羊火腿风干成熟期间质构特性和系水力的变化研究

木卡代斯·木合旦尔，玛依拉·巴合提，决肯·阿尼瓦什，巴吐尔·阿不力克木

(1.新疆农业大学食品科学与药学学院，乌鲁木齐 830052；2.新疆农业大学动物科学学院，乌鲁木齐 830052)

0 引 言

【研究意义】新疆羊火腿是腌制、风干、成熟而成的腌腊肉制品。目前羊火腿生产工艺落后，周期过长、设备简陋、卫生条件差、产品质量不稳定等现象影响着羊火腿大规模化生产以及产品品质。【前人研究进展】刘金山等(1995)[1]确定羊火腿的加工工艺过程和营养成分；郭黎洋等(2008)[2]参照金华火腿现代加工技术，研究了山羊腿腌制、发酵、成熟期间的理化指标和质构特性的变化，发现山羊火腿生产周期为60 d，此期间火腿的硬度，硬度、胶着性、凝聚力、咀嚼性呈上升趋势，火腿成熟之后的水分含量为48.86%。王晶等(2008)[3]按照传统工艺加工羊火腿研究，羊火腿加工工艺过程蛋白质的水解变化，发现羊火腿的生产周期为140 d，成熟后的火腿水分含量33.75%。马艳梅(2014)[4]接纳金华火腿加工工艺并结合现代温湿度调控技术，研究羊火腿蛋白质变化对产品品质的影响，总结生产周期为180 d，产品最终水分含量20.91%。Sana Cherroud(2014)[5]研究风干羊肉制品的理化指标和菌相变化，发现葡萄球菌是羊肉风干成熟期间的优势菌并通过50 d得到了具有良好稳定性和高品质的风干羊肉产品。Krvavica(2009，2011)[6-7]通过腌制、风干、成熟等加工工艺，研究羊的年龄和性别对羊肉风干期间失水率的影响，发现羊的年龄对风干过程的失水率影响不大，并利用43 d得到风干效果较好的羊肉。Arnau(1997)[8]等研究发现火腿成熟期提高温度对火腿的股二头肌有嫩化作用。【本研究切入点】质地是影响肉品质和销量的重要指标[9-11]。原料腿的重量、腌制方法、风干成熟条件、盐含量、內源酶的活性和pH值会影响火腿的弹性、硬度、黏性等质构特性[12-19]。硬度、咀嚼性和凝聚力，能充分的表达出肉的嫩度特性[20]。系水力作为评价肉制品最重要的指标之一，不仅直接影响肉的滋味、香气、多汁性、营养成分、嫩度等食用品质，还具有重要的经济意义[21]。【拟解决的关键问题】通过调控羊火腿风干成熟期间温湿度和风速并检测羊火腿风干成熟过程不同阶段的剪切力、质构特性和系水力的变化，为优化羊火腿加工工艺、风干成熟条件和改善羊火腿产品品质提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材 料

选用宰后24 h以内的羊后腿12条，每条腿重约为2.5～3 kg，由乌鲁木齐市沙依巴克区新朱兰清真牛羊肉配送中心提供；食盐、亚硝酸盐、蔗糖、调料等，由市场购置。

TA.XT plus型质构仪(英国Stable Micro System公司)；JA2003max200型分析天平(上海上天精密仪器有限公司)；GL-20GⅡ高速离心机(上海安亭科学仪器厂)；HH-S4型数恒温水浴锅(金坛市医疗仪器厂)。

1.2 方 法

1.2.1 羊火腿的加工

1.2.2 剪切力的测定

取风干成熟期间羊火腿的股二头肌切成厚度15 mm，宽度20 mm的条状，用HDP/BSW探头的质构仪，测试计数点(PPS)：200.00；测前、测试和测后速率分别为2、2、2 mm/s，测试时间：10.00 s，每个肉样重复3次测定剪切力。

