可得然膠對低鹽豬肉乳化腸保水率和質構特性的調控

趙春波,李苗云,余小領,馬陽陽,肖康,趙改名

(河南農業大學 食品科學技術學院,河南 鄭州,450002)

西式乳化腸味道鮮美，食用方便。但為了提高肉的品質和出品率，在加工過程中食鹽使用量較高，不利于健康[1]。KCl與食鹽中的主要成分NaCl性質相似，呈咸味，常作為營養強化劑使用，有助于預防高血壓[2]。為降低乳化腸中的鈉鹽含量，可以用KCl替代部分食鹽[3]。為了防止KCl替代食鹽后乳化腸的質構發生改變，一般通過添加品質改良劑進行改良。

質地多面剖析法(texture profile analysis，TPA)[4]，可客觀地評價食物的質地，對樣品進行2次壓縮，模擬人口腔的2種咀嚼動作，得到類似感官評價的結果，有效地反映乳化香腸的質地特征[5]，在肉制品研究中有著廣泛的應用[6-8]。

可得然膠是由微生物產生的一類凝膠多糖，它的懸浮液加熱后既能形成熱不可逆性凝膠，又能形成熱可逆性凝膠[9]，其作為凝膠劑、增稠劑在食品中被廣泛應用[10-12]。但可得然膠多用于魚糜等產品中，在低溫肉制品中應用較少。本研究考察了可得然膠對低鹽乳化腸質構及保水率的影響，用模型建立可得然膠對低鹽乳化香腸調控技術。

1 材料與方法

1.1 主要實驗材料

豬后腿肉和肥膘、食鹽、KCl、調味料、復合磷酸鹽、亞硝酸鈉、異抗壞血酸鈉、可得然膠、谷氨酰胺轉氨酶,均為市場銷售。

1.2 主要儀器與設備

TA.XT plus物性測試儀,英國Stable Micro System公司；MM12B型絞肉機,廣東省韶關市大金食品機械廠；VF608Plus真空灌腸機,百誠潤和機械有限公司；BYXX-50型煙熏箱,中國艾博公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 工藝流程[13]

原料肉→去膜筋→絞肉→腌制→斬拌→灌腸→烘烤→蒸煮→冷卻→成品

1.3.2 基礎配方

豬肉[m(后腿肉)∶m(肥膘)=4∶1]1 000 g、食鹽25 g、白砂糖15 g、生姜粉1.5 g、八角粉1 g、異抗壞血酸鈉0.5 g、白胡椒粉1.5 g、冰水450 g、亞硝酸鹽鈉0.15 g、復合磷酸鈉3 g、味精3 g、雞精2 g、谷氨酰胺轉氨酶2 g。

1.3.3 操作要點

豬后腿肉去除筋膜,用絞肉機(6 mm孔板)把清洗后的豬后腿肉肥膘絞碎。把絞后的豬肉加入食鹽(或KCl替代部分食鹽)、復合磷酸鹽、亞硝酸鈉(溶水加入)、異抗壞血酸鈉,拌勻后,放在0～4 ℃的冷庫中腌制24～48 h。將腌制后的豬后腿肉和肥膘分成20組,每組1.5 kg。然后將絞碎的肉粒放入斬拌機中進行斬拌,斬拌時為防止肉陷溫度上升,應隨時添加冰水,并在斬拌的過程中加入其他配料。第一步加入豬瘦肉糜斬拌1 min；第二步加1/3冰水斬拌1.5 min；第三步加白砂糖、生姜粉、八角粉、味精、雞精、谷氨酰胺轉氨酶和1/3冰水斬拌1.5 min；第四步加入肥膘、可得然膠和1/3冰水斬拌1.5 min。將斬拌均勻的肉餡用真空灌腸機灌入腸衣中。稱重后放在煙熏箱中在60 ℃下烘烤大約60 min。將90 ℃左右水放入灌好的生腸并在水溫80 ℃左右的條件下煮制30～40 min,取出,冷卻稱質量。

