原料肉部位对牛肉盐水火腿品质及水分分布特性的影响

2020-09-14 12:10:19 肉类研究 2020年7期

赵改名 银峰 祝超智 李珊珊 李佳麒 焦阳阳 李航 张文华

摘 要:为探究不同部位原料肉对牛肉盐水火腿品质的影响,分别以霖肉、黄瓜条、肩肉、臀肉4 个部位作为原料肉加工制备牛肉盐水火腿,采用水分含量、水分活度、pH值、蒸煮损失率、出品率、质构特性、感官评定、微观结构、水分迁移规律及分布情况作为考察指标。结果表明:以霖肉为原料肉时,牛肉盐水火腿出品率最高,可达122.58%,其质构特性、感官评定和微观结构均优于其他3 组;同时,低场核磁共振分析发现,霖肉组的不易流动水含量最高,且横向驰豫时间T2b和T21显著缩短、保水性最好。综上,霖肉更适合作为牛肉盐水火腿的制备原料。

关键词:牛肉盐水火腿;原料肉部位;滚揉腌制;质构;微观结构;水分分布

Abstract: In this experiment, the effect of different raw meat cuts (knuckle, silverside, shoulder and rump) on the quality characteristics of beef brined ham was evaluated. The water content, water activity, pH, cooking loss, yield, texture, sensory evaluation, microstructure, and moisture migration and distribution pattern of ham samples were measured. The results showed that the highest yield of beef brined ham of 122.58% was obtained using knuckle. Its texture, sensory score and microstructure were better than those of the other three cuts. In addition, low-field nuclear magnetic resonance (NMR) analysis showed that the knuckle ham had the highest proportion of immobilized water as well as significantly reduced transverse relaxation times T2b and T21, demonstrating the best water-holding capacity. In conclusion, knuckle is more suitable for the processing of beef brined ham.

Keywords: beef brined ham; raw meat cuts; tumbling; texture; microstructure; water distribution

DOI:10.7506/rlyj1001-8123-20200403-089

中图分类号:TS251.6                                         文献标志码:A 文章编号:1001-8123(2020)07-0001-06

引文格式:

赵改名, 银峰, 祝超智, 等. 原料肉部位对牛肉盐水火腿品质及水分分布特性的影响[J]. 肉类研究, 2020, 34(7): 1-6. DOI:10.7506/rlyj1001-8123-20200403-089.    http://www.rlyj.net.cn

ZHAO Gaiming, YIN Feng, ZHU Chaozhi, et al. Effects of raw meat cuts on quality and water distribution characteristics of beef brined ham[J]. Meat Research, 2020, 34(7): 1-6. DOI:10.7506/rlyj1001-8123-20200403-089.    http://www.rlyj.net.cn

近年来由于生活水平的不断提高,消费者的肉品食用观念发生一定变化[1]。牛肉营养价值高、风味好,其氨基酸组成与人类需求较为接近,因而受到大众喜爱[2-3]。低温肉制品是经过低温熟制加工而成的一种产品[4],相比120 ℃高温杀菌,其热杀菌温度低,肌纤维适当收缩,蛋白质热变性适度,从而较好地保证了肉制品产率、风味和营养价值[5]。

低温肉制品生产加工过程中,产品品质受原料肉、辅料、工艺条件等诸多因素影响,其中原料肉是重要影响因素[6]。然而,原料肉又受品种、年龄、胴体部位、屠宰及宰后处理等多种因素影响,导致其品质具有一定差异[2],其中部位是一个重要影响因素。研究表明,肌肉组成成分和肌肉纤维组成对肉的营养和结构起决定性作用[7],因各部位肉pH值、蛋白质与脂肪含量、结缔组织组成及含量等不同,从而引起原料肉感官、质构等方面的差异[8]。因此在低温肉制品加工过程中,选择适宜部位的原料肉尤为重要。目前,国内外对不同部位原料肉的研究多数是对其品质特性的研究。Lawrence等[9]研究发现,采用相同工艺加工不同部位牛肉,其嫩度差异较大;张一敏等[10]研究发现,不同部位牛肉一磷酸腺苷活化蛋白激酶活性差异对牛肉品质有一定影响;Brooks等[11]研究发现,成熟过程中不同部位牛肉的剪切力差异较大;郝婉名等[12]研究发现,西杂牛不同部位肉品质差异较大,揭示了其不同部位的加工特性。这些研究主要集中在对原料肉营养成分含量、嫩度、系水力等品质的差异性研究,而对于不同部位适宜性产品开发利用、不同部位牛肉制品的微观结构、水分迁移规律及水分分布特性等差异性的探究相对较少。盐水火腿是将块状肉进行盐水注射,通过真空滚揉进行腌制加工而成的一类高档低温肉制品。目前盐水火腿的研究主要集中在辅料添加对盐水火腿食用品质的影响[13-14]及外源添加物对其抗氧化能力和货架期的影响[15],且大部分以猪肉为原料肉,而对于以牛肉为原料肉以及對于其适宜性原料肉部位选择的研究较少。

