西式乳化肠味道鲜美，食用方便。但为了提高肉的品质和出品率，在加工过程中食盐使用量较高，不利于健康[1]。KCl与食盐中的主要成分NaCl性质相似，呈咸味，常作为营养强化剂使用，有助于预防高血压[2]。为降低乳化肠中的钠盐含量，可以用KCl替代部分食盐[3]。为了防止KCl替代食盐后乳化肠的质构发生改变，一般通过添加品质改良剂进行改良。
质地多面剖析法(texture profile analysis，TPA)[4]，可客观地评价食物的质地，对样品进行2次压缩，模拟人口腔的2种咀嚼动作，得到类似感官评价的结果，有效地反映乳化香肠的质地特征[5]，在肉制品研究中有着广泛的应用[6-8]。
可得然胶是由微生物产生的一类凝胶多糖，它的悬浮液加热后既能形成热不可逆性凝胶，又能形成热可逆性凝胶[9]，其作为凝胶剂、增稠剂在食品中被广泛应用[10-12]。但可得然胶多用于鱼糜等产品中，在低温肉制品中应用较少。本研究考察了可得然胶对低盐乳化肠质构及保水率的影响，用模型建立可得然胶对低盐乳化香肠调控技术。
1 材料与方法
1.1 主要实验材料
猪后腿肉和肥膘、食盐、KCl、调味料、复合磷酸盐、亚硝酸钠、异抗坏血酸钠、可得然胶、谷氨酰胺转氨酶,均为市场销售。
1.2 主要仪器与设备
TA.XT plus物性测试仪,英国Stable Micro System公司；MM12B型绞肉机,广东省韶关市大金食品机械厂；VF608Plus真空灌肠机,百诚润和机械有限公司；BYXX-50型烟熏箱,中国艾博公司。
1.3 实验方法
1.3.1 工艺流程[13]
原料肉→去膜筋→绞肉→腌制→斩拌→灌肠→烘烤→蒸煮→冷却→成品
1.3.2 基础配方
猪肉[m(后腿肉)∶m(肥膘)=4∶1]1 000 g、食盐25 g、白砂糖15 g、生姜粉1.5 g、八角粉1 g、异抗坏血酸钠0.5 g、白胡椒粉1.5 g、冰水450 g、亚硝酸盐钠0.15 g、复合磷酸钠3 g、味精3 g、鸡精2 g、谷氨酰胺转氨酶2 g。
1.3.3 操作要点
猪后腿肉去除筋膜,用绞肉机(6 mm孔板)把清洗后的猪后腿肉肥膘绞碎。把绞后的猪肉加入食盐(或KCl替代部分食盐)、复合磷酸盐、亚硝酸钠(溶水加入)、异抗坏血酸钠,拌匀后,放在0～4 ℃的冷库中腌制24～48 h。将腌制后的猪后腿肉和肥膘分成20组,每组1.5 kg。然后将绞碎的肉粒放入斩拌机中进行斩拌,斩拌时为防止肉陷温度上升,应随时添加冰水,并在斩拌的过程中加入其他配料。第一步加入猪瘦肉糜斩拌1 min；第二步加1/3冰水斩拌1.5 min；第三步加白砂糖、生姜粉、八角粉、味精、鸡精、谷氨酰胺转氨酶和1/3冰水斩拌1.5 min；第四步加入肥膘、可得然胶和1/3冰水斩拌1.5 min。将斩拌均匀的肉馅用真空灌肠机灌入肠衣中。称重后放在烟熏箱中在60 ℃下烘烤大约60 min。将90 ℃左右水放入灌好的生肠并在水温80 ℃左右的条件下煮制30～40 min,取出,冷却称质量。
1.4 试验设计
以处理前的肉质量1 000 g计,在KCl替代食盐质量分数为0%、20%、30%、40%、50%的乳化肠中分别添加质量分数0%、0.3%、0.6%、0.9%的可得然胶,实验共20组,具体分组见表1。
表1 试验因素设计表
Table 1 Test factor design table
实验组别KCl替代食盐量/%可得然胶添加量/%实验组别KCl替代食盐量/%可得然胶添加量/%10011300.6200.312300.9300.613400400.914400.3520015400.66200.316400.97200.6175008200.918500.3930019500.610300.320500.9
1.5 检测指标
1.5.1 保水率[14]
