NaCl對鴨胸肉糜凝膠特性的影響

李 娜,康壯麗,*,祝超智,趙改名,馬漢軍,宋照軍,趙圣名(.河南科技學院食品學院,河南新鄉 453003;.河南農業大學食品科學技術學院,河南鄭州 45000)

?

NaCl對鴨胸肉糜凝膠特性的影響

李 娜1,康壯麗1,*,祝超智2,趙改名2,馬漢軍1,宋照軍1,趙圣名1
(1.河南科技學院食品學院,河南新鄉 453003;
2.河南農業大學食品科學技術學院,河南鄭州 450002)

通過分析不同NaCl添加量鴨胸肉糜的色差、蒸煮得率、水分分布狀態和硬度,研究NaCl對鴨胸肉糜凝膠性能的影響。結果表明:鴨胸肉糜的L*值、蒸煮得率、硬度均隨NaCl添加量的增加而升高;在80 ℃時,2%和3% NaCl添加量鴨胸肉糜的儲能模量(G′)高于1%,鴨胸肉糜硬度與G′的變化一致;隨著NaCl添加量的提高,鴨胸肉糜的T2b和T22弛豫時間變短(p<0.05),T21的峰面積比例增加。由此可見,提高NaCl添加量,能夠增加鴨胸肉肉糜的硬度和保水性。

NaCl,鴨胸肉,凝膠,流變,低場核磁共振

近年來,我國肉鴨養殖業取得了長足發展,是最大的鴨肉生產和消費國。鴨肉可食部分的蛋白質含量約16%～25%,屬于高蛋白、低脂肪和膽固醇的肉類,且富含不飽和脂肪酸和低碳飽和脂肪酸,維生素B和維生素E及鉀、鐵、銅、鋅等礦物質[1]。肉鴨養殖業的快速發展帶動了鴨肉深加工。由于鴨肉比豬肉、牛肉和雞肉等畜禽肉具有價格優勢,在凝膠類肉制品生產中被大量單獨或配合其他肉類使用,如鴨肉腸、鴨肉丸、含有鴨肉的火腿腸等[2]。

在鴨肉凝膠肉制品制作過程中,NaCl起重要作用。首先,NaCl能夠提取鴨肉中的鹽溶性肌原纖維蛋白,促使肌原纖維蛋白發生溶解和溶脹,增加肉糜的保水保油性能,影響產品的出品率、質構和貨架期[3];其次,食鹽作為咸味劑,有助于提高鴨肉凝膠肉制品的風味[4]。因此,降低NaCl添加會影響產品品質。但傳統肉糜制品食鹽含量較高,攝入過量食鹽增加患高血壓和心血管疾病的風險[5]。所以,如何減少鴨肉糜制品中NaCl添加量是肉制品行業的一個研究難點[6]。因此,本實驗主要應用流變和低場核磁技術研究NaCl對鴨胸肉凝膠性能的影響,為低鈉鴨肉凝膠肉制品的研發提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

冷凍櫻桃谷鴨胸肉(水分為75.45%;蛋白質為19.75%;脂肪為3.89%;pH為5.72) 新鄉農貿市場;NaCl 河南鹽業總公司。

UMC-5C斬拌機 德國Stephan公司;PQOOl臺式NMR分析儀 上海紐邁電子有限公司;流變儀 奧地利Auton Paar公司;質構儀 英國StableMicrosystem公司;絞肉機 山東嘉信食品機械有限公司;HH-42水浴鍋 常州國華電器有限公司;CR-400色差計 日本美能達公司;Shimadzu AUY120電子天平 日本島津公司;離心機 美國Beckman L-80-XP Ultracentrifuge;T25高速勻漿器 德國IKA公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 鴨胸肉糜的制備 鴨胸肉的制備:剔除鴨胸肉中的結締組織和多余的脂肪,使用絞肉機絞碎(6 mm),用雙層真空包裝袋(PE/尼龍)進行分裝,每袋500 g,真空包裝,儲存于-20 ℃直到加工,不得超過1周。

