肉脯是我国的传统食品,采用猪、牛等畜禽类精瘦肉,经冷冻后切片、搅拌调味、摊筛、烘干、烤制、切片、包装而成[1-3]。肉脯具有营养丰富、携带方便、货架期长、口感好等特点,随着人们外出旅游度假、休闲娱乐活动的增多,肉脯类食品越来越受到消费者的青睐[4-6]。但肉脯较低的含水量不仅使得肉脯质地较硬,同时影响肉脯的弹性和咀嚼性,限制了肉脯的消费群体,因此如何改良、创新肉脯的配方,优化其加工工艺,具有重要意义。
茶树是多年生的木本植物,在我国已有几千年的历史。茶树花是着生于茶树新梢叶腋间的一种两性花,茶树花已于2013 年被卫生部公布成为一种食品新资源[7-8]。茶树花中富含茶多糖、茶多酚、茶氨酸、黄酮类化合物等物质,并具有很好的抗氧化活性[9-11]。因此,可将茶树花粉添加到肉脯的加工工艺中,开发出具有茶树花风味的肉脯,并改善肉脯的品质,同时提高肉脯的抗氧化活性。
本文在单因素试验的基础上,采用响应面试验优化茶树花肉脯的加工工艺,探讨茶树花粉添加量、焙烤温度、焙烤时间对茶树花肉脯质构特性及感官评分的影响,确定最佳加工工艺。本研究旨在为茶风味肉脯的开发提供参考依据,同时促进茶树花资源的综合利用。
福鼎大白茶茶树花、新鲜猪后腿瘦肉、白砂糖、食盐、黑胡椒粉、白胡椒粉、料酒、酱油、蚝油:市售;红曲粉(食品级):江苏味品惠食品有限公司;1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)、没食子酸、铁氰化钾、三氯乙酸(均为分析纯):上海麦克林生化科技股份有限公司;乙醇、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、邻二氮菲、硫酸亚铁、30% 过氧化氢、三氯化铁(均为分析纯):国药集团化学试剂有限公司。
气流式超微粉碎机(KC-18):瑞安市康源鑫药机有限公司;绞肉机(ZY-5-12S):苏州正台元精密机械有限公司;电子天平(ZA120R4):瑞士梅特勒-托利多仪器有限公司;电烤炉(MB-622+1S+1B)、压片机(SM-520E)、搅拌机(SM-5L):新麦机械(中国)有限公司;质构仪(TMS-Pilot):美国FTC 公司;旋转烘干机(LT-005):中山市好运家电器有限公司;离心机(H1850):湖南湘仪实验室仪器开发有限公司。
1.3.1 基本配方
茶树花肉脯基本配方为新鲜猪后腿瘦肉、食盐0.8%、白砂糖8%、黑胡椒粉0.2%、白胡椒粉0.2%、料酒1%、蚝油4%、酱油2.5%、红曲粉0.8%,冻干茶树花粉根据试验需要按比例添加,以上所有配料均按猪肉的质量比进行添加。
1.3.2 茶树花肉脯的加工工艺
将冻干后的福鼎大白茶茶树花用气流式超微粉碎机粉碎成200 目的茶树花粉后添加于绞碎后的肉糜中与配料一同腌制,腌制后置于压片机中压制成3 mm厚度的肉片,于50 ℃的旋转烘干机中烘制60 min 后按设定的程序进行焙烤,中途取出翻面、肉脯表面刷蜂蜜水(蜂蜜与水的质量比为1∶1),焙烤后的肉脯自然冷却后切成5 cm×3 cm×3 mm,真空包装。
普通肉脯除不添加冻干福鼎大白茶茶树花粉外,配方与工艺均与茶树花肉脯一致。
1.3.3 茶树花肉脯质构特性测定
参照江月[3]的方法,并稍作修改。采用质构仪对茶树花肉脯进行质构分析,选择全质构分析模式,设置参数:力量感元500 N,使用432-029 探头,测定前使用电脑设置寻找位移零点,探头回升至样品表面的高度为15 mm,形变百分比40%,检测速度30 mm/min,起始力0.75 N,测定间隔时间为4 s。每个样品重复测定3 次,取测定平均值作为最终结果。
1.3.4 茶树花肉脯的感官评定
茶树花肉脯的感官评定标准参照GB/T 31406—2015《肉脯》[12],选取10 位具有感官品评基础的人员作为感官品评者,对肉脯进行综合评分,按照25%形态得分、25%色泽得分、12.5%滋味得分、12.5%香气得分、25%杂质得分,以加权方式算得总分,茶树花肉脯的感官评分标准见表1。
表1 茶树花肉脯感官评分标准
Table 1 Sensory evaluation criteria for tea flower pork jerky
项目形态色泽滋味香气杂质评分标准片型规则整齐、完整,厚薄基本均匀,可见肌纹,无焦片、生片,无肉眼可见杂质片型规则整齐,厚薄基本均匀,有少量脂肪析出及微小空洞,杂质较少片型不太规则,不整齐,厚薄不太均匀,有焦片、生片,杂质较多色泽鲜明均匀,表面油润有光泽色泽良好色泽较差滋味鲜美、醇厚、甜咸适中,有茶树花风味滋味良好,有偏甜或偏咸感,茶树花苦涩味较明显偏甜或偏咸不适口,茶树花苦涩味过重或太淡肉香味纯正,具有茶树花香气肉香味不明显,茶树花香气稍欠缺或偏浓无肉香,茶树花香气太淡或过于浓郁无肉眼可见杂质杂质较少杂质较多评分80~100 60~<80 1~<60 80~100 60~<80 1~<60 80~100 60~<80 1~<60 80~100 60~<80 1~<60 80~100 60~<80 1~<60
