肉品加工是我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品加工及食品行業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè),產(chǎn)值達(dá)1.3萬(wàn)億元。在中國(guó)老百姓的餐桌上,傳統(tǒng)腌臘肉、西式低溫肉占了肉制品的大半。
腌臘肉制品風(fēng)味濃郁,但長(zhǎng)期以來(lái)“家底不清”,風(fēng)味形成機(jī)理不明、加工技術(shù)落后、品質(zhì)難以保障;西式低溫肉制品質(zhì)構(gòu)適口,但引進(jìn)后“水土不服”,出水出油嚴(yán)重、貨架期短、制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
如何突破這兩大技術(shù)瓶頸,讓老百姓吃上可口放心的健康肉?歷時(shí)20年,南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院教授周光宏和徐幸蓮團(tuán)隊(duì)圍繞肉品風(fēng)味與凝膠品質(zhì)形成機(jī)理和關(guān)鍵技術(shù)不懈攻關(guān),最終破解上述難題。1月10日,相關(guān)成果獲2019年度國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。
摸清中式傳統(tǒng)肉制品風(fēng)味“家底”
臘月來(lái)了做臘肉、長(zhǎng)了霉菌肉才香,在愛(ài)吃臘肉的南方地區(qū),過(guò)年的習(xí)俗中暗含了百姓對(duì)于臘肉風(fēng)味來(lái)源的認(rèn)知??墒牵咕鲗?dǎo)風(fēng)味,這樣的“經(jīng)驗(yàn)之談”真的靠譜、科學(xué)嗎?
周光宏團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)多年探索發(fā)現(xiàn),長(zhǎng)在表面的霉菌,與肉品風(fēng)味的形成并沒(méi)有關(guān)系。周光宏告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》:“不僅兩者沒(méi)有關(guān)聯(lián),‘肉上撒把鹽,剩下全看天’的傳統(tǒng)腌制方法生產(chǎn)周期長(zhǎng)、脂肪氧化嚴(yán)重,會(huì)導(dǎo)致肉制品鹽分過(guò)高、品質(zhì)不可控。”
那么,到底是什么讓臘肉如此好吃,這些讓臘肉好吃的風(fēng)味物質(zhì)又是如何發(fā)揮作用的呢?
研究發(fā)現(xiàn),風(fēng)味形成的關(guān)鍵,其實(shí)是內(nèi)源酶的作用。內(nèi)源酶,顧名思義,就是肌肉內(nèi)本身就存在的酶,常見(jiàn)的有分解蛋白質(zhì)的組織蛋白酶、羧肽酶、氨肽酶等,以及分解脂類(lèi)的脂肪氧化酶、磷脂酶等。周光宏介紹,在腌制過(guò)程中,這些酶通過(guò)催化肉品內(nèi)部的蛋白和脂肪分解,從而產(chǎn)生讓人覺(jué)得好吃的風(fēng)味物質(zhì)——游離氨基酸、寡肽和酯類(lèi)化合物等小分子物質(zhì)。該團(tuán)隊(duì)的這一發(fā)現(xiàn)揭示了中國(guó)傳統(tǒng)腌臘肉制品濃郁風(fēng)味生成的秘密,被《自然中國(guó)》(Nature China)評(píng)為2007年度中國(guó)十大科研亮點(diǎn)。
