南京农业大学食品科学技术学院叶可萍教授研究团队采用磁场冷冻冷藏箱(英都斯特(无锡)感应科技有限公司),在农林科学领域Top期刊Journal of Food Engineering发表了题为“Low-frequency magnetic field aids marination: Enhanced mass transfer, maintained the integrity of fibers”的文章。
1. 背景介绍: 腌制是一种传统的肉类防腐和储存方法,不仅可以抑制食品中的病原体生长,还能增强风味、嫩度、多汁性和色泽。然而,传统腌制过程通常需要大量的盐和较长的处理时间。
2. 研究内容: 本研究旨在评估交变磁场处理对牛肉腌制过程中传质速率、微观结构、保水性和质构的影响。通过使用低频交变磁场,研究其是否能提高腌制效率并保持肌纤维结构的完整性。
3. 相关工作:之前的研究表明,物理技术如超声波辅助腌制可以提高腌制效率,但这些技术可能会导致肌原纤维结构的破坏,从而影响质地。磁场技术作为一种非热加工方法,在肉类工业中具有应用潜力,但系统研究其在整块肌肉如牛里脊腌制中的传质动力学和微观结构变化仍然有限。
这篇论文提出了使用低频交替磁场辅助腌制牛肉,以增强腌制效率和保持肌纤维结构的完整性。具体来说,
1. 样品处理:牛柳腌制,腌制液由NaCl、蔗糖、三聚磷酸钠和谷氨酸钠组成,最终浓度分别为4%、2%、0.4%和0.5%。在不同磁场强度(0-5 mT)和时间(30-180分钟)下进行腌制。
2. 质量控制:腌制结束后,测定牛肉中的NaCl含量和水分含量,并通过透射电子显微镜(TEM)观察肌纤维微观结构。
3. 烹饪损失和压缩损失:按照标准方法测定烹饪损失和压缩损失。
4. 剪切力和质地:测定剪切力和质地特性,包括硬度、弹性、凝聚性、咀嚼性和剪切力。
1. NaCl和水分含量:结果表明,磁场强度、腌制时间和它们的交互作用对牛肉中的NaCl和水分含量有显著影响。5 mT磁场处理90分钟后,NaCl含量增加了21.77%,水分含量提高了1.98%。
2. 质量传递动力学建模:模型的拟合结果显示,NaCl和水分含量的扩散系数随磁场强度增加而显著增加。5 mT磁场的NaCl扩散系数显著高于静态腌制,表明磁场加速了NaCl的扩散过程。类似地,水分的扩散速率也高于NaCl,这可能是由于磁场对水分子间氢键的影响,增强了水分子的流动性。
3. TEM分析:TEM图像显示,5 mT磁场处理后的肌纤维间隙明显扩大,但Z线未见明显断裂,表明磁场处理主要通过物理扩展肌原纤维间的空间来促进质量传递,而不是导致肌纤维结构的严重破坏。相比之下,静态腌制样品中的肌纤维间隙较小,Z线也较为完整。这一发现说明,与其他物理辅助方法(如超声波)相比,交变磁场处理对肌纤维结构的损伤较小,有助于保持肌肉的完整性和质地。
4. 烹饪损失和压缩损失:5 mT磁场处理显著降低了牛肉的烹饪损失,表明磁场处理提高了牛肉的水分保持能力。同时对牛肉压缩损失无显著影响,这可能是因为磁场处理主要影响了肌纤维间的空间,而不是改变了肌纤维内部的结合力或肌肉的整体结构。
5. 剪切力和质地:5 mT磁场处理显著改善了牛肉的嫩度和咀嚼性,同时降低了剪切力,但对硬度和弹性无显著影响。
交变磁场辅助腌制显著提高了NaCl和水分的传质速率,5 mT磁场处理提高了传质效率超过50%。微观结构分析表明,这种增强可能是由于交变磁场促进了肌原纤维间隙的扩展,从而提高了NaCl和水分的渗透率。该研究展示了低频交变磁场作为高效腌制辅助手段的潜力,同时保持肌原纤维结构的完整性。
参考文献
https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2025.112944
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