抹茶粉添加量对鸭肉糜脯质构特性和风味品质的影响

丁家琪，白辰雨，顾泽鹏，张长懿，刘星媛，李 诚，刘韫滔，曾 珍

（四川农业大学食品学院，四川 雅安 625014）

肉脯作为传统休闲食品，具备便于携带、食用方便以及美味可口等特点，现已成为当今市场上广受消费者欢迎的熟肉制品之一[1]。近年来，由于鸭肉富含人体必需氨基酸、无机盐、维生素、亚油酸和α-亚麻酸，且脂肪含量比猪肉低，符合当代人群对健康饮食的需求[2]，使得鸭肉在一定程度上替代猪肉，成为一种极具潜力的新型肉制品加工原料。因此，以鸭肉为原料制作的鸭肉脯逐渐成为许多研究者的研究方向。

质构和风味作为影响肉脯品质的两大主要因素，决定了消费者对肉脯的喜爱程度。其中，肉脯的蛋白组织形态、凝胶结构和水分迁移及分布情况是影响肉脯质构特性的主要因素[3]。抹茶粉中含有大量多糖，能够调节食品中的水分分布状况，且其营养成分丰富[4]，将抹茶粉添加到鸭肉脯中，不仅能够缓解鸭腥味，还可以改善肉脯的质地，具有较高的应用价值。

低场核磁共振技术（LF-NMR）是基于原子核磁性的一种波谱技术[5]，通过检测食品中H质子在磁场中的弛豫特性，直观反映食品中结合水、不易流动水和自由水的含量及分布状态，同时结合核磁共振成像技术（MRI），能够快速、无损、精准、形象地观测到水分的迁移变化规律[6]。因此，近年来此技术已在肉类科学研究中得到了一定的应用。

本研究以鸭肉为原料制作新型抹茶口味鸭肉脯，利用LF-NMR和电子鼻测定分析抹茶粉浓度对鸭肉脯的质构特性和风味品质的影响，探讨肉脯流变特性、水分分布状态及相对含量、烘烤损失率与质构间的相关性，以期研究抹茶粉的添加效果及最优添加量，改善肉脯质地和风味，为抹茶粉在肉制品中的应用提供一定的依据。

1 材料和方法

1.1 材料与试剂

新鲜鸭胸肉，临沂六和鲁盛食品有限公司；陌上花开抹茶粉、调味品（料酒、白砂糖、食盐、味精、生抽）、红曲粉、蜂蜜和猪肥肉，购自四川省雅安市吉选超市。

1.2 仪器与设备

JM-A30002型电子天平，诸暨市超泽衡器设备有限公司；KW-40B型红外线电加热食品烤箱，广东顺德亿高电器有限公司；ZB-20L型斩拌机，山东诸城市恒顺机械有限公司；202-3A型恒温干燥箱，北京中兴伟业仪器有限公司；TA.XT Plus型物性分析仪，英国SMS公司；DHR-1型旋转流变仪，美国TA仪器公司；NR10QC型色差仪，北京慧龙环科环境仪器有限公司；GEMINI型电子鼻，法国Alpha M.O.S公司；NMI20-060H-I型低场核磁共振成像与分析系统，苏州纽迈分析仪器股份有限公司等。

1.3 试验方法

1.3.1 配方

配料根据鸭肉重量百分比进行添加，鸭肉500 g、猪肥肉100 g、生抽2%、食盐1%、味精0.5%、白砂糖1%、料酒2%、红曲粉0.14%；蜂蜜∶温水=1∶3；抹茶粉按照不同添加量（0%、2%、4%、6%、8%）添加。

