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理论与实践:超声辅助提取香辛料对泡椒凤爪保鲜效果的影响

2015-12-16 10:11:59 安装信息网

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作者:郑晓敏

    泡椒凤爪属于动物性泡菜的一种,属于湿态发酵性腌制产品,是一种极具四川特色的风味小吃,以白脆可口、微酸带辣的风味特点而风靡全国,深受广大消费者青睐。近年来,我国学者在泡椒凤爪的工艺改良及延长货架期等领域做了一些研究。陈祖明等对泡椒凤爪的传统配方及加工工艺进行了整合;张佳敏等通过研究乳酸添加量、巴氏灭菌温度与灭菌时间对泡椒凤爪加工工艺进行了优化;胡胜群等采取原辅料分别杀菌、生产场所消毒灭菌的方法生产无二次杀菌泡椒风味凤爪;陈佩佩等将常压杀菌应用到泡椒凤爪加工工艺中,实现常温条件下保存6个月以上;邓钢桥等对泡椒凤爪微生物污染来源及辐照杀菌进行了相关研究。但是,关于超声辅助提取香辛料对泡椒凤爪保鲜效果的影响研究还鲜有相关报道。大量研究证实,生姜、八角、大葱、辣椒、当归、黄芪等中国传统调味料具有较好的抑菌、防腐效果,

同时还有一定的药理作用。随着人们对食品营养及安全意识的增强,日益强调食品原辅料的安全性、功能性、天然性,使得人们对这些药食同源的传统天然香辛料在防腐保鲜领域的应用更加关注。

    因此,通过在不添加其他食品防腐剂条件下,对泡椒凤爪配方本身含有的香辛料进行配方和处理工艺上的优化,在简化工艺、降低生产成本的同时,起到提升产品安全性、延长成品保质期的作用。试验通过超声辅助提取香辛料液(生姜、八角、大葱、辣椒、当归、黄芪、桂皮、黄酒),并应用于泡椒凤爪的加工工艺中,研究香辛料对泡椒凤爪贮藏期间( 37℃)保鲜效果的影响,为泡椒凤爪的天然防腐剂研发奠定基础。

1  材料与方法

I.I材料与试剂

    冷冻鸡爪;生姜、葱白、八角、干辣椒、当归、黄芪、黄酒、桂皮、泡野山椒、食盐、鸡精、白醋等,购于四川旅游学院学府超市。试验中所采用的40目香辛料粉均为实验室自制;氯化钠、氢氧化钠、硝 酸钾、硼酸、盐酸、氧化镁、碳酸钾、甲基红、乙醇等均为分析纯,购自成都科百瑞。

  1.2仪器与设备

超声波清洗机:宁波新芝;YP-N型电子天平:上海精密仪器仪表有限公司;康威氏微量扩散皿:北京朋利驰科技有限公司;pHS-3C型pH计:上海仪电科学仪器股份有限公司;LHP-150恒温恒湿培养箱:常州冠军仪器制造有限公司;YXQ-LS-100SII立式压力蒸汽灭菌器:上海博迅实业有限公司;BHC-1300UB2双人超净工作台:苏州苏洁净化设备有限公司;TYJ-2A型菌落计数器:上海华光仪器仪表有限公司;Scientz-04无菌均质器:宁波新芝生物科技股份有限公司;CHA-S数显往复式气浴恒温振荡器:金坛市盛蓝仪器制造有限公司等。

1_3泡椒凤爪加工工艺

    鸡爪漂洗一预熟一清水漂洗一刀工-清洗一浸t一真空包装一热力杀菌( 80℃,10 min)一成品1.4天然香辛料配方的筛选

    根据前期研究,以250 mL黄酒为提取溶剂,选ffiA生姜颗粒、B八角粉、C葱白颗粒、D干辣椒段、E当归粉、F黄芪粉、J桂皮粉等8种香料的添加量为参数因子,采用L8(27)进行正交试验(见表1),采用频率为40 kHz的超声波设备进行提取,提取的基础条件为提取功率50%,温度60℃,时间30 min。以感官评分(y1)和抑菌评分( Y,)为目标函数,采用模糊权重法进行综合评分,对主参数进行分析与优化,筛选出最优香辛料配方。综合评分=0.3×感官评分+0.7×抑菌效果评分。

