摘要：采用加入抑菌氣體的呼吸式滾揉技術于不同溫度下對新鮮牛肉進行腌制，同時對比普通真空滾揉，通過對腌制過程中牛肉色澤、發(fā)色率及菌落總數等指標的測定和比較，研究不同溫度下呼吸式滾揉對牛肉腌制效果的影響。結果表明，與普通真空滾揉相比，呼吸式滾揉能更加明顯改變牛肉的亮度值L*及紅度值a*，提高最終發(fā)色率，有效縮短腌制時間，并且提高滾揉溫度可進一步提高腌制效果。由于抑菌氣體的加入，10℃下呼吸滾揉的微生物繁殖速度與2℃下真空滾揉的微生物繁殖速度相同。
滾揉腌制是加快肉類腌制速度的一種技術，最早在西式肉制品中應用。滾揉腌制是一個“動態(tài)腌制”過程，通過滾揉對肉塊進行機械處理，可促進腌制液的滲透、改善肉的嫩度、提高鹽溶性蛋白質的提取和向肉塊表面移動的速度，從而縮短腌制時間、提高產品出品率和改善產品質量，研究及應用非常廣泛，目前企業(yè)常采用的滾揉工藝是真空滾揉。由于滾揉期間，摩擦作用會使肉塊溫度升高而造成微生物的大量繁殖，因此企業(yè)一般將滾揉機與原料肉置于0～4℃下進行滾揉腌制。然而，低溫使腌制液成分的滲透速度及發(fā)色反應速度下降，因此雖然真空滾揉腌制比傳統(tǒng)靜置腌制已經縮短了很長時間，但仍需長達數十小時。呼吸滾揉又稱變壓滾揉，是指在滾揉過程中將真空滾揉和加壓滾揉交替進行，使肉塊組織受到壓迫、舒張的交替作用，造成肉塊中各小環(huán)境的壓力不斷發(fā)生變化，從而在不同的時間里每個小環(huán)境呈周期性地吸入和擠出腌制液的交替運動，達到進一步縮短腌制時間的效果，目前國內外研究報道并不多見。本試驗在普通真空滾揉腌制的基礎之上，嘗試采用呼吸滾揉腌制技術，加壓時加入抑菌氣體來抑制微生物的繁殖，并適度提高滾揉溫度，通過對牛肉腌制過程中色澤、發(fā)色率及菌落總數等指標的測定，考察不同溫度對牛肉色澤變化及微生物繁殖情況的影響，并與普通真空滾揉腌制的相關指標進行比較，旨在找出最佳的呼吸滾揉腌制工藝，為企業(yè)進一步提高牛肉腌制速度提供一定的理論依據。
?。?材料與方法
1.1 原料及試劑
新鮮牛后腿肉；平板計數培養(yǎng)基；食鹽、復合磷酸鹽、亞硝酸鈉：食品級；丙酮、鹽酸(36%～38%)：分析純。
1.2 主要設備
ZN2-140鹽水注射機；GR200真空滾揉機；U-1810紫外可見分光光度計；N2、CO2氣瓶；CR-400便攜式色差儀；JYL-G12料理機；TGL-16A高速離心機；WSC-411P便攜式數字測溫儀；0～15℃可調冷藏庫：自建。
1.3 方法
1.3.1 滾揉腌制流程
腌制液
↓
新鮮牛肉→修整→分割→鹽水注射→滾揉腌制
1.3.2 操作要點 將牛肉修去筋膜、淋巴、脂肪、淤血等，分割成300g的肉塊。用鹽水注射機注入肉重25%的腌制液(質量分數，下同)，放入滾揉桶內，置于冷庫中進行滾揉腌制。腌制液配方：食鹽7%、復合磷酸鹽1.2%、亞硝酸鈉600mg/kg。
1.3.3 滾揉腌制設計
1.3.3.1 滾揉總持續(xù)時間 有報道認為，滾揉的運轉不能簡單地以時間來計算，而是由滾揉里程的總長短決定肉塊所受機械作用的多少，并與肉的種類及肉塊大小有關。
計算公式為L=U×N×T
式中：L為滾揉總里程；U為滾揉機內周長；N為滾揉機轉速；T為滾揉總時間。
其中西式火腿滾揉里程一般設置在10000～12000m之間，但對牛后腿肉的滾揉里程的設置并未見報道。參照這一數值，結合本試驗所用滾揉機直徑0.9m、轉速10 r/min、滾揉與靜置時間比2:1，經計算得出滾揉總持續(xù)時間為大約12h。
1.3.3.2 滾揉過程 呼吸滾揉的過程為：真空正轉20min→真空反轉20min→靜置20min→加壓正轉20min→加壓反轉20min→靜置20min→.......，如此不斷循環(huán)進行，持續(xù)12h。其中真空滾揉壓力為0.08MPa，加壓滾揉時參照肉氣調保鮮，充入混合抑菌氣體(CO2:N2=2:1)，壓力根據前期單因素試驗確定為0.18MPa。滾揉溫度設計4個水平，分別為2℃(試驗1組)、6℃(試驗2組)、10℃(試驗3組)、14℃(試驗4組)。采取正-反-停間歇滾揉的工藝，主要是為了減少由于摩擦而引起的肉溫上升，同時也使肉組織不容易受到破壞。