1.4 試驗設計

以處理前的肉質量1 000 g計,在KCl替代食鹽質量分數為0%、20%、30%、40%、50%的乳化腸中分別添加質量分數0%、0.3%、0.6%、0.9%的可得然膠,實驗共20組,具體分組見表1。

表1 試驗因素設計表Table 1 Test factor design table

1.5 檢測指標

1.5.1 保水率[14]

測得蒸煮后乳化腸和烘烤前乳化腸的水分含量為x1和x2,m1為蒸煮后乳化腸質量,g；m2,蒸煮前豬肉乳化腸肉糜質量,g,每個重復測3次,按公式(1)計算保水率：

(1)

1.5.2 質構測定

TPA測試可以提供從雙重壓縮測試中獲得的大量具有紋理特征的信息[15]。參考楊歡歡[16]的方法并加以修改,采用物性測試儀進行TPA測定。參數設置：探頭P/50,測前速度2 mm/s,測試速度0.8 mm/s,測試后速度0.8 mm/s,壓縮比75%,時間5 s,用模具把樣品切成高16 mm,直徑18 mm的圓柱體,處理好的豬肉乳化腸放在質構儀中測定并記錄數據。每個處理重復12次。

1.6 數據處理

采用SPSS 24.0對各項實驗數據進行分析,用Origin 2017軟件進行繪圖。

2 結果與分析

2.1 可得然膠添加量對低鹽豬肉乳化腸質構的影響

如圖1所示,在KCl替代食鹽量為0～20%時,隨著可得然膠添加量的增加,豬肉乳化腸的硬度和彈性也在增加(P<0.05)；在乳化腸加熱過程中,肉糜中肌原纖維蛋白變性,表面活性升高形成緊密的三維網狀結構,可得然膠又稱為凝膠多糖,多糖分子與肌原纖維蛋白發生相互作用使網狀結構更加緊密穩定,提高了肌原纖維蛋白的凝膠強度,使乳化腸的硬度和彈性增加[17]。這與姜帥等[18]的研究結果一致。也有研究表明可得然膠可顯著提高魚糜凝膠的硬度和彈性,改善其質構特性[19]。在KCl替代20%食鹽、可得然膠添加量為0.3%時,乳化腸的硬度達到最高;在KCl替代食鹽量為30%～40%時,添加可得然膠使乳化腸的硬度和彈性增強但不顯著(P>0.05)；當KCl替代食鹽量為50%時,可得然膠添加量為0.6%和0.9%時,雖然乳化腸的硬度減小,但并不顯著(P>0.05)；與空白組相比,乳化腸的硬度和彈性均有所提高。可能受食鹽添加量減少的影響,可得然膠對乳化腸的質構改善作用也隨之減小。

圖1 可得然膠添加量對低鹽豬肉乳化腸質構的影響Fig.1 Effect of curdlan addition on the texture of low-salt pork sausage注：同一顏色不同小寫字母表示具有顯著性差異(P<0.05)(下同)

在KCl替代食鹽量為0,可得然膠的添加量0.9%時,乳化腸的內聚性和回復性顯著增加(P<0.05)；在KCl替代食鹽量為20%和50%時,隨著可得然膠的添加,乳化腸的內聚性和回復性先增加后下降,在KCl替代食鹽量為50%時尤為顯著(P<0.05)。在KCl替代食鹽量為30%,可得然膠的添加可以使乳化腸的內聚性和回復性提高但不顯著(P>0.05)；在所有處理組中,可得然膠的添加量為0.3%時乳化腸的內聚性達到最大。在KCl替代食鹽量為0、30%和40%時,添加可得然膠可顯著提高乳化腸的膠著性和咀嚼性(P<0.05)；這與HSU等[20]研究的結果相似。在KCl替代食鹽量為20%和50%時,可得然膠添加量在0.3%時乳化腸的膠著性和咀嚼性得到顯著提高,隨后開始下降,但與空白組相比,下降并不明顯(P>0.05)。有研究表明,在西式羊肉火腿中加入0.1%～1%的可得然膠,火腿的內聚性、咀嚼性和膠著性有增加的趨勢,并且可得然膠添加量在1%時最顯著[21]；還有研究表明,與空白組相比,添加質量分數0～4%的可得然膠可以使帶魚肌肉蛋白的凝膠內聚性、膠著性和咀嚼性顯著提高[22]。由此可知,添加可得然膠可提高低鹽乳化腸的質構指標,改善低鹽乳化腸質地,保證低鹽乳化腸的品質。

