木瓜蛋白酶对鸭腿肉致嫩工艺研究

（河南科技学院,河南新乡453003）

摘要：鸭肉嫩化是鸭肉菜肴开发的关键.采用单因素试验和正交试验,评估了木瓜蛋白酶对鸭腿肉嫩度的影响.结果表明：最优嫩化条件为木瓜蛋白酶质量浓度2 g/L,温度30℃,pH值6.7,成熟时间15 min.

关键词：鸭肉；嫩度；木瓜蛋白酶

随着生活水平的不断提高,人们对饮食的要求也越来越高.鸭肉中的脂肪酸熔点低,易于消化且含B族维生素和维生素E较其他肉类多,能够抵抗神经炎、脚气病等,还能抗衰老.同时鸭肉中含有较为丰富的烟酸,它是构成人体两种重要辅酶的成分之一,对于心肌梗死等心脏疾病有着保护作用.因此,鸭肉的需求量在逐渐增加,对鸭肉制品的质量要求也越来越高.肉制品的鲜嫩很受消费者的关注,所以鸭肉制品的嫩度是其商业价值的重要指标,对经济效益的影响较大.

肌肉中各种蛋白质的结构特性决定肉的嫩度[1].而肉对舌或颊的柔软性、对牙齿压力的抵抗性、咬断肌纤维的难易程度、嚼碎程度是评定肉的嫩度的直接感官[2].主要影响肌肉嫩度的是结缔组织的含量与性质以及肌原纤维蛋白的化学结构与状态,构成结缔组织的主要成分是胶原纤维和弹性纤维[3-6].胶原蛋白的含量及其中热稳定性交链键数目不同,嫩度也不同,因此要提高肉的嫩度,就要设法降低肉中胶原蛋白的含量.木瓜蛋白酶可分解胶原蛋白和弹性蛋白,能够特异性地水解肌肉组织中的结缔组织纤维,使其成为无定型状态,从而降低肉中肌原纤维蛋白的量,肉的嫩度也随之提高.因此,本试验以木瓜蛋白酶作为嫩化剂进行深入研究.目前关于肉品嫩度有多种评定方法,其中剪切力值在规范条件下具有较高的可比性,是衡量肉品嫩度的常用方法,本研究即以剪切力值评定肉品嫩度.

1 材料与方法

1.1 试验材料

鸭腿肉；木瓜蛋白酶、硼砂（Na2B4O7·10H2O）、磷酸二氢钾（KH2PO4）（天津博迪化工股份有限公司）.

1.2 仪器设备

C-LM3B型数显式肌肉嫩度仪（东北农业大学工程学院）；601超级恒温水浴（常州国立试验设备研究所）；BS124s电子天平（赛多利斯科学仪器有限公司）；pHS-3C pH计（上海精密仪器有限公司）.

1.3 试验方法

1.3.1 缓冲液的制备 按照文献[7]的方法配制所需pH值的磷酸二氢钾-硼砂缓冲液.

1.3.2 工艺流程

①鸭腿肉预处理 将采购的新鲜鸭腿去骨、皮、筋膜、脂肪留取净肉,用水浸泡除去血水,清洗干净,晾干备用.

②木瓜汁嫩化鸭腿肉最适条件确定 分别试验不同木瓜蛋白酶质量浓度、不同处理温度、不同pH值和不同处理时间对鸭腿肉嫩化效果的影响,嫩度用鸭腿肉的剪切力值来表示.

1.3.3 鸭腿肉嫩化工艺参数的优化 影响木瓜蛋白酶嫩化效果的各个因素并不是孤立地起作用,鸭腿肉的嫩化必须考虑到温度、酶质量浓度、pH和处理时间各个因素的共同影响.因此在单因素试验基础上,以相关性较为密切的温度、pH值、时间、酶质量浓度4个因素为自变量,以鸭腿肉的剪切力为响应值,设计4因素3水平的正交试验,对嫩化工艺参数进行优化.

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 木瓜蛋白酶质量浓度对鸭腿肉嫩度的影响 木瓜蛋白酶质量浓度分别为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 g/L条件下对肉样进行处理,室温下静置20 min.嫩度测试结果见图1.

图1 木瓜蛋白酶质量浓度对鸭腿肉嫩度的影响
Fig.1 The effect of papain concentration on the tenderness of duck leg meat

由图1可知,当木瓜蛋白酶质量浓度为0.5 g/L时,其剪切力为2.806 N；质量浓度为1.0 g/L时,剪切力有所上升；质量浓度为1.5 g/L时,剪切力值显著下降；质量浓度为2.0 g/L时,剪切力值继续下降；当木瓜蛋白酶质量浓度为2.5 g/L时,剪切力又略有上升.因此,木瓜蛋白酶质量浓度为2.0 g/L时,嫩化效果最好.

2.1.2 木瓜蛋白酶的温度对鸭腿肉嫩度的影响 木瓜蛋白酶质量浓度为2.0 g/L,处理温度分别为10、20、30、40、50℃时对嫩度的影响见图2.

图2 木瓜蛋白酶的温度对鸭退肉嫩度的影响
Fig.2 The effect of papain temperature on the tenderness of duck leg meat

由图2可知,当木瓜蛋白酶温度为10℃时,剪切力为1.814 N；温度为20℃时,剪切力值为1.837 N；温度在20～30℃之间时,剪切力值逐渐下降；温度在30～40℃之间时,剪切力随之升高；温度超过40℃后,剪切力又随之下降.当处理温度在30℃左右时,鸭肉的剪切力值最小,因此得出木瓜蛋白酶对鸭肉进行嫩化的最适温度为30℃.

