加熱溫度對醬鹵牛肉質構特性及水分分布的影響

趙家藝 馬夢斌 李亞蕾 柏霜

摘 要：采用質地剖面分析法（texture profile analysis，TPA）和低場核磁共振（low-field nuclear magnetic resonance，LF-NMR）技術研究不同加熱溫度（50、60、70、80、90、98 ℃）下二次加熱醬鹵牛肉的質構特性和水分分布變化。結果表明：隨著加熱溫度的升高，醬鹵牛肉的硬度、咀嚼度和黏附性均呈先增大后下降趨勢，均在90 ℃時達到最大值（P<0.05）。LF-NMR結果顯示存在4 種水分群，隨著加熱溫度的升高，不易流動水弛豫時間T23逐漸縮短，峰面積逐漸減小，自由水弛豫時間T24逐漸縮短，峰面積逐漸增大（P<0.05）。結果表明，熟肉制品蒸煮受熱后的質構指標與水分分布隨著加熱溫度的變化呈規(guī)律性變化，低溫時肉樣相對松軟，結合水含量較高，高溫時肉樣硬度和自由水含量相對較高。

關鍵詞：醬鹵牛肉;加熱溫度;質構特性;低場核磁共振

Abstract： The effect of different reheating temperatures （50， 60， 70， 80， 90 and 98 ℃） on texture properties and moisture distribution of sauced beef were studied by using texture profile analysis （TPA） and low-field nuclear magnetic resonance （LF-NMR）. The results showed that the hardness， chewiness and adhesiveness increased with reheating temperature up to 90 ℃?followed by a decrease （P < 0.05）. LF-NMR showed the existence of four water populations. With increasing reheating temperature， the relaxation time of T23 and peak area decreased; the relaxation time of T24 decreased， while the peak area increased （P < 0.05）. The above results demonstrated that the texture properties and moisture distribution of the cooked meat changed regularly with reheating temperature. At lower temperatures， the meat sample was relatively soft with more bound water， while at higher temperatures， it became relatively hard with higher proportion of free water.

Keywords： sauced beef; reheating temperature; texture characteristics; low-field nuclear magnetic resonance

DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20200310-067

中圖分類號：TS251.6? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標志碼：A 文章編號：1001-8123（2020）07-0018-04

引文格式：

趙家藝， 馬夢斌， 李亞蕾， 等. 加熱溫度對醬鹵牛肉質構特性及水分分布的影響[J]. 肉類研究， 2020， 34（7）： 18-21. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20200310-067.? ? http：//www.rlyj.net.cn

ZHAO Jiayi， MA Mengbin， LI Yalei， et al. Effect of reheating temperature on texture properties and moisture distribution of?sauced beef[J]. Meat Research， 2020， 34（7）： 18-21. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20200310-067.? ? http：//www.rlyj.net.cn

我國傳統(tǒng)風味肉制品種類繁多，其中牛肉制品具有營養(yǎng)豐富、低脂肪等特點[1]。而醬鹵牛肉作為我國傳統(tǒng)風味肉制品的一種，具有風味濃郁、口感好、營養(yǎng)豐富等特點，深受廣大消費者喜愛[2]。醬鹵牛肉經(jīng)過加熱處理，蛋白質發(fā)生變性、降解，結構發(fā)生明顯變化，這些變化會對肉制品品質產(chǎn)生多種影響[3-4]。

醬鹵牛肉的質構特性是決定其品質的重要因素之一，儀器測定是質構特性的重要評價手段[5]。質地剖面分析（texture profile analysis，TPA）法通過質構儀探頭模擬人體口腔的咀嚼動作，找出與人感官評定對應的硬度、黏附性、彈性、回復性、凝聚性、膠著度和咀嚼性等質構指標[6-7]。TPA檢測結果對綜合評價食品的質構特性具有極高的價值，已成為肉制品行業(yè)中新產(chǎn)品研發(fā)過程中質構特性的通用檢測方法[8-9]。

