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新型滚揉技术在肉制品加工中应用的研究进展

于秋影,赵宏蕾,常婧瑶,孔保华,刘骞* (东北农业大学食品学院)

      来源:《肉类产业资讯》    2022年第3期
 
内容摘要:滚揉技术在肉制品加工过程中被广泛应用,尤其在原料肉嫩化、提升腌制效率、降低蒸煮损失、改善产品品质等方面发挥出重要的作用。然而,常规滚揉技术在实际应用中会受到多种因素(比如温度、时间、转速、方式、真空度等)的影响,从而对产品的品质产生不同的作用。
  摘要:滚揉技术在肉制品加工过程中被广泛应用,尤其在原料肉嫩化、提升腌制效率、降低蒸煮损失、改善产品品质等方面发挥出重要的作用。然而,常规滚揉技术在实际应用中会受到多种因素(比如温度、时间、转速、方式、真空度等)的影响,从而对产品的品质产生不同的作用。随着新型食品加工技术的出现,将其与传统滚揉技术相结合,能够大幅度提高滚揉技术在肉类加工中的应用效率。本文基于前人的研究基础上,系统综述了新型加工技术与传统滚揉技术的交叉融合,以及新型滚揉腌制技术在肉类加工中的应用,以期对新型滚揉腌制技术的应用和发展提供理论和技术指导。
  关键词:新型滚揉技术;加工效率;肉制品;品质
  现今,随着现代肉类工业的发展,滚揉技术已经作为一种高效腌制方法被广泛应用于肉制品加工中。其中,滚揉技术常与注射腌制相结合,相较于传统腌制方法,滚揉在改善肉品品质,增强肉品嫩度等方面发挥了重要作用,滚揉可使肌纤维断裂、原料肉的组织结构松软,从而提高原料肉嫩度,提高腌制液的渗透率、缩短产品的腌制时间。此外,滚揉技术在改善肉质结构及色泽等方面也有着显著的作用,但随着肉品工业的进一步发展,传统滚揉技术的局限性也显露出来,其腌制效率较低,在腌制较大肉块时所需时间较长,大多在10h以上。虽然同静态液腌相比已经极大地提高了产品的腌制效率,但仍然不能满足当前肉类行业对高效化腌制的要求,因此,滚揉技术与新型加工技术的结合使用逐渐为肉品行业所关注。
  因现代肉类加工行业对腌制技术提出的新要求,促使腌制技术在保证产品品质的前提下,朝着提高腌制效率、缩短腌制时间的方向努力。基于此,研究人员利用不同真空度和压力的变化与滚揉技术相结合,并在滚筒的机械作用力下,使食盐在肉品组织中充分扩散,以此提高了腌制效率。其中,滚揉与真空和常压的周期性变化结合称为脉动真空滚揉技术,滚揉与真空和压力的周期性变化结合称为变压滚揉技术。此外,将超声波技术同滚揉技术结合,即超声波辅助变压滚揉,是指在一定的超声强度下,破坏肌肉的组织结构,加强肌肉的食盐渗透率等。而这些新型滚揉腌制技术在肉制品加工中的应用,也促进了食品加工技术朝着现代化方向前进。本文讨论了滚揉技术的作用以及影响滚揉的因素,根据国内外报道的滚揉技术在不同肉制品中的应用,全面综述了滚揉技术,同时探究了新型加工技术与滚揉腌制技术的协同作用,为新型滚揉技术在肉制品中应用的研究提供一定的理论指导。
  1  滚揉技术在肉制品中的作用及影响因素
  1.1  滚揉作用
  滚揉可以提高腌制效率,减少腌制时间,这是因为在滚揉过程中,通过滚筒的机械作用使得肉块与肉块、肉块与机械之间不断发生碰撞、摩擦,促使肌纤维断裂,Z线消失,且肌肉的完整细胞被破坏,腌制液更易进入细胞中,又因渗透压的作用,使腌制液在原料肉中分布的更快、更均匀,这使得腌制吸收率提高,腌制时间缩短。滚揉腌制与浸泡盐渍相比,达到肉制品所需含盐量时,滚揉腌制技术的加工时间更短。此外,腌制猪排骨时,相较于常压静态腌制,间歇真空滚揉腌制液吸收率增加了56.43%,连续真空滚揉增加了132.62%,以上均说明了滚揉腌制技术在提高腌制效率方面发挥着重要的作用。