1.3.5 茶树花肉脯加工工艺单因素试验
在预试验基础上,确定以对茶树花肉脯质构特性和感官评分影响突出的茶树花粉添加量、腌制温度、腌制时间、焙烤温度、焙烤时间进行试验研究,具体试验方案如表2 所示。
表2 茶树花肉脯加工工艺单因素试验设计方案
Table 2 Design of single factor tests of processing conditions of tea flower pork jerky
加工因素茶树花粉添加量/%腌制温度/℃腌制时间/h焙烤温度/℃焙烤时间/min因素水平2、4、6、8、10 0~4、4~8、8~12、12~16、16~20 1、2、3、4、5 140、160、180、200、220 19、21、23、25、27控制条件腌制温度0~4 ℃,腌制时间3 h,焙烤温度180 ℃,焙烤时间23 min茶树花粉添加量6%,腌制时间3 h,焙烤温度180 ℃,焙烤时间23 min茶树花粉添加量6%,腌制温度0~4 ℃,焙烤温度180 ℃,焙烤时间23 min茶树花粉添加量6%,腌制温度0~4 ℃,腌制时间3 h,焙烤时间23 min茶树花粉添加量6%,腌制温度0~4 ℃,腌制时间3 h,焙烤温度180 ℃
1.3.6 茶树花肉脯加工工艺响应面优化试验
在单因素试验的基础上,根据Box-Behnken 响应面中心组合试验设计原理,选取对茶树花肉脯品质特性影响较为显著的茶树花粉添加量(A)、焙烤温度(B)、焙烤时间(C)3 个因素作为自变量,因硬度、弹性和感官评分是成品肉脯的关键性指标,故以茶树花肉脯的硬度、弹性和感官评分为指标,以Y 作为响应值,设计三因素三水平的响应面试验,并进行数据拟合优化茶树花肉脯的加工工艺,试验因素及水平设计如表3 所示。
表3 响应面试验因素水平
Table 3 Factors and levels of response surface tests
水平-1 0 1因素A 茶树花粉添加量/%4 6 8 B 焙烤温度/℃160 180 200 C 焙烤时间/min 21 23 25
在响应面分析中,将茶树花肉脯的3 项检测指标采用Hassan 方法归一化为0~1 之间的值[13-14]。
肉脯硬度指标属于取值越小越佳、弹性和感官评分2 个指标属于取值越大越好,对其采用Hassan 方法进行数学转换求得Dmin 和Dmax,计算公式如下。
式中:di 为每组试验测得的硬度真实值;dmax 为试验组中硬度最大值;dmin 为试验组中硬度最小值。
式中:di 为每组试验测得的弹性/感官评分真实值;dmax 为试验组中弹性/感官评分最大值;dmin 为试验组中弹性/感官评分最小值。
参照樊金山等[15]的方法,将茶树花肉脯的硬度、弹性、感官评分的权重分别设置为0.3、0.3、0.4,根据下式计算包含硬度、弹性和感官评分的响应值Y。
式中:Dmin1 为硬度的Dmin;Dmax1 为弹性的Dmax;Dmax2 为感官评分的Dmax。
1.3.7 肉脯的体外抗氧化活性测定
参照徐亮[16]的方法,并稍作修改。以蒸馏水作为提取溶剂,准确称取10.0 g(精确至0.000 1 g)经石油醚浸泡脱脂室温晾干的肉脯样品,加入50 mL 溶剂,在离心机中均质(10 000 r/min,2 min)后,于50 ℃的条件下超声辅助提取30 min,冷却后用溶剂定容至200 mL过滤,即得肉脯提取液(50 mg/mL),用于肉脯体外抗氧化活性测定。
1.3.7.1 肉脯对DPPH 自由基清除率的测定
参照Yamaguchi 等[17]的方法,并稍作修改。以蒸馏水为溶剂,将肉脯提取液配制成1.25、2.50、3.75、5.00、6.25 mg/mL 的溶液,在1.0 mL 不同浓度的样品溶液中加入3.0 mL DPPH 溶液,充分振荡后,室温条件下避光反应0.5 h,无水乙醇调零,于517 nm 处测定吸光度,即样品吸光度A1;1.0 mL 蒸馏水代替样品与DPPH溶液反应,为空白对照组A0;3.0 mL 无水乙醇代替DPPH 溶液与样品反应,为样品本底对照组A2。同时测定茶树花肉脯和普通肉脯DPPH 自由基清除率(D,%),其计算公式如下。
式中:A0 表示空白对照组的吸光度;A1 表示样品组的吸光度;A2 表示样品本底对照组的吸光度。
1.3.7.2 肉脯对羟自由基清除率的测定
