黃田扣肉加工過程中油炸五花肉的工藝優化

陳偉玲,黃雙全,楊小梅,陳建征,艾民珉,侯金衍,蔣愛民,*

(1.華南農業大學食品學院,廣東廣州 510642; 2.賀州學院食品與生物程學院,廣西賀州 542899)

扣肉是中華的傳統美食,各地因扣肉的材料、配方和加工工藝不同命名不同[1],全國各地都有扣肉,主要品種有東坡扣肉、梅菜扣肉、香芋扣肉、虎皮扣肉、芽菜扣肉等,各品種在各地菜系中均享有較高的地位。黃田扣肉是廣西省賀州市的特色美食,是當地喜宴賓客的必備菜品,黃田扣肉其營養搭配合理,扣肉因夾有油炸過的芋片形成肥而不膩、綿軟香糯的口感而聞名于市。

瑞典研究者發現在高溫加熱的多種食品中檢出丙烯酰胺,隨后,挪威、瑞士、德國和美國等各國食品管理機構相繼確認食品中含有丙烯酰胺[2]。丙烯酰胺(CAS 76-06-01)主要在高碳水化合物、低蛋白質的植物性食物加熱(120 ℃以上)。

油炸過程中形成的丙烯酰胺,是國際癌癥研究中心(IARC)認定的2A類致癌物質[3]。丙烯酰胺(Acrylamide)是中等毒性的親神經毒物,易溶于水,易被生物體吸收引起急慢性中毒,主要表現為損害神經系統[4-5]。因此控制油炸五花肉中丙烯酰胺的含量對于黃田扣肉的加工具有重要意義。

油炸五花肉是控制扣肉口感、感官及安全品質的重要途徑,加工扣肉時應兼顧扣肉的口感和風味,并盡可能地降低扣肉中丙烯酰胺的含量,從而保證扣肉的安全性[6]。因此,本文對五花肉油炸工藝進行了優化,為提高產品安全性提供合理的數據支撐,對改進現有的油炸設備和對黃田扣肉加工的標準化、規?；?、工業化生產具有重要科學意義。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

豬五花肉、金龍魚花生油 賀州泰興連鎖超市;黃酒 賀州黃田鎮客家自釀;甲醇 GR,天津科密歐;丙烯酰胺標準品 純度≥99.5%,天津光復;硫酸鋅 AR,廣州化學試劑廠;亞鐵氰化鉀、正己烷 AR,天津大茂。

LC-2030C 3D型高效液相色譜儀 日本島津制作所;TC-C18(4.6 mm×250 mm,5 μm)型C18柱 美國安捷倫;S228-45202-58型DAD檢測器 日本島津制作所;TA.Xtplus 物性測試儀 英國Stable Micro System公司;CR-10色差儀 日本柯尼卡美能達色彩色差計;HH-S型數顯恒溫油浴鍋 金壇市科析儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 五花肉的油炸工藝 將五花肉切成大小約750 g,尺寸為10 cm×10 cm×5 cm的肉塊,于85 ℃熱水中焯水30 min,取出冷卻后在扣肉皮每間隔2 mm扎深為1 cm的孔,用稀釋過的黃酒涂抹扣肉皮后油炸。

1.2.2 油炸五花肉的單因素實驗設計

1.2.2.1 上色濃度對扣肉品質的影響 因傳統黃田扣肉加工過程中需要對五花肉進行上色,本試驗采用的上色溶液為黃酒溶液,濃度分別按照黃酒與水的配比為1/2、1/3、1/4、1/5和1/6,油炸溫度為160 ℃,油炸時間為8 min。研究上色濃度對丙烯酰胺含量、色澤、硬度和感官評分的影響。

1.2.2.2 油炸溫度對扣肉品質的影響 選擇油炸溫度分別為140、150、160、170、180 ℃。油炸時間為8 min,上色溶液是黃酒與水的配比為1/5。研究油炸溫度對丙烯酰胺含量、色澤、硬度和感官評分的影響。