鴨胸肉糜的制備:將鴨胸肉在0～4 ℃冷庫中解凍約12 h至中心溫度為0 ℃左右。將解凍好的鴨胸肉1000 g，NaCl分別為1%(11.8 g,T1)，2%(23.6 g,T2)，3%(35.4 g,T3)放入真空斬拌機,1500 r/min斬拌30 s,并緩慢的加入1/3的冰水;1500 r/min斬拌30 s,并緩慢的加入1/3的冰水;3000 r/min斬拌60 s,并緩慢的加入1/3的冰水(中心溫度低于8 ℃),冰水共180 g。將35 g鴨胸肉糜裝入50 mL的試管中,500×g離心3 min完全除去肉糜中的氣泡,然后80 ℃水煮制25 min(中心溫度72 ℃),放入冰水混合物中冷卻至中心溫度20 ℃左右,放入0～4 ℃冷庫中,待用。

表1 NaCl對鴨胸肉糜色澤、蒸煮得率和硬度的影響Table 1 Effect of NaCl on color,cooking yield and hardness of duck meat batters

注:T1:1%氯化鈉;T2:2%氯化鈉;T3:3%氯化鈉;每個值是平均值±SD,n=4;a～c不同字母表示縱列存在顯著差異(p<0.05);表2和表3同。

1.2.2 蒸煮得率測定 蒸煮鴨胸肉糜2 ℃過夜冷卻后,從離心管中取出,用吸水紙將鴨胸肉糜外部的滲出液吸取干凈,分別對鴨胸肉糜的重量進行測定,每組測定4次。蒸煮得率按照以下公式計算:

蒸煮得率(%)=蒸煮后鴨胸肉糜重量/蒸煮前鴨胸肉糜重量×100

1.2.3 色澤測定 使用色差計對蒸煮鴨胸肉糜中心部位進行測定,標準白色比色板為L*=96.86,a*=-0.15,b*=1.87,每組測定5次。其中L*代表亮度值,a*代表紅度值,b*代表黃度值。

1.2.4 質構分析 過夜冷卻后的蒸煮鴨胸肉糜,放置在室溫環境中2 h使鴨胸肉糜內外溫度一致。在室溫下,使用質構儀對鴨胸肉糜進行質構測定。采用直徑20 mm,高度20 mm的鴨胸肉糜進行質構測定,參數如下:測試前速度為2.0 mm/s,測試速度為2.0 mm/s,測試后速度為3.0 mm/s;壓縮比50%;時間5 s。使用P/50測試探頭進行測定,得到鴨胸肉糜的硬度值(N)[7]。每組樣品測定4次。

1.2.5 流變特性測定 不同鴨胸肉糜的熱動態流變性使用MCR301型流變儀進行測定。用50 mm不銹鋼圓形平板探頭,間隙為0.5 mm,鴨胸肉糜均勻涂抹在兩個平板之間,外周涂一層薄薄的硅油,防止水分蒸發。測定方法為20 ℃保溫10 min,然后從20 ℃升到80 ℃,加熱速率為2 ℃/min。在加熱過程中,在一個振蕩模式和一個固定的頻率為0.1 Hz下對樣品進行連續剪切。在此過程中,測量存儲模量(G′)的變化。每個處理組測量3次。

1.2.6 NMR自旋-自旋馳豫時間(T2)測量 應用紐邁臺式脈沖NMR分析儀PQ001進行NMR自旋-自旋馳豫時間的測量。稱取大小為2 g左右的蒸煮鴨胸肉糜放入直徑為15 mm的核磁管后放入分析儀中。測量溫度為32 ℃,質子共振頻率為22.6 MHz。參數如下:τ-值為(90°脈沖和180°脈沖之間的時間)為200 μs。重復掃描32次,重復間隔時間為6.5 s,得到12000個回波,每個測試至少3次。

1.2.7 數據分析 本實驗所有處理重復4次。應用軟件SPSS v.18.0(SPSS Inc.,USA)進行統計分析,使用單因素方差分析(ANOVA)的方法對數據進行分析,當p<0.05時認為組間存在顯著差異。

