張李智桐，張佳敏，王 衛(wèi)，吉莉莉，劉達玉，華 鈞

(1.成都大學 肉類加工四川省重點實驗室，四川 成都 610106； 2.成都大學 食品與生物工程學院，四川 成都 610106；3.西昌思奇香食品有限責任公司,四川 西昌 615000)

0 引 言

調理牛肉產品作為一種特色的休閑類肉制品，全國各地都有生產，并且結合當?shù)靥厣纬闪烁鞣N各樣的調味配方和加工方法.川式火鍋風味是川渝特有的味道，調理方便肉制品“火鍋牛肉”具有地方特色，為當前市場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的牛肉產品，干燥工藝是“火鍋牛肉”的加工關鍵點之一，一般分冷風干燥與熱風干燥[2].冷風干燥耗時較長，但脂肪和蛋白質氧化速度較緩，可以使牛肉產生的風味物質更豐富，且低能耗.熱風干燥制作時間短，加熱過程中的美拉德反應會產生特殊的風味，但也容易使牛肉發(fā)生過度氧化，造成產品的腐敗，且相對高能耗.熟制工藝一般是蒸煮和油炸[3].蒸煮會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[4].油炸使牛肉的物化性質發(fā)生劇烈變化[5]，產生獨特的口感、色澤和風味[6].不同的生產工藝使調理牛肉的品質和生產能耗都產生差異.市場對調理牛肉產品的品質與風味需求在不斷提高.目前已有的研究主要集中在產品配方上，如郭強[7]對調理牛肉如何嫩化進行探討，童光森[8]研究不同辣椒對調理牛肉風味的影響等.通過改良后的配方和加工工藝對調理牛肉的品質影響，以及工業(yè)化生產中的能耗差異到底是怎樣的，目前報道并不多見.本研究采用調理牛肉工業(yè)化加工常用的熱風干燥、冷風干燥與油炸等生產工藝，調料添加植物提取物或亞硝酸鹽進行“火鍋牛肉”的生產，比較3種工藝與輔料對產品的理化、風味、亞硝酸鹽殘留與能耗等特性指標的影響，以期為調理牛肉的品質提升，節(jié)能降耗提供依據(jù).

1 材料與方法

1.1 儀 器

BFJX-500型自控冷風干燥箱、BVBJ-60L型制冷攪拌按摩機(嘉興艾博實業(yè)股份有限公司)，ZFD-A5140型熱風干燥箱(上海智誠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)機械有限公司)，ZDJ-4B型自動電位滴定儀(上海雷磁儀器有限公司)，TA-XT plus型質構儀(英國 Stable Micro Systems 公司)，YX-18HDD型手提式壓力蒸汽滅菌器(江陰濱江醫(yī)療設備有限公司)，GYZB-6202型真空包裝機(江西贛云食品機械有限公司)，CR-400型色度計(柯尼卡美能達(中國)投資有限公司)，HD-5型水分活度測量儀(無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任公司提供；天然植物提取物Nature 10 CS，由蘇州聞達食品配料有限公司提供；火鍋風味復合調料，由重慶德莊農產品開發(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，均購自成都科隆化學品有限公司.

1.3 干燥工藝篩選

1.3.1 原輔料配方

分別設置A、B、C 3個組.

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),火鍋味復合調味料60 g.

B組和C組：調整工藝組，原輔料為牛肉1 000 g，腌制料29 g(食鹽25 g,Nature 10 CS 4 g),火鍋味復合調味料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%)→預煮(100 ℃， 30 min)→切段→攪拌調味(加入火鍋味復合調味料)→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)→冷風干燥(14 ℃，至水分含量降至36%)→預煮(100 ℃， 30 min)→切段→攪拌調味(加入火鍋味復合調味料)→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)→預煮(100 ℃， 30 min)→切段→油炸(200 ℃，至表面金黃)→攪拌調味(加入火鍋味復合調味料)→真空包裝→殺菌(121 ℃，15 min)→冷卻.

