聂晓开，邓绍林，周光宏 *，徐幸莲
（南京农业大学食品科技学院，国家肉品质量安全控制工程技术研究中心，食品安全与营养协同创新中心，江苏高校肉品生产与加工质量安全控制协同创新中心，江苏 南京 210095）
摘 要：为研究复合磷酸盐、谷氨酰胺转氨酶、大豆分离蛋白对新型鸭肉火腿保水特性和感官品质的影响，通过单因素和L 9（3 4）正交试验，以蒸煮损失、低场核磁共振自旋-自弛豫时间（T 2）和感官品质为参考指标，确定最适添加量。结果表明：单独添加复合磷酸盐或大豆分离蛋白可以显著改善新型鸭肉火腿的蒸煮损失（P＜0.05），添加大于0.5%的谷氨酰胺转氨酶会显著降低鸭肉火腿的保水性（P＜0.05）。通过正交试验优化得出的最佳添加量为：复合磷酸盐0.3%、谷氨酰胺转氨酶0.4%、大豆分离蛋白4%。应用此工艺，能够明显改善鸭肉火腿的保水特性和感官品质。关键词：鸭肉；压缩火腿；低场核磁共振；保水性
压缩火腿是以小块肉为原料，经过腌制和压缩成型后蒸煮制成的西式火腿 [1]，压缩火腿生产工艺简单、风味易于调理、产品形态多样，属于西式肉制品中的高档产品，并且其对原料肉的大小、块形并无过多要求。调查发现，目前市场所售压缩火腿产品的主要原料为鸡肉和猪肉，以鸭肉为原料的压缩火腿产品极少。我国是鸭肉生产大国，鸭肉产量丰富，且价格较猪肉和鸡肉更为低廉，但目前市场上鸭肉的深加工产品品种较少。因此，开发一种以鸭肉为原料制成的压缩火腿，不仅提升了原料的附加价值，还可丰富鸭肉制品种类，延伸鸭肉产业链条。
保水性作为评价肉制品最重要的指标之一，不仅直接影响到肉的滋味、香气、多汁性、营养成分、嫩度等食用品质，而且具有重要的经济意义 [1]。但由于鸭肉自身的特性，制成压缩火腿产品松散，蒸煮损失率高，口感干涩，消费者较难接受。对于以上问题，本实验采用复合磷酸盐、谷氨酰胺转氨酶、大豆分离蛋白复配来改善鸭肉火腿的保水性能。复合磷酸盐可以通过改变肉的pH值、提高离子强度、螯合金属离子等方面提升肌肉保水能力，最终改善产品的蒸煮损失和多汁性 [2-3]。大豆分离蛋白有助于提升产品凝胶特性 [4]，增强产品的保水性和保油性。谷氨酰胺转氨酶（transglutaminase，TG），可以使蛋白质分子内或分子间发生交联，在重组肉制品中应用广泛 [5]。
低场核磁共振技术（low-field nuclear magnetic resonance，LF-NMR）因其无破坏性、制样方便、测定快速、精度高、重现性好而在食品科学研究中得到广泛应用。近些年来，通过采用LF-NMR鉴定食品中水分迁移、蛋白质、碳水化合物、油脂及品质的方法有较多报道 [6-8]。作为一种高效精确的检测手段，低场核磁共振技术在肉类产业中的应用日益广泛。本实验利用LF-NMR对压缩火腿中的水质子回波信号信息分析，得到产品的自旋-自旋弛豫时间（T 2），并以T 22的峰面积比作为保水性的指标，并结合蒸煮损失和感官指标，探寻复合磷酸盐、TG、大豆分离蛋白的最优复配比，以提升产品的保水和感官性能，为鸭肉产品的深加工提供新的思路和技术参考。
1.1 材料与试剂
冷冻鸭脯 山东省天惠食品有限公司；白胡椒粉、五香粉 昆山市宏芳香料有限公司；食盐、蜂蜜均购于苏果超市。
大豆分离蛋白 临沂山松生物制品有限公司；复合磷酸盐 徐州恒世食品有限公司；TG（酶活力100 U/g，食品级） 泰兴一鸣生物制品有限公司。
1.2 仪器与设备
TC 12E绞肉机 意大利Sirman公司；火腿模具常熟市食品机械加工厂；T1900多功能烟熏箱 德国Fessmann公司；NiumagPQ001核磁共振成像分析仪 上海纽迈电子科技有限公司；Allegra 64R离心机 美国Beckman公司。
1.3 方法
1.3.1 鸭肉火腿的制作
1.3.1.1 制备流程
1.3.1.2 工艺要点
鸭肉绞碎后加入干腌料（质量分数：食盐2%、五香粉0.25%、白胡椒粉0.25%），搅拌5 min，4 ℃干腌20 h备用。沸水浇烫鸭皮3 次，再用80 ℃蜂蜜水浇2 次，4 ℃晾坯20 h后烤制，烤制温度190 ℃，时间20 min，并收集滴出的鸭脂，鸭皮烤制后切碎。将干腌后的鸭肉、鸭皮、鸭脂、水按一定比例混合，加入复合添加剂，搅拌均匀后压模，4 ℃条件下放置8 h后放入多功能烟熏箱，81 ℃蒸煮至中心温度70 ℃，冷却脱模。
1.3.2 单因素与正交试验
1.3.2.1 单因素试验
