小龙虾肉脯的工艺优化

瞿桂香,马文慧,董志俭,陈玉勇,展跃平

(江苏农牧科技职业学院,江苏泰州 225300)

肉脯是我国的传统休闲美食,具有方便即食、便于保藏、美味可口的特点,深受广大消费者欢迎[1]。但是目前市场上的休闲肉脯制品以猪肉、牛肉居多,其中靖江猪肉脯、自然派牛肉脯颇有名气,近年来也出现少量的鱼肉脯[2],尚未见有小龙虾肉脯。小龙虾肉质鲜美,风味独特,具有高蛋白、低脂肪、低热量的优点,氨基酸种类齐全,必需氨基酸占总氨基酸的含量达到36%以上,属于高营养价值的食品[3]。但是小龙虾的食用形式比较单一,以鲜食用为主,季节性和区域性强,食用和携带不方便,消费者食用受限[4]。因此以小龙虾为原料加工成小龙虾肉脯,既符合现代人追求的“低脂、低糖、低热量”健康饮食理念[5],满足不同消费者对肉脯产品多样化需求[6],又为小龙虾产品的深加工开拓了新思路[7]。传统猪肉脯和牛肉脯的加工性,由于猪肉、牛肉肌肉纤维长,纹理规则,切片不易破坏,加工成的肉脯能够保持较好的完整片形。但小龙虾虾肉体积小,形态弯曲,肌纤维细而短,走向不规则,传统切片难以成形。本研究在传统肉脯加工的基础上,结合小龙虾肉自身特点,利用谷氨酰胺转氨酶的催化作用,改进加工工艺,以制作出感官优良、风味独特的小龙虾肉脯。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

鲜活淡水小龙虾 来自泰州本地养殖场,小龙虾个体大小均匀,单个重量35.0～40.0 g,虾肉净含量在6.0～8.0 g;谷氨酰胺转氨酶(TG酶) 江苏一鸣生物股份有限公司,酶活力130 U/g;食盐、白砂糖、色拉油 购自泰州大润发超市。

C21-SDMCB43苏泊尔电磁炉 浙江苏泊尔股份有限公司;恒温鼓风干燥机 上海大良不锈钢股份有限公司;HY44六盘烤箱 青岛超群食品机械公司;HB43-S卤素水份测定仪 上海右一仪器有限公司;FTC/TMS-Touch质构仪 北京盈盛恒泰科技有限责任公司;WSC-S数显测色色差仪 上海仪电物理光学仪器有限公司

1.2 实验方法

1.2.1 小龙虾肉脯的生产工艺流程

1.2.2 操作要点 小龙虾选择:挑选个体大小均匀、单个重量35.0～40.0 g、虾肉净含量在6.0～8.0 g的鲜活小龙虾;取虾肉:小龙虾清洗,放入沸水中热烫15 s后捞出,立即过冷水后,去头、去除虾线,剥壳取虾肉;碾压:重力将虾肉碾压成5.0～8.0 mm厚度,虾肉肌纤维呈自然松散又连结的状态;腌制:处理好的小龙虾肉加入糖、盐和TG酶,拌匀,4 ℃腌制2 h。一次摊筛:竹筛表面均匀涂抹食用植物油,将腌制后的小龙虾肉摊于竹筛上,厚度5.0～8.0 mm;一次脱水干燥:摊好的竹筛置于温度为50～60 ℃电热鼓风干燥箱中,脱水干燥 2 h,同时促进TG酶催化虾肉蛋白质之间发生共价交联作用;二次摊筛:将一次脱水干燥后的小龙虾肉重新混匀后二次摊筛,摊筛厚度3.0～5.0 mm;二次脱水干燥:二次摊好的竹筛置于温度为50～60 ℃电热鼓风干燥箱中,二次脱水干燥2 h,继续去除水分,最终水分<30%;烤制熟化:将二次脱水干燥后的半成品小龙虾肉脯的正反面刷上植物油置于烤箱中,温度140 ℃,烤制10 min;压平、切片:用压平机或重物将小龙虾肉脯压平,切成3 cm×5 cm小长块或其他形状;冷却、包装和贮藏:切片后的小龙虾肉脯在冷却后迅速采用真空包装,贮存在通风干燥处。

1.2.3 单因素实验设计

1.2.3.1 TG酶添加量对小龙虾肉脯质构、色差和感官评分的影响 小龙虾肉100 g,糖盐添加总量10%,糖盐比7∶3,烤制温度140 ℃、烤制时间10 min,TG酶的添加量分别为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 U/g时对小龙虾肉脯质构、色差和感官评分的影响。