  滚揉可以显著提高产品嫩度。一方面是因为滚揉操作导致肌细胞被破坏,大量钙离子从肌浆网中释放,从而激活并提高了钙激活中性蛋白酶的活性,降解细胞骨架蛋白,提高了产品嫩度;另一方面滚揉时因摩擦、挤压等产生的物理性冲击力,使得肌肉中的结缔组织遭到一定程度的破坏,肌纤维间空隙增大,肌原纤维小片化程度增加,剪切力下降,使得肉块的组织结构变得柔软、松弛,显著提高了肉块的嫩度。与静态液腌相比,滚揉腌制能显著改善牛肉的嫩度,提高出品率,此外滚揉可使猪后腿的半膜肌和肱二头肌硬度显著下降。
  滚揉在降低蒸煮损失方面也有着突出贡献。滚揉加速了腌制液中的阴离子与肌肉中阳离子结合,可以释放出更多带负电荷的多肽链羧基末端,使肽链间斥力增大,在微观水平上提供了更多的容水空间;同时滚揉使得肌纤维发生断裂,蛋白质因滚揉作用释放到肌肉组织表面,达到保水的目的;而具有较小纤维直径的不溶性肌原纤维可转化为可溶性蛋白,减少了纤维的内部体积,从而增大了容水面积,提高了产品的持水能力。此外,还有学者发现滚揉能降低蛋白质氧化和蛋白质表面疏水度,减少蛋白质构象的改变,降低异味化合物含量,使肉制品具有良好的感官特性。
  1.2  影响滚揉的因素
  尽管滚揉腌制有着诸多优点,但这都要基于原料肉的种类、肉块大小来对滚揉参数进行正确选择。对于传统滚揉来说,滚筒负荷、滚揉温度、时间、转速及方式、真空度(如图1)等都会影响到最终的滚揉效果;而新型滚揉技术除上述参数外,还要注意与滚揉技术联用的新型加工技术的关键参数,如脉动真空滚揉中的脉动比、变压滚揉中的变压交变比及超声波辅助变压滚揉中声波强度等。
  1.2.1  滚筒负荷
  在进行滚揉操作时,必须基于肉制品的种类及滚筒大小来装载,采取适当的负荷才能达到最佳的腌制效果。一般来说,实际装载量达到滚揉罐的60%为最佳。装载肉块过多,在滚揉过程中肉块之间过于拥挤,处于较中间的肉块所受机械压力小于周围的肉块,腌制液不能均匀的渗透其中,达不到预期的腌制效果;但装载肉块过少,又会使肉块在下落、机械运动中过度滚揉,导致肉块过软,使产品品质下降。
  1.2.2  滚揉温度
  滚揉中温度设置也是保证腌制肉制品品质的重要因素之一。通常在滚揉加工工艺中,温度应控制在0~4℃左右,此时能较好地控制原料肉中的微生物数量,且合理的滚揉温度会加快腌制液的渗透速度,并使肉制品的嫩度以及品质显著提升。当滚揉温度过高时,虽然腌制液的扩散速度明显加快,但肉中酶活性的增强,导致蛋白质酶解速度加快,脂肪过度水解。而低温滚揉有利于提高产品的嫩度、持水能力以及质构特性,但滚揉过程中控温制冷模式,使得设备的耗电量增加,生产成本也会随之提高。
  1.2.3  滚揉时间
  滚揉时间并不是一成不变的,肉制品种类、大小、厚度不同滚揉时间也不同。滚揉的一般计算公式为L=U×N×T。其中L为滚揉机里程(一般在10~12km),U为滚揉机内周长/m,N为滚揉机转速/(r/min),T 为滚揉机转动时间(间歇滚揉时间除外)。若滚揉时间较短,肌纤维并未完全断裂,肉块的松弛程度不够,腌制液的渗透率低,分布不均匀,色泽不一致,质构特性、粘合力及保水性均降低;但滚揉的时间过长,又会使蛋白质过度萃取,肉块过软,产品质量下降。滚揉时间对肉制品品质影响的研究有很多,大多研究表明,随着滚揉时间的延长,肉制品保水性增加,质构稳定。如李骏等探究发现,随着滚揉时间的增加,鸭肉饼的感官评分和失水量都下降,在达到50min后趋于平缓。汪烁硕等探究滚揉腌制对猪排的影响,测得滚揉时间2~3h的产品质量最佳,出品率最高。因此在腌制肉制品时应选择恰当的滚揉时间。
