真空和热风干燥对猪肉干品质的影响

刘玉，王书贤，袁一博，郭瑞明，胡秋华，袁昕彤，康壮丽，马汉军，赵圣明

(河南科技学院 食品学院，河南 新乡 453003)

猪肉干是以猪肉为原料，添加食盐、香辛料等辅料，经修整、软化、烹饪、烘烤、冷却等步骤，加工制成的即食产品。其富含蛋白质、维生素和矿物质，可为人体提供丰富的营养成分[1-2]。猪肉干中还含有血红蛋白，可以改善造血能力，利于缺铁性贫血的预防[3]。随着社会和经济的发展，生活节奏加快，消费者的消费理念也随之发生变化，具有多种营养和风味、携带方便、贮藏期长的猪肉干制品深受广大消费者的青睐[4-5]。

干燥是肉干生产的重要工艺，可以降低产品内部水分含量，减少生化反应的发生并延长保质期[6]。传统的生产工艺常采用热风干燥，热风干燥是以热空气作为干燥介质，以对流循环的方式对样品进行湿热交换[7-8]，可以减少空气中微生物对肉干制品的污染，但传热效率低，内外干燥不均匀，且易发生非酶褐变，使产品色泽暗淡。真空干燥是一种现代新型干燥方式，其原理是同时进行抽真空和加热，加快水分蒸发，缩短干燥时间[9-10]。目前真空干燥法的应用多集中在果蔬干燥方面，在猪肉干中的应用较少。本文分别采用真空干燥和热风干燥对猪肉进行干燥，测定不同干燥方式下猪肉干水分含量、色泽、剪切力、质构和感官评定等指标，分析不同干燥条件对猪肉干品质特性的影响，为猪肉干的生产加工提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 材料

猪里脊肉：购于河南省新乡市洪门市场；食盐、草果、桂皮等香辛料：购于河南省新乡市世纪华联超市；磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、盐酸、丙酮(均为分析纯)：天津科茂化学试剂有限公司。

1.2 主要仪器设备

711分光光度计 上海菁华科技仪器有限公司；真空干燥箱、电热鼓风干燥箱 上海一恒科学仪器有限公司；SHZ-Ⅲ循环水式真空泵 上海亚荣生化仪器厂；数显高速分散均质机 宁波新芝生物科技股份有限公司；TGL-16M离心机 湖南湘仪实验室仪器开发有限公司；C-LM数显式肌肉嫩度仪 东北农业大学工程学院；CR-400色差仪 日本美能达公司；TA-XT Plus质构仪 英国Stable Micro Systems公司。

1.3 猪肉干加工工艺

1.3.1 猪肉原料选择及预处理

选新鲜猪里脊肉，去除脂肪和结缔组织，切块(约500 g)，用清水洗后沥干。

1.3.2 初煮

将肉块于沸水中煮60 min，捞出，冷却备用。

1.3.3 切片

将初煮后的肉块冷却至室温，沿肌纤维方向切片(2 cm×2 cm×1 cm)。

1.3.4 煮制入味

将八角、草果、桂皮、白芷、花椒、干红辣椒和丁香于沸水中煮30 min，加白砂糖、食盐和味精煮5 min，放入肉片煮20 min，加少量白酒继续煮2 h。

1.3.5 干燥

热风干燥：将煮制好的肉片铺于铁架上，肉片间留适当缝隙。于电热鼓风干燥箱中干燥(80 ℃)，分别测定干燥20，40，60，80，100，120 min时猪肉干的相关指标。

真空干燥：将处理好的肉片铺于真空干燥箱内干燥(真空度为-0.7 kPa，温度为50 ℃)，用循环水式真空泵进行抽真空，分别测定干燥20，40，60，80，100，120 min时猪肉干的相关指标。

1.4 指标测定

1.4.1 水分含量的测定

参照GB 5009.3—2016中的直接干燥方法进行测定[11]。

1.4.2 色差的测定

取3块猪肉干样品，使用便携式色差仪测定肉干的L*值、a*值和b*值[12]。

1.4.3 剪切力的测定

参考梅谭等[13]的方法并稍作修改。取3块猪肉干样品，沿垂直肌纤维方向进行剪切。

1.4.4 质构的测定

参考谢静等[14]的方法并稍作修改。使用TA-XT Plus质构仪进行测定，参数设置：测前和测中速度为2 mm/s，测后速度为20 mm/s，压缩比为40%，触发力为5 g。

