹽幾乎未對樣品的味覺感知產生不利影響。所有處理組調理牛肉的多汁性評分均顯著低于C1組，這可能和蒸煮過程中產生的大量汁液流失有關，本研究也發(fā)現采用復合替代鹽腌制處理后調理牛肉的烹飪產率下降（圖1）。此外，T3組調理牛肉具有最高的總體可接受性評分，與C1組相近。

2.5 復合替代鹽對調理牛肉綜合品質的影響

以6 個實驗組的調理牛肉作為樣本單元，將18 個主要性狀指標，包括4 個理化指標（烹飪產率、L*、a*、b*）、7 個質地指標（硬度、彈性、內聚性、膠著性、咀嚼性、回復性和剪切力）及7 個感官指標（色澤、硬度、多汁性、咸味、異味、總體風味和總體可接受性評分）作為變量進行主成分分析。根據調理牛肉主成分特征值、貢獻率和累計貢獻率構建函數，對6 組調理牛肉的品質進行綜合評價。

為避免測定的各指標量綱和數量級對評價結果的影響，首先對調理牛肉的品質指標進行標準化處理，將各指標數據轉化成均值為0、標準差為1的無量綱數據，通過計算得到進行主成分分析的18 個變量之間的相關系數。

由表4可知，調理牛肉的部分品質變量之間關系密切，其中，烹飪產率和彈性、回復性、多汁性評分呈顯著正相關，和L*呈顯著負相關，烹飪產率和總體可接受性評分呈極顯著正相關，烹飪產率越高，調理牛肉的總體可接受性評分越高，硬度和咀嚼性呈顯著正相關。這些指標在不同程度上存在關聯(lián)，直接利用這些指標進行綜合評價可能會受到信息重疊的影響，造成結果出現一定的偏差，因此采用主成分分析評定各組調理牛肉的綜合品質，通過各主成分的累計方差貢獻率確定主成分個數。

對6 個實驗組調理牛肉的18 個品質指標進行主成分分析，通過主成分分析得到各主成分的特征值、方差貢獻率、累計方差貢獻率（表5）和主成分載荷矩陣

（表6）。特征值反映了主成分描述的原有信息的量。提取特征值>1的前4 個主成分，特征值分別為6.821、5.539、3.405和1.554，其中，第1主成分和第2主成分的方差貢獻率遠高于其他主成分，分別達37.90%和30.77%，因而選取前2 個主成分繪制主成分載荷圖。前4 個主成分的累計方差貢獻率為96.22%，反映了調理牛肉18 個品質性狀的大部分信息，因而選取這4 個主成分代替原來的18 個指標評價調理牛肉的綜合品質。通過主成分分析將調理牛肉品質評價指標由初始的18 個降為4 個彼此不相關的主成分，達到了降維目的[31]。

表6和圖3分別為調理牛肉18 個品質指標的主成分載荷矩陣及主成分載荷圖，該矩陣反映了各品質指標對各主成分相對負荷的大小和方向，即該指標對主成分的影響程度，載荷越高，影響越大。結合表6和圖3可知，主成分1中載荷較高的品質變量為烹飪產率、L*、彈性、回復性、多汁性評分、總體風味評分和總體可接受性評分7 個指標，其中L*位于主成分1負半軸上，載荷系數為

-0.875，對主成分1產生負向影響，而其余6 個指標位于主成分1正半軸上，對主成分1產生正向影響。因此，在烹飪產率、剪切力等18 個品質指標中，烹飪產率、彈性、回復性、多汁性評分、總體風味評分和總體可接受性評分越高，L*越低，主成分1得分（F1）越高，而其余11 個品質指標對主成分1的影響相對較小。

在主成分2中，a*、硬度、咀嚼性、色澤評分和膠著性5 個品質指標遠離坐標原點，載荷系數較大，其中僅膠著性指標位于主成分2的負半軸上，對主成分2產生負向影響。主成分3主要變量包括剪切力、內聚性和異味評分，載荷系數均為正值。主成分4中載荷較高的品質指標為b*，載荷系數為0.654。

根據特征值和各指標的主成分載荷，得到每個品質指標所對應的系數，該系數即為特征向量，以特征向量為權重構建4 個主成分得分的函數表達式，如式（2）～（5）所示。

F1=0.369X1-0.016X2-0.335X3+0.056X4-0.219X5-0.104X6+0.314X7-0.198X8+0.058X9-0.199X10+0.326X11-0.001X12+0.097X13+0.352X14+0.108X15+0.153X16+0.322X17+0.361X18 （2）

F2=0.038X1+0.274X2-0.151X3+0.349X4+0.107X5+0.376X6-0.011X7+0.045X8-0.401X9+0.340X10+0.104X11+

0.375X12-0.165X13-0.100X14+0.310X15-0.155X16+0.153X17+0.123X18 （3）

F3=-0.102X1+0.393X2+0.177X3+0.031X4-0.231X5+

0.146X6+0.303X7+0.450X8-0.036X9-0.108X10+0.209X11-0.073X12-0.276X13-0.138X14-0.258X15+0.417X16-0.188X17-0.009X18 （4）

F4=-0.124X1+0.180X2-0.018X3+0.402X4+0.525X5-0.189X6-0.087X7-0.059X8+0.210X9-0.148X10+

0.021X11-0.259X12-0.426X13+0.018X14-0.278X15-0.206X16+0.119X17+0.136X18 （5）

式中：X1， X2，…， X18是18 個品質指標原始數據通過Z-score法標準化后的數據。

將4 個主成分及各主成分對應的方差貢獻率作為權重，得到綜合評價函數，如式（6）所示。

F=0.39F1+0.32F2+0.20F3+0.09F4 （6）

由各主成分和綜合評價函數表達式計算6 個實驗組調理牛肉樣品的得分值，綜合評價的分值越高，牛肉的品質越好。由表7可知，調理牛肉的綜合評價排序為：

C1組>T3組>T2組>T1組>T4組>C2組。由此可見，T3組（20%乳酸鉀、10%抗壞血酸鈣、10%氯化鎂）復合替代鹽的比例最優(yōu)，其次是T2組（25%乳酸鉀、10%抗壞血酸鈣、5%氯化鎂）。此外，相比于C2組（60% NaCl），經復合替代鹽（乳酸鉀、抗壞血酸鈣和氯化鎂）腌制處理的調理牛肉的綜合評分升高，說明3 種替代鹽復合配伍有利于改善低鈉調理牛肉的品質。

3 結 論

單純降低鈉鹽含量會對調理牛肉的品質產生諸多不利影響，如產品的持水性下降、烹飪產率降低、剪切力增大以及總體風味和總體可接受性下降等。通過使用一定比例的乳酸鉀、抗壞血酸鈣和氯化鎂作為氯化鈉的復合替代鹽，不僅可以降低調理牛肉的鈉鹽含量，還可改善其綜合品質。本研究結果表明，相比于C1對照組，以20%乳酸鉀、10%抗壞血酸鈣和10%氯化鎂替代40%氯化鈉腌制后，調理牛肉的質構特性和嫩度均得到了一定的改善，具有更柔軟的質地，色澤指標L*、a*和b*顯著升高（P<0.05），且2 組具有相似的感官特性。通過主成分分析表明，在所有處理組中，T3組調理牛肉的綜合得分最高，與C1對照組分值接近。因此，可以考慮使用該復合替代鹽配方替代氯化鈉制備低鈉調理牛肉制品。

本研究所建立的主成分分析模型對于低鈉調理牛肉品質的綜合評價具有良好的效果，也可為調理牛肉的品質評價提供一定的參考。

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