1.2.2.3 油炸時間對扣肉品質的影響 選擇油炸時間分別為4、6、8、10、12 min。油炸溫度為160 ℃,上色溶液為黃酒溶液,濃度為1/5。研究油炸時間對丙烯酰胺含量、色澤、硬度和感官評分的影響。

1.2.3 正交試驗設計 以油炸前上色濃度、油炸溫度和油炸時間為試驗因素,以丙烯酰胺含量、色澤、硬度和感官評分的綜合評分為指標,按照L9(34)正交表進行四因素三水平正交試驗,正交試驗因素及水平見表1。

表1 正交試驗因素及水平Table 1 Factors and level of orthogonal test

1.3 檢測方法

1.3.1 色度的測定 用色差計測定豬皮的L*、a*和b*。各樣品各取3片,每片豬皮測定五個不同部位,一個樣品共測15次?？偵钪郸由公式(1)求出:

式(1)

1.3.2 硬度的測定 采用物性測試儀測定豬皮硬度,其測試條件為:探頭P2,測前速度1 mm/s、測中速度5 mm/s、測后速度10 mm/s、移動距離30 mm、觸發力5 g,壓縮間隔時間5.0 s。試驗方法:挑選大小、厚度均勻的豬皮作為測試對象,樣品平放在測試臺中央,用探頭進行穿刺測試,每種樣品各測三片,一個樣品測5個點,共測15次,硬度由測定結果平均值表示。

1.3.3 五花肉丙烯酰胺含量的測定 參照孫真等[7]建立的丙烯酰胺分析方法,高效液相的色譜條件為:色譜柱:反相C-18柱;流動相:甲醇∶水(v∶v,5∶95);檢測器:DAD檢測器;進樣量:10 μL;檢測波長:210 nm;流速:0.6 mL/min;柱溫:30 ℃。以丙烯酰胺標準曲線計算樣品中丙烯酰胺的含量,線性回歸方程[8]為y=94070x+1784.1,R2=0.9999。

油炸好的五花肉從中間取60 g的肉塊后用料理機將其絞碎,均質后稱10 g樣品,加入80 mL的超純水提取丙烯酰胺,以超聲波540 W提取15 min,裝入離心管后在4000 r/min的條件下離心20 min,取上清液用正己烷同體積1∶1萃取,萃取后的水層樣液再以同體積的正己烷1∶1萃取第二次,收集水層樣液加入CarrezⅠ試劑40 mL和CarrezⅡ試劑40 mL于100 mL燒杯中,用500 r/min的磁力攪拌器均勻攪拌5 min,再用4000 r/min的離心機離心20 min,離心后所得的提取液為68 mL,用0.22 μm的水系針筒式微孔濾膜將上清液過濾后進行裝瓶,測定丙烯酰胺色譜峰的面積,每組進行3次平行實驗,丙烯酰胺含量根據標準曲線由色譜峰面積計算,見公式(2):

式(2)

式中,C為油炸五花肉中丙烯酰胺色譜峰面積對應標準曲線中丙烯酰胺的濃度(μg/mL)。

1.3.4 感官評分 經過篩選的感官評定人數為10人,男女比例為1∶1,按照下表感官評分表進行評分(共30分),最后以各項指標總分的平均分表示。

表2 感官評價標準Table 2 Sensory evaluation criteria

1.3.5 綜合評分標準 參照李軍[9]的油炸馬鈴薯工藝優化的綜合評分表結合本實驗的工藝優化指標制定了綜合評分標準,如表3。

表3 綜合評分標準Table 3 Comprehensive scoring criteria

1.4 數據處理

對所測得的原始數據使用Excel軟件進行數據庫的建立,計算出各指標的平均值以及標準偏差。使用SPSS 13.0軟件對數據進行統計分析、方差分析及顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 單因素實驗結果