“家底”摸清、機(jī)理探明,這意味著可以告別“靠天吃飯”的時(shí)代,通過(guò)技術(shù)手段調(diào)控內(nèi)源酶活力來(lái)控制風(fēng)味。根據(jù)上述機(jī)理,周光宏帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)摸索出了最為合適的溫度區(qū)間、時(shí)間長(zhǎng)度和環(huán)境條件,研發(fā)出“低溫腌制—中溫風(fēng)干—高溫成熟”的現(xiàn)代制作技術(shù),產(chǎn)品鹽分含量降低50%,生產(chǎn)周期顯著縮短,優(yōu)級(jí)產(chǎn)品率由75%提高到97%以上,解決了傳統(tǒng)腌臘肉制品生產(chǎn)周期長(zhǎng)、脂肪氧化嚴(yán)重、產(chǎn)品鹽分過(guò)高和風(fēng)味品質(zhì)難以控制的技術(shù)瓶頸。
破解西式低溫肉制品“水土不服”
近年來(lái),除了傳統(tǒng)腌臘肉制品,真空包裝的西式低溫肉制品被越來(lái)越多地?cái)[上了超市的貨架。所謂西式低溫肉制品,是指國(guó)外生產(chǎn)消費(fèi)量大、加工溫度在68~72℃的巴氏殺菌區(qū)間內(nèi)的肉制品,比如真空包裝的熏煮火腿、乳化腸等。剛引進(jìn)時(shí),國(guó)內(nèi)的肉品加工企業(yè)照搬了西方的工藝參數(shù),導(dǎo)致出水出油嚴(yán)重、產(chǎn)品易變色、貨架期短,西方適口的肉制品到中國(guó)后出現(xiàn)了“水土不服”的狀況。
如何才能鎖住水和油呢?周光宏認(rèn)為,首先要探明出水出油的機(jī)理才行。于是,他們從肉的精細(xì)結(jié)構(gòu)入手,發(fā)現(xiàn)低溫肉制品的質(zhì)構(gòu)品質(zhì)主要取決于肌肉蛋白的凝膠與乳化特性。
“肌肉中有很多肌原纖維蛋白,在加熱條件下,這些肌原纖維蛋白形成‘肩并肩’的交聯(lián)方式,這就好像是形成了一張平鋪的網(wǎng)格,能夠有效地鎖住水分。”周光宏說(shuō),凝膠機(jī)制探究的就是這張“鎖水網(wǎng)”是怎么織出來(lái)的,知道了網(wǎng)怎么織,就可以通過(guò)將網(wǎng)孔調(diào)大、調(diào)小等手段,將網(wǎng)織得更加牢固。
那么,水分保住了,如何鎖油呢?肌肉蛋白到底是如何吸附到脂肪上的呢?經(jīng)過(guò)研究,他們首次發(fā)現(xiàn),在油水界面誘導(dǎo)下,肌肉蛋白發(fā)生了結(jié)構(gòu)變化,疏水基團(tuán)暴露,與脂質(zhì)融合形成了乳化界面蛋白膜,也就是形成了“水包油”的結(jié)構(gòu),這一過(guò)程被稱(chēng)為“乳化”。該發(fā)現(xiàn)填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)肌肉凝膠乳化理論的空白。
基于新機(jī)制研發(fā)出凝膠控制新技術(shù),該團(tuán)隊(duì)還開(kāi)發(fā)了高效復(fù)配腌制劑,使低溫肉制品的蒸煮損失顯著降低,質(zhì)構(gòu)得到顯著改善,有效解決了西式低溫肉制品質(zhì)地差、出水出油嚴(yán)重的難題。在此基礎(chǔ)上,他們又鑒定出導(dǎo)致低溫肉制品腐敗的主要菌種,闡明其消長(zhǎng)規(guī)律,制定出生產(chǎn)加工過(guò)程的關(guān)鍵控制點(diǎn)。
依托國(guó)家肉品質(zhì)量安全控制工程技術(shù)研究中心,該團(tuán)隊(duì)已經(jīng)與雨潤(rùn)、艾博、華統(tǒng)等30多家肉品加工領(lǐng)軍企業(yè)在關(guān)鍵技術(shù)與設(shè)備研發(fā)、技術(shù)集成應(yīng)用方面進(jìn)行了20余年的聯(lián)合攻關(guān),研發(fā)出肉品風(fēng)味與凝膠品質(zhì)控制關(guān)鍵技術(shù),上市新產(chǎn)品75種,授權(quán)發(fā)明專(zhuān)利31項(xiàng)。
“我們的研究初心圍繞國(guó)家重大戰(zhàn)略需求和農(nóng)業(yè)及食品科學(xué)的前沿問(wèn)題,讓老百姓吃得好、吃得放心。”周光宏表示。