摘要：為研究超高壓處理對烤制豬肉腌制的影響，并優(yōu)化其工藝。本研究以豬肋條肉為原料，采用單因素與響應面相結合的方法，研究超高壓腌制對烤肉感官品質(zhì)與脂肪氧化的影響，確定超高壓腌制最佳工藝，并與常溫常壓腌制、低溫常壓腌制比較。結果表明：超高壓腌制最佳條件為：180MPa，溫度15℃，腌制時間30min，得到感官評分92.59，與預測值基本一致。經(jīng)過超高壓腌制的烤肉與常溫常壓腌制和低溫常壓腌制比較，過氧化值分別降低了21.29%和9.89%；丙二醛含量分別降低了41.90%和4.22%；感官評分分別提高了10.84%和9.52%，硬度和咀嚼性更低。采用PEN3型電子鼻檢測烤肉揮發(fā)性物質(zhì)，并對其響應值進行主成分分析（principal component analysis, PCA）。結果表明超高壓腌制與常溫常壓腌制風味相似，兩者與低溫常壓腌制風味差別較大。超高壓腌制的烤肉在感官、脂肪氧化、質(zhì)構等得到改善。

　　關鍵詞：超高壓處理；腌制；烤制；豬肉；工藝優(yōu)化；電子鼻；風味比較

　　燒烤是人類最古老的食品烹飪加工方式，即直接將肉制品放置于高溫的環(huán)境下烘烤至表面變?yōu)榻瘘S色，形成外焦里嫩的獨特口味?？救馐悄壳安惋嬓袠I(yè)中深受消費者歡迎的一大類美食，但目前關于此類食品加工工藝對產(chǎn)品感官、風味、營養(yǎng)和安全等品質(zhì)影響的研究被忽視，危害物質(zhì)的產(chǎn)生與控制機理仍需進一步深入研究。與烤肉品質(zhì)密切相關的風味、嫩度、多汁性、過氧化值和丙二醛含量等因素，受原料、預處理、腌制和烤制等因素的影響。腌制劑種類、腌制方式和時間等影響腌制肉制品傳質(zhì)速率、嫩度、色澤、保水性和質(zhì)構等。

　　食品超高壓技術(ultra-high pressure, UHP)，指在密閉的超高壓容器內(nèi)，用水作為介質(zhì)對軟包裝食品等物料施以400～600MPa的壓力或者是用高級液壓油施加以100～1000MPa壓力的一種新型處理技術。自1990年日本首次生產(chǎn)超高壓果醬食品以來，超高壓技術在食品加工領域中的應用原理與范圍便備受關注。由于超高壓技術可以破壞分子中部分氫鍵和二硫鍵等非共價鍵，引起食品中的酶、蛋白質(zhì)、淀粉等生物分子構型發(fā)生變化，具有殺菌保鮮、嫩化肉和改善肉制品質(zhì)構特性作用。日本的Fujichiku公司將腌熏豬肉切片真空包裝后放在常溫、300MPa壓力條件下高壓處理2 h，經(jīng)高壓處理后能夠明顯加快腌制速度。另有研究表明，經(jīng)過超高壓處理后，豬肉擁有類似火腿般的獨特口感，牛腿肉擁有脊肉般的柔軟效果。

　　目前關于超高壓技術用于預調(diào)理豬肉腌制的報道較少，論文主要通過研究超高壓對腌制五花肉烤制后感官、過氧化值、質(zhì)構和風味等的影響，并與常溫常壓和低溫常壓進行比較，以期為高壓技術在預調(diào)理肉制品和烤肉制品中的應用提供一定的參考。

　　1  材料與方法

　　新鮮豬五花肉選用同品種、同批次、相同部位、肥瘦均勻的豬五花肉，肥肉與瘦肉的比例約為1:1，雞精；食鹽；辣椒、花椒、孜然；橄欖油；十三香；大豆分離蛋白；大蒜。冰乙酸、三氯甲烷、碘化鉀、硫代硫酸鈉、石油醚（沸程為30℃～60℃）、無水硫酸鈉、可溶性淀粉、三氯乙酸、乙二胺四乙酸二鈉、硫代巴比妥酸。

　　M1-205A型美的微波爐；DZ400-DZ（2L）型真空封裝機；UV5800PC型紫外可見分光光度計；HPP.L2-800/1型高壓設備；TA.XT plus質(zhì)構儀；PEN3型電子鼻；YH-36型遠紅外食品烤爐。

