調(diào)理工藝對(duì)方便“火鍋牛肉”產(chǎn)品特性及生產(chǎn)效能的影響

張李智桐，張佳敏，王 衛(wèi)，吉莉莉，劉達(dá)玉，華 鈞

(1.成都大學(xué) 肉類加工四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610106； 2.成都大學(xué) 食品與生物工程學(xué)院，四川 成都 610106；3.西昌思奇香食品有限責(zé)任公司,四川 西昌 615000)

0 引 言

調(diào)理牛肉產(chǎn)品作為一種特色的休閑類肉制品，全國(guó)各地都有生產(chǎn)，并且結(jié)合當(dāng)?shù)靥厣纬闪烁鞣N各樣的調(diào)味配方和加工方法.川式火鍋風(fēng)味是川渝特有的味道，調(diào)理方便肉制品“火鍋牛肉”具有地方特色，為當(dāng)前市場(chǎng)提供了一種新的輕食類型[1].不同的配方與加工工藝制作出不同品質(zhì)的牛肉產(chǎn)品，干燥工藝是“火鍋牛肉”的加工關(guān)鍵點(diǎn)之一，一般分冷風(fēng)干燥與熱風(fēng)干燥[2].冷風(fēng)干燥耗時(shí)較長(zhǎng)，但脂肪和蛋白質(zhì)氧化速度較緩，可以使牛肉產(chǎn)生的風(fēng)味物質(zhì)更豐富，且低能耗.熱風(fēng)干燥制作時(shí)間短，加熱過程中的美拉德反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生特殊的風(fēng)味，但也容易使牛肉發(fā)生過度氧化，造成產(chǎn)品的腐敗，且相對(duì)高能耗.熟制工藝一般是蒸煮和油炸[3].蒸煮會(huì)使牛肉的粗脂肪變低，并且增加游離氨基酸和可溶性蛋白的含量，能有效地改善牛肉的品質(zhì)[4].油炸使牛肉的物化性質(zhì)發(fā)生劇烈變化[5]，產(chǎn)生獨(dú)特的口感、色澤和風(fēng)味[6].不同的生產(chǎn)工藝使調(diào)理牛肉的品質(zhì)和生產(chǎn)能耗都產(chǎn)生差異.市場(chǎng)對(duì)調(diào)理牛肉產(chǎn)品的品質(zhì)與風(fēng)味需求在不斷提高.目前已有的研究主要集中在產(chǎn)品配方上，如郭強(qiáng)[7]對(duì)調(diào)理牛肉如何嫩化進(jìn)行探討，童光森[8]研究不同辣椒對(duì)調(diào)理牛肉風(fēng)味的影響等.通過改良后的配方和加工工藝對(duì)調(diào)理牛肉的品質(zhì)影響，以及工業(yè)化生產(chǎn)中的能耗差異到底是怎樣的，目前報(bào)道并不多見.本研究采用調(diào)理牛肉工業(yè)化加工常用的熱風(fēng)干燥、冷風(fēng)干燥與油炸等生產(chǎn)工藝，調(diào)料添加植物提取物或亞硝酸鹽進(jìn)行“火鍋牛肉”的生產(chǎn)，比較3種工藝與輔料對(duì)產(chǎn)品的理化、風(fēng)味、亞硝酸鹽殘留與能耗等特性指標(biāo)的影響，以期為調(diào)理牛肉的品質(zhì)提升，節(jié)能降耗提供依據(jù).

