低鈉復合腌制劑對干腌咸肉品質的影響

余 健,郇延軍

(江南大學食品學院,江蘇無錫 214122)

我國傳統腌臘肉制品以其色澤鮮亮,風味獨特而受廣大消費者喜愛[1],但因其獨特的加工及保藏需要,鹽含量高,咸度大[2]。隨著生活水平不斷提高,人們越來越注重飲食健康[3-4]。大量調查表明,長期高鈉飲食會增加高血壓、心血管疾病的患病風險[5-7]。因此,如何降低腌臘肉制品鈉含量一直是近年來研究者追求的目標。食品行業已經采取一些方法:如直接減少NaCl添加量;使用其他鹽部分或全部替代NaCl;采用新的加工工藝等[8]。

雖然直接減少NaCl的添加量能有效降低鈉含量,但NaCl降低使得產品防腐能力下降,貯藏期縮短。因此,用其他鹽部分替代NaCl方法更為可行。如Alino等[9]用KCl、CaCl2等部分代替NaCl,降低產品鈉離子含量且品質無顯著差異。Armenteros等[10]發現用KCl部分替代NaCl對蛋白質水解無顯著影響。由于KCl與NaCl物理化學性質相似,可作為鈉鹽替代首選[11-12],但其添加會出現金屬異味,而乳酸鹽作為風味物質能掩蓋部分異味,且能在一定程度上抑制食物腐敗菌和致病菌的生長[13-14]。Fulladosa[15]等將乳酸鉀添加于干腌火腿中,在腌制的第一階段微生物的特性更加穩定,風味及其他品質特性沒有明顯改變。Choi等[16]用30%乳酸鉀和10%抗壞血酸鈣替代NaCl,終產品品質和傳統配方無明顯差異。對于干腌咸肉品質一般包括色澤、質地、氣味、滋味等方面,描述這些屬性難以劃分具體界限,有一定的模糊性。而模糊數學可以將這些屬性定量化,進行數學描述,從而減少人主觀性影響,比較全面地反映其感官品質的信息。模糊數學感官評價法考慮了各因素對整體的綜合貢獻,能夠對食品的品質作出客觀、準確評價[17-18]。因此本實驗選擇用KCl和乳酸鉀作為復合鹽部分替代干腌咸肉中的NaCl,并采用模糊數學綜合評價法對低鈉咸肉進行綜合感官評價,以期尋找出最佳食鹽腌制替代量,為低鈉干腌肉制品的加工提供新思路。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮黑土豬五花肉于 安徽郎溪縣幸福好運家畜養殖家庭農場;氯化鉀,氯化鈉,乳酸鉀,亞硝酸鈉、異抗壞血酸鈉 均為食品級,鄭州明欣化工產品有限公司。

PL203型電子天平 梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司;KBF240恒溫恒濕器 德國Binder公司;TA-XT plus型質構分析儀 英國Stable Micro Systems公司;LabMASTER-aw水分活度儀 瑞士NOVASINA公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 加工工藝 根據張露[19]等人使用的加工工藝略修改:豬肉(-20 ℃貯藏,于4 ℃解凍24 h后備用)→修整→腌制3 d(4 ℃,每隔24 h翻缸一次)→風干9 d(20 ℃,相對濕度65%～75%)→產品。

1.2.2 基本理化指標測定 水分含量測定:參考GB 5009.3-2016《食品中水分的測定》中的直接干燥法測定水分含量[20];水分活度測定:取樣品瘦肉部分絞碎,采用Novasina 自動水分活度儀進行測定;質構剖面分析(texture profile analysis,TPA)[21],采用TPA模式進行測定,結果選用硬度(Hardness)、彈性(Springiness)、咀嚼性(Chewiness)、回復性(Resilience)[22]等參數來評價樣品的質構特性。取樣品瘦肉,切成1 cm×1 cm×1 cm立方體,使肌原纖維平行于探頭表面平行測定3次。TPA測定條件根據文獻略有改動[22],測定模式和選項:TPA,測定前探頭速度:2.00 mm/s;測定時探頭速度:1.00 mm/s;測定后探頭速度:5.00 mm/s;壓縮量:50%;探頭兩次測定時間間隔:3.00 s;觸發力:5.0 g;探頭型號:P25。

1.2.3 模糊數學感官評定 挑選10名(5男5女)經過專門感官培訓的食品專業人員組成評定小組[23],對咸肉的色澤、質地、氣味、滋味4個因素進行感官評價,根據潘志明等人評分標準略有改動[24],如表1所示。

