不同加熱處理對牦牛肉風味組成和質構特性的影響

羅 章，馬美湖*，孫術國，靳國鋒，于美娟，郭 良，黃 群

(1.華中農業大學食品科學技術學院，湖北 武漢 430070；2.西藏農牧學院食品科學學院，西藏 林芝 860000)

不同加熱處理對牦牛肉風味組成和質構特性的影響

羅 章1,2，馬美湖1,*，孫術國1，靳國鋒1，于美娟1，郭 良1，黃 群1

(1.華中農業大學食品科學技術學院，湖北 武漢 430070；2.西藏農牧學院食品科學學院，西藏 林芝 860000)

取西藏種薩牦牛肉，研究不同熱處理方式(微波加熱、高壓燉煮和常溫水煮)對牛肉風味和質構特性的影響。結果表明：這3種熱處理得到的牦牛肉產品風味化合物主要包括脂肪烴、脂環烴、脂肪醛、脂肪酮、芳香烴、含硫化合物和脂肪醇6大類，其中醛類化合物(己醛、壬醛和辛醛等)為熟牦牛肉的特征風味。微波加熱形成的風味種類最高，達137種，高壓燉煮次之(133種)，常溫水煮最差(128種)，微波加熱形成的醛類化合物達10種，高壓燉煮形成的醛類化合物為5種，而常溫水煮形成醛類化合物為4種。對微波加熱、高壓燉煮和常溫水煮3種加熱方式形成的牛肉進行質地剖面分析，表明微波加熱形成的牛肉硬度低、彈性高等最佳質感效果。綜合風味指標、質構指標和感官評價指標，確認微波加熱牦牛肉品質最優。

種薩牦牛；風味；微波加熱；質構特征

對于消費者來說，牛肉風味是體現其品質的重要指標[1-2]，這些風味不但受到牛肉的品種[3]、體質量、年齡、性別[4]、肥育程度、胴體部位[5]和地域因素的影響，也受到屠宰后后熟過程[6]和熱加工處理方式的影響，不同的熱處理方式，可能導致形成不同種類和含量的美拉德反應產物、脂肪的氧化產物、牛肉本身脂源性物質以及美拉德和脂質過氧化交互反應產物等風味成分[7-8]。微波加熱是20世紀50年代食品加熱的革命，微波爐可以將電能轉化為高頻微波[9]，食品中小分子(如水分子和脂類小分子)吸收微波后，產生劇烈震動而產生熱能，因此，牛肉經微波加熱處理，熱轉導由里向外，與傳統的加熱方式(常溫蒸煮、高溫烘焙、煎炸炒和高壓燉煮等)的熱傳導方式由外向里存在差異，因此，對牛肉組分，譬如蛋白質的變性效果也存在差異，在形成的風味和質地方面很可能也有區別。早期采用微波加熱牛肉主要目的在于殺菌，由于處理時間短，因而對牛肉風味影響較少[10]。也有研究者比較了傳統加熱和微波加熱所得的牛肉風味特征，但僅停留在感官評定上[11]，未能從風味化學、質地等全面評價微波處理的牛肉特征。本實驗研究牦牛肉經微波加熱、高壓燉煮和常溫水煮3種處理方式對熟肉風味的影響，并探討3種處理方式對牛肉質感的影響，結合風味和質地特點，從而獲得最佳的加熱方法和評價方式。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

種薩牦牛背最長肌，隨機選取西藏林芝地區貢布江達縣種薩鄉天然牧場中發育正常、健康無病、年齡在5歲左右的成年公牦牛肉為研究對象。

鹽酸、三氯甲烷、氫氧化鈉、三氯乙酸、1,1,3,3-四乙氧基丙烷、2-硫代巴比妥酸、濃硫酸(98%)均為分析純 國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

頂空固相微萃取器(SPME)、Fiber 75μm CAR/PDMS型萃取頭 美國Supelco公司；GC-MS-QP2010氣相色譜-質譜聯用儀 日本島津公司； DB-5ms色譜柱(30mm×0.25mm，0.25μm) 美國Agilent公司；TAXT2質構儀 英國Stable Micro Systems公司；G8023DHL-V8型微波爐 廣東格蘭仕集團有限公司；PCJ505型電壓力鍋 廣東美的電器股份有限公司。