1.2.3 质构特性的测定

取风干成熟期间羊火腿的股二头肌剪成直径1.5 cm、厚度2 cm、长度4 cm的形状，使用TA-XT2i质构分析仪，P/0.5S的探头测定。测定条件为：测前速率2 mm/s；测试速率0.8 mm/s；测后速率0.8 mm/s；压缩比：30%；2次下压间隔时间：5 s；触及力5 g。测定肉样的硬度、胶着性、凝聚力、咀嚼性、黏性、弹性、恢复性等质构特性。

1.2.4 水分含量的测定

水分含量的测定：GB/T 9695.15-2008 肉与肉制品水分含量测定直接干燥法。

1.2.5 系水力的测定

系水力的测定：精确称取5.00 g(m0)加工过程中各取样点的羊火腿股二头肌放置离心管中，4 000 r/min下离心30 min，取出肉样用定性分析滤纸吸去表面渗出的多余水分后，称重(m1)，离心前后的质量差为损失的水分。

失水率(%)=(m0-m1)/m0×100%.

(1)

系水力(%)=(含水率-失水率)/含水率%.

(2)

2 结果与分析

2.1 羊火腿腌制风干期间剪切力的变化

研究表明，羊火腿剪切力在整个风干成熟期间呈上升趋势。从原料羊腿至风干中期15 d上升趋势差异(P<0.05)，原因可能是在腌制期和风干前期羊火腿失水比其他阶段多，导致火腿体积变小、质地紧密、切割所需要的剪切力也比其他阶段多。从中期风干期15 d至风干后期23 d的剪切力分别为2.459和2.518 g差异不显著(P>0.05)，风干后期23 d至成熟期30 d呈上升趋势(P<0.05)。通常剪切力值越高肉的嫩度越低[22-23]，因此，羊火腿在风干成熟期间随着剪切力的上升，嫩度呈下降的趋势。图1

注：不同字母表示羊火腿风干成熟期间剪切力变化差异显著(P<0.05)，下同

Note: Different letters indicate significant differences(P<0.05), The same as bellow

图1 羊火腿风干成熟期间剪切力变化
Fig.1 Changes in shear force values during drying maturation process of dry cured sheep ham

2.2 羊火腿风干成熟期间质构特性变化

肉的硬度，咀嚼性和凝聚力等感官术性也能描述肉的嫩度特性[24]。研究表明，在羊火腿风干成熟期间，硬度从原料羊腿至成熟期30 d呈上升趋势，差异显著(P<0.05)。胶着性从原料羊腿(76.520 g)至成熟期30 d(490.740 g)呈现上升趋势，各加工阶段差异显著(P<0.05)。咀嚼性从原料羊腿(55.758 g)至成熟期30 d(425.808 g)呈上升的趋势，差异显著(P<0.05)。其主要原因可能是，风干成熟期间火腿处于失水状态，使火腿质地变硬，要使火腿发生变形其所需要的力量就会变大，因此，火腿相应的硬度，胶着性，咀嚼性增大。Serra[25]和Ruiz-Ramírez[26]研究发现肉的质构特性与肌肉脱水正相关，蛋白质水解负相关，通过试验也总结出了相似的结论。粘性从原料羊腿(-1.137 g)至成熟期30 d(-24.863 g)呈下降趋势，各加工阶段差异显著(P<0.05)。弹性从原料羊腿(1.200)至腌制结束期3 d(0.873)呈下降趋势，差异显著(P<0.05)，从腌制结束期3 d(0.873)至成熟期30 d(0.713)下降趋势，差异不显著(P>0.05)。凝聚力从原料羊腿(0.564)至表面风干期8 d(0.640)呈上升趋势，差异不显著(P>0.05)，中期风干期15 d(0.693)至风干成熟期23 d(0.709)上升趋势，差异不显著(P>0.05)，风干成熟期23 d(0.709)至成熟期30 d(0.791)差异显著(P<0.05)。回复性从原料羊腿(0.445 g)至表面风干期8 d(0.353 g)下降趋势差异显著(P<0.05)，表面风干期8 d(0.353 g)至中期风干期15 d(0.364 g)上升趋势差异不显著(P>0.05)。在风干成熟期间火腿质地变得致密，使肌肉纤维密度增大，相互作用力也增强。表1