1.2.3.2 糖盐添加比对小龙虾肉脯质构、色差和感官评分的影响 小龙虾肉100 g,糖盐添加总量10%,TG酶添加量2.0 U/g,烤制温度140 ℃,烤制时间10 min,糖盐添加比分别为4∶6、5∶5、6∶4、7∶3、8∶2时对小龙虾肉脯质构、色差和感官评分的影响。

1.2.3.3 烤制温度对小龙虾肉脯质构、色差和感官评分的影响 小龙虾肉100 g,糖盐添加总量10%,糖盐比7∶3,TG酶添加量2.0 U/g,烤制时间10 min,烤制温度分别为110、120、130、140、150 ℃时对小龙虾肉脯质构、色差和感官评分的影响。

1.2.3.4 烤制时间对小龙虾肉脯质构、色差和感官评分的影响 小龙虾肉100 g,糖盐添加总量10%,糖盐比7∶3,TG酶添加量2.0 U/g,烤制温度140 ℃,烤制时间分别为4、6、8、10、12 min时对小龙虾肉脯质构、色差和感官评分的影响。

1.2.4 响应面试验设计 在单因素实验基础上,以糖盐比(A)、TG酶添加量(B)、烤制温度(C)和烤制时间(D)为自变量,以感官评分(Y1)和硬度值(Y2)为响应值,利用Design Expert 8.0.6软件,根据Box-Behnken设计响应面试验[8],试验因素水平及编码见表1。

表1 Box-Behnken试验因素与水平Table 1 Factors and levels of Box-Behnken experiment

1.3 检测指标

1.3.1 感官评定 以评分法[9]对小龙虾肉脯进行感官质量评价。以《感官分析食品感官质量控制导则》[10]为指导,由10位具有一定品评经验的学生和老师组成鉴定组,对小龙虾肉脯的色泽(20分)、组织状态(30分)、滋味(20分)、口感(30分)进行评价,满分100分,取平均值作为评分结果。小龙虾肉脯的感官评价标准[11]见表2。

表2 小龙虾肉脯感官评分标准Table 2 Sensory scores of dried crayfish slice

1.3.2 质构的测定 采用质构仪对样品进行质构剖面分析(TPA),测试小龙虾肉脯的硬度、弹性、咀嚼值。将小龙虾肉脯切成约1 cm×2 cm的长条,在室温下进行3次平行实验,取平均值[12]。测定参数如下:力量感源量程为2500 N;起始力2 N;检测速度60 mm/min;形变白分量80%;回程速度80 mm/min;探头回升到样品表面上面的高度15 mm;探头为圆柱探头。

1.3.3 色差的测定 采用WSC-S数显测色色差仪测定小龙虾肉脯L*、a*、b*[13],其中L*值表示亮度,a*表示红绿度,值越大越偏向红色,b*表示黄蓝度,值越大,越偏向黄色。色差仪使用前用白板进行校准,每组测3份样品,每份测3次,取平均值。

1.4 数据分析

2 结果与分析

2.1 单因素实验结果

2.1.1 TG酶添加量对小龙虾肉脯品质的影响 硬度是人触觉的反应,硬度越大说明内部结构越紧密[14],咀嚼性是咀嚼食物所需的能量,是硬度、弹性共同作用的结果,咀嚼性越高,口感上对应的“咬感”越好[15]。由表3可知,随着TG酶添加量(1.0～2.0 U/g)的增加,小龙虾肉脯的硬度和咀嚼性显著增加(P<0.05),在添加量为2.5 U/g时,达到最大值,但与添加量2.0 U/g比较,增加幅度小,差异不显著(P>0.05)。小龙虾肉脯的弹性随TG酶添加量(0.5～1.0 U/g)的增加先呈现显著上升趋势,在2.0 U/g时达到最大,而后显著下降(P<0.05)。这是由于TG酶可催化蛋白质发生转酰胺基反应,形成稳定的凝胶网络[16],使得肉脯硬度增加,咀嚼性增强,弹性提高,但随着酶的添加量继续增加,蛋白质底物不足,硬度和咀嚼性增加受限,同时由于硬度的进一步增加,肉脯的弹性也相应显著降低(P<0.05)。TG酶的添加量对小龙虾肉脯的a*值影响不显著(P>0.05),L*值先上升后下降,在1.5 U/g时最大,b*值呈下降趋势,在2.5 U/g时最低,下降明显。这可能是由于TG酶催化的共价交联作用,使小龙虾肉脯在后续的加工过程中结构更紧密均匀,从而使肉脯亮度增加,黄度值下降,小龙虾肉脯呈现更好的色泽。结合感官评分,TG酶添加量在2.0 U/g时适宜。