　　1.2  實驗方法

　　1.2.1  主要技術路線

　　1.2.2  操作要點

　　1.2.2.1  豬肉預處理

　　選用同品種、同批次、相同部位、肥瘦均勻的豬五花肉，肥肉與瘦肉的比例約為1:1。宰殺冷卻，冷凍五小時后用切片機切成3mm的肉片，分裝為100g/份，真空包裝后儲存在-18℃的冷凍室內(nèi)。使用前置于微波爐解凍，并去血水。

　　1.2.2.2  豬肉腌制

　　經(jīng)預實驗得出烤肉腌制劑適宜配方：雞精0.3%、食用鹽1.1%、橄欖油9.0%、辣椒3.5%、花椒0.5%、十三香1.0%、孜然0.2%、大豆分離蛋白1.5%、大蒜5.0%。

　　超高壓腌制處理：解凍后豬肉涂抹上腌制劑后，裝于真空袋抽真空，對豬肉進行腌制處理。加壓時升壓速度為50MPa/s，卸壓速度為100MPa/s；腌制壓力100MPa，保壓時間10min，腌制溫度15℃。

　　1.2.2.3  豬肉烤制

　　在烤盤上鋪一張烤紙，將腌制后豬肉平整鋪在烤紙上。烤箱上下火預熱到180℃后烤制8min。

　　1.2.3  腌制工藝單因素實驗

　　在腌制壓力為100MPa，保壓時間為10min，腌制溫度為15℃的條件下，考察超高壓腌制壓力（100、200、300、400、500MPa）、保壓時間（10、20、30、40、50min）、腌制溫度（15、25、35、45、55℃）等對烤制豬肉感官評價、丙二醛含量、過氧化值的影響。

　　1.2.4  響應面試驗設計

　　在單因素試驗的基礎上，根據(jù)Box-Behnken中心組合設計原理，以腌制壓力(A)、腌制溫度(B)、保壓時間(C)為考察指標，以感官評分為響應值，設計三因素三水平響應面試驗，優(yōu)化超高壓腌制豬肉條件，試驗因素水平如表1。

　　1.2.5  不同腌制方式對烤制豬肉品質(zhì)的影響

　　超高壓腌制：采用1.2.4實驗所得超高壓最優(yōu)工藝腌制；常溫常壓腌制：常溫常壓（25℃）條件腌制30min；低溫常壓腌制：參考李新等條件稍作修改為溫度4℃，腌制30min。

　　1.2.6  烤肉感官評價

　　邀請10名具有食品專業(yè)相關知識和相關培訓的同學組成感官評價小組。確保每次評價中有合適的時間間隔和獨立安靜的評價環(huán)境，每品評一個樣品應漱口。根據(jù)產(chǎn)品特點，參考 GB 2726-2016《食品安全國家標準 熟肉制品》按照感官評價標準表2對烤肉進行評價。

　　1.2.7  過氧化值和丙二醛含量測定

　　過氧化值測定采用GB 5009.227-2016《食品安全國家標準 食品中過氧化值的測定》的直接滴定法進行測定。

　　丙二醛含量測定采用GB 5009.181-2016《食品安全國家標準 食品中丙二醛的測定》的分光光度法進行測定。

　　1.2.8  質(zhì)構特性測定

　　取烤肉，選擇平整部分，去除表面調(diào)料等雜物。采用Kuttappan等方法略作修改，探頭A/MORS，設定測試模式：壓縮、測前速度：0.5mm/s、測中速度：0.5mm/s、測后速度：10.00mm/s。目標模式：位移。位移：1.50mm，觸發(fā)力：5.0g。

　　1.2.9  電子鼻風味分析

　　采用岳玲等方法略作修改，將樣品剁碎，取1.0g均勻的樣品于15mL頂空進樣瓶中，封口，冷凍24h后，于常溫平衡30min后，采取頂空吸氣法進行電子鼻檢測分析，每個樣品重復3次。分別測定超高壓腌制、常溫常壓腌制、低溫常壓腌制三種腌制方式的烤肉樣品的揮發(fā)性風味物質(zhì)。

　　檢測條件：樣品測定間隔1s，清洗時間60s，歸零時間10s，樣品準備時間5s，分析采樣時間70s，進樣流量400mL/min。

　　1.3  數(shù)據(jù)處理

　　質(zhì)構數(shù)據(jù)每組重復6次，其余每組實驗重復3次，結果均以平均值±標準偏差表示。利用Microsoft Excel 2016、SPSS 17.0、Design-Expert8.0.6對數(shù)據(jù)進行整理分析；電子鼻數(shù)據(jù)采用Winmuster軟件進行主成分分析；采用Origin2021軟件繪圖。