参照师梦楠等[11]的方法,并作适当修改。以蒸馏水为溶剂,将肉脯提取液配制成10、20、30、40、50 mg/mL的溶液,在试管中依次加入2 mL 磷酸盐缓冲液、1 mL 0.75 mmol/L 邻二氮菲溶液、1 mL 0.75 mmol/L 硫酸亚铁溶液,充分振荡后,加入1 mL 不同浓度样品溶液,最后加入1 mL 0.1%双氧水,摇匀后于37 ℃的恒温水浴锅中充分反应1 h 后,在510 nm 处测定其吸光度,即为样品组吸光度A1;用2 mL 蒸馏水代替1 mL 样品溶液和1 mL 0.1% 双氧水,为未损伤组A0;用1 mL 蒸馏水代替样品溶液,为损伤组A2。同时测定茶树花肉脯和普通肉脯的羟自由基清除率(O,%),其计算公式如下。
式中:A1 表示样品组的吸光度;A2 表示损伤组的吸光度;A0 表示未损伤组的吸光度。
1.3.7.3 肉脯还原能力的测定
参照Uluata 等[18]的方法,并稍作修改。以蒸馏水为溶剂,将肉脯提取液配制成10、20、30、40、50 mg/mL的溶液,在试管中分别加入2.5 mL pH6.6 的磷酸缓冲溶液和2.5 mL 1% 铁氰化钾溶液,混匀后加入2.5 mL不同浓度的样品溶液,于50 ℃的恒温水浴锅中充分反应20 min,水浴结束后,急速冷却,往混合液中加入2.5 mL 10% 的三氯乙酸溶液,充分振荡后7 000 r/min离心10 min,取上清液2.5 mL 于试管中,再加入2.5 mL蒸馏水和0.5 mL 0.1%三氯化铁溶液,反应10 min 后,在700 nm 波长处测定其吸光度,即为样品组A1。用2.5 mL 蒸馏水代替样品溶液,为空白对照A0。同时测定茶树花肉脯和普通肉脯的还原能力(X),计算公式如下。
所有试验至少进行3 次,采用Design-Expert 12.0软件进行响应面优化。使用Microsoft Office Excel 软件对试验数据进行统计处理和误差分析,试验结果采用平均值±标准差表示,使用SPSS 软件进行差异显著性分析和IC50 计算。用Origin 2018 软件进行图形绘制。
2.1.1 茶树花粉添加量对茶树花肉脯质构特性和感官的影响
茶树花粉添加量对肉脯质构特性和感官评分的影响如表4 所示。
表4 茶树花粉添加量对肉脯质构特性和感官评分的影响
Table 4 Effects of tea pollen addition amount on texture properties and sensory score of pork jerky
注:同列不同小写字母表示同一指标差异显著(P<0.05)。
茶树花粉添加量/%2 4 6 8 10质构特性硬度/N 271.48±3.99a 254.55±6.19b 222.71±4.85c 209.34±4.77d 183.18±3.01e弹性/mm 1.73±0.03a 1.69±0.11ab 1.70±0.10ab 1.52±0.05b 1.24±0.07c内聚性0.79±0.05a 0.78±0.03a 0.79±0.01a 0.79±0.04a 0.70±0.06a胶黏性/N 214.42±4.33a 181.34±3.04b 177.42±6.02bc 170.88±4.03c 156.66±2.99d回复性0.74±0.06a 0.72±0.04a 0.70±0.04a 0.65±0.05ab 0.56±0.06b咀嚼性/mJ 402.38±4.10a 329.42±4.27b 290.38±4.40c 259.99±3.76d 203.95±5.48e感官评分75.32±1.87c 84.56±2.03b 88.76±1.92a 69.72±1.75d 60.38±1.32e
由表4 可知,肉脯的硬度随着茶树花粉添加量的增加呈现逐渐下降的趋势,不同茶树花粉添加量对茶树花肉脯的硬度具有显著影响。An 等[19]研究泡菜粉的添加对猪肉干的影响,结果表明,随着猪肉干中泡菜粉含量的增加,猪肉干的剪切力逐渐降低,相较于试验组,对照组需要更大的剪切力。本研究茶树花粉添加量为2%~6%时,肉脯的弹性无显著差异,当添加量超过6%时,肉脯弹性与添加量呈负相关关系,并在10%时肉脯弹性最小。樊金山等[15]研究结果表明,姬松茸粉添加量为2.5%~12.5% 时,肉脯的弹性随姬松茸粉添加量的增加而降低,这与本试验的结果一致。茶树花粉添加量对肉脯内聚性的影响不显著,茶树花肉脯的胶黏性、回复性和咀嚼性均随茶树花粉添加量的增加呈不断下降的趋势,这可能是因为茶树花粉的增加,导致肉脯内部结构的均一性受到了破坏,故而引起这些指标的下降。茶树花肉脯的感官评分随着茶树花粉添加量的增加呈先上升后下降的趋势,茶树花粉添加量为2%~6% 时,感官评分随茶树花粉添加量的增加显著提高(P<0.05),当添加量为6% 时,感官评分最高,为88.76±1.92,超过6% 后成品肉脯的苦涩味明显,茶树花风味过于浓郁,掩盖了肉香味,不易被接受,因此感官评分下降明显。李玉邯等[20]研究发现,洋葱粉添加量超过10%,肉脯洋葱味太重,失去肉脯原有香气,从而导致感官评分降低。丁家琪等[21]研究结果表明,抹茶粉添加量过高,抹茶味过浓会掩盖鸭肉风味,降低肉脯感官评分,这与本试验结果一致。因此,选择茶树花粉添加量为4%、6%、8% 进行后续响应面试验。