  1.2.4  滚揉转速及方式
  滚揉机转速的大小决定了肉块在滚筒中所受机械力强度的大小。若速度较小,翻滚力度较轻,结缔组织破坏不完全,腌制液渗透不足,肉块中盐分分布不均;转速过大,肉块间摩擦加大,造成肉块表面撕裂,渗出液增加。应选择合适的转速使得滚揉机柔和的按摩、推挤和摔落肉块。一般来讲转速应控制在8~15r/min,但应根据产品实际情况进行调整。如刘巧瑜等探究发现,转速越低,牛肉的品质和出品率越高,但低速启动会提高滚揉机的荷载电流,缩短使用寿命,因此在实验时采用的是滚揉机的最低转速为4r/min左右。
  滚揉方式可分为间歇滚揉和连续滚揉。一般来说,间歇滚揉更能够达到预期目的,如孙建清等研究发现相比于连续滚揉,间歇滚揉火腿的系水力和感官评价更好;但吴晨燕等腌制斑点叉尾鮰鱼时,发现连续滚揉鱼品品质更佳,腌制吸收率更高。若设备有反转功能,可以降低因滚揉产生的机械作用所带来的负面影响,如产品温度升高等。
  1.2.5  真空度
  合适的真空度能够快速排出肉块中的空气,使渗透液能够有效的进入肉块中,同时清除原料肉中残留的气泡,并使成品更嫩;真空环境在很大程度上抑制微生物的生长和繁殖,改善色泽。但真空度过高,会使得原料肉中原本的水分被挤压出来,滚揉时使得肉块变得破碎,影响感官评定。一般情况下真空度的选择在60.1~80.0kPa,但具体真空度的选择要根据实际情况设定,如赖彩茹等发现真空度在53kPa,滚揉时间5.5h,食盐浓度在2.28%条件下,同安封肉的食用品质最佳,肉质更嫩。
  最后滚揉装置的不同也同样影响着腌制效果,特别是实验室中的滚揉机和工业上滚揉机,一定要确定所使用滚揉机的参数。目前大部分的研究都聚焦在滚揉参数对于某一种肉类加工的作用,没有一个具体的参数计算方式,在肉制品加工中难以量化计算,这是当前的研究空白,也是未来研究的重点。

图1  滚揉的影响因素
  2  新型滚揉技术在肉制品中的应用
  滚揉技术在当前的肉品工业中已经被广泛应用,但现代食品种类繁多,单一的食品加工技术并不足以支撑所有肉制品种类的加工,因此常根据加工环境、加工要求将腌制技术与滚揉协同使用以便于提高加工效率及肉品品质。而超高压、脉动真空、超声波、脉冲电场、冲击波等一系列的新型腌制技术与滚揉技术联合使用,是突破传统滚揉限制的部分方法,目前一些技术已经应用于肉品加工中。
  2.1 脉动真空滚揉
  脉动真空腌制技术是一种高效的静态腌制方法,是指在腌制的过程中压力处在真空和常压的周期性交替变化过程,能比较好的保存产品形状。采用脉动真空腌制羊肉时,腌制效率较常压腌制提高了8%~26%。脉动真空技术在卤猪肉时能减少食盐使用量,各项指标均达到最佳效果。对猪肉采取脉动真空腌制时,在达到相同含盐量的基础上能够有效的降低腌制时间,提高腌肉的出品率和质地。这说明脉动真空腌制技术在肉制品加工行业中前景良好,且腌制时间更短,口感更好,质构外观良好。表1总结了脉动真空滚揉技术在肉制品中的应用,为脉动真空滚揉在实际生产中提供理论指导。
表1  脉动真空滚揉技术在肉制品中的应用
原料 滚揉参数 滚揉效果
新鲜猪后腿 真空度0.025MPa,保持20min,恢复大气压,保持10min,转速为8r/min 脉动真空滚揉下的样品腌制吸收率最大且蒸煮损失最小。
冻樱桃谷鸭 真空度80kPa,保持4h,恢复大气压,保持4h,转速3r/min,每滚揉10min 休息1h,腌制40h 有较高的水分和盐分含量,游离氨基酸含量较高,风味更加优良。
伊赛牛霖肉 真空度为0.08 MPa,保持20 min,恢复到常压,保持10 min滚揉温度为0~8℃ 总滚揉时间为8h。 改善产品质构,显著提高了产品的出品率。