1.3.2 工艺流程

鸭脯制作工艺见图1。

图1 鸭肉脯制作工艺流程图Figure 1 Processing flow chart of dried duck meat slice

关键控制点：①斩拌：斩刀转速为3 000 r/min、锅速为24 r/min，加入少量冰水，保持环境温度在10℃以下斩拌3 min；②脱水干燥：肉片放入60℃的恒温干燥箱中脱水干燥1 h，翻面后继续干燥1 h；③高温烤制：脱水后的肉片送入上、下火均为180℃的烤箱中烘烤7 min后取出均匀刷上蜂蜜水，再烤4 min取出，翻面后均匀刷上蜂蜜水，再烤5 min。

1.3.3 烘烤损失率测定

将不同添加量抹茶粉的鸭肉糜压片后，称取烤前肉脯的重量，烤制后降至室温，吸干鸭肉脯表面的水分，再称量烤后肉脯的重量。烘烤损失率计算公式如下：

式中：M1为烤制前的重量，g；M2为烤制后的重量，g。

1.3.4 水分含量测定

参考GB 5009.3—2016中的直接干燥法对肉脯的水分含量进行测定。

1.3.5 LF-NMR弛豫时间测定与成像分析

1.3.5.1 弛豫时间T2测定

将样品按5 cm×3 cm切块用保鲜膜包裹，放入40 mm口径的玻璃管中，再插入磁体线圈内进行核磁共振测定。T2测定采用CPMG序列，温度为32℃，重复采样等待时间TW=1 500 ms，重复采样次数NS=32，回波时间TE=0.200 ms，回波次数NECH=2 000，前置放大器增益PRG=1。测定结束后对结果进行反演得到T2反演谱。

1.3.5.2 核磁共振成像（MRI）分析

成像参数设置：视野FOV=100 mm×100 mm，重复时间TR=1 700 ms，回波时间TE=19.00 ms，层数=4，层厚=5 mm，层间距=2 mm，重复采样Averages=4。

1.3.6 流变特性测定

在流变仪测试平板上均匀涂抹鸭肉糜，使用40 mm平板夹具。G′测定选择温度扫描测试模式，参数设置为起始温度25℃，应变1%，频率为0.1 Hz，上下狭缝1 mm，并以2℃/min从25℃升至85℃[7]。

1.3.7 质构测定

根据V.Singh等[8]的方法，采取TPA模式，将鸭肉脯切成边长为2 cm、厚约3 mm的薄片，使用P/36R探头，设置1 mm/s测前速度、1 mm/s测试速度和3 mm/s测后速度，探头上升高度设为30 mm，压缩程度25%，触发力5 g，间隔时间5 s，测定样品的硬度、弹性、胶黏性、咀嚼性和回复性。

1.3.8 色差测定

参考M.Kargozari等[9]的方法略有改动，采用色差仪测定鸭肉脯的色差。样品用一层保鲜膜包裹，确保样品表面与薄膜之间没有间隙，测定抹茶粉不同添加量的鸭肉脯样品的表面色泽，分别记录L*值（亮度值）、a*值（红度值）和b*值（黄度值）。

1.3.9 感官评价方法

评定小组由10名（男女各5名）接受过特殊感官训练的食品专业学生构成，评分表如表1所示。不同抹茶粉浓度样品全部置于统一的容器中，并随机抽样进行评定[10]。

1.3.10 模糊数学模型的建立

1.3.10.1 因素集的建立

因素集是由影响评价系统的各种因素组成的有限集合，用U={U1,U2,U3…Ui}进行表示。研究中因素U1-U5分别表示鸭肉脯的色泽、质地、气味、滋味、回味，按照表1，得出鸭肉脯的因素集U={U1,U2,U3,U4,U5}[11-12]。

表1 鸭肉脯感官评价标准Table 1 Sensory evaluation standard of dried duck meat slice

1.3.10.2 评语集的建立

设置鸭肉脯的评语集为V={V1,V2,V3,V4}，其中V1、V2、V3、V4分别代表很好（＞8分）、好（6～8分）、一般（3～5分）、差（＜3分）4个等级。取4个等级中间分值9、7、4、1，得到评价等级集 K={k1,k2,k3,k4}={9,7,4,1}[13]。