表1 羊火腿风干成熟期间质构特性变化
Table 1 Changes in texture characteristics during drying maturation process of dry cured sheep ham

质构指标Textureindicators原料羊腿腌制结束期3d风干前期8d风干中期15d风干后期23d成熟期30d硬度Hardness(g)121083±11867a232867±10334b495357±8465c577890±28685e640407±20167d709923±14650f黏性Sticky(g)-1137±0083a-3017±0237b-8497±0143c-13653±0250d-19233±0529e-24863±0240f弹性resilient1200±0203a0873±0045b0877±0035b0817±0025b0743±0006b0713±0006b胶着性gluing(g)76520±2243a128473±2684b337533±1031c346733±7012d403953±3009e490740±2771f凝聚力cohesion0564±0007a0603±0015a0640±0019a0693±0011b0709±0007b0791±0003c咀嚼性chewiness(g)55758±0081a123341±0333b252842±0307c288959±1679d335812±1116e425808±0952f回复性Reactive0445±0010a0349±0004d0353±0003c0364±0003c0387±0005b0287±0006e

注：同一行不同字母，表示差异显著(P<0.05)

Note: The same line of different letters, indicating significant differences(P<0.05)

2.3 羊火腿风干成熟期间水分含量变化

肌肉水分储存空间包括肌原纤维内、肌原纤维间、肌原纤维与细胞膜间、肌细胞间以及肌束间[27]。火腿风干的目的是降低火腿的水分含量，保证火腿产品品质和稳定性。火腿的感官评分和品质取决于火腿风干方法和风干条件[28]。羊火腿加工过程水分含量的变化显示，羊火腿的水分含量在风干成熟期间从原料羊腿73.87%至成熟期44.57%呈现下降趋势，水分含量变化差异显著(P<0.05)，这种变化趋势与大部分腌腊肉制品相似。腌制阶段由于低温度和高湿度的影响，羊火腿肌肉水分的蒸发也比较慢。从风干前期8 d至风干后期23 d温度逐渐上升，促进水分的蒸发。风干后期23 d至成熟期30 d虽然温度持续升高，但风速的降低影响了水分的蒸发。图2

注：不同字母表示羊火腿风干成熟期间水分含量变化差异显著(P<0.05)，下同

Note: Different letters indicate significant differences(P<0.05), The same as below

图2 羊火腿风干成熟期间水分含量变化
Fig.2 Changes in water content during drying maturation process of dry cured sheep ham

2.4 羊火腿风干成熟期间系水力变化

研究表明，羊火腿风干成熟期间系水力的变化为，羊火腿风干成熟期间系水力从原料退至腌制结束3 d呈下降的趋势(P<0.05)，风干前期8 d至成熟期30 d缓慢上升(P>0.05)，腌制阶段系水力下降原因可能是食盐使得肌原纤维发生膨胀，大量氯离子被束缚在肌原纤维中，增加了负电荷引起的静电斥力导致腌制期间系水力的下降。图3

2.5羊火腿风干成熟期间水分含量、失水率和系水力的变化

研究表明，羊火腿风干成熟期间水分含量、失水率和系水力的变化显示，羊火腿风干成熟期随着水分含量的下降，系水力也呈下降趋势，而失水率越大，系水力越小，羊火腿风干成熟期间水分含量与系水力呈正相关，失水率与系水力呈负相关。图4

图3 羊火腿风干成熟期间系水力变化
Fig.3 Changes in water holding capacity duringdrying maturation process of dry cured sheep ham

图4 羊火腿风干成熟期间水分含量、失水率和系水力变化
Fig.4 Changes in water content, water loss rate and water holding capacity during drying maturation process of dry cured sheep ham

