不同部位西門塔爾雜交黃牛肉干品質(zhì)差異分析

張麗萍 柳艷霞 趙改名 祝超智 李苗云 貝翠平 韓廣星

摘 要：為研究不同部位牛肉品質(zhì)的差異，選取西門塔爾雜交黃牛的臀肉、肩肉、黃瓜條、米龍、霖肉5 個部位，通過測定出品率、嫩度、風(fēng)味、色澤和感官品質(zhì)等指標(biāo)，探討部位對黃牛肉干品質(zhì)的影響規(guī)律。結(jié)果表明：以米龍制備的黃牛肉干出品率、水分含量和水分活度均顯著高于其他部位黃牛肉干（P<0.05），且核磁共振信號強度較大;黃牛肉干的亮度值表現(xiàn)為肩肉>黃瓜條>米龍>霖肉>臀肉，以米龍制備的黃牛肉干的紅度值（5.76）和黃度值（10.23）均為最大;以黃瓜條和米龍制備的黃牛肉干揮發(fā)性風(fēng)味差異較小，以肩肉制備的黃牛肉干揮發(fā)性風(fēng)味與其他4 個部位黃牛肉干差異較大;根據(jù)主成分分析和聚類分析得出各指標(biāo)權(quán)重，出品率權(quán)重較大，以米龍制備的黃牛肉干出品率最高，因此米龍較適合加工成牛肉干。

關(guān)鍵詞：胴體部位;牛肉干;品質(zhì)特征;主成分分析;聚類分析

Abstract： The quality difference of beef jerky porcessed from rump， shoulder， silverside， topside and knuckle meat from Simmental hybrid yellow cattle was investigated by comparsing product yield， tenderness， flavor， color and sensory quality. Results showed that the product yield， moiture content and water activity of topside jerky were significantly higher compared to the other meat cuts （P < 0.05）， and the nuclear magnetic resonance signal was stronger. The brightness values （L*） of the beef jerky products were ranked as follows： shoulder > silverside > topside > rump， while topside jerky showed the highest redness （a*， 5.76） and yellowness （b *， 10.23） values. The volatile flavor composition of silverside jerky differed little from that of topside jerky， whereas the volatile flavor composition of shoulder jerky was greatlt different from that of the other jerky products. The weight of the product yield was greater than that of the other parameters， as indicated by principal component analysis and cluster analysis. Topside jerky exhibted the highest product yield. Accodingly， topside was suitable for processing beef jerky.

Keywords： carcass part; beef jerky; quality; principal component analysis; cluster analysis

中圖分類號：TS251.5? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1001-8123（2020）02-0007-06

在我國，牛肉是第二大肉類食品[1]，牛肉膽固醇及脂肪含量較低、肉質(zhì)較嫩[2]，加工制備的牛肉干風(fēng)味優(yōu)良、營養(yǎng)健康、含有人體所需蛋白質(zhì)，深受消費者喜愛[3-4]。中國西門塔爾牛以生長速率快、胴體產(chǎn)肉率高、脂肪少且分布均勻而聞名，是中國的重要牛品種之一[5]。牛肉干中含有人體需要的多種礦物質(zhì)和氨基酸，具有耐咀嚼、保質(zhì)期較長的特性。目前，牛肉干加工技術(shù)研究已經(jīng)涉及很多方面。胡鐵軍等[6]研究添加鈣鹽嫩化、機械嫩化及干燥工藝改進(jìn)方法，改善了以后臀肉制備黃牛肉干的感官品質(zhì);李疆等[7]采用德氏乳桿菌和肉糖葡萄球菌混合菌株作為發(fā)酵劑，制得的牛肉干風(fēng)味、色澤、安全性明顯提高;占習(xí)娟[8]、田成[9]等研究魚腥草牛肉干的加工工藝，制得的牛肉干具有營養(yǎng)價值高、不需要添加防腐劑等特點;華晶忠等[10]研究發(fā)酵牛肉干與傳統(tǒng)牛肉干貯藏期間表面色澤和氧化穩(wěn)定性的變化;張艷平[11]以蒙古牛后腿肉作為原料肉，運用真空干燥及中溫烤制技術(shù)替代傳統(tǒng)風(fēng)干方法，制得的牛肉干剪切力相對較小。