1.3.10.3 加权集的建立

权重集（X）是因素集中各因素所占权重的集合，对最终评价结果影响较大[14]。色泽、质地、气味、滋味和回味是影响鸭肉脯感官品质的5个主要指标。研究中20位消费者根据鸭肉脯各指标的重要程度划分比重如表2所示，得出鸭肉脯的权重集为X={0.18,0.17,0.26,0.29,0.10}。

表2 鸭肉脯各因素重要性程度分析图Table 2 Analysis diagram of importance degree of various factors of dried duck meat slice

1.3.10.4 模糊矩阵的确立和模糊转换

先统计得到10名评价人员的感官评价的各项指标得分，然后将各级得分除以感官评价总人数（10人）得到模糊矩阵Ri为：

再通过Yi=X×Ri(i为1～5)得到不同抹茶粉添加量的鸭肉脯样品的评价结果；鸭肉脯样品的模糊综合评价总分最后通过Ti=Yi×K计算[15]可得。

1.3.11 电子鼻检测方法

参考巩洋的方法[16]略有改动，称取肉脯1.000 g封装入10 mL顶空瓶中进行检测。测定参数为洁净空气流速150 mL/min，顶空加热温度60℃，顶空产生时间300 s，进样速度1.5 mL/s，进样体积1 000µL，取样时间90 s，样品延迟210 s。每种浓度抹茶粉的鸭肉脯测定3个平行，每个样品进行5次重复测定。

1.4 统计分析方法

利用SPSS 26.0软件进行数据处理分析，包括单因素方差分析、显著性比较和相关性分析（P＜0.05），并采用Origin 2021和Microsoft Excel 2019软件作图。

2 结果与分析

2.1 抹茶粉添加量对鸭肉脯烘烤损失率和水分含量的影响

烘烤损失率反映肉制品持水性好坏，水分含量直接影响肉脯品质，在适当范围内，烘烤损失越小，保水性越好，水分品质越好，反之则较差。如表3所示，随着抹茶粉浓度的增加，相较于对照组，烘烤损失率显著降低（P＜0.05），含水量显著上升（P＜0.05），两者变化趋势相符。当添加量为8%时，烘烤损失率降至最低25.81%，含水量升至28.01%。可能是因为抹茶多糖类物质与鸭肉组织中的水分形成氢键，阻碍水分流失。这与王希希等[17]的研究结果一致，鸡胸肉糜的持水性随麒麟菜添加量的增加而提高。

表3 抹茶粉添加量对烘烤损失率和含水量的影响Table 3 Influence of matcha powder addition amount on baking loss rate and moisture content %

2.2 LF-NMR弛豫时间测定与成像分析

2.2.1 抹茶粉添加量对鸭肉脯水分存在形式及相对含量的影响

不同添加量抹茶粉鸭肉脯的LF-NMR弛豫时间和相对面积比例变化情况如图2～3所示。图2鸭肉脯的T2反演谱中含有3个波峰，分别代表结合水（0.01～10 ms）、不易流动水（10～100 ms）和自由水（100～1 000 ms）3种不同的水分状态[6]。由图2可得，随着抹茶粉添加量的增加，弛豫时间T21、T22、T23大体呈现下降趋势，峰顶点左移，对水分的束缚力增加。

图2 不同浓度抹茶粉鸭肉脯的T2反演图Figure 2 T2inversion diagram of dried duck meat slice with different concentrations of matcha powder

峰面积A21、A22、A23所占比例反映了3种不同状态水分的相对含量。由图3可见，自由水含量所占比例均＜1%，鸭肉脯中结合水和不易流动水占绝大部分，在烘烤过程中这部分水不易除去。与对照组相比，添加抹茶粉的鸭肉脯自由水相对面积总体呈下降趋势。

