NaCl对鸭胸肉糜凝胶特性的影响

李 娜,康壮丽,*,祝超智,赵改名,马汉军,宋照军,赵圣名(.河南科技学院食品学院,河南新乡 453003;.河南农业大学食品科学技术学院,河南郑州 45000)



NaCl对鸭胸肉糜凝胶特性的影响

李 娜1,康壮丽1,*,祝超智2,赵改名2,马汉军1,宋照军1,赵圣名1
(1.河南科技学院食品学院,河南新乡 453003;
2.河南农业大学食品科学技术学院,河南郑州 450002)

通过分析不同NaCl添加量鸭胸肉糜的色差、蒸煮得率、水分分布状态和硬度,研究NaCl对鸭胸肉糜凝胶性能的影响。结果表明:鸭胸肉糜的L*值、蒸煮得率、硬度均随NaCl添加量的增加而升高;在80 ℃时,2%和3% NaCl添加量鸭胸肉糜的储能模量(G′)高于1%,鸭胸肉糜硬度与G′的变化一致;随着NaCl添加量的提高,鸭胸肉糜的T2b和T22弛豫时间变短(p<0.05),T21的峰面积比例增加。由此可见,提高NaCl添加量,能够增加鸭胸肉肉糜的硬度和保水性。

NaCl,鸭胸肉,凝胶,流变,低场核磁共振

近年来,我国肉鸭养殖业取得了长足发展,是最大的鸭肉生产和消费国。鸭肉可食部分的蛋白质含量约16%～25%,属于高蛋白、低脂肪和胆固醇的肉类,且富含不饱和脂肪酸和低碳饱和脂肪酸,维生素B和维生素E及钾、铁、铜、锌等矿物质[1]。肉鸭养殖业的快速发展带动了鸭肉深加工。由于鸭肉比猪肉、牛肉和鸡肉等畜禽肉具有价格优势,在凝胶类肉制品生产中被大量单独或配合其他肉类使用,如鸭肉肠、鸭肉丸、含有鸭肉的火腿肠等[2]。

在鸭肉凝胶肉制品制作过程中,NaCl起重要作用。首先,NaCl能够提取鸭肉中的盐溶性肌原纤维蛋白,促使肌原纤维蛋白发生溶解和溶胀,增加肉糜的保水保油性能,影响产品的出品率、质构和货架期[3];其次,食盐作为咸味剂,有助于提高鸭肉凝胶肉制品的风味[4]。因此,降低NaCl添加会影响产品品质。但传统肉糜制品食盐含量较高,摄入过量食盐增加患高血压和心血管疾病的风险[5]。所以,如何减少鸭肉糜制品中NaCl添加量是肉制品行业的一个研究难点[6]。因此,本实验主要应用流变和低场核磁技术研究NaCl对鸭胸肉凝胶性能的影响,为低钠鸭肉凝胶肉制品的研发提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

冷冻樱桃谷鸭胸肉(水分为75.45%;蛋白质为19.75%;脂肪为3.89%;pH为5.72) 新乡农贸市场;NaCl 河南盐业总公司。

UMC-5C斩拌机 德国Stephan公司;PQOOl台式NMR分析仪 上海纽迈电子有限公司;流变仪 奥地利Auton Paar公司;质构仪 英国StableMicrosystem公司;绞肉机 山东嘉信食品机械有限公司;HH-42水浴锅 常州国华电器有限公司;CR-400色差计 日本美能达公司;Shimadzu AUY120电子天平 日本岛津公司;离心机 美国Beckman L-80-XP Ultracentrifuge;T25高速匀浆器 德国IKA公司。

1.2 实验方法

1.2.1 鸭胸肉糜的制备 鸭胸肉的制备:剔除鸭胸肉中的结缔组织和多余的脂肪,使用绞肉机绞碎(6 mm),用双层真空包装袋(PE/尼龙)进行分装,每袋500 g,真空包装,储存于-20 ℃直到加工,不得超过1周。

