排骨汤体系的贮藏模型研究.pdf

- 1 - 排骨汤体系的贮藏模型研究排骨汤体系的贮藏模型研究1 万荣娥，张亮子，熊善柏，赵思明 华中农业大学食品科技学院，武汉(430070) E-mail：wangronge 摘摘 要要：以猪直排为原料，采用高压四段法制作排骨汤，于 4贮藏，研究贮藏过程排骨汤 体系营养成分、TVBN、菌落总数和蛋白质消化特性，建立排骨汤的贮藏动力学模型，以预 测和控制排骨汤的贮藏品质和货架期。 结果表明， 贮藏过程中排骨汤体系中肌肉和汤汁的菌 落总数有所增加， 出现蛋白质降解和营养品质劣化现象。 排骨汤的贮藏伴随了多种生物化学 变化，用一级化学反应动力学模型拟和贮藏过程中排骨汤体系的特性具有很高的精度。 关键词：关键词：排骨汤体系；贮藏；品质；数学模型 中图分类号：中图分类号：TS251.5 1. 引言引言 猪排骨中含有较高的蛋白质、维生素、矿物质等营养成分1,2，排骨汤以其味道鲜美， 营养丰富而深受我国人民的喜爱。随着社会的发展，人们生活节奏的加快，营养健康、方便 性好的即食排骨汤市场前景日趋广阔。 但排骨汤中丰富的营养成分和高水分也给微生物提供 了良好的生长条件。贮藏过程中在细菌和酶的作用下，蛋白质的分解3，脂质的分解氧化4 等均会导致肉制品风味下降5和营养特性6的变化。有研究表明，肉制品在贮藏过程中感官 品质、蛋白质含量、挥发性氮、微生物等均会发生变化，不适当的储藏会导致肉制品的品质 劣变7。 采用适宜的工艺可以烹制出营养价值高的排骨汤6,8。 但排骨汤在储藏过程中品质特 性尚不清楚。鉴于此，本文通过研究贮藏过程中排骨汤的营养成分、TVBN、菌落总数和蛋 白质消化率的变化规律，为方便排骨汤的保藏提供试验数据。 2. 材料与方法材料与方法 2.1 材料材料 排骨：冷鲜猪直排，购于武汉中百仓储珞狮路店；试验用锅为经改造的高压锅(28cm)， 可自动检测和控制温度及时间。采用 1.2 中方法测定原料排骨中总糖(4.600.24 mg/g)、粗蛋 白(55.960.74%)、可溶性蛋白(121.370.24 mg/g)、游离氨基酸(4.630.04 mg/g)、粗脂肪 (39.391.39%)、水分(68.450.31%)和灰分(1.010.02%)含量(以上均为干基含量)。 2.2 烹制与贮藏方法烹制与贮藏方法 将新鲜猪直排清洗干净后，剁成约3cm长的段，每锅用量约500g；肉、水和盐的质量比 为1:1.5:0.015。采用先于高温温度120维持20min再于保温温度80下保温60min烹制成排 骨汤6，在无菌条件下冷却到室温后用保鲜膜封口，4贮藏。定期检测营养成分、TVBN、 菌落总数和蛋白质消化率等。 2.3 营养成分含量的测定营养成分含量的测定 排骨汤烹制好后，剔除骨头，将肌肉和汤汁分开。排骨沥干后去骨、皮和筋腱，取肌肉 用食物调理机绞碎，备用。分别检测排骨汤中肌肉和汤汁中的各项指标。 采用凯氏定氮法测定粗蛋白含量6，索氏抽提法9测定粗脂肪含量，矿质元素含量采用 1本课题得到得到美的电热电器制造有限公司的资助。 中国中国科技论文在线科技论文在线 - 2 - 电感耦合等离子体原子发射光谱法测定10。铜试剂法测定总糖含量11，采用 HPLC 法测定 氨基酸含量12。 2.4 挥发性盐基氮挥发性盐基氮(TVBN)测定测定 样品捣碎搅匀，称取10g，置于锥形瓶中，加100ml水，浸渍35min后过滤，取滤液按微 量扩散法测定挥发性盐基氮含量13,14。 2.5 菌落总数的测定菌落总数的测定 无菌操作取 10g 肉，剪碎后转移到 0.9%、90mL 无菌生理盐水中；或用 10mL 无菌移液 管吸取 10mL 汤汁，注入到 0.9%、90mL 无菌生理盐水中，混匀成稀释液。10 倍梯度稀释 至一定浓度。选择 2-3 个适宜的稀释度，混平板法、37倒置培养 48h。 2.6 数据处理数据处理 采用 Microsoft Office Excel 和 SAS 软件进行数据处理。肌肉中的营养成分含量以干基 计。所有数据取 3 次平行的平均值。 3. 结果与分析结果与分析 3.1 排骨汤贮藏过程的品质变化排骨汤贮藏过程的品质变化 3.1.1 排骨汤贮藏过程中蛋白质含量和游离氨基酸含量的变化排骨汤贮藏过程中蛋白质含量和游离氨基酸含量的变化 排骨汤贮藏过程中的粗蛋白、水溶性蛋白和游离氨基酸含量的变化见图1。由图1可知， 随着贮藏时间的延长，肌肉和汤汁中的粗蛋白（图1(a)）、水溶性蛋白质（图1(b)）和游离 氨基酸含量（图1(c)）均有所下降。这是由于蛋白质在高温高压作用下，分子间作用力降低 15，逐渐降解成肽16,17、转化成挥发性物质18所致。 