不同温度对牛肉呼吸滚揉腌制效果的影响

　　滚揉腌制是加快肉类腌制速度的一种技术，最早在西式肉制品中应用。滚揉腌制是一个“动态腌制”过程，通过滚揉对肉块进行机械处理，可促进腌制液的渗透、改善肉的嫩度、提高盐溶性蛋白质的提取和向肉块表面移动的速度，从而缩短腌制时间、提高产品出品率和改善产品质量，研究及应用非常广泛，目前企业常采用的滚揉工艺是真空滚揉。由于滚揉期间，摩擦作用会使肉块温度升高而造成微生物的大量繁殖，因此企业一般将滚揉机与原料肉置于0～4℃下进行滚揉腌制。然而，低温使腌制液成分的渗透速度及发色反应速度下降，因此虽然真空滚揉腌制比传统静置腌制已经缩短了很长时间，但仍需长达数十小时。呼吸滚揉又称变压滚揉，是指在滚揉过程中将真空滚揉和加压滚揉交替进行，使肉块组织受到压迫、舒张的交替作用，造成肉块中各小环境的压力不断发生变化，从而在不同的时间里每个小环境呈周期性地吸入和挤出腌制液的交替运动，达到进一步缩短腌制时间的效果，目前国内外研究报道并不多见。本试验在普通真空滚揉腌制的基础之上，尝试采用呼吸滚揉腌制技术，加压时加入抑菌气体来抑制微生物的繁殖，并适度提高滚揉温度，通过对牛肉腌制过程中色泽、发色率及菌落总数等指标的测定，考察不同温度对牛肉色泽变化及微生物繁殖情况的影响，并与普通真空滚揉腌制的相关指标进行比较，旨在找出最佳的呼吸滚揉腌制工艺，为企业进一步提高牛肉腌制速度提供一定的理论依据。

　　1.1 原料及试剂

　　新鲜牛后腿肉；平板计数培养基；食盐、复合磷酸盐、亚硝酸钠：食品级；丙酮、盐酸(36%～38%)：分析纯。

　　1.2 主要设备

　　ZN2-140盐水注射机；GR200真空滚揉机；U-1810紫外可见分光光度计；N₂、CO₂气瓶；CR-400便携式色差仪；JYL-G12料理机；TGL-16A高速离心机；WSC-411P便携式数字测温仪；0～15℃可调冷藏库：自建。

　　1.3 方法

　　1.3.1 滚揉腌制流程

　　腌制液

　　↓

　　新鲜牛肉→修整→分割→盐水注射→滚揉腌制

　　1.3.2 操作要点 将牛肉修去筋膜、淋巴、脂肪、淤血等，分割成300g的肉块。用盐水注射机注入肉重25%的腌制液(质量分数，下同)，放入滚揉桶内，置于冷库中进行滚揉腌制。腌制液配方：食盐7%、复合磷酸盐1.2%、亚硝酸钠600mg/kg。

　　1.3.3 滚揉腌制设计

　　1.3.3.1 滚揉总持续时间 有报道认为，滚揉的运转不能简单地以时间来计算，而是由滚揉里程的总长短决定肉块所受机械作用的多少，并与肉的种类及肉块大小有关。

　　计算公式为L=U×N×T

　　式中：L为滚揉总里程；U为滚揉机内周长；N为滚揉机转速；T为滚揉总时间。

　　其中西式火腿滚揉里程一般设置在10000～12000m之间，但对牛后腿肉的滚揉里程的设置并未见报道。参照这一数值，结合本试验所用滚揉机直径0.9m、转速10 r/min、滚揉与静置时间比2:1，经计算得出滚揉总持续时间为大约12h。

　　1.3.3.2 滚揉过程 呼吸滚揉的过程为：真空正转20min→真空反转20min→静置20min→加压正转20min→加压反转20min→静置20min→.......，如此不断循环进行，持续12h。其中真空滚揉压力为0.08MPa，加压滚揉时参照肉气调保鲜，充入混合抑菌气体(CO₂:N₂=2:1)，压力根据前期单因素试验确定为0.18MPa。滚揉温度设计4个水平，分别为2℃(试验1组)、6℃(试验2组)、10℃(试验3组)、14℃(试验4组)。采取正-反-停间歇滚揉的工艺，主要是为了减少由于摩擦而引起的肉温上升，同时也使肉组织不容易受到破坏。

　　对照组为普通真空滚揉，其过程为：真空正转20min→真空反转20 min→静置20min→......,如此不断循环进行，持续12h。滚揉温度2℃，滚揉压力0.08MPa。

　　1.3.4 指标测定方法

　　1.3.4.1 肉温测定 每隔2h停机测定滚揉机内肉块温度。随机选取6个部位，将便携式测温仪的探头插入肉块中间，待读数稳定后记录，取平均值。

　　1.3.4.2 色泽测定 每隔2h从每组肉块中取具有代表性的3块肉样进行色泽测定。便携式色差仪先用标准版进行校正。每个肉样从中间剖开分成数块，随机选取6个部位，用色差仪测定亮度值L^*、红度值a^*和黄度值b^*，取平均值。

　　1.3.4.3 发色率测定 每隔2h从每组肉块中取具有代表性的3块肉样测定发色率。发色率是指亚硝酸钠与肉中肌红蛋白反应产生的亚硝基肌红蛋白占总色素的比率。参照Hornsey的方法进行测定。配制提取液A[丙酮:水=40:3(v/v)]，提取液B[丙酮:水:盐酸=40:2:1(v/v/v)]，均匀称取2份5 g绞碎的肉样，第一组加入21.5mL提取液A，第二组加入21.5mL提取液B，各搅拌20s使其混匀，第一组静置10min，第二组静置1h，以3000r/min离心5min，过滤。将第一组所得到的滤液在540nm波长测定吸光值D1(用提取液A做空白)；将第二组所得到的滤液在640nm波长测定吸光值D₂(用提取液B做空白)，按下式计算：