2.1.1 黃酒濃度對扣肉品質的影響 由表4可以看出,在160 ℃油炸8 min的條件下,黃酒濃度越高油炸五花肉丙烯酰胺含量越低(P<0.05)。這和劉玲玲[10]的研究結果一致,烹飪紅燒肉時加入一定比例的黃酒對抑制丙烯酰胺的含量有良好效果。黃酒中含有的抗氧化活性物質黃酮類和多酚類物質[11],均對丙烯酰胺含量的抑制有明顯效果。程璐等[12]研究發現天然抗氧化劑茶多酚對曲奇餅干中的丙烯酰胺形成具有抑制作用。章宇[13]研究了類黃酮對丙烯酰胺的抑制作用,表明類黃酮可有效地抑制丙烯酰胺的生成。在黃酒濃度為1/2時,丙烯酰胺含量最低,為0.70±0.15 mg/kg,在黃酒濃度為1/3、1/4和1/5時,丙烯酰胺含量相近,分別為1.58±0.16、1.66±0.11、1.95±0.34 mg/kg。

表4 黃酒濃度對五花肉品質的影響Table 4 Effect of Chinese rice wine concentration on the quality of pork

在色澤方面,隨著上色濃度的升高,ΔE值逐漸增大,在1/5、1/4、1/3之間差異不大,分別為22.86±0.76、23.54±0.87、25.93±0.34,五花肉皮表面呈現由金黃色向焦褐色轉變。這可能是因為黃酒中糖分通過扣肉皮孔滲進皮的組織中,與扣肉皮中的膠原蛋白在高溫下發生美拉德反應,同時,油炸時也會發生焦糖化反應和脂肪氧化分解等反應,產生一些呈色物質,從而使五花肉色澤發生變化。上色濃度越高,扣肉皮色差值越大。

上色濃度對油炸五花肉硬度值影響不顯著(P>0.05),其硬度值都在400～450 g之間。傳統黃田扣肉加工過程不宜選用過高的黃酒濃度來上色,以免造成扣肉皮顏色過深,因此優化試驗宜選用的黃酒濃度為1/5、1/4、1/3。綜上分析并根據綜合評分得分高低,選擇上色濃度為1/5、1/4和1/3。

2.1.2 油炸溫度對扣肉品質的影響 由表5可以看出,在上色濃度為1/5時油炸8 min,溫度為140、150、160、170、180 ℃的條件下丙烯酰胺的濃度分別為2.07、2.69、0.90、0.48、0.00 mg/kg,這與Williams等[14]研究結果相近,在120 ℃以上溫度加熱時可生成丙烯酰胺,溫度升至170 ℃附近時達到最大值,而隨著溫度上升丙烯酰胺含量下降,在溫度升至185 ℃以上時則未檢出。在100～180 ℃之間時,隨著溫度的升高,丙烯酰胺的生成和消除速率同時增加,生成速率和消除速率不一致時使得丙烯酰胺的濃度出現先增加后降低的趨勢[15]。

表5 油炸溫度對五花肉品質的影響Table 5 Effect of frying temperature on the quality of pork

在色澤方面,隨著溫度的升高,ΔE逐漸增加,五花肉皮表面呈現由金黃色向焦褐色的顏色轉變。在160、170 ℃油炸時五花肉表皮的色澤較好,分別22.54±0.62、25.74±0.86。所以選擇160、170 ℃為優化試驗的溫度。

在硬度方面,在相同的油炸時間下,溫度越高,硬度值越大,這與Bhattacharya等[16]的研究結果相近。在相同的油炸時間,由于低溫油炸扣肉失水較少,膠原蛋白變性不充分,使其彈性較大,硬度值較小,隨著油炸溫度的升高,扣肉皮膨化速率增大,皮通透性增大,水分流失速度加快,導致扣肉皮的硬度越大,皮失水越快,皮硬度越大[17]。在160、170、180 ℃下油炸五花肉,硬度適中,硬度值都在400～470 g之間。