20 30 40 50 60 70 80 0246810 贮藏时间(d) 肌肉粗蛋白含量(%) 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 汤汁粗蛋白含量(%) 20 30 40 50 60 70 80 0246810 贮藏时间(d) 肌肉水溶性蛋白含量 (%) 1 3 5 7 9 11 13 15 17 汤汁水溶性蛋白含量 (%) (a) 贮藏过程的粗蛋白含量 (b) 贮藏过程的水溶性蛋白含量 中国中国科技论文在线科技论文在线 - 3 - 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 0246810 贮藏时间(d) 肌肉游离氨基酸含量 (%) 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 汤汁游离氨基酸含量 (%) (c) 贮藏过程的游离氨基酸含量 肌肉 汤汁 图 1 排骨汤贮藏过程中的粗蛋白含量、水溶蛋白含量和游离氨基酸含量 Fig.1 Content of crude protein content, soluble protein and free amino acid in pork chop soup during storage 3.1.2 排骨汤贮藏过程中粗脂肪含量的变化排骨汤贮藏过程中粗脂肪含量的变化 贮藏过程中， 排骨汤中的粗脂肪含量的变化见图2。 由图2可知肌肉中粗脂肪含量随贮藏 时间略有上升，而汤汁中粗脂肪含量下降，这是贮藏过程汤汁中脂肪聚集，粘附于肌肉表面 导致的。 30 32 34 36 38 40 42 44 0246810 贮藏时间(d) 肌肉粗脂肪含量(%) 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 汤汁粗脂肪含量(%) 肌肉 汤汁 图 2 贮藏过程的粗脂肪含量 Fig. 2 Crude fat contents during storage 3.1.3 排骨汤贮藏过程中灰分与可溶性固形物含量的变化排骨汤贮藏过程中灰分与可溶性固形物含量的变化 排骨汤贮藏过程中灰分含量的变化见图 3。图 3 表明，贮藏过程中，肌肉中的灰分含量 下降，是由于矿物元素进入汤中所致。汤汁中的灰分含量随贮藏时间呈下降趋势，这可能是 矿物元素随汤中不溶性物质聚集沉淀所致。 另外肌肉蛋白的降解也会导致结合态蛋白矿中 矿物质游离出来，使肌肉中矿物质下降。肌肉中水分（图 4）变化不大，随着贮藏时间的延 长，汤中的固形物（图 4）含量逐渐下降，这是贮藏过程可溶性物质聚集后溶解性降低的结 果。 中国中国科技论文在线科技论文在线 - 4 - 0.5 0.7 0.9 1.1 1.3 1.5 1.7 1.9 2.1 0246810 贮藏时间(d) 肌肉灰分含量(%) 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 汤汁灰分含量(%) 60 62 64 66 68 70 0246810 贮藏时间(d) 肌肉水分含量(%) 0 1 2 3 4 5 6 汤汁固形物含量(%) 肌肉 汤汁 肌肉 汤汁 图 3 贮藏过程的灰分含量 图 4 贮藏过程的固形物含量 Fig. 3 Ash contents during storage Fig. 4 Soluble solid contents during storage 3.1.4 排骨汤贮藏过程中蛋白质的消化特性的变化排骨汤贮藏过程中蛋白质的消化特性的变化 贮藏过程中排骨汤体系中肌肉的蛋白质的消化特性随贮藏时间的变化规律见图5。 由图5 可知，排骨汤中肌肉的消化率和消化后游离氨基酸含量随贮藏时间延长均呈缓慢下降趋势。 这可能是因为随贮藏时间延长，蛋白体周围会形成一层通过二硫键结合的蛋白质外壳19， 使酶难以及时降解，蛋白质消化率下降。 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 0246810 贮藏时间(d) 消化后游离氨基酸含 量(mg/g) 30 35 40 45 50 55 60 65 蛋白质消化率(%) 游离氨基酸含量 蛋白质消化率 图 5 排骨汤体系中肌肉贮藏过程中蛋白质含量和游离氨基酸含量 Fig. 5 Protein and free amino acid content of pork chop soup after digested during storage 3.1.5 排骨汤贮藏过程中排骨汤贮藏过程中 TVBN 值的变化值的变化 TVBN是酶和细菌使蛋白质分解而产生的氨以及胺类等碱性含氮物质，可以反应食品的 新鲜程度。贮藏过程中排骨汤TVBN值随贮藏时间的变化规律见图6。由图6可知，汤汁中的 TVBN值较肌肉中大很多，这是由于蛋白质的分解产物大多溶于水所致。贮藏过程肌肉中 TVBN值呈上升趋势，汤汁中的TVBN值略有下降，但变化不明显。肌肉蛋白在贮藏过程中 降解而产生氨以及胺类等碱性含氮物质，此类物质具有挥发性，使TVBN上升，汤汁中氨基 酸此类物质随贮藏时间的延长而挥发，使其TVBN下降。 