超聲波輔助腌制鱘魚片的工藝優化研究

田其英,王 靜

(江蘇食品藥品職業技術學院,江蘇淮安 223003)

超聲波輔助腌制鱘魚片的工藝優化研究

田其英,王 靜

(江蘇食品藥品職業技術學院,江蘇淮安 223003)

本文研究了超聲波輔助腌制鱘魚片的工藝條件,以感官評分為評價指標,在前期分別對超聲時間、超聲功率與超聲頻率等進行單因素實驗的基礎上,采用三因素三水平的正交實驗優化得到超聲波輔助腌制的最優工藝條件,結果得出超聲波輔助腌制鱘魚片的最佳工藝條件為:超聲時間80 min,超聲功率300 W,超聲頻率35 kHz,采用這一條件進行腌制的鱘魚片感官品質最佳。

超聲波,腌制,鱘魚片,工藝優化

腌制是我國傳統肉制品加工工藝之一,主要方法有干腌、濕腌、混合腌制和鹽水注射腌制等。腌制工藝主要依靠高鹽分,缺乏促進食鹽快速滲透的方式,導致食鹽滲透緩慢且不均勻,產品口感、質量不穩定,腌制時間長,食鹽浪費嚴重等[1]。為了探索出理想、高效的腌制工藝,越來越多的學者對肉制品的腌制進行了研究和改進。自20世紀90年代以來,超聲波作為現代綠色、環保、高效的技術,在肉制品腌制加工中的應用研究越來越被學者們關注。Siró等[2]研究了超聲波輔助腌制豬背肉,結果表明超聲波處理組有較高的NaCl 擴散系數;蔡華珍等[3]研究表明超聲波的空化效應能促進豬肉鹽分的滲透和擴散;鐘賽意[4]在鹽水鴨加工中利用超聲頻率輔助腌制,結果顯示其能有效的促進鹽分和香辛料的擴散與滲透,同時顯著提高了肉質的嫩度;馮婷等[5]研究表明超聲波輔助滾揉可促進生鮮雞肉腌制,改善其腌制效果。

超聲波是頻率高于20 kHz的機械波,其獨特的空化作用、熱效應和機械作用,可加速化學試劑向物料滲透,同時也對物料結構產生破壞作用[6]。以往關于魚肉片腌制研究主要集中在干腌、濕腌和混合腌制對腌制效果的影響,而利用超聲波輔助腌制魚肉片的研究較少。鑒于魚肉與畜禽肉組織結構差異,本文以超聲波頻率、功率和作用時間為影響因素,優化研究超聲輔助腌制鱘魚片的參數,為超聲波輔助腌制鱘魚片的應用提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮鱘魚(5 kg以上) 由江蘇省淮安市科苑漁業發展有限公司提供;海藻糖(純度98%) 廣西南寧中諾生物工程有限責任公司;轉谷氨酰胺酶(TGase)(100 U/g) 無錫泰興酶制劑有限公司;食鹽、VC、蔗糖、等均為食品級 市購。

油炸鍋 杭州賽旭食品機械有限公司;JY92-IID型超聲波細胞破碎儀 寧波新芝生物科技股份有限責任公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 鱘魚片的加工和相關配方 參照文獻[7]的方法。

1.2.2 腌制液的配制 腌制液的配比為:以水100 g計,蔗糖2%、鹽5%、香辛料2%、味精0.05%、醬油1.5%、黃酒2%、生姜2%、VE0.01%。配制腌制液的水要求先預冷,溫度控制在0～4 ℃之間。

1.2.3 超聲波輔助腌制 在0～4 ℃低溫庫中,將鱘魚片放入外裹冰衣的燒杯中然后添加4倍質量體積的腌制液并混勻,控制溫度在8 ℃以下,放入超聲波處理儀中分別調節超聲頻率、超聲功率、超聲時間進行處理。具體設計:當超聲頻率、功率分別固定為30 kHz、300 W時,系列處理時間為0、20、40、60、80、100 min;當超聲頻率、時間分別固定為30 kHz、80 min時,系列超聲作用功率為0、100、200、300、400、500 W;當超聲功率、時間分別固定在300 W、80 min時,系列超聲作用頻率為20、25、30、35、40 kHz。

