黄田扣肉加工过程中油炸五花肉的工艺优化

陈伟玲,黄双全,杨小梅,陈建征,艾民珉,侯金衍,蒋爱民,*

(1.华南农业大学食品学院,广东广州 510642; 2.贺州学院食品与生物程学院,广西贺州 542899)

扣肉是中华的传统美食,各地因扣肉的材料、配方和加工工艺不同命名不同[1],全国各地都有扣肉,主要品种有东坡扣肉、梅菜扣肉、香芋扣肉、虎皮扣肉、芽菜扣肉等,各品种在各地菜系中均享有较高的地位。黄田扣肉是广西省贺州市的特色美食,是当地喜宴宾客的必备菜品,黄田扣肉其营养搭配合理,扣肉因夹有油炸过的芋片形成肥而不腻、绵软香糯的口感而闻名于市。

瑞典研究者发现在高温加热的多种食品中检出丙烯酰胺,随后,挪威、瑞士、德国和美国等各国食品管理机构相继确认食品中含有丙烯酰胺[2]。丙烯酰胺(CAS 76-06-01)主要在高碳水化合物、低蛋白质的植物性食物加热(120 ℃以上)。

油炸过程中形成的丙烯酰胺,是国际癌症研究中心(IARC)认定的2A类致癌物质[3]。丙烯酰胺(Acrylamide)是中等毒性的亲神经毒物,易溶于水,易被生物体吸收引起急慢性中毒,主要表现为损害神经系统[4-5]。因此控制油炸五花肉中丙烯酰胺的含量对于黄田扣肉的加工具有重要意义。

油炸五花肉是控制扣肉口感、感官及安全品质的重要途径,加工扣肉时应兼顾扣肉的口感和风味,并尽可能地降低扣肉中丙烯酰胺的含量,从而保证扣肉的安全性[6]。因此,本文对五花肉油炸工艺进行了优化,为提高产品安全性提供合理的数据支撑,对改进现有的油炸设备和对黄田扣肉加工的标准化、规模化、工业化生产具有重要科学意义。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

猪五花肉、金龙鱼花生油 贺州泰兴连锁超市;黄酒 贺州黄田镇客家自酿;甲醇 GR,天津科密欧;丙烯酰胺标准品 纯度≥99.5%,天津光复;硫酸锌 AR,广州化学试剂厂;亚铁氰化钾、正己烷 AR,天津大茂。

LC-2030C 3D型高效液相色谱仪 日本岛津制作所;TC-C18(4.6 mm×250 mm,5 μm)型C18柱 美国安捷伦;S228-45202-58型DAD检测器 日本岛津制作所;TA.Xtplus 物性测试仪 英国Stable Micro System公司;CR-10色差仪 日本柯尼卡美能达色彩色差计;HH-S型数显恒温油浴锅 金坛市科析仪器有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 五花肉的油炸工艺 将五花肉切成大小约750 g,尺寸为10 cm×10 cm×5 cm的肉块,于85 ℃热水中焯水30 min,取出冷却后在扣肉皮每间隔2 mm扎深为1 cm的孔,用稀释过的黄酒涂抹扣肉皮后油炸。

1.2.2 油炸五花肉的单因素实验设计

1.2.2.1 上色浓度对扣肉品质的影响 因传统黄田扣肉加工过程中需要对五花肉进行上色,本试验采用的上色溶液为黄酒溶液,浓度分别按照黄酒与水的配比为1/2、1/3、1/4、1/5和1/6,油炸温度为160 ℃,油炸时间为8 min。研究上色浓度对丙烯酰胺含量、色泽、硬度和感官评分的影响。

1.2.2.2 油炸温度对扣肉品质的影响 选择油炸温度分别为140、150、160、170、180 ℃。油炸时间为8 min,上色溶液是黄酒与水的配比为1/5。研究油炸温度对丙烯酰胺含量、色泽、硬度和感官评分的影响。