通过参考Villamonte [9]、Youssef [10]、Tseng [11]等的研究，选取复合磷酸盐、TG和大豆分离蛋白添加量作为影响因素。添加量梯度见表1，每个水平5 个重复3 个平行。
表1 单因素试验因素水平表
Table 1 Factors and levels used in single factor design
因素对照12345复合磷酸盐添加量/%00.10.20.30.40.5 TG添加量/%00.40.50.60.70.8大豆分离蛋白添加量/%012345
1.3.2.2 正交试验
通过分析单因素试验的结果，采用L 9（3 4）正交表设计正交试验研究3 种添加剂复配后对鸭肉火腿感官品质和NMR自旋-自弛豫时间（T 2）的影响，每个水平5 个重复3 个平行，以得出最佳配比。
1.3.3 蒸煮损失测定
参考Cofrades等 [12]的方法并加以改进，50 mL离心管称质量，记为m A，将待测肉料装入离心管内，配平为45 g左右，称质量记为m B。500×g、3 min离心模拟压模压力，放置过夜后75 ℃蒸煮20 min，4 ℃冷却20 h后取出，将管内的肉擦干，称质量，记为m C。
1.3.4 NMR自旋-自旋弛豫时间（T 2）测定
NMR弛豫测量在核磁共振成像分析仪上进行。称取2 g肉料放入直径15 mm核磁管中，保鲜膜封口后75 ℃水浴加热20 min，然后置于4 ℃过夜。待测量的样品放入分析仪分析。测试条件：质子共振频率22 MHz，采样频率100 Hz，测量温度32 ℃。半回波时间τ-值（90°脉冲和180°脉冲之间的时间）150 μs，重复扫描8 次，重复间隔时间110 ms，扫描6 000 个回波，自旋-自旋弛豫时间T 2用CPMG序列测量，得到的图为指数衰减曲线，衰减曲线用仪器自带的Multi Exp Inv Analysis软件进行反演，得到结果为离散型与连续型相结合的T 2谱。每个样品测定6 个重复，结果取平均值。
1.3.5 感官评价
采用盲评计分法。选定10 名品尝人员并进行培训。将蒸煮好（中心温度达到72 ℃）的鸭肉火腿进行切片、装盘，由品尝人员进行感官评定。评价者单独操作，组与组之间使用清水漱口。对于评价的指标，满分为10 分，极好为10.0～8.1 分，好为8.0～6.1 分，一般为6.0～4.1 分，差为4.0～2.1 分，极差为2.0～0 分，评价标准见表2。
表2 盲评计分法感官评定标准
Table 2 Criteria for sensory evaluation of duck ham
评价指标描述标准评分外观产品外观是否整齐，表面是否光滑，颜色是否有异样外观整齐，表面光滑，颜色正常0～10多汁性产品咀嚼时是否多汁，多汁的口感是否持续产品咀嚼汁液丰富，且多汁口感持续性强0～10风味是否有肉香或异味肉香浓郁，无异味0～10总体可接受度整体感官是否可以接受整体感官可以接受0～10
1.4 数据分析
试验所有数据使用Microsoft Excel进行整理，应用SAS 9.2的ANOVA进行方差分析，应用邓肯多重比较对数据的差异显著性进行判定。
2.1 复合磷酸盐添加量对鸭肉火腿品质的影响
2.1.1 复合磷酸盐添加量对鸭肉火腿蒸煮损失的影响
图1 复合磷酸盐添加量对鸭肉火腿蒸煮损失的影响
Fig.1 Effect of composite phosphate concentration on cooking loss of duck ham
如图1所示，与对照组相比，随着复合磷酸盐添加量的增加，鸭肉火腿的蒸煮损失呈整体下降趋势，产品的保水性能提升。当磷酸盐添加量≤0.3%时，产品蒸煮损失显著下降（P＜0.05），当添加量大于0.3%时，继续增大添加量，对产品蒸煮损失的改善趋势变缓，添加量为0.3%和0.4%的处理组间蒸煮损失没有显著差异（P＞0.05）。磷酸盐可以加强肉糜中蛋白质结合水分子的能力，使产品在加热蒸煮的过程中能够有效保存水分，减少汁液的溢出 [13]。Puolanne等 [14]的研究表明，原料肉中添加0.25%的磷酸盐，即可显著降低蒸煮损失。
2.1.2 复合磷酸盐添加量对鸭肉火腿感官品质的影响
表3 复合磷酸盐对鸭肉火腿感官品质的影响
Table 3 Effect of compound phosphate concentration on sensory evaluation of duck ham