2.1.3 不同pH值对鸭腿肉嫩度的影响 在木瓜蛋白酶最适质量浓度2.0 g/L,最适处理温度30℃条件下,测定不同pH值对鸭腿肉嫩度的影响.结果见图3.

图3 pH值对鸭腿肉嫩度的影响
Fig.3 The effect of pH on the tenderness of duck leg meat

由图3可知,木瓜蛋白酶对鸭腿肉致嫩的适合pH值范围为6.5～7.1,在pH 6.7条件下嫩化,鸭腿肉的剪切力值最小.因此得出木瓜蛋白酶嫩化鸭腿肉的最适pH值为6.7.

2.1.4 不同处理时间对鸭腿肉嫩度的影响 在木瓜蛋白酶最适质量浓度2.0 g/L,最适处理温度30℃条件,最适pH值6.7条件下,测定不同浸泡时间对鸭腿肉嫩度的影响.结果见图4.

图4 处理时间对鸭腿肉嫩度的影响
Fig.4 The effect of treatment time on the tenderness of duck leg meat

由图4可知,当处理时间为10 min时,剪切力为2.490 N；处理时间为15 min时,剪切力降至1.611 N；处理时间为20 min和25 min时,剪切力值均有所升高；当处理温度在30℃时,剪切力值最低,为1.382 N.考虑到烹制的时间问题,处理时间以15 min为佳.

2.2 正交试验

以温度、pH值、时间、酶质量浓度4个因素为自变量,以鸭腿肉的剪切力为响应值,设计4因素3水平的正交试验,对嫩化工艺参数进行优化.正交试验因素及因素水平见表1.

表1 正交试验影响因素及因素水平（L9（34））
Tab.1 Factors and levels of orthogonal experiment

水平因素1 2 3 A酶质量浓度/（g/L）1.52.02.5B温度/℃20 30 40 C pH值6.3 6.7 7.1D时间/min 10 15 20

正交试验设计、试验结果与极差分析见表2.

表2 正交试验设计方案、试验结果与极差分析（L9（34））
Tab.2 The design,results and range analysis of orthogonal experiment

A酶质量浓度B温度C pH值D时间1 2 3 4 5 6 7 8 9 K1 1 1 1 2 2 2 3 3 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 2 3 1 3 1 2 1 2 3 3 1 2 2 3 1剪切力/N2.173 1.857 2.010 1.944 2.016 1.882 1.989 2.033 2.198K2 K3 K1 K2 K3 R6.040 5.842 6.220 2.013 1.947 2.073 0.126 6.106 5.906 6.090 2.035 1.969 2.030 0.066 6.088 5.999 6.015 2.029 1.999 2.005 0.030 6.387 5.728 5.987 2.129 1.909 1.996 0.220

由表6可知,A2B2C2D2为最佳工艺条件.但由于正交试验结果和9次试验中没有拟合的,为了证明此方法为最佳方案,进一步进行了验证试验.试验结果见表3.

表3 最佳工艺条件的验证试验结果
Tab.3 The verification test results of optimum conditons

重复A酶质量浓度B温度C pH值D时间1 2 3 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2剪切力/N1.853 1.837 1.812

由表7可知,A2B2C2D2工艺条件下鸭腿肉剪切力值均小于9次正交试验的剪切力值,故得知A2B2C2D2为最佳工艺条件.

3 结论

正交试验分析结果表明：木瓜蛋白酶对鸭腿肉致嫩的最佳工艺方案为A2B2C2D2,即木瓜蛋白酶质量浓度2.0 g/L,处理温度30℃,酶缓冲液pH值6.7,处理时间15 min.验证试验进一步证明了该方法为最佳工艺方案.

参考文献：

[1]张斌,杨磊,代显卓,等.风味酱鸭加工工艺优化[J].安徽农业科学,2014,42（17）：5620-5622.

[2]戴瑞彤,吴国强.肉嫩度的研究进展[J].肉类工业,2000（10）：32-35.

[3]晋艳曦.肉类嫩化技术[J].肉品卫生,2000（6）：18-21.

[4]陈代文,张克英,胡祖禹.猪肉品质特征的形成原理[J].四川农业大学学报,2002,20（1）：60-66.

[5]孔保华,马丽珍.肉品科学与技术[M].北京：中国轻工业出版社,2005.

[6]王玉田.肉制品加工技术[M].北京：中国环境科学出版社,2006.

[7]李新进.实验室各种溶液与试剂之配制[EB/OL].[2015-01-01].http：//vettech.nvri.gov.tw/Articles/handbook/65.html.

（责任编辑：邓天福）

Process research of papain on tendernaization of duck leg meat

Zhu Lin,Zhang Yuping,Cui Zhenkun,Liu Ling,Zhao Yu
（Henan Institute of Science and Technology,Xinxiang 453003,China）

Abstract：Duck meat tenderizer is the key to the duck meat dishes.Single factor and orthogonal experiments was used to evaluate and optimize the influences of papain solution in soak on the tenderness of duck meat.The results showed that the optimal conditions are as follows：the concentration is 2 g/L,temperature is 30℃,pH is 6.7 and time is 15 minute.

Key words：duck meat；tenderness；papain