肌肉的微觀結構由肌纖維、水分、蛋白質等組成，而水分分布情況會影響醬鹵牛肉的品質嫩度，從而影響產(chǎn)品的口感[10]。低場核磁共振（low-field nuclear magnetic resonance，LF-NMR）技術是近幾年迅速發(fā)展起來的一門新型分析技術，它可用于分析肉與肉制品中水分的分布狀態(tài)、遷移過程，同時還可以進行成像分析，獲取樣品微觀信息，是目前國際上用于研究肌肉中水分分布的最有效手段之一[11-13]。

目前關于不同加熱溫度下醬鹵牛肉等熟肉制品的質構特性和水分分布狀態(tài)的相關研究較少，且利用TPA法和LF-NMR技術檢測醬鹵牛肉相關特性的研究更是鮮有報道，因此本研究擬用TPA和LF-NMR技術分析不同加熱溫度下二次加熱醬鹵牛肉的質構特性和水分分布變化，將為熟肉制品的質地及水分研究提供思路，為風味肉制品的生產(chǎn)工藝及加工過程改進提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料

新鮮醬鹵牛肉成品，批量購于寧夏新百超市。

1.2 儀器與設備

HY-A3多功能電熱鍋 浙江金華紅雙喜廚具公司;TP-101食品溫度計 冀興儀器儀表銷售有限公司;TA-XT2i質構儀 英國Stable Micro System公司;NMI20 LF-NMR分析儀 上海紐邁電子科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 加熱處理

根據(jù)孔保華[14]和董晗[15]等研究結果設置加熱溫度。醬鹵牛肉加熱前切成大小、形狀相近（約2 cm×2 cm×2 cm）的正方體肉塊，沿肌纖維方向切割，剔除筋腱結締組織等，混勻并隨機分成7 組（每組6 塊），其中6 組肉樣放入電熱鍋進行蒸煮，使用同一加熱功率（約680 kW）分別加熱至肉樣中心溫度（50±1）、（60±1）、（70±1）、（80±1）、（90±1）、（98±1） ℃，第7組肉樣未加熱作為空白對照組。蒸煮完成后瀝水并冷卻至室溫（約25 ℃），7 組樣品分別各取3 塊進行TPA分析以及LF-NMR橫向弛豫時間測定。

1.3.2 TPA質構分析

采用質構儀在室溫（約25 ℃）下測定7 組樣品的硬度、回復性、黏聚性、彈性、膠著度、咀嚼性、黏附性。測定參數(shù)如下：探頭型號P/36R，測前速率1 mm/s，測中速率1 mm/s，測后速率1 mm/s，間隔時間5 s，數(shù)據(jù)收集率200 點/s，壓縮比50%，觸發(fā)力5.0 kg，觸發(fā)類型auto。每個樣品重復測定3 次，結果取平均值。

1.3.3 水分分布測定

將7 組樣品切成1 g左右的長寬高為1 cm×1 cm×2 cm的規(guī)則長方體肉塊，每次取一塊肉樣放入直徑15 mm的核磁專用管中，管口用塑封膜包住，采用LF-NMR分析儀進行檢測。具體參數(shù)如下：質子共振頻率18 MHz，測量溫度32 ℃，用CPMG（Carr-Purcell-Meiboom-Gill）脈沖序列測定自旋-自旋弛豫時間T2，90°脈沖和180°脈沖間隔時間200 μs，重復掃描34 次，采樣頻率100 kHz，重復間隔時間2 000 ms。每個樣品重復測定3 次，結果取平均值。

1.3.4 樣品NMR成像

選擇成像中心頻率18 MHz，重復等待時間1 500 ms，重復點數(shù)259 214，采樣頻率200 kHz，掃描16 次，重復累加得到圖譜。橫向弛豫時間T2分析結束后，直接對樣品進行NMR成像分析，通過多層自旋回波序列得到醬鹵牛肉樣品自旋回波圖像。