鸭胸肉糜的制备:将鸭胸肉在0～4 ℃冷库中解冻约12 h至中心温度为0 ℃左右。将解冻好的鸭胸肉1000 g，NaCl分别为1%(11.8 g,T1)，2%(23.6 g,T2)，3%(35.4 g,T3)放入真空斩拌机,1500 r/min斩拌30 s,并缓慢的加入1/3的冰水;1500 r/min斩拌30 s,并缓慢的加入1/3的冰水;3000 r/min斩拌60 s,并缓慢的加入1/3的冰水(中心温度低于8 ℃),冰水共180 g。将35 g鸭胸肉糜装入50 mL的试管中,500×g离心3 min完全除去肉糜中的气泡,然后80 ℃水煮制25 min(中心温度72 ℃),放入冰水混合物中冷却至中心温度20 ℃左右,放入0～4 ℃冷库中,待用。

表1 NaCl对鸭胸肉糜色泽、蒸煮得率和硬度的影响Table 1 Effect of NaCl on color,cooking yield and hardness of duck meat batters

注:T1:1%氯化钠;T2:2%氯化钠;T3:3%氯化钠;每个值是平均值±SD,n=4;a～c不同字母表示纵列存在显著差异(p<0.05);表2和表3同。

1.2.2 蒸煮得率测定 蒸煮鸭胸肉糜2 ℃过夜冷却后,从离心管中取出,用吸水纸将鸭胸肉糜外部的渗出液吸取干净,分别对鸭胸肉糜的重量进行测定,每组测定4次。蒸煮得率按照以下公式计算:

蒸煮得率(%)=蒸煮后鸭胸肉糜重量/蒸煮前鸭胸肉糜重量×100

1.2.3 色泽测定 使用色差计对蒸煮鸭胸肉糜中心部位进行测定,标准白色比色板为L*=96.86,a*=-0.15,b*=1.87,每组测定5次。其中L*代表亮度值,a*代表红度值,b*代表黄度值。

1.2.4 质构分析 过夜冷却后的蒸煮鸭胸肉糜,放置在室温环境中2 h使鸭胸肉糜内外温度一致。在室温下,使用质构仪对鸭胸肉糜进行质构测定。采用直径20 mm,高度20 mm的鸭胸肉糜进行质构测定,参数如下:测试前速度为2.0 mm/s,测试速度为2.0 mm/s,测试后速度为3.0 mm/s;压缩比50%;时间5 s。使用P/50测试探头进行测定,得到鸭胸肉糜的硬度值(N)[7]。每组样品测定4次。

1.2.5 流变特性测定 不同鸭胸肉糜的热动态流变性使用MCR301型流变仪进行测定。用50 mm不锈钢圆形平板探头,间隙为0.5 mm,鸭胸肉糜均匀涂抹在两个平板之间,外周涂一层薄薄的硅油,防止水分蒸发。测定方法为20 ℃保温10 min,然后从20 ℃升到80 ℃,加热速率为2 ℃/min。在加热过程中,在一个振荡模式和一个固定的频率为0.1 Hz下对样品进行连续剪切。在此过程中,测量存储模量(G′)的变化。每个处理组测量3次。

1.2.6 NMR自旋-自旋驰豫时间(T2)测量 应用纽迈台式脉冲NMR分析仪PQ001进行NMR自旋-自旋驰豫时间的测量。称取大小为2 g左右的蒸煮鸭胸肉糜放入直径为15 mm的核磁管后放入分析仪中。测量温度为32 ℃,质子共振频率为22.6 MHz。参数如下:τ-值为(90°脉冲和180°脉冲之间的时间)为200 μs。重复扫描32次,重复间隔时间为6.5 s,得到12000个回波,每个测试至少3次。

1.2.7 数据分析 本实验所有处理重复4次。应用软件SPSS v.18.0(SPSS Inc.,USA)进行统计分析,使用单因素方差分析(ANOVA)的方法对数据进行分析,当p<0.05时认为组间存在显著差异。

2 结果与讨论

2.1 色差

由表1可知,添加不同NaCl鸭胸肉糜的L*、a*和b*值差异显著(p<0.05)。增加NaCl,鸭胸肉糜的L*和b*值升高,a*值降低。在所有处理组中,T3有最高的L*值,主要原因是在高NaCl鸭胸肉糜中盐溶性蛋白溶出量最大[8-9],提高盐溶性蛋白溶解度增加鸭胸肉糜的保水性,增强光的反射强度,L*值升高。Tobin等研究发现1% NaCl法兰克福香肠的色泽比2%的要暗一些[10]。