1.2.2.3 油炸时间对扣肉品质的影响 选择油炸时间分别为4、6、8、10、12 min。油炸温度为160 ℃,上色溶液为黄酒溶液,浓度为1/5。研究油炸时间对丙烯酰胺含量、色泽、硬度和感官评分的影响。

1.2.3 正交试验设计 以油炸前上色浓度、油炸温度和油炸时间为试验因素,以丙烯酰胺含量、色泽、硬度和感官评分的综合评分为指标,按照L9(34)正交表进行四因素三水平正交试验,正交试验因素及水平见表1。

表1 正交试验因素及水平Table 1 Factors and level of orthogonal test

1.3 检测方法

1.3.1 色度的测定 用色差计测定猪皮的L*、a*和b*。各样品各取3片,每片猪皮测定五个不同部位,一个样品共测15次。总色差值ΔE由公式(1)求出:

式(1)

1.3.2 硬度的测定 采用物性测试仪测定猪皮硬度,其测试条件为:探头P2,测前速度1 mm/s、测中速度5 mm/s、测后速度10 mm/s、移动距离30 mm、触发力5 g,压缩间隔时间5.0 s。试验方法:挑选大小、厚度均匀的猪皮作为测试对象,样品平放在测试台中央,用探头进行穿刺测试,每种样品各测三片,一个样品测5个点,共测15次,硬度由测定结果平均值表示。

1.3.3 五花肉丙烯酰胺含量的测定 参照孙真等[7]建立的丙烯酰胺分析方法,高效液相的色谱条件为:色谱柱:反相C-18柱;流动相:甲醇∶水(v∶v,5∶95);检测器:DAD检测器;进样量:10 μL;检测波长:210 nm;流速:0.6 mL/min;柱温:30 ℃。以丙烯酰胺标准曲线计算样品中丙烯酰胺的含量,线性回归方程[8]为y=94070x+1784.1,R2=0.9999。

油炸好的五花肉从中间取60 g的肉块后用料理机将其绞碎,均质后称10 g样品,加入80 mL的超纯水提取丙烯酰胺,以超声波540 W提取15 min,装入离心管后在4000 r/min的条件下离心20 min,取上清液用正己烷同体积1∶1萃取,萃取后的水层样液再以同体积的正己烷1∶1萃取第二次,收集水层样液加入CarrezⅠ试剂40 mL和CarrezⅡ试剂40 mL于100 mL烧杯中,用500 r/min的磁力搅拌器均匀搅拌5 min,再用4000 r/min的离心机离心20 min,离心后所得的提取液为68 mL,用0.22 μm的水系针筒式微孔滤膜将上清液过滤后进行装瓶,测定丙烯酰胺色谱峰的面积,每组进行3次平行实验,丙烯酰胺含量根据标准曲线由色谱峰面积计算,见公式(2):

式(2)