1 材料與方法

1.1 儀 器

BFJX-500型自控冷風(fēng)干燥箱、BVBJ-60L型制冷攪拌按摩機(jī)(嘉興艾博實(shí)業(yè)股份有限公司)，ZFD-A5140型熱風(fēng)干燥箱(上海智誠(chéng)分析儀器制造有限公司)，QQB-800型夾層鍋 (廣東英利蒂克科技有限公司)，YC-014型油炸鍋(杭州永創(chuàng)機(jī)械有限公司)，ZDJ-4B型自動(dòng)電位滴定儀(上海雷磁儀器有限公司)，TA-XT plus型質(zhì)構(gòu)儀(英國(guó) Stable Micro Systems 公司)，YX-18HDD型手提式壓力蒸汽滅菌器(江陰濱江醫(yī)療設(shè)備有限公司)，GYZB-6202型真空包裝機(jī)(江西贛云食品機(jī)械有限公司)，CR-400型色度計(jì)(柯尼卡美能達(dá)(中國(guó))投資有限公司)，HD-5型水分活度測(cè)量?jī)x(無(wú)錫華科儀器儀表有限公司)，SM530型反壓滅菌鍋(上海爾迪儀器科技有限公司).

1.2 材 料

鮮牛肉，由西昌思奇香食品有限責(zé)任公司提供；天然植物提取物Nature 10 CS，由蘇州聞達(dá)食品配料有限公司提供；火鍋風(fēng)味復(fù)合調(diào)料，由重慶德莊農(nóng)產(chǎn)品開發(fā)有限公司提供；食鹽，由四川久大蓬萊鹽化有限公司提供；異維C鈉、亞硝酸鹽，均購(gòu)自河南聚碩生物科技有限公司；氧化鎂、三氯乙酸、乙酸鋅、亞鐵氰化鉀、石油醚、三氯甲烷、冰乙酸等均為分析純，均購(gòu)自成都科隆化學(xué)品有限公司.

1.3 干燥工藝篩選

1.3.1 原輔料配方

分別設(shè)置A、B、C 3個(gè)組.

A組：原有傳統(tǒng)加工組，原輔料為牛肉1 000 g，腌制料25.15 g(食鹽25 g,亞硝酸鈉0.15 g),火鍋味復(fù)合調(diào)味料60 g.

B組和C組：調(diào)整工藝組，原輔料為牛肉1 000 g，腌制料29 g(食鹽25 g,Nature 10 CS 4 g),火鍋味復(fù)合調(diào)味料60 g.

1.3.2 加工工藝

A組：牛肉切條→加入腌制料腌制→滾揉(4 ℃，30 min)→靜置腌制(8 h)→烘烤干燥(75 ℃，至水分含量降至36%)→預(yù)煮(100 ℃， 30 min)→切段→攪拌調(diào)味(加入火鍋味復(fù)合調(diào)味料)→真空包裝→殺菌(121 ℃，15 min)→冷卻.

B組：牛肉切條→加入腌制料腌制→滾揉(4 ℃，30 min)→靜置腌制(8 h)→冷風(fēng)干燥(14 ℃，至水分含量降至36%)→預(yù)煮(100 ℃， 30 min)→切段→攪拌調(diào)味(加入火鍋味復(fù)合調(diào)味料)→真空包裝→殺菌(121 ℃，15 min)→冷卻.

C組：牛肉切條→加入腌制料腌制→滾揉(4 ℃，30 min)→靜置腌制(8 h)→預(yù)煮(100 ℃， 30 min)→切段→油炸(200 ℃，至表面金黃)→攪拌調(diào)味(加入火鍋味復(fù)合調(diào)味料)→真空包裝→殺菌(121 ℃，15 min)→冷卻.

1.4 理化及微生物指標(biāo)檢測(cè)

1.4.1 水分活度

參照 GB 5009.238—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品水分活度的測(cè)定》中水分活度儀擴(kuò)散法.

1.4.2 水分含量

參照GB 5009.3—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測(cè)定》中直接干燥法.

1.4.3 過氧化值

參照GB 5009.227—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中過氧化值的測(cè)定》中滴定法.

1.4.4 丙二醛

參照GB 5009.181—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中丙二醛的測(cè)定》中滴定法.

1.4.5 色 差

采用色差儀，對(duì)未經(jīng)火鍋風(fēng)味調(diào)料混合炒制的牛肉，測(cè)定亮度(L*)值、紅度(a*)值與黃度(b*)值.

1.4.6 亞硝酸鹽殘留

參照GB 5009.33—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測(cè)定》中分光光度法.