注：同列不同小写字母表示差异显著（P＜0.05）。表4～7同。
添加量/%外观多汁性风味总体可接受度07.73±0.31 a6.52±0.18 f7.85±0.22 a6.48±0.30 c0.17.87±0.29 a7.87±0.19 d7.87±0.20 a7.45±0.26 b0.27.73±0.20 a8.39±0.19 b7.69±0.23 a8.10±0.19 a0.37.75±0.24 a8.63±0.21 a7.20±0.23 b8.19±0.16 a0.47.97±0.22 a8.07±0.18 c6.93±0.15 c8.16±0.21 a0.57.90±0.17 a7.62±0.10 e5.96±0.18 d7.44±0.30 b复合磷酸盐
如表3所示，与对照组相比，处理组的多汁性和总体可接受度得分显著提高（P＜0.05）。焦磷酸钠和多聚磷酸钠可以将肌肉中肌动球蛋白解离为肌动蛋白和肌球蛋白，肌球蛋白具有很强的保水能力，因而提升了产品的保水能力，使产品柔嫩多汁 [15-17]。但是当磷酸盐添加量＞0.3%时，会显著降低产品的风味得分（P＜0.05），具体体现为产品出现令人不愉快的肥皂味，这与李宝升等 [18]在鲜切牛肉中的研究结论相似，0.4%和0.5%的处理组多汁性得分显著低于0.3%的处理组（P＜0.05），具体体现为产品咀嚼滑腻。综合蒸煮损失和感官评定，复合磷酸盐添加量为0.3%左右时较为理想。
2.2 TG添加量对鸭肉火腿品质的影响
2.2.1 TG添加量对鸭肉火腿蒸煮损失的影响
图2 TG添加量对鸭肉火腿蒸煮损失的影响
Fig.2 Effect of TG concentration on cooking loss of duck ham
如图2所示，与对照组相比，随着TG添加量的增加，鸭肉火腿的蒸煮损失整体呈上升趋势，产品的保水性能下降。TG添加量为0.4%处理组与对照组的蒸煮损失相比没有显著差异（P＞0.05），添加量≥0.5%时，蒸煮损失显著高于对照组（P＜0.05），但处理组之间的差异并不显著（P＞0.05），这可能是因为TG可以增强蛋白质分子间的交联，但过多的共价交联会降低其对水分子和脂肪酸的束缚力，因此导致了蒸煮损失的升高 [19]。
2.2.2 TG添加量对鸭肉火腿感官品质的影响
表4 TG添加量对鸭肉火腿感官品质的影响
Table 4 Effect of TG concentration on sensory evaluation of duck ham
TG添加量/%外观多汁性风味总体可接受度07.68±0.18 ab6.49±0.28 b7.49±0.31 ab6.51±0.31 c0.47.51±0.18 b6.82±0.20 a7.53±0.28 ab6.95±0.18 b0.57.79±0.13 a6.81±0.12 a7.56±0.24 a7.44±0.28 a0.67.53±0.20 b6.76±0.18 a7.29±0.18 b7.36±0.26 a0.77.55±0.18 b6.78±0.23 a7.51±0.19 ab7.30±0.23 a0.87.58±0.19 b6.81±0.25 a7.43±0.20 ab7.27±0.24 a
如表4所示，同对照组相比，处理组的总体可接受度得分显著提高（P＜0.05）。0.5%～0.7%处理组的总体可接受度得分无显著差异（P＞0.05），这表明继续增大TG用量，对产品的感官品质改善不显著。TG通过催化蛋白质分子间或分子内酰基转移形成共价键，使蛋白质分、氨基酸发生交联反应，提升了肉糜蛋白质凝胶的稳定性，从而提升了产品的质地和口感，使产品更容易被消费者接受。Tseng等 [11]的研究发现，低盐的鸡肉丸中添加1%以内的TG，可以明显改善产品的质地、多汁性和总体可接受度。综合蒸煮损失和感官评定，TG的添加量在0.5%左右较为理想。
2.3 大豆分离蛋白添加量对鸭肉火腿品质的影响
2.3.1 大豆分离蛋白添加量对鸭肉火腿蒸煮损失的影响
图3 大豆分离蛋白添加量对鸭肉火腿蒸煮损失的影响
Fig.3 Effect of soybean protein isolate concentration on cooking loss of duck ham
