低盐液熏腊肉加工工艺优化及品质分析

2020-09-14 12:10:19 肉类研究 2020年7期

宋忠祥 樊少飞 付浩华 孙琦 夏启禹 宁鹏

摘 要:以湖南腊肉为研究对象,研究食盐添加量、滚揉时间、滚揉真空度和烟熏液添加量对腊肉品质的影响,采用单因素及响应面试验对加工工艺进行优化,并對比传统烟熏工艺与最佳液熏工艺对腊肉品质的影响。结果表明:通过单因素及响应面试验,得到低盐液熏腊肉最佳工艺参数为滚揉真空度0.08 MPa、食盐添加量2.28%、滚揉时间12.5 min、烟熏液添加量11%,腊肉感官评分达84.5 分;相比于传统烟熏工艺腊肉,使用烟熏液制作的腊肉具有较高的水分含量和出品率,较低的盐含量,风味相似,且低盐液熏腊肉中苯并芘含量远低于传统烟熏腊肉。

关键词:低盐腊肉;液熏法;响应面优化;真空滚揉

Abstract: The effects of salt addition, tumbling time, vacuum degree and liquid smoke concentration on the quality of Chinese bacon from Hunan were studied. These processing parameters were optimized using a combination of single factor experiments and response surface methodology, and the effect of the optimized liquid smoking process on the product quality was evaluated in comparison with the traditional smoking process. The results showed that the best processing parameters were as follows: vacuum degree 0.08 MPa, adding 2.28% salt, tumbling time 12.5 min, and liquid smoke concentration 11%. The sensory score of the Chinese bacon prepared using the optimized conditions was 84.5. It was found that the low salt liquid smoked Chinese bacon had higher moisture content and yield, and lower salt content than did traditional smoked Chinese bacon, but both possessed similar flavor. The content of benzopyrene in the former was far lower than in the latter.

Keywords: low salt Chinese bacon; liquid smoking method; response surface methodology; vacuum tumbling

DOI:10.7506/rlyj1001-8123-20200712-170

中图分类号:TS251.5                                         文献标志码:A 文章编号:1001-8123(2020)07-0046-07

引文格式:

宋忠祥, 樊少飞, 付浩华, 等. 低盐液熏腊肉加工工艺优化及品质分析[J]. 肉类研究, 2020, 34(7): 46-52. DOI:10.7506/rlyj1001-8123-20200712-170.    http://www.rlyj.net.cn

SONG Zhongxiang, FAN Shaofei, FU Haohua, et al. Processing optimization and quality analysis of low salt liquid smoked Chinese bacon[J]. Meat Research, 2020, 34(7): 46-52. DOI:10.7506/rlyj1001-8123-20200712-170.    http://www.rlyj.net.cn

腊肉是一种传统腌肉制品,在我国已有几千年历史[1]。腊肉因风味独特、腊香浓郁、色泽鲜艳、保质期较长而深受人们喜爱[2]。在贮藏手段缺乏的时代,腊肉加工多以保藏为目的。传统腊肉由于高盐、低水分含量和烟熏,使其保存时间较长,产品货架期可长达6~8 个月[3]。传统腊肉制品采用高盐腌制,产品盐含量约为10%,食用时口味偏咸[4]。许多研究表明,摄入过量食盐能够增加患高血压和心血管疾病的风险[5]。传统腊肉经烟熏赋予产品鲜美、柔和的色泽、浓郁的风味,但是同时产品中多环芳烃、苯并芘含量更容易超标[6-8]。

