低溫嫩化過程中豬肉質構和感官性狀的變化

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(1. 四川農(nóng)業(yè)大學動物科技學院,四川雅安 625014; 2. 重慶市畜牧科學院,重慶榮昌 402460; 3. 農(nóng)業(yè)部養(yǎng)豬科學重點實驗室,重慶榮昌 402460)

肉類是人們日常生活中必不可少的食物,是動物蛋白最主要的來源之一。隨著生活水平的提高,人們對肉的食用品質要求也不斷提高。從聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)統(tǒng)計數(shù)據(jù)可知,2012年豬肉的產(chǎn)量為112. 7百萬t,占整個肉類產(chǎn)量的37. 06%,因此,豬肉的品質直接影響整個肉類產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。而食用品質是決定肉類商品價值最重要的因素,評價肉類食用品質的指標包括質構、外觀和風味三個方面,其中質構性狀是彈性、硬度、多汁性等肉質性狀的總稱,是肉類最重要的性狀,影響著消費者肉類質量優(yōu)劣的評價[1]。

低溫嫩化處理可提高肉的食用品質,是常見的肉成熟工藝,該方法將屠宰后的畜禽胴體迅速置于0 ～ 4℃,使其進行低溫嫩化(俗稱“排酸”)[2]。此方法改變肉類質構的原因是肉嫩化化過程中,內源蛋白酶會降解維持肌原纖維形態(tài)的蛋白,提高肉的嫩度[3]。同時,冷卻環(huán)境下肉表面會形成干油膜,防止肉脫水,阻止微生物的侵入,從而確保了肉的彈性、多汁性和安全性[4]。在發(fā)達國市場占有率極高的冷卻肉就是以低溫嫩化處理為基礎發(fā)展起來的新型冷藏鮮肉,以其質地好、營養(yǎng)損失少、安全衛(wèi)生、品味獨特的優(yōu)點倍受廣大消費者的青睞[5]。

目前,除了原料肌纖維粗細、肌內脂肪含量等因素以外,嫩化處理的時間和方法是導致肉類產(chǎn)品均一性不佳的主要原因,所以在冷鮮豬肉生產(chǎn)工藝中,常采用的嫩化處理時間為24h[6],但由于其貨架期最長為1周左右[7],肉制品在低溫保存的條件下內源蛋白酶依然在持續(xù)對肉類進行嫩化,因此也可能會導致質構和感官性狀的持續(xù)變化,另外,消費者感知的豬肉嫩度也表現(xiàn)出較大的變異[8]。所以,本實驗通過在低溫(4℃)嫩化處理的24h(1d)、72h(3d)、144h(6d)三個時間點量化分析豬肉的質構和感官性狀,并利用統(tǒng)計學方法分析嫩化處理過程中豬肉各性狀的變化趨勢,為優(yōu)化冷鮮肉加工工藝、改良品質等提供科學有效的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1. 1 材料與儀器

1. 1. 1 材料 選擇18頭5 ～ 6月齡,體重約100kg 杜洛克×(長白×大約克)雜交商品豬屠宰,現(xiàn)場采集第十至最后肋骨處的背最長肌,除去周邊的脂肪和結締組織,放入干凈的包裝袋,標明編號進行下一步處理。

1. 1. 2 儀器 水浴鍋 DK - 8D,三孔恒溫水浴;熱電耦測溫儀 TES - 1314A,泰仕電子,臺灣;TA. XT. plus型物性測試儀(stable micro systems,Godalming,Surrey,UK)、取樣器、冰箱(星星陳列柜,XINGX)等。

1. 2 實驗方法

1. 2. 1 樣品處理 樣品熱處理參照美國肉類科學協(xié)會推薦的方法[9],每塊樣品等分為約400g重量的3份,在4℃冰箱分別存放1、3和6d。隨后利用塑料袋包裹樣品置于80℃水浴鍋中加熱約30min,待肉樣中心溫度達到70℃時,停止加熱并冷卻到中心溫度為0 ～ 4℃。

1. 2. 2 感官測定 將處理后的肉樣切成1×1×1cm3的肉塊,參考國際標準(ISO 11036:1994)的方法[10],由25名受過專業(yè)訓練的食品專業(yè)學生對其進行品嘗。利用參考食物法對品嘗人員主觀評定尺度進行標準化,先品嘗若干種質構參數(shù)不同的標準食物,利用10分制將其定義為不同分數(shù)[11],建立統(tǒng)一的主觀尺度。隨后品嘗樣品并在1 ～ 10分評分表上對每個樣品的感官硬度、感官彈性和多汁性進行評分[3]。其中,硬度 - 臼齒咬住樣品使其達到變形所施加的力;彈性 - 對樣品部分施力后其恢復到原來狀態(tài)的程度;多汁性 - 樣品被咀嚼時在口腔中產(chǎn)生的汁液數(shù)量的多少。