1.4.5 肌红蛋白含量的测定

参考Krzywicki等[15]的方法。准确称取5 g剪碎的猪肉干，加入25 mL磷酸缓冲液(pH 6.8)，10000 r/min均质25 s后于4 ℃放置1 h，4 ℃、4500×g离心20 min，取上清液，过滤后分别测定525，545，565，572 nm处的吸光值。

肌红蛋白含量(%)=(0.369R1+1.140R2-0.941R3+0.015)×100%。

(1)

氧合肌红蛋白含量(%)=(0.882R1-1.267R2+0.809R3-0.361)×100%。

(2)

高铁肌红蛋白含量(%)=(-2.514R1+0.777R2+0.800R3+1.098)×100%。

(3)

式中：R1、R2、R3分别为吸光度的比值A572/A525、A565/A525、A545/A525。

1.4.6 血红素铁含量的测定

参考Cheng等[16]的方法并稍作修改。称取2.5 g剪碎的猪肉干置于50 mL烧杯中，依次加入10 mL丙酮溶液、0.5 mL水和0.25 mL浓盐酸，充分混匀，避光反应1 h，过滤，测滤液在640 nm处的吸光值。

血红素铁含量(μg/g)=A640×680×0.0882。

(4)

1.4.7 感官评定

选择10名经感官评价培训的本专业同学，参照GB/T 22210—2008《肉与肉制品感官评定规范》标准，对猪肉干进行感官评价，并根据表1进行打分[17]，以10名评价员所给分数的平均值为最终得分。

表1 猪肉干感官评价标准Table 1 Sensory evaluation standards for dried pork

1.5 数据分析

每组试验均重复3 次，结果以平均值±标准差表示。利用SPSS 19.0(IBM)软件对数据进行单因素方差分析，P<0.05为显著。利用 Origin 8.0软件进行绘图。

2 结果与分析

2.1 不同干燥方式对猪肉干含水量的影响

不同干燥方式对猪肉干含水量的影响见图1。

图1 干燥方式对猪肉干含水量的影响

由图1可知，两种干燥方式制备的猪肉干含水量随干燥时间的变化趋势相似，呈先快速下降后缓慢下降的趋势。这是由于随着干燥时间的延长，猪肉干表面逐渐硬化，水分扩散受到抑制，使脱水速率降低[18]。80 min后，真空干燥猪肉干的含水量显著低于热风干燥(P<0.05)，可能是因为前者可减缓肉干表面硬化速度，脱水速率较快。含水量过高或过低均会造成猪肉干食用品质的下降。因此，干燥80 min时，肉干的品质较好。

2.2 不同干燥方式对猪肉干色泽的影响

色泽是衡量干制肉制品感官特性的重要指标。由图2可知，随着干燥时间的延长，两种干燥条件下的猪肉干色泽变化趋势一致：L*值逐渐降低；a*值和b*值均先升高后降低。Konieczny等[19]和谢小雷等研究干燥过程中肉干色泽的变化，研究结果与本研究结果变化趋势一致。在相同干燥时间下，真空干燥猪肉干的L*值、a*值和b*值均显著高于热风干燥(P<0.05)，表明真空干燥可在一定程度上改善猪肉干的色泽。在干燥过程中，猪肉干会发生复杂的物理和化学变化，如色素成分浓缩、焦糖化反应和美拉德反应等均会使其色泽逐渐变暗[20]。脂肪氧化也影响着肉干的色泽，氧化程度越高，色泽越暗[21]。已有文献报道真空干燥因处于真空状态可抑制肉干溶出的脂肪氧化发黄[22]，本文发现真空干燥可提高猪肉干的b*值，可能是因为脂肪氧化对真空干燥猪肉干的色泽影响较小。

2.3 不同干燥方式对猪肉干剪切力的影响

剪切力与嫩度呈反比，剪切力越大则嫩度越小[23]。由图3可知，两种干燥方式下猪肉干的剪切力均随着干燥时间的延长而显著提高(P<0.05)。在相同的干燥时间下，真空干燥猪肉干的剪切力显著小于热风干燥(P<0.05)，当干燥时间为120 min时，热风干燥猪肉干的剪切力(196.88 N)约为真空干燥猪肉干剪切力(140.15 N)的1.40倍，表明真空干燥可以显著改善猪肉干的嫩度。这是由于热风干燥猪肉干的内部水分扩散速度小于表面蒸发速度，易造成表面硬化。李真等[24]研究了不同干燥方式对熏马肉干品质的影响，发现真空干燥可减缓肉干表层硬化现象。真空干燥猪肉干的内部水分扩散与蒸发同时进行，利于减缓表面硬化[25]。

