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摘要：采用蔗糖水解液与肉脯中蛋白质发生美拉德反应的产物替代亚硝酸钠在肉脯中发色，并应用响应面分析法对发色工艺进行优化，以期为无硝肉脯的生产提供指导。选用糖水比、水解温度、水解时间和蔗糖水解液添加量4个反应因素，以发色效果红度a*为响应指标，在单因素工艺试验的基础上，通过4因素3水平的Box-Behnken响应面分析法优化无硝肉脯的发色工艺。结果表明，最佳的无硝肉脯发色工艺为糖水比2.67 g ∶1 mL，水解温度179 ℃，水解时间46 min，蔗糖水解液添加量15.3 mg/g，在此条件下，肉脯的红度a*为17.84，与模型的预测值17.85基本一致。
关键词：肉脯；无硝；发色；响应面；水解
中图分类号： TS251.1文献标志码： A文章编号：1002-1302（2014）09-0226-06
收稿日期：2013-11-04
基金项目：江苏省高校科研成果产业化推进项目（编号：JHB2011-81）；江苏省“青蓝工程”人才基金（编号：苏教师[2012]39号）；江苏农牧科技职业学院院级重点项目（编号：ZD1206）。
作者简介：姚芳（1980—），女，四川仪陇人，硕士，讲师，研究方向为食品加工与贮藏。E-mail：[email protected]。
通信作者：刘婧，博士，教授，研究方向为食品加工与贮藏。E-mail：[email protected]。猪肉脯是猪肉经切片、调味、腌制、摊筛、烘干、烤制等工艺制成的干熟、薄片形的一种肉制品，是我国的传统美食[1]，其色泽棕红，具有蛋白质含量高、芳香浓郁、余味无穷等特点。肉制品的表观色泽是影响消费者购买行为的主要因素[2]，我国长期以来一直使用亚硝酸钠作为肉脯制品的发色剂，但亚硝酸钠有严重的毒副作用，它能使血红蛋白转变为高铁血红蛋白而失去输氧能力，而且亚硝酸钠长期积蓄在体内很易形成强致癌物亚硝胺。世界各国对食品中亚硝酸盐的安全问题非常重视，在没有理想的替代品之前，一直将其用量限制在最低水平。GB 2760—2011《食品添加剂使用标准》规定熟肉干制品不得添加亚硝酸盐，这给肉脯行业的发展带来了极大的挑战，因此研究一种新型干肉制品无硝发色技术以替代亚硝酸盐发色技术已成为肉脯行业亟待解决的难题。目前已有的肉制品无硝发色技术有一氧化碳发色[3]、亚硝基血红蛋白发色[4]、组氨酸发色[5]、红曲色素发色[6]、乙基麦芽酚和柠檬酸铁发色[7]、番茄红素发色[8]等，存在不适用于肉脯制品或者色泽不稳定、高温易分解、风味不好等问题。Kato等研究发现，在蛋白质变性温度下加热含蛋白质和糖的溶液，可发生美拉德反应，并且所形成的聚合物具有良好的色泽、热稳定性、乳化性和抗氧化性[9-10]。本研究利用蔗糖水解液与肉脯中蛋白质发生美拉德反应的产物替代亚硝酸钠在肉脯中发色，以提高肉脯的色泽和风味，避免亚硝胺致癌物质的产生，从而为无硝肉脯的生产提供技术指导。
1材料与方法
1.1材料与试剂
Ⅳ号肉（猪后腿瘦肉）购于双汇集团，含蛋白质21%～22%、脂肪3%～4%、水分74%～75%；食盐、蔗糖、味精、白胡椒粉，购自当地市场；鱼露，威海三源水产有限公司；食品级复合磷酸盐（符合Q/320308XAB05—2001《复合磷酸钾-钠》），徐州海成食品添加剂有限公司；蛋白酶（分析纯），美仑生物制品有限公司。
1.2仪器与设备
EM-2片肉机，厦门惟一食品机械有限公司；HWY50拌料机，上海美格食品机械厂；RLY30热风炉，常州盛得利干燥设备有限公司；输送式远红外线烘炉，香港永辉电路板设备有限公司；QZ204A切片机，江阴永联集团公司化工机械设备厂；DZ-500/2S双室真空包装机，苏州苏美特包装机械厂；AL204型电子分析天平，上海梅特勒仪器厂；C2191B型电磁炉，格兰仕集团；WSC-S数显测色色差仪，上海精密科学仪器有限公司。