随着现代冷藏链的不断发展,腊肉的加工不再以保藏为目的,人们更加注重追求腊肉制品独特的风味和食用的安全健康。降低腊肉中盐分含量及烟熏液的应用成为研究热点。张东等[9]用添加量22% KCl和11% VC-Ca替代添加量33%的盐分,以降低腊肉中的食盐含量。顾仁勇等[10]研究表明,复配防腐剂(柠檬酸1.20 g/kg、双乙酸钠0.97 g/kg、Nisin 0.16 g/kg)可以延长低盐湘西腊肉保藏期,低盐湘西腊肉抑菌率达95.98%,保藏期达160 d。冯彩平等[11]研究食盐添加量对腊肉的影响,结果表明,食盐添加量2.5%的腊肉感官品质最佳,腊肉中氯化物含量(以湿基计)为3.8%,且有良好的贮藏性能,达到了降低传统腊肉中食盐含量的目的。赵冰等[12]以湖南腊肉为研究对象,对比不同烟熏液及传统烟熏工艺对腊肉感官品质、苯并(a)芘含量及挥发性风味物质组成的影响,结果表明,采用苹果木烟熏液制作的腊肉感官品质较好,风味清新,无苯并(a)芘检出,且挥发性风味物质中酚类化合物含量达到7 226.87 μg/kg,可以赋予湖南腊肉良好的品质。

目前,降低腊肉盐含量及有害物质含量两方面均有一定的研究进展,但多数研究都比较单一,只降低腊肉中盐含量或只应用液熏法技术进行研究,同時降低盐含量和应用烟熏液技术制作腊肉的研究很少。因此本研究以湖南腊肉为研究对象,结合降低盐含量和液熏法技术,重点探讨食盐添加量、滚揉时间、真空度、烟熏液添加量对腊肉水分含量、盐含量、色泽、出品率及感官评分等品质指标的影响,对低盐液态烟熏腊肉的制备工艺参数进行优化,比较传统腊肉和液熏低盐腊肉的品质,旨在为安全健康腊肉产品的开发提供技术依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

冷冻带皮猪后腿肉、食盐、白酒、五香汁 湖南唐人神肉制品有限公司;亚硝酸钠(分析纯) 郑州拓洋实业有限公司;烟熏液 美国红箭公司。

1.2 仪器与设备

GR-100滚揉机 山东省诸城佳利机械厂;AUY120电子天平、UV-2450紫外分光光度计 日本岛津公司;RXY-W-DL烟熏炉 浙江瑞邦智能装备股份有限公司;CR-400/410彩色色差计 日本柯尼卡-美能达公司;L-80-XP Ultracentrifuge离心机 美国Beckman公司;T25高速匀浆器 德国IKA公司;5975C气相色谱-质谱联用仪、1200高效液相色谱仪 美国Agilent公司;57330-U固相微萃取手动进样手柄、CAR/PDMS萃取头 美国Supelco公司;DF-101S集热式磁力加热搅拌器 江苏省金坛市医疗器械厂。

1.3 方法

1.3.1 腊肉的制备

工艺流程:原料→解冻→选料→打胚→拌料→腌制→浸渍→穿杠→上柜→烘烤→冷却→烧毛→包装

操作要点:1)解冻、选料、打胚:冷冻肉在25 ℃以下自然解冻12~16 h后打胚,分割车间温度低于15 ℃,采用带皮后腿肉的臀尖作胚料,选择肥膘厚度1.0~2.5 cm的部分进行打条,打成长18~30 cm、厚2.3~2.5 cm的胚条,要求无毛、无骨、无瘀血、无杂物,分割后产品温度应低于8 ℃,胚料分割后在分割现场存放时间不得超过30 min;2)拌料、腌制:将腊肉胚条投入滚揉机,加入辅料(3%食盐、1%白酒、0.007 5%亚硝酸钠、0.075%五香汁)后,慢速滚揉搅拌12 min,真空度0.08 MPa,滚揉间温度15 ℃以下,将胚条层层叠实摆放于腌制缸内,15 ℃以下腌制24 h后翻缸1 次,翻缸时要求胚条上下异位,继续腌制24 h后出缸,总腌制时间48 h;3)浸渍:将腌制好的腊肉坯料放入烟熏液添加量(烟熏液质量/烟熏溶液质量)为10%的溶液中(4 ℃),浸渍3 次,间隔10 min,每次90 s,传统烟熏工艺不经过浸渍,在烘烤时进行烟熏;4)烘烤、冷却:烘烤过程使用的是全自动控温烟熏炉,液熏法腊肉烘烤参数设置为:0~8 h,58 ℃、不加烟;8~16 h,55 ℃、不加烟;16~28 h,50 ℃、不加烟;传统烟熏法腊肉烘烤参数设置为:0~8 h,58 ℃、不加烟;8~16 h,55 ℃、不加烟;16~28 h,50 ℃、加烟。