测得蒸煮后乳化肠和烘烤前乳化肠的水分含量为x1和x2,m1为蒸煮后乳化肠质量,g；m2,蒸煮前猪肉乳化肠肉糜质量,g,每个重复测3次,按公式(1)计算保水率：
保水率
(1)
1.5.2 质构测定
TPA测试可以提供从双重压缩测试中获得的大量具有纹理特征的信息[15]。参考杨欢欢[16]的方法并加以修改,采用物性测试仪进行TPA测定。参数设置：探头P/50,测前速度2 mm/s,测试速度0.8 mm/s,测试后速度0.8 mm/s,压缩比75%,时间5 s,用模具把样品切成高16 mm,直径18 mm的圆柱体,处理好的猪肉乳化肠放在质构仪中测定并记录数据。每个处理重复12次。
1.6 数据处理
采用SPSS 24.0对各项实验数据进行分析,用Origin 2017软件进行绘图。
2 结果与分析
2.1 可得然胶添加量对低盐猪肉乳化肠质构的影响
如图1所示,在KCl替代食盐量为0～20%时,随着可得然胶添加量的增加,猪肉乳化肠的硬度和弹性也在增加(P<0.05)；在乳化肠加热过程中,肉糜中肌原纤维蛋白变性,表面活性升高形成紧密的三维网状结构,可得然胶又称为凝胶多糖,多糖分子与肌原纤维蛋白发生相互作用使网状结构更加紧密稳定,提高了肌原纤维蛋白的凝胶强度,使乳化肠的硬度和弹性增加[17]。这与姜帅等[18]的研究结果一致。也有研究表明可得然胶可显著提高鱼糜凝胶的硬度和弹性,改善其质构特性[19]。在KCl替代20%食盐、可得然胶添加量为0.3%时,乳化肠的硬度达到最高;在KCl替代食盐量为30%～40%时,添加可得然胶使乳化肠的硬度和弹性增强但不显著(P>0.05)；当KCl替代食盐量为50%时,可得然胶添加量为0.6%和0.9%时,虽然乳化肠的硬度减小,但并不显著(P>0.05)；与空白组相比,乳化肠的硬度和弹性均有所提高。可能受食盐添加量减少的影响,可得然胶对乳化肠的质构改善作用也随之减小。
图1 可得然胶添加量对低盐猪肉乳化肠质构的影响
Fig.1 Effect of curdlan addition on the texture of low-salt pork sausage
注：同一颜色不同小写字母表示具有显著性差异(P<0.05)(下同)
在KCl替代食盐量为0,可得然胶的添加量0.9%时,乳化肠的内聚性和回复性显著增加(P<0.05)；在KCl替代食盐量为20%和50%时,随着可得然胶的添加,乳化肠的内聚性和回复性先增加后下降,在KCl替代食盐量为50%时尤为显著(P<0.05)。在KCl替代食盐量为30%,可得然胶的添加可以使乳化肠的内聚性和回复性提高但不显著(P>0.05)；在所有处理组中,可得然胶的添加量为0.3%时乳化肠的内聚性达到最大。在KCl替代食盐量为0、30%和40%时,添加可得然胶可显著提高乳化肠的胶着性和咀嚼性(P<0.05)；这与HSU等[20]研究的结果相似。在KCl替代食盐量为20%和50%时,可得然胶添加量在0.3%时乳化肠的胶着性和咀嚼性得到显著提高,随后开始下降,但与空白组相比,下降并不明显(P>0.05)。有研究表明,在西式羊肉火腿中加入0.1%～1%的可得然胶,火腿的内聚性、咀嚼性和胶着性有增加的趋势,并且可得然胶添加量在1%时最显著[21]；还有研究表明,与空白组相比,添加质量分数0～4%的可得然胶可以使带鱼肌肉蛋白的凝胶内聚性、胶着性和咀嚼性显著提高[22]。由此可知,添加可得然胶可提高低盐乳化肠的质构指标,改善低盐乳化肠质地,保证低盐乳化肠的品质。
