酱牛肉是传统酱卤制品代表之一,具有肉质软嫩、气味浓香、口感鲜嫩、低脂肪、高蛋白、维生素及矿物质含量丰富等优点,深受广大消费者喜爱。除了良好的色泽和口感外,保水性对于酱牛肉尤其重要。作为一种人工干预的手段,注入或添加非肉类成分以提高肉制品的保水能力或出品率已成为一种有效方法。柑橘纤维源于对柑橘类皮渣中纤维副产物的综合利用,是一种纯天然的功能性食品原料,具有良好的保水、保油、增稠等功能。近年来,柑橘纤维作为“清洁标签”也逐渐应用到了肉制品加工中,以提高产品的保水性。
渤海大学食品科学与工程学院的张明成、常光强、刘登勇*等将不同型号及质量分数(0.5%、1.0%、1.5%)的柑橘纤维添加到酱牛肉中,通过测定酱牛肉的出品率、pH值、水分迁移情况、柑橘纤维残留量(率)等指标,分析不同的柑橘纤维种类及添加量对酱牛肉保水性的影响,同时借助色泽、质构等指标对添加柑橘纤维的酱牛肉品质特性进行分析,评估柑橘纤维在酱牛肉中的使用效果,旨在为肉用柑橘纤维的开发提供理论依据。
1 柑橘纤维对酱牛肉出品率的影响
出品率对于酱牛肉生产是十分重要的生产指标。如图1所示,与空白组相比,添加柑橘纤维后的酱牛肉出品率显著升高(P<0.05)。添加1.5% CF400L80和0.5% CF100H60的酱牛肉出品率最高,分别为78.73%和78.35%(相比空白样品分别提高了0.14 倍和0.13 倍)。这主要是因为柑橘纤维能够吸水膨胀并对吸收的水分具有良好的保持作用,因此添加了柑橘纤维的肉制品能够提高其出品率。从结果中还能看出,对于相同类型的柑橘纤维,不同的添加量对酱牛肉出品率的影响有差异,随着CF400L80添加量从0.5%增加到1.5%,酱牛肉的出品率从71.49%显著增加到78.73%(P<0.05)。与之相反的是,随着CF100H60添加量增多,酱牛肉的出品率反而从78.35%显著下降到72.72%(P<0.05)。在前期的研究中也发现,酱牛肉的出品率并不是随着柑橘纤维添加量的增加而增加的。这主要归因于一些保留能力差(黏度小、吸水膨胀能力弱、粒径小)的柑橘纤维在煮制过程中会被不断从肉中迁移至煮汤中。即使这些柑橘纤维的初始添加量大,但是最终存留在肉中的柑橘纤维很少,从而无法为酱牛肉出品率的提升做出积极的贡献。
2 柑橘纤维对酱牛肉水分分布的影响
如图2A所示,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。与空白组相比,添加柑橘纤维的酱牛肉成像图亮度变亮,这主要是因为柑橘纤维具有一定的吸水、保水能力,提高了酱牛肉中的水分含量。对比不同型号及添加量的柑橘纤维对酱牛肉成像图亮度影响结果发现,添加1.5% CF400L80和0.5% CF100H60的酱牛肉成像图最亮,信号最强,水分含量最高。对于相同类型的柑橘纤维而言,不同的添加量对酱牛肉成像图亮度的影响存在差异,CF100L80的成像图亮度随着柑橘纤维添加量的增加呈现先变红又变黄的趋势,说明添加量为1.0% CF100L80的酱牛肉水分含量最高。CF400L80添加量从0.5%增加到1.5%,酱牛肉成像图亮度显著提高,水分含量逐渐增加。与之相反的是,CF100H60添加量增多,酱牛肉的成像图亮度反而显著下降,水分含量逐渐减少。通过成像结果反映出的酱牛肉水分变化与出品率的结果基本一致。添加到牛肉中的柑橘纤维因型号、添加量不同而产生的水分分布差异主要与柑橘纤维的吸水能力、柑橘纤维在牛肉中的存留量(率)以及牛肉的pH值有关。在此前的研究中已经证实,吸水能力强并且在煮制后能够较多保留在肉中的柑橘纤维往往对提高产品的保水性具有很大帮助。