國內(nèi)大量研究表明，牛品種和牛肉部位對于牛肉宰后成熟嫩化程度影響很大，牛肉品質(zhì)也存在差異[9-11]。不同部位牛肉的成分差異較大，如蛋白質(zhì)和脂肪含量差異較大，最后加工得到的產(chǎn)品風(fēng)味差異也比較明顯[12]。近幾年，很多學(xué)者對不同部位牛肉加工制成的牛肉制品感官和嫩度等品質(zhì)進(jìn)行研究。崔樹和[13]、王勇峰[14]等分別研究延邊黃牛和新疆褐牛不同部位肉的品質(zhì)特性。關(guān)于西門塔爾雜交黃牛肉部位與肉品質(zhì)的關(guān)系研究報道較少。本研究以西門塔爾雜交黃牛為研究對象，選取5 個部位肉（肩肉、霖肉、米龍、黃瓜條及臀肉），測定風(fēng)味和嫩度等指標(biāo)，運用方差分析、主成分分析和聚類分析得出部位與肉品質(zhì)間的關(guān)系，以期為不同部位牛肉加工適宜性研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

雄性西門塔爾雜交黃牛（西門塔爾牛×南陽黃牛，6 歲齡）來自寧夏夏華肉食品股份有限公司，宰后72 h分割不同部位肉（臀肉、霖肉、肩肉、黃瓜條、米龍）。食鹽、醬油、白砂糖、料酒、生姜 市售;乙醚（分析純） 天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

CR-5色彩色差儀? ? 日本柯尼卡-美能達(dá)有限公司;沃-布剪切儀 美國Bonine Electric公司;4TE水分活度測定儀 康寶貝萊科技有限公司;4TE全自動智能水分測定儀 常州市幸運電子設(shè)備有限公司;IPC-810B核磁共振成像儀 蘇州紐邁分析儀器股份有限公司;PEN3電子鼻 德國Airsense公司;INOSE電子舌 上海瑞玢國際貿(mào)易有限公司;5-3000N掃描電子顯微鏡 日本日立精密儀器有限公司;BPJ-9156A精密鼓風(fēng)干燥箱?上海一恒科技有限公司;LGJ-10D冷凍干燥機 北京松源華興科技發(fā)展有限公司。

1.3 方法

1.3.1 牛肉干制作工藝流程

原料選擇整理→初煮切塊→制備湯料→復(fù)煮→烘烤→冷卻→真空包裝→成品

操作要點：1）原料選擇整理：原料肉除去硬筋、淋巴腺等，清水中浸泡1 h，洗凈瀝干;2）初煮切塊：煮制過程添加少量鮮姜塊，肉塊冷卻10 min后，切成長2～3 cm、寬0.4～0.6 cm;3）復(fù)煮：湯料配方：食鹽1.0%（以牛肉質(zhì)量為基準(zhǔn)，下同）、醬油3.0%、白砂糖4.0%、生姜0.4%、料酒1.0%、花椒0.6%、茴香0.6%、八角0.6%、肉蔻0.6%、陳皮0.6%，依次將醬油、花椒、茴香、八角、肉蔻、陳皮、生姜加入鐵鍋中，再將白砂糖、食鹽、料酒加入鐵鍋中攪拌均勻，小火收汁;4）烘烤：置于63 ℃烘箱內(nèi)烘烤2 h，30 min翻面1 次;5）真空包裝：冷卻至室溫，進(jìn)行真空包裝，0～4 ℃貯藏。

1.3.2 出品率測定

參考Sindelar等[15]的方法。出品率按下式計算。

式中：m1為成品質(zhì)量/g;m2為原料肉質(zhì)量/g。

1.3.3 色差測定

參考Yang等[16]的方法，略作修改。用色差計分別測定樣品表面和橫截面顏色。先用黑板校正，再用白板進(jìn)行測量校準(zhǔn)，分別獲得亮度值（L*）、紅度值（a*）和黃度值（b*）3 種反射顏色參數(shù)，每組樣品重復(fù)測定3 次。

1.3.4 剪切力測定

參考Silva等[17]的方法，略作修改。使用沃-布剪切儀測定牛肉干剪切力。將牛肉干沿著肌原纖維方向修整成4 cm×1 cm的肉條，重復(fù)測定10 次。

1.3.5 水分含量及水分活度測定

水分含量：參照GB 5009.3—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測定》[18]。水分活度：參考李龍祥等[19]的方法，將肉樣攪碎，每次稱量1.00 g，在水分活度儀中測定。每組樣品重復(fù)測定3 次。