产品出炉后,均匀摆放于料车中进行冷却,产品最终温度以不超过室温为准。采用真空包装,放置于20 ℃以下贮藏待测。

1.3.2 实验设计

1.3.2.1 单因素试验设计

按照1.3.1节腊肉制备的基础配方工艺,分别考察下列因素对腊肉水分含量、盐含量、色泽、出品率及感官评分的影响:1)食盐添加量:1%、2%、3%、4%、5%;2)滚揉时间:4、8、12、16、20 min;3)真空度:0.05、0.06、0.07、0.08、0.09 MPa;4)烟熏液添加量:5%、10%、15%、20%、25%。

1.3.2.2 响应面试验设计

根据单因素试验结果,选取食盐添加量(A)、滚揉时间(B)、烟熏液添加量(C)为自变量,以腊肉感官评分(Y)为响应值,根据Box-Behnken Design中心组合试验设计原理,运用Design Expert 8.0.6软件设计3因素3水平响应面试验,并对试验数据进行分析优化,得出液熏低盐腊肉的最佳制备工艺,响应面试验因素与水平见表1。

1.3.2.3 液熏法与传统烟熏法对比实验设计

对比液熏法与传统烟熏法制得腊肉的感官评分、色泽、水分含量、硫代巴比妥酸反应物(thiobarbituric acid reactive substance,TBARs)值、苯并芘含量及风味物质组成。其中液熏法工艺参数为响应面试验结果所得最佳工艺;传统烟熏法工艺除浸渍、烘烤工艺不同外,其他参数均与液熏法最佳工艺相同。

1.3.3 腊肉指标测定

1.3.3.1 水分含量测定

参照GB 5009.3—2010《食品安全国家标准 食品中水分的测定》中的直接干燥法。

1.3.3.2 盐含量测定

参照GB/T 9695.8—2008《肉与肉制品 氯化物含量测定》中的福尔哈德法。

1.3.3.3 色泽测定

采用彩色色差计测量样品的亮度值(L*)、红度值(a*)和黄度值(b*)。每组腊肉均取平整表面3 个不同的点进行重复测定,避开肥肉和结缔组织,取平均值作为样品颜色参数的测量值。

1.3.3.4 出品率测定

分别测定原料肉质量(m1,kg)和成品腊肉质量(m2,kg),出品率按下式计算。

1.3.3.5 感官评定

选定20 名感官评定人员并进行培训。将不同生产工艺和配方的腊肉打开包装,切成厚度约为3 mm的肉片,要求包含肥肉和瘦肉,用清水洗净表面异物,100 ℃蒸煮15 min,对蒸煮腊肉从色泽、组织结构、香味和口味四方面进行感官评定。

1.3.3.6 TBARs值测定

将加工好的腊肉冷却至室温后立即进行TBARs值测定。按照Andres等[13]的方法进行,每组样品测定3 次。结果以每千克腊肉中丙二醛含量(mg/kg)表示。

1.3.3.7 苯并芘含量测定

参照GB 5009.27—2016《食品安全国家标准 食品中苯并(a)芘的测定》中的高效液相色谱法。

1.3.3.8 风味物质的提取与分析

参照罗青雯等[14]中挥发性风味物质测定方法对腊肉风味物质进行提取及分析。

1.4 数据处理

实验均重复3 次,结果用平均值±标准差表示。应用SPSS 18.0(SPSS Inc., USA)软件对数据进行单因素方差分析,P<0.05时认为组间存在显著差异。运用Design Expert 8.0.6软件进行响应面分析。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 食盐添加量对腊肉品质的影响