對照組為普通真空滾揉，其過程為：真空正轉20min→真空反轉20 min→靜置20min→......,如此不斷循環(huán)進行，持續(xù)12h。滾揉溫度2℃，滾揉壓力0.08MPa。
1.3.4 指標測定方法
1.3.4.1 肉溫測定 每隔2h停機測定滾揉機內肉塊溫度。隨機選取6個部位，將便攜式測溫儀的探頭插入肉塊中間，待讀數穩(wěn)定后記錄，取平均值。
1.3.4.2 色澤測定 每隔2h從每組肉塊中取具有代表性的3塊肉樣進行色澤測定。便攜式色差儀先用標準版進行校正。每個肉樣從中間剖開分成數塊，隨機選取6個部位，用色差儀測定亮度值L*、紅度值a*和黃度值b*，取平均值。
1.3.4.3 發(fā)色率測定 每隔2h從每組肉塊中取具有代表性的3塊肉樣測定發(fā)色率。發(fā)色率是指亞硝酸鈉與肉中肌紅蛋白反應產生的亞硝基肌紅蛋白占總色素的比率。參照Hornsey的方法進行測定。配制提取液A[丙酮:水=40:3(v/v)]，提取液B[丙酮:水:鹽酸=40:2:1(v/v/v)]，均勻稱取2份5 g絞碎的肉樣，第一組加入21.5mL提取液A，第二組加入21.5mL提取液B，各攪拌20s使其混勻，第一組靜置10min，第二組靜置1h，以3000r/min離心5min，過濾。將第一組所得到的濾液在540nm波長測定吸光值D1(用提取液A做空白)；將第二組所得到的濾液在640nm波長測定吸光值D2(用提取液B做空白)，按下式計算：
亞硝基肌紅蛋白(mg/kg)=D1×290
總色素(mg/kg)=D2×680
發(fā)色率(%)=亞硝基肌紅蛋白/總色素×100
1.3.4.4 菌落總數測定 每隔3h從每組肉塊中取具有代表性的3塊肉樣測定菌落總數。按GB 4789.2-2010《食品微生物學檢驗菌落總數測定》進行。
1.3.5 統(tǒng)計分析 色澤、發(fā)色率及菌落總數均為3次平行試驗的平均值，用SPSS Statistics 17.0統(tǒng)計分析軟件進行顯著性分析。
2 結果與分析
2.1 不同處理組滾揉期間肉塊溫度的變化
不同處理組滾揉期間肉塊溫度的變化見表1。原料肉經前處理及注射后，所有處理組初始溫度略有差異。隨著滾揉腌制的進行，各處理組肉塊溫度基本維持恒定，且均比冷庫實際溫度高出4～5℃，這是因為滾揉時肉塊的摩擦導致了肉溫升高。
表1 不同處理組滾揉期間肉塊的溫度的變化
| 組別 | 肉塊溫度/℃ | ||||||
| 第0小時 | 第2小時 | 第4小時 | 第6小時 | 第8小時 | 第10小時 | 第12小時 | |
| 試驗1組 | 10.3 | 6.9 | 6.8 | 6.9 | 7.0 | 7.2 | 7.3 |
| 試驗2組 | 9.1 | 10.6 | 11.0 | 11.1 | 11.3 | 11.4 | 11.3 |
| 試驗3組 | 11.4 | 14.8 | 15.2 | 15.5 | 14.8 | 14.9 | 15.2 |
| 試驗4組 | 10.6 | 18.7 | 18.6 | 18.8 | 18.9 | 19.1 | 19.0 |
| 真空滾柔 | 9.5 | 6.7 | 6.8 | 6.8 | 7.0 | 7.2 | 7.3 |
2.2 不同處理組滾揉期間肉塊色澤的變化
不同處理組在腌制過程中牛肉L*值、a*值和b*值的變化情況分別見圖1、圖2及圖3。
L*值表示樣品的明亮度，L*值越大樣品表面越有光澤；a*為紅度值，a*值越大表示肉的紅色越重；b*為黃度值，b*值越大表示肉的黃色越重。由圖1、圖2可以看出，在整個腌制過程中，所有處理組的L*值明顯增大，a*值明顯減小，并且4個呼吸滾揉組的L*值及a*值變化均大于真空滾揉組，呼吸滾揉組隨滾揉溫度的升高L*值及a*值變化增大。L*值增大說明經腌制后牛肉的色澤變亮。a*值下降，說明經腌制后牛肉的紅度減少，原因是由于腌制液中的亞硝酸鈉與肉中肌紅蛋白反應生成了亞硝基肌紅蛋白，而亞硝基肌紅蛋白的顏色較淺。L*值與a*值變化的顯著性一致，腌制進行至第2小時時，各組之間的差異并不顯著(P＞0.05)；但腌制進行至第4小時以后，各組之間均存在顯著差異(P＜0.05)。這說明不同的滾揉方式及呼吸滾揉的溫度對牛肉的光澤及紅度值影響較大。從圖3可以看出，隨著滾揉的進行，所有處理組b*值均有增加，但不及L*值和a*值的變化大。并且除個別組之間有差異外，整體差異并不顯著(P＞0.05)，說明滾揉方式及呼吸滾揉的溫度對牛肉黃度值的影響差異不大。