牛腿肉 真空度为0.02MPa,保持20min,恢复至常压,保持10min,转速10r/min,总滚揉时间为4 h。 显著降低了产品的剪切力,加速了内源性蛋白酶的释放和重新分布,促进了z线降解,增加嫩度。
  脉动真空腌制与滚揉技术联用能够发挥出更大的价值,在滚揉过程中真空与常压的周期性变化会产生动力机制。真空阶段原料肉中组织结构膨胀,迫使肉块内部的液体和气体向外渗出,使肉组织中产生细小空隙;常压阶段时,腌制液就会渗透到肉质结构的孔隙中,如此反复循环,从而提高了腌制率。张东等采用静态液腌作为对照,探究常压滚揉、真空滚揉、脉动真空滚揉腌制对猪肉腌制效率的影响,结果表明,在前1~4h,4种腌制方式下猪肉的腌制吸收率显著增加,蒸煮损失、剪切力下降速率较快,而在4~8 h,腌制吸收率增幅减缓,蒸煮损失及剪切力下降速度也减慢。在每个检测点,均是脉动真空滚揉的腌制效率最高,蒸煮损失和剪切力最小。丁玉庭等腌制鸭肉时,发现脉动真空滚揉与真空滚揉在产品的出品率、品质、色泽等方面都优于常压腌制,且脉动真空滚揉下的鸭肉剪切力更小,肉品更嫩。赵改名等腌制牛肉时,发现脉动真空滚揉的腌制吸收率为99.37%,蒸煮损失为12.54%,出品率达到117.88%,显著优于静置腌制和常压滚揉腌制,经过滚揉处理后的肌纤维均发生明显断裂,相比于常压滚揉,脉动真空滚揉处理组肌纤维较细,破损程度更为明显,因此产品更嫩。张东等探究滚揉时间、脉动比和液肉百分比三因素对腊肉的影响,发现滚揉时间6h、脉动比为1.43、液肉百分比35%时,腊肉的腌制效率最高,蒸煮损失最低,能够达到预期实验目标。以上研究均表明,脉动真空腌制与滚揉联用不仅是可行的,而且更有利于腌制液的吸收。但目前脉动真空滚揉技术的推广仍有一定的难度,这主要是因为合适的脉动比设置较难。脉动比即真空时间/常压时间,合适的脉动比会提高腌制效率,肉块组织中盐分分布更加均匀;若脉动比较大,真空时间过长会导致肉块本身水分流失严重,反而降低了腌制液的渗透效率。因此如何根据不同产品来设置脉动比等参数,还需要进一步的研究。
  2.2  变压滚揉
  真空加压腌制(变压腌制)是采用真空和加压周期性变化的腌制技术。徐为民等探究不同的腌制方法对鸭肉的腌制效率,发现脉动真空和真空加压失水量均低于常压腌制,且真空加压下的鸭肉含盐量最高,鸭肉肉质更好。郭昕等研究静态变压、常压腌制、真空腌制和加压腌制处理对猪肉的腌制效果,发现静态变压腌制的猪肉食盐渗透率高于其他3种腌制方法,且产品的品质和色泽最优。变压滚揉腌制技术在肉制品中的应用如表2所示。
表2  变压滚揉技术在肉制品中的应用
原料 滚揉参数 滚揉效果
冷却猪后腿肉 真空30min,加压30min,变压交变比2,滚揉温度为10℃,混合气体比例为1:1,加压压力为0.25MPa 有效改善了产品的咀嚼性和质构,提高了出品率,缩短了腌制时间
野鸭腿肉 滚揉腌制20min,停10min,转速为15r/min,转桶倾角为5℃,加压压力0.1MPa 持水性较高,腌制后产品颜色较好,蒸煮损失较低
无骨猪肩肉 真空滚揉8min,变压滚揉7min,休息1min,混合气体比例1:1,总滚揉时间40min,加压压力为0.25MPa 有效提高了猪排的嫩度,持水力,节约了生产成本
冷冻去骨牛前腱肉 正转5min-静置2.5min-反转5min-静置2.5min,滚揉温度5℃,总滚揉时间60min 加压压力0.06MPa 持水性与出品率显著提高,蒸煮损失较低,色泽较好及感官评分较高