由表3可知,随着食盐添加量由1%~5%不断增加,腊肉的水分含量显著降低(P<0.05),从39.70%降低到34.23%,腊肉盐含量不断增加,从2.47%增加到7.59%。这可能由于食盐添加量的增加会增大原料肉表面的渗透压,使内部水分快速渗出,更多的盐分渗透到肉的中心部位,因此腊肉水分含量降低,盐含量增加。随着腊肉中食盐添加量的增加,L*逐渐减小,b*显著增加,而a*变化不显著,说明腊肉色泽随食盐添加量的增加不断变暗、变黑。腊肉内部水分的减少降低了光的反射作用,使L*逐渐变小。食盐添加量的变化对腊肉的出品率没有显著影响。食盐添加量2%时,腊肉感官评分达到最高。较低的食盐添加量导致腊肉香味不足,同时水分含量较高,使得腊肉滋味较差;过高的食盐添加量导致腊肉色泽变差,同时盐分过高,对消费者健康造成不良影响[15],与钟玉虎[16]、葛蕊[17]等研究结果一致。因此,选择2%作为最佳食盐添加量。

2.1.2 滚揉时间对腊肉品质的影响

由表4可知,随着滚揉时间由4 min不断增加至20 min,腊肉的水分含量从34.56%提高到39.97%,盐含量由3.57%提高到4.19%。滚揉时间的延长也会使腊肉L*、b*及出品率增加。滚揉过程中,原料肉随滚揉机旋转,在滚筒内翻滚,并随滚筒转至一定高度摔落,与腌制料充分混匀;同时原料肉与原料肉之间、原料肉与机械之间产生冲击力、挤压力和摩擦力,对肌原纤维造成破坏,使肌原纤维之间的结合变得松弛,空隙增加,使得原料肉组织变得疏松、柔软,有利于腊肉腌制过程中盐分的渗透和分散[18]。滚揉时间过短,原料肉的肌原纤维结构破坏不充分,不利于盐分的进入和渗透,因此腊肉盐含量最低,也容易造成食盐分散不均匀,腊肉L*和出品率下降。随着滚揉时间增加,原料肉的肌原纤维和结缔组织受到较充分的破坏,盐分的渗透和分散较快,也较均匀,有利于提高腊肉的L*和出品率。但是过长的滚揉时间会使原料肉的组织结构受到更进一步的破坏,大多数盐分渗入,同时盐溶性蛋白也有部分溶解,增加了肉的保水性,不利于腊肉的风干,因此,有较高的L*、出品率和盐含量。滚揉时间为12 min时腊肉感官评分最高,短时间的滚揉,盐分渗入、分散不足,腊肉香味、色泽都不好;过长的滚揉时间增加了腊肉水分含量,使得腊肉滋味及组织结构略差,感官评分有所降低。因此,选择12 min作为最佳滚揉时间。

2.1.3 真空度对腊肉品质的影响

由表5可知,随着真空度的增加,腊肉水分含量不断升高,同时腊肉盐含量也小幅上升。真空度越高,腊肉L*也越高,同时由于水分含量升高,出品率也不断升高。滚揉过程中,真空度是关键指标之一。通过抽真空,原料肉在真空状态下物理组织膨松,促进盐分等腌制料的渗入,原料肉中肌原纤维和结缔组织受到较充分的破坏;真空度的增加可以减少肉制品腌制过程中的氧化反应,一定程度上改善肉制品色泽;真空状态下能排出肉品原料及其渗出物间的空气,在之后的热加工中不致产生热膨胀现象,破坏产品的结构,一定程度上改善肉制品组织结构[19]。因此增加真空度可以改善腊肉腌制过程色泽及组织结构。随真空度增加,腊肉感官评分也不断增加。在真空度达到0.08 MPa以上时,感官评分变化幅度不大。滚揉工艺中真空度越高,腊肉品质越佳,考虑到能耗问题,选择真空度为0.08 MPa进行后续实验。