3 讨 论

3.1 调节风干条件对加工周期的影响

羊火腿风干成熟期间的温湿度控制可以节省加工时间，缩短羊火腿生产周期。肉的嫩度是肉品重要的食用品质之一，是判定肉品口感老嫩的指标[29]。羊火腿风干成熟期间的剪切力呈上升趋势，主要原因随着羊火腿水分的下降，肌肉纤维组织变得紧密，粗鲁导致剪切力的上升。明建[30]等研究发现当火腿加入胡萝卜膳食纤维时由于膳食纤维的吸水，火腿体积的膨胀，质地的变硬，导致剪切力的上升。

3.2 羊火腿风干成熟期间质构特性的变化

羊火腿风干成熟期间的质构特性变化反应火腿质地力学特性的变化。研究表明，由于感官形状描述指标和质构特性指标有明显的相关性，因此，仪器分析法可以替代感官评价法。羊火腿在风干成熟期间质地变得致密，肌肉纤维的密度增加，然而增加纤维之间的相互作用力，增加使火腿变形所需要的力，导致羊火腿硬度，咀嚼性的上升以及弹性和回复性的下降。张丽等[31]研究风干牦牛肉加工过程中质构特性变化，发现随着水分含量的降低硬度，内聚性明显上升，弹性和回复力明显降低，这是由于随着水分含量的降低，肌肉收缩，增加相互作用力。通过研究羊火腿风干成熟过程质构特性的变化也得出相似的结论。

3.3 羊火腿风干成熟期间系水力的变化

肌肉可以通过自身的物理形态和化学构成对水分有一定的束缚能力，称作系水力。肌肉水分保存形式主要有结合水、不易流动水和自由水，其中不易流动水在肌肉总水分含量占的比例最多并存在于肌原纤维内粗肌丝和细肌丝交错形成的“网格”空间[32]，肌肉保水性主要取决于该部分水含量的下滑或上升。屠宰后，肌肉水分的贮存空间会随着肌肉的收缩而逐渐减少，但肌肉中有足够的空间是肌肉水分储存的必要条件，肌肉的收缩减少肌肉存水空间，同时肌肉收缩的压力进一步挤出水分。在固化过程火腿条件变小，肌原纤维粗肌丝和细肌丝之间的空间变得紧密，影响火腿系水力。

4 结 论

风干成熟是羊火腿加工过程最重要的阶段，通过实验确定羊火腿风干成熟期间的最佳风干条件以及工艺参数，缩短羊火腿加工周期，稳定产品品质，提高经济效益，此阶段蛋白质网状结构和物理状态发生的变化影响肌肉中结构蛋白的保水性能，导致肌肉纤维密度的增大，影响火腿的质构特性，通过实验得知羊火腿风干成熟期间剪切力，硬度、胶着性、咀嚼性、凝聚力呈上升趋势(P<0.05)；粘性、弹性、回复性，呈下降趋势(P<0.05)；水分含量呈下降趋势 (P<0.05)；系水力呈上升趋势 (P<0.05)。羊火腿风干成熟期间剪切力，硬度、脆性、黏着性、弹性和咀嚼性等质构特性的变化反映羊火腿质地特性的力学参数进行量化，对开发新疆特色肉制品和提高羊火腿感官品质有所帮助。

)

[1] 刘金山，罗红霞，梁焕遵，等. 羊肉火腿的研制[J]. 新疆农业科学，1995，(4):182-183.

LIU Jin-shan, LUO Hong-xia, LIANG Huan-zun, et al. (1995). Development of sheep ham [J].XinjiangAgriculturalSciences, (4): 182-183. (in Chinese)

[2] 郭黎洋. 山羊腿干腌发酵成熟工艺及脂质分解氧化、风味变化规律研究[D]. 南京: 南京农业大学硕士学位论文, 2008.

GUO Li-yang. (2008).StudiesonChangesoflipolysis,lipidoxidationandMainFlavourCompositioninGoatLegsdurigdry-curingandripeningprocessing[D]. Master Dissertation Nanjing Agricultural University, Nanjing. (in Chinese)

[3]王晶. 干腌羊火腿工艺过程蛋白质水解规律及其相关性研究[D]. 乌鲁木齐：新疆农业大学硕士学位论文, 2008.