如图3所示，与对照组相比，随着大豆分离蛋白添加量的增加，鸭肉火腿的蒸煮损失整体呈下降趋势，保水性得到了提升。大豆分离蛋白的添加量小于4%时，鸭肉火腿的蒸煮损失随着添加量的增加而显著减少（P＜0.05），当添加量≥4%时，继续增加大豆分离蛋白添加量，蒸煮损失的变化不显著（P＞0.05）。在实践生产中，常常使用非肉蛋白改善肉糜制品的凝胶特性，以提升产品保水能力 [20]。在一定添加量范围内，大豆分离蛋白促进了肉糜中蛋白凝胶网络的形成，显著改善了产品的保水保油，这与Su等 [21]在低脂法兰克福肠中添加大豆分离蛋白所得到的结论相同。
2.3.2 大豆分离蛋白添加量对鸭肉火腿感官品质的影响
表5 大豆分离蛋白添加量对鸭肉火腿感官品质的影响
Table 5 Effect of soybean protein isolate concentration on sensory evaluation of duck ham
大豆分离蛋白添加量/%外观多汁性风味总体可接受度07.72±0.18 ab6.48±0.18 e7.88±0.18 a6.63±0.21 d17.78±0.24 a7.23±0.21 d7.80±0.22 ab7.69±0.13 b27.63±0.27 ab7.82±0.19 b7.67±0.20 b8.29±0.17 a37.53±0.17 b8.13±0.18 a7.26±0.17 c8.36±0.23 a47.77±0.25 a7.56±0.18 c6.70±0.14 d8.46±0.20 a57.59±0.24 ab7.06±0.18 d6.55±0.24 d7.39±0.17 c
如表5所示，与对照组相比，处理组的多汁性和总体可接受度得分都显著高于对照组（P＜0.05），但当大豆分离蛋白添加量＞3%时，产品的多汁性得分显著降低，具体表现为产品入口干硬。随着大豆分离蛋白添加量的提升，进一步促进了蛋白凝胶网络的形成，使得鸭肉火腿的质构更为牢固。孙健等 [22]指出大豆分离蛋白会提升产品的硬度。2%及以上的处理组，产品风味得分显著降低，当大豆分离蛋白添加量＞3%时，产品出现明显的豆腥味，这与Pertracci等 [23]的研究结果类似。综合蒸煮损失和感官评定，大豆分离蛋白的添加量为3%左右较为理想。
2.4 正交试验结果
2.4.1 复合磷酸盐、TG、大豆分离蛋白添加量对鸭肉火腿感官品质的影响
表6 正交试验结果
Table 6 Results of orthogonal array experiments
试验号A复合磷酸盐添加量/% B TG添加量/% C大豆分离蛋白添加量/%总体可接受度T 22峰面积比1 1（0.2）1（0.4）1（2）7.34±0.21 e0.216±0.008 ab2 2（0.3）2（0.5）18.04±0.19 c0.231±0.019 a3 3（0.4）3（0.6）17.50±0.20 de0.216±0.016 ab4 3 22（3）7.53±0.18 de0.213±0.008 b28.16±0.20 bc0.194±0.005 c6 2 1 28.59±0.25 a0.193±0.010 c5 1 3 7 33（4）7.62±0.20 d0.189±0.012 c8 3 1 37.45±0.24 de0.174±0.007 d1 9 2 2 38.34±0.17 b0.167±0.004 d总体可接受度K 123.1223.3822.88 K 224.9723.9124.28 K 322.4823.2823.41 R2.4900.6301.400 T 22峰面积比K 1’0.600 0.583 0.663 K 2’0.592 0.613 0.601 K 3’0.604 0.600 0.531 R’0.012 0.029 0.132
如表6所示，复合磷酸盐、TG、大豆分离蛋白添加量对产品的总体可接受度均有不同影响。以总体可接受度为参考指标，3 个因素的影响大小为A＞C＞B，初步确定3 个因素的最适添加量为A 2B 2C 2，即复合磷酸盐添加量0.3%、TG添加量0.6%、大豆分离蛋白添加量3%。
2.4.2 复合磷酸盐、TG、大豆分离蛋白添加量对鸭肉火腿NMR弛豫特性的影响
