添加油脂對重組肉干硬度和持水性的影響

蔣平香，夏　寧，韋保耀，滕建文，王勤志（廣西大學輕工與食品工程學院，廣西南寧530004）

添加油脂對重組肉干硬度和持水性的影響

蔣平香，夏寧，韋保耀*，滕建文，王勤志
（廣西大學輕工與食品工程學院，廣西南寧530004）

采用重組成型的方法制作中式肉干產品，研究不同油脂添加量（0%、3%、6%、9%和12%）對重組肉干產品硬度的影響，并擬合不同樣品的解析等溫線，分析添加油脂對產品持水性的影響。結果表明，樣品在55℃干燥24 h時，添加的油脂能夠阻礙水分的擴散，從而提高產品的含水量，降低產品的硬度值；同時通過對六種常用模型的非線性擬合，得出GAB模型獲得了重組肉干產品的解析等溫線；該等溫線表明，恒定某一aW，隨著油脂添加量的增加，產品的干基含水量先降低后增加，說明油脂的增加有促進水分游離的作用，而高油脂的添加可能會通過油膜層的形成來減少水分的揮發。

重組肉干，油脂，解析等溫線，干燥曲線，硬度

隨著經濟的發展，肉制品已成為日常生活的重要組成部分。但在生產加工過程中會產生一些碎肉、剔骨肉等下腳料，為了提高這部分副產物的利用率，增加經濟效益，目前肉制品企業生產推出重組肉產品，主要采用機械滾揉、添加粘合劑和食鹽等工藝提取肌肉中的肌原纖維蛋白，再通過加熱或者冷粘結的方式來增加凝膠網絡的穩定性，獲得具有色香味的重組肉類產品［1-2］。香腸、肉餅、重組火腿、火腿腸、重組肉干等產品，因其風味獨特而受到消費者的喜愛。

傳統的肉干產品，因其口感堅硬，難于咀嚼等品質缺陷越來越不受消費者青睞。而脂肪能有效降低產品硬度，增加產品多汁性，使得產品更加細膩，風味更加濃郁。國內已有大量的文獻報道，脂肪添加能夠降低熏煮香腸和乳化香腸的硬度，且隨著肥瘦比的增加，產品的硬度值呈顯著下降趨勢［3-4］。國外也有學者研究了脂肪對肉制品硬度的影響，發現添加脂肪能夠降低肉餅的剪切力值，使得產品更加柔軟；Lorenzo將不同質量的豬背部脂肪（5%、10%和20%）添加至干腌香腸中，結果表明脂肪添加量越多，產品的硬度值越?。?］。

持水性是影響肉制品的一項重要指標，直接影響著產品的出品率和質構［6］。添加油脂能夠提高重組肉制品的水分含量，從而增強產品的持水性，改善產品的品質。產品的持水性可通過解析等溫線直觀體現，該曲線已廣泛應用于預測食品的穩定儲藏、干燥過程的模擬、包裝材料的選擇等領域［7-9］。由于動物脂肪飽和脂肪酸高，食用過多會導致心血管疾病、高血脂和高血壓等疾病。而植物油脂如玉米油，含有大量的不飽和脂肪酸，具有調節血脂和預防動脈硬化作用［10-11］。目前，尚未發現有關添加外源油脂對重組肉干制品解析等溫線的影響研究。

本文以玉米油為外源油脂原料，探究不同油脂添加量對重組肉干產品硬度和持水性的影響；利用質構儀分析產品硬度，解析等溫線分析產品持水性，以期為改善肉干產品的質地提供理論依據。

表1　常用的幾種解析等溫線模型Table 1　Several usually used models of desorption isotherms

1　材料與方法

1.1材料與儀器

谷氨酰胺轉氨酶（TG酶） 一鳴生物制品有限公司，食品級；大豆分離蛋白、復合磷酸鹽食品級，購于南寧越前食品添加劑有限公司；食鹽、玉米胚芽油、豬后腿瘦肉市售。

DHG-9146A型電熱恒溫鼓風干燥箱上海精宏實驗設備有限公司；康衛氏皿北京科實玻璃儀器有限公司；PYX-250H-C型恒溫恒濕培養箱安徽科力儀器有限公司；CS-858型真空包裝機福建省泉州長盛茶葉機械有限公司；TA.XTplus物性測定儀英國Stable Micro System公司。