1.3 方法

1.3.1 取樣

按照GB/T 9695.19—2008《肉與肉制品 取樣方法》取樣[12]，然后將樣品真空包裝，置于4℃條件下貯藏備用，貯藏時間不超過一周。

1.3.2 處理條件

牦牛肉加熱處理前將肉切成20mm×20mm×20mm的小方塊，稱取約10g (每組實驗 8塊肉)置于300mL飲用水中，添加食鹽5g/100mL，混合均勻，然后經微波加熱(中高火)處理 3min (肉中心溫度(75±1)℃)、5min(肉中心溫度(85 ± 1)℃)和 7min (肉中心溫度(95 ± 1)℃)，加熱處理結束后，取4塊肉塊切碎用于風味分析，其余4塊用于質地剖面分析，獲得數據取平均值。牦牛小肉塊經高壓燉煮處理(溫度120℃，壓力80kPa)，處理時間45min，分別取4塊熟肉用于風味分析和質地剖面分析。牦牛小肉塊經常溫水煮處理，獲得的熟肉中心溫度分別是(75±1)、(85±1)、(95±1)℃，各種中心溫度條件下再分別取4塊用于風味和質地剖面分析，上述所有實驗都基于多次預實驗經驗才獲得對溫度有效的控制。

1.3.3 揮發性風味物質提取方法

取熟牛肉樣品，在5～10℃的工作環境中迅速斬拌成0.3～0.5mm的肉糜，準確稱取肉糜8g，裝入15mL頂空萃取瓶(15cm×1cm)中，采用靜態頂空固相微萃取(headspace-solid phase microextraction，SPME)方法進行風味成分的提取。復合式Car/PDMS萃取頭(涂膜厚75μm，涂層為Car/PDMS)插入密封的萃取瓶內，萃取頭暴露在瓶內樣品上部的頂空中，于50℃萃取40min。

1.3.4 風味成分鑒定

氣譜條件參考筆者前期的研究[13]，稍作變動：毛細管柱為DB-5MS，柱長60m，內徑0.3mm，膜厚1μm，涂層為多聚(二甲酯雙氧基)多聚(1,4-雙(二甲基硅氧烷基)次苯基)硅氧烷。載氣為氦氣，進樣口溫度為250℃，采用不分流進樣模式，不分流時間為2min。柱流速為2mL/min，分流比為10:1，采用三階段式程序升溫，初始溫度為40℃并保持1min，第一升溫階段從40℃至130℃，升溫速率為5℃/min；第二階段從130℃至200℃，升溫速率為8℃/min；第三階段從200℃至250℃，升溫速率為12℃/min，并于250℃保留7min。質譜條件為：離子化方式為EI，發射電流為200μA，電子能量70eV，接口溫度為250℃，離子源溫度為200℃，質量掃描范圍為m/z33～450，檢測電壓為350V。利用計算機比較樣品和Mainlib、Nistdemo、Replib、Willey 4個標準譜庫的質譜數據進行成分鑒定，以相似指數和反相似指數均大于800作為定性依據，以環己酮作為內標物進行定量。

1.3.5 質構特性的測定

采用TA.XT2型物性測定儀測定樣品的硬度、彈性、凝聚性和咀嚼性。分別取各種加熱處理的牛肉塊，進一步切成大小為 10mm×10mm×20mm 的樣品，室溫條件下用物性測試儀進行測定。測試前速率為2mm/s，測試速率為1mm/s，測試后速率為1mm/s，觸發力為5g，樣品高度為20mm，壓縮距離為10mm，測定間隔時間為5s，探頭型號為P/50。TPA結果采用TPA-macro分析。每種樣品測試均進行10次以上實驗，結果取平均值。