肌肉中的水分以3 种形式存在：不可移动的水、可移动的水和自由水，其中，可移动的水影响产品的嫩度、口感等感官品质，自由水影响产品的蒸煮损失 [24]。在使用LF-NMR对肌肉进行测量时，样品的自旋-自旋弛豫时间通常使用T 2来表示，它可以反映水分的自由度。弛豫时间的变化反映了样品中不同状态水分的结合状态和自由程度；而弛豫峰面积比可以估计氢质子的相对含量，从而反映样品中不同状态水分的含量，其变化可以反映不同处理对样品中各种状态水分的流动转移情况。在使用LF-NMR对肌肉进行弛豫时间测定时，一般可将T 2分为T 20（0～10 ms）、T 21（10～100 ms）、T 22（＞100 ms），这3 个峰分别对应肌肉中3 种状态的水分，即不可移动的水（T 20）、可移动的水（T 21）和自由水（T 22） [25]。其中，T 22的积分面积所占总峰面积的百分比越小，说明样品中自由水所占的比例越小，该处理的保水性能越好。
如表6所示，复合磷酸盐、TG、大豆分离蛋白添加量对于产品的T 2弛豫特性均有不同影响。以T 22峰面积比为参考指标，3 个因素的影响大小为C＞A＞B，初步确定3 个因素的最适添加量为A 2B 1C 3，即复合磷酸盐添加量0.3%、TG添加量0.4%、大豆分离蛋白添加量4%。
2.5 确定最佳复配添加量
以总体可接受度和T 22峰面积比为参考指标，确定复合磷酸盐添加量为0.3%。以总体可接受度为参考指标确定TG添加量为0.5%，以T 22峰面积比为参考指标确定为0.4%，根据经济性原则，确定TG添加量为0.4%。以总体可接受度为参考指标确定大豆分离蛋白添加量为3%，以T 22峰面积比为参考指标确定为4%，实验发现，3%的大豆分离蛋白处理组的总体可接受度与4%的处理组差异不显著，但4%的处理组保水性更好，同时考虑到4%的添加量出品率较高，确定大豆分离蛋白添加量为4%。
综合以上分析确定复合磷酸盐、TG、大豆分离蛋白的最佳添加量分别为0.3%、0.4%、4%。
2.6 验证实验
分别以正交试验优化组A 2B 1C 3（复合磷酸盐0.3%、TG 0.4%、大豆分离蛋白4%）和试验中表现最佳组A 2B 2C 3（复合磷酸盐0.3%、TG 0.5%、大豆分离蛋白4%）作为处理条件制作鸭肉火腿。结果见表7。
表7 验证实验
Table 7 Verification of optimized orthogonal combinations
处理T 22峰面积比总体可接受度A 2B 1C 30.172±0.008 a8.05±0.24 aA 2B 2C 30.170±0.006 a8.15±0.16 a
如表7所示，优化组A 2B 1C 3和处理A 2B 2C 3在T 22峰面积比和总体可接受度方面差异不显著（P＞0.05），这表明验证实验中的两组处理在产品品质方面并没有显著差异，但是，优化组的TG用量低于处理组，出于经济性原则，确定复合磷酸盐、TG、大豆分离蛋白在鸭肉火腿中最佳添加量分别为0.3%、0.4%、4%。
通过单因素和正交试验，得到复合磷酸盐、TG、大豆分离蛋白在鸭肉火腿中最佳添加量分别为0.3%、0.4%、4%，该添加量可以得到较好的感官品质和较低的蒸煮损失。本 研究可以对鸭肉深加工产业提供理论依据与技术参考。
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Effects of Compound Phosphate, Transglutaminase, and Soybean Protein Isolate on Water-Holding Capacity and Sensory Quality of Duck Ham
NIE Xiaokai, DENG Shaolin, ZHOU Guanghong*, XU Xinglian
(Jiangsu Innovation Center of Meat Production and Processing, Synergetic Innovation Center of Food Safety and Nutrition, National Center of Meat Quality and Safety Control, College of Food Science and Technology, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China)