式中,C为油炸五花肉中丙烯酰胺色谱峰面积对应标准曲线中丙烯酰胺的浓度(μg/mL)。

1.3.4 感官评分 经过筛选的感官评定人数为10人,男女比例为1∶1,按照下表感官评分表进行评分(共30分),最后以各项指标总分的平均分表示。

表2 感官评价标准Table 2 Sensory evaluation criteria

1.3.5 综合评分标准 参照李军[9]的油炸马铃薯工艺优化的综合评分表结合本实验的工艺优化指标制定了综合评分标准,如表3。

表3 综合评分标准Table 3 Comprehensive scoring criteria

1.4 数据处理

对所测得的原始数据使用Excel软件进行数据库的建立,计算出各指标的平均值以及标准偏差。使用SPSS 13.0软件对数据进行统计分析、方差分析及显著性分析。

2 结果与分析

2.1 单因素实验结果

2.1.1 黄酒浓度对扣肉品质的影响 由表4可以看出,在160 ℃油炸8 min的条件下,黄酒浓度越高油炸五花肉丙烯酰胺含量越低(P<0.05)。这和刘玲玲[10]的研究结果一致,烹饪红烧肉时加入一定比例的黄酒对抑制丙烯酰胺的含量有良好效果。黄酒中含有的抗氧化活性物质黄酮类和多酚类物质[11],均对丙烯酰胺含量的抑制有明显效果。程璐等[12]研究发现天然抗氧化剂茶多酚对曲奇饼干中的丙烯酰胺形成具有抑制作用。章宇[13]研究了类黄酮对丙烯酰胺的抑制作用,表明类黄酮可有效地抑制丙烯酰胺的生成。在黄酒浓度为1/2时,丙烯酰胺含量最低,为0.70±0.15 mg/kg,在黄酒浓度为1/3、1/4和1/5时,丙烯酰胺含量相近,分别为1.58±0.16、1.66±0.11、1.95±0.34 mg/kg。

表4 黄酒浓度对五花肉品质的影响Table 4 Effect of Chinese rice wine concentration on the quality of pork

在色泽方面,随着上色浓度的升高,ΔE值逐渐增大,在1/5、1/4、1/3之间差异不大,分别为22.86±0.76、23.54±0.87、25.93±0.34,五花肉皮表面呈现由金黄色向焦褐色转变。这可能是因为黄酒中糖分通过扣肉皮孔渗进皮的组织中,与扣肉皮中的胶原蛋白在高温下发生美拉德反应,同时,油炸时也会发生焦糖化反应和脂肪氧化分解等反应,产生一些呈色物质,从而使五花肉色泽发生变化。上色浓度越高,扣肉皮色差值越大。

上色浓度对油炸五花肉硬度值影响不显著(P>0.05),其硬度值都在400～450 g之间。传统黄田扣肉加工过程不宜选用过高的黄酒浓度来上色,以免造成扣肉皮颜色过深,因此优化试验宜选用的黄酒浓度为1/5、1/4、1/3。综上分析并根据综合评分得分高低,选择上色浓度为1/5、1/4和1/3。

2.1.2 油炸温度对扣肉品质的影响 由表5可以看出,在上色浓度为1/5时油炸8 min,温度为140、150、160、170、180 ℃的条件下丙烯酰胺的浓度分别为2.07、2.69、0.90、0.48、0.00 mg/kg,这与Williams等[14]研究结果相近,在120 ℃以上温度加热时可生成丙烯酰胺,温度升至170 ℃附近时达到最大值,而随着温度上升丙烯酰胺含量下降,在温度升至185 ℃以上时则未检出。在100～180 ℃之间时,随着温度的升高,丙烯酰胺的生成和消除速率同时增加,生成速率和消除速率不一致时使得丙烯酰胺的浓度出现先增加后降低的趋势[15]。

表5 油炸温度对五花肉品质的影响Table 5 Effect of frying temperature on the quality of pork

在色泽方面,随着温度的升高,ΔE逐渐增加,五花肉皮表面呈现由金黄色向焦褐色的颜色转变。在160、170 ℃油炸时五花肉表皮的色泽较好,分别22.54±0.62、25.74±0.86。所以选择160、170 ℃为优化试验的温度。

在硬度方面,在相同的油炸时间下,温度越高,硬度值越大,这与Bhattacharya等[16]的研究结果相近。在相同的油炸时间,由于低温油炸扣肉失水较少,胶原蛋白变性不充分,使其弹性较大,硬度值较小,随着油炸温度的升高,扣肉皮膨化速率增大,皮通透性增大,水分流失速度加快,导致扣肉皮的硬度越大,皮失水越快,皮硬度越大[17]。在160、170、180 ℃下油炸五花肉,硬度适中,硬度值都在400～470 g之间。