1.4.7 菌落總數(shù)

參照GB 4789.2—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 菌落總數(shù)測(cè)定》中的方法.

1.5 揮發(fā)性風(fēng)味物測(cè)定

設(shè)備使用方法和設(shè)置參數(shù)參考文獻(xiàn)[9]的方法.

前處理?xiàng)l件：取3 g粉碎后的樣品于15 mL頂空瓶中，加入1 μL濃度為2 g/L的2,4,6-三甲基吡啶標(biāo)準(zhǔn)品，密封于15 mL頂空瓶中，箱溫75 ℃，加熱時(shí)間45 min，抽取時(shí)間20 min，解析時(shí)間5 min.

GC條件：HP-5MS UI色譜柱(30 m×0.25 mm，0.25 μm),壓力32.0 kPa,流速1.0 mL/min,載氣為氦氣，不分流進(jìn)樣,進(jìn)樣口溫度250 ℃.升溫程序?yàn)槠鹗紲囟?0 ℃，保持1 min，以3 ℃/min升至85 ℃，保持3 min，以3 ℃/min升至105 ℃，保持2 min，以12 ℃/min升至165 ℃，再以10 ℃/min升至230 ℃.

MS條件：電子電離源(EI)，電子能量為70 eV,離子源溫度為230 ℃，四級(jí)桿溫度為150 ℃，檢測(cè)器電壓為350 V，質(zhì)量掃描范圍(m/z)40～500 amu.

1.6 產(chǎn)品加工能耗計(jì)算

設(shè)備的耗能參數(shù)及其處理能力見表1.

表1 設(shè)備參數(shù)和處理能力

每噸耗能計(jì)算公式為，

耗能(kW/t)=(X×h1+Y×h2)×Z

(1)

式中,X是工步1使用儀器耗能參數(shù)，h1是工步 1耗時(shí)，Y是工步 2使用儀器耗能參數(shù)，h2是工步2耗時(shí)，Z是每噸處理次數(shù).

1.7 數(shù)據(jù)處理

所有實(shí)驗(yàn)設(shè)3個(gè)平行組進(jìn)行檢測(cè)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS Statistics 26、Origin 2021、Excel 2010和Simca 14.1等軟件進(jìn)行分析.

2 結(jié)果與分析

2.1 不同干燥工藝對(duì)水分活度和水分含量的影響

不同干燥工藝對(duì)水分活度和水分含量的影響如圖1所示.

圖1 不同干燥工藝對(duì)水分活度和水分含量的影響注：大寫字母表示同一指標(biāo)不同組之間所處的差異極顯著(P<0.01)，小寫字母表示同一指標(biāo)不同組之間所處的差異顯著(P<0.05)；下同.

由圖1可知，產(chǎn)品的水分活度大小依次為B組>A組>C組，水分含量為B組>C組>A組，各組之間的差異都不顯著(P>0.05).其中，3個(gè)組的水分活度分別為0.85、0.86和0.84，水分含量分別為51.26%、53.43%和52.16%.水分活度是一種反映水分在產(chǎn)品中游離程度的指標(biāo)，水分活度越小，產(chǎn)品的保藏性越好[10].水分含量能從側(cè)面反映肉制品口感，過低則產(chǎn)品硬度高，口感柴，但是過高則口感很綿軟，并且容易滋生微生物.該產(chǎn)品是一種高水分的調(diào)理牛肉食品，水分限值參考醬肉類食品標(biāo)準(zhǔn)，其中規(guī)定的水分活度低于0.9，水分含量低于 70%.由此可見，不同配方和工藝加工的“火鍋牛肉”都能達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).

2.2 不同干燥工藝對(duì)脂肪氧化的影響

過氧化值和丙二醛可以看做脂肪的氧化指標(biāo).不同干燥工藝對(duì)脂肪氧化的影響如圖2所示.