2.1.4 烟熏液添加量对腊肉品质的影响

由表6可知,烟熏液添加量对腊肉水分含量、盐含量及出品率均无显著影响。随着烟熏液添加量增加,腊肉颜色逐渐变深,L*不断降低,a*和b*不断增加。烟熏液添加量10%时,腊肉感官评分最高。烟熏液的浸泡改变腊肉色泽,同时可以改善腊肉风味;但是过高的烟熏液添加量会使腊肉色泽发黑,有刺激风味,感官评分反而有所下降[20-21]。烟熏液添加量10%与15%腊肉的感官评分无显著差异,结合生产成本,选择最佳烟熏液添加量为10%。

2.2 响应面试验结果

2.2.1 响应面试验设计与结果分析

以食盐添加量、滚揉时间和烟熏液添加量为自变量,感官评分为响应值,盐含量为辅助指标(烟熏液添加量对盐含量无显著影响)进行响应面优化试验。运用Design Expert 8.0.6软件对表7试验结果进行多元二次回归拟合,得到感官评分(Y)与食盐添加量(A)、滾揉时间(B)、烟熏液添加量(C)的回归方程为:Y=83.96+2.60A+0.94B+2.84C+1.15AB-0.45AC-1.27BC-4.74A2-4.82B2-6.22C2。

对表7响应面试验结果进行方差分析,验证回归方程的有效性。由表8可知,响应值模型P<0.01,表示模型显著具有统计学意义。模型的失拟项P值为0.059 5,影响不显著,表明模型的拟合度较好,残差由随机误差造成。模型的决定系数R2=0.995,调整决定系数R2Adj=0.989,表明各响应值实际值与预测值之间具有较好的拟合度;变异系数为0.77%,表明模型方程预测值与实际测量值离散程度小。因此,该模型可用于分析和预测腊肉感官评分。根据各因素F值的大小可以判断影响腊肉感官评分因素的主次,食盐添加量与烟熏液添加量影响大于滚揉时间。

2.2.2 因素交互作用分析

通过方差分析结果可知,BC交互项对响应值感官评分影响不显著,故不作分析。

由图1~2可知,因素A、C的响应面曲线弧度几乎相同,但因素A比因素B响应面弧度更大,证明食盐添加量与烟熏液添加量对感官评分的影响大于滚揉时间,与方差分析结果一致。图1~2的等高线图均呈椭圆形,表明食盐添加量和滚揉时间、食盐添加量和烟熏液添加量对感官评分的影响存在一定的交互作用;响应面图均朝下,表明感官评分存在最高值。为得到最高感官评分,从等高线图中可以看出,最佳食盐添加量为2.0%~2.5%,最佳滚揉时间为11~13 min,最佳烟熏液添加量为10%~12%。

2.2.3 最优工艺条件的确定与验证

通过软件分析得到腊肉最佳工艺条件为食盐添加量2.28%、滚揉时间12.41 min、烟熏液添加量11.04%,在此条件下预测制得低盐液熏腊肉感官评分为84.66 分。为验证上述结果,并考虑实际可操作性,将最佳工艺参数修正为食盐添加量2.28%、滚揉时间12.5 min、烟熏液添加量11%。按照修正参数进行实验,测定实际腊肉感官评分平均值为84.5 分,与模型预测结果接近,说明该模型能够较好地预测腊肉感官评分结果;腊肉盐含量为4.13%,远小于10%,达到研制低盐腊肉预期,表明该工艺参数适合低盐液熏腊肉的制作。

2.3 传统烟熏与液熏工艺对腊肉品质的影响

由表9可知,与传统烟熏工艺制得腊肉相比,采用烟熏液法最佳工艺制得的腊肉水分含量较高,L*、a*、b*无显著差异,感官评分也较接近。这可能是由于烟熏液浸渍与传统烟熏相比水分含量损失较少。说明烟熏液浸渍法在适合参数下可以得到与传统烟熏工艺类似的腊肉制品。传统烟熏工艺中熏烟和烟熏液中都含有大量的抗氧化活性物质,有一定的杀菌及抗氧化作用,可以起到延长保质期的作用[22]。2 种工艺制得腊肉TBARs值均较小,说明烟熏液浸渍法制得腊肉中脂质过氧化程度低。传统烟熏制得腊肉中苯并芘含量为0.4 mg/kg,远远低于国家标准。但在方法检出限为0.2 mg/kg条件下,烟熏液浸渍工艺制得腊肉未检出苯并芘。传统烟熏工艺烘烤温度高,腊肉中的油脂、胆固醇等成分在烟熏过程中容易焦化碳化,很容易形成苯并芘[23]。传统烟熏在食品安全方面一直存在隐患,烟熏液浸渍工艺一定程度上避免了苯并芘的产生。