1.2實驗方法

1.2.1重組肉干的制備工藝取新鮮豬后腿瘦肉，剔除結締組織與肥肉后切成1 cm×1 cm大小的肉粒，分成5組，1組對照組和4組實驗組，分別添加0%（對照組）、3%、6%、9%和12%的玉米油，另外每組添加1%的TG酶、1%的大豆蛋白、5%的水，添加量均按鮮肉重量計。調配后在4℃下腌制4 h，攪拌均勻后入磨具壓制成型，待進行熱風干燥及指標測定。

1.2.2產品硬度的測定取兩份1.2.1中5組重組肉干在55℃下分別熱風干燥12 h和24 h后，使用TAXTplus物性測定儀樣品的硬度。采用P100探頭，壓縮模式，測前速度為2 mm/s，測中速度為2 mm/s，測后速度為10 mm/s，壓縮比為75%，觸發力為10 N。實驗中每個樣品重復測5次，取平均值。其中硬度比=樣品硬度值/對照組硬度值；硬度差值=干燥24 h樣品硬度-干燥12 h樣品硬度。

1.2.3干燥曲線的繪制樣品在空氣濕度為30%， 55℃下干燥34 h，每隔30 min稱量樣品的重量，然后按如下公式計算干基含水量。以產品的干基含水量為縱坐標，干燥時間為橫坐標制作干燥曲線。

式中，X為樣品干基含水量，Mt為樣品t時刻的質量，Mo為樣品干基質量。

1.2.4解吸等溫線的制備將不同油脂添加量的重組樣品放入烘箱中，干燥溫度為55℃，濕度為30%，分別于0、9、12、27、36、58、72 h取樣測定樣品的水分活度值［12］和干基含水量。然后以水分活度值為橫軸，以干基含水（即平衡含水量）為縱軸繪制解吸等溫線。

1.2.5數據處理與統計分析常見的水分解吸吸附模型［8，13-15］如表1，將實驗測得對照組的水分活度值和干基含水量分別代入公式中，運用數據分析軟件SPSS20進行非線性回歸分析，得到相應模型中的參數值。

將實驗所得的數據代入模型中進行擬合，主要通過決定系數（R2）、殘差平方和（RSS）、估計標準差（SEE）、平均相對偏差（MRD）、均方根誤差（RMSE）［16］等5個檢驗參數來評價六個模型的擬合效果。其中決定系數（R2）的值越接近1，曲線擬合效果越好，殘差平方和（RSS）和均方根誤差（RMSE）的值越接近0，曲線擬合效果越好，平均相對誤差（MRD）的值越小，實驗值與預測值越接近，Rss模型與等溫數據擬合效果，其值越小擬合效果越好。不同模型的統計參數見表2。

表2　不同模型的統計參數Table 2　Statistical parametric of different models

利用模擬好的解析等溫線，恒定某一水分活度值，劃直線與各樣品的解析等溫線相交，得出不同油脂添加量對產品干基水分含量的影響；同理得到了同一干基含水量下不同油脂添加量對產品水分活度的影響。

2　結果與分析

2.1不同油脂添加量對重組肉干的硬度的影響

從圖1可以看出，隨著油脂添加量的增加，兩種干燥時間下的重組肉干硬度比均逐漸降低，即實驗組的硬度值低于對照組的硬度值，因此添加油脂能夠降低產品的硬度，且添加量越大硬度比越低，這與Muguerza［17］研究結果一致。油脂添加量大于3%的3組實驗中，從硬度差值的曲線變化情況可知，隨著油脂添加量的增加，硬度差值隨之減少，當油脂添加量大于6%時，該曲線趨于平緩，此時干燥時間對該添加量的重組肉干硬度影響不大。其原因可能是添加的油脂改變了產品含油量，同時也影響了產品在干燥過程中水分的擴散，使得重組肉干在12 h內，硬度的變化不大。

圖1　油脂添加對產品硬度的影響Fig.1　Effect of oil addition on the hardness of product

2.2不同油脂添加量對重組肉干產品的干燥曲線的影響

圖2展示了樣品在干燥過程中水分的變化情況，從圖2中可以看出：隨著干燥時間增加，產品干基含水量逐漸降低；干燥相同時間時，不同樣品干基含水量不同。當樣品未干燥時，隨著油脂添加量的增加，產品的干基含水量從3.06降至1.98。當干燥34 h時，對照組的干基含水量最低，為0.21，而添加12%的油脂樣品的干基含水量最高，為0.49。同時從圖2中也可看出，干燥時間較長時，在相同的干燥時間內，添加植物油脂越多，樣品的干基含水量越高，這與Y?ld?z-Turp研究相一致［16］。Utrilla［18］的研究結果也表明在相同條件下干燥28 d，隨著油脂添加量的增加，產品的質量損失越少，終產品的含水量越高，與本文的研究結果一致。出現上述現象的原因是碎肉在重組加工中，添加的油脂分散于凝膠網絡中，占據了干燥過程中水分運輸的通道，阻礙了水分的擴散。因此，經過相同的干燥時間，添加的油脂降低了產品的干燥速率，使其水分殘留量更高，從而降低了產品的硬度。