1.4 數(shù)據(jù)處理

每組實驗數(shù)據(jù)重復測定3 次，結果以平均值±標準差表示，采用SPSS 19.0軟件對實驗數(shù)據(jù)分別進行單因素方差分析和差異顯著性分析，采用Origin 8.0軟件繪圖。

2 結果與分析

2.1 不同加熱溫度對醬鹵牛肉質構特性的影響

由表1可知，隨著加熱溫度的升高，醬鹵牛肉硬度呈逐漸上升趨勢，90 ℃時到達峰值，此時硬度約為50 ℃時的2.3 倍，并與對照組醬鹵牛肉硬度相似，加熱溫度繼續(xù)升高至98 ℃時，硬度下降。隨著加熱溫度的升高，醬鹵牛肉的咀嚼度和黏附性顯著增加（P<0.05），90 ℃時，醬鹵牛肉的咀嚼度分別約為50 ℃時和對照組的3.4、4.9 倍，黏附性分別約為50 ℃時和對照組的12.0、13.7 倍。本研究中醬鹵牛肉的硬度變化主要分為3 個階段（25～50、50～90 ℃和90 ℃以上）：第1階段（25～50 ℃）的變化原因主要是蒸煮加熱使醬鹵牛肉在水?。?5 ℃）中緩慢受熱，加熱溫度到達50 ℃時肉質硬度與對照組醬鹵牛肉（干燥狀態(tài)）相比下降幅度較大;第2階段（50～90 ℃）醬鹵牛肉的硬度隨著溫度升高而增大，這與前期研究結果相似，即蒸煮加熱肉制品的硬度隨溫度升高而增大[16]，這可能是由于膠原蛋白的熱變性引起肌纖維收縮，導致肌細胞之間空隙減小，肌肉組織緊縮，最終導致肌肉硬度增大[17-18];隨著加熱溫度的繼續(xù)升高，第3階段（90 ℃以上）醬鹵牛肉中的膠原蛋白在高溫下發(fā)生凝膠化現(xiàn)象，膠原纖維溶解度增加，在肌肉纖維里起潤滑作用，從而改善了牛肉的咀嚼度，使硬度下降，變得松軟[19]。肉樣黏附性也與膠原蛋白、水分和肌細胞屬性相關。因此，黏附性與咀嚼度和硬度變化相似[20]。

加熱溫度50～80 ℃時，肉樣回復性變化差異不顯著，但溫度達到90 ℃以上時回復性顯著下降（P<0.05）;膠著度在50～80 ℃之間變化不顯著，加熱溫度升高至90 ℃時達到最大，之后降低（P<0.05）。除此之外，醬鹵牛肉彈性和黏聚性隨加熱溫度的升高，總體變化規(guī)律不明顯。質構特性可分為彈性模量（硬度、黏附性、咀嚼性）和塑性模量（黏聚性、膠著度、彈性），本實驗中彈性模量變化較明顯，而塑性模量總體變化規(guī)律不明顯，這可能是由于水煮加熱的過程時間較長、較為溫和，最高溫度僅能達到100 ℃，而水作為介質在一定程度干擾了塑性模量的變化[21]。膠著度、回復性和彈性在一定程度上受蛋白質和肌細胞變化的影響，共同反映了牛肉的質地情況。與其他加熱溫度相比，90 ℃時醬鹵牛肉的各項質構指標變化明顯，這表明在加熱溫度達到90 ℃后，肉樣口感會發(fā)生明顯變化。