1. 2. 3 W - B剪切力(warner - bratzler shearing force)測定 用圓形取樣器沿肌纖維平行方向鉆切肉樣,剪切力測定參照Chiavaro等的方法[12],使用TA. XT. plus型物性測試儀(stable micro systems,Godalming,Surrey,UK))加載warner - bratzler剪切刀具對肉樣進行測定。測得刀具切割這一用力過程的力量變化,得到一條力量隨距離或時間變化的曲線,根據(jù)此曲線分析得到最大剪切力、硬度和平均剪切力[13]。

1. 2. 4 質構剖面分析(texture profile analysis,TPA) 將肉樣切割成約高25mm,底面積40mm×40mm的方塊狀,檢測表面與肌纖維走向平行。參照質構剖面分析的方法[14],用TA - XY2i型物性測試儀,加載Ps - 5探頭進行測定。探頭為底面直徑5mm的圓柱形,壓縮速度為1mm/s,返回速度也為1mm/s,第一次壓縮距離為10mm,第二次壓縮距離同樣為10mm,兩次間停頓時間為2s。通過分析力量 - 時間曲線,再根據(jù)參數(shù)定義及計算方法得到肉樣的硬度、粘性、粘著性、彈性、咀嚼性和回復性[3,13,15]。其中,硬度 - 第一次壓縮時的最大峰值;粘性 - 第一次壓縮曲線達到零點到第二次壓縮曲線開始之間的曲線的負面積;粘著性 - 測試樣品經(jīng)過第一次壓縮變形后所表現(xiàn)出來的對第二次壓縮的相對抵抗能力;彈性 - 樣品經(jīng)過第一次壓縮以后能夠再恢復的程度;咀嚼性 - 用于描述固態(tài)測試樣品,數(shù)值上用膠粘性和彈性的乘積表示;回復性 - 樣品在第一次壓縮過程中回彈的能力。

1. 2. 5 統(tǒng)計分析 用SPSS12. 0(SPSS Inc,Chicago,Illinois,USA)軟件對所收集的實驗數(shù)據(jù)進行單因素方差分析。

2 結果與分析

2. 1 感官結果分析

硬度、彈性和多汁性是影響豬肉口感的重要指標,對消費者決定是否購買有著重要的影響。感官評定結果顯示,隨著嫩化處理時間的增加,感官硬度、彈性和多汁性在三個測試時間點間均呈現(xiàn)顯著的降低(p<0. 05)(表1)。但各個指標變化程度卻大不相同,嫩化1d和3d相比,各指標的下降比例分別為:硬度(8%)、彈性(4%)、多汁性(17%);嫩化3d和6d相比,下降比例為:硬度(9%)、彈性(7%)、多汁性(4%)?？梢?多汁性在1 ～ 3d下降非常明顯,說明豬肉在嫩化前期水分損失較多,后期則相對較少;硬度、彈性在兩個時間段的下降比例變化不大,說明在嫩化過程中硬度、彈性變化較均勻,且呈持續(xù)下降的趨勢。進一步說明在豬肉嫩化過程中,一直存在著內源蛋白酶的持續(xù)作用,使得豬肉感官硬度和彈性呈現(xiàn)持續(xù)、較均勻的變化。

2. 2 W - B剪切力結果分析

肉的食用品質中的嫩度指標往往決定肉品的商業(yè)價值,目前大多數(shù)國家都沿用Warner - Bratzler剪切力測定法評定肉嫩度。最大剪切力、平均剪切力、W - B硬度都是樣品嫩度重要的指標,模擬的是人類門齒切斷食物所用的力量。這三個指標在1 ～ 3d都呈現(xiàn)顯著下降(p<0. 05),而在3 ～ 6d都沒有明顯變化(p>0. 05)(表2)。其中,最大剪切力和平均剪切力都是在嫩化1 ～ 3d急劇下降,分別下降了33. 79%和39. 91%,在3 ～ 6d下降緩慢,分別只有10. 81%和6. 09%,而W - B硬度在1 ～ 3d的下降量也是3 ～ 6d的2倍左右。所以從W - B結果可以得出,嫩化前期(1 ～ 3d)豬肉剪切力呈現(xiàn)大幅度下降趨勢,說明內源蛋白酶對肌肉蛋白質的降解作用在1 ～ 3d已達到非常高的水平。

表1 豬肉感官性狀在低溫嫩化過程中的變化Table 1 Changes of pork sensory characteristics in the process of tenderization at low temperature

注:同行間比較用不同小寫字母標記,表示差異顯著(p<0. 05)，表2、表3同。

表2 豬肉W - B剪切力參數(shù)結果統(tǒng)計Table 2 Descriptive statistics of pork W - B shear force parameters

表3 豬肉TPA參數(shù)在低溫嫩化過程中的變化Table 3 TPA parameters of pork as influenced in the process of tenderization at low temperature