2 結果與討論

2.1 色差

由表1可知,添加不同NaCl鴨胸肉糜的L*、a*和b*值差異顯著(p<0.05)。增加NaCl,鴨胸肉糜的L*和b*值升高,a*值降低。在所有處理組中,T3有最高的L*值,主要原因是在高NaCl鴨胸肉糜中鹽溶性蛋白溶出量最大[8-9],提高鹽溶性蛋白溶解度增加鴨胸肉糜的保水性,增強光的反射強度,L*值升高。Tobin等研究發現1% NaCl法蘭克福香腸的色澤比2%的要暗一些[10]。

2.2 蒸煮得率

由表1可知,NaCl對鴨胸肉糜的蒸煮得率影響顯著(p<0.05)。蒸煮得率隨著NaCl的增加而升高,T3(92.67%)有最高的蒸煮得率,T2(89.92%)次之,T1(84.63%)最低。這可能由于高濃度NaCl有利于提取更多的肌原纖維蛋白,能夠形成穩定的肉糜體系,在加熱過程中能利用更多的肌原纖維蛋白與不溶性肌肉組織形成良好的蛋白質基質,提高蒸煮得率。Kang等[11]發現豬肉糜中肌原纖維蛋白溶解度隨著NaCl的增加顯著提高(p<0.05),肌原纖維蛋白的溶出量顯著影響豬肉糜的蒸煮得率[12];Tobin等[10]報道了與高鹽法蘭克福香腸(2%、2.5%和3% NaCl)相比,低鹽(1%和1.5% NaCl)香腸有較高的蒸煮損失。

2.3 硬度

增加NaCl能顯著提高鴨胸肉糜的硬度(p<0.05),由48.63 N增加到60.67 N(表1)。Tobin等[10]發現減少NaCl添加量,法蘭克福香腸的硬度降低。不同NaCl添加量的肉糜中肌原纖維蛋白溶出量不同,也影響凝膠的形成,如減少NaCl導致肌原纖維蛋白,特別是肌球蛋白和肌動蛋白提取量和溶解量的減少,影響肌原纖維蛋白的功能特性[13]。因此,提高NaCl添加量能夠增強肉糜的保水性和凝膠強度[14]。

2.4 流變學分析

不同NaCl添加量鴨胸肉糜在加熱過程中G′的變化明顯不同(圖1)。T1、T2和T3有相似的流變曲線,由蛋白質變性引起的G′的變化分為三個階段。在第一個階段中,由于鴨胸肉糜中蛋白質與蛋白質受熱交聯,G′隨著溫度提高,T1為20 ℃到46 ℃,T2和T3為20 ℃到47 ℃而緩慢增加,僅形成較差的凝膠[15]。第一階段結束后,立即進入第二階段,即T1從47 ℃增加到53 ℃,而T2和T3從48 ℃增加到52 ℃,由于肌球蛋白尾部的變性破壞了先前形成的凝膠[16],造成了G′的快速下降。在第三階段,T1從54 ℃增加到80 ℃,而T2和T3從53 ℃增加到80 ℃,G′隨著溫度的升高快速增加,鴨胸肉糜從粘稠的溶膠結構轉變為富有彈性的凝膠網絡[17]。從20 ℃加熱到80 ℃的過程中,T2和T3的G′比T1高,且產生拐點的溫度不同,這是因為提高食鹽添加量增加鴨胸肉糜中肌原纖維蛋白的溶解和溶出,蛋白質的聚集和凝聚比較強烈,G′增加或降低的變化也比較劇烈。Egelandsdal等[18]報道了無論在低溫或高溫下,食鹽濃度對G′都有很大影響。這與質構的結果一致,所以T2和T3的G′和硬度高,T1的G′值和硬度低。高的G′值表明蒸煮鴨胸肉糜具有較好的質構,因此,不同NaCl添加量鴨胸肉糜中肌原纖維蛋白變性對鴨胸肉糜凝膠的影響顯著。

表2 NaCl對鴨胸肉糜弛豫時間(ms)的影響Table 2 Effect of NaCl on relaxation time(ms)of duck meat batters

表3 NaCl對鴨胸肉糜峰面積比例(%)的影響Table 3 Effect of NaCl on peak ration(%)of duck meat batters

圖1 不同NaCl添加量鴨胸肉糜在不同溫度下(T, ℃)的儲能模量(G′,kPa)Fig.1 Changes in dynamic storage modulus(G′,kPa) with temperature(T, ℃)of duck meat batters with various amounts of NaCl