圖2 不同干燥工藝對(duì)脂肪氧化的影響

由圖2可知，過氧化值的含量是A組>B組>C組，且各組間差異顯著(P<0.05).3個(gè)組的過氧化值分別是0.1、0.08和0.07 g/100g.過氧化值是反映油脂在氧化過程中生成初級(jí)氧化產(chǎn)物數(shù)量的指標(biāo)[11].A組的過氧化值較B組高，可能是因?yàn)闊犸L(fēng)干燥使牛肉的纖維膜系統(tǒng)被破壞[12]，肌肉與脂肪暴露在熱風(fēng)中，導(dǎo)致其氧化速率遠(yuǎn)大于冷風(fēng)干燥.C組為油炸，但是其過氧化值遠(yuǎn)低于A組和B組，可能是因?yàn)楫?dāng)油脂的氧化程度變大時(shí)，其初級(jí)氧化產(chǎn)物會(huì)進(jìn)一步發(fā)生分解，形成小分子物質(zhì)，導(dǎo)致過氧化值降低[13].孫寶忠[14]研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)牛肉過氧化值低于0.2 g/100g時(shí)，會(huì)對(duì)牛肉產(chǎn)品獨(dú)特風(fēng)味的形成產(chǎn)生積極作用.本實(shí)驗(yàn)組的過氧化值均較低，有利于風(fēng)味物質(zhì)的提升.

丙二醛是判斷肉制品氧化變質(zhì)程度的指標(biāo)之一[15].從圖2可以看出，丙二醛含量是A組>C組>B組，B組與其他兩組差異極顯著(P<0.01).3個(gè)組的丙二醛含量分別是0.217、0.170和0.201 mg/kg.丙二醛是由油脂過氧化生成的產(chǎn)物.B組通過冷風(fēng)干燥，加工過程較長(zhǎng)，所以有一定的脂肪氧化，但相對(duì)于熱風(fēng)干燥與油炸，對(duì)脂肪的氧化較少.熱風(fēng)干燥與油炸時(shí)，脂肪快速?gòu)牟伙柡椭舅岱纸獬赏?、醛、醇與酸類等風(fēng)味物質(zhì)，導(dǎo)致丙二醛含量升高.當(dāng)丙二醛含量高于0.5 mg/kg時(shí)，視為脂肪過度氧化[16-17]，而本研究中3個(gè)組的產(chǎn)品均沒有超過限值.

2.3 不同干燥工藝對(duì)色澤的影響

不同干燥工藝對(duì)色澤的影響見表2.

表2 不同干燥工藝對(duì)色澤的影響

由表2可知，C組L*值與A組和B組均有極顯著差異(P<0.01).牛肉的氧化程度隨著溫度的升高而加劇，牛肉的肌紅蛋白、氧合肌紅蛋白被氧化后均生成高鐵肌紅蛋白，由紅轉(zhuǎn)褐，使L*值下降，這個(gè)過程隨著溫度的升高而加劇.A組是高溫干燥組，肌紅蛋白受高溫影響較大，使得其L*值低于B組[18]，C組的L*值最高，因?yàn)樵诔粗七^程中，牛肉發(fā)生了美拉德反應(yīng)，整體色澤得到了改善，使得L*值最高[19].a*值主要來源于牛肉中肌紅蛋白的呈色，C組的a*值與A組和B組均有極顯著差異(P<0.01).亞硝酸鹽分解產(chǎn)生的一氧化氮能與肌紅蛋白結(jié)合生成熱穩(wěn)定性良好的亮紅色亞硝基肌紅蛋白，提高a*值[20]，但高溫蒸煮使肌紅蛋白變性分解，C組的a*值最高，其次是B組和A組，由此可見，改良輔料對(duì)肉色的影響作用優(yōu)于傳統(tǒng)的亞硝酸鹽.C組的b*值與A組與B組比較沒有顯著性差異(P>0.05).在一定的范圍內(nèi)，L*、a*和b*值的總和越高，證明不同加工工藝對(duì)牛肉產(chǎn)品品質(zhì)的影響越大[21]，所以改良輔料對(duì)牛肉的色澤改善作用比傳統(tǒng)輔料好，但不及油炸的作用好.