由圖1可知,在食鹽未被KCl替代時,添加可得然膠對乳化腸所有質構指標都有改善作用,可得然膠特有的凝膠特性起到了很大的作用；隨著KCl替代食鹽量的比重增加,可得然膠對乳化腸質構的改善作用減弱,有的指標甚至出現了下降,可能是因為食鹽含量的減少,KCl含量的增多影響了可得然膠凝膠的形成;有研究表明,NaCl和KCl濃度對可得然膠凝膠的熱形成有影響,尤其是當兩者的濃度為1 mol/L時[23]。當食鹽的替代量為50%時,加入0.6%和0.9%的可得然膠使香腸的質構特性下降,但乳化腸的質構還是優于空白組。在KCl替代食鹽量為20%、30%時,除了彈性,乳化腸的其他質構指標都比較高,尤其是添加了0.3%的可得然膠,與空白組相比,乳化腸的硬度,內聚性,膠著性,咀嚼性和回復性都得到了改善。綜上所述,當食鹽替代量為50%時,可得然膠的改善作用在減小,考慮到過量替代會給乳化腸的風味帶來不利影響,建議KCl替代食鹽的量為30%,可得然膠的添加量為0.3%～0.6%,既減少了乳化腸鈉鹽的含量,又保證了乳化腸的質量。

2.2 低鹽豬肉乳化腸質構指標主成分分析

為了避免評價指標反映信息的重疊、節約評價成本,利用主成分分析來簡化評價過程[24],把多個指標變為少量具有代表性的指標[25]。如表2所示,質構指標前2個主成分特征值為4.062、1.015,均大于1；主成分1(PC1)方差貢獻率為67.705%,主成分2(PC2)方差貢獻率為16.921%,兩者累積貢獻率達84.626%,能夠反映乳化腸質構的大部分信息[26],因此可以選取前2個主成分進行分析。按照主成分結果計算各指標的權重,分別為硬度(0.331)、彈性(0.113)、內聚性(0.309)、膠著性(0.402)、咀嚼性(0.428)、回復性(0.344),其中咀嚼性權重最高。

表2 豬肉乳化腸質構指標主成分分析結果Table 2 Principal component analysis of texture index of pork sausage

2.3 低鹽豬肉乳化腸質構指標相關性分析

對豬肉乳化腸質構指標進行相關性分析,結果見圖2,硬度與內聚性、膠著性、咀嚼性、回復性極度正相關；相關系數分別為0.266**、0.813**、0.816**、0.522**。彈性與膠著性和回復性極度負相關。膠著性與內聚性極度正相關,咀嚼性與內聚性、膠著性和回復力極度正相關,其中咀嚼性和膠著性間的相關性系數高達0.981。就本實驗而言,低鹽豬肉乳化腸質構特性指標之間有很大的關聯性。

圖2 豬肉乳化腸質構指標相關性分析結果Fig.2 Correlation analysis of texture indexes of pork sausage注：**在 0.01 水平(雙側)上顯著相關,*在 0.05 水平(雙側)上顯著相關

2.4 低鹽豬肉乳化腸質構指標聚類分析

按照主成分分析的結果,各指標的權重以及質構指標間的相關性分析結果,對低鹽豬肉腸質構指標進行聚類分析。如圖3所示,在歐式平方距離15處,可以將質構指標分成兩類，一類為彈性,另一類為咀嚼性、硬度、內聚性、回復性、膠著性。