表3 TG酶添加量对小龙虾肉脯品质的影响Table 3 Effect of TG enzymy amount on dried crayfish slice

2.1.2 糖盐比对小龙虾肉脯品质的影响 甜和咸是食品加工中不可缺少的两种基本味觉,甜咸的合理搭配对产品起到非常积极的作用。从表4可以看出,小龙虾肉脯的质构和感官评分随糖盐比的增大先上升后下降,但下降不明显,亮度值L*和红度值a*著上升(P<0.05),b*值下降。这是因为肉脯水分含量少,糖含量的增加能促进产品形成硬脆感[17]。同时由于糖的焦糖化作用和美拉德反应使烤制的肉脯亮度和红度值增加[18],呈油润光亮红色。适宜的糖盐比能起到提鲜、平衡风味的作用,但盐所占比例过高会引起适口性差。结合感官评分,糖盐合适比例在7∶3左右。

近年，外地疫病逐步呈复杂化趋势，畜牧主管部门需要积极强化防疫宣传工作，在全面落实生猪防疫工作的同时，最大程度地杜绝养殖户盲目采购外地苗猪，杜绝非疫区采购苗猪现象的存在，必须采购外地苗猪时，需及时补针疫苗。在生产与销售方面，应严格做到人员分离、用具分离，杜绝一体化的产销模式存在。另外，需始终遵循防检结合、产销分离的原则，确保生猪自产自销的有序性，全面落实生猪养殖工作。

表4 糖盐比对小龙虾肉脯品质的影响Table 4 Effect of sugar/salt ratio on dried crayfish slice

2.1.3 烤制温度对小龙虾肉脯品质的影响 一定温度是促进小龙虾肉脯熟化、形成诱人色泽和产生特有风味的关键因素。由表5可知,小龙虾肉脯的硬度和咀嚼性随烤制温度的升高而升高,弹性则呈现先升高后下降的趋势,这是由于高温引起水分蒸发、蛋白质变性熟化,赋予了小龙虾肉脯一定的硬度和弹性,但是随着温度的升高,水分蒸发越多,肉脯质地变硬,弹性降低,咀嚼性增强,130 ℃时弹性最好,140 ℃时咀嚼性最好。高温使小龙虾肉自身的虾青素被氧化成虾红素[19],同时由于美拉德反应使小龙虾肉脯的L*值、a*值先上升后下降,b*值下降,在140 ℃时L*值、a*值最高,小龙虾肉脯呈鲜亮红色,但温度达到150 ℃时,温度过高,肉脯出现糊焦,颜色变暗褐色。感官评分在140 ℃时最高,因此,适宜的烤制温度为140 ℃。

表5 烤制温度对小龙虾肉脯品质的影响Table 5 Effect of baking temperature on dried crayfish slice

2.1.4 烤制时间对小龙虾肉脯品质的影响 温度一定的情况下,烤制时间的长短直接影响小龙虾肉脯的色泽和质构。由表6可知,烤制时间低于10 min时,小龙虾肉脯的硬度、弹性、咀嚼性、L*值、a*值、感官评分均随着烤制时间的增加而上升,10 min时,除咀嚼性外,其他各指标均达到最大值,当烤制时间继续增加至12 min时,咀嚼性达到最大值,其他各指标值均开始降低,但差异并不显著(P>0.05)。b*值随着烤制时间的增加而下降,12 min时达到最小值,但与10 min时差异不显著(P>0.05)。这说明在10 min时,小龙虾肉脯已经达到熟化,并呈现良好色泽,继续增加时间,肉脯过干,弹性降低,此时肉脯呈现一定的脆性引起硬度减低,咀嚼性增强。同时时间过长,肉脯色泽也由鲜亮红色向焦糖色转变。因此,烤制时间10 min最佳。

表6 烤制时间对小龙虾肉脯品质的影响Table 6 Effect of baking time on dried crayfish slice

2.2 Box-Behnken试验结果与分析

2.2.1 Box-Behnken试验结果 在单因素实验基础上,设计了四因素三水平的响应面分析试验,试验结果见表7。

表7 响应面试验结果Table 7 Results of response surface experiments

运用Design Expert V8.0.6对表7中感官评分和硬度分别进行多元回归拟合,得回归方程:感官评分Y1=94.71-0.23A-1.09B+0.67C+0.42D-0.26AB-2.41AC-0.69AD+0.34BC+1.04BD+0.45CD-3.96A2-7.20B2-4.47C2-9.13D2,

硬度Y2=645.19-8.41A-5.86B-3.99C+75.83D-9.29AB-13.70AC+0.51AD-17.56BC+1.91BD+19.18CD-40.32A2-43.16B2-45.92C2-74.14D2,对上述回归方程进行方差分析,结果见表8、表9。