參考楊寶進等[14]報道的加熱離心法測定持水力方法對牦牛肉的持水力進行測定。

1.3.6 感官評定

參考Somboonpanyakul等[5]的方法。選取10人組成感官評定小組。采用雙盲法對不同處理組牛肉感官進行嗜好性感官評定，樣品采用3位隨機數字編號，隨機評定，評定分數采用1～10分制，每次評定由每個評定成員單獨進行，相互不接觸交流，樣品評定之間用清水漱口。感官指標包括硬度(1＝非常軟，10＝非常硬)，彈性(1＝無彈性，10＝彈性良好)，色澤(1＝顏色淺紅泛白，10＝顏色紅潤)，風味(1＝令人厭惡，10＝非常令人愉快)和總體接受性(1＝不可接受，10＝接受性非常高)，各權重系數分別為0.2、0.3、0.2、0.15、0.15。

1.4 統計方法

本實驗所有數據用SPSS 9.0統計軟件進行分析。用單因素方差分析法(one-way analysis of variance)分析不同加熱處理方式對牦牛肉風味和質地的影響，所有實驗重復3次。

2 結果與分析

2.1 不同加熱處理對牦牛肉風味組成影響

2.1.1 微波處理對牦牛肉風味的影響

牛肉的揮發成分種類及含量是衡量牛肉加熱方法好壞的重要指標。鮮牛肉未經高溫加熱，其風味組成由92種化合物組成[5]，經微波加熱處理后，風味化合物數量明顯增加，達到137種，主要風味化合物見表1。微波加熱處理的牦牛肉風味組成由脂肪烴、脂環烴、脂肪醛、脂肪酮、芳香烴、含硫化合物和脂肪醇組成，這些風味化合物的產生主要來源于脂肪的氧化[15]和美拉德反應[16]，且在微波處理時間為3min條件下，風味的產生主要來源于脂肪的氧化，當處理時間超過5min，美拉德反應產生的風味則逐漸增加。醛類是牛肉主要的特征風味，與新鮮牛肉相比，醛類化合物由5種增加至10種，特別是己醛的產生，其在總風味組分中含量達81.97μg/L。一般來說，醛類由不飽和脂肪酸在60℃氧化產生，醛類的香氣閾值很低，微波加熱處理得到的較高質量濃度壬醛、辛醛和庚醛賦予了牛肉愉快的甜香味和水果味，而這3種醛類則由油酸氧化生成[17]。由此可推測牦牛肉中含有較高含量的油酸等不飽和脂肪酸，也進一步說明牦牛肉不但風味佳，而且營養豐富。脂肪烴和脂環烴在牦牛肉風味組成中占的比例也較高(約10%)，雖然它們香氣閾值較高，由于其含量較高，因此促進了牦牛肉肉味的產生[18]。酮類和醇類風味組分由高溫條件下脂肪氧化產生，其賦予了牦牛肉甜香味[19]。芳香烴類風味組分雖然相對醛類含量來說很低(2.53μg/L)，由于香氣閾值低，因此能對肉香味起到增效作用[20]。含硫化合物風味香氣閾值也很低，能賦予牦牛肉似卷心菜的風味[21]。

表1 牦牛肉在微波處理條件下的主要風味成分Table 1 Major volatile compounds in microwave cooked yak meat

微波時間不同，對牛肉加熱程度也不同，因而也會影響熟牛肉風味，牦牛肉經微波加熱3、5、7min，產生的風味化合物發生了部分變化，特別是牦牛肉主要特征風味醛類化合物，不但種類發生了改變，而且某些醛類在全部風味組分中的比例也發生了變化，微波加熱5min的醛類化合物不管在數量方面還是在全部風味組分中占的比例，都明顯優于微波加熱3min和7min (表1、2)。其次是脂肪烴和脂肪醇也優于微波加熱3min和7min。壬醛、己醛、辛醛和庚醛作為牦牛肉主要特征風味醛類，在3種微波加熱時間條件下都出現，但由于受熱條件差異，它們在總風味當中占的比例存在差異，結果如表2所示，結果表明微波加熱5min相對于微波加熱3min產生的壬醛差異顯著(P＜0.05)，但與微波加熱7min產生的壬醛差異不顯著(P＞0.05)。作為微波加熱3種程度所形成的風味物質含量最高的己醛，微波加熱時間對己醛含量的影響差異顯著(P＜0.05)。其他如辛醛、庚醛、異丁烷、吡啶并[2,3-d]嘧啶和丙烯醇，微波加熱時間對這些風味的形成差異顯著(P＜0.05)。總體而言，微波加熱5min產生的牦牛肉特征風味占總香氣組分中的比例最高，說明此微波加熱程度效果最佳。