 1.5超声辅助提取工艺的优化

    在确定香辛料配方的条件下,改变提取功率、提取温度、提取时间进行Lg(34)正交试验(见表2),考察感官评分( Yl)和抑菌评分(Y2),采用模糊权重法进行综合评分,对主参数进行分析与优化,筛选出最佳超声辅助提取方案。综合评分法同1.4。

1.6高温保鲜试验

    将提取所得香辛料液在泡椒凤爪加工工艺的浸泡腌制环节里与1 500 9纯净水、200 9野山椒、45 9食盐、7.5 9鸡精、20 9白醋等原辅料共同勾兑成调味汁,将加工后的鸡爪放人装有调味汁的不锈钢盛器中,在18℃条件下浸泡腌制12 h。鸡爪质量与调味汁体积之比为1:3( g/mL)。以直接添加组和空白组为对照,其中直接添加组为在调味液中直接添加同配方的香辛料包,空白组则添加同体积纯净水代替香辛料液。沥干样品,采用四层铝箔袋PET/AL/PA/CPE分装为100 9/袋后,进行真空包装。包装后的样品经过高温蒸汽杀菌( 120℃,5 min)后贮存于37℃下,每天取样进行各项指标(水分活度、pH、挥发性盐基氮、菌落总数和感官评分)的测定。每组样品3个平行,测定结果取平均值。

1.7指标测定方法

1.7.1水分活度

    采用扩散法。

1.7.2 pH的测定

    酸度计直接测定法。

1.7.3挥发性盐基氮

    采用GB/T 5009.44-2003半微量定氮法。

1.7.4菌落总数的检验

    GB 4789.2-2010。

1.7.5感官评分

    泡椒凤爪感官评价指标主要包括形态、色泽、气味、滋味和组织状态,由8人组成评判小组,对产品进行评分处理。当评分小于15分时,则认为产品感官已经达到消费者无法接受的程度。根据GB/T 22210-2008“肉及肉制品感官评价规范“及参考文献[2-4],制定感官评分标准,见表3。

1.7.6抑菌效果评分

    指示菌均由四川旅游学院食品系微生物实验室提供。细菌:金黄葡萄球菌(Staphylococcus aureusRosenbach)、大肠杆菌(Escherichia coli);真菌:黑曲霉(Aspergillus niger);酵母菌:酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)采用牛津杯法[23-25]对指示菌的抑菌直径进行测定,取抑菌直径(d)评分,评分标准为:d>30 mm(20-25分);30 cm>d>20 cm(15-20分);20 cm>d> 10 mm(10-15分);d<10 mm(0-10分)。该处理组抑菌效果评分为该组香辛料液对4种指示菌的抑菌评分的总和。

1.8数据处理与分析

    数据统计处理采用EXCEL软件,正交试验极差与方差分析采用DPS 7.05软件进行处理。

2结果与分析

2.1  香辛料配方的确定

  试验方案及结果分析见表4所示。根据R大小确定各因素对综合评分的影响主次为:A>B>C>D>E>J>F,即生姜颗粒的添加量对综合评分的影响最大,其次是八角粉添加量,而黄芪粉添加量影响最小。根据因素水平K值确定优组合A:B:C:D:E:F,J,,即理想香辛料配方:以100 mL黄酒为提取溶剂,30 9生姜颗粒、6 9八角粉、60 9葱白颗粒、15 9干辣椒段、15 9当归粉、10 9黄芪粉、4 9桂皮粉。

  2.2超声辅助提取工艺的优化

    试验方案及结果分析见表5所示。根据R大小确定各因素对综合评分的影响主次为:A>C>B,即提取功率对综合评分的影响最大,其次是提取温度,而提取时间影响最小。根据因素水平K值确定优组合A283C3。由方差分析结果(见表6)可以看出,A(提

取功率)的影响显著,B(提取时间)、C(提取温度)影响不显著,其中由于因素B对试验指标的影响与误差近似,从降低成本、提高生产效率角度出发,以选择B.为好。因此理想工艺参数:提取功率60%,温度70℃,时间20 min。