　　亚硝基肌红蛋白(mg/kg)=D₁×290

　　总色素(mg/kg)=D₂×680

　　发色率(%)=亚硝基肌红蛋白/总色素×100

　　1.3.4.4 菌落总数测定 每隔3h从每组肉块中取具有代表性的3块肉样测定菌落总数。按GB 4789.2-2010《食品微生物学检验菌落总数测定》进行。

　　1.3.5 统计分析 色泽、发色率及菌落总数均为3次平行试验的平均值，用SPSS Statistics 17.0统计分析软件进行显著性分析。

　　2.1 不同处理组滚揉期间肉块温度的变化

　　不同处理组滚揉期间肉块温度的变化见表1。原料肉经前处理及注射后，所有处理组初始温度略有差异。随着滚揉腌制的进行，各处理组肉块温度基本维持恒定，且均比冷库实际温度高出4～5℃，这是因为滚揉时肉块的摩擦导致了肉温升高。

　　表1 不同处理组滚揉期间肉块的温度的变化

　　2.2 不同处理组滚揉期间肉块色泽的变化

　　不同处理组在腌制过程中牛肉L^*值、a^*值和b^*值的变化情况分别见图1、图2及图3。

　　L^*值表示样品的明亮度，L^*值越大样品表面越有光泽；a^*为红度值，a^*值越大表示肉的红色越重；b^*为黄度值，b^*值越大表示肉的黄色越重。由图1、图2可以看出，在整个腌制过程中，所有处理组的L^*值明显增大，a^*值明显减小，并且4个呼吸滚揉组的L*值及a^*值变化均大于真空滚揉组，呼吸滚揉组随滚揉温度的升高L^*值及a^*值变化增大。L^*值增大说明经腌制后牛肉的色泽变亮。a^*值下降，说明经腌制后牛肉的红度减少，原因是由于腌制液中的亚硝酸钠与肉中肌红蛋白反应生成了亚硝基肌红蛋白，而亚硝基肌红蛋白的颜色较浅。L^*值与a^*值变化的显著性一致，腌制进行至第2小时时，各组之间的差异并不显著(P＞0.05)；但腌制进行至第4小时以后，各组之间均存在显著差异(P＜0.05)。这说明不同的滚揉方式及呼吸滚揉的温度对牛肉的光泽及红度值影响较大。从图3可以看出，随着滚揉的进行，所有处理组b^*值均有增加，但不及L^*值和a^*值的变化大。并且除个别组之间有差异外，整体差异并不显著(P＞0.05)，说明滚揉方式及呼吸滚揉的温度对牛肉黄度值的影响差异不大。

　　2.3 不同处理组滚揉期间肉块发色率的变化

　　由图4可以看出，随着腌制的进行，所有处理组的发色率均呈不断增加的趋势，腌制进行至第2小时时各组之间差异不显著(P＞0.05)，之后各组之间差异变得显著(P＜0.05)。其中呼吸滚揉腌制的4个组发色率增加速度均较真空滚揉组快，最终发色率均高于真空滚揉组，并且呼吸滚揉时随温度升高发色率提高，这与L^*值和a^*值的变化一致。这充分说明了呼吸滚揉可加大牛肉腌制速度，提高最终发色率，并且提高滚揉温度能进一步提高腌制速度和最终发色率。

　　2.4 不同处理组滚揉期间菌落总数的变化

　　不同处理组滚揉期间菌落总数的变化见表2。

　　表2 不同处理组滚揉期间菌落总数的变化

　　注：同列数据肩标字母不同表示差异显著(P＜0.05)，相同表示差异不显著(P＞0.05)。

　　从表2可以看出，各处理组的微生物数量在整个滚揉过程中均有所增加，这是因为低温及真空并不能完全抑制微生物的生长繁殖，厌氧菌及嗜冷菌还会有一定的生长。各处理组初始菌数没有太大差异(P＞0.05)，在滚揉腌制进行至第3小时与第6小时时，真空滚揉组与试验1、2、3组的菌落总数差异均不显著(P＞0.05)，与试验4组差异显著(P＜0.05)。这说明在此时间段，2℃下的真空滚揉与2、6、10℃下的呼吸滚揉微生物繁殖速度没有太大区别，而14℃下呼吸滚揉的微生物繁殖速度明显大于2℃下的真空滚揉。在滚揉腌制进行至第9小时与第12小时时，真空滚揉组除与试验3组的差异不显著(P＞0.05)外，与其余各组均有显著差异(P＜0.05)。这说明2 ℃下真空滚揉的微生物繁殖速度与10℃下呼吸滚揉的微生物繁殖速度相同。由此可见，加压滚揉过程中较高的CO₂分压对微生物的抑制作用较为理想。

　　呼吸滚揉与普通真空滚揉相比，能明显提高腌制速度及最终发色率，缩短腌制时间，并且在呼吸滚揉过程中提高温度能进一步提高腌制效果。由于呼吸滚揉加压时加入了CO₂等抑菌气体，10℃下呼吸滚揉的微生物繁殖速度与2℃下真空滚揉的微生物繁殖速度相同。因此，为进一步提高牛肉腌制效果，生产中可采用呼吸滚揉的方式：真空正转20min→真空反转20min→静置20min→加压正转20min→加压反转20 min→静置20min→......，不断循环进行。加压时充入混合抑菌气体(CO₂:N₂=2:1)，压力为0.18MPa，滚揉温度由传统工艺0～4℃提升至10℃，在此温度下滚揉时间可由真空滚揉的12h缩短至大约6h。