Abstract：This experiment was performed to improve the water-holding capacity and sensory quality of duck ham. A threelevel orthogonal array design was applied to optimize the amounts of compound phosphate, transglutaminase (TG), and soybean protein isolate added to duck ham on cooking loss, relaxation time of low-fi eld nuclear magnetic resonance (LF-NMR) and sensory evaluation. The results showed that the individual addition of compound phosphate and transglutaminase could signifi cantly reduce the cooking loss of duck ham (P ＜ 0.05). The addition of transglutaminase at ratios higher than 0.5% could signifi cantly decrease the water-holding capacity of duck ham (P ＜ 0.05). The orthogonal array experiments showed that the optimal concentrations of compound phosphate, transglutaminase, and soybean protein isolate that obviously improved the water-holding properties and sensory quality of duck ham were 0.3%, 0.4% and 4%, respectively.
Key words：duck; pressed ham; low-fi eld nuclear magnetic resonance (LF-NMR); water-holding capacity
DOI：10.7506/spkx1002-6630-201601010
中图分类号：TS251.1
文献标志码：A
文章编号：1002-6630（2016）01-0050-06
引文格式：
聂晓开, 邓绍林, 周光宏, 等. 复合磷酸盐、谷氨酰胺转氨酶、大豆分离蛋白对新型鸭肉火腿保水特性和感官品质的影响[J]. 食品科学, 2016, 37(1): 50-55. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201601010. http://www.spkx.net.cn
NIE Xiaokai, DENG Shaolin, ZHOU Guanghong, et al. Effects of compound phosphate, transglutaminase, and soybean protein isolate on water-holding capacity and sensory quality of duck ham[J]. Food Science, 2016, 37(1): 50-55. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201601010. http://www.spkx.net.cn
收稿日期：2015-01-25
基金项目：国家现代农业（肉鸡）产业技术体系建设专项（CARS-42）； “十二五”国家科技支撑计划项目（2012BAD28B03）
作者简介：聂晓开（1989—），男，硕士研究生，研究方向为食品科学与工程。E-mail：2012108054@njau.edu.cn
*通信作者：周光宏（1960—），男，教授，博士，研究方向为肉品加工和食品质量安全。E-mail：ghzhou@njau.edu.cn