图3 干燥方式对猪肉干剪切力的影响Fig.3 Effect of drying methods on the shear force of dried pork

2.4 不同干燥方式对猪肉干质构的影响

不同干燥方式对猪肉干质构的影响见表2。

表2 干燥方式对猪肉干质构的影响Table 2 Effect of drying methods on the texture of dried pork

由表2可知，随着干燥时间的延长，两种干燥方式下猪肉干的硬度、胶黏性和咀嚼性均上升，弹性下降。在相同干燥时间下，真空干燥猪肉干的硬度和胶黏性显著低于热风干燥(P<0.05)，真空干燥猪肉干的弹性比热风干燥更接近于1，表明真空干燥猪肉干有更好的口感[26-27]。这是由于真空干燥加快了猪肉干中水分的扩散，并通过压力梯度扩散将其分散在表面[28]，加快水的蒸发并减少表面硬化和干缩，使猪肉干内外部干燥更加均匀，有效改善了猪肉干的质构特性。蔡文强等[29]研究发现，与常压热风干燥相比，真空干燥可以改善鲟鱼肉的质构特性，与本文研究结果一致。

2.5 不同干燥方式对猪肉干肌红蛋白、氧合肌红蛋白和高铁肌红蛋白含量的影响

肌红蛋白、氧合肌红蛋白和高铁肌红蛋白是决定肉制品色泽的主要蛋白[30]。由表3可知，随着干燥时间的延长，两种干燥方式下猪肉干的肌红蛋白含量均逐渐上升，这可能是由于水分减少，溶质浓缩；同一干燥时间下，真空干燥猪肉干的肌红蛋白、氧合肌红蛋白含量高于热风干燥，而高铁肌红蛋白含量显著低于热风干燥(P<0.05)，表明真空干燥猪肉干色泽更好。该结果表明真空干燥能够减缓肌红蛋白的氧化，有助于猪肉干保持良好的色泽。

表3 不同干燥方式对猪肉干肌红蛋白、氧合肌红蛋白和高铁肌红蛋白含量的影响Table 3 Effect of different drying methods on myoglobin, oxymyoglobin and metmyoglobin content of dried pork

2.6 不同干燥方式对猪肉干血红素铁含量的影响

血红素铁是与血红蛋白及肌红蛋白中的卟啉结合的铁，其含量与猪肉干的色泽密切相关。由图4可知，随着干燥时间的延长，两种干燥方式下猪肉干血红素铁含量均不断增加，可能是水分蒸发引起的浓缩作用提高了血红素铁的含量；相同干燥时间下，真空干燥猪肉干血红素铁的含量显著高于热风干燥(P<0.05)，表明前者干燥的肉干红度值高于后者，即真空干燥利于维持猪肉干良好的色泽。

图4 干燥方式对猪肉干血红素铁含量的影响Fig.4 Effect of drying methods on the heme iron content of dried pork

2.7 不同干燥方式对猪肉干感官评价的影响

感官品质与肉制品的食用品质密切相关。由表4可知，随着干燥时间的延长，真空干燥和热风干燥的猪肉干感官得分均先增大后减小，当干燥时间为80 min时，总分达到最大值，分别为8.9，8.6分，此时的猪肉干口感较好。干燥时间过短，肉干含水量大，肉质过软，影响口感；干燥时间过长，肉干水分流失，“柴样”感明显。在相同的干燥时间下，真空干燥的猪肉干感官总分显著高于热风干燥(P<0.05)，表明真空干燥猪肉干的感官特性优于热风干燥，更受喜爱。

表4 不同干燥方式对猪肉干感官评价的影响Table 4 Effect of different drying methods on the sensory evaluation of dried pork

3 结论

本试验分别研究不同干燥时间下真空干燥和热风干燥对猪肉干含水量、色泽、剪切力、质构特性、感官评价及血红素铁含量等指标的影响。结果表明，真空干燥相较热风干燥可以提高干燥效率，改善肉干的品质。真空干燥80 min的猪肉干感官评价得分最高，且肉干含水量、剪切力、硬度适中。综上所述，真空干燥可以高效快速地烘干肉干，且能较好地保持肉干原有的风味，在干制猪肉制品生产领域具有一定的应用价值。