图3 自由水、不易流动水和结合水相对面积比例图Figure 3 Relative area ratio diagram of free water,immobilized water and bound water

2.2.2 不同添加量抹茶粉鸭肉脯的MRI成像分析

图4为不同浓度抹茶粉鸭肉脯的MRI成像伪彩图，颜色深浅反映了氢质子密度大小引起的磁共振信号的强弱，亮度越大，说明氢质子密度越大，水分含量越高[18]。未添加抹茶粉时，图像外围接近背景色，边界面糊，而随着抹茶粉浓度的增加，成像图越来越亮，中间红黄色区域逐渐扩大，表明抹茶粉浓度越大，水分含量越高，信号越强，该亮度变化与含水量变化一致。

图4 不同添加量抹茶粉鸭肉脯的MRI成像图Figure 4 MRI images of dried duck meat slice with matcha powder at different supplemental levels

2.3 抹茶粉添加量对鸭肉脯流变学特性的影响

根据图5，添加不同浓度抹茶粉的鸭肉糜储能模量随温度变化趋势基本一致，储能模量（G'）随着温度的升高呈现先降后升的趋势，且G′随着抹茶粉浓度的增加而增加，但浓度为2%时，由于抹茶粉添加量较少，与对照组的差距不明显。总的来说，G′变化趋势包括两个主要阶段：第一阶段为25～40℃时，G′略有下降；第二阶段为40～85℃时，G′持续上升。

图5 不同浓度抹茶粉对储能模量的影响Figure 5 Influence of matcha powder with different concentrations on storage modulus

2.4 抹茶粉添加量对鸭肉脯质构的影响

从图6可得，鸭肉脯的硬度、胶黏性和咀嚼性均随抹茶粉添加量增加而显著升高(P＜0.05)，而浓度为2%的鸭肉脯的硬度、胶黏性和咀嚼性与空白组之间无显著差异(P＞0.05)。弹性反映了肉脯受到外力后恢复原状的能力，与对照组相比，添加抹茶粉浓度为2%～6%时，鸭肉脯的弹性无显著变化，但当抹茶粉添加量为8%时，鸭肉脯的弹性显著降低（P＜0.05）。抹茶粉添加量为2%时，鸭肉脯的回复性发生显著变化。

图6 不同浓度抹茶粉对鸭肉脯质构特性的影响Figure 6 Influence of different concentrations of matcha powder on texture characteristics of dried duck meat slice

2.5 水分含量与质构特性的相关性分析

由表4可知，不同添加量抹茶粉鸭肉脯的含水量的变化与硬度、咀嚼性、胶黏性的变化呈正显著相关（P＜0.05），说明含水量主要通过影响肉脯硬度、咀嚼性和胶黏性来影响肉脯品质，在适当范围内，水分含量越高，硬度越高，更易实现肉脯耐咀嚼而肉质不会过干的理想状态，提高品质。抹茶粉鸭肉脯中结合水相对含量达70%及以上，对肉脯质构品质的影响占绝对优势，而不易流动水、自由水相对含量少，因此A21的变化与硬度、咀嚼性和胶黏性的变化呈显著正相关（P＜0.05），而A22和A23与质构各指标相关性均不显著（P＞0.05）。表明抹茶粉添加量增加，肉糜体系的凝胶结构更加稳定，促使水分流动性下降，且部分自由水转变为结合水，导致硬度、胶黏性和咀嚼性增加。

表4 水分含量与质构指标间的Pearson相关系数Table 4 Pearson correlation coefficient between water content and texture index