2.2 蒸煮得率

由表1可知,NaCl对鸭胸肉糜的蒸煮得率影响显著(p<0.05)。蒸煮得率随着NaCl的增加而升高,T3(92.67%)有最高的蒸煮得率,T2(89.92%)次之,T1(84.63%)最低。这可能由于高浓度NaCl有利于提取更多的肌原纤维蛋白,能够形成稳定的肉糜体系,在加热过程中能利用更多的肌原纤维蛋白与不溶性肌肉组织形成良好的蛋白质基质,提高蒸煮得率。Kang等[11]发现猪肉糜中肌原纤维蛋白溶解度随着NaCl的增加显著提高(p<0.05),肌原纤维蛋白的溶出量显著影响猪肉糜的蒸煮得率[12];Tobin等[10]报道了与高盐法兰克福香肠(2%、2.5%和3% NaCl)相比,低盐(1%和1.5% NaCl)香肠有较高的蒸煮损失。

2.3 硬度

增加NaCl能显著提高鸭胸肉糜的硬度(p<0.05),由48.63 N增加到60.67 N(表1)。Tobin等[10]发现减少NaCl添加量,法兰克福香肠的硬度降低。不同NaCl添加量的肉糜中肌原纤维蛋白溶出量不同,也影响凝胶的形成,如减少NaCl导致肌原纤维蛋白,特别是肌球蛋白和肌动蛋白提取量和溶解量的减少,影响肌原纤维蛋白的功能特性[13]。因此,提高NaCl添加量能够增强肉糜的保水性和凝胶强度[14]。

2.4 流变学分析

不同NaCl添加量鸭胸肉糜在加热过程中G′的变化明显不同(图1)。T1、T2和T3有相似的流变曲线,由蛋白质变性引起的G′的变化分为三个阶段。在第一个阶段中,由于鸭胸肉糜中蛋白质与蛋白质受热交联,G′随着温度提高,T1为20 ℃到46 ℃,T2和T3为20 ℃到47 ℃而缓慢增加,仅形成较差的凝胶[15]。第一阶段结束后,立即进入第二阶段,即T1从47 ℃增加到53 ℃,而T2和T3从48 ℃增加到52 ℃,由于肌球蛋白尾部的变性破坏了先前形成的凝胶[16],造成了G′的快速下降。在第三阶段,T1从54 ℃增加到80 ℃,而T2和T3从53 ℃增加到80 ℃,G′随着温度的升高快速增加,鸭胸肉糜从粘稠的溶胶结构转变为富有弹性的凝胶网络[17]。从20 ℃加热到80 ℃的过程中,T2和T3的G′比T1高,且产生拐点的温度不同,这是因为提高食盐添加量增加鸭胸肉糜中肌原纤维蛋白的溶解和溶出,蛋白质的聚集和凝聚比较强烈,G′增加或降低的变化也比较剧烈。Egelandsdal等[18]报道了无论在低温或高温下,食盐浓度对G′都有很大影响。这与质构的结果一致,所以T2和T3的G′和硬度高,T1的G′值和硬度低。高的G′值表明蒸煮鸭胸肉糜具有较好的质构,因此,不同NaCl添加量鸭胸肉糜中肌原纤维蛋白变性对鸭胸肉糜凝胶的影响显著。

表2 NaCl对鸭胸肉糜弛豫时间(ms)的影响Table 2 Effect of NaCl on relaxation time(ms)of duck meat batters

表3 NaCl对鸭胸肉糜峰面积比例(%)的影响Table 3 Effect of NaCl on peak ration(%)of duck meat batters

图1 不同NaCl添加量鸭胸肉糜在不同温度下(T, ℃)的储能模量(G′,kPa)Fig.1 Changes in dynamic storage modulus(G′,kPa) with temperature(T, ℃)of duck meat batters with various amounts of NaCl