如图2B所示,T 21 峰表示与大分子中亲水基团紧密结合的结合水,T22峰表示封闭于肌原纤维束内或粗细纤维间的不易流动水,T23峰表示存在于纤维间隙的自由水。各个样品中结合水含量变化很小。与空白组相比,随着柑橘纤维的加入明显改变了酱牛肉中不易流动水和自由水的含量,主要表现为T22峰面积的增加和T23峰面积的降低,这表明样品内部发生了自由水向不易流动水的迁移。其中,添加1.5% CF400L80和0.5% CF100H60酱牛肉的T2缩短最为明显,表明在添加了1.5% CF400L80和0.5% CF100H60的柑橘纤维后,增强了酱牛肉与水结合能力,即柑橘纤维提高了酱牛肉的保水性。
3 柑橘纤维对酱牛肉pH值的影响
如表2所示,未添加柑橘纤维的酱牛肉(空白)pH值为6.34,与空白组相比,添加柑橘纤维的酱牛肉pH值显著降低。而且对于添加了相同柑橘纤维的酱牛肉而言,添加量越高,pH值降低越多,这与Powell等的研究结果相似。一般来说,pH值的降低会导致肉制品的持水能力下降。但是添加柑橘纤维后酱牛肉的出品率却提高,特别是对于添加了CF400L80的样品而言,添加量从0.5%增加到1.5%后,pH值从5.5降低至5.16,但是其出品率反而在逐渐增加,由此看出添加柑橘纤维导致的pH值变化对酱牛肉出品率的影响有限,并非是主要的因素。
4 柑橘纤维对酱牛肉总糖含量的影响
在前期的研究中发现,柑橘纤维在酱牛肉中的存留量是影响出品率的重要因素。与之前的研究不同,本研究通过直接滚揉的方式将柑橘纤维添加到牛肉中,为了研究滚揉添加柑橘纤维的效果以及不同柑橘纤维在酱牛肉中的存留率,通过测定样品中的总糖含量衡量柑橘纤维的存留效果。如表3所示,原料肉中总糖质量分数为0.34%。添加柑橘纤维后,牛肉中的总糖质量分数增加到0.45%~1.04%之间,这表明柑橘纤维可以通过滚揉的方式渗透到牛肉中,但是添加的效果各有不同。CF100L80中总糖含量随着柑橘纤维添加量的增加呈现先上升后下降的趋势,当添加量为1.0%时,滚揉后的牛肉中总糖质量分数达到最高,为0.83%。CF400L80是所有柑橘纤维中滚揉添加效果最好的,当其添加量为1.5%时,滚揉后的牛肉中总糖质量分数为1.04%。相比CF100L80和CF400L80,CF100H60的滚揉添加效果似乎并不理想,总糖质量分数最高值仅为0.60%,并且当其添加量大于1.0%后,总糖质量分数反而降至最低值(0.45%)。
滚揉后牛肉的总糖含量结果仅反映了柑橘纤维以滚揉方式添加的效果,而煮制后的酱牛肉中柑橘纤维存留量对于牛肉的出品率有重要影响。在之前的研究中,通过盐水注射的方式将柑橘纤维添加到牛肉中,此时牛肉中的柑橘纤维含量达到最大值,牛肉煮制时,体积不断缩小,迫使其中的柑橘纤维随着牛肉汁液一同排入汤中,因此存留在酱牛肉中的柑橘纤维逐渐减少。从表中看出,添加0.5% CF400L80和0.5% CF100L80的牛肉在煮制过程中损失了较多的柑橘纤维,导致它们的残留率仅为32.00%和40.00%。而CF100H60虽然通过滚揉添加进牛肉的量相比其他柑橘纤维少,但是其在煮制过程中损失量少,因此具有较高的残留率。
其中,添加了0.5% CF100H60的酱牛肉中总糖残留率最高,为73.08%。但是随着柑橘纤维添加量的增加,总糖的残留率逐渐降低至45.45%。总糖含量的降低意味着柑橘纤维在酱牛肉中含量减少,这可能是导致CF100H60酱牛肉的出品率随柑橘纤维浓度的增加而减少的原因之一。此外,从结果中还能看出添加了1.5% CF400L80和1.0% CF100L80酱牛肉的柑橘纤维残留率分别为68.57%和66.31%,而且它们的总糖残留量分别为0.82%和0.66%,这对提升酱牛肉的出品率有利。