　　2  結果與分析

　　2.1.1  超高壓腌制壓力對烤制豬肉感官評價和脂肪氧化的影響

　　由圖1a可知，當壓力增大時，感官評分先增加后降低，感官評分在200MPa 達到最佳。這結果與王元等報道結果相同，可能因為200MPa的處理能夠提高烤肉嫩度，使烤肉口感因為壓力增大而變得軟嫩，當壓力繼續(xù)增加后，可能壓力過高引起肌球蛋白絲凝結及蛋白質(zhì)變性、分解，組織松散，口感下降。

　　由圖1b可知，烤肉過氧化值在300MPa最低，可能因為超高壓能抑制脂肪氧合酶活性，從而降低過氧化值。當壓力過高過氧化值增加，在400MPa時達到峰值，可能與膜的破壞有關。烤肉的丙二醛含量在100MPa達到最低值，可能是高壓使蛋白質(zhì)發(fā)生變性，金屬離子被釋放出來，導致脂肪氧化的速度增加。當壓力過高時，丙二醛含量降低，可能與變性蛋白的協(xié)同作用有關。綜合考慮能源節(jié)約，選擇100MPa，200MPa，300MPa作為響應面設計水平。

圖 1 壓力對烤制豬肉感官評價及脂肪氧化的影響

　　2.1.2  超高壓腌制時間對烤制豬肉感官評價和脂肪氧化的影響

　　由圖2a可知，烤肉的感官評分在10min時最高，在50min時最低，這與張守勤等研究類似，可能是因為保壓時間過長使肉纖維狀態(tài)逐漸模糊，對烤肉色澤影響較大，導致感官評分低。圖2b結果顯示，烤肉過氧化值在20min時達到最低值，在40min時達到最高值。丙二醛含量在30min時達到最低，40min時達到最高。呈現(xiàn)不規(guī)律原因，需要進一步研究。因此綜合考慮后，選擇10min、20min、30min作為響應面設計水平。

圖2  保壓時間對烤制豬肉感官評價及脂肪氧化的影響

　　2.1.3  超高壓腌制溫度對烤制豬肉感官評價和脂肪氧化的影響

　　由圖3a可知，烤肉的感官評分在超高壓腌制溫度15℃時達到最高分，在55℃時達到最低?？赡苁且驗榻Y締組織會在40～60℃之間變性，這種蛋白質(zhì)的變性會導致剪切力增大，從而嫩度下降。由圖3b可知，溫度升高，過氧化值增加。在加熱條件下，烤肉過氧化值增加，溫度的升高也加速過氧化物的分解，并且過氧化物在低溫下不會完全分解，形成的產(chǎn)物可能進一步增加過氧化值?？救獾谋┖侩S溫度升高而逐漸增加?？赡苁怯捎诩訜崽幚泶龠M鐵蛋白中鐵離子釋放催化肌肉的氧化。綜合考慮后，選擇15℃、25℃、35℃作為響應面設計水平。

圖3  溫度對烤制豬肉感官評價及脂肪氧化的影響

　　2.2.1  設計與結果

　　根據(jù)以上單因素試驗結果，以腌制壓力、溫度、時間為自變量，以感官評分作為響應值，采用Box-Benhnken試驗設計，其設計水平和結果如表3所示。

　　Design-Expert8.0.6軟件對試驗數(shù)據(jù)進行分析，方差分析結果如表4，模型的F值為95.56，P＜0.01，極顯著，說明該模型具有統(tǒng)計學意義。失擬項F值為0.12，P=0.9442＞0.05，表現(xiàn)為不顯著，即方程的擬合度較好。相關系數(shù) R?=0.9912，校正決定系R2adj=0.9815，說明該模型具有統(tǒng)計學意義，可用來進行烤肉感官評分的預測?；貧w方程：

　　感官評分=89.20-3.87A-1.37B-0.75C-2.00AB-0.75AC-2.75BC-6.60A2-0.10B2-0.35C2

　　注：**差異極顯著，P＜0.01；*差異顯著，P＜0.05，NS不具有顯著性。

　　2.2.2  各因素交互作用分析

　　圖4為超高壓壓力和溫度交互作用對烤肉感官的影響，逐漸升高超高壓溫度，感官評分隨壓力增加一直呈先上升后減小的趨勢，且溫度越高時，感官評分隨壓力的增加，降低的趨勢更明顯；逐漸增加壓力，感官評分隨溫度的增加，先有上升趨勢，但不明顯，而后下降趨勢明顯。從等高線的形狀和疏密程度可知，壓力對感官評分的影響大于溫度對感官評分的影響，兩者交互作用顯著。