因180 ℃油炸五花肉丙烯酰胺含量最低,为零,所以选用靠近180 ℃的温度来油炸,综上分析并根据综合评分得分高低,选择油炸温度为160、170、180 ℃。

2.1.3 油炸时间对扣肉品质的影响 由表6可以看出,在上色浓度为1/5,油炸温度160 ℃的条件下,油炸时间越长,五花肉丙烯酰胺含量越高(P<0.05),这与刘稷燕[15]的研究结果相近,发现在实验室模拟烹制土豆温度超过100 ℃,油炸12 min内,丙烯酰胺的含量随加热时间的延长而增加。油炸4、6、8 min的五花肉,丙烯酰胺含量分别是0.29±0.07、1.11±0.14、1.93±0.24 mg/kg,因此选择油炸时间4、6、8 min来做优化试验。

表6 油炸时间对五花肉品质的影响Table 6 Effect of frying time on the quality of pork

在色泽方面,油炸时间越长,ΔE值逐渐增大,说明色泽明显加深,这可能是由于油炸过程中五花肉皮表面发生了非酶褐变和焦糖化反应[17]。美拉德反应是一个热反应,其温度越高,反应时间越长,该反应进行的程度就越大[18],五花肉在油炸过程中,随着油炸时间的延长,增加了肉表面与油接触的面积和时间,在油炸五花肉皮表面发生的美拉德反应越充分,所以在相同的油炸温度下,时间越长,五花肉皮表面色泽越深[19]。在油炸过程中,五花肉皮表面的色泽随着油炸时间的延长不断加深,在160 ℃油炸8 min的条件下色泽呈现出令人满意的金黄色。

油炸6、8、10 min时,五花肉表皮的色泽较好,感觉评分较好,分别20.13±1.00、21.26±1.31、17.31±2.65。所以选择6、8、10 min为优化试验的时间。

在硬度方面,预煮后未油炸的五花肉皮硬度为330.50 g,而油炸后的硬度值显著升高至597.43 g(P<0.05),这是因为在油炸过程中五花肉中蛋白质发生热变性,结构不断变得紧致、结实。同时扣肉皮所含水分比较高,蒸发的水分主要是扣肉皮表面的自由态和吸附态的水分,最终使得扣肉皮表面失水逐渐硬化形成硬壳,硬度增加[20]。

油炸6、8、10 min时的五花肉,硬度适中,硬度值都在400～470 g之间。所以选择6、8、10 min为优化实验的时间。综上分析和根据综合评分得分高低,选择油炸时间为4、6、8 min。

2.2 正交试验

从表7的R值可以看出,3类因素对ΔE的影响从大到小顺序是A(上色浓度)>B(油炸温度)>C(油炸时间);对硬度影响依次是C(油炸时间)>A(上色浓度)>B(油炸温度);对丙烯酰胺含量的影响依次是B(油炸温度)>C(油炸时间)>A(上色浓度);对感官品质的影响顺序是B(油炸温度)>C(油炸时间)>A(上色浓度);对综合评分的影响顺序是C(油炸时间)>B(油炸温度)>A(上色浓度)。最佳综合评分工艺是A3B2C2,即上色浓度1/5,油炸温度170 ℃,油炸时间6 min。

表7 正交试验设计与结果Table 7 Design and results of orthogonal experiment

2.3 验证试验

在最优工艺条件下,经过3次重复验证实验,油炸五花肉的丙烯酰胺含量较少,为0.43 mg/kg,色泽呈金黄色,ΔE为20.36,硬度适中,为399.54 g,感官评分较高为26分,各指标均达到理想的状态,所得到的综合评分平均值为87±1.5。

3 结论

利用单因素和正交优化试验设计,最后获得油炸五花肉的最佳工艺为上色浓度1/5,油炸温度170 ℃,油炸时间6 min。五花肉色泽ΔE为20.36,硬度为399.54 g,丙烯酰胺含量为0.43 mg/kg,感官评分26分,综合评分为87分。此工艺条件下,生产出来的油炸五花肉丙烯酰胺含量较低,扣肉皮色泽金黄、皮弹性良好,硬度适中,综合评分得分较高。