中国中国科技论文在线科技论文在线 - 5 - 5 7 9 11 13 15 0246810 贮藏时间(d) 肌肉TVBN 1000 1200 1400 1600 1800 汤汁TVBN 肌肉 汤汁 图 6 排骨汤贮藏过程中 TVBN 值 Fig. 6 TVBN values of cooked pork chop soup during storage 3.1.6 排骨汤贮藏过程中菌落总数的变化排骨汤贮藏过程中菌落总数的变化 由图 7 可知，贮藏过程中，肌肉和汤汁中的菌落总数呈上升趋势，动物肌肉（蛋白）为 肉毒杆菌、沙门氏菌等微生物提供了良好的生长条件，导致菌落总数在上升。图 7 显示，贮 藏 10 天内，排骨汤体系中菌落总数的上升处于对数期。根据相应国家标准，熟肉制品中菌 落总数应在 30000cfu/g 以内， 因此， 由图 7 可知， 排骨汤的安全贮藏时间在 10 天以内 （4） 。 1 10 100 1000 10000 100000 0246810 贮藏时间(d) 肌肉菌落总数(cfu/g) 1 10 100 1000 10000 100000 1000000 汤汁菌落总数(cfu/g) 肌肉 汤汁 图 7 排骨汤贮藏过程中菌落总数 Fig. 7 Colony count of cooked pork chop during storage 3.2 排骨汤贮藏品质的数学模型排骨汤贮藏品质的数学模型 菌落总数随时间呈对数增长，各营养成分、TVBN、蛋白质消化率与时间成线性或略有 弯曲但偏离不大，根据各指标随贮藏时间的变化规律，采用一级化学反应动力学模型拟和： y= ekt 式中，y-营养成分的含量，或 TVBN、菌落总数、蛋白质消化率；k-反应速度常数，d-1； -新鲜汤汁(t=0)的营养成分含量，或 TVBN、菌落总数、蛋白质消化率；t-贮藏时间，d。 用最小二乘法计算反应速率常数(k)，结果见表 1。所有方程的剩余平方和较回归平方和 小很多， 均小于 0.01， 表明方程的拟和精度很高。 由表 1 可知， 除菌落总数的 k 值大于 1(或 在 1 左右)外，所有参数的 k 值的绝对值均小于 1，表明这些参数的变化均逐渐趋于平衡。瓦 罐汤菌落总数的 k 接近 1，表明该汤汁中具有充足的营养，使微生物可以较长时间的快速生 中国中国科技论文在线科技论文在线 - 6 - 长。 表1 排骨汤营养成分含量变化、蛋白质消化率、TVBN 值和菌落总数的速度常数(d-1) Tab. 1 Rate constant of nutrient compositions change，protein digestion ratio，TVBN and the colony count of cooked pork chop and chicken soup 指 标 肌肉 汤汁 总糖 -0.0010 -0.0012 水溶性糖 -0.0339 粗蛋白 -0.0248 -0.0319 水溶性蛋白 -0.0453 -0.0479 游离氨基酸 -0.1291 -0.0367 蛋白质消化率 -0.0098 消化后游离氨基酸 -0.0280 粗脂肪 0.0198 -0.0422 固形物 -0.0849 灰分 -0.0849 -0.0917 TVBN 0.0396 -0.0005 菌落总数 0.7841 0.9547 注：“”表示未检测。 k 为负数表明该成分含量随贮藏时间的延长而下降。贮藏过程中，肌肉中的营养成分仅 脂肪含量 k 为正数，表明其是逐渐上升的，而汤汁中所有营养成分的含量都是下降的。且汤 汁中各营养指标 k 的绝对值均较肌肉中高，表明汤汁中营养成分在贮藏过程中下降较快，这 可能是由于较高的水分有利于生化反应的进行。在表 1 的所有指标中，以菌落总数的 k 值最 大，且以汤汁大于肌肉的。因此，可用汤汁的菌落总数预测排骨汤的品质和货架期，控制好 汤汁中菌落总数的上升是保证排骨汤贮藏品质的关键。 4 结论结论 排骨汤的贮藏伴随了多种生物化学变化。 用一级化学反应动力学模型拟和贮藏过程中排 骨汤的营养成分含量、 蛋白质消化性和挥发性物质的变化规律具有很高的拟和精度。 贮藏过 程中排骨汤体系中的蛋白质含量、 游离氨基酸含量、 灰分含量和蛋白质消化率均呈下降趋势， TVBN 值(肌肉)和菌落总数上升。可用汤汁总菌数预测排骨汤的货架期，控制好汤汁中菌落 总数的上升是保证排骨汤贮藏品质的关键。 参考文献参考文献 1 吕自治.猪肉的营养价值及其科学食用J.肉类研究.2003,2:49-50. 2 程志斌.浅谈猪肉的营养价值J.肉类工业.2005,5(289):34-40. 3 Skipnes D, Ostby M L, Chickendrickx M E. 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