2.1.2 腌制温度对茶树花肉脯质构特性和感官的影响
腌制温度对肉脯质构特性和感官评分的影响如表5 所示。
表5 腌制温度对肉脯质构特性和感官评分的影响
Table 5 Effects of pickling temperature on texture properties and sensory score of pork jerky
注:同列不同小写字母表示同一指标差异显著(P<0.05)。
腌制温度/℃0~4 4~8 8~12 12~16 16~20质构特性硬度/N 224.57±2.97a 222.63±3.20ab 216.46±3.51ab 215.28±4.09b 217.31±3.69ab弹性/mm 1.74±0.03a 1.70±0.03ab 1.71±0.02ab 1.65±0.05b 1.43±0.03c内聚性0.81±0.03a 0.77±0.04ab 0.73±0.03ab 0.72±0.04b 0.73±0.02ab胶黏性/N 203.51±3.43a 204.19±2.98a 198.76±3.21a 200.43±2.59a 199.34±3.03a回复性0.76±0.03a 0.75±0.04a 0.74±0.02a 0.70±0.03ab 0.63±0.04b咀嚼性/mJ 285.16±4.21a 283.44±3.86a 278.76±3.03ab 271.36±2.88b 277.36±3.03ab感官评分87.93±1.36a 86.25±2.09a 85.38±2.11a 84.75±1.91a 85.29±1.32a
由表5 可知,腌制温度对肉脯质构特性的整体影响较小。随腌制温度的升高,肉脯的弹性整体降低,并在16~20 ℃时,下降到最低值,0~4 ℃与12~16、16~20 ℃腌制肉脯间的弹性存在显著差异,4~8 ℃与8~12 ℃腌制肉脯的弹性无显著差异。肉脯的硬度随着腌制温度的升高而整体呈小幅度的下降,当腌制温度达4 ℃以上,肉脯的硬度无显著性差异。肉脯的内聚性、胶黏性、回复性和咀嚼性随腌制温度的升高而呈小幅度的起伏。随腌制温度的升高,茶树花肉脯的感官评分整体出现缓慢下降的趋势,这可能是因为不同温度所产生的温度差,使得肉脯的品质发生改变,茶树花肉脯在0~4 ℃低温腌制条件下感官评分最高,不同腌制温度间茶树花肉脯的感官评分无显著差异。苏婷等[22]研究表明,腌制温度对草鱼的感官评分影响较大,随着腌制温度的升高,感官评分呈下降趋势,草鱼的最佳腌制温度为4 ℃。叶路漫[23]研究发现,腌制温度越高,金鲳鱼制品的感官评分越低,与本试验的结果一致。低温条件下腌制能够抑制肌肉组织酶的活性和降低各种生化反应的速度,同时起到抑制微生物生长与繁殖的作用,综上,腌制温度为0~4 ℃时,茶树花肉脯的品质更佳。
2.1.3 腌制时间对茶树花肉脯质构特性和感官的影响
腌制时间对茶树花肉脯质构特性和感官评分的影响如表6 所示。
表6 腌制时间对肉脯质构特性和感官评分的影响
Table 6 Effects of pickling time on texture properties and sensory score of pork jerky
注:同列不同小写字母表示同一指标差异显著(P<0.05)。
腌制时间/h 1 2 3 4 5质构特性硬度/N 270.31±3.34a 258.38±3.50b 228.36±2.97d 210.24±3.67e 243.14±4.03c弹性/mm 0.95±0.05c 1.01±0.04c 1.74±0.06a 1.28±0.10b 1.21±0.03b内聚性0.74±0.04a 0.71±0.04a 0.77±0.03a 0.73±0.02a 0.72±0.06a胶黏性/N 210.56±2.88a 189.55±3.41b 176.32±3.05cd 170.68±2.76d 183.44±4.03bc回复性0.63±0.03a 0.68±0.02a 0.74±0.04a 0.63±0.09a 0.63±0.03a咀嚼性/mJ 387.35±4.11a 335.96±3.86b 287.45±3.36d 252.64a±3.67e 311.83±4.67c感官评分77.13±1.57d 82.65±1.86bc 89.38±2.01a 85.34±1.25b 80.01±1.38cd