1.3试验方法
1.3.1无硝肉脯加工工艺流程无硝肉脯的加工工艺主要有以下步骤：
蔗糖+水→加热水解→蔗糖水解液辅料
↓↓
原料肉验收→机械嫩化→切片→复合蛋白酶水解→混合腌制→真空滚揉→摊筛→脱水干燥→红外烤制→压平、切片→冷却、包装和贮藏。
1.3.2操作要点蔗糖水解：先将蔗糖与水按一定比例配成溶液，在150～175 ℃下缓慢水解约45 min，再加入与蔗糖等质量的水搅拌均匀，便制成蔗糖水解液。
嫩化切片：将处理好的肉块通过机械嫩化后，在片肉机中切成2～3 mm的薄肉片。
复合蛋白酶水解：添加0.35%复合蛋白酶（含40%菠萝蛋白酶、35%木瓜蛋白酶和25%风味蛋白酶），在20 ℃下水解处理薄肉片5 min。
混合腌制：添加1.5%左右的蔗糖水解液和食盐、鸡蛋、鱼露等辅料进行混合腌制。
真空滚揉：低温真空滚揉40 min，拌料至肉片发黏，倒入容器内静置20 min，使各种辅料充分渗透到组织中。
摊筛：将肉片摊在刷好油的竹筛上成型，要求表面平整光滑。
脱水干燥：将竹筛放入分区控温的烘炉中，按45～85 ℃程序升温，脱水烘干5 h，使肉脯半成品含水量<30% 。
红外烤制：将半成品放在远红外分段温控烤炉的不锈钢丝网带输送带上，通过控温仪控制3段烤炉的温度为180、240、280 ℃，每段烤制40 s。成品颜色应呈棕红色，有光泽，含水量<20%。
1.3.3色度测定将色差仪预热30 min，先用标准黑筒校零，再用标准白板校准，然后将色度测定仪CIE-LAB的探测器测量口垂直置于样品上，测定肉脯的亮度（L*）、红度（a*）、黄度（b*），每组随机测10个平行值，去极值后取平均值。L*值表示亮度值，又称白度值，L*值越大表明亮度越大，说明肉光泽度越好；a*值又称红度值，表示有色物质的红绿偏向，正值越大则偏向红色的程度越大，说明肉颜色越红，负值绝对值越大则偏向绿色的程度越大；b*值又称黄度值，表示有色物质的黄蓝偏向，正值越大则偏向黄色的程度越大，说明肉越不新鲜，负值绝对值越大则偏向蓝色的程度越大[11-12]。 1.3.4颜色感官评定由10个经验丰富的食品感官评定员组成评定小组，在感官评定室内对不同试验组猪肉脯的色泽进行感官评分，去极值后取平均值，评定标准见表1。
1.3.5无硝肉脯发色工艺的单因素设定单因素试验设计分别以感官评分、L*值、a*值、b*值作为评价指标，研究不同糖水比、水解温度、水解时间和蔗糖水解液添加量对无硝肉脯发色效果的影响，每组试验设3次重复。
1.3.6响应面试验设计根据单因素试验结果，采用响应面设计试验，运用Box-Behnken中心组合试验设计原理[13]，重点对肉脯中表观色泽相关性最强的a*值进行分析研究[14]，进行糖水比、水解温度、水解时间和蔗糖水解液添加量的4因素3水平的响应面试验，试验设计见表2。
1.3.7数据分析采用Design-Expert 8.05b分析软件对数据进行2次多元回归拟合，利用F检验对数据进行方差分析以评价模型的统计学意义。
2结果与分析
2.1糖水比对无硝肉脯发色效果的影响
将蔗糖与水按一定比例配成溶液，在175 ℃下缓慢水解45 min，加入与蔗糖等质量的水搅拌均匀，制成蔗糖水解液，再添加15 mg/g的蔗糖水解液以加工无硝发色肉脯，并研究不同糖水比对无硝肉脯发色效果的影响，试验结果见图1。由图1可见，随着糖水比例的增大，L*值、a*值和感官评分先缓慢增加又迅速下降，b*值的变化较小。研究发现，糖水比较小时，蔗糖水解液浓度低，无硝肉脯红色较浅；糖水比高时，色度值L*和a*较小，感官评分较低，可能是蔗糖在高
2.2水解温度对无硝肉脯发色效果的影响