1.3.6 水分遷移情況測定

參考Han Minyi等[20]的方法，略作修改。將牛肉干修剪為2.0 cm×0.5 cm×0.5 cm大小，保鮮膜包裹后放置于樣品管底部，每個肉樣平行測定3 次，核磁共振成像儀測試參數(shù)設(shè)定為：磁體溫度32 ℃，采樣頻率200 kHz，質(zhì)子共振頻率22 MHz，射頻延時0.080 ms，偏移頻率777.097 kHz，累加次數(shù)16，回波時間0.249 ms，回波個數(shù)1 000，使用PQ001-18 mm探頭測定牛肉干的橫向弛豫時間T2。

1.3.7 掃描電子顯微鏡觀察

將2.0 cm×2.0 cm×0.7 cm肉樣置于250 mL錐形瓶中，加入100 mL乙醚溶液浸泡30 min，取出晾置30 min，除去肉樣表面殘留的乙醚溶液。將肉樣放入自封袋中，在-40 ℃冰箱中冷凍12 h，將冷凍好的肉樣放入冷凍干燥機中冷凍干燥24 h后取出;將冷凍干燥后的肉樣順著肌纖維方向修整為2.0 cm×1.0 cm×0.7 cm的塊型，取切面較平整的肉樣固定、噴金，放置于掃描電子顯微鏡下觀察。

1.3.8 風(fēng)味測定

電子鼻測定：參照田曉靜[21]的方法，略作改動。將10 g攪碎肉樣采用3 層保鮮膜密封于250 mL錐形瓶內(nèi)，40 ℃水浴5 min后進(jìn)行檢測。軟件清洗鍵清洗時間110 s，調(diào)零傳感器時間10 s，待測樣品放置時間5 s，分析采樣時間80 s。

電子舌測定：參照田曉靜[21]的方法，略作修改。將15 g攪碎肉樣置于250 mL錐形瓶內(nèi)，加入150 mL蒸餾水，50 ℃水浴20 min;將上清液倒入離心管中，4 ℃、5 000 r/min離心15 min，過濾除去濾渣，將上清液倒入專用的小燒杯中進(jìn)行檢測。共測定4 個平行樣。

1.3.9 感官評定

牛肉干感官指標(biāo)主要包括表皮色澤、外觀、滋味、香味、嫩度及總體可接受性。請6 名有經(jīng)驗的食品專業(yè)人員采用9 點評分法[22]分別進(jìn)行打分：9 分為一等好，8 分為二等好，7 分為三等好，6 分為四等好，5 分為一般，4 分為一般偏下，3 分為一等差，2 分為二等差，1 分為最差。1.4 數(shù)據(jù)處理

實驗數(shù)據(jù)均表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差，采用Excel 16.0、SPSS 20.0、Image-Pro Plus 6.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，包括品質(zhì)指標(biāo)主成分分析和聚類分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同部位黃牛肉干的出品率

由表2可知，西門塔爾雜交黃牛肉干米龍與霖肉出品率存在顯著性差異（P<0.05），米龍出品率顯著高于霖肉出品率（P<0.05），肩肉、臀肉、黃瓜條、米龍出品率整體呈上升趨勢，但差異不顯著。不同部位黃牛肉干出品率大小為米龍>黃瓜條>臀肉>肩肉>霖肉。因此，加工工藝相同的條件下，以米龍制備的黃牛肉干保水性較高，肉質(zhì)較軟，出品率較高[24]。

肉的顏色是最直接的肉質(zhì)性狀，是影響消費者購買的重要因素。由表3可知，5 個部位黃牛肉干的L*、a*、b*差異均不顯著。以肩肉制備的黃牛肉干L*高于其他部位肉，不同部位肉制備的黃牛肉干L*差異可能與黃牛肉干表面纖維結(jié)構(gòu)排列不同導(dǎo)致對光的散射特性不同有關(guān)[25]。

以米龍制備的黃牛肉干a*明顯高于其他部位肉，不同部位肉制備的黃牛肉干a*差異由不同部位肌肉中氧合肌紅蛋白含量不同導(dǎo)致[25]。以米龍制備的黃牛肉干b*明顯高于其他部位肉，不同部位制備的黃牛肉干b*差異與不同部位肌肉中高鐵肌紅蛋白含量差異有關(guān)[25]。