表1 咸肉感官評價標準表Table 1 Criteria of sensory evaluation of cured meat

模糊數學模型的建立[24]:因素集U是影響被評判對象的指標集合,本研究的因素為咸肉的色澤(U1)、質地(U2)、氣味(U3)、滋味(U4),從而得U={U1,U2,U3,U4};評語集是參評者對評價指標反饋信息的集合,確定評語集即是確定需要評價的等級。咸肉的評價等級為很好(V1)、好(V2)、一般(V3)、差(V4),從而得出V={V1,V2,V3,V4}。評價等級K對應其中間分值9、7、4、1,即K={k1,k2,k3,k4}={9,7,4,1};權重集就是評語集合中各指標在總體感官品質中所占比重的集合,每一個評語集對應一個權重系數,用X表示。采用用戶調查法來確定權重,請20位消費者對咸肉的色澤、質地、氣味、滋味4因素在所有因素中所占重要性比率進行分析評價。

1.3 單因素實驗

按照傳統的加工工藝,對KCl和乳酸鉀分別部分替代NaCl對干腌咸肉的研究。對照組中鹽添加量為8%,而其他配料的添加量一致(0.3%復合磷酸鹽,250 mg/kg抗壞血酸鈉,120 mg/kg亞硝酸鈉)[25]。

KCl替代:分別替代食鹽含量的0、10%、20%、30%、40%,排序1～5號進行咸肉的腌制,對成品咸肉進行基本理化指標和感官評定,以期得到最優KCl部分替代比[26]。

乳酸鉀替代:分別替代食鹽含量的0、10%、15%、20%、25%,排序1～5號進行咸肉的腌制,對成品咸肉進行基本理化指標和感官評定,以期得到最優乳酸鉀部分替代比[26]。

1.4 正交實驗設計

因腌制時間對咸肉品質也有一定的影響,在單因素實驗基礎上,以KCl替代量(A),乳酸鉀替代量(B)、腌制時間(C)設定三因素三水平正交實驗,如表2所示。以成品的硬度和感官評定為測定結果,數據進行分析得出最優實驗方案。

表2 L9(33)正交實驗因素和水平Table 2 Factors and levels of L9(33)orthogonal experiment

1.5 數據處理與統計分析

每個樣品重復3次實驗,取平均值。采用Microsoft Excel 2016(Microsoft公司)進行平均值、標準差處理,并用SPSS 19.0(IBM公司)中的ANOVA(analysis of variance)分析方法對實驗數據進行顯著性分析(p>0.05 差異顯著),使用origin 8.6(originLab公司)進行數據作圖。

2 結果與分析

2.1 單因素實驗

2.1.1 基本理化指標結果 由圖1可知,KCl部分替代NaCl(替代比例為0～40%),成品的水分含量和水分活度稍有變化,但差異不顯著(p>0.05),這個結果與楊應笑等[27]研究結果相似。可能原因:肉質本身差異性以及風干過程放置位置不同導致成品表面失水速率出現稍微差異。質構結果如表3,各替代的成品之間硬度、彈性、咀嚼性、回復性差異不顯著(p>0.05)。

表3 不同KCl替代質構的變化Table 3 Changes in texture of each KCl substitutions

圖1 不同KCl替代量對水分含量和水分活度的影響Fig.1 Effect of moisture content and Aw of different KCl substitutions

由圖2顯示,乳酸鉀(0～25%)部分替代NaCl時,水分含量和水分活度差異不顯著(p>0.5),由于乳酸鉀本身通過降低產品水分活度達到抑菌效果,因而隨著乳酸鉀替代量的增加,水分活度逐漸下降[14],但下降不明顯(p>0.5)。質構結果如表4所示,彈性、咀嚼性、回復性差異不顯著(p>0.5),而硬度差異顯著(p<0.5)。隨著乳酸鉀含量的增加,硬度出現下降的趨勢。可能原因本身乳酸鉀具有持水力的作用,這樣在一定程度上改善了咸肉肉質堅硬的問題。綜上所述,從基本理化指標看用KCl和乳酸鉀部分替代NaCl方法可行。

表4 不同乳酸鉀替代質構的變化Table 4 Changes in texture of each K-lactate substitutions

圖2 不同乳酸鉀替代量對水分含量和水分活度影響Fig.2 Effect of moisture content and Aw of different K-lactate substitutions

2.1.2 模糊數學感官評定結果 采用用戶調查法來確定權重,請20位消費者對咸肉的色澤、質地、氣味、滋味4因素在所有因素中所占重要性比率進行分析評價。結果如表5所示,從而得出咸肉的權重集為X={0.205,0.16,0.285,0.35}。

表5 咸肉制品各因素重要性程度分析表Table 5 Weight distribution and statistics of corned meat

模糊矩陣的確立和模糊轉換:將感官評定不同等級的票數除以10得到模糊關系矩陣R。將質量因素權重集X與模糊關系矩陣R合成,得到模糊關系評價集Y=X×R。最后引進綜合評分矩陣T,得到咸肉樣品的模糊綜合評價總分T=Y×K。