圖2　不同油脂添加量樣品的干燥曲線Fig.2　The drying curve of restructured meat with different oil addition

2.3不同油脂添加量對產品的持水力的影響

水分活度是食品中被束縛的水分的表達，即在相同的水分含量時，產品的水分活度越大，產品的持水能力越差。解析等溫線則用來表達食品干燥過程中食品干基含水量與水分活度的關系。

2.3.1解析等溫線的模型評價本文采用6種常見的數學模型，在水分活度0.50～0.99范圍內對重組肉干（對照組）的解析等溫曲線進行擬合，實驗結果如表3所示。

表3　解析模型參數及統計參數值Table 3　Values of model parameters and statistical coefficients for desorption isotherms

對實驗所得系列平衡含水量與水分活度值，采用SPSS20數據分析軟件進行非線性回歸分析，分析統計結構見表3。從表3中可以看出，除BET模型和Smith模型外，其他4個模型的預測等溫線的預測值都與實驗所得數據很接近，能達到很好的擬合效果。對于重組肉干的解析等溫線擬合模型，按統計參數從優到次的順序依次為GAB＞Oswin＞Hendenson＞Halsey＞Smith＞BET，其中GAB模型的R2和SEE分別為0.9933和0.1009，MRD、RMSE、RSS值也較優，表明擬合效果很好，因此GAB模型是更適合于重組肉干的等溫線的擬合。

2.3.2樣品模型的表達式及其分析根據上述的GAB模型，對不同油脂含量的樣品水分含量與水分活度值進行擬合，運用SPSS非線性回歸分析，得到相應的A、B、C值，結果見表4。

表4　不同樣品的解析等溫線方程Table 4　Desorption isotherms of the different samples

圖3　不同油脂添加量樣品的解析等溫線Fig.3　Desorption isotherms of restructured meat with different oil addition（GAB model）

圖3為不同樣品的解析等溫線。從圖3中可以看出，隨著產品水分活度的降低，干基含水量也逐漸降低，不同油脂添加量樣品的解析等溫線變化趨勢是一致的。當水分活度從0.55增加至0.85時，干基含量僅從0.25增至0.50；當水分活度從0.85增至1.00時，干基含水量從0.50增至3.00。其原因是當aW＞0.85時，大量游離水分子存在于空洞、裂縫或由毛細管束縛，比較活躍，容易受熱逸出，所以隨著水分含量的降低，水分活度也迅速的降低。但不同樣品的解析等溫線并不重合，這與樣品的持水能力有關。

2.3.3不同油脂添加量對產品的持水力的影響由圖3得到同一干基含水量下不同油脂添加量對產品水分活度的影響，結果見表5和表6。

表5　恒定水分活度下不同油脂添加量對產品干基含水量的影響Table 5　Water content of different samples at a constant water activity

從表5可以看出，aW恒定時，隨著油脂添加量的增加，產品的干基含水量先降低后增加。當水分活度為0.75時，油脂添加量從0%增加至6%，產品干基含水量從0.330降至0.175；當油脂添加量從9%增至12%，干基含水量從0.234增加至0.258。其原因可能是：油脂添加量從0%增加至6%時，添加的油脂使得蛋白疏水相互作用增加，水分受到排斥，產品的持水能力降低，干燥時產品中的水分易于脫除，當干燥至相同水分活度時，干基含水量逐漸降低。當油脂添加量為9%～12%時，由于在干燥過程中玉米油是以液態形式存在且易于移動，容易形成油膜層［19］，阻礙水分溢出，使得產品持水能力增加，因此干燥至相同水分活度時，產品的干基含水量逐漸增加。

表6　恒定水分含量下不同油脂添加量對產品水分活度的影響Table 6　Water activity of different samples at a constant moisture content

