烘烤过程中水分分布和蛋白变性对猪肉脯质构的影响曹叶萍;郇延军;高静 【摘要】为阐明猪肉脯烘烤过程中水分变化和蛋白变性与质构之间的相关性，研究 了烘烤温度对猪肉脯质构的影响，并结合低场核磁共振和ATR-FTIR技术解析了烘 烤过程中水分变化和蛋白变性情况.结果表明:①烘烤温度对猪肉脯剪切力及质构影 响显著,651是影响猪肉嫩度的关键热处理温度;②在65°C条件下烘烤，随着加热时 间的延长,T21、T22和T23均逐渐向左偏移,A22显著减小(P < 0.05)潴肉蛋白二 级结构口-螺旋和9-折叠含量显著降低(P <0.05),p-转角和无规卷曲显著增加(P < 0.05);③不易流动水的弛豫时间及峰面积、蛋白二级结构与质构各指标呈极显著相 关(P<0.01).【期刊名称】《食品与机械》 【年(卷)，期】2019(035)001 【总页数】7页(P25-31) 【关键词】猪肉脯;质构;水分分布;蛋白二级结构 【作者】曹叶萍;郇延军;高静【作者单位】江南大学食品学院，江苏无锡214122;江南大学食品学院，江苏无锡214122;江南大学食品学院，江苏无锡214122【正文语种】中文猪肉脯是猪肉经腌制、烘烤的片状肉制品，因食用方便、风味独特、口感细腻、营 养丰富、携带和食用方便等特点倍受青睐［1］。
但目前猪肉脯普遍存在口感坚韧、 弹性不够、切片性能差、硬度大、易损伤牙齿等问题，其市场销售也因此受到一定 影响影响肉脯质构的因素有很多从宏观角度讲，原料肉的组织形态、肥瘦比、水分含 量等都存在很大影响［2］从微观角度讲，胶原蛋白含量、蛋白质的变性程度、蛋 白质的凝胶结构、不易流动水所占比例等则是重点考察因素刘晶晶等［3］通过水 浴加热牛肉使其达到不同的中心温度来探究胶原蛋白特性对嫩度的影响，结果发现， 胶原蛋白含量以及可溶性胶原蛋白的溶解变性很大程度上影响了牛肉的嫩度马纪 兵等［4］在研究风干耗牛肉加工过程中水分状态变化及质构相关性分析中发现，耗 牛肉在自然冷冻风干过程中不易流动水不断向外扩散蒸发，引起耗牛肉肌纤维收缩 和聚集，导致其质构特性发生变化姜秀丽等［5 ］探讨了烘干时间对猪肉脯水分分 布与品质相关性，发现烘干时间对猪肉脯品质的影响主要是由肉中水分的迁移引起 的然而，目前针对猪肉脯烘烤过程中水分存在形式及蛋白变性程度对质构特性影 响的研究尚未见报道本研究拟围绕猪肉脯烘烤过程中水分分布及蛋白的变性情况来探讨其与产品质构之 间的相关性，研究了烘烤温度对猪肉脯质构的影响，并结合氢质子低场核磁共振来 测定猪肉脯烘烤过程中水分的分布及组成特点，利用傅立叶红外光谱技术解析烘烤 过程中肉蛋白变性情况，为传统猪肉脯生产工艺的完善与质构改良提供新的思路。
1材料和方法1.1材料和仪器猪后腿肉、白砂糖、鸡精、特级酱油、鱼露：市售； 红曲红、乙基麦芽酚：食品级，市售质构分析仪：TA-XT plus型，英国Stable Micro Systems公司；低场核磁共振成像分析仪：MesoMR23-060V-1型，瑞士布鲁克公司；傅立叶红外光谱仪：IS10型，美国Nicolet公司1.2试验方法1.2.1猪肉脯基本配方原料肉100 g,蔗糖20 g,复合磷酸盐［焦磷酸钠：三聚磷 酸钠：六偏磷酸钠（质量比）=2：1：1］0.6 g,白胡椒粉0.348 g，特级酱油2 g ,鱼 露2 g,鸡精0.581 g，味精0.767 g，乙基麦芽酚0.1 g，红曲红0.023 g1.2.2猪肉脯加工工艺原料修整（去除可见脂肪）-切片（厚度约2 mm）-混料-腌制（400.5 h）-摊筛― 烘干（55 ,60,65,70,80 °C/5 h）-烤制（上下火均为220 °C/1 min）-冷却，真 空包装［6］1.2.3猪肉脯中水分含量测定按GB 5009.3—2016中的恒温干燥法执行1.2.4低场核磁共振试验肉片烘烤至不同水分含量时，取出，放置室温25 C后再 称取2 g肉脯样品放入核磁管内进行核磁共振测定。