  将真空加压与滚揉技术结合即变压滚揉腌制技术,又可称为呼吸式滚揉腌制技术,是在真空和压力交替变换的环境中对肉块进行滚揉腌制的技术,可呼吸式真空搅拌机如图2所示。在腌制的过程中,肉块内部交替出现松弛和压缩,使得腌制液周期性的进入或排出肉块组织结构中,从而提高腌制效率。与传统滚揉技术相比,变压滚揉过程中,物料在滚筒内不仅需要克服因翻滚作用产生的摩擦阻力,还需克服由于压力的变化产生的气体摩擦力,从而增加了整体的机械冲击力,加快嫩化速度。除此之外,传统真空滚揉时真空度过高,腌制液和肉块组织中的营养成分就会过度渗出,蛋白质变性,而变压滚揉会在一定程度上减少这种作用。詹文圆探究发现,相比于真空滚揉,变压滚揉能够有效的改善猪肉的咀嚼性和硬度,提高产品的出品率。李长鸣腌制鸭肉时采用变压滚揉,显著提高了鸭肉的口感以及营养物质的保留,盐度有所降低,更加符合现代人的健康生活要求。Zhu等利用CO2、N2以及它们的混合气体结合变压滚揉腌制猪排,发现CO2:N2=1:1并结合变压滚揉处理组能够有效的提高猪排的嫩度、持水能力及出品率,原因是滚揉后的肌纤维直径显著降低,且混合气体组的肌纤维直径最小,此外变压滚揉可以通过增加α-螺旋和β-折叠结构来改变蛋白质的构象,且不改变蛋白质的二级结构,与静态腌制和真空滚揉相比减少了处理时间,并节约了成本。刘丹丹等探究不同滚揉方式对中式酱牛肉品质的影响,发现变压滚揉组酱牛肉的保水性、出品率及感官评分最高,且产品的色泽也得到了改善。钱灵燕等探究发现,腌制猪后腿中的含盐量相同时,变压滚揉比真空滚揉时间缩短了4h,且色泽也达到了传统腌制水平。变压交变比是影响变压滚揉的主要因素,变压滚揉对设备的要求较高,设备材料不但需要耐高压,还需要耐低温。总之,变压滚揉技术在提高肉制品腌制效率,改善肉品品质等方面有一定优势,未来在肉制品加工行业有良好的应用前景,但将机械处理与产品参数(如pH、含盐量、微生物存活率等)相结合的研究还有待进一步深入探索。

图2  可呼吸式真空搅拌按摩机
  2.3  超声辅助变压滚揉
  近年来,超声波技术作为一种创新性食品加工技术,越来越多的应用于肉制品加工中。Chang等发现,40kHz、1500W的超声处理牛肉可显著降低肌原纤维直径且对热不溶性胶原蛋白的含量无影响,腌制更加均匀有效。潘琼探究静置干腌、滚揉辅助干腌及超声辅助干腌对猪肉的影响,与静置干腌相比,滚揉和超声处理组的腌制率显著提高,蒸煮损失和剪切力明显下降,并且滚揉处理组的剪切力及出品率大于超声处理组。
表3  超声波辅助变压滚揉腌制技术在肉制品中的应用
原料 滚揉参数 滚揉效果
冷冻鸭胸肉 超声破碎4min(40kHz,140 W),真空度-0.06MPa,滚揉8min,常压下单向连续,滚揉8min 腌制后肉块整体色泽得到改善,腌制效率更高,剪切力及蒸煮损失显著降低
新鲜鸡胸肉 超声破碎2min(25kHz,900W),
真空度-0.08MPa,滚揉9min,常压下单向连续滚揉9min
改善了鸡肉的品质,提高了肌原纤维小片化程度,产品嫩度提高
新鲜鸡胸肉样品50 g,5cm×5 cm×2cm 连续单向滚揉15min,恢复常压,同时启动超声程序(40kHz,140W)5min,真空度为0.08MPa,转速16r/min,温度0~4℃ 显著降低了α-螺旋结构并增加了产品的保水性,加速了肌纤维组织结构的破坏,有利于改善产品的食用品质
