氯化鈣對艾草豬肉脯品質特性的影響

王路 徐作政

摘 要：以艾草豬肉脯（PJAW）作為研究對象，考察CaCl2對NaCl的替代比（0～40%）對PJAW色澤、水分活度、pH值與質構的影響。結果顯示：CaCl2替代比對PJAW的色澤、水分活度、pH值、硬度和韌性均有顯著影響（P<0.05）；CaCl2替代NaCl有利于改善PJAW的L*值和質構參數，但會給水分活度和pH值帶來不利影響；適宜的CaCl2替代比為30%。

關鍵詞：氯化鈣；艾草豬肉脯；替代比；品質

中圖分類號：TS251.51 文獻標志碼：A 文章編號：1001-8123（2013）04-0032-04

隨著生活水平的提高與生活節奏的加快，大眾對食品的需求越來越趨向于健康化、營養化與方便化。肉脯作為一種方便食用的休閑肉制品，有著良好的市場基礎與發展前景。艾草是一種藥食兼用的植物，所含揮發油類、黃酮類等化合物，具有抗氧化、抗衰老、增強免疫力等功效[1]；艾草還能夠對香腸的品質特性產生積極的影響[2]。

食鹽（NaCl）是肉制品加工中必不可少的輔料，會直接影響肉制品的風味、質構、貨架期等。而現代醫學證明，人體攝入過多的鈉鹽，會誘發高血壓等心血管疾病[3]。低鈉鹽肉制品的開發研究已成為肉類產業界和學術界共同關注的一個熱點問題。

目前，利用其他食用氯化鹽（KCl、CaCl2、MgCl2）[4]、乳酸鹽[5]等替代傳統的鈉鹽，已成為低鹽肉制品開發研究的一個熱點。CaCl2作為食品加工中的一種稠化劑、穩定劑和口感改良劑[6]，可用于改善牛肉[7]與豬肉脯[8]的嫩度。但CaCl2與艾草影響豬肉脯品質的研究，尚未見文獻報道。為此，本研究以艾草豬肉脯（pork jerky with argy wormwood，PJAW）為對象，以CaCl2部分替代NaCl，考察0～40%替代比對PJAW品質特性的影響，為低鹽、功能肉制品的開發提供一定技術支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

冷鮮豬后腿肉 市購；艾草粉 郎溪上野忠食品加工有限公司；食鹽（NaCl>99%）、氯化鈣（>99.5%，分析純）、去離子水。

1.2 儀器與設備

CYA-100遠紅外食品電烤箱 瑞安市成業食品機械制造廠；WB-2000 IXA全自動測色色差計 北京康光光學儀器有限公司；TA-XT Plus型質構儀 英國Stable Micro System公司；AquaLab水分活度測定儀 美國Decagon公司；PHS-3C型精密酸度計 上海大普儀器有限公司；FA2004N型電子天平 上海精密科學科儀器有限公司；SXC12型絞肉機（孔徑6mm） 上海雙蝶廚具有限公司大溪分公司。

1.3 方法

1.3.1 PJAW的制備

剔除豬后腿肉中的可見脂肪與結蹄組織，分切成小塊，用絞肉機絞制2次，得原料肉糜。將所制肉糜分裝于保鮮袋中，放入冰柜（—20℃）中保存，備用。

隨機抽取冷凍肉糜，放入冰箱冷藏室（4℃）中解凍24h，按照表1配料比例，先將NaCl和CaCl2溶于去離子水中，再與肉糜充分攪拌使復合鹽在肉糜中均勻分布，后用保鮮袋封口，放入冰箱（9℃）中靜置約12h。將肉糜壓片成型后（厚度約3mm），在50℃烘干約2h，每0.5h翻面1次，在170℃條件下烘烤2min（每面1min）。冷卻后切分成25mm×25mm×3mm片狀，放入冰箱中保存待測。