由表6 可知,不同腌制时间对茶树花肉脯的硬度具有显著影响。腌制时间为1~4 h 时,随腌制时间的延长,肉脯的硬度不断降低,并在腌制时间4 h 时,硬度最小,当腌制时间为5 h 时,肉脯的硬度反而增大,这可能是因为随腌制时间的延长,肉糜中的肌原纤维发生断裂,经腌制肌肉中的盐溶性蛋白溶出,降低了肉脯的硬度,而腌制时间过长可能使蛋白质的聚集变性、水分含量下降,故而引起硬度变大[24]。腌制时间为1~3 h 时,肉脯的弹性与腌制时间呈正相关,当腌制时间为3 h 时,肉脯的弹性最佳,腌制时间超过3 h 后,弹性随腌制时间的延长明显降低,这可能是由于前期腌制时间不足,肌蛋白质转变不充分,成品肉脯弹性、韧性不佳,而腌制后期肌肉中的肌原纤维和弹性蛋白发生降解,导致肉的弹性下降。徐慧[25]研究结果表明,腌制时间对肉脯的口感具有重要的决定作用,腌制时间不足,蛋白质溶出不充分,成品肉脯口感粗糙、弹性及韧性差,与本试验的研究结果基本一致。成品肉脯的内聚性和回复性受腌制时间的影响不显著,胶黏性和咀嚼性随腌制时间的延长先降低后增加,这可能是因为腌制前期肉脯的硬度下降,弹性增大,故而该2 项指标呈下降趋势,腌制后期肉脯的水分含量下降,导致胶黏性和咀嚼性变大。
腌制时间为1~3 h 时,感官评分与腌制时间呈正相关关系,腌制时间为3 h 时,茶树花肉脯的感官评分为89.38±2.01,超过3 h 时,感官评分显著下降。户天星等[26]研究表明,随着腌制时间的延长,手撕牛肉的感官评分先增加后降低,这与本试验的研究结果基本一致。腌制是改善肉脯品质的一个重要环节,能使肉脯呈现更好的色泽和风味。腌制时间长短是影响肉脯品质的重要因素,腌制时间不足,肉制品内部渗透和扩散环节无法平衡,产品难以入味,腌制时间过长又将导致蛋白质的凝胶性质发生改变,同时易造成脂肪与蛋白质的过度氧化,对产品产生负面影响[27]。综上,腌制时间为3 h 时,茶树花肉脯拥有更好的品质。
2.1.4 焙烤温度对茶树花肉脯质构特性和感官的影响
焙烤温度对茶树花肉脯质构特性和感官评分的影响如表7 所示。
表7 焙烤温度对肉脯质构特性和感官评分的影响
Table 7 Effects of baking temperature on texture properties and sensory score of pork jerky
注:同列不同小写字母表示同一指标差异显著(P<0.05)。
焙烤温度/℃140 160 180 200 220质构特性硬度/N 189.13±4.65c 214.51±3.28b 220.86±5.31b 264.03±5.13a 143.45±3.76d弹性/mm 1.16±0.06c 1.44±0.03b 1.58±0.05a 1.60±0.08a 1.53±0.03ab内聚性0.75±0.02ab 0.77±0.02a 0.77±0.02a 0.80±0.02a 0.71±0.02b胶黏性/N 140.23±3.45d 165.82±4.33c 178.01±4.55b 284.93±2.53a 105.07±1.11e回复性0.60±0.06b 0.62±0.04b 0.76±0.09a 0.60±0.04b 0.50±0.04b咀嚼性/mJ 176.92±2.55d 244.41±4.08c 270.20±4.21b 388.25±4.51a 155.85±5.34e感官评分70.21±2.03c 79.13±2.12b 88.75±1.35a 80.38±1.66b 65.32±1.42d
由表7 可知,肉脯的硬度和咀嚼性随焙烤温度的升高先增加而后出现显著下降的趋势,这可能是由于焙烤温度的升高,肉脯的干燥速率提高,肌肉纤维蛋白由于发生热变形形成三维凝胶网络结构,水分蒸发速率加快,致使成品肉脯的水分含量低,质地紧密、硬度变大、咀嚼性升高,当焙烤温度达220 ℃时,由于焙烤温度过高,蛋白质变性速度过快致使表面形成一层硬壳,肉脯水分蒸发受阻,内部出现空洞,故而成品肉脯的硬度和咀嚼性急剧下降[28]。梅谭[29]研究表明,在110~210 ℃的焙烤范围内,随着焙烤温度的升高,羊肉脯的硬度不断变大,与本试验的结果基本一致。焙烤温度为140~160 ℃时,肉脯的弹性随焙烤温度的升高显著增大,焙烤温度超180 ℃后,弹性无显著变化。对肉脯的胶黏性和咀嚼性而言,焙烤温度从140 ℃升高至200 ℃,这2 个指标值显著增加,当焙烤温度超过200 ℃时,肉脯胶黏性和咀嚼性均显著下降。肉脯的回复性随焙烤温度的上升呈先增加后下降的趋势,并在180 ℃时,回复性达最高。
