复合无磷保水剂的配方优化及对PSE猪肉贮藏品质的影响

　　摘要:为了改善PSE猪肉的加工特性，明确L-精氨酸、碳酸钠、柠檬酸钠对PSE猪肉保水性的影响，本研究在单因素试验基础上，以蒸煮损失、离心损失、滴水损失为指标，通过L9(34)正交试验，确定最适添加量，并分析测定了在最适复合无磷保水剂配方下PSE猪肉贮藏过程中的品质变化。结果表明，L-精氨酸为0.40%、碳酸钠为0.60%、柠檬酸钠为0.60%的复合无磷保水剂处理，能显著提高PSE猪肉的保水性，并能有效改善PSE猪肉的贮藏品质。本研究结果为提高冷藏期PSE猪肉的保水性提供了一种新思路，同时为无磷保水剂提高PSE猪肉的利用价值提供了一定的理论支持。

　　关键词:复配;无磷保水剂;PSE猪肉;贮藏品质

　　PSE猪肉即生猪被屠宰后其肌肉颜色发白(pale)、质地松弛无弹性(soft)以及肌肉表面液汁渗出(exudative)的肉[1]。PSE猪肉的品质较差，消费者接受度较低，对肉类行业造成了极大的经济损失[2]。

　　PSE猪肉具有pH值低、色泽差、保水性差等问题，近来诸多肉类科学研究工作者和加工商均开始关注PSE猪肉的品质问题，并开展了大量改善PSE猪肉品质的研究，如Lesiow等[3]添加三聚磷酸盐和谷氨酰胺转氨酶到PSE猪肉香肠中，其品质可达正常香肠的水平，Booren等[4]通过添加羟丙基甲基纤维素和魔芋粉改善了PSE猪肉的质构特性。磷酸盐是肉类企业广泛使用的保水剂，其能提高肉的保水性和嫩度，增加出品率[5]，在改良肉品质方面起着重要作用[6]。但磷酸盐添加过量，会产生金属涩味，肉组织结构也会变得粗糙，还会对人体健康产生不利影响[7]。因此，越来越多的研究者选择无磷保水剂来代替磷酸盐。

　　L-精氨酸是一种碱性氨基酸，其等电点为10.76，可以提高肉的pH值使其偏离肉蛋白质的等电点，从而提高肉的持水力[8]。碳酸钠和柠檬酸钠属于强碱弱酸盐，PSE猪肉中添加上述物质可提高其pH值，而且其阴离子含量高，还可用于提高肉类蛋白的离子强度，有利于肌球蛋白凝胶的形成，从而提高保水性[9]。因此，本试验以PSE猪肉为原料，开展L-精氨酸、碳酸钠、柠檬酸钠对PSE猪肉的保水性研究，在单因素试验基础上，通过正交试验优化最佳添加量，并分析测定复合无磷保水剂处理的PSE猪肉在贮藏过程中的品质变化，以期为复合无磷保水剂改善猪肉品质提供一定的指导，同时为后期调理猪肉肉制品的加工提供借鉴参考。

　　1材料与方法

　　1.1材料与试剂

　　猪品种:杜长大，育龄:160～170d，体质量:100～120kg。优选猪背最长肌，新疆天康食品有限公司。参照PSE肉的鉴别方法[10]对肉样进行判定。L-精氨酸、碳酸钠、柠檬酸钠(均为食品级)，湖北兴发化工有限公司;食盐，新疆乌鲁木齐市沙依巴克区友好超市;生理盐水、平板计数琼脂(platecountagar，PCA)，北京奥博星生物技术有限责任公司。

　　1.2仪器与设备

　　TESTO205便携式pH计，德国德图(深圳)有限公司;JZ-350色彩色差计，深圳市金准仪器设备有限公司;KA-6189滚揉机，康鼎食品机械设备有限公司;DK-8D电加热恒温水槽，上海一恒科技有限公司;Avanti-J-26SXPI落地式高速冷冻离心机，美国BeckmanCoulter有限公司;LE204E/02电子天平，梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司;C-LM.3B数显式肌肉嫩度仪，东北农业大学工程学院;DHS-16卤素水分测定仪，上海菁海仪器有限公司;TA-XT2i型质构仪，英国StableMicroSystems公司;JSM-7610FPlus扫描电镜，捷欧路(北京)科贸有限公司。