2.3超声辅助提取香辛料对高温贮藏条件下(37℃)泡椒凤爪保鲜效果的影响

2.3.1水分活度

    较低的水分活动可有效抑制微生物的繁殖和生长。由图1可知,空白组水分活度始终维持在相对较高的水平,不能作为微生物的栅栏因子;整个贮藏期间,超声提取组的水分活度均低于直接添加组,这可能是因为超声辅助提取香辛液在浸泡腌制环节里更容易进入鸡爪内部组织,提高组织渗透压,抑制微生物的生长代谢。

2.3.2感官品质

    由图2可看出,随着贮藏时间的延长,泡椒凤爪的感官品质逐渐劣变,主要表现在色泽逐渐变暗,风味变淡,产品组织逐渐变得松散、弹性下降、有汁液渗出,在贮藏后期产生不良气味。整个贮藏期间,直接添加组和超声提取组的产品接受度均高于空白组,且超声提取组与空白组感官评分差异显著(p<0.05);在贮藏3d后,超声提取组、直接添加组的感官评分分别为25分、20.33分,空白组在第3天鸡爪感官已不可接受,其感官评分仅为14分,鸡爪表面发黏、失去弹性、色泽完全变暗且有严重腐败气味。对超声提取组和直接添加组对比发现,直接添加组在第5天时感官品质发生不可接受的劣变,汁液渗出明显,被认为达到贮藏寿命;而超声提取组的感官评分在第6天时依然保持在18分以上,风味较浓郁,组织较紧实,肉质依然保持一定弹性。由以上分析可知,香辛料是影响产品贮藏期感官品质的重要因素;超声辅助提取香辛料液的添加可在高温贮藏条件下(37℃)更好地保持产品的感官风味,有助于延长产品的保质期。

2.3.3  菌落总数

       由图3可以看出,高温贮藏条件下(37℃)空白组泡椒凤爪在贮藏初期由于微生物较好地适应了环境迅速繁殖;在贮藏中期微生物利用营养物质快速繁殖,菌落总数急剧上升,在第3天就超过国家限定标准4.903 lg( CFU/g),且在第4天达到最大值5.95 lg( CFU/g);而贮藏后期,由于产品严重腐败,营养物质被大量消耗,部分微生物逐渐衰退消亡,菌落总

数呈现下降趋势。而直接添加组和超声提取组的微生物繁殖则相对比较平缓,在第4天时依然在国家限定标准内,这主要是由于香辛料中的抑菌成分抑制了大部分微生物的生长代谢,所以菌落总数增长缓慢。直接提取组的菌落总数在第5天超过4.903 lg( CFU/g),而超声提取组在第6天才达到4.92 lg(CFU/g),这说明超声辅助提取香辛料液比直接添加香辛料包能获得更多的防腐有效成分,从而更好地抑制微生物的生长繁殖,有效延长了泡椒凤爪在高温贮藏条件下的保质期。

2.3.4  TVB-N值

    挥发性盐基氮( TVB-N)是动物性食品在贮藏过程中通过微生物和酶的作用,导致蛋白质被分解而产生的氨及胺类碱性含氮物质,是评价肉制品新鲜度的重要卫生指标。由图4可知,各组的TVB-N值均随贮藏时间的延长而逐渐增加。空白组、直接添加组和超声提取组挥发性盐基氮( TVB-N)的初始含量分别为4.83, 4.87和4.82 mg/100 9,是冷冻鸡爪原料本身所含有的挥发性盐基氮。而贮藏温度37℃是最适宜微生物的生长温度,在此温度条件下空白组的TVB-N值上升速度明显快于其他组。到第3天时,空白组TVB-N值即达到15.5 mg/100 9,超过国家标准;而此时直接添加组TVB-N值为9.68 mg/100 9,超声提取组TVB-N值为8.72 mg/100 9;这说明在浸泡腌制过程中添加香辛料可有效减缓贮藏期内微生物对蛋白质的分解。在整个贮藏期间,直接添加组的TVB-N值均高于超声提取组,第5天时直接添加组超标达到16.28 mg/100g,高于超声提取组( 14.42 mg/100 9);而超声提取组TVB-N值则在第6天才达到18.17 mg/100 9,低于直接添加组( 21.56 mg/100 g)和空白组(29.04 mg/100g)。这说明在高温贮藏条件(37℃)下,超声辅助提取液处理后的泡椒凤爪其TVB-N值变化更平缓,其生物活性成分浸出率要高于直接添加香辛料包,对鸡爪保鲜效果更佳。