肉脯的感官评分随焙烤温度的升高呈现先升高后下降的趋势,当焙烤温度为180 ℃,此时肉脯的感官评分显著高于其他焙烤温度对应的肉脯感官评分,为88.75±1.35。焙烤温度过低,肉脯色泽不美观,质地偏软,肉焙烤香气无法被较好地激发出来,成品肉脯香气较差,而焙烤温度过高,导致肉脯蛋白质变性及非酶褐变反应速度过快,肉脯边缘出现焦化现象,口感差,故而感官评分低。周凤超等[28]研究结果表明,当烘干温度过高时,枇杷风味肉脯的硬度和咀嚼性大,产品感官评分下降。吴震洋等[30]研究得出猪肉脯的感官评分随焙烤温度的升高出现先升高后降低,这与本试验的研究结果一致。因此,选择焙烤温度为160、180、200 ℃进行后续响应面试验。
2.1.5 焙烤时间对茶树花肉脯质构特性和感官的影响
焙烤的主要目的是肉脯脱水熟化及赋予其较好的色泽,焙烤时间长短对成品肉脯的硬度、弹性、色泽、口感等具有重要的影响。焙烤时间对茶树花肉脯质构特性和感官评分的影响如表8 所示。
表8 焙烤时间对肉脯质构特性和感官评分的影响
Table 8 Effects of baking time on texture properties and sensory score of pork jerky
注:同列不同小写字母表示同一指标差异显著(P<0.05)。
焙烤时间/min 19 21 23 25 27质构特性硬度/N 194.48±4.13c 211.09±2.48b 226.57±2.79a 200.21±2.03c 169.36±2.06d弹性/mm 1.12±0.02d 1.36±0.03b 1.75±0.04a 1.39±0.06b 1.24±0.04c内聚性0.79±0.03a 0.82±0.03a 0.82±0.02a 0.70±0.02b 0.68±0.03b胶黏性/N 178.41±3.84c 198.83±2.93a 205.38±3.10a 190.33±2.98b 155.46±3.18d回复性0.78±0.01a 0.73±0.06a 0.77±0.03a 0.68±0.03ab 0.62±0.06b咀嚼性/mJ 186.69±6.10c 212.56±2.55b 253.18±3.05a 205.76±3.89b 172.24±4.13d感官评分70.21±1.89c 81.33±2.01b 89.03±2.02a 72.15±1.64c 60.31±1.15d
由表8 可知,在焙烤时间19~23 min 时,肉脯的硬度随焙烤时间的延长不断增大,焙烤时间为23~27 min时,肉脯的硬度显著降低。肉脯的弹性随着焙烤时间的延长,先呈增大的趋势,当焙烤时间大于23 min 时,茶树花肉脯的弹性显著降低,焙烤时间为23 min 时,肉脯的弹性最佳,这主要是由于焙烤时间过长,导致成品肉脯内部出现空洞,故而导致硬度和弹性值下降。Yang 等[31]研究结果表明,肉脯具有较大的剪切力可能与肉脯的肌肉组成和较低水分含量有关,这与本试验的结果基本一致。成品肉脯的内聚性和回复性随焙烤时间的延长整体呈小幅度的先上升后下降,焙烤时间为21 min 和23 min 时,肉脯的内聚性较高,23 min 时肉脯的回复性较好。当焙烤时间为19~23 min 时,茶树花肉脯的胶黏性和咀嚼性不断增大,超过23 min时,该2 项指标均显著下降,这可能是由于焙烤时间的延长使肉脯中的水分传递到热空气中,在高温条件下肌原纤维蛋白凝胶网络空间结构更紧密,故而肉脯的胶黏性和咀嚼性增强,焙烤时间过长,肉脯内部出现空洞,因此这2 个指标值下降。
茶树花肉脯的感官评分随焙烤时间的延长先增加后降低,并在23 min 时感官评分显著高于其他焙烤时间的感官评分,为89.03±2.02。赵立等[32]研究结果表明,焙烤时间在5 min 前,重组香菇肉脯的感官评分不断升高,超过5 min 后感官评分不断下降,这与本试验的研究结果基本一致。因此,选择焙烤时间为21、23、25 min 进行后续响应面试验。
根据单因素试验结果,采用Box-Behnken 试验,对茶树花肉脯的加工工艺进行优化。以茶树花粉添加量(A)、焙烤温度(B)、焙烤时间(C)为自变量,以Y 为响应值,进行三因素三水平响应面优化试验,对试验方案中17 组试验进行研究,得到的结果如表9 所示。
表9 响应面试验设计与结果
Table 9 Response surface test design and results