5 扫描电镜观察柑橘纤维在酱牛肉组织中的分布状态
如图3所示,空白组呈现完整的牛肉微观结构,肌束紧密排列,纹理清晰。当添加了柑橘纤维后,肌束表面出现了不规则的层状或块状物质,这便是残留在酱牛肉中的柑橘纤维。0.5% CF100H60的柑橘纤维分布面积最大,其次是1.5% CF400L80和1.0% CF100L80两个样品,这一结果与柑橘纤维在酱牛肉中残留量/率分析结果相印证。0.5% CF100H60、1.5% CF400L80和1.0% CF100L80能够致密均匀地平铺在肌束表面,这有利于纤维的极性基团暴露,最终促使存在于牛肉中的柑橘纤维与较多的水分吸附和结合。这一结果在Zhang Mingcheng等的研究中得到了证实,因此上述3 种酱牛肉具有相对较高的出品率与柑橘纤维的存在及其分布方式有关。
6 柑橘纤维对酱牛肉表观黏度的影响
由图4可知,随着剪切速率的增加,柑橘纤维的黏度均呈下降趋势,且最后趋于稳定。柑橘纤维溶液具有非牛顿流体剪切稀化性质特征,柑橘纤维中果胶固有的黏性特性决定了其黏度。当果胶等物质含量增加时,分子链内与分子链间的无序缠绕和相互作用增加,导致其溶液流动阻力增大,黏度增强。当柑橘纤维添加量相同时,CF100H60组的表观黏度最大,CF100L80组次之,CF400L80组最小,这可能是因为表观黏度的大小和吸水膨胀有关。由于CF100L80和CF400L80组具有较低的表观黏度,在滚揉过程中,柑橘纤维在短时间内即可与牛肉充分混匀,加之二者的粒径小于CF100H60,这些因素均有助于柑橘纤维渗透到牛肉的内部,因此,CF100L80和CF400L80在滚揉后的牛肉中含量较多。CF100H60组具有较高的表观黏度,虽然滚揉进牛肉中的量相比CF100L80和CF400L80偏少(表2),但是在煮制过程中可能依靠较高的黏度从而较多地被截留在肌束间,因此CF100H60在牛肉中具有较高的残留率。由此可见,低黏度的柑橘纤维更容易滚揉进牛肉中,而相对较高黏度的柑橘纤维似乎更容易在煮制后留存在酱牛肉中。
7 柑橘纤维对酱牛肉色泽的影响
色泽是影响消费者食欲和购买决策的重要因素之一。如表4所示,与空白组相比,添加柑橘纤维对滚揉后酱牛肉的L*值和b*值均无显著差异(P>0.05),添加0.5% CF100H60和1.5% CF100H60的酱牛肉a*值变小(P<0.05);随着CF100L80和CF100H60添加量的增加,煮制后酱牛肉的L*值相比空白组普遍下降(P<0.05),而b*值普遍升高,特别是添加了1.5% CF100L80和0.5% CF400L80的酱牛肉b*值升高最为显著(P<0.05)。对于红度a*值来说,柑橘纤维的型号及添加量对牛肉的颜色影响不同,添加0.5% CF100L80和0.5% CF400L80的酱牛肉a*值超过了空白组(P<0.05),而随着柑橘纤维添加量的增加,1.0%的CF100L80和CF400L80以及1.5%的CF100L80和CF400L80 a*值均显著下降(P<0.05),而所有浓度的CF100H60 a*值均有所降低。这表明柑橘纤维的添加会降低酱牛肉的亮度,但是对红度值和黄度值的影响因柑橘纤维的型号和添加量不同而不同。
8 柑橘纤维对酱牛肉质构的影响