圖3 豬肉乳化腸質構指標聚類分析結果Fig.3 Cluster analysis of texture indexes of pork sausage

2.5 建立低鹽豬肉乳化腸質構綜合評價模型

根據主成分分析結果可以選取前2個成分進行分析,PC1載荷較高的主要有膠著性、咀嚼性,并且呈正相關,硬度、內聚性、回復性所占比重也比較大；PC2載荷較高主要是彈性,并且與硬度、內聚性、恢復性呈負相關(表2)。聚類分析(圖3)主要把這些指標分成兩類,一類為彈性,一類為咀嚼性、硬度、內聚性、回復性、膠著性；根據圖2相關性分析的結果可知,咀嚼性和硬度、內聚性、回復性、膠著性有很好的相關性,且呈現出極度正相關,在表2中咀嚼性權重最高,因此咀嚼性可以為第一類代表指標。彈性可以作為第二類代表指標。結合主成分分析結果中的咀嚼性和彈性兩者的權重,可以建立豬肉低鹽乳化腸質構的綜合品質評價模型,模型函數如下：Q(A1,A2)=0.113A1+0.428A2,其中,Q,豬肉乳化腸質構的綜合品質評價得分;A1,A2分別代表彈性和咀嚼性得分。根據模型計算出20組乳化腸的綜合品質評價得分并進行排名見表3,可以看出排名較高的實驗組主要分布在5～12組,其食鹽替代比例主要是20%和30%,排名第一的組別為第10組,KCl替代食鹽量為30%,可得然膠添加量為0.3%。

2.6 低鹽乳化腸保水率驗證主成分分析

可得然膠添加量對低鹽豬肉乳化腸保水率的影響見圖4,當KCl替代食鹽量0和40%時,隨著可得然膠添加量的增加,乳化腸的保水率提高但并不顯著(P>0.05)；KCl替代食鹽20%,且可得然膠添加量在0.6%時乳化腸的保水率顯著降低；可得然膠添加量為0.3%和0.9%時,與不添加可得然膠相比,乳化腸的保水率略微提高但是不顯著(P>0.05)；KCl替代食鹽30%,可得然膠添加量在0.6%時乳化腸的保水率顯著提高(P<0.05)。由此可得,可得然膠的加入能夠在一定程度上提高低鹽乳化腸的保水性。這主要是由于可得然膠能與肌原纖維蛋白相互交織形成致密的三維網狀結構,從而能夠束縛更多的水分子[17],并且可得然膠具有很好的吸水性和保水性,最高可吸收并保持自身質量 100 倍的水分,當其添加到肉糜中,對肉糜凝膠中游離的水分起到很好的束縛作用,促進了低鹽乳化腸肉糜持水性的提高,降低了豬肉低鹽乳化腸的蒸煮損失[27]。KCl替代食鹽50%時,隨著可得然膠添加量的增加,乳化腸的保水率逐漸下降,但并不顯著(P>0.05)。從乳化腸的保水率來看,最優組為KCl替代食鹽量為30%,可得然膠添加量為0.3%,低鹽乳化腸的保水率達到最大為86.39%；與質構最優組結果一致，也符合主成分分析結果。

圖4 可得然膠添加量對低鹽豬肉乳化腸保水率的影響Fig.4 Effect of curdlan addition on water retention of low-salt pork sausage

3 結論

本實驗范圍內,對低鹽乳化腸的保水率和質構指標進行分析,可得出添加0.3%～0.9%的可得然膠可以明顯改善低鹽乳化腸的硬度、彈性、咀嚼性等質構特性,在一定程度上能提高乳化腸的保水率；但KCl替代食鹽50%時,可得然膠對乳化腸的質構和保水率改善作用變小。用主成分分析、相關性分析和聚類分析對低鹽乳化腸的質構指標進行分析,遴選出2個評價指標,得出了關于可得然膠對低鹽豬肉乳化腸的質構綜合評價模型：Q(A1,A2)=0.113A1+0.428A2,其中,A1,A2分別代表彈性和咀嚼性,根據模型以及對乳化腸保水率和質構指標的結果分析,建議KCl替代食鹽的量為30%,可得然膠添加量在0.3%～0.6%,可以生產出鈉鹽含量較低,質構特性良好的乳化腸。該模型為豬肉低鹽乳化腸的生產和改良提供一定的參考。