试验号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17茶树花粉添加量/%4 8 4 8 4 8 4 8 6 6 6 6 6 6 6 6 6焙烤温度/℃160 160 200 200 180 180 180 180 160 200 160 200 180 180 180 180 180焙烤时间/min 23 23 23 23 21 21 25 25 21 21 25 25 23 23 23 23 23硬度/N 187.35 179.34 268.36 193.34 234.46 201.18 258.95 203.35 180.36 240.14 213.19 203.16 224.73 225.49 226.21 227.35 225.89弹性/mm 1.20 1.08 1.53 1.15 1.47 1.24 1.60 1.22 1.12 1.50 1.46 1.12 1.75 1.77 1.76 1.75 1.76感官评分69.14 61.49 78.49 62.56 72.03 65.55 80.05 71.03 63.12 80.21 77.87 60.3 87.38 88.21 86.94 87.93 88.10 Y 0.45 0.32 0.46 0.32 0.45 0.37 0.54 0.35 0.35 0.56 0.58 0.33 0.83 0.84 0.82 0.83 0.84
运用Design-Expert 12.0 软件进行回归分析,得到Y 的标准回归方程:Y=0.832 0-0.066 2A-0.003 7B+0.007 5C-0.002 5AB-0.030 0AC-0.115 0BC-0.234 8A2-0.209 8B2-0.167 2C2。
响应面模型的方差分析见表10。
表10 方差分析
Table 10 Analysis of variance
注:**表示影响极显著(P<0.01)。
方差来源模型A B C AB AC BC A²B²C²残差失拟项纯误差总和平方和0.688 6 0.035 1 0.000 1 0.000 4 0.000 0 0.003 6 0.052 9 0.232 0 0.185 2 0.117 8 0.001 1 0.000 8 0.000 3 0.689 6自由度9 1 1 1 1 1 1 1 1 1 7 3 4 16均方0.076 5 0.035 1 0.000 1 0.000 4 0.000 0 0.003 6 0.052 9 0.232 0 0.185 2 0.117 8 0.000 2 0.000 3 0.000 1 F 值507.62 232.97 0.746 4 2.99 0.165 9 23.89 351.00 1 539.55 1 229.10 781.47 3.69 P 值<0.000 1<0.000 1 0.416 2 0.127 6 0.696 0 0.001 8<0.000 1<0.000 1<0.000 1<0.000 1 0.119 7显著性**************
由表10 可知,模型的F 值为507.62,P 值<0.000 1,说明该模型极显著,失拟项P=0.119 7>0.05,说明未知因素对本试验的影响较小,模型可靠。模型中一次项A、交互项AC、BC 及二次项A²、B²、C²对Y 的影响极显著,说明各因素对茶树花肉脯响应值Y 的影响呈二次关系,而不是单纯的线性关系。由F 值检验可知,各因素对响应值Y 的影响主次顺序是茶树花粉添加量(A)>焙烤时间(C)>焙烤温度(B)。该模型的决定系数R2=0.998 5,复合相关系数R2Adj=0.996 5,预测决定系数R2Pred=0.981 4,变异系数2.26%,表明该模型与实际试验的拟合程度好,可信度高,可用于分析和预测各因素对茶树花肉脯加工工艺响应值Y 的影响。
响应面越陡峭,等高线的疏密分布越不均匀,说明各因素的交互作用越大。各因素交互作用如图1~图3所示。
图1 茶树花粉添加量和焙烤温度的交互作用
Fig.1 Interaction between tea pollen addition amount and baking temperature
图2 茶树花粉添加量和焙烤时间的交互作用
Fig.2 Interaction between tea pollen addition amount and baking time
图3 焙烤温度和焙烤时间的交互作用
Fig.3 Interaction between baking temperature and baking time
由图1~图3 可知,图2、图3 交互作用曲面陡峭,对应的等高线呈疏密不均匀的明显椭圆形,说明茶树花粉添加量和焙烤时间、焙烤温度和焙烤时间之间的交互作用,对茶树花肉脯的响应值Y 影响极显著,这与方差分析结果一致。AB 间也有一定的交互作用,但不显著。