因180 ℃油炸五花肉丙烯酰胺含量最低,為零,所以選用靠近180 ℃的溫度來油炸,綜上分析并根據綜合評分得分高低,選擇油炸溫度為160、170、180 ℃。

2.1.3 油炸時間對扣肉品質的影響 由表6可以看出,在上色濃度為1/5,油炸溫度160 ℃的條件下,油炸時間越長,五花肉丙烯酰胺含量越高(P<0.05),這與劉稷燕[15]的研究結果相近,發現在實驗室模擬烹制土豆溫度超過100 ℃,油炸12 min內,丙烯酰胺的含量隨加熱時間的延長而增加。油炸4、6、8 min的五花肉,丙烯酰胺含量分別是0.29±0.07、1.11±0.14、1.93±0.24 mg/kg,因此選擇油炸時間4、6、8 min來做優化試驗。

表6 油炸時間對五花肉品質的影響Table 6 Effect of frying time on the quality of pork

在色澤方面,油炸時間越長,ΔE值逐漸增大,說明色澤明顯加深,這可能是由于油炸過程中五花肉皮表面發生了非酶褐變和焦糖化反應[17]。美拉德反應是一個熱反應,其溫度越高,反應時間越長,該反應進行的程度就越大[18],五花肉在油炸過程中,隨著油炸時間的延長,增加了肉表面與油接觸的面積和時間,在油炸五花肉皮表面發生的美拉德反應越充分,所以在相同的油炸溫度下,時間越長,五花肉皮表面色澤越深[19]。在油炸過程中,五花肉皮表面的色澤隨著油炸時間的延長不斷加深,在160 ℃油炸8 min的條件下色澤呈現出令人滿意的金黃色。

油炸6、8、10 min時,五花肉表皮的色澤較好,感覺評分較好,分別20.13±1.00、21.26±1.31、17.31±2.65。所以選擇6、8、10 min為優化試驗的時間。

在硬度方面,預煮后未油炸的五花肉皮硬度為330.50 g,而油炸后的硬度值顯著升高至597.43 g(P<0.05),這是因為在油炸過程中五花肉中蛋白質發生熱變性,結構不斷變得緊致、結實。同時扣肉皮所含水分比較高,蒸發的水分主要是扣肉皮表面的自由態和吸附態的水分,最終使得扣肉皮表面失水逐漸硬化形成硬殼,硬度增加[20]。

油炸6、8、10 min時的五花肉,硬度適中,硬度值都在400～470 g之間。所以選擇6、8、10 min為優化實驗的時間。綜上分析和根據綜合評分得分高低,選擇油炸時間為4、6、8 min。

2.2 正交試驗

從表7的R值可以看出,3類因素對ΔE的影響從大到小順序是A(上色濃度)>B(油炸溫度)>C(油炸時間);對硬度影響依次是C(油炸時間)>A(上色濃度)>B(油炸溫度);對丙烯酰胺含量的影響依次是B(油炸溫度)>C(油炸時間)>A(上色濃度);對感官品質的影響順序是B(油炸溫度)>C(油炸時間)>A(上色濃度);對綜合評分的影響順序是C(油炸時間)>B(油炸溫度)>A(上色濃度)。最佳綜合評分工藝是A3B2C2,即上色濃度1/5,油炸溫度170 ℃,油炸時間6 min。

表7 正交試驗設計與結果Table 7 Design and results of orthogonal experiment

2.3 驗證試驗

在最優工藝條件下,經過3次重復驗證實驗,油炸五花肉的丙烯酰胺含量較少,為0.43 mg/kg,色澤呈金黃色,ΔE為20.36,硬度適中,為399.54 g,感官評分較高為26分,各指標均達到理想的狀態,所得到的綜合評分平均值為87±1.5。

3 結論

利用單因素和正交優化試驗設計,最后獲得油炸五花肉的最佳工藝為上色濃度1/5,油炸溫度170 ℃,油炸時間6 min。五花肉色澤ΔE為20.36,硬度為399.54 g,丙烯酰胺含量為0.43 mg/kg,感官評分26分,綜合評分為87分。此工藝條件下,生產出來的油炸五花肉丙烯酰胺含量較低,扣肉皮色澤金黃、皮彈性良好,硬度適中,綜合評分得分較高。