试验参数为：磁场强度 （0.50±0.08） T,共振频率20 MHz，采样频率100 kHz,采样点数179 996，重 复等待时间3 500 ms，重复累加次数32，回波时间0.6 ms1.2.5质构测定根据文献［7］修改如下：将烤制完成的猪肉脯剪成长2 cm,宽1 cm的长方形，探头使用P/35R，测试前速度1 mm/s，测试速度3 mm/s，测试 后速度3 mm/s，压缩比60%，触发力5 g1.2.6剪切力测定根据文献［8］修改如下：将猪肉脯切割成3 cmx2 cm的长方形， 用于剪切力的测定探头使用A/CKB，测试前速度1 mm/s，测试速度1 mm/s , 测试后速度10 mm/s，压缩比90%，触发力5 g，测试模式压缩1.2.7傅立叶红外光谱分析使用傅立叶红外光谱仪，通过KBr压制盘法进行FTIR 光谱测量根据文献［9］修改如下：收集每个烘烤至不同含水量肉脯的光谱，分辨 率为4 cm-1，扫描64次，光谱扫描4 000 ~ 500 cm-1区域用干燥氮气连续吹 扫该系统使用解卷积、二阶导数和曲线拟合来分析结果1.2.8统计分析采用Excel 97—2003及Origin 2016软件绘图，采用SPSS Statistics 19.0软件对数据进行相关性及显著性分析；红外光谱高斯拟合使用 PeakFitv 4.12软件、Omnic软件处理数据；每个试验重复3次。
2结果与分析2.1烘烤温度对猪肉脯质构的影响2.1.1干燥曲线干燥曲线分为两个阶段，在干燥初期有个短暂的快速期，后期干燥 速率下降变得缓慢烘烤温度越高，干燥所经历的时间越短，因为高温加速水分子 的扩散，蛋白质发生凝聚，存储水分的空间（肌原纤维内）变小，水分流出，使得干 燥速率明显增大［10］55 °C和60 °C干燥所需要的时间差值大，而在60 °C和65 °C 条件下干燥所花费的时间差值小，即同样的温度差，干燥结果却相差很大，此现象 与蛋白的变性有关，肌球蛋白在55 ~60 °C时开始变性，胶原蛋白在60 ~65 °C遇 热发生收缩，因此推测60-65 °C是影响猪肉嫩度的关键热处理温度另外，从图1可以看出，在烘烤温度80 °C条件下，干燥起始的30 min内，含水 量直线下降，随后曲线趋于平缓，含水量降低缓慢，这是因为起始阶段温度很高， 表面水分快速脱除，但是随着烘烤继续，肉脯表皮内肌原纤维及结缔组织收缩使得 肉脯表面形成一层硬壳，不利于内部水分转移至表面脱除，所以后期干燥速率降低图1烘烤温度下猪肉脯的干燥曲线Figure 1 Drying curve of pork chop at different baking temperatures2.1.2烘烤温度对猪肉脯剪切力的影响由图2可知，55 C烘烤组猪肉脯剪切力值 最小，这是因为温度越低，失水量越少。
烘烤温度升高至60 °C时，剪切力增大， 这与肌原纤维蛋白变性有关，主要是肌动球蛋白凝聚，导致肌肉保水性降低烘烤 温度与剪切力不是正相关关系，这是由于温度升高至65 °C时，胶原蛋白发生溶解， 可溶性增加并形成凝胶，提高了肉的嫩度［11］，与本试验65 C烘烤组剪切力减小 结果相符温度继续升至70 -80 °C时，由胶原蛋白组成的肌内膜和肌束膜变性而 引起的收缩导致剪切力的第二次增加，证实65 °C是影响猪肉嫩度的关键加热温度 2.1.3烘烤温度对猪肉脯质构的影响通过质地多面剖析法(texture profile analysis , TPA)测量猪肉脯在不同烘烤温度下质构特性的变化，结果见表1硬度表示是物 体变形所需要的力，硬度越小，肉质越软［12］由表1可知，烘烤温度越低，硬度 越小，这与含水量有关李真［13 ］在研究熏马肉干的制备时发现，含水量越大，硬 度越小，其变化的趋势与本研究结果一致当温度升高至65 C时，硬度又呈下降 趋势，这是因为此时胶原蛋白溶解发生凝胶化，提高了肉的嫩度咀嚼性反映了从 开始咀嚼肉脯到下咽的整个过程中消耗的热值，它的数值越小说明肉脯质地越柔软 从表1还可以看出，烘烤温度为65 C时，其咀嚼值最小。