表2 牦牛肉在微波處理條件下的主要風味成分變化(x－±s，n=3)Table 2 Changes of major volatile compounds in cooked yak meat during microwave heating (x－±s，n=3)

2.1.2 高壓燉煮對牦牛肉風味的影響

牛肉采用高壓燉煮是一種廣泛應用的加工方法，獲得熟牛肉風味化合物共計128種，低于微波加熱處理，主要風味化合物如表3所示。脂肪烴、脂環烴、脂肪醛、脂肪酮、芳香烴、含硫化合物和脂肪醇組成燉牛肉風味，與微波加熱處理方式相比，脂肪烴種類由14種減少至6種，脂環烴由17種減少至8種，脂肪醛類由10種減少至5種，脂肪酮由3種減少至1種，芳香烴、含硫化合物和脂肪醇都有所減少，這些差異可能原因在于高壓燉煮牛肉與微波加熱熱傳導方式不同，高壓燉牛肉受熱由外向里，且加熱劇烈，造成肉表面的部分蛋白質很快分解成氨基酸而進入湯里，因此高壓燉牛肉的湯味道鮮美，而熟肉風味因氨基酸的降低，美拉德反應產物降低，因此風味也減少，此過程脂肪氧化獲得的風味組分比例相對較高，微波加熱牛肉受熱由里向外，加熱過程中受熱比較均勻，蛋白質分解產生的氨基酸和還原型糖元充分接觸，因此美拉德反應比較劇烈，風味比較豐富。

表3 牦牛肉在高壓燉煮條件下的主要風味成分Table 3 Major volatile compounds in stew cooked yak meat at high pressure

2.1.3 常壓水煮對牦牛肉風味的影響

常壓水煮牛肉是一種最為傳統的加熱方式，獲得熟牦牛肉風味化合物共計125種，低于微波加熱處理和高壓燉煮，主要風味化合物如表4所示。脂肪烴、脂環烴、脂肪醛、芳香烴、含硫化合物和脂肪醇組成構成水煮牛肉風味，與微波加熱處理方式相比，脂肪烴種類由14種減少至7種，脂環烴由17種減少至5種，醛類由10種減少至4種，芳香烴、含硫化合物和脂肪醇都有所減少，這些差異可能原因與2.1.2節相同，但由于在沒有壓力的條件下，參與脂肪氧化和美拉德反應的底物小分子接觸機會降低，因此，與微波加熱處理和高壓燉煮相比，風味明顯降低，為加熱處理效果最差的一種。常壓水煮牛肉作為傳統的加熱方式，已經歷幾千年的發展，此過程中，由于人們在烹飪時會添加其他的輔料和佐料，因而改變了香氣組成模式，但作為牛肉風味形成研究，由于添加的輔料和佐料與肉中化合物相互反應，導致整個香氣形成體系相當復雜，因此探明香氣形成機理也非常困難，基于此，設計微波加熱、高壓燉煮和常溫水煮處理牦牛肉時，除了添加少量的食鹽促進牛肉本身香氣形成，其他不添加任何的輔料和佐料。

2.2 不同加熱處理對熟牦牛肉質構的影響

2.2.1 不同加熱處理對熟牦牛肉硬度的影響

由表5可知，不同的熱處理獲得熟肉的硬度差異顯著，其中常壓水煮得到的熟牦牛肉硬度最大。一般來說，引起牛肉加熱變硬的主要原因是，肌肉中膠原蛋白在65℃以上變性而產生收縮，導致肌纖維之間空隙減小，從而導致肉變硬。但不同的熱處理，熱量在肌肉中的轉導方式也不一樣，如水煮牛肉，熱量由外向里轉熱，而微波處理牛肉受熱非常均勻，在同樣熟的程度下，水煮所消耗的能量比微波處理消耗的能量要高，因此對蛋白質的變性效果也存在差異，從而導致熟牛肉硬度各不相同，這也可從高壓燉煮和常壓水煮得到體現，對牛肉來說，兩者處理熱量都由外向里轉熱，但高壓燉煮由于促進溫度較高的水向里層擴散，加速了傳熱，因而硬度小于常壓水煮。