本研究将牛肉盐水火腿作为研究对象,结合感官评定对其保水性及质构特性等指标进行测定,并对其微观结构、水分迁移规律和水分分布情况进行探讨,深入研究原料肉部位的差异性对牛肉盐水火腿品质的影响,为实现牛肉盐水火腿工业化生产及品质保证提供理论依据,为原料肉不同部位适宜性加工技术的应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

牛肉(20 月龄西门塔尔公牛肉,成熟72 h,各部位分割为2 kg大小肉块,真空包装,0~4 ℃冷藏) 郑州市花园路拜特超市伊赛牛肉专柜;食盐、香辛料 郑州市花园路拜特超市;肠衣 保定福顺肠衣有限公司;谷氨酰胺转氨酶、D-异抗坏血酸钠、复合磷酸盐、葡萄糖 商丘耕道电子商务有限公司。

1.2 仪器与设备

BVR-J60真空滚揉机、BYXX-50烟熏箱 浙江艾博机械工程有限公司;NMI20-015V-I低场核磁共振(low field nuclear magnet resonance,LF-NMR)食品分析与成像系统 上海纽迈电子科技有限公司;Quanta 250FEG扫描电子显微镜 美国FEI公司;F500盐水注射机 丹东沃隆电子商务有限公司;TA.XT Plus质构仪 英国Stable Micro System公司;MM12B绞肉机 广东大金食品机械厂。

1.3 方法

1.3.1 牛肉盐水火腿配方

每100 g原料肉添加食盐2.5%、白砂糖2.0%、亚硝酸钠0.015%、复合磷酸盐0.3%、卡拉胶0.1%、D-异抗坏血酸钠0.16%、葡萄糖0.5%、味精0.2%、白胡椒0.2%、生姜粉0.1%。

1.3.2 牛肉盐水火腿加工工艺

牛肉→切分→配料→注射、滚揉腌制→灌裝→低温热加工→冷却、包装→冷藏

操作要点:1)将不同部位牛肉分割为3 cm×3 cm×6 cm大小的肉块;2)每组实验取1 kg牛肉,按照配方将各配料溶于0~4 ℃质量分数20%冰水中,搅拌均匀;3)0~4 ℃条件下以质量分数20%的注射量将腌制液均匀注射到原料肉中,真空滚揉8 h(0.08 MPa单向间歇),每滚揉20 min停机10 min;4)将腌制好的牛肉灌装入直径5 cm的肠衣中,采用真空包装机对其内部抽真空,针扎排气;5)烟熏炉中烘烤30 min(65~70 ℃)后,80~90 ℃煮制60 min,待样品中心温度至75 ℃;6)冷却到室温,真空包装,0~4 ℃贮藏。

1.3.3 实验设计

将牛肉盐水火腿工艺及配方进行固定,以不同部位原料肉为变量进行单因素试验,选取4 个部位肉为4 个实验组:霖肉、黄瓜条、肩肉、臀肉。对4 个部位肉分别进行实验,按照工艺流程及操作要点制备样品,进行各项指标的测定及分析。

1.3.4 指标测定

1.3.4.1 水分含量、水分活度(water activity,aw)、pH值测定水分含量测定:采用GB/T 5009.3—2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》直接干燥法。

aw测定:参考李龙祥等[16]的方法,水分活度仪预热20 min,取2.0 g左右样品剪碎,样品完全覆盖在水分活度仪测量皿底,上机检测,待屏幕aw读数稳定,记录数据。

pH值测定:参考Rosa等[17]的方法,略作修改。取50 g样品,用吸水纸吸干样品表面残留水分,校准pH计,选择样品上5 个不同位置,用便携式酸度计进行测定,结果取平均值。