1.2.4 腌制吸收率的測定 先稱取鱘魚片總質量,腌制完成后用吸水紙吸干魚片表面腌制液,再次稱其總質量,腌制后質量與原質量之差除于原始質量即為腌制吸收率[8]。

1.2.5 肌原纖維易碎度(MFI)的測定 準確稱取5.0 g鱘魚片絞碎,加入9倍體積低離子強度磷酸鹽緩沖溶液均漿3 min提取3 h,離心沉淀用9倍體積高離子強度磷酸鹽緩沖溶液均漿0.5 min后再用10倍體積緩沖液稀釋3 h,離心得到肌原纖維蛋白懸液,調整蛋白濃度0.5 mg/mL,在540 nm處測定其吸光值,代入公式MFI=OD540 nm×200中,計算MFI值。蛋白質含量采用雙縮脲法測定[9]。

1.2.6 感官評定 選擇受過感官評定訓練的9位人員組成評定小組,對超聲波輔助腌制的生魚片的氣味、色澤、彈性進行評分(標準見表1)。根據評分小組對其敏感程度,確定每項權重分別為0.4、0.3、0.3,計算加權平均分。熟魚片:將鱘魚片放于微波爐中高火加熱5 min,對滋味、氣味、外觀、咀嚼進行評分(標準見表1),同上確定每項權重分別為0.3、0.4、0.1、0.2,計算加權平均分。以生魚片和熟魚片感官得分的平均值為最終感官評定結果[10]。

表1 鱘魚片的感官評分標準

1.2.7 正交實驗設計 在單因素實驗的基礎上,以感官綜合評分為指標,考察超聲波輔助腌制鱘魚片過程中超聲時間、超聲功率、超聲頻率對產品品質的影響,并采用L9(34)正交實驗設計對工藝參數進行優化,其因素水平表見表2。

1.3 數據統計分析

用SPSS軟件進行統計分析。

表2 正交實驗因素水平

2 結果與分析

2.1 超聲波處理時間對腌制吸收率和MFI的影響

由圖1可知,隨著超聲波處理時間的延長鱘魚片腌制吸收率整體呈增大的趨勢,不過10～20 min,腌制吸收率增加不顯著,從20 min開始,腌制吸收率的增大趨勢較顯著。這可能是因為在起初階段,腌制吸收率主要受腌制液中鹽、糖等滲透壓影響,滲透速度慢。隨著超聲波對魚肉組織的破壞,使細胞膜的通透性增加,加速了腌制液的滲透[3]。但80 min后腌制吸收率減緩,這可能是魚肉片內外食鹽滲透壓的差異引起的。肌原纖維易碎度和鱘魚片的感官和嫩度有關系,并且和肌原纖維蛋白的變性有關。MFI增加可能是肌原纖維斷裂成小片段,肉的嫩度增加[9]。超聲處理后的魚片MFI在60 min后變化趨于平緩,鑒于鱘魚片腌制效果和嫩度品質要求,超聲波處理適宜時間為80 min。

圖1 鱘魚片腌制吸收率和肌原纖維易碎度隨超聲波處理時間的變化Fig.1 Change of marinated absorption rate and myofibrillar fragmentation index about sturgeon fillet along with ultrasonic processing time

2.2 超聲波功率對腌制吸收率和MFI的影響

超聲功率是反映超聲波強度的物理量,超聲功率增大,其空化作用和機械效應相應增強,物質滲透率也相應提高。當超聲波的強度過高時,肌肉結構破壞的加劇,可能會導致肌肉蛋白質的變性,從而降低肉制品的品質[4]。

從圖2可以看出,與未經超聲波處理的鱘魚片相比,超聲波處理鱘魚片的腌制吸收率顯著增大,并隨超聲波功率的增加呈上升的趨勢。這是因為在超聲波頻率固定時,超聲波功率的增大,其空化效應等會增強,對魚肉結構的破壞性加大,從而減小了化學物質滲透的阻力;此外,功率的增大也會使得化學物質分子振動增強,其更容易向濃度低的區域擴散[11]。當超聲功率小于300 W時MFI逐漸增加,當其大于300 W時MFI趨于平緩,兼顧腌制效果和魚肉的品質,宜采用300 W的作用功率。