2.6 抹茶粉添加量对鸭肉脯色差的影响

色泽能够直接反映肉制品的品质，进而影响消费者对产品的喜爱程度。色度值如表5所示，与空白组（0%）相比，添加抹茶粉的鸭肉脯的L*值和a*值 均呈下降趋势（P＜0.05），而产品的b*值呈上升趋势（P＜0.05）。这可能由于抹茶粉呈黄绿色，使鸭肉脯黄度加深，b*值上升，而L*值则降低。同时在烘烤高温环境下，肌红蛋白受热变性，使肌红蛋白转变成其他产物，如褐色的高铁肌红蛋白，导致红度降低[19]，因此a*值呈下降趋势。实验中L*值和a*值的变化与张翼飞等[20]研究桔梗粉香肠制品时得出的结果变化趋势一致。M.Alvarado-Ramírez等[21]也在胡萝卜香肠中发现了b*值增加的情况。

表5 不同浓度抹茶粉对鸭肉脯色泽的影响Table 5 Effect of different concentrations of matcha powder on the color of dried duck meat slice

2.7 模糊数学感官评价分析

10名评价人员根据鸭肉脯感官评价标准表（表1），对不同抹茶粉添加量的鸭肉脯进行了感官评定，评定结果如表6所示。

表6 抹茶粉不同添加量的鸭肉脯感官评价结果Table 6 Sensory evaluation results of dried duck meat with different supplemental levels of matcha powder

1号肉脯的色泽为U1={0.6,0.3,0.1,0}，同理得U2={0.2,0.2,0.5,0.1}，U3={0.1,0.2,0.2,0.5}，U4={0.1,0.3,0.5,0.1}，U5={0.3,0.1,0.4,0.2}。将 U1、U2、U3、U4、U5写成一个矩阵R1，即：

同理，可得2～5号样品的模糊矩阵分别为R2、R3、R4、R5：

试验通过矩阵相乘的方法对感官综合评分进行计算，避免了取大取小算法带来的误差。已知权重向量为X={0.18,0.17,0.26,0.29,0.10}，根据公式Yi=X×Ri，得到第1个鸭肉脯样品的评价结果：

同理可得 Y2={0.239,0.288,0.316,0.157}，Y3={0.472,0.232,0.296,0}，Y4={0.270,0.325,0.277,0.128}，Y5={0.257,0.317,0.351,0.075}。

模糊综合评价总分Ti=Yi×K，评价集K={9,7,4,1}，Y1={0.227,0.237,0.340,0.196}，计算得出第1个鸭肉脯样品的综合评分：

同理可得，T2=5.588，T3=7.056，T4=5.941，T5=6.011。

根据表7，3号样品的综合得分最高，为7.056分，感官评价最好，风味描述为鸭肉香味和抹茶风味适中，最能受到品评人员的喜爱。其次是5号，得分为6.011分，其质地评价较好，但由于抹茶风味较浓，完全掩盖鸭肉风味，降低了鸭肉脯的风味品质。1号、2号和4号样品得分均较低，评价等级为一般，分别为5.258、5.588和5.941分，导致风味品质较差的原因分别为鸭腥味较重或抹茶味较浓。

表7 鸭肉脯模糊数学感官评价的综合得分和风味描述Table 7 Comprehensive score and flavor description of fuzzy mathematical sensory evaluation of dried duck meat slice

2.8 不同鸭肉脯样品电子鼻分析结果

2.8.1 鸭肉脯电子鼻主成分分析

鸭肉脯的电子鼻测定结果如图7所示，主成分1和2的贡献率分别是91.254%和4.161%，二者的累积贡献率高达95.415%，远高于统计学中通常认为的85%，表明主成分1、2包括了很多信息，足以体现样品的整体情况[22]。而主成分1的方差贡献率远高于主成分2，即鸭肉脯的气味在主成分1上差距比主成分2大[14]。由图7可得，添加抹茶粉的鸭肉脯样品与未添加抹茶粉的对照组样品在气味上存在差异。此外，抹茶粉浓度为2%、4%、6%的样品在分布区域上有部分重叠，说明3种抹茶粉添加量的鸭肉脯在气味上差距较小，均带有鸭肉气味和抹茶香气。而抹茶粉添加量为8%时，与其他浓度抹茶粉样品之间有明显差距，是因为8%浓度的抹茶气味过浓，覆盖了鸭肉气味。总的来说，根据是否添加抹茶粉对鸭肉脯的气味会产生影响，并且随着抹茶粉添加量的改变而变化。