2.3.5 pH

    由图5可看出,pH随着贮藏时间的延长呈现先下降后上升的趋势,这与王晓霞等对真空包装泡椒凤爪贮藏期间pH变化结论相符合。这主要是由于贮藏前期微生物快速繁殖,分解鸡爪中的营养物质产生大量的混合酸,导致pH快速下降,而在贮藏后期,由于肉中营养物质被大量消耗,微生物产酸能力下降,使pH呈上升趋势。贮藏期间pH变化在4.1-6.9之间波动。超声提取组鸡爪的初始pH为4.82,而直接添加组和超声提取组的鸡爪pH分别为4.59和4.36,说明香辛料已渗透至鸡爪内部,从而改变其pH。空白组和直接添加组的pH分别在第2天和第3天即达到了最小值,然后开始迅速上升。超声提取组则是在第4天才达到最小值,然后开始缓慢上升。由此可知,香辛料对贮藏期泡椒凤爪的pH影响较大,添加香辛料可抑制大量微生物的生长代谢,减缓pH的变化趋势;超声提取香辛料液对微生物生长代谢的抑制作用优于直接添加香辛料包,推迟了产品品质发生劣变的时间,在延长产品货架期方面有突出的优势。

3结论

    超声辅助提取香辛料应用于泡椒凤爪的试验结果表明,以250 mL黄酒为提取溶剂,对30 9生姜颗粒、6 9八角粉、60 9葱白颗粒、15 9干辣椒段、15 9当归粉、10 9黄芪粉、4 9桂皮粉,采用频率为40 kHz的超声波设备在提取功率60%,温度70℃条件下提取20min,可获得对真空包装泡椒凤爪具有较佳保鲜效果的香辛料液。

    在高温贮藏期间,与空白组相比,超声提取组和直接添加组的感官评分更高,水分活度更低,pH较平稳,TVB-N值升高的速度较慢,且菌落总数相对较

少,这说明该配方的香辛料添加可有效保持高温贮藏期间( 37℃)泡椒凤爪的感官品质,延长其贮藏期,比不经处理的空白组将货架期延长2d以上。超声提取组与直接添加组相比,超声辅助提取香辛料液的抑菌效果更好,更有效地延缓了TVB-N值、pH、水分活度、感官评分等理化指标的变化趋势,保鲜效果更佳。

试验证实使用生姜、八角、葱白、干辣椒、当归、黄芪、桂皮和黄酒,配合超声辅助提取香辛料在没有人工添加防腐保鲜剂的条件下,一定程度上提供了泡椒凤爪的保鲜效果、延长了货架期;为后续针对性泡椒凤爪天然植物防腐剂的研发提供依据。

4摘要 

以泡椒凤爪为试验材料,研究生姜、大葱、八角等7种香辛料的保鲜效果。采用正交试验方法优选出香辛料液最佳配方,即vX250 mL~-酒为提取溶剂,生姜颗粒30 9、八角粉6 9、葱白lj1粒60g、干辣椒段15 9、当归粉15 g、黄芪粉10g、桂皮粉4 9,和最优超声辅助提取工艺,采用频率为40 kHz的超声波设备在提取功率600A,温度70℃条件T提取20 min。将超声提取香辛料液应用于泡椒凤爪加工中,通过测定泡椒凤爪的水分活度、感官评定、菌落总数、挥发性盐基氮、pH,研究其对泡椒凤爪保鲜效果的影响。37℃保鲜试验结果表明,超声辅助提取香辛料液能够有效地保持鸡爪的贮藏品质,延缓水分活度、pH.挥发性盐基氮和菌落总数的升高。

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