2.3 不同部位黃牛肉干的剪切力

剪切力指標(biāo)可作為肉制品嫩度的判斷依據(jù)[26-27]，剪切力越大，嫩度越小。牛蕾[28]研究中國西門塔爾牛肉干時發(fā)現(xiàn)，各部位牛肉干剪切力大小為中部<前肢<后肢。李娜等[29]

研究得出，不同部位黃牛肉嫩度變化不大，云南黃牛肉的剪切力均小于4.5 kg，不同部位間的嫩度差異性也較小;劉笑笑[30]在關(guān)于延邊黃牛的研究中發(fā)現(xiàn)類似規(guī)律。

由表4可知，西門塔爾雜交黃牛米龍、黃瓜條、臀肉、霖肉、肩肉制備的黃牛肉干剪切力整體呈上升趨勢。因此，加工工藝相同的條件下，以米龍制備的黃牛肉干剪切力較小，嫩度較好。

2.4 不同部位黃牛肉干的水分含量和水分活度

水分活度反映食品中水分的存在狀態(tài)、食品質(zhì)量變化及微生物繁殖對水分的利用程度。水分含量影響食品的感官性狀、食品中其他組分的平衡和食品保質(zhì)期。因此，研究水分含量和水分活度對黃牛肉干貨架期有實際意義。

由表5可知，5 個部位黃牛肉干水分含量存在顯著差異（P<0.05），表現(xiàn)為米龍>臀肉>黃瓜條>肩肉>霖肉，以米龍制備的黃牛肉干水分含量明顯高于以其他部位肉制備的黃牛肉干，以霖肉制備的黃牛肉干水分含量明顯小于以其他部位肉制備的黃牛肉干，水分含量最低（36.81%），這與徐玉玲等[31]研究不同部位雪花牛肉的水分含量結(jié)果一致。西門塔爾雜交黃牛肉干水分活度表現(xiàn)為米龍>臀肉>黃瓜條>肩肉>霖肉，與米龍的剪切力較小結(jié)果一致。

2.5 不同部位黃牛肉干的水分遷移情況

利用低場核磁共振質(zhì)子弛豫行為可以研究牛肉干水分分布及變化情況，也可以分析脂肪和蛋白質(zhì)的變化狀態(tài)等[32]。由圖1可知，橫向弛豫時間T2分布主要有3 個峰，分別表示結(jié)合水（T2b）（0.01～10 ms）、不易流動水（T21）（10～100 ms）和自由水（T22）（100～1 000 ms）。以米龍制備的黃牛肉干水分含量較高，核磁共振信號強度較大，以黃瓜條制備的黃牛肉干水分含量較低，信號強度較小。橫向弛豫時間T2b變化很小，可能是由于這部分水與肉中部分蛋白質(zhì)緊密結(jié)合，橫向弛豫時間T21變化較大，可能是由于這部分水中的氫質(zhì)子與大分子物質(zhì)之間的相互作用較小，自由水含量較高，牛肉干保水性較差。

2.6 不同部位黃牛肉干掃描電子顯微鏡觀察結(jié)果

肌纖維是肉的重要組成部分，肌纖維的粗細(xì)對肉嫩度有很大影響，肌纖維越細(xì)，肉質(zhì)越嫩;肌纖維越粗，肉質(zhì)越老。通過掃描電子顯微鏡觀察不同部位黃牛肉干的微觀結(jié)構(gòu)對探究不同部位黃牛肉干品質(zhì)特征具有重要意義。

肉制品的微觀結(jié)構(gòu)與其品質(zhì)緊密相關(guān)，如保水性和嫩度等。由圖2和表6可知，在高倍電子顯微鏡下放大500 倍后，以米龍制備的黃牛肉干肌纖維排列緊密且整齊，肌纖維直徑最小（P<0.05），為35.43 μm，以霖肉和黃瓜條制備的黃牛肉干肌纖維發(fā)生明顯變化，出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象，以肩肉和臀肉制備的黃牛肉干肌纖維斷裂嚴(yán)重且雜亂無章，肌纖維結(jié)構(gòu)之間有縫隙和空洞，出現(xiàn)肌纖維小片化現(xiàn)象。以臀肉制備的黃牛肉干肌纖維直徑最大，為56.01 μm，5 個部位黃牛肉干的肌纖維直徑具有顯著差異（P<0.05）。隨著肌纖維直徑增大，牛肉干的剪切力呈線性增加，嫩度降低，這與趙改名等[33]研究結(jié)果一致。