從表6可以看出，當樣品干燥至相同的干基含水量0.25時，油脂添加量為0%～6%時，水分活度從0.546增至0.844，而當油脂添加量從6%增加至12%時，水分活度從0.884降低至0.737。隨著油脂添加量的增加，水分活度先增加后降低的趨勢在干基含水量為0.50和1.00時也同樣出現。這是因為油脂添加至碎肉重組體系中，由于疏水相互作用使得油脂依附于蛋白質分子的表面，因此蛋白質水合作用減弱，水分子所受的束縛力減少，自由度增加，水分活度增加；而隨著油脂添加量的增加，形成油層薄膜，降低了水分子的自由溢出度，使得樣品在相同的干基含水量時產品水分活度降低。

aW在肉干產品保藏方面起著重要的作用。當水分活度低于0.65時，食品中的腐敗微生物將難以生長，此類肉干產品僅需簡易密封包裝即可常溫穩定貯藏，根據國標GB 2726-2005［20］可知此類產品的水分含量低于20%。水分活度為0.75～0.9的肉質品為半干肉制品，該類產品往往需輔助以真空包裝、殺菌和添加防腐劑等技術才能于常溫穩定貯藏。由表6可知，當產品的干基含水量為0.25，即濕基含水量為20%時，未加油脂產品的水分活度為0.546，小于0.65，因此該產品可以穩定貯藏。但當添加油脂后，由于產品的持水能力下降，產品的水分活度均大于0.70，產品的貯藏穩定性受到了影響。同樣由表5可知，當aW= 0.75時，添加油脂能夠降低產品的干基含水量；當油脂添加量為6%時，產品的干基水分含量為0.175，即產品的濕基含水量已達到國標小于20%的要求，但此產品并沒有表現出利于貯藏的狀況（aW小于0.65）。由此可見，增加油脂雖然可以降低肉干制品的硬度，但在加工過程中不能僅采用終產品的水分含量以及干燥時間為衡量指標，建議在產品開發中增加產品的水分活度值作為衡量指標，這樣更為科學。

3　結論

本文以含油重組碎肉產品為原料，研究了油脂添加對重組肉干產品硬度和持水性的影響，為開發硬度適中的重組肉干產品提供理論依據。本文通過對不同產品的干燥曲線和硬度分析表明，當干燥至相同的時間，隨著油脂添加量的增加，終產品水分含量增加，產品硬度顯著降低（p＜0.05），且油脂添加量大于6%時，干燥12 h后產品的硬度增加不明顯。同時對解析等溫線模型擬合分析表明：GAB模型更適合于重組肉干等溫線的擬合；并對擬合模型分析表明，當油脂添加量為0%～6%時，持水能力逐漸降低，而油脂添加量為9%～12%時，持水能力逐漸增加，6%添加量的產品持水能力最差。綜上所述，建議在實際生產加工過程中不僅以干燥時間和干基含水量為指標評價干燥效果和產品質構，應在此基礎上添加水分活度更為準確和全面。

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Effect of fat addition on hardness and water holding capacity of restructured meat

JIANG Ping-xiang，XIA Ning，WEI Bao-yao*，TENG Jian-wen，WANG Qin-zhi
（Department of Food Science and Engineering，Guangxi University，Nanning 530004，China）

The effects of oil level（0%，3%，6%，9%and 12%）on the hardness and water holding capacity of Chinese-style restructured meat were investigated.Desorption isotherms of restructured meat were determined. Results showed that adding oil could hinder the diffusion of water at 55℃24 h，meanwhile increase the water content of products，further to reduce the hardness of the product.Non-linear regression analysis was used to evaluate the fitness of the six commonly used models based on the experimental data，and to determine the best models and their parameters.The GAB model was chosen as the best fitted one for desorption isotherms of restructured meat.At a constant aW，the product of dry basis moisture content increased after decreaseing with the addtion of oil.This phenomenon illustrated that adding oil could promote oil water separation，however the high oil through the oil film might reduce the volatilization of water.

restructured meat；oil；desorption isotherms；drying curve；hardness

TS251.9

A

1002-0306（2015）18-0077-05

10.13386/j.issn1002-0306.2015.18.007

2014－11－03

蔣平香（1988－），女，在讀碩士研究生，研究方向：肉制品加工，E-mail：15240672826@163.com。

韋保耀（1963-），男，博士，教授，研究方向：天然產物化學成分分離及化學結構研究，E-mail：weibaoy@gxu.edu.cn。

廣西科技攻關項目（桂科重14121003-6-1，桂科攻1348009-4）；國家星火計劃任項目（2013GA790001）。