1.4 理化及微生物指標檢測

1.4.1 水分活度

參照 GB 5009.238—2016《食品安全國家標準 食品水分活度的測定》中水分活度儀擴散法.

1.4.2 水分含量

參照GB 5009.3—2016《食品安全國家標準 食品中水分的測定》中直接干燥法.

1.4.3 過氧化值

參照GB 5009.227—2016《食品安全國家標準 食品中過氧化值的測定》中滴定法.

1.4.4 丙二醛

參照GB 5009.181—2016《食品安全國家標準 食品中丙二醛的測定》中滴定法.

1.4.5 色 差

采用色差儀，對未經火鍋風味調料混合炒制的牛肉，測定亮度(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《食品安全國家標準 食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測定》中分光光度法.

1.4.7 菌落總數(shù)

參照GB 4789.2—2016《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗 菌落總數(shù)測定》中的方法.

1.5 揮發(fā)性風味物測定

設備使用方法和設置參數(shù)參考文獻[9]的方法.

前處理條件：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準品，密封于15 mL頂空瓶中，箱溫75 ℃，加熱時間45 min，抽取時間20 min，解析時間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，不分流進樣,進樣口溫度250 ℃.升溫程序為起始溫度40 ℃，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 ℃，四級桿溫度為150 ℃，檢測器電壓為350 V，質量掃描范圍(m/z)40～500 amu.

1.6 產品加工能耗計算

設備的耗能參數(shù)及其處理能力見表1.

表1 設備參數(shù)和處理能力

每噸耗能計算公式為，

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

1.7 數(shù)據(jù)處理

所有實驗設3個平行組進行檢測，實驗數(shù)據(jù)采用SPSS Statistics 26、Origin 2021、Excel 2010和Simca 14.1等軟件進行分析.

2 結果與分析

2.1 不同干燥工藝對水分活度和水分含量的影響

不同干燥工藝對水分活度和水分含量的影響如圖1所示.

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

由圖1可知，產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品中游離程度的指標，水分活度越小，產品的保藏性越好[10].水分含量能從側面反映肉制品口感，過低則產品硬度高，口感柴，但是過高則口感很綿軟，并且容易滋生微生物.該產品是一種高水分的調理牛肉食品，水分限值參考醬肉類食品標準，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”都能達到國家標準.

2.2 不同干燥工藝對脂肪氧化的影響

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

圖2 不同干燥工藝對脂肪氧化的影響

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氧化產物數(shù)量的指標[11].A組的過氧化值較B組高，可能是因為熱風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中，導致其氧化速率遠大于冷風干燥.C組為油炸，但是其過氧化值遠低于A組和B組，可能是因為當油脂的氧化程度變大時，其初級氧化產物會進一步發(fā)生分解，形成小分子物質，導致過氧化值降低[13].孫寶忠[14]研究發(fā)現(xiàn)，當牛肉過氧化值低于0.2 g/100g時，會對牛肉產品獨特風味的形成產生積極作用.本實驗組的過氧化值均較低，有利于風味物質的提升.

丙二醛是判斷肉制品氧化變質程度的指標之一[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物.B組通過冷風干燥，加工過程較長，所以有一定的脂肪氧化，但相對于熱風干燥與油炸，對脂肪的氧化較少.熱風干燥與油炸時，脂肪快速從不飽和脂肪酸分解成酮、醛、醇與酸類等風味物質，導致丙二醛含量升高.當丙二醛含量高于0.5 mg/kg時，視為脂肪過度氧化[16-17]，而本研究中3個組的產品均沒有超過限值.

2.3 不同干燥工藝對色澤的影響

不同干燥工藝對色澤的影響見表2.

表2 不同干燥工藝對色澤的影響

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，由紅轉褐，使L*值下降，這個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，因為在炒制過程中，牛肉發(fā)生了美拉德反應，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).亞硝酸鹽分解產生的一氧化氮能與肌紅蛋白結合生成熱穩(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，L*、a*和b*值的總和越高，證明不同加工工藝對牛肉產品品質的影響越大[21]，所以改良輔料對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 不同干燥工藝對亞硝酸鹽殘留量與菌落總數(shù)的影響

不同干燥工藝對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個組的亞硝酸鹽殘留量分別為14.2、9.6和9.4 mg/kg，相關標準要求亞硝酸鹽殘留量低于30 mg/kg，C組未超過此標準.嚴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，且遠低于相關標準限度要求，能保證牛肉產品的安全性.