根据Design-Expert 12.0 预测模型极值点,结果显示最佳茶树花肉脯加工工艺条件为茶树花粉添加量5.712%、焙烤温度179.608 ℃、焙烤时间23.083 min。根据实际操作的需要设计验证试验,将最佳加工条件调整为茶树花粉添加量5.7%、焙烤温度180 ℃、焙烤时间23 min,采用上述优化后的加工条件进行3 次平行试验,测得的茶树花肉脯的感官评分为89.39±1.02,硬度为(216.32±3.21)N,弹性为(1.81±0.03)mm,证明该模型拟合度良好。
2.6.1 两种肉脯DPPH 自由基清除率的对比研究
对普通肉脯和经优化工艺制备得到的茶树花肉脯进行DPPH 自由基清除率测定,结果如图4 所示。
图4 两种肉脯DPPH 自由基清除率
Fig.4 DPPH free radical scavenging rates of two pork jerky products
由图4 可知,溶液质量浓度为1.25~6.25 mg/mL时,茶树花肉脯对DPPH 自由基清除能力随着质量浓度的增加显著增强,普通肉脯的清除活性也与溶液质量浓度呈一定的剂量效应关系,且茶树花肉脯对DPPH 自由基清除能力明显强于普通肉脯,当肉脯提取液的质量浓度为6.25 mg/mL 时,茶树花肉脯对DPPH 自由基清除率为(75.39±1.75)%,普通肉脯的DPPH 自由基清除率为(14.28±0.98)%。曹媛媛等[33]研究发现,仙草提取物能够提高猪肉糜的抗氧化能力,当仙草提取物添加量为4%时,肉脯的DPPH 自由基清除率由55%提高至81%,这与本试验的研究结果相近。通过试验数据可求得茶树花肉脯清除DPPH 自由基的IC50为2.98 mg/mL。
2.6.2 两种肉脯羟自由基清除率的对比研究
对普通肉脯和经优化工艺制备得到的茶树花肉脯进行羟自由基清除率测定,结果如图5 所示。
图5 两种肉脯羟自由基清除率
Fig.5 Hydroxyl radical scavenging rates of two pork jerky products
由图5 可知,提取液质量浓度为10~30 mg/mL时,随着溶液质量浓度的升高,茶树花肉脯和普通肉脯对羟自由基的清除能力显著增强,质量浓度超30 mg/mL 后,普通肉脯的清除能力无显著差异,茶树花肉脯的羟自由基清除能力均明显高于同质量浓度的普通肉脯,当肉脯提取液的质量浓度为50 mg/mL 时,茶树花肉脯的羟自由基清除能力[(24.31±0.63)%]是同质量浓度普通肉脯[(7.16±0.38)%]的3.4 倍。李玉邯等[20]通过研究发现,洋葱皮能够明显提高肉脯的抗氧化能力,当肉脯中洋葱皮的添加量为5%时,肉脯对羟自由基清除率超过5%。用SPSS 软件求得茶树花肉脯清除羟自由基的IC50 为127 mg/mL。
2.6.3 两种肉脯还原能力的对比研究
对普通肉脯和经优化工艺制备得到的茶树花肉脯进行还原能力测定,结果如图6 所示。
图6 两种肉脯的还原能力
Fig.6 Reducing power of two pork jerky products
由图6 可知,两种肉脯提取液质量浓度为10~30 mg/mL 时,随着质量浓度的升高,肉脯的还原能力均显著增强,且茶树花肉脯的还原能力明显高于普通肉脯,当肉脯提取液的质量浓度超过30 mg/mL 时,茶树花肉脯的还原能力无显著差异。当肉脯提取液的质量浓度为50 mg/mL 时,茶树花肉脯(1.49±0.04)的还原能力是普通肉脯(0.66±0.03)的2.26 倍。Cheng 等[34]将浓缩桑椹汁添加到猪肉干片的制作中,研究发现肉干片显示出优异的抗氧化活性,与本试验的研究结果相一致。
以茶树花肉脯为试验对象,在单因素试验的基础上通过响应面设计优化茶树花肉脯的加工工艺,确定最佳加工工艺参数为茶树花粉添加量5.7%、焙烤温度180 ℃、焙烤时间23 min,采用上述优化后的加工条件进行平行试验,在此条件下制得的茶树花肉脯感官评分为89.39±1.02,硬度为(216.32±3.21)N,弹性为(1.81±0.03)mm。通过体外抗氧化试验研究得出,茶树花肉脯和普通肉脯的抗氧化活性均随着溶液质量浓度的升高而增强,且茶树花肉脯的DPPH 自由基、羟自由基清除能力和还原能力均明显高于同质量浓度普通肉脯,利用试验数据计算得茶树花肉脯DPPH 自由基清除率和羟自由基清除率的IC50 分别为2.98、127 mg/mL。本研究将传统肉脯与福鼎大白茶冻干茶树花结合开发茶树花肉脯,改善了肉脯品质,提升了肉脯抗氧化活性,有利于拓展茶树花和肉脯的应用范围并提升其产品品质,能够促进茶树花资源的开发利用,提高茶树花的附加价值。
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