  超声波与滚揉技术联用也是现代肉制品腌制技术的一个前进方向,如表3所示,超声波辅助变压滚揉在肉制品腌制方面具有更大的作用。声波因其强大的穿透力,在介质中形成空穴,当空穴发生崩塌,可释放出高温和压力,使得肉制品的组织结构发生变化,破坏肌肉的微观结构,z线断裂且肌动球蛋白解离,细胞的完整性被破坏,加快腌制液的渗透率;同时超声波降低了酶的活性,增加了产品的持水能力及凝胶特性,产品品质得到改善。此外,在变压滚揉的作用下,肌纤维相互碰撞挤压,使其表面张力下降,配合气体压强变化,使其结构松散,细胞膜失去屏障作用,因此硬度再次降低,腌制液更易渗透。于林宏等探究发现,相比真空滚揉,超声辅助变压滚揉下的鸭肉色泽更好,腌制率显著增加,硬度、蒸煮损失明显下降,持水性增强,鸭肉食用品质得到改善。冯婷等发现超声辅助变压滚揉下鸡肉的各项指标都能够在较短时间内达到要求,且随着腌制时间的增加,腌制率上升、嫩度增强、蒸煮损失下降。Li等也发现,采用静态液腌、真空滚揉、超声辅助变压滚揉腌制鸡肉,超声辅助变压滚揉后的鸡肉持水力最强,结构性能最好,这主要是因为超声波处理加快了肌原纤维降解,如图3所示,对照组肌原纤维排列有序,间距适中,真空滚揉处理组发现有少量错位现象,Z线断裂程度较轻,而超声辅助变压处理组肌原纤维排序混乱,大量肌节弯曲变形,Z线严重降解,肌原纤维小片化程度加剧,极大地改善了鸡肉的内部组织。此外,Li等采用40kHz,140w的超声处理,并配合通过呼吸滚揉,发现显著提高了鸡肉的腌制液吸收率、嫩度和口感,加速了肌球蛋白轻链的降解,原因是有规律的压力波动和间歇性的超声作用,使溶解在组织中的气体(如CO2、O2)快速释放并加速了肌纤维骨架蛋白结构的分解,且使组织内部或组织与盐水之间产生强烈的分子振动,两者的协同作用改善了产品的品质。说明超声波辅助变压滚揉腌制优于传统滚揉腌制,但在实际操作中对超声强度及各种参数设置还在初级研究阶段,若声波强度过高可造成蛋白质过度变性,直接影响产品品质,在实际生产中,超声能够诱导水分子同源裂变,引入了易使产品氧化的自由基,因此,工业上使用超声波应考虑引入自由基淬灭剂来控制。此外,带有超声模式的呼吸式滚揉机成本较高,相较于传统真空滚揉工人操作较难,工业化生产具有一定的难度。

a.对照组;b.真空滚揉;c.超声辅助变压滚揉。
图3  不同滚揉处理后鸡肉肌原纤维透射电镜图
  2.4 超高压协同滚揉腌制
  超高压技术与滚揉技术结合为新型滚揉腌制技术的研究提供新方向。超高压技术是一种非热加工技术,是指在肉制品腌制过程中施加适度的压力(100~1000MPa),可加快腌制液的扩散速度,控制微生物生长繁殖,改善腌肉制品品质。相较于传统腌制工艺,超高压技术安全系数高,无污染,具有广阔的应用前景。Bowker等探究盐水注射和超高压协同滚揉腌制的作用顺序对猪肉品质的影响,发现先采用超高压处理时,提高了产品的腌制吸收率及出品率,且无论顺序先后,超高压协同滚揉技术均增强了产品的持水性,改善质构,并对产品外观影响较小。Ricardin等利用氯化钾代替部分食盐对即食鸡肉进行减盐处理的研究中发现,与传统滚揉组相比,超高压协同滚揉腌制处理组促进了鸡肉组织中肌原纤维蛋白的降解,显著降低产品的蒸煮损失和硬度,并改善其感官特性,且NaCl含量减少50%,为开发低钠肉制品提供了新思路。基于上述研究成果,超高压协同滚揉技术在肉制品加工领域前景良好,两者的协同作用在较好保留食物营养成分、缩短腌制时间的基础上,进一步增强了产品的持水能力,提高蛋白的胶凝性及延长产品的货架期。但在当前研究中,超高压协同滚揉技术实际应用较少,其装置设备受目前技术所限,超高压处理与滚揉不能同时进行,此外,还需要进一步探索两者的结合对肌原纤维结构的影响及蛋白质聚集和解聚的机理。
  2.5  脉冲电场协同滚揉腌制