2.4 不同干燥工藝對(duì)亞硝酸鹽殘留量與菌落總數(shù)的影響

不同干燥工藝對(duì)亞硝酸鹽殘留量與菌落總數(shù)的影響如圖3所示.

圖3 不同干燥工藝對(duì)亞硝酸鹽殘留量與菌落總數(shù)的影響

由圖3可知，“火鍋牛肉”產(chǎn)品中亞硝酸鹽殘留量是A組>B組>C組，A組與其他兩組具有極顯著性差異(P<0.01).3個(gè)組的亞硝酸鹽殘留量分別為14.2、9.6和9.4 mg/kg，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求亞硝酸鹽殘留量低于30 mg/kg，C組未超過此標(biāo)準(zhǔn).嚴(yán)格控制亞硝酸鹽和含亞硝酸鹽的添加劑的使用，是控制肉制品亞硝酸鹽殘留的主要方法.B組和C組的亞硝酸鹽含量極顯著低于A組，證明改良輔料中存在少量亞硝酸鹽，且遠(yuǎn)低于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)限度要求，能保證牛肉產(chǎn)品的安全性.

產(chǎn)品的菌落總數(shù)是A組>B組>C組，A組與其他兩組具有極顯著性差異(P<0.01)，B組和C組之間也具有極顯著性差異(P<0.01).亞硝酸鹽具有抑制微生物生長(zhǎng)與延長(zhǎng)保質(zhì)期的作用.B組與C組的菌落總數(shù)遠(yuǎn)低于A組，證明改良輔料抑菌效果強(qiáng)于傳統(tǒng)輔料.3個(gè)組菌落總數(shù)分別為4.5、3.6和3.1 lg(CFU/g)，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB 2726—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 熟肉制品》要求，產(chǎn)品中的菌落總數(shù)應(yīng)低于5 lg(CFU/g)，3個(gè)組在6個(gè)月的常溫貯藏中，微生物均未超標(biāo).

2.5 不同干燥工藝對(duì)風(fēng)味的影響

GC-MS測(cè)定3組不同干燥工藝牛肉產(chǎn)品的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)含量見表3.

表3 不同干燥工藝揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)含量

續(xù)表3

由表3可知，所有揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)共檢測(cè)出76種.其中A組檢測(cè)的風(fēng)味物質(zhì)種類最多，共62種.C組的含量最多，絕對(duì)含量達(dá)到9 276.47 μg/kg.

不同干燥工藝的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)種類熱圖如圖4所示.

圖4 不同干燥工藝的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)種類熱圖

由圖4可知，烴類物質(zhì)是牛肉產(chǎn)品中種類最多，含量最高的一類物質(zhì)，其中，烷烴類物質(zhì)對(duì)牛肉的風(fēng)味影響較小[22]，烯烴類物質(zhì)主要來源于調(diào)味料及脂肪氧化，對(duì)于產(chǎn)品的風(fēng)味物質(zhì)的生成具有重要作用[23].醇類物質(zhì)的閾值較高，在揮發(fā)性物質(zhì)中占比較高，來源于化合物的降解.郇延軍等[24]研究發(fā)現(xiàn)，短鏈的醇類物質(zhì)對(duì)風(fēng)味的影響并不顯著，但是隨著醇類物質(zhì)碳鏈長(zhǎng)度的增加，其對(duì)風(fēng)味的影響會(huì)加深，會(huì)產(chǎn)生脂肪的風(fēng)味特征[25].

產(chǎn)品的風(fēng)味差異主要來源于牛肉中羰基含量的多少及其種類的不同[26].其中，醛基與酮基等化合物會(huì)呈現(xiàn)油脂的芳香氣味，其閾值較低，雖然占比較小，但對(duì)產(chǎn)品風(fēng)味的影響較大，主要來源是不飽和脂肪酸的氧化[27]、美拉德反應(yīng)[28]與氨基酸等物質(zhì)的降解.酯類物質(zhì)來源于各種酸和醇的酯化，且閾值較低.短鏈的酯類物質(zhì)能呈現(xiàn)果香味和甜味[29]，酯類物質(zhì)的增加，可以中和生產(chǎn)過程中異味對(duì)產(chǎn)品的影響[30].