評定小組對不同替代樣品的4項指標進行評價,得出感官評價指標票數如表6和7所示,以KCl替代的1號樣品為例,得到U1={0.5,0.5,0,0},同理可得到U2={0.2,0.4,0.4,0},U3={0.7,0.3,0,0},U4={0.1,0.4,0.4,0.1}。將計算得出的U1、U2、U3、U44個單因素模糊矩陣的評價結果寫成一個矩陣,即:

表6 不同KCl替代咸肉感官評定票數分布Table 6 Vote distributions of sensory evaluation of cured Meat at different KCl substitutions

表7 不同乳酸鉀替代咸肉感官評定票數分布Table 7 Vote distributions of sensory evaluation of cured Meat at different K-lactate substitutions

已知咸肉4個指標的權重向量為X={0.205,0.16,0.285,0.35},根據公式Y=X×R,即KCl替代1號樣品:

即Y1={0.369,0.392,0.204,0.035}。模糊綜合評價總分T=Y×K,最終得出KCl替代1樣品的綜合評分。

同理可得其他得分如表8所示。樣品的綜合得分越高說明其感官評價越好,樣品的綜合得分越低說明其感官評價越差。由表8可知,KCl替代組中,4號樣品模糊數學感官評價的綜合得分最高,為7.364,而5號樣品只有5.188,分數降低的原因可能是當KCl替代達到40%時,出現讓人不愉快的苦味所致。而在乳酸鉀替代組中,隨著乳酸鉀替代增加,感官評分逐漸增加,但當替代為20%以上時,分數又逐漸下降,可能出現了消費者不喜歡的金屬異味而影響口感。最后得出最優KCl替代量為30%,最優乳酸鉀替代為15%,以此結果進行下一步正交優化。

表8 不同KCl和乳酸鉀替代的感官綜合評分Table 8 Sensory value of each KCl and K-lactate substitutions

2.2 正交實驗分析結果

咸肉的腌制過程中,腌制時間也是影響腌制品質的一個重要因素,在單因素實驗的基礎上,選取KCl替代量(A)、乳酸鉀替代量(B)、腌制時間(C)三因素,采用正交實驗對其進行優化,利用正交設計軟件進行實驗設計、數據處理及模型的建立,實驗方案及結果見表9。

表9 正交實驗設計方案及結果Table 9 The design and result of orthogonal experiment

依據實驗的結果,進行各指標的極差分析,以硬度為指標,各因素主次順序為:乳酸鉀替代量>腌制時間>KCl替代量,最優組合為A2B3C2;以感官評定作為指標時,因素主次順序為:乳酸鉀替代量>KCl替代量>腌制時間,最優組合為A2B2C2;從兩個指標結果分析看出,雖然兩個指標的各因素影響主次不同,但乳酸鉀的替代量是影響咸肉品質的最主要因素。由于最終成品以消費者感官評定結果為主要影響因素,即綜合考慮得出最優組合為A2B2C2。即用30% KCl和15%乳酸鉀復合替代可行,消費者接受度良好。這結果與M.D. Guàrdia等[26]人用KCl和乳酸鉀替代發酵香腸進行研究的結果相似。

2.3 最優組合的驗證結果

以8%的食鹽添加為對照組,其他條件一致，由最優組合得到的A2B2C2與對照組進行對比,結果如表10所示,彈性、咀嚼性和回復性最優組合之間差異不顯著(p>0.05),而硬度具有顯著性差異(p<0.05),最優組合中的硬度明顯降低,這對干腌咸肉質地過硬問題起到一定改善作用；最優組合感官評分為7.868,明顯高于對照組的7.297。由此可得最優組合NaCl 55%、KCl 30%、乳酸鉀15%、腌制時間72 h即為我們所需要的最佳腌制工藝條件。

表10 驗證實驗的結果Table 10 Results of the verification experiment

3 結論

用不同KCl量(0%～40%)替代時,干腌咸肉理化指標和質構無顯著差異(p>0.05),用不同乳酸鉀量(0%～25%)替代時,產品水分含量和水分活度差異不顯著(p>0.05),硬度下降顯著(p<0.05),改善了干腌咸肉質地過硬問題。正交實驗得出最優復合腌制劑為NaCl 55%、KCl 30%、乳酸鉀15%。從最后驗證實驗可得最優組合硬度顯著低于對照組(p<0.05),而感官評分為7.868,顯著高于對照組(p<0.05)。與傳統腌制劑相比,本研究低鈉復合腌制劑鈉的添加量降低了45%,干腌咸肉質地有了明顯改善。

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