2.2 不同加熱溫度對醬鹵牛肉水分分布變化的影響

在LF-NMR檢測結果中得到的2 個主要參數(shù)分別是自旋-晶格弛豫時間T1（又稱為縱向弛豫時間）和自旋-自旋弛豫時間T2（又稱為橫向弛豫時間）。在肉制品水分分布檢測中，常用橫向弛豫時間T2作為肉的檢測指標，不同橫向弛豫時間T2能夠清晰區(qū)分不同狀態(tài)的水分分布[21-23]。由圖1可知，6 組醬鹵牛肉的橫向弛豫時間圖中均出現(xiàn)4 個峰，分別代表肉制品中以4 種不同狀態(tài)存在的水分[24]。第1個峰在0.035～0.18 ms之間，此部分為弱結合水，占水分含量1.5%左右，用T21表示;第2個峰在0.21～1.5 ms之間，此部分為強結合水，占水分含量2%左右，用T22表示，流動性較小;第3個峰在9～100 ms之間，此部分為不易流動水，占水分含量85%左右，用T23表示，主要存在于肌細胞、肌原纖維及細胞膜之間[25];第4個峰在115～930 ms之間，此部分為自由水，占水分含量12%左右，用T24表示;峰面積比例分別代表4 種水分的含量，分別用P21、P22、P23和P24表示[26]。

由表2～3可知：加熱溫度對醬鹵牛肉中不易流動水和自由水的弛豫時間T23和T24影響較大;隨著加熱溫度的升高，不易流動水向快弛豫方向移動，且變化差異顯著（P<0.05），其峰面積比例P23也顯著下降（P<0.05），這可能是由于醬鹵牛肉是熟肉制品，與原料肉不同的是肌纖維分子結構已經(jīng)發(fā)生了變化，對水分的束縛能力隨加熱溫度的增加而減弱[24， 27-28]，不易流動水分布減少。自由水弛豫時間T24顯著延長（P<0.05），這表明加熱時自由水的移動性明顯增強，醬鹵牛肉中的自由水以汁液形式流出，但其峰面積比例P24卻顯著增大，這可能是因為蒸煮加熱方式會促進外界水分進入肉樣中，使自由水相對含量增多[29-30]。加熱溫度對醬鹵牛肉中弱結合水的影響作用不明顯，強結合水有變化但規(guī)律不明顯，這是因為強結合水存在于細胞內(nèi)部，被分子間作用力束縛，很難通過加熱使其狀態(tài)發(fā)生改變[31]。

綜上，隨著加熱溫度的升高，醬鹵牛肉中水分含量總體呈下降趨勢，結合水總體變化情況不明顯，不易流動水弛豫時間縮短和峰面積比例下降，而自由水弛豫時間延長和峰面積比例增大，即相對含量顯著增加。這是因為加熱難以使細胞內(nèi)部的結合水發(fā)生改變，但樣品的不易流動水和自由水呈現(xiàn)規(guī)律性變化，這可能是由于肉制品內(nèi)部結構的變化使其對水分的束縛能力隨著加熱溫度的增加而減弱。

3 結 論

加熱溫度的變化對二次加熱醬鹵牛肉的質構特性和水分分布均會產(chǎn)生規(guī)律性影響。醬鹵牛肉在二次加熱前已為熟肉制品，肌纖維分子結構及蛋白質成分在一定程度上已經(jīng)發(fā)生變化。實驗結果顯示，蒸煮加熱使肉品蛋白質發(fā)生變性、肌纖維皺縮，內(nèi)部不易流動水逐漸減少，外界水進入肉樣中，自由水相對含量增加，導致肉樣硬度、咀嚼度、黏附性增加，回復性和膠著度降低，但當加熱溫度超過90 ℃時，醬鹵牛肉的內(nèi)部結構發(fā)生徹底變性，硬度、咀嚼度、黏附性開始下降，大量外界水進入，肉質變軟。由此可見，熟肉制品蒸煮受熱后的質構特性和水分分布變化均有規(guī)律可循，實驗可為加工熟肉制品過程中的水分和質構特性變化提供理論依據(jù)，但不同加熱方式和加熱速率等的影響仍需進一步研究。

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