　　1.3试验方法

　　1.3.1PSE猪肉的处理方法

　　将PSE猪肉切成大小相近、厚薄一致的肉块。分别制备不同浓度的L-精氨酸、碳酸钠、柠檬酸钠无磷保水剂溶液，采用注射的方法将蒸馏水和不同浓度无磷保水剂溶液注入PSE猪肉中，注射后在5～6℃条件下间歇式滚揉12h，用PE保鲜膜包装，待测。

　　1.3.2单因素试验与正交试验

　　1.3.2.1单因素试验设计

　　以L-精氨酸添加量(0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%)、碳酸钠添加量(0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%)和柠檬酸钠添加量(0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%)进行单因素试验，测蒸煮损失、离心损失和滴水损失。

　　1.3.2.2正交试验设计根据单因素试验结果，以蒸煮损失、离心损失、滴水损失指标，做L9(34)正交试验，确定复合无磷保水剂配方。试验因素及水平设计见表1。

　　1.4数据处理

　　采用MicrosoftExcel2013软件处理数据，Origin8.5软件制图，选用SPSS19.0软件进行单因素方差分析，数据的差异显著性评定经由邓肯多重比较完成(P<0.05表示差异显著)。

　　2结果与分析

　　2.1单因素试验结果与分析

　　2.1.1L-精氨酸添加量对PSE猪肉保水性的影响

　　随着L-精氨酸添加量的增加，PSE猪肉的蒸煮损失、离心损失和滴水损失呈降低趋势，且L-精氨酸处理组PSE猪肉的蒸煮损失、滴水损失和离心损失均显著低于对照组(P<0.05)，但当L-精氨酸添加量≥0.3%时，PSE猪肉的蒸煮损失、离心损失和滴水损失变化趋于平缓。表明L-精氨酸可以提高PSE猪肉的保水性。付渊等[19]研究表明，L-精氨酸可显著提高鸡胸肉中肌球蛋白凝胶的保水性;Guo等[20]研究也发现，L-精氨酸可以增加猪肉蛋白凝胶的保水性，这与本研究结果基本一致。综合考虑3个指标，选定L-精氨酸的最适添加量为0.3%。

　　2.1.2碳酸钠添加量对PSE猪肉保水性的影响

　　不同碳酸钠添加量对PSE猪肉蒸煮损失和离心损失均有一定的影响，且碳酸钠处理组PSE猪肉的蒸煮损失和离心损失均显著低于对照组(P<0.05)。

　　随着碳酸钠添加量的增加，PSE猪肉的蒸煮损失和离心损失均呈下降趋势。当碳酸钠添加量在0.2%～0.6%之间时，PSE猪肉的蒸煮损失和离心损失均显著降低(P<0.05)。对照组PSE猪肉的滴水损失为5.02%，各碳酸钠处理组PSE猪肉的滴水损失均显著低于对照组(P<0.05);当碳酸钠添加量为0.6%时，PSE猪肉的滴水损失最低为2.79%。综合考虑3个指标，选定碳酸钠的最适添加量为0.6%。

　　2.1.3柠檬酸钠添加量对PSE猪肉保水性的影响

　　随着柠檬酸钠添加量的增加，PSE猪肉的蒸煮损失、离心损失和滴水损失均呈降低趋势，且柠檬酸钠处理组PSE猪肉的蒸煮损失、离心损失和滴水损失均显著低于对照组(P<0.05)。对照组PSE猪肉的蒸煮损失、离心损失和滴水损失分别为33.12%、35.08%、5.22%，当柠檬酸钠添加量为0.6%时PSE猪肉的蒸煮损失、离心损失和滴水损失均最低，分别为20.45%、22.56%、3.01%;然而当柠檬酸钠的添加量大于0.6%时，PSE猪肉的蒸煮损失、离心损失和滴水损失反而有所上升，但差异不显著(P>0.05)。这与付丽等[21]和李莎莎等[22]的测定结果基本一致。综合考虑3个指标，选定柠檬酸钠的最适添加量为0.6%。

　　2.2正交试验结果

　　从无磷保水剂对PSE猪肉蒸煮损失、离水损失、滴水损失影响来看，L-精氨酸的影响最大，其次是碳酸钠，柠檬酸钠影响最小，即A>B>C，其中，从蒸煮损失角度考虑，其最优组合为A3B2C2。从无磷保水剂对PSE猪肉离心损失角度来考虑，其最优组合为A3B3C3。从无磷保水剂对PSE猪肉滴水损失影响来看，其最优组合为A3B2C3。