由表10可知,传统烟熏工艺制得腊肉和烟熏液浸渍制得腊肉中,醛类、酚类和烃类化合物种类复杂且含量较高,酯类和酮类化合物种类较少。二者相比,传统烟熏工艺制得腊肉中风味物质种类较多,可能是传统烟熏工艺在烟熏过程中,烟熏气味与蛋白质和脂肪的氧化、降解等共同反应,赋予腊肉多种挥发性气味。与传统烟熏工艺相比,烟熏液浸渍工艺制得腊肉中酚类化合物种类差别不大,但在含量上有明显区别,特别是2-甲氧基-4-甲基苯酚、2,5-二甲基-1,4-苯二酚和2,3,5-三甲基对苯二酚差异较为显著,其他的酚类化合物含量差异不大。酚类物质是腊肉制品烟熏味的主要成分,特别是气相的酚类物质[24]。传统烟熏工艺制得腊肉中酚类物质相对含量为61.154%,烟熏液浸渍制得腊肉为66.484%,二者均含有较多的酚类物质,一方面酚类化合物可以使得腊肉的烟熏风味更加浓郁,另一方面酚类化合物具有较强的抗氧化活性,能够降低腊肉TBARs值。醛类物质在腊肉中的形成是在脂肪氧化酶和过氧化氢异构酶对亚麻酸和亚油酸的化学反应或氨基酸和还原糖发生的美拉德反应过程中,醛类物质含量与脂肪氧化程度呈正相关[25]。传统烟熏工艺制得腊肉和烟熏液浸渍制得腊肉中醛类化合物相对含量分别为16.23%和17.48%。这些特有的烟熏风味物质会随着熏烟附着在腊肉的表面,并逐步渗透进肉内部,使腊肉风味更好。

大多数物质,特别是烃类、部分酮类和酸类等阈值均较高,因此鉴定出的大部分挥发性物质都不是腊肉的特征风味成分[26]。酚类是对腊肉风味影响最大的一类物质,主要分为苯酚、甲基苯酚和甲氧基苯酚3 类物质[27]。本研究所采用的是湖南腊肉的生产加工工艺,烟熏(或使用添加烟熏液替代烟熏工序)是重要的加工步骤,能使腊肉制品拥有浓郁的烟熏风味。烟熏液浸渍工艺与传统烟熏工艺相比,腊肉风味差别并不大,但使用烟熏液替代传统的烟熏工艺可以减少有害物质的产生,有利于消费者的身体健康。

3 结 论

通过单因素试验及响应面试验优化低盐液熏腊肉工艺。单因素试验结果表明,最佳滚揉真空度为0.08 MPa;响应面优化试验结果表明,采用食盐添加量2.28%、滚揉时间12.5 min、烟熏液添加量11%工艺制作的低盐液熏腊肉感官评分达到84.5 分,与预测值84.66 分相近,盐含量仅为4.13%;对比传统烟熏工艺和烟熏液对腊肉制品的影响发现,使用烟熏液制作的腊肉具有较高的水分含量和出品率,较低的盐含量,且苯并芘含量远低于传统烟熏腊肉制品;对采用最佳烟熏液浸渍工艺和传统烟熏工艺生产的腊肉中挥发性风味化合物进行对比分析发现,2 种腊肉中酚类物质含量均较高,醛类化合物含量较接近。液熏法制得低盐腊肉的感官评分、风味均与传统烟熏工艺制得腊肉无明显差别,且盐含量低,有害物质少,该工艺可以为消费者提供更加健康的腊肉。

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