由图1可知,在食盐未被KCl替代时,添加可得然胶对乳化肠所有质构指标都有改善作用,可得然胶特有的凝胶特性起到了很大的作用；随着KCl替代食盐量的比重增加,可得然胶对乳化肠质构的改善作用减弱,有的指标甚至出现了下降,可能是因为食盐含量的减少,KCl含量的增多影响了可得然胶凝胶的形成;有研究表明,NaCl和KCl浓度对可得然胶凝胶的热形成有影响,尤其是当两者的浓度为1 mol/L时[23]。当食盐的替代量为50%时,加入0.6%和0.9%的可得然胶使香肠的质构特性下降,但乳化肠的质构还是优于空白组。在KCl替代食盐量为20%、30%时,除了弹性,乳化肠的其他质构指标都比较高,尤其是添加了0.3%的可得然胶,与空白组相比,乳化肠的硬度,内聚性,胶着性,咀嚼性和回复性都得到了改善。综上所述,当食盐替代量为50%时,可得然胶的改善作用在减小,考虑到过量替代会给乳化肠的风味带来不利影响,建议KCl替代食盐的量为30%,可得然胶的添加量为0.3%～0.6%,既减少了乳化肠钠盐的含量,又保证了乳化肠的质量。
2.2 低盐猪肉乳化肠质构指标主成分分析
为了避免评价指标反映信息的重叠、节约评价成本,利用主成分分析来简化评价过程[24],把多个指标变为少量具有代表性的指标[25]。如表2所示,质构指标前2个主成分特征值为4.062、1.015,均大于1；主成分1(PC1)方差贡献率为67.705%,主成分2(PC2)方差贡献率为16.921%,两者累积贡献率达84.626%,能够反映乳化肠质构的大部分信息[26],因此可以选取前2个主成分进行分析。按照主成分结果计算各指标的权重,分别为硬度(0.331)、弹性(0.113)、内聚性(0.309)、胶着性(0.402)、咀嚼性(0.428)、回复性(0.344),其中咀嚼性权重最高。
表2 猪肉乳化肠质构指标主成分分析结果
Table 2 Principal component analysis of texture index of pork sausage
品质指标成分1成分2权重硬度0.7590.1480.331弹性-0.1950.960.113内聚性0.817-0.0780.309胶着性0.9920.0410.402咀嚼性0.9670.2210.428回复性0.928-0.1250.344特征值4.0621.015方差贡献率/%67.70516.921累计方差贡献率/%67.70584.626
2.3 低盐猪肉乳化肠质构指标相关性分析
对猪肉乳化肠质构指标进行相关性分析,结果见图2,硬度与内聚性、胶着性、咀嚼性、回复性极度正相关；相关系数分别为0.266**、0.813**、0.816**、0.522**。弹性与胶着性和回复性极度负相关。胶着性与内聚性极度正相关,咀嚼性与内聚性、胶着性和回复力极度正相关,其中咀嚼性和胶着性间的相关性系数高达0.981。就本实验而言,低盐猪肉乳化肠质构特性指标之间有很大的关联性。
图2 猪肉乳化肠质构指标相关性分析结果
Fig.2 Correlation analysis of texture indexes of pork sausage
注：**在 0.01 水平(双侧)上显著相关,
*在 0.05 水平(双侧)上显著相关
2.4 低盐猪肉乳化肠质构指标聚类分析
按照主成分分析的结果,各指标的权重以及质构指标间的相关性分析结果,对低盐猪肉肠质构指标进行聚类分析。如图3所示,在欧式平方距离15处,可以将质构指标分成两类，一类为弹性,另一类为咀嚼性、硬度、内聚性、回复性、胶着性。
图3 猪肉乳化肠质构指标聚类分析结果
Fig.3 Cluster analysis of texture indexes of pork sausage
2.5 建立低盐猪肉乳化肠质构综合评价模型