WANG Jing. (2008).CorrelationStudyBetweenProteolysisandProcessingofDry-curedGoatHam[D]. Master Dissertation. Xinjiang Agricultural University，Urumqi. (in Chinese)

[4]马艳梅. 羊肉火腿中蛋白质的变化规律及对其品质的影响[D]. 石河子: 石河子大学硕士学位论文, 2014.

MA Yan-mei. (2014).ChangesinproteinanditsqualityinDry-curedGoatHam[D]. Master Dissertation. Shihezi University, Shihezi. (in Chinese)

[7] Krvavica, M., Mioc, B., Konjacic, M., Friganovic, E., Ganic, A., & Kegalj, A., et al. (2011). Weight loss in the processing of dry-cured mutton: effect of age, gender and processing technology.AgriculturaeConspectusScientificus, 76(4): 345-348.

[8] Arnau, J., Guerrero, L., & Gou, P. (2015). Effects of temperature during the last month of ageing and of salting time on dry-cured ham aged for six months.JournaloftheScienceofFood&Agriculture, 74(2): 193-198.

[9] Chen, L., & Opara, U. L. (2013). Texture measurement approaches in fresh and processed foods - a review.FoodResearchInternational, 51(2): 823-835.

[10] Ha, M. (2014). Physical interventions to manipulate texture and tenderness of fresh meat: a review.InternationalJournalofFoodProperties, 17(2): 433-453.

[11] Szczesniak, A. S. (1990). Texture: is it still an overlooked food attribute.FoodTechnology, 44(9): 86-95.

[12] Gadekar, Y. P., Sharma, B. D., Shinde, A. K., & Mendiratta, S. K. (2013). Effect of processing conditions on quality of restructured goat meat product.IndianJournalofSmallRuminants, (2): 182-186.

[13] Patras Cu, L., Dobre, I., & Alexe, P. (2013). Effect of tumbling time, injection rate and k-carrageenan addition on processing, textural and color characteristics of pork biceps femoris muscle.AnnalsoftheUniversityDunareadeJosofGalatiFascicleVI--.

[14] Mirosawa Krzywdzińska-Bartkowiak, Ryszard Rezler, & Hanna Gajewska-Szczerbal. (2016). The influence of meat muscle structural properties on mechanical and texture parameters of canned ham.JournalofFoodEngineering, (181): 1-9.

[15] Guerrero, L., Gou, P., & Arnau, J. (1999). The influence of meat pH on mechanical and sensory textural properties of dry-cured ham.MeatScience, 52(3): 267-273.

[16] Buscailhon, S., Berdague, J. L., Gandemer, G., Touraille, C., & Monin, G. (2010). Effects of initial ph on compositional changes and sensory traits of french dry‐cured hams.JournalofMuscleFoods, 5(3): 257-270.

[17] Arnau, J., Guerrero, L., & Sárraga, C. (1998). The effect of green ham ph and nacl concentration on cathepsin activities and the sensory characteristics of dry-cured hams.JournaloftheScienceofFood&Agriculture, 77(3): 387-392.

[18] Parolari, G., Virgili, R., & Schivazappa, C. (1994). Relationship between cathepsin b activity and compositional parameters in dry-cured hams of normal and defective texture.MeatScience, 38(1): 117-122.

[19] Parreo, M., Cussó, R., Gil, M., & Sárraga, C. (1994). Development of cathepsin b, l and h activities and cystatin-like activity during two different manufacturing processes for spanish dry-cured ham.FoodChemistry,49(1): 15-21.

[20] Gillies, A. R., & Lieber, R. L. (2011). Structure and function of the skeletal muscle extracellular matrix.Muscle&Nerve, 44(3): 318-331.

[21] 滕召胜, 张洪川, 金社胜,等. 肉类保水性对水分快速测定的影响与改善方法[J]. 湖南大学学报(自然科学版), 2005, 32(1):15-19.