從整體來說，A組和C組的干燥工藝中溫度較高，產(chǎn)生的風(fēng)味物質(zhì)更多.尤其是C組油炸過程使牛肉內(nèi)脂肪水解、氧化，蛋白質(zhì)分解等反應(yīng)劇烈[31]，產(chǎn)生大量令人愉悅的風(fēng)味物質(zhì).但經(jīng)過冷風(fēng)干燥的B組產(chǎn)品，也有獨(dú)特風(fēng)味.

2.6 不同干燥工藝對(duì)能耗的影響

根據(jù)公式(1)計(jì)算不同干燥工藝，每生產(chǎn)1 t產(chǎn)品所需的耗電量，結(jié)果見表4.

表4 不同干燥工藝對(duì)能耗的影響

由表4可知，在總耗能上，C組在加工過程中耗能最低，生產(chǎn)1 t產(chǎn)品需要466 kW電能，比傳統(tǒng)工藝一組能耗使用低20%，B組較傳統(tǒng)工藝耗能降低9%.在加工時(shí)間上，熱風(fēng)干燥需要的時(shí)間最短，共需要25.7 h，冷風(fēng)干燥時(shí)間最長(zhǎng)，需要64.7 h.因此，經(jīng)過油炸工藝的“火鍋牛肉”需要的能耗最少.

2.7 最佳工藝篩選

將以上的理化指標(biāo)、風(fēng)味物質(zhì)與菌落總數(shù)等指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，結(jié)果見表5.將所有數(shù)據(jù)求絕對(duì)值相加后，乘以耗能排名，其中A組為3，B組為2，C組為1，得出3組得分分別為22.27 、14.85與7.81.綜上，最佳工藝為C組，即油炸工藝以及天然植物提取物替代亞硝酸鹽，產(chǎn)品感官色澤、風(fēng)味和抗氧化酸敗均最佳，而且降低亞硝酸鹽殘留作用顯著.

表5 3組干燥工藝標(biāo)準(zhǔn)化得分

3 討 論

傳統(tǒng)“火鍋牛肉”生產(chǎn)采用的熱風(fēng)干燥工藝雖具有設(shè)備簡(jiǎn)單與生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)，但產(chǎn)品感官品質(zhì)不佳.此外，添加的亞硝酸鹽也存在有害物質(zhì)殘留等安全隱患.本研究分別采用冷風(fēng)干燥與油炸干燥兩種干燥方式與傳統(tǒng)熱風(fēng)干燥進(jìn)行比較，不僅能降低牛肉氧化程度，并且油炸干燥工藝在保持牛肉色澤的情況下，還有助于增加產(chǎn)品風(fēng)味，提升“火鍋牛肉”整體品質(zhì).在此基礎(chǔ)上，利用天然植物提取物替代亞硝酸鹽，在起到使牛肉增色、抑菌等作用的同時(shí)，還降低了亞硝酸鹽殘留，使得產(chǎn)品的安全性和健康性得到提升.

本研究通過對(duì)3種調(diào)理“火鍋牛肉”干燥工藝在產(chǎn)品特性和生產(chǎn)效能等方面的比較研究表明，不同工藝對(duì)產(chǎn)品的水分活度值無(wú)顯著影響.與傳統(tǒng)工藝相比，冷風(fēng)干燥工藝能提升產(chǎn)品抗氧化酸敗能力，并降低耗能9%；油炸干燥工藝能改善感官品質(zhì)，使風(fēng)味物質(zhì)含量提升33%，氧化程度降低7%，加工能耗降低20%.天然植物提取物較亞硝酸鹽相比能抑制微生物生長(zhǎng)并使亞硝酸鹽殘留降低31%.通過油炸干燥以及天然植物提取物的新式工藝可達(dá)到極為顯著地改善產(chǎn)品感官色澤，提升風(fēng)味和抗氧化酸敗，降低亞硝酸鹽殘留，以及提升生產(chǎn)效能等作用.