2.5 NMR質子弛豫

鴨胸肉糜凝膠體系中水分的分布和遷移能夠通過質子NMR測量自旋-自旋弛豫時間(T2)來反映[19]。本研究中共出現4個特征峰(圖2),為T2a,T2b,T21和T22,弛豫起始時間見表2,弛豫時間T2越短說明水與底物結合越緊密,T2時間越長表明水分越松散[20]。結合水弛豫時間在0～10 ms之間,表示鴨胸肉糜凝膠中蛋白質等大分子結合的水和部分脂肪中的水分,為T2a和T2b;T21和T22弛豫時間分別在20～100 ms和250～400 ms之間,分別表示可移動水和游離水[21]。提高NaCl,鴨胸肉糜凝膠中T2b和T22起始弛豫時間變短,說明增加NaCl有利于形成良好的鴨胸肉糜凝膠,限制了水分的移動,造成了弛豫時間下降。T21隨著NaCl添加量從1%升高到2%,弛豫時間增加,表明鴨胸肉糜凝膠能夠保持較多的水分。而添加2%和3% NaCl的鴨胸肉糜中,T21弛豫時間沒有差異,說明2% NaCl的鴨胸肉糜凝膠對可移動水的影響與3% NaCl一致。隨著NaCl的增加而弛豫時間較短,表明水分可移動性降低,弛豫時間下降。

圖2 不同NaCl添加量蒸煮鴨胸肉糜的低場核磁共振弛豫時間曲線圖Fig.2 Distribution of NMR relaxation times of duck meat batters with various amounts of NaCl

由表3可知,不同NaCl添加量鴨胸肉糜凝膠的不同狀態水的峰面積比例有顯著差異(p<0.05),隨著NaCl添加量的增加,結合水(T2b)和自由水(T22)的峰面積比例降低,不易流動水(T21)的峰面積比例增加,說明提高NaCl有利于凝膠的形成,將水分束縛于凝膠中,減少水分的損失[21]。NMR弛豫結果表明,提高NaCl添加量能夠提高鴨胸肉肉糜凝膠的保水性。

3 結論

NaCl從1%增加至3%,鴨胸肉糜蒸煮得率和硬度逐步提高,且NaCl添加量為3%時蒸煮得率和硬度值最大,80 ℃時的G′值最高。隨著NaCl的增加,蒸煮鴨胸肉糜的T2b和T22弛豫時間變短,T21的峰面積比例增加,T22的峰面積比例降低,表明NaCl添加量高的蒸煮鴨胸肉糜中不易流動水含量較高,有較好的保水性。

[1]周光宏. 肉品加工學[M]. 北京:中國農業出版社,2008.

[2]馬漢軍,周光宏,余小領,等. 鴨肉腸的加工工藝研究[J].食品科學,2008,29(11):183-185.

[3]Sikes A L,Tobin A B,Tume R K. Use of high pressure to reduce cook loss and improve texture of low-salt beef sausage batters[J]. Innovative Food Science and Emerging Technologies,2009,10:405-412.

[4]Tobin B D,O’Sullivan M G,Hamill R M,et al. The impact of salt and fat level variation on the physiochemical properties and sensory quality of pork breakfast sausages[J]. Meat Science,2013,93:145-152.

[5]He F J,MacGregor G A. Effect of modest salt reduction on blood pressure:A meta-analysis of randomized trial[J]. Journal of Human Hypertension,2002,16:761-770.

[6]Omana D A,Plastow G,Betti M. Effect of different ingredients on color and oxidative characteristics of high pressure processed chicken breast meat with special emphasis on use ofβ-glucan as a partial salt replacer[J]. Innovative Food Science and Emerging Technologies,2011,12:244-254.

[7]BOURME M C. Texture profile analysis[J]. Food Technology,1978,32:62-66.

[8]Gordon A,Barbut S. Effect of chloride salts on the protein extraction and interfacial protein film formation in meat batters[J]. Journal of the Science of Food and Agriculture,1992,58:227-238.