圖2 鱘魚片腌制吸收率和肌原纖維易碎度隨超聲波功率的變化Fig.2 Change of marinated absorption rate and myofibrillar fragmentation index about sturgeon fillet along with ultrasonic power

2.3 超聲波頻率對腌制吸收率和MFI的影響

從圖3可以看出,鱘魚片腌制吸收率隨著超聲波頻率的增加呈增大的趨勢,當超聲頻率大于30 kHz時腌制吸收率增速趨勢減小。與2.2相比在相同腌制效果下,超聲頻率越高,所需功率越小,這與孫金輝等[12]研究結果一致。因為超聲波空化效應的強度直接與其頻率有關,頻率越高,空化氣泡越小,空化強度越弱,所以當超聲頻率大于30 kHz時腌制吸收率減緩。超聲頻率大于30 kHz時,MFI的增加也減小。因為超聲波固有的熱效應,會隨著頻率的增高而增強[11]。為防止腌制液的溫度升高對鱘魚片的不良影響,超聲波頻率選擇30 kHz為宜。

圖3 鱘魚片腌制吸收率和肌原纖維易碎度隨超聲波頻率的變化Fig.3 Change of marinated absorption rate and myofibrillar fragmentation index aboutsturgeon fillet along with ultrasonic frequency

2.4 正交實驗結果及分析

正交實驗優化超聲波腌制工藝的分析結果見表3和表4。極差分析表明,各因素對腌制鱘魚片感官評分的影響次序為C>B>A,最優組合為A2B2C3。為明確各因素對感官品質影響的顯著性,進一步對表3中實驗結果進行方差分析,方差分析結果見表4。

由表4方差分析結果可知,各因素對腌制鱘魚片品質的影響程度與極差分析結果一致,只有超聲頻率對產品品質的影響達到顯著水平。綜合以上因素,超聲波輔助腌制鱘魚片的最佳工藝條件為超聲時間80 min,超聲功率300 W,超聲頻率35 kHz。

表3 正交實驗結果的極差分析

表4 正交實驗結果的方差分析

注:*表示影響顯著(p<0.05)。

2.5 正交實驗驗證與最優工藝條件的確定

根據對正交實驗結果的分析,超聲波輔助腌制鱘魚片的最佳工藝條件組合為A2B2C3,即超聲時間80 min,超聲功率300 W,超聲頻率35 kHz。對正交實驗最佳工藝條件進行驗證實驗,得到產品的感官總評分為19.4,高于其它工藝條件得到產品的總評分。由此,可以確定最優的超聲波輔助腌制條件為超聲時間80 min,超聲功率300 W,超聲頻率35 kHz。

3 結論

超聲波處理可以提高鱘魚片的腌制吸收率,縮短腌制時間,嫩化魚肉,改善鱘魚片產品的感官品質。通過正交實驗優化得出,超聲波參數對鱘魚片產品感官品質的影響程度依次為超聲頻率、超聲功率、超聲時間,超聲波輔助腌制鱘魚片的最優工藝條件為超聲時間80 min,超聲功率300 W,超聲頻率35 kHz。

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Optimization of ultrasonic assisted marinated process for sturgeon fillet

TIAN Qi-ying,WANG Jing

(Jiangsu Food and Pharmaceutical Science College,Huai’an 223003,China)

The sensory evaluation was used as indicators for the investigation of marinated conditions in sturgeon fillets by the ultrasonic-assisted methods. Based on the single factor experiments for ultrasonic time,ultrasonic power and ultrasonic frequency,orthogonal experiment L9(34)was designed to optimize the conditions of marinating by ultrasonic-assisted method. The optimal technology for marinated conditions of sturgeon fillets were as follows:ultrasonic time of 80 min,ultrasonic power of 300 W,ultrasonic frequency of 35 kHz. The sensory quality of sturgeon fillet marinated with this condition was best.

ultrasonic wave;marinated;sturgeon fillet;process optimization

2015-03-10

田其英(1980-),男,碩士,講師,研究方向:食品深加工,E-mail:tqy0612@163.com。

江蘇省淮安市科學技術局農業支撐項目(SN12083);江蘇省“青藍工程”資助項目。

TS254.1

B

1002-0306(2015)23-0219-04

10.13386/j.issn1002-0306.2015.23.037