  脉冲电场是一种新型非热加工技术,其原理是短时间内施加高压脉冲作用于两电极之间的食品中,造成细胞膜穿孔,破坏其屏障作用,提高食盐的扩散速度,快速均匀的分布在肌肉组织中;同时脉冲电场处理肉制品时,降低了肌动蛋白与肌球蛋白连接的阻碍作用,剪切力下降,赋予了产品鲜嫩多汁的口感,此外,脉冲电场技术能较大程度的保留产品的营养特性,具有快速高效、耗能低的优点。Suwandy等研究脉冲电场处理牛肉背最长肌和半膜肌品质的影响,发现20Hz的低频处理组中肌钙蛋白-T与肌间蛋白线的降解最为显著,同时蒸煮损失降低,持水性增加。Dong等研究脉冲电场对鸡胸肉中肌原纤维的影响,发现随着脉冲电场强度的增加,肌原纤维蛋白的溶解度、表面疏水性及巯基含量均显著提高,但电场强度超过18kV/cm时,由于官能团相互作用引起蛋白聚集效应,导致产品保水性下降。也有研究表明,高频脉冲电场可使肉制品温度升高,抑制蛋白水解酶生物活性,嫩化效果有限,且机器设计较为复杂,产业化应用在一定程度上受到限制。滚揉技术在改善肉品嫩度方面有突出贡献,并有控温装置,但传统滚揉腌制时间较长,脉冲电场与滚揉技术协同作用,突破了肉品嫩化、温度上升及效率较低的局限性。总之,尽管在肉制品腌制中脉冲电场与滚揉技术协同作用的研究很少,但也是未来肉品工业腌制技术的一个很好的研究新方向。
  3  新型滚揉技术的产业化前景及其局限性
  随着肉品工业的发展,上述脉动真空滚揉、变压滚揉及超声辅助变压滚揉等新型滚揉技术在肉质品腌制的应用中取得了一系列重要进展。除此之外,探究其他新型加工技术与滚揉结合的潜力,进一步增强细胞膜的通透性及腌制液传质过程,提高腌制吸收率;且非热加工技术能较好的保留食品营养成分,此外,高压处理可以破坏细胞膜完整性,使酶失活,抑制微生物的生长繁殖,延长产品的货架期。如表4所示,新型滚揉技术的产业化前景及其局限性,以期为新型滚揉技术的发展提供理论指导。
表4  新型滚揉技术的产业化前景及其局限性
  优点 局限性
脉动真空滚揉技术 较好保存产品外观形状,良好的质构特征,提高产品品质及出品率。 脉动比设置较难,脉动比较大时,本身水分流失严重,降低了腌制吸收率。
变压滚揉技术 肉质较嫩,改善产品咀嚼性和硬度,色泽、口感较好,腌制吸收率较高,有效降低了腌制时间。 交压变压比设置没有统一标准,对设备本身要求较高,需有控温制冷程序,生产成本较高。
超声波辅助变压滚揉技术 对热不溶性胶原蛋白无影响,加快食盐渗透速度,显著降低了α-螺旋结构并增加了产品的保水性。 高强度超声波导致蛋白质过度变性,增强脂肪氧化程度;设备成本较高,操作复杂。
超高压协同滚揉技术 较好的保留食品营养成分,具有良好的胶凝性及咀嚼性,且控制微生物生长繁殖,延长货架期。 压力过高,蛋白质构象改变,色泽风味受到影响,仪器设计较为困难。
脉冲电场协同滚揉技术 食盐分布均匀,扩散速度较快,保留产品的营养成分,降低蒸煮损失且高效快速、耗能较低。 嫩化效果有限,电场强度较高时,蛋白质过度变性;并受技术水平限制。
  4  结语
  在现代肉品工业中,脉动真空、变压、超声辅助等技术与传统滚揉技术相结合,形成了众多新型滚揉腌制技术,这些新技术在传统滚揉的基础上,更大程度的破坏肉块内部的肌原纤维,进一步改善了产品嫩度、持水性、组织形态,提高了腌制吸收率,减少了腌制时间,这对现代肉品工业的发展起着积极的推动作用。但在目前的实际生产上,对于滚揉腌制时的参数设置还没有统一的、科学的标准,对于特定产品的生产来说,因其生产成本较高或者操作较为复杂,在实际生产中推广比较困难。此外,基于当前的研究成果,我们仍需要探究其他新型腌制方式同滚揉结合的潜力,以期新型滚揉腌制技术在肉品工业中真正发挥作用。
 
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