1.3.4.2 蒸煮损失率、出品率测定

将样品切为6 cm×3 cm×3 cm(约60 g)大小,80 ℃恒温水浴锅加热,中心温度70 ℃条件下维持30 min。吸干表面水分再次称质量,蒸煮损失率按式(1)计算。

式中:m1为蒸煮前样品质量/g;m2为蒸煮后样品质量/g。

牛肉样品切分后质量计为m3,热加工后质量计为m4。出品率按式(2)计算。

1.3.4.3 质构特性测定

参照Caine等[18]的方法,略作修改。以二次压缩计算各TPA参数值,选取硬度、弹性、咀嚼性和内聚性4 个指标来评价牛肉盐水火腿的质构特性。将样品修整为直径15 mm、高度12 mm的圆柱体。测试参数:探头P/50,压缩比50%,测前、测试、测后速率分别为2.0、0.8、0.8 mm/s,上升高度20 mm,测定间隔时间30 s,起始力0.6 N。

1.3.4.4 感官评定

参考Somboonpanyakul等[19]的方法,略作修改。邀请10 位具备相关专业知识的人员组成感官评定小组,分别对4 个部位加工而成的牛肉盐水火腿进行感官评定。评定过程采取双盲实验法,不告知火腿展示顺序,随机给每个评价员展示样品,按照表1进行感官评定。

1.3.4.5 扫描电子显微镜观察微观结构

参考?lvarez等[20]的方法,并略作修改。将样品切为0.5 cm×0.5 cm×0.3 cm大小,在2.5 g/100 mL戊二醛溶液中固定2 d(4 ℃);pH 7.4、0.1 mol/L磷酸缓冲液清洗3 次,每次10 min;以不同体积分数(30%、50%、70%、80%、90%、100%)乙醇进行梯度脱水,每个梯度10 min,再用无水乙醇脱水3 次;以不同体积分数(30%、50%、70%、80%、90%、100%)丙酮进行梯度脱水,每个梯度10 min,再用无水丙酮脱水3 次;50 ℃、15~20 min烘干;喷金后于扫描电子显微镜下放大500 倍观察并拍照。

1.3.4.6 水分动态分布测定

参考Zhu Chaozhi等[21]的方法,略作修改。4 个部位牛肉盐水火腿每组取3 份,每份2 g,保鲜膜包裹,置于核磁管中,测定横向弛豫时间T2,每个肉样测定3 次。LF-NMR测试参数:磁体温度32 ℃,采样频率200 kHz,质子共振频率22 MHz,漂移频率777.097 kHz,累加次数16,射频延时0.080 ms,回波时间0.249 ms,回波个数10 000,探头为PQ001-18 mm。

1.4 数据处理

每组实验重复3 次(特殊说明除外),结果用平均值±标准差表示。采用SPSS Statistics 24软件(IBM公司)处理数据,单因素方差分析比较多组数据差异性,采用Duncans法进行多重比较,差异显著性水平P<0.05。采用Origin 8.5软件(美国Origin Lab公司)作图。

2 结果与分析

2.1 原料肉部位对牛肉盐水火腿水分含量、aw及pH值的影响

水是肉中含量最高的成分,水分含量和持水性直接决定肉制品品质。由表2可知,霖肉加工的牛肉盐水火腿水分含量最高,臀肉最低,且霖肉和臀肉之间存在显著性差异(P<0.05),这与徐玉玲等[22]研究发现雪花牛肉不同部位中霖肉的水分含量最高结果一致。由4 个部位加工而成的牛肉盐水火腿aw差异不显著,且aw均相对较高,这是由于在加工过程中注射了大量腌制液,导致盐水火腿aw提高。霖肉加工的牛肉盐水火腿pH值最高,且与黄瓜条、肩肉存在显著性差异(P<0.05)。与焦阳阳等[2]研究不同部位对牛肉片品质影响的结果一致。这可能是由于肌肉部位所承受运动强度不同,导致肌纤维组成不同,乳酸、ATP含量等存在一定差异[12]。