1.3.2 色澤檢測

在色差計的“Sample”模式下，測定PJAW切片色澤。結果以亮度L*、紅度a*與黃度b*表示，n=6。

1.3.3 水分活度檢測

試驗前，水分活度儀預熱20min；將待測樣品切碎后，稱取5g樣品，放入水分活度儀樣品杯中，記錄穩定后的數據，n=3。

1.3.4 質構檢測

通過預試驗，選用HDP/BSK探頭和剪切模式；檢測參數設定為：觸發類型Auto（Force）、觸發力20.00g、測試速率2.00mm/s、返回速率10.00mm/s、下壓距離10.00mm。硬度以切斷樣品的最大剪切力（kg）表示，彈性以探頭切斷樣品所經過的距離（mm）表示，韌性以切斷樣品所需的功（kg·s）表示，n=6。

1.3.5 pH值檢測

參照John等[9]方法，并稍作修改。在3g樣品中加入30mL蒸餾水，用高剪切乳化機乳化10s，室溫下進行pH值測定。n=3。

1.3.6 綜合評分法

總分為100，考察指標為：L*、a*、b*、aw、pH值、彈性、硬度、韌性，各指標所占的權重依次為：20%、5%、5%、10%、10%、10%、20%、20%。其中除了指標aw越小越好，其余指標均越大越好。

1.4 數據處理

采用Excel 2007軟件計算重復試驗的平均值和標準偏差，并對試驗數據進行ANOVA分析、t-檢驗以及分析圖繪制。

2 結果與分析

2.1 CaCl2替代比對色澤的影響

方差分析顯示，CaCl2替代比對PJAW亮度L*、a*、b*值均有影響顯著（P<0.05）。隨著CaCl2替代比的增加，PJAW的L*值和b*值顯著增加（P<0.05）；且在CaCl2替代比40%時，L*值達到最大值；CaCl2替代比在30%～40%的范圍內，a*變化不顯著（P>0.05）。

在本實驗中，PJAW色澤隨CaCl2替代比增加而變化的現象，與袁濤等[10]在利用CaCl2處理眼肌時所觀察到的現象一致；Gimeno等[11]在研究CaCl2（添加水平0.74%）影響發酵香腸色澤時也發現，添加的CaCl2可顯著增加香腸的L*值和b*值。而Horita等[12]研究發現，添加的CaCl2雖可明顯提高低脂意式肉腸的L*值，但對a*值和b*值無顯著影響。由此可見，盡管產品不同，添加CaCl2對肉制品色澤的影響結果有差異。但是，CaCl2對NaCl的替代有利于提高PJAW的亮度。

方差分析顯示，CaCl2替代比對PJAW的aw有顯著影響（P<0.05）。提高CaCl2的替代比會導致PJAW的aw值顯著增加（圖1）（P<0.05）。黃梅香等[13]研究低溫火腿腸時發現，隨著CaCl2替代比的增加，水分活度也會逐漸上升；這與本實驗結果相似。

CaCl2導致PJAW水分活度增加的原因可能在于：1）與NaCl相比，CaCl2對水分的束縛能力較弱[14]，在給定食鹽添加量的條件下，CaCl2對NaCl的替代，會相對降低PJAW對水的束縛能力，使得水的逸出能力增強，導致aw值增加；2）CaCl2的分子質量大于NaCl，添加食鹽總質量一定時，CaCl2對NaCl的替代會相對降低鹽的總物質的量濃度，相對減少了束縛水分子的鹽分子數量，使得更多的水分子轉化為非締合狀態，引發aw值上升；3）加工過程中，部分Ca2+離子會與肌肉蛋白質發生鍵合作用，形成穩定的網絡結構[15]，也會降低Ca2+對水分子的締合能力，使得aw值增加。

水分活度是影響肉制品貯藏特性的一個重要因素，aw值越高，微生物越容易生長，不利于肉制品的貯藏。從本試驗中，CaCl2部分替代NaCl，致使aw值顯著增大，尤其是替代比40%時，aw值顯著高于其他替代組（圖1）（P<0.05），對產品的貯藏帶來不良影響。因此，從水分活度角度看，CaCl2的替代比不宜超過30%。