2.3 不同處理組滾揉期間肉塊發(fā)色率的變化
由圖4可以看出，隨著腌制的進行，所有處理組的發(fā)色率均呈不斷增加的趨勢，腌制進行至第2小時時各組之間差異不顯著(P＞0.05)，之后各組之間差異變得顯著(P＜0.05)。其中呼吸滾揉腌制的4個組發(fā)色率增加速度均較真空滾揉組快，最終發(fā)色率均高于真空滾揉組，并且呼吸滾揉時隨溫度升高發(fā)色率提高，這與L*值和a*值的變化一致。這充分說明了呼吸滾揉可加大牛肉腌制速度，提高最終發(fā)色率，并且提高滾揉溫度能進一步提高腌制速度和最終發(fā)色率。
2.4 不同處理組滾揉期間菌落總數的變化
不同處理組滾揉期間菌落總數的變化見表2。
表2 不同處理組滾揉期間菌落總數的變化
| 組別 | 菌落總數/（lg cfu/g） | ||||
| 第0小時 | 第3小時 | 第6小時 | 第9小時 | 第12小時 | |
| 試驗1組 | 2.503±0.012a | 2.547±0.012a | 2.593±0.006a | 2.670±0.010a | 2.763±0.006a |
| 試驗2組 | 2.497±0.012a | 2.537±0.006a | 2.597±0.006a | 2.680±0.010a | 2.780±0.010b |
| 試驗3組 | 2.503±0.012a | 2.547±0.012a | 2.603±0.006a | 2.717±0.006b | 2.827±0.006c |
| 試驗4組 | 2.513±0.006a | 2.583±0.006b | 2.660±0.010b | 2.753±0.006c | 2.880±0.010d |
| 真空滾柔 | 2.507±0.015a | 2.543±0.015a | 2.603±0.006a | 2.713±0.006b | 2.837±0.006c |
注：同列數據肩標字母不同表示差異顯著(P＜0.05)，相同表示差異不顯著(P＞0.05)。
從表2可以看出，各處理組的微生物數量在整個滾揉過程中均有所增加，這是因為低溫及真空并不能完全抑制微生物的生長繁殖，厭氧菌及嗜冷菌還會有一定的生長。各處理組初始菌數沒有太大差異(P＞0.05)，在滾揉腌制進行至第3小時與第6小時時，真空滾揉組與試驗1、2、3組的菌落總數差異均不顯著(P＞0.05)，與試驗4組差異顯著(P＜0.05)。這說明在此時間段，2℃下的真空滾揉與2、6、10℃下的呼吸滾揉微生物繁殖速度沒有太大區(qū)別，而14℃下呼吸滾揉的微生物繁殖速度明顯大于2℃下的真空滾揉。在滾揉腌制進行至第9小時與第12小時時，真空滾揉組除與試驗3組的差異不顯著(P＞0.05)外，與其余各組均有顯著差異(P＜0.05)。這說明2 ℃下真空滾揉的微生物繁殖速度與10℃下呼吸滾揉的微生物繁殖速度相同。由此可見，加壓滾揉過程中較高的CO2分壓對微生物的抑制作用較為理想。
3 結論
呼吸滾揉與普通真空滾揉相比，能明顯提高腌制速度及最終發(fā)色率，縮短腌制時間，并且在呼吸滾揉過程中提高溫度能進一步提高腌制效果。由于呼吸滾揉加壓時加入了CO2等抑菌氣體，10℃下呼吸滾揉的微生物繁殖速度與2℃下真空滾揉的微生物繁殖速度相同。因此，為進一步提高牛肉腌制效果，生產中可采用呼吸滾揉的方式：真空正轉20min→真空反轉20min→靜置20min→加壓正轉20min→加壓反轉20 min→靜置20min→......，不斷循環(huán)進行。加壓時充入混合抑菌氣體(CO2:N2=2:1)，壓力為0.18MPa，滾揉溫度由傳統(tǒng)工藝0～4℃提升至10℃，在此溫度下滾揉時間可由真空滾揉的12h縮短至大約6h。