根据主成分分析结果可以选取前2个成分进行分析,PC1载荷较高的主要有胶着性、咀嚼性,并且呈正相关,硬度、内聚性、回复性所占比重也比较大；PC2载荷较高主要是弹性,并且与硬度、内聚性、恢复性呈负相关(表2)。聚类分析(图3)主要把这些指标分成两类,一类为弹性,一类为咀嚼性、硬度、内聚性、回复性、胶着性；根据图2相关性分析的结果可知,咀嚼性和硬度、内聚性、回复性、胶着性有很好的相关性,且呈现出极度正相关,在表2中咀嚼性权重最高,因此咀嚼性可以为第一类代表指标。弹性可以作为第二类代表指标。结合主成分分析结果中的咀嚼性和弹性两者的权重,可以建立猪肉低盐乳化肠质构的综合品质评价模型,模型函数如下：Q(A1,A2)=0.113A1+0.428A2,其中,Q,猪肉乳化肠质构的综合品质评价得分;A1,A2分别代表弹性和咀嚼性得分。根据模型计算出20组乳化肠的综合品质评价得分并进行排名见表3,可以看出排名较高的实验组主要分布在5～12组,其食盐替代比例主要是20%和30%,排名第一的组别为第10组,KCl替代食盐量为30%,可得然胶添加量为0.3%。
表3 猪肉乳化肠质构综合评价得分
Table 3 Comprehensive evaluation scores of pork sausage texture
实验组别综合评价得分Q排名实验组别综合评价得分Q排名1479.332011963.0452732.4313121 022.6833637.941613609.721841 016.82414764.05125882.22715821.731061 036.62216720.68147681.351517782.15118846.43918870.0389891.11619606.5419101 117.22120615.3017
2.6 低盐乳化肠保水率验证主成分分析
可得然胶添加量对低盐猪肉乳化肠保水率的影响见图4,当KCl替代食盐量0和40%时,随着可得然胶添加量的增加,乳化肠的保水率提高但并不显著(P>0.05)；KCl替代食盐20%,且可得然胶添加量在0.6%时乳化肠的保水率显著降低；可得然胶添加量为0.3%和0.9%时,与不添加可得然胶相比,乳化肠的保水率略微提高但是不显著(P>0.05)；KCl替代食盐30%,可得然胶添加量在0.6%时乳化肠的保水率显著提高(P<0.05)。由此可得,可得然胶的加入能够在一定程度上提高低盐乳化肠的保水性。这主要是由于可得然胶能与肌原纤维蛋白相互交织形成致密的三维网状结构,从而能够束缚更多的水分子[17],并且可得然胶具有很好的吸水性和保水性,最高可吸收并保持自身质量 100 倍的水分,当其添加到肉糜中,对肉糜凝胶中游离的水分起到很好的束缚作用,促进了低盐乳化肠肉糜持水性的提高,降低了猪肉低盐乳化肠的蒸煮损失[27]。KCl替代食盐50%时,随着可得然胶添加量的增加,乳化肠的保水率逐渐下降,但并不显著(P>0.05)。从乳化肠的保水率来看,最优组为KCl替代食盐量为30%,可得然胶添加量为0.3%,低盐乳化肠的保水率达到最大为86.39%；与质构最优组结果一致，也符合主成分分析结果。
图4 可得然胶添加量对低盐猪肉乳化肠保水率的影响
Fig.4 Effect of curdlan addition on water retention of low-salt pork sausage
3 结论
本实验范围内,对低盐乳化肠的保水率和质构指标进行分析,可得出添加0.3%～0.9%的可得然胶可以明显改善低盐乳化肠的硬度、弹性、咀嚼性等质构特性,在一定程度上能提高乳化肠的保水率；但KCl替代食盐50%时,可得然胶对乳化肠的质构和保水率改善作用变小。用主成分分析、相关性分析和聚类分析对低盐乳化肠的质构指标进行分析,遴选出2个评价指标,得出了关于可得然胶对低盐猪肉乳化肠的质构综合评价模型：Q(A1,A2)=0.113A1+0.428A2,其中,A1,A2分别代表弹性和咀嚼性,根据模型以及对乳化肠保水率和质构指标的结果分析,建议KCl替代食盐的量为30%,可得然胶添加量在0.3%～0.6%,可以生产出钠盐含量较低,质构特性良好的乳化肠。该模型为猪肉低盐乳化肠的生产和改良提供一定的参考。
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