2. 3 TPA結果分析

TPA質構分析方法主要是通過模擬人口腔的咀嚼運動,對固體半固體樣品進兩次壓縮得到質構測試曲線,從中分析質構特性參數(shù)[17]。如表3,粘著性在各個測定點之間都沒有明顯的變化,說明測試樣品第一次壓縮變形對第二次壓縮的相對抵抗能力在三個時間點沒有差異(p>0. 05)。TPA彈性反映的是樣品兩次壓縮反彈高度的比值,在1 ～ 3d豬肉表面彈性有顯著的升高(p<0. 05),3 ～ 6d變化不顯著(p>0. 05),而感官所測定的表面彈性在三個時間點均呈現(xiàn)顯著降低,說明儀器和感官測定存在著差異?；貜托栽谀刍?d與1d之間有顯著的變化(p<0. 05),說明在嫩化6d,樣品被壓縮后的回復能力才有明顯的改變。TPA硬度是第一次壓縮時的最大力峰值,在1 ～ 3d沒有明顯變化(p>0. 05),在3 ～ 6d有顯著的下降(p<0. 05),說明在壓縮過程中,表面硬度到嫩化后期才有顯著變化。粘性在1 ～ 3d有非常顯著升高(p<0. 05),上升了75. 72%,而3 ～ 6d變化不明顯(p>0. 05),只上升了6. 02%。咀嚼性是硬度、彈性、粘著性三者相乘,在1 ～ 3d無顯著變化,而3 ～ 6d有顯著的下降(p<0. 05)。

3 討論

目前,不同嫩化時間對肉質影響的研究主要集中在牛肉[18 - 19]上,對豬肉的影響只在國外有少量研究,并且?guī)讉€報道中選擇的嫩化時間點跨度太大(2、7、14d)[20 - 21],超出了豬肉的冷藏貨架期(7d左右)。出于提高加工效率和降低微生物污染風險的方面考慮,低溫豬肉制品的加工企業(yè)往往傾向選擇較短的嫩化時間,因此本實驗選取1、3、6d三個時間點對豬肉的低溫嫩化進行研究,以期展示出豬肉在加工過程中及貨架期內持續(xù)嫩化導致的質構和感官性狀變化趨勢。

本實驗發(fā)現(xiàn)感官測定的指標隨嫩化時間增加都呈現(xiàn)持續(xù)的下降,感官硬度和彈性表現(xiàn)出較均勻降低,符合Juárez 的研究結果[21],下降率約為每天3. 4%和2. 2%,說明隨著嫩化處理時間和貨架待售保存的時間的延長，消費者對硬度和彈性的感官評價都會產(chǎn)生明顯的變化,因此標準化嫩化處理時間和加快肉類貨架流通速度是保證產(chǎn)品批次之間感官性狀一致性的必要措施。而感官多汁性結果與已報道的變化趨勢相反[21],其差異可能是由于測試人員和參考標準不同造成。W - B剪切測試所得到的3個指標在1 ～ 3d有顯著的下降,3 ～ 6d變化不明顯,且Taylor等研究的結果表明嫩化4 ～ 12d剪切力無明顯變化[22],說明在豬肉低溫處理的前期肌肉蛋白質降解的程度已經(jīng)較高,再繼續(xù)嫩化處理對剪切作用的硬度影響不大。在TPA方面,粘著性是隨著脂肪含量的升高而增加[23],且在嫩化過程中無明顯變化,與牛肉相關的報道結果相符[19],說明脂肪含量和性質沒有改變;粘性與Juárez 等報道的感官粘性變化趨勢基本相同[21];硬度和咀嚼性在嫩化3 ～ 6d才有顯著改變,說明此階段豬肉發(fā)生形變所需要的力和被牙齒嚼碎所需要的力有明顯降低,這與牛肉嫩化5 ～ 12d的結果一致[24];彈性和回復性1 ～ 6d的變化趨勢,在牛肉嫩化過程中也有相應的報道[21,24],說明豬肉在形變過程中的回彈能力到嫩化第3d有顯著升高,而形變后的恢復能力要到第6d才有明顯的提升。

硬度是豬肉品質參數(shù)中對口感影響最大的指標,直接影響肉的嫩度。破壞性實驗所得出的W - B硬度主要反映的是肌細胞和肌肉內部纖維束的完整性,在嫩化1 ～ 3d有顯著下降,而非破壞性測試得出的TPA硬度反映的是肌肉組織表面的應力,在嫩化3 ～ 6d才有顯著下降,說明肌肉內的嫩化作用是由內源蛋白酶從細胞開始發(fā)生,并逐漸作用于表面。從本實驗的結果還可以看出,感官硬度和W - B硬度,感官彈性和TPA彈性在嫩化過程中變化顯著性和趨勢不盡一致,可能是由于我們在咀嚼肉樣時,牙齒、口腔肌肉、唾液等一系列復雜的因素都會影響感官硬度,所以儀器測定結果還不足以全面反映人類的感官水平。

4 結論

綜上所述,儀器和感官測定結果之間存在的差異反映了消費者口腔感官的復雜性,但通過儀器測定的客觀結果可以得出,在低溫嫩化處理1 ～ 3d,豬肉的剪切力下降快,嫩化效果明顯,保持了咀嚼性,提升了表面彈性、粘性,大大改善了肉樣的口感,而且嫩化1 ～ 3d沒有改變肉樣表面硬度,可以有效地防護微生物的入侵,保證了食品安全。

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