2.5 NMR质子弛豫

鸭胸肉糜凝胶体系中水分的分布和迁移能够通过质子NMR测量自旋-自旋弛豫时间(T2)来反映[19]。本研究中共出现4个特征峰(图2),为T2a,T2b,T21和T22,弛豫起始时间见表2,弛豫时间T2越短说明水与底物结合越紧密,T2时间越长表明水分越松散[20]。结合水弛豫时间在0～10 ms之间,表示鸭胸肉糜凝胶中蛋白质等大分子结合的水和部分脂肪中的水分,为T2a和T2b;T21和T22弛豫时间分别在20～100 ms和250～400 ms之间,分别表示可移动水和游离水[21]。提高NaCl,鸭胸肉糜凝胶中T2b和T22起始弛豫时间变短,说明增加NaCl有利于形成良好的鸭胸肉糜凝胶,限制了水分的移动,造成了弛豫时间下降。T21随着NaCl添加量从1%升高到2%,弛豫时间增加,表明鸭胸肉糜凝胶能够保持较多的水分。而添加2%和3% NaCl的鸭胸肉糜中,T21弛豫时间没有差异,说明2% NaCl的鸭胸肉糜凝胶对可移动水的影响与3% NaCl一致。随着NaCl的增加而弛豫时间较短,表明水分可移动性降低,弛豫时间下降。

图2 不同NaCl添加量蒸煮鸭胸肉糜的低场核磁共振弛豫时间曲线图Fig.2 Distribution of NMR relaxation times of duck meat batters with various amounts of NaCl

由表3可知,不同NaCl添加量鸭胸肉糜凝胶的不同状态水的峰面积比例有显著差异(p<0.05),随着NaCl添加量的增加,结合水(T2b)和自由水(T22)的峰面积比例降低,不易流动水(T21)的峰面积比例增加,说明提高NaCl有利于凝胶的形成,将水分束缚于凝胶中,减少水分的损失[21]。NMR弛豫结果表明,提高NaCl添加量能够提高鸭胸肉肉糜凝胶的保水性。

3 结论

NaCl从1%增加至3%,鸭胸肉糜蒸煮得率和硬度逐步提高,且NaCl添加量为3%时蒸煮得率和硬度值最大,80 ℃时的G′值最高。随着NaCl的增加,蒸煮鸭胸肉糜的T2b和T22弛豫时间变短,T21的峰面积比例增加,T22的峰面积比例降低,表明NaCl添加量高的蒸煮鸭胸肉糜中不易流动水含量较高,有较好的保水性。

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Effect of NaCl on gel characteristics of duck meat batter

LI Na1,KANG Zhuang-li1,*,ZHU Chao-zhi2,ZHAO Gai-ming2,
MA Han-jun1,SONG Zhao-jun1,ZHAO Sheng-ming1

(1.School of Food Science,Henan Institute of Science and Technology,Xinxiang 453003,China; 2.College of Food Science and Technology,Henan Agricultural University,Zhengzhou 450002,China)

The analysis of color,cooking yield,moisture distribution and hardness of duck meat batters with various amounts of adding NaCl were taken and then the effect of NaCl on gel characteristics of duck breast meat batter was studied. The results showed that theL*value,cooking yield and hardness of duck meat batters increased with increasing NaCl. At 80 °C,the storage modulus(G′)of the duck meat batters with 2% and 3% NaCl were higher than the 1%,that consistent changes in hardness. The T2band T22relaxation time was shorter(p<0.05)with increasing NaCl,and the peak ratio of T21was increased. Overall,the hardness and water holding capacity of duck breast meat could increase when improving the NaCl content.

NaCl;duck meat;gel;rheological;low-field nuclear magnetic resonance

2016-12-20

李娜(1980-)，女，硕士研究生，研究方向:肉制品加工与质量控制,E-mail:179601470@qq.com。

*通讯作者:康壮丽(1980-)，男，博士，研究方向:肉制品加工与质量控制,E-mail:kzlnj1988@163.com。

河南省重大科技专项(161100110800,161100110600)；中国博士后科学基金(2016M602237)；国家自然科学基金项目(31501508)。

TS251.5+5

A

1002-0306(2017)14-0051-04

10.13386/j.issn1002-0306.2017.14.011