2.7 不同部位黃牛肉干電子鼻分析結(jié)果

由圖3可知，主成分1的貢獻(xiàn)率為96.41%，主成分2的貢獻(xiàn)率為2.56%，總貢獻(xiàn)率為98.97%，說明2 個主成分足以反映樣品的電子鼻分析結(jié)果，并且可以用于不同部位黃牛肉干的區(qū)分。以黃瓜條和米龍制備的黃牛肉干在主成分1方向上距離較近，以肩肉和霖肉制備的黃牛肉干在主成分2方向上距離較近，以霖肉和臀肉制備的黃牛肉干距離最遠(yuǎn)，表明二者之間揮發(fā)性風(fēng)味差異相對較大。

由圖4可知：主成分1的貢獻(xiàn)率為80.15%，主成分2的貢獻(xiàn)率為11.45%，總貢獻(xiàn)率為91.60%;以米龍和黃瓜條制備的黃牛肉干距離較近且有交叉，表明二者之間風(fēng)味差異性較小;以臀肉和霖肉制備的黃牛肉干距離較近，表明二者之間風(fēng)味差異性較小;以肩肉制備的黃牛肉干距離其他4 個樣品均最遠(yuǎn)，說明以肩肉制備的黃牛肉干風(fēng)味物質(zhì)與其他4 個樣品差異性較大。

2.9 不同部位黃牛肉干感官評分

由表7可知，5 個部位黃牛肉干表皮色澤和滋味評分存在顯著差異（P<0.05），而外觀、香味、嫩度、總體可接受性評分差異不顯著。以霖肉制備的黃牛肉干總體可接受性評分最高，而以黃瓜條制備的黃牛肉干總體可接受性評分最低。

2.10 不同部位黃牛肉干品質(zhì)指標(biāo)主成分分析

主成分分析中因子載荷值可以反映樣品色澤、水分活度等指標(biāo)對主成分載荷的相對大小和影響的方向，數(shù)值反映影響的程度，正負(fù)代表影響的方向[34]。

由表8可知，不同部位黃牛肉干品質(zhì)指標(biāo)前3 個主成分特征根均大于1，累計貢獻(xiàn)率達(dá)到88.370%，反映了大部分結(jié)果信息，因此選取前3 個主成分進(jìn)行分析。按主成分分析結(jié)果分別計算各指標(biāo)的權(quán)重，b*在7 個指標(biāo)中權(quán)重最大，權(quán)重較大的為a*和出品率。

2.11 不同部位黃牛肉干品質(zhì)指標(biāo)聚類分析

根據(jù)表8中7 個指標(biāo)的累計方差貢獻(xiàn)率、方差貢獻(xiàn)率、特征根，可將7 個指標(biāo)聚為3 大類，最后篩選出最關(guān)鍵的指標(biāo)[35]。

由圖5可知，根據(jù)聚類分析結(jié)果，將黃牛肉干7 個品質(zhì)指標(biāo)分為三大類。第1類品質(zhì)指標(biāo)中a*在不同部位黃牛肉干之間變異系數(shù)較小，b*權(quán)重較大且與水分活度相關(guān)，因此將該指標(biāo)刪去;選取權(quán)重大的b*替代第1類指標(biāo)中的a*和水分活度。第2類品質(zhì)指標(biāo)中剪切力權(quán)重較小，為-0.039，因此該類指標(biāo)刪去。第3類品質(zhì)指標(biāo)中L*與水分活度相關(guān)且權(quán)重較小，因此將L*指標(biāo)刪去;出品率權(quán)重較大，可以替代L*和水分含量。根據(jù)2.1和2.2節(jié)結(jié)果，以米龍制備的黃牛肉干出品率和b*最高，因此米龍較適合制備成干制品。

3 結(jié) 論

研究西門塔爾雜交黃牛的5 個部位（肩肉、臀肉、米龍、黃瓜條、霖肉）與黃牛肉干品質(zhì)的相關(guān)性，結(jié)果表明：主成分分析和聚類分析結(jié)果表明，出品率和b*權(quán)重較大，可以替代其他品質(zhì)指標(biāo);以米龍制備的黃牛肉干出品率顯著較高（P<0.05），達(dá)到36.92%，b*為10.23?？紤]到消費者的消費水平和喜愛程度以及企業(yè)成本，米龍最適合加工成干制品。這為米龍制備牛肉干工業(yè)化生產(chǎn)提供了理論依據(jù)，也為不同部位牛肉應(yīng)用于牛肉制品加工提供了參考。

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