2.3 CaCl2替代比對pH值的影響

方差分析顯示，CaCl2替代比對PJAW的pH值有顯著影響（P<0.05）。CaCl2替代比在10%～30%的范圍內，pH值隨著CaCl2含量的增加而依次顯著下降（P<0.05）；當CaCl2替代比40%時，pH值與最低值（替代比30%）相比又顯著上升（圖2）（P<0.05）。

Horita等[12]發現，在低脂意式肉腸中添加0.5%的CaCl2會產生較低的pH值。吳濤等[16]在觀察0.2%～0.4%的CaCl2處理魚糜時發現，魚糜的pH值也會在加熱前后呈現下降的趨勢。Pigott等[17]單獨或復合使用CaCl2及MgCl2兩種二價鹽處理牛肉糜，與對照組相比pH值均有顯著降低，并推斷在肉制品中添加二價鹽會降低肉制品pH值。在肉的成熟過程中，其pH值的下降與肌糖原無氧酵解產生乳酸以及ATP分解產生磷酸根離子有關；而在肉制品加工過程中，外源CaCl2降低pH值的確切機理尚不清楚，有待進一步研究。

2.4 CaCl2對PJAW質構的影響

方差分析顯示，CaCl2替代比對PJAW的硬度及韌性有顯著影響（P<0.05）。由圖3A和圖3B可看出，硬度和韌性的變化趨勢相同，均在CaCl2替代比30%時達到最大值，且顯著高于對照組（P<0.05）；而其他CaCl2替代組（10%～20%與40%）的硬度和韌性均明顯低于對照組（P<0.05）。CaCl2替代比對PJAW的彈性無顯著影響（圖3C）（P>0.05）。

豬肉中約有20%的蛋白質，主要由肌原纖維蛋白、肌漿蛋白及結蹄組織蛋白組成；而肌原纖維蛋白中包含的肌球蛋白、肌鈣蛋白、肌球蛋白等，對肉制品的質構特性有重要影響[18]。Ma等[19]發現，0.2%～0.8%的CaCl2可以提高鹽溶蛋白凝膠的硬度，降低了其彈性及黏結性。Yongsawatdigul等[20]研究發現，用CaCl2處理羅非魚也可提高蛋白凝膠強度，并指出Ca2+離子通過以下兩種方式改變肌動球蛋白構象，進而提高了蛋白的凝膠強度：1）Ca2+離子可以增加內源性轉谷氨酰胺酶的活性，促使肌動球蛋白通過非二硫共價鍵交聯；2）Ca2+離子可促進肌動球蛋白的展開，使其通過疏水作用鍵合，促進了肌肉蛋白凝膠強度的提高。

本試驗中，30% CaCl2溶液替代比使得PJAW的硬度達到最大值，其主要原因可能在于：在30%的CaCl2替代比時，PJAW的pH值與肌球蛋白（肌原纖維蛋白中的主要蛋白質）的等電點相近（約pH5.4），使得PJAW中的肌球蛋白溶解度降低，由此提高了肌球蛋白的凝膠化程度，并進而提高了PJAW的硬度與韌性。

2.5 PJAW品質的綜合評價

按照1.3.6節方法，對低鹽PJAW的品質進行綜合評分，結果如表3所示。顯而易見，當CaCl2替代比30%時，制品的綜合得分最高。因此，為獲得良好的PJAW品質，CaCl2的替代比宜選擇30%。

3 結 論

3.1 在10%～40%的CaCl2替代范圍內，CaCl2替代比對PJAW的色澤（L*值、a*值和b*值）、水分活度、pH值、硬度和韌性均有顯著影響（P<0.05）；而且CaCl2對NaCl的替代有利于改善PJAW的L*值和質構參數，但會給水分活度和pH值帶來不利影響。

3.2 綜合評價結果顯示，30%的CaCl2替代比可以獲得品質良好的艾草豬肉脯。

參考文獻：

[1] 胡林峰， 崔乘幸， 吳玉博， 等. 艾蒿化學成分及其生物活性研究進展[J]. 河南科技學院學報， 2010， 38（4）： 75-78.