2.2 原料肉部位对牛肉盐水火腿蒸煮损失率、出品率的影响

肉制品的品质受蒸煮损失率影响较大,蒸煮损失率越小,成品的多汁性越好,包含在汁液中的蛋白质等营养成分流失也相应减少,同时出品率也得到提高[23]。

由表3可知,不同部位原料肉对牛肉盐水火腿蒸煮损失率的影响差异显著(P<0.05),其中霖肉<肩肉<黄瓜条<臀肉。同时,4 个部位加工而成的牛肉盐水火腿,霖肉出品率最高,达到122.58%,显著优于其他部位。这可能是在加工过程中,由于原料肉部位不同而对外力作用的承受性不同,在外力作用下肌纤维内部空间结构增大,腌制液能够进入到肉块内,分布更加均匀,盐溶性蛋白析出于肉块表面,加热时蛋白变性,在肉块表面形成包裹膜,从而降低产品的蒸煮损失,提高产品出品率[24]。但由于部位间具有差异性,其保水能力也有所不同。因此在工业化生产过程中选择保水性较好、出品率高的原料进行产品加工具有重要经济意义。

2.3 原料肉部位对牛肉盐水火腿质构的影响

由表4可知,牛肉盐水火腿的质构特性受原料肉不同部位影响显著(P<0.05)。霖肉与黄瓜条制成的牛肉盐水火腿硬度较小,臀肉制成的牛肉盐水火腿硬度最大,达到22.27 kg;与其他部位相比,霖肉制成的牛肉盐水火腿弹性和内聚性均最高,分别为0.83和0.63;肩肉制成的牛肉盐水火腿咀嚼性最大,霖肉较为适中。参照杨欢欢[25]的低温肉制品质构等级评定方法并结合原料牛肉的品质特性,采用霖肉加工制成的牛肉盐水火腿弹性与内聚性均较高,且硬度和咀嚼性适中,质构特性较好。这与魏直升等[26]研究新疆褐牛不同部位牛肉品质的结果不同,可能是由于新疆褐牛的多不饱和脂肪酸及脂肪含量较高,多不饱和脂肪酸分子结构不够紧密、熔点低,能够有效降低牛肉中脂肪的硬度[27],而牛肉中脂肪含量的增加可以使牛肉嫩度提高,与此同時,不同品种牛肉成熟过程中蛋白质降解模式差异较大[26],盐溶性蛋白析出速率不同,从而导致质构具有一定差异。

2.4 原料肉部位对牛肉盐水火腿感官品质的影响

由表5可知,不同部位原料肉加工而成的牛肉盐水火腿,感官评分具有显著性差异(P<0.05),相比较其他部位,采用霖肉加工制成的牛肉盐水火腿色泽评分最高,但与黄瓜条之间不存在显著差异,可能是由于霖肉水分含量较高,保水性较好,腌制液中发色剂和助发色剂吸收更加充分[28],肌红蛋白转化为亚硝基肌红蛋白,颜色更加鲜亮。同时霖肉加工而成的产品组织状态、适口性、多汁性、风味评分均最高,产品品质较好,且感官总分显著高于其他部位制成的牛肉盐水火腿(P<0.05),这与产品质构的测定结果较为一致。由此可以看出,以霖肉作为原料肉制作牛肉盐水火腿更受认可。

2.5 原料肉部位对牛肉盐水火腿微观结构的影响

肉制品的微观结构与其嫩度等品质紧密相关,通常肌纤维越细、密度越大,肉质越嫩[29]。以牛肉盐水火腿为代表的低温肉制品,水分分布变化直接影响产品的保水性,从而改变产品的嫩度及微观结构等特性。当自由水分布较多时,大分子物质与水分结合能力减弱,产品保水性差,切面出水、出现孔洞且肉块间黏结能力减弱,从而导致产品品质下降。