TENG Zhao-sheng, ZHANG Hong-chuan, JIN She-sheng, et al. (2005). Influence of Meat Water Holding Capacity on Rapid Moisture Testing and Technuques of Improvement [J].JournalofHunanUniversity(NaturalScienceEdition) , 32(1): 15-19. ( in Chinese)

[22] Miller, M. F., Carr, M. A., Ramsey, C. B., Crockett, K. L., & Hoover, L. C. (2001). Consumer thresholds for establishing the value of beef tenderness.JournalofAnimalScience, 79(12): 3,062-3,068.

[23] Boleman, S. J., Boleman, S. L., Miller, R. K., Taylor, J. F., Cross, H. R., & Wheeler, T. L., et al. (1997). Consumer evaluation of beef of known categories of tenderness.JournalofAnimalScience, 75(6): 1,521-1,524.

[24] Sasaki, K., Motoyama, M., Yasuda, J., Yamamoto, T., Oe, M., & Narita, T., et al. (2010). Beef texture characterization using internationally established texture vocabularies in iso5492:1992: differences among four different end-point temperatures in three muscles of holstein steers.MeatScience, 86(2): 422-429.

[25] Serra, X., Ruizramirez, J., Arnau, J., & Gou, P. (2005). Texture parameters of dry-cured ham m. biceps femoris samples dried at different levels as a function of water activity and water content.MeatScience,69(2): 249-254.

[26] Ruiz-Ramírez, J., Arnau, J., Serra, X., & Gou, P. (2006). Effect of ph(24), nacl content and proteolysis index on the relationship between water content and texture parameters in biceps femoris and semimembranosus muscles in dry-cured ham.MeatScience, 72(2): 185-194.

.[27] 张玉伟, 罗海玲, 贾慧娜,等. 肌肉系水力的影响因素及其可能机制[J]. 动物营养学报, 2012, 24(8):1 389-1 396.

ZHANG Yu-wei, LUO Hai-ling, JIA Hui-na, et al. (2012) .Effects of Muscular Hydraulic and Its Possible Mechanism [J] .ChineseJournalofAnimalNutrition, 24(8): 1,389-1,396. ( in Chinese)

[28] Gou, P., Arnau, J., Garcia-Gil, N., Fulladosa, E., & Serra, X. (2012).Dry-CuredHam.HandbookofMeatandMeatProcessing,SecondEdition.

[29]秦菊, 杨东树, 张晓红,等. 伊犁地区马肉嫩度的测定与分析[J]. 新疆农业科学, 2014, 51(3):577-582.

QIN Ju, YANG Dong-shu, ZHANG Xiao-hong, et al. (2014). Measurement and Analysis of Horse Meat Tenderness in Yili Area [J].XinjiangAgriculturalSciences, 51(3): 577-582. (in Chinese)

[30]明建, 袁艺珈, 杨婧,等. 添加膳食纤维对西式火腿质构特性和色度的影响[J]. 食品科学, 2009, 30(23):180-184.

MING Jian, YUAN Yi-jia, YANG Jing, et al. (2009). Effect of Dietary Fiber on Texture Properties and Color of Western-style Ham [J].FoodScience, 30(23): 180-184. (in Chinese)

[31] 张丽,马纪兵,王妍, ,等. 甘肃牧区风干牦牛肉加工过程中的品质变化研究[J]. 食品工业科技,2017，():1-12.

ZHANG Li, MA Jibing, WANG Yan, et al. (2017). Study on Quality Change of Dried Yak Meat in the Pasturing Area of Gansu Province [J] .ScienceandTechnologyofFoodIndustry, ()：1-12. (in Chinese)

[32] 张玉伟, 罗海玲, 贾慧娜,等. 肌肉系水力的影响因素及其可能机制[J]. 动物营养学报, 2012, 24(8):1 389-1 396.

ZHANG Yu-wei, LUO Hai-ling, JIA Hui-na, et al. (2012). Effects of Muscular Hydraulic and Its Possible Mechanism [J] .ChineseJournalofAnimalNutrition, 24(8): 1,389-1,396. (in Chinese)