[2] 張振環. 艾草火腿腸的加工工藝研究[D]. 合肥： 合肥工業大學， 2012： 1-19.

[3] DESMOND E. Reducing salt： a challenge for the meat industry[J]. Meat Science， 2006， 74（1）： 188-196.

[4] RIPOLL?S S， CAMPAGNOL P C B， ARMENTEROS M， et al. Influence of partial replacement of NaCl with KCl， CaCl2 and MgCl2 on lipolysis and lipid oxidation in dry-cured ham[J]. Meat Science， 2011， 89（1）： 58-64.

[5] SELGAS M D， SALAZAR P， GARC?A M L. Usefulness of calcium lactate， citrate and gluconate for calcium enrichment of dry fermented sausages [J]. Meat Science， 2009， 82（4）： 478-480.

[6] 李寧， 王樹軒， 王壽江， 等. 氯化鈣生產和應用綜述[J]. 鹽業與化工， 2009， 38（6）： 42-46.

[7] 邱燕， 崔薇， 陳韜. 氯化鈣處理對牛肉嫩化的研究進展[J]. 肉類研究， 2009， 23（2）： 10-13.

[8] 劉靖， 姚芳， 褚潔明， 等. 豬肉脯嫩化技術的研究[J]. 食品工業科技， 2007， 28（11）： 78-80.

[9] JOHN L， CORNFORTH D， CARPENTER C E， et al. Color and thiobarbituric acid values of cooked top sirloin teaks packaged in modi?ed atmospheres of 80% oxygen， or 0.4% carbon monoxide， or vacuum[J]. Meat Science， 2005， 69（3）： 441-449.

[10] 袁濤， 吳宏忠， 徐繼成， 等. 不同氯化鈣濃度對貨架期豬肉眼肌肉質參數的影響[C]//第四屆中國肉類科技大會論文集. 北京， 2003： 169-171.

[11] GIMENO O， ASTIASAR?N I， BELLO J. Influence of partial replacement of NaCl with KCl and CaCl2 on texture and color of dry fermented sausages[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry， 1999， 47（3）： 873-877.

[12] HORITA C N， MORGANO M A， CELEGHINI R M S， et al. Physico-chemical and sensory properties of reduced-fat mortadella prepared with blends of calcium， magnesium and potassium chloride as partial substitutes for sodium chloride[J]. Meat Science， 2011， 89（4）： 426-433.

[13] 黃梅香， 從浩， 王海濱. CaCl2部分替代NaCl對低溫火腿腸品質的影響[C]//第九屆肉類科技大會論文集， 2011： 60-65.

[14] XIONG Y L， BREKKE C J. Gelation properties of chicken myofibrils treated with calcium and magnesium chloride[J]. Journal of Muscle Foods， 1991， 2（1）： 21-36.

[15] ALI?O M， GRAU R， TOLDR? F， et al. Physicochemical changes in dry-cured hams salted with potassium， calcium and magnesium chloride as a partial replacement for sodium chloride[J]. Meat Science， 2010， 86（2）： 331-336.

[16] 吳濤， 馮武， 茅林春. 玉米淀粉及氯化鈣對草魚魚糜熱凝膠特性的影響[J]. 湖北農業科學， 2010， 49（3）： 671-675.

[17] PIGOTT R S， KENNEY P B， SLIDER S， et al. Formulation protocol and dicationic salts affect protein functionality of model system beef batters[J]. Journal of Food Science， 2000， 65（7）： 1151-1154.

[18] 王振宇， 劉歡， 馬儷珍， 等. 熱處理下的豬肉蛋白質特性[J]. 食品科學， 2008， 29（5）： 73-77.

[19] MA F， CHEN C G， SUN G J， et al. Effects of high pressure and CaCl2 on properties of salt-soluble meat protein gels containing locust bean gum [J]. Innovative Food Science and Emerging Technologies， 2012， 14： 31-37.

[20] YONGSAWATDIGUL J， SINSUWAN S. Aggregation and conformational changes of tilapia actomyosin as affected by calcium ion during setting[J]. Food Hydrocolloids， 2007， 21（3）： 359-367.