将蔗糖与水按2.5 g ∶1 mL的比例配成溶液，在一定温度下缓慢水解45 min，加入与蔗糖等质量的水搅拌均匀，制成蔗糖水解液，再添加15 mg/g的蔗糖水解液加工无硝发色肉脯，研究不同水解温度对无硝肉脯发色效果的影响。由图2可以看出，随着水解温度的增大，L*值、a*值和感官评分都呈先增加后降低的趋势，b*值的变化较小，a*值和感官评分的变化幅度较大。由结果还可以看出，蔗糖水解温度低于 155 ℃ 时，对无硝肉脯的发色效果影响很小；高于185 ℃时，蔗糖在高温下易发生焦糖化反应，且颜色发黑，色泽变暗。因此综合试验结果，适宜的水解温度为175～185 ℃。
关键词：肉脯；无硝；发色；响应面；水解
中图分类号： TS251.1文献标志码： A文章编号：1002-1302（2014）09-0226-06
收稿日期：2013-11-04
基金项目：江苏省高校科研成果产业化推进项目（编号：JHB2011-81）；江苏省“青蓝工程”人才基金（编号：苏教师[2012]39号）；江苏农牧科技职业学院院级重点项目（编号：ZD1206）。
作者简介：姚芳（1980—），女，四川仪陇人，硕士，讲师，研究方向为食品加工与贮藏。E-mail：[email protected]。
通信作者：刘婧，博士，教授，研究方向为食品加工与贮藏。E-mail：[email protected]。猪肉脯是猪肉经切片、调味、腌制、摊筛、烘干、烤制等工艺制成的干熟、薄片形的一种肉制品，是我国的传统美食[1]，其色泽棕红，具有蛋白质含量高、芳香浓郁、余味无穷等特点。肉制品的表观色泽是影响消费者购买行为的主要因素[2]，我国长期以来一直使用亚硝酸钠作为肉脯制品的发色剂，但亚硝酸钠有严重的毒副作用，它能使血红蛋白转变为高铁血红蛋白而失去输氧能力，而且亚硝酸钠长期积蓄在体内很易形成强致癌物亚硝胺。世界各国对食品中亚硝酸盐的安全问题非常重视，在没有理想的替代品之前，一直将其用量限制在最低水平。GB 2760—2011《食品添加剂使用标准》规定熟肉干制品不得添加亚硝酸盐，这给肉脯行业的发展带来了极大的挑战，因此研究一种新型干肉制品无硝发色技术以替代亚硝酸盐发色技术已成为肉脯行业亟待解决的难题。目前已有的肉制品无硝发色技术有一氧化碳发色[3]、亚硝基血红蛋白发色[4]、组氨酸发色[5]、红曲色素发色[6]、乙基麦芽酚和柠檬酸铁发色[7]、番茄红素发色[8]等，存在不适用于肉脯制品或者色泽不稳定、高温易分解、风味不好等问题。Kato等研究发现，在蛋白质变性温度下加热含蛋白质和糖的溶液，可发生美拉德反应，并且所形成的聚合物具有良好的色泽、热稳定性、乳化性和抗氧化性[9-10]。本研究利用蔗糖水解液与肉脯中蛋白质发生美拉德反应的产物替代亚硝酸钠在肉脯中发色，以提高肉脯的色泽和风味，避免亚硝胺致癌物质的产生，从而为无硝肉脯的生产提供技术指导。
1材料与方法
1.1材料与试剂
Ⅳ号肉（猪后腿瘦肉）购于双汇集团，含蛋白质21%～22%、脂肪3%～4%、水分74%～75%；食盐、蔗糖、味精、白胡椒粉，购自当地市场；鱼露，威海三源水产有限公司；食品级复合磷酸盐（符合Q/320308XAB05—2001《复合磷酸钾-钠》），徐州海成食品添加剂有限公司；蛋白酶（分析纯），美仑生物制品有限公司。
1.2仪器与设备
EM-2片肉机，厦门惟一食品机械有限公司；HWY50拌料机，上海美格食品机械厂；RLY30热风炉，常州盛得利干燥设备有限公司；输送式远红外线烘炉，香港永辉电路板设备有限公司；QZ204A切片机，江阴永联集团公司化工机械设备厂；DZ-500/2S双室真空包装机，苏州苏美特包装机械厂；AL204型电子分析天平，上海梅特勒仪器厂；C2191B型电磁炉，格兰仕集团；WSC-S数显测色色差仪，上海精密科学仪器有限公司。
1.3试验方法
1.3.1无硝肉脯加工工艺流程无硝肉脯的加工工艺主要有以下步骤：
蔗糖+水→加热水解→蔗糖水解液辅料
↓↓
原料肉验收→机械嫩化→切片→复合蛋白酶水解→混合腌制→真空滚揉→摊筛→脱水干燥→红外烤制→压平、切片→冷却、包装和贮藏。