　　圖5表示了超高壓時間和壓力的交互作用對烤肉感官品質(zhì)的影響。逐漸增加壓力，感官評分隨時間增加趨于平緩；逐漸增加超高壓時間，烤肉感官評分隨著壓力的增加，一直處于先增加后減小的趨勢。從等高線的形狀和疏密程度可知，壓力對感官評分的影響大于時間對感官評分的影響，與方差分析結果一致。

　　2.2.3  驗證試驗

　　根據(jù)響應面軟件分析，確定超高壓最佳工藝參數(shù)壓力180.10MPa，溫度15.00℃，超高壓腌制時間30.00min，此條件下烤肉感官評分92.39。考慮到實際操作可行性，修正參數(shù)后，超高壓最佳工藝參數(shù)：壓力180MPa，溫度15.00℃，腌制時間30.00min，得到感官評分92.59與預測值基本一致，說明運用響應面法優(yōu)化超高壓腌制烤肉的工藝參數(shù)準確可行。

　　2.3  不同腌制方式對烤制豬肉品質(zhì)的影響

　　由圖6a中可得，超高壓腌制的烤肉的感官評分為最高，常溫常壓腌制的烤肉感官總得分最低?？赡苁且驗榭救饨?jīng)過超高壓腌制后，分子結構被破壞，烤肉肉質(zhì)更嫩。低溫常壓腌制的烤肉感官評分略高于常溫常壓腌制，無差異顯著性。

　　由圖6b可知，經(jīng)過超高壓處理的烤肉硬度與咀嚼性是三種處理方式中最低的，可能是因為壓力使豬肉中的肌肉纖維和蛋白質(zhì)的結合發(fā)生解離，性質(zhì)發(fā)生變化，并且肌纖維碎片化最終造成硬度下降。

　　由圖6c可得，三種腌制方法中，超高壓腌制的過氧化值和丙二醛含量均為最低，常溫常壓腌制的過氧化值和丙二醛含量均為最高?？赡苁且驗榭救庵械倪^氧化物被高壓破壞，所以會對脂肪氧化形成抑制，所以過氧化值和丙二醛含量相較于常溫常壓處理更低。

　　2.4  不同腌制方式對烤肉揮發(fā)性物質(zhì)的影響

　　從圖7可以得到，第一主成分（PC1）和第二主成分（PC2）的累積貢獻率99.36%大于85%，說明PC1和PC2已經(jīng)包含很大信息量，能反映樣品整體信息。其中第一主成分（橫坐標）貢獻率是97.43%，所以樣品的主要差異都是體現(xiàn)在第一主成分上。超高壓腌制和常溫常壓腌制的烤肉部分區(qū)域發(fā)生重疊，說明這兩種腌制方式在氣味有相似之處，而低溫常壓腌制的圖像與超高壓腌制及常溫常壓腌制的圖像之間沒有交叉重疊，說明低溫腌制風味與其他兩種腌制方式有差異。低溫腌制與超高壓腌制在電子鼻區(qū)分的主成分分析圖上位置分離比較大，所以整體風味信息兩者差別較大，而常溫腌制與低溫腌制在主成分分析圖上位置接近，因此差別相對較小，具體成分變化有待進一步研究分析。

　　3  結論

　　在單因素試驗基礎上，經(jīng)響應面法優(yōu)化得到的最佳腌制豬肉條件為壓力180MPa，溫度15.00℃，腌制時間30.00min。超高壓腌制烤肉與低溫常壓、常溫常壓比較，過氧化值分別降低了9.89%和21.29%。超高壓腌制烤肉比低溫常壓腌制烤肉和常溫常壓腌制烤肉的丙二醛含量分別降低了4.22%和41.90%。超高壓腌制烤肉比低溫常壓腌制烤肉和常溫常壓腌制烤肉的感官評分分別提高了9.52%、10.84%。超高壓腌制的烤肉硬度比常溫常壓腌制和低溫常壓腌制的烤肉的硬度分別降低了25.31%和18.54%，咀嚼性分別降低了14.92%和6.81%。結合電子鼻檢測的PCA分析圖發(fā)現(xiàn)，低溫腌制烤肉與超高壓、常溫常壓腌制烤肉可以較好地用電子鼻進行區(qū)分。綜合以上的分析，可以認為超高壓腌制的烤肉優(yōu)于常溫常壓腌制的烤肉和低溫常壓腌制的烤肉，而低溫常壓腌制的烤肉又優(yōu)于常溫常壓腌制的烤肉。