如表5所示,与空白组相比,添加柑橘纤维能显著降低酱牛肉的硬度、胶着性和咀嚼性(P<0.05),并显著提升酱牛肉的弹性、内聚性和回复性(P<0.05)。随着CF100L80添加量的增加,酱牛肉的硬度呈现先下降后上升的趋势,而CF400L80添加量的增加却导致了酱牛肉的硬度显著下降(P<0.05),相反,CF100H60添加量的增加却使酱牛肉的硬度、胶着性和咀嚼性显著上升(P<0.05)。由此可见,柑橘纤维的添加导致了酱牛肉硬度的下降或嫩度的提升,这可能是因为一方面柑橘纤维提升了酱牛肉的保水性,使得牛肉的嫩度提升;另一方面,进入牛肉组织中的柑橘纤维吸水膨胀,使肌纤维间隙变大,原本致密排列的肌纤维变得扭曲甚至松散,从而产生了嫩化的效果,降低了酱牛肉的硬度。
9 柑橘纤维对酱牛肉感官评价的影响
如表6所示,与空白组相比,添加0.5% CF100H60的酱牛肉在质地上具有显著差异(P<0.05),这可能是由于随着柑橘纤维的加入,提升了酱牛肉的保水性,使肉质更加紧密、有弹性。此外,添加0.5% CF100H60的酱牛肉在口感上也与对照组具有显著差异(P<0.05),这可能是由于牛肉组织中的柑橘纤维吸水膨胀,使肌纤维间隙变大,从而产生了嫩化的效果,降低了酱牛肉的硬度,提升了肉质口感。通过感官评价总分可知,0.5% CF100H60的酱牛肉具有较好的感官品质。
结论
柑橘纤维能够通过滚揉的方式添加到牛肉中,不同种类和浓度的柑橘纤维对酱牛肉的出品率和产品品质影响不同。柑橘纤维的添加能够显著提高酱牛肉的出品率,其中,添加了0.5% CF100H60的酱牛肉出品率较高,达到了78.35%。通过对柑橘纤维表观黏度和酱牛肉的pH值、总糖含量的测定以及微观结构的观察发现,黏度较低的柑橘纤维有助于其在滚揉过程中渗透到牛肉中,而黏度较高的柑橘纤维则更多地被保留在煮制后的牛肉中,这些保留在牛肉中的柑橘纤维以平铺或块状分散在肌束的表面,通过对水的吸附使酱牛肉保留了更多的不易流动水和自由水,从而提升了酱牛肉的出品率。通过对酱牛肉的感官评价发现,柑橘纤维能明显提升酱牛肉的质地和口感,其中,0.5% CF100H60的酱牛肉感官评价总分最高。综上所述,添加了0.5% CF100H60的酱牛肉整体效果最佳。
本文《不同柑橘纤维及添加量对酱牛肉出品率及品质的影响》来源于《食品科学》2024年45卷第11期226-234,作者:张明成,常光强,王 族,郑多多,贾 娜,鲁嘉丰,吕 广,黄云霞,刘登勇*。DOI : 10.7506/spkx1002-6630-20231009-057。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。
实习编辑:林安琪;责任编辑:张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网
为深入探讨未来食品在大食物观框架下的创新发展机遇与挑战,促进产学研用各界的交流合作,由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心及中国食品杂志社《食品科学》杂志、《Food Science and Human Wellness》杂志、《Journal of Future Foods》杂志主办,西华大学食品与生物工程学院、四川旅游学院烹饪与食品科学工程学院、西南民族大学药学与食品学院、四川轻化工大学生物工程学院、成都大学食品与生物工程学院、成都医学院检验医学院、四川省农业科学院农产品加工研究所、中国农业科学院都市农业研究所、四川大学农产品加工研究院、西昌学院农业科学学院、宿州学院生物与食品工程学院、大连民族大学生命科学学院、北京联合大学保健食品功能检测中心共同主办的“第二届大食物观·未来食品科技创新国际研讨会”即将于2025年5月24-25日在中国 四川 成都召开。
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