　　3讨论

　　提高PSE猪肉的保水性对肉品生产者和消费者都具有非常重要的意义。目前国内外学者主要针对PSE猪肉肉制品进行改善，对于改善冷藏PSE猪肉保水性的研究较少。近来，研究学者发现L-精氨酸、碳酸钠和柠檬酸钠可以改善肉及肉制品的品质。李诗义[30]研究发现L-精氨酸可有效促进盐溶蛋白的溶解度，从而改善鸡肉香肠的嫩度。Shang等[31]研究发现碳酸钠可以提高碎牛肉的保水性。高可蒙等[32]研究发现柠檬酸钠、海藻糖和山梨糖醇可以降低冷冻调理猪肉的解冻损失，提高肉制品的保水性。本研究发现L-精氨酸、碳酸钠和柠檬酸钠对PSE猪肉的保水作用不同，而复合无磷保水剂效果更加明显。

　　无磷保水剂可以提高PSE猪肉的保水性，这可能是由于L-精氨酸属于碱性氨基酸，可导致PSE猪肉的pH值偏离等电点，且其自带的羧基、氨基等官能团，能与肌肉蛋白发生亲水结合作用，从而提高PSE猪肉的保水性[33]。碳酸钠属碱性疏松剂，可增大PSE猪肉的pH值，改变PSE猪肉蛋白的网络结构，使PSE猪肉蛋白网络结构松散，从而增强PSE猪肉的保水性[34-35]。柠檬酸钠对Ca2+、Mg2+、Fe2+等金属离子具有很好的络合能力，可以提高PSE猪肉的保水性[36]。

　　冷藏保鲜是猪肉主要的贮藏方式之一，本研究还发现，经复合无磷保水剂处理后，明显降低了冷藏期间PSE猪蒸煮损失，并延缓了pH值的上升，提高了水分含量，保持了较好的硬度和弹性。复合无磷保水剂处理组PSE猪肉剪切力显著低于对照组，说明无磷保水剂改善了PSE猪肉的嫩度。从PSE猪肉的微观结构结果可以看出，无磷保水剂可以保持致密完整的组织状态。以上结果表明，无磷保水剂改善了PSE猪肉的品质，使PSE猪肉具有良好的加工性能和感官特性。本研究为无磷保水剂在猪肉肉制品中的应用提供了一定的理论依据和实践指导。但无磷保水剂对PSE猪肉保水性改善的机理，有待更加深入的研究。

　　食品论文投稿刊物：《食品安全导刊》杂志是由中国商业联合会主管，中国商业股份制企业经济联合会及北京肉类食品协会联合主办，是国家新闻出版总署正式批准的一本全面关注食品安全政策、标准、技术、信息的行业期刊。

　　4结论

　　单因素和正交试验结果表明，L-精氨酸、碳酸钠和柠檬酸钠的最适添加量分别为0.4%、0.6%和0.6%。此条件下处理的PSE猪肉保水性最好。PSE猪肉经复合无磷保水剂处理后，可以明显降低其贮藏期间pH值上升速度、蒸煮损失和剪切力，改善PSE猪肉的嫩度和色泽，提高其水分含量，保持较好弹性，微观结构更加紧密完整，且菌落总数得到一定的抑制，对PSE猪肉具有保鲜效果。综上，复合无磷保水剂能有效改善PSE猪肉品质，为保水剂的研发提供了一定的理论依据。

　　参考文献:

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　　[3]LesiowT，RentfrowGK，XiongYL.Polyphosphateandmyofibrillarproteinextractpromotetransglutaminase-mediatedenhancementsofrheologicalandtexturalpropertiesofPSEporkmeatbatters[J].MeatScience，2017，128(11):40-46

　　[4]BoorenBL，Castell-PerezME，MillerRK.Effectofmeatenhancementsolutionswithhydroxypropylmethylcelluloseandkonjacflourontextureandqualityattributesofpale，soft，andexudativepork[J].JournalofTextureStudies，2017，48(5):403-414

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　　[6]丁武，寇莉萍，任建.不同磷酸盐对猪肌肉嫩度及保水性的影响[J].食品科学，2009，30(21):56-58

　　作者：刘广娟徐泽权邢世均陈铮朱明睿徐艳丽王子荣