由图1可知,在高倍电子显微镜下放大500 倍后,对4 个部位加工而成的牛肉盐水火腿微观结构进行比较,发现各组火腿肌纤维束均有不同程度断裂。其中臀肉的肌纤维较其他几个部位粗,霖肉的肌纤维较细,且部分肌纤维边界模糊,这可能是由4 个部位肉质构特性差异造成的,特别是结缔组织的差异。在加工过程中样品受外力或热处理作用,使结缔组织膜发生变性降解,肌肉完整性被破坏,从而改善嫩度,提高保水性。这与孙红霞[30]研究土豆烧牛肉菜肴中牛肉部位的结果相一致。这一结果进一步说明霖肉更适合作为原料肉制备牛肉盐水火腿,对牛肉盐水火腿产业化具有指导意义。

2.6 原料肉部位对牛肉盐水火腿水分分布的影响

横向弛豫时间反映了水分与底物结合的紧密程度,即水分的自由度。横向弛豫时间T2分布可以表征不同部位加工的牛肉盐水火腿中多种状态水分的分布情况,横向弛豫时间T2变化可以反映各水分群的结合状态和自由移动程度。不同部位原料肉制备的牛肉盐水火腿中的水分均为3 种相态,分别为结合水(T2b,0.01~10 ms)、不易流动水(T21,10~100 ms)、自由水(T22,>100 ms)。

对牛肉盐水火腿横向驰豫时间T2进行单位质量归一化处理,由表6可知:T2b的变化幅度很小,除肩肉外,其他3 个部位的T2b不存在显著性差异,这是由于这部分水与肉中部分大分子物质紧密结合,其含量较为稳定;4 个部位中霖肉的T21最小,水分自由度最低,与黄瓜条和臀肉存在显著性差异(P<0.05),这是由于霖肉加工而成的牛肉盐水火腿保水性好,最大程度保留了腌制液中的磷酸盐等成分,缩短了横向驰豫时间T21[31];T22是存在于细胞外和肌束外间隙的自由水,4 个部位加工而成的牛肉盐水火腿T22存在显著性差异(P<0.05),这是由于T22主要依靠毛细管凝结作用存在于肌肉中[32],其自由度大、与底物结合能力弱,流动性强,从而变化较大。

[24] 刘梦娟, 蔡云洁, 梁子豪, 等. 滚揉工艺对调理鸡胸肉制品出品率的影响[J]. 食品科学, 2016, 37(14): 6-10. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201614002.

[25] 杨欢欢. 低温肉制品质构评定方法的建立[D]. 郑州: 河南农业大学, 2012: 47-49.

[26] 魏直升, 王勇峰, 余群力, 等. 新疆褐牛不同部位牛肉在成熟过程中的品质变化[J]. 食品工业科技, 2020, 41(2): 64-70. DOI:10.13386/j. issn1002-0306.2018.06.004.

[27] 张嫚, 周光宏, 徐幸莲. 脂肪酸对肉类品质的影响[J]. 肉类工业, 2004(11): 12-14. DOI:10.3969/j. issn.1008-5467.2004.11.007.

[28] ANJA H, LISBETH J, KERSTIN L. Effect of tumbling and RN genotype on sensory perception of cured-smoked pork loin[J]. Meat Science, 2004, 69(4): 721-732. DOI:10.1016/j. meatsci.2004.07.013.

[29] 孟祥忍, 王恒鹏, 谢静, 等. 真空低温烹饪对牛肉微观结构与理化性质的影响[J]. 食品与发酵工业, 2019, 45(9): 152-158. DOI:10.13995/j. cnki.11-1802/ts.018844.

[30] 孙红霞. 土豆烧牛肉菜肴加工中牛肉品质变化研究[D]. 北京: 中国农业科学院, 2017: 11-12.

[31] SHAO Junhua, DENG Yamin, JIA Na, et al. Low-field NMR determination of water distribution in meat batters with NaCl and polyphosphate addition[J]. Food Chemistry, 2016, 200(1): 308-314. DOI:10.1016/j. foodchem.2016.01.013.

[32] BERTRAM H C, D?NSTRUP S, KARLSSON A H, et al. Continuous distribution analysis of T2 relaxation in meat: an approach in the determination of water-holding capacity[J]. Meat Science, 2002, 60(3): 279-285. DOI:10.1016/S0309-1740(01)00134-6.

[33] 夏天蘭, 刘登勇, 徐幸莲, 等. 低场核磁共振技术在肉与肉制品水分测定及其相关品质特性中的应用[J]. 食品科学, 2011, 32(21): 253-256.