表8 感官评分方差分析结果Table 8 Variance analysis results of sensory score

表9 硬度方差分析结果Table 9 Variance analysis results of hardness

2.2.2 响应面分析 由表8和图1可知,TG酶添加量和烤制时间在零点时,糖盐比和烤制温度交互作用对小龙虾肉脯感官评分的影响显著。当糖盐比一定时,小龙虾肉脯的感官评分随烤制温度的升高先呈现幅度较大的上升,在140～145 ℃区间,感官评分达到最大值,而后开始平缓下降。当烤制温度一定时,小龙虾肉脯感官评分随糖盐比的增加先呈现大幅度上升的趋势,当糖盐比增加到一定比例时,感官评分开始下降,但趋势较缓和,在7∶3附近感官评分最高。同时从等高线疏密程度来看,烤制温度对感官评分的影响高于糖盐比。

图1 糖盐比和烤制温度交互作用响应面图Fig.1 Response surface diagram of interaction between sugar/salt ratio and baking temperature

由表9和图2分析可知,当TG酶添加量和烤制时间在零点时,糖盐比和烤制温度的交互作用对小龙虾肉脯硬度的影响显著。当糖盐比一定时,小龙虾肉脯的硬度随烤制温度的升高先上升,在140～145 ℃区间,硬度达到最大值,而后开始小幅下降。当烤制温度一定时,小龙虾肉脯硬度随糖盐比的增加先呈现较大幅度上升,在糖盐比7.5∶2.5～8∶2区间达到最大值,而后开始小幅下降。同时从等高线疏密程度来看,糖盐比对硬度的影响高于烤制温度。

图2 糖盐比和烤制温度交互作用响应面图Fig.2 Response surface diagram of interaction between sugar/salt ratio and baking temperature

由表9和图3分析可知,当糖盐比和烤制时间在零点时,TG酶添加量和烤制温度的交互作用对小龙虾肉脯硬度的影响显著。当TG酶添加量和烤制温度分别不变时,硬度随着烤制温度的升高和TG酶添加量的增加先增大后减小,但是变化趋势较缓,两者交互作用硬度最高值分布在TG酶添加量2.0 U/g左右,烤制温度在145～150 ℃。同时从等高线疏密程度来看,TG酶添加量对小龙虾肉脯硬度的影响高于烤制温度。

图3 TG酶添加量和烤制温度交互作用响应面图Fig.3 Response surface diagram of interaction between TG enzymy amount and baking temperature

由表9和图4分析可知,当糖盐比和TG酶添加量在零点时,烤制温度和烤制时间的交互作用对小龙虾肉脯硬度的影响极显著。当烤制温度不变时,在烤制时间8～10 min区间,小龙虾肉脯的硬度随着时间的延长呈较大幅度的增加,10～11 min区间增加趋势变缓,11 min左右出现硬度最大值后开始缓慢下降。当烤制时间不变时,虽然小龙虾肉脯的硬度也随烤制温度的升高呈现先上升后下降的趋势,但变化较为平缓,在145～150 ℃出现最大值。同时从等高线疏密程度来看,烤制时间对小龙虾肉脯硬度的影响高于烤制温度。

图4 烤制温度和烤制时间交互作用响应面Fig.4 Response surface diagram of interaction between baking temperature and baking time

2.3 验证实验

利用Design-Expert响应面分析软件,以感官评分最大、硬度值适中为目标,得到小龙虾肉脯的最优工艺组合是:糖盐比7.4∶2.6、TG酶添加量1.98 U/g、烤制温度145.78 ℃、烤制时间8.74 min,在此条件下小龙虾肉脯感官评分89.76分,硬度543.00 N,弹性0.90 mm,咀嚼性250.13 mJ。结合实际操作条件,将最优工艺条件调整为:糖盐比7.5∶2.5、TG酶添加量2.00 U/g、烤制温度145 ℃、烤制时间9 min,进行验证试验,三次平行取平均值,得到小龙虾肉脯的感官评分89.00分,硬度540.45 N,弹性0.94 mm,咀嚼性254.45 mJ,L*值36.24,a*值38.25,b*值22.10,感官评分和硬度值与理论预测值误差分别是0.84%、0.46%,说明模型拟合度好,得到的最优工艺组合可靠。以最优工艺制得的小龙虾肉脯产品见图5。

图5 小龙虾肉脯照片Fig.5 Photo of dried crayfish slice

3 结论

在单因素实验基础上,以感官评分和硬度为响应值,根据Box-Behnken响应面设计,确定小龙虾肉脯的最佳工艺为:100 g小龙虾肉,糖盐比7.5∶2.5 (10.0 g)、TG酶添加量2.00 U/g、烤制温度145 ℃、烤制时间9 min,经验证该模型合理可靠。此条件加工的小龙虾肉脯产品片形整齐,厚薄均匀,有可见纹理,色泽油润,呈清亮淡红色,滋味鲜美醇厚,咸甜适中,有小龙虾肉特有的风味,有较好的弹性,硬度、咀嚼性适中。