1.3.2操作要点蔗糖水解：先将蔗糖与水按一定比例配成溶液，在150～175 ℃下缓慢水解约45 min，再加入与蔗糖等质量的水搅拌均匀，便制成蔗糖水解液。
嫩化切片：将处理好的肉块通过机械嫩化后，在片肉机中切成2～3 mm的薄肉片。
复合蛋白酶水解：添加0.35%复合蛋白酶（含40%菠萝蛋白酶、35%木瓜蛋白酶和25%风味蛋白酶），在20 ℃下水解处理薄肉片5 min。
混合腌制：添加1.5%左右的蔗糖水解液和食盐、鸡蛋、鱼露等辅料进行混合腌制。
真空滚揉：低温真空滚揉40 min，拌料至肉片发黏，倒入容器内静置20 min，使各种辅料充分渗透到组织中。
摊筛：将肉片摊在刷好油的竹筛上成型，要求表面平整光滑。
脱水干燥：将竹筛放入分区控温的烘炉中，按45～85 ℃程序升温，脱水烘干5 h，使肉脯半成品含水量<30% 。
红外烤制：将半成品放在远红外分段温控烤炉的不锈钢丝网带输送带上，通过控温仪控制3段烤炉的温度为180、240、280 ℃，每段烤制40 s。成品颜色应呈棕红色，有光泽，含水量<20%。
1.3.3色度测定将色差仪预热30 min，先用标准黑筒校零，再用标准白板校准，然后将色度测定仪CIE-LAB的探测器测量口垂直置于样品上，测定肉脯的亮度（L*）、红度（a*）、黄度（b*），每组随机测10个平行值，去极值后取平均值。L*值表示亮度值，又称白度值，L*值越大表明亮度越大，说明肉光泽度越好；a*值又称红度值，表示有色物质的红绿偏向，正值越大则偏向红色的程度越大，说明肉颜色越红，负值绝对值越大则偏向绿色的程度越大；b*值又称黄度值，表示有色物质的黄蓝偏向，正值越大则偏向黄色的程度越大，说明肉越不新鲜，负值绝对值越大则偏向蓝色的程度越大[11-12]。 1.3.4颜色感官评定由10个经验丰富的食品感官评定员组成评定小组，在感官评定室内对不同试验组猪肉脯的色泽进行感官评分，去极值后取平均值，评定标准见表1。
1.3.5无硝肉脯发色工艺的单因素设定单因素试验设计分别以感官评分、L*值、a*值、b*值作为评价指标，研究不同糖水比、水解温度、水解时间和蔗糖水解液添加量对无硝肉脯发色效果的影响，每组试验设3次重复。
1.3.6响应面试验设计根据单因素试验结果，采用响应面设计试验，运用Box-Behnken中心组合试验设计原理[13]，重点对肉脯中表观色泽相关性最强的a*值进行分析研究[14]，进行糖水比、水解温度、水解时间和蔗糖水解液添加量的4因素3水平的响应面试验，试验设计见表2。
1.3.7数据分析采用Design-Expert 8.05b分析软件对数据进行2次多元回归拟合，利用F检验对数据进行方差分析以评价模型的统计学意义。
2结果与分析
2.1糖水比对无硝肉脯发色效果的影响
将蔗糖与水按一定比例配成溶液，在175 ℃下缓慢水解45 min，加入与蔗糖等质量的水搅拌均匀，制成蔗糖水解液，再添加15 mg/g的蔗糖水解液以加工无硝发色肉脯，并研究不同糖水比对无硝肉脯发色效果的影响，试验结果见图1。由图1可见，随着糖水比例的增大，L*值、a*值和感官评分先缓慢增加又迅速下降，b*值的变化较小。研究发现，糖水比较小时，蔗糖水解液浓度低，无硝肉脯红色较浅；糖水比高时，色度值L*和a*较小，感官评分较低，可能是蔗糖在高
2.2水解温度对无硝肉脯发色效果的影响
将蔗糖与水按2.5 g ∶1 mL的比例配成溶液，在一定温度下缓慢水解45 min，加入与蔗糖等质量的水搅拌均匀，制成蔗糖水解液，再添加15 mg/g的蔗糖水解液加工无硝发色肉脯，研究不同水解温度对无硝肉脯发色效果的影响。由图2可以看出，随着水解温度的增大，L*值、a*值和感官评分都呈先增加后降低的趋势，b*值的变化较小，a*值和感官评分的变化幅度较大。由结果还可以看出，蔗糖水解温度低于 155 ℃ 时，对无硝肉脯的发色效果影响很小；高于185 ℃时，蔗糖在高温下易发生焦糖化反应，且颜色发黑，色泽变暗。因此综合试验结果，适宜的水解温度为175～185 ℃。