图7 不同浓度抹茶粉鸭肉脯样品的主成分分析图Figure 7 Principal component analysis of dried duck meat samples with different concentrations of matcha powder

2.8.2 鸭肉脯电子鼻判别因子分析

因为线性判别法(LDA)可以通过降低数据的维数，使同一抹茶粉浓度的鸭肉脯的信息点更接近，不同浓度抹茶粉组间的信息点相对较远，从而提高信息在该空间中的可分离性。所以，在处理组之间存在信息重叠的情况下，可用线性判别分析法做进一步判断[23]。由图8可得，4%及6%抹茶粉浓度的样品重叠部分较大，2%抹茶粉浓度与4%、6%浓度的样品存在较小部分的重叠，而0%和8%呈现出分散的形式，表明抹茶粉的添加量不同，对应鸭肉脯的气味也发生改变。各项判别因子的分析结果与主成分分析结果基本一致，从而进一步证实了感官评定的结果。

3 讨论与结论

研究中随着抹茶粉添加量的增加，由于烘烤过程中自由水大量挥发，发挥烘干浓缩作用，肉糜内容物发生浓缩作用进而导致其浓度增加，促使抹茶粉多糖中的多羟基结构更易吸收组织中的游离水，且加热促使蛋白质分子内部基团充分暴露，多糖与肌肉蛋白更易形成稳定的胶凝网状结构，能够束缚结合更多水分子，部分自由水转化为不易流动水和结合水，水分子恢复平衡状态的时间减少，因而表现为弛豫时间下降，结合水与不易流动水相对面积增加，自由水相对面积减少。该结果与曹叶萍等[24]研究结果一致，糖醇部分取代蔗糖导致T21、T22、T23均发生左移，且自由水A23相对面积比例下降。

流变特性结果表明，抹茶粉的增加改善了凝胶强度。处于25～40℃时，G'略有下降，是因为鸭肉中肌球蛋白随着温度的升高二级结构发生改变，导致部分抹茶多糖与肌球蛋白已形成的网络结构被破坏[25]。升温至40～85℃时，G′持续上升，随着温度升高，鸭肉糜中的蛋白分子在升温过程中与抹茶多糖逐渐形成了稳定的三维网状结构。

质构结果表明，鸭肉脯的硬度、胶黏性和咀嚼性均随抹茶粉添加量增加而显著升高(P＜0.05)。结合LF-NMR和流变测定结果分析抹茶粉浓度对质构特性的影响，得出硬度与保水性及凝胶强度有关[17]，由于抹茶粉浓度增加，抹茶多糖更易与蛋白质形成牢固的凝胶网状结构，凝胶强度增大，且多糖分子与水形成氢键，更加巩固了空间网络结构稳定性，阻碍水分流动，促使鸭肉脯肉质变韧变硬，从而导致硬度上升，胶黏性和咀嚼性也随之增大。王希希等[17]报道的鸡胸肉糜的硬度、胶黏性和咀嚼性随着水分含量的增加而显著上升，这与本文的结论相一致。总体而言，抹茶粉对各指标的影响较大，不同添加量抹茶粉主要通过水分含量和凝胶强度对产品质构造成不同程度的影响。

本研究以鸭肉脯为对象，分别制得5种抹茶粉浓度的鸭肉脯，对其质构特性和风味品质进行综合分析得出，添加适当浓度的抹茶粉可以改善鸭肉脯的质构特性和风味品质，添加量为4%时效果最为明显，既能改善肉脯质地，缓解较浓的鸭腥味，又能防止因抹茶粉风味过浓完全覆盖鸭肉香味现象的发生。