另外，随着烘烤温度升 高，猪肉脯内聚性呈显著上升趋势(P<0.05)，弹性和回复性均显著减小(P<0.05) 图2烘烤温度对猪肉脯剪切力的影响Figure 2 Effect of different baking temperatures on shear strength of pork chop表1烘烤温度对猪肉脯质构的影响十Table 1 Effect of different baking temperatures on the texture of pork mash烘烤温度/°0更度句弹性内聚性咀 嚼性/g回复性557626.626±22e0.867±0.012b0.774±0.008b127.492±65d0.609±0.004a609 957.291±35c0.771±0.061c0.816±0.007a7 006.141±48c0.569±0.003b658 542.482±59d0.679±0.008a0.841±0.004a5 424.984±47e0.491±0.003c7011 065.886±66b0.582±0.013d0.864±0.007a8 994.104±26b0.411±0.006d8013 416.823±44a0.485±0.015e0.899±0.008a9 623.665±53a0.312±0.005e 十同列字母不同表示差异显著(P<0.05)。
综上所述，烘烤温度对猪肉脯剪切力及质构影响显著，其中65 C烘制的产品咀嚼 性最低，剪切力值和硬度较小，适宜烘烤猪肉脯，以下试验均在最佳烘烤温度65 C 条件下进行2.2肉脯烘烤过程中水分变化图3为肉脯烘烤过程中含水量从65%降至18%的核磁共振图谱，揭示了其水分分 布及组成特点试验中发现样品一般会出现3个峰，可以把猪肉脯的横向弛豫时 间分为 3 个部分：T21(1 ~ 10 ms)、T22(11 ~ 100 ms)和 T23(100 ~ 1 000 ms) 其中T21表示与蛋白质结合紧密的水，即结合水T22代表存在于肌原纤维内的 水，即不易流动水T23则是存在于肌原纤维外的水，即自由水［14］由表2可知，烘烤过程中，这3种状态水分的弛豫时间都显著降低本研究中T21变化表明烘烤过程中水一蛋白相互作用的改变［15］因为长时间的烘烤，促使 蛋白发生变性和聚集，水分和蛋白中的质子实现了交换，从而影响了肉脯中结合水 的横向弛豫时间及峰面积从烘烤开始到含水量下降至18%时，A21变化无规律，烘至含水量35%时达到最 大值，占总峰面积约2.27%而A22逐渐降低，A22所占总峰面积从92.14%下 降到了 87.10%。
A23总体呈下降趋势，所占总峰面积3.14%下降到了 1.74% 因此，在整个烘烤过程中，不易流动水变化显著，而结合水和自由水变化不显著 图 3 烘烤过程中 T2 弛豫分布 Figure 3 T2 relaxation distribution during baking2.3烘烤过程中猪肉脯的质构特性变化由图4可知，肉脯在烘烤过程中硬度、内聚性、咀嚼性及剪切力都显著增加 (P<0.05),而弹性和回复性则显著下降(P<0.05),其中硬度、咀嚼性和剪切力是 消费者评价肉脯品质优劣的重要指标［16］本研究肉脯在烘烤过程中硬度最终达到 了 8 542.482 g左右，增加了约6 915.856 g ；咀嚼性最终达到了 5 424.984 g 左右，增加了约4 601.510 g ；剪切力最终达到了 2 682.434 g左右，增加了约1 684.092 g，三者均在。