產品的菌落總數(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與延長保質期的作用.B組與C組的菌落總數(shù)遠低于A組，證明改良輔料抑菌效果強于傳統(tǒng)輔料.3個組菌落總數(shù)分別為4.5、3.6和3.1 lg(CFU/g)，根據(jù)標準GB 2726—2016《食品安全國家標準 熟肉制品》要求，產品中的菌落總數(shù)應低于5 lg(CFU/g)，3個組在6個月的常溫貯藏中，微生物均未超標.

2.5 不同干燥工藝對風味的影響

GC-MS測定3組不同干燥工藝牛肉產品的揮發(fā)性風味物質含量見表3.

表3 不同干燥工藝揮發(fā)性風味物質含量

續(xù)表3

由表3可知，所有揮發(fā)性風味物質共檢測出76種.其中A組檢測的風味物質種類最多，共62種.C組的含量最多，絕對含量達到9 276.47 μg/kg.

不同干燥工藝的揮發(fā)性風味物質種類熱圖如圖4所示.

圖4 不同干燥工藝的揮發(fā)性風味物質種類熱圖

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

產品的風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呈現(xiàn)油脂的芳香氣味，其閾值較低，雖然占比較小，但對產品風味的影響較大，主要來源是不飽和脂肪酸的氧化[27]、美拉德反應[28]與氨基酸等物質的降解.酯類物質來源于各種酸和醇的酯化，且閾值較低.短鏈的酯類物質能呈現(xiàn)果香味和甜味[29]，酯類物質的增加，可以中和生產過程中異味對產品的影響[30].

從整體來說，A組和C組的干燥工藝中溫度較高，產生的風味物質更多.尤其是C組油炸過程使牛肉內脂肪水解、氧化，蛋白質分解等反應劇烈[31]，產生大量令人愉悅的風味物質.但經過冷風干燥的B組產品，也有獨特風味.

2.6 不同干燥工藝對能耗的影響

根據(jù)公式(1)計算不同干燥工藝，每生產1 t產品所需的耗電量，結果見表4.

表4 不同干燥工藝對能耗的影響

由表4可知，在總耗能上，C組在加工過程中耗能最低，生產1 t產品需要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%.在加工時間上，熱風干燥需要的時間最短，共需要25.7 h，冷風干燥時間最長，需要64.7 h.因此，經過油炸工藝的“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、風味物質與菌落總數(shù)等指標進行標準化處理，結果見表5.將所有數(shù)據(jù)求絕對值相加后，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，產品感官色澤、風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組干燥工藝標準化得分

3 討 論

傳統(tǒng)“火鍋牛肉”生產采用的熱風干燥工藝雖具有設備簡單與生產效率高等優(yōu)點，但產品感官品質不佳.此外，添加的亞硝酸鹽也存在有害物質殘留等安全隱患.本研究分別采用冷風干燥與油炸干燥兩種干燥方式與傳統(tǒng)熱風干燥進行比較，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，還有助于增加產品風味，提升“火鍋牛肉”整體品質.在此基礎上，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，還降低了亞硝酸鹽殘留，使得產品的安全性和健康性得到提升.

本研究通過對3種調理“火鍋牛肉”干燥工藝在產品特性和生產效能等方面的比較研究表明，不同工藝對產品的水分活度值無顯著影響.與傳統(tǒng)工藝相比，冷風干燥工藝能提升產品抗氧化酸敗能力，并降低耗能9%；油炸干燥工藝能改善感官品質，使風味物質含量提升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到極為顯著地改善產品感官色澤，提升風味和抗氧化酸敗，降低亞硝酸鹽殘留，以及提升生產效能等作用.