[9]Totosaus A,Perez-Chabela M L. Textural properties and microstructure of low-fat and sodium-reduced meat batters formulated with gellan gum and dicationic salts[J]. LWT-Food Science and Technology,2009,42:563-569.

[10]Tobin B D,O’Sullivan M G,Hamill R M,et al. Effect of varying salt and fat levels on the sensory and physiochemical quality of frankfurters[J]. Meat Science,2012,92:659-666.

[11]Zhuang-Li Kang,Yu-Feng Zou,Xing-Lian Xu,et al. Effect of a beating process,as a means of reducing salt content in Chinese-style meatballs(kung-wan):A physico-chemical and textural study[J]. Meat Science,2014,96:147-152.

[12]Lan Y H,Novakofski J,McCusker R H,et al.Thermal gelation of pork,beef,fish,chicken and turkey muscles as affected by heating rate and pH[J]. Journal of Food Science,1995,60:936-939.

[13]Pietrasik Z,Li-Chan E C Y. Response surface methodology study on the effects of salt,microbial transglutaminase and heating temperature on pork batter gel properties[J]. Food Research International,2002,35:387-396.

[14]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,2011,89:426-433.

[15]Weiss J,Gibis M,Schuh V,et al. Advances in ingredient and processing systems for meat and meat products[J]. Meat Science,2010,86:196-213.

[16]Kang Z L,Li B,Ma H J,et al. Effect of different processing methods and salt content on the physicochemical and rheological properties of Meat Batters[J]. International Journal of Food Properties,2016,19:1604-1615.

[17]康壯麗,李斌,馬漢軍,等. 雞胸肉和鴨胸肉凝膠性能的差異[J]. 食品與發酵工業,2016,44(11):165-168.

[18]Egelandsdal B,Martinse B. Rheological parameters as predictors of protein functionality:a model study using myofibrils of differentfibre-type composition[J]. Meat Science,1995,39:97-111.

[19]Chunbao Li,Dengyong Liu,Guanghong Zhou,et al. Meat quality and cooking attributes of thawed pork with different low field NMR T21[J]. Meat Science,2012,92:79-83.

[20]韓敏義，費英，徐幸蓮，等. 低場NMR研究pH對肌原纖維蛋白熱誘導凝膠的影響[J].中國農業科學,2009,42(6):2098-2104.

[21]Tornberg E,Wahlgren M,Br?ndum J,et al. Pre-rigor conditions in beef under varying temperature and pH falls studied with rigometer,NMR and NIR[J]. Food Chemical,2000,69(4):407-418.

Effect of NaCl on gel characteristics of duck meat batter

LI Na1,KANG Zhuang-li1,*,ZHU Chao-zhi2,ZHAO Gai-ming2,
MA Han-jun1,SONG Zhao-jun1,ZHAO Sheng-ming1

(1.School of Food Science,Henan Institute of Science and Technology,Xinxiang 453003,China; 2.College of Food Science and Technology,Henan Agricultural University,Zhengzhou 450002,China)

The analysis of color,cooking yield,moisture distribution and hardness of duck meat batters with various amounts of adding NaCl were taken and then the effect of NaCl on gel characteristics of duck breast meat batter was studied. The results showed that theL*value,cooking yield and hardness of duck meat batters increased with increasing NaCl. At 80 °C,the storage modulus(G′)of the duck meat batters with 2% and 3% NaCl were higher than the 1%,that consistent changes in hardness. The T2band T22relaxation time was shorter(p<0.05)with increasing NaCl,and the peak ratio of T21was increased. Overall,the hardness and water holding capacity of duck breast meat could increase when improving the NaCl content.

NaCl;duck meat;gel;rheological;low-field nuclear magnetic resonance

2016-12-20

李娜(1980-)，女，碩士研究生，研究方向:肉制品加工與質量控制,E-mail:179601470@qq.com。

*通訊作者:康壯麗(1980-)，男，博士，研究方向:肉制品加工與質量控制,E-mail:kzlnj1988@163.com。

河南省重大科技專項(161100110800,161100110600)；中國博士后科學基金(2016M602237)；國家自然科學基金項目(31501508)。

TS251.5+5

A

1002-0306(2017)14-0051-04

10.13386/j.issn1002-0306.2017.14.011