2.2.2 不同加熱處理對熟牦牛肉彈性的影響

肉的彈性一般由肉的水分、彈性蛋白、膠原蛋白和肌纖維的本身屬性及相互作用引起的，當牛肉熱處理方式不同，這些物質本身結構或者狀態發生了改變，同時相互間的作用也發生變化，因而造成彈性也存在差異，由表5可知，微波處理彈性最好，高壓燉煮和常溫水煮彈性稍差。

表4 牦牛肉在常壓水煮條件下的主要風味成分Table 4 Major volatile compounds in cooked yak meat at room temperature

表5 熟牦牛肉在不同加熱條件下的質構變化(±s，n＝3)Table 5 Differences in texture characteristics among cooked yak meat with different heating treatments (±s，n＝3)

表5 熟牦牛肉在不同加熱條件下的質構變化(±s，n＝3)Table 5 Differences in texture characteristics among cooked yak meat with different heating treatments (±s，n＝3)

注：同列字母不同表示差異顯著(P＜0.05)。表6同。

加熱方式 硬度/N 彈性/cm 黏聚性 膠著性/N 咀嚼性/(N·cm) 回復性/cm微波(5min) 512.15±17.93c 0.33±0.01c 0.75±0.03a 382.19±14.14c 127.76±4.73c 0.36±0.01b高壓燉煮 1200.18±44.51b 0.52±0.02a 0.60±0.02b 724.31±28.25b 379.29±15.17b 0.21±0.01b常壓水煮 3282.15±121.43a 0.41±0.02b 0.61±0.02b 1985.38±77.43a 813.07±32.52a 0.24±0.01b

2.2.3 不同加熱處理對熟牦牛肉黏聚性和膠著性的影響肉的黏聚性和膠著性同樣也與肉的水分、彈性蛋白、膠原蛋白和肌纖維的本身屬性及相互作用相關，譬如蛋白質本身具有一定的凝膠特性，當牛肉經不同的熱處理，造成對各組分，特別是對蛋白質的作用效果各異，因此，黏聚性和膠著性也存在差異，由表5可知，微波處理黏聚性最好，而常壓水煮處理的膠著性最佳。

2.2.4 不同加熱處理對熟牦牛肉咀嚼性和回復性的影響咀嚼性和回復性也同樣能反映牛肉的質地，由表5可知，微波處理的熟牦牛肉在回復性方面，顯著優于高壓燉煮和常壓水煮得到的熟牦牛肉，只是在咀嚼性方面比后兩者存在一定的差異。

2.2.5 不同加熱處理對熟牦牛肉持水力的影響

表7 牦牛肉在不同加熱條件下的感官評定及總評分(±s，n＝3)Table 7 Sensory evaluation and overall scores of cooked yak meat with different heating treatments (±s，n＝3)

表7 牦牛肉在不同加熱條件下的感官評定及總評分(±s，n＝3)Table 7 Sensory evaluation and overall scores of cooked yak meat with different heating treatments (±s，n＝3)

加熱方式 硬度/N 彈性/cm 色澤 風味 總體接受性 總評分微波處理(5min) 5.22±0.21b 8.34±0.32b 8.54±0.31a 9.23±0.36a 9.52±0.37a 8.04高壓燉煮 5.49±0.20b 9.21±0.29a 7.53±0.28b 8.07±0.32b 8.21±0.29b 7.81常壓水煮 6.10±0.2a 8.48±0.31b 6.67±0.23c 6.54±0.24c 6.49±0.21c 7.06

表6 熟牦牛肉在不同加熱條件下的持水力(±s，n＝3)Table 6 Water-holding capacity of cooked yak meat with different heating treatments (±s，n＝3)

表6 熟牦牛肉在不同加熱條件下的持水力(±s，n＝3)Table 6 Water-holding capacity of cooked yak meat with different heating treatments (±s，n＝3)

處理方式 微波處理(5min) 高壓燉煮 常壓水煮持水力/% 15.63±0.34b 16.77±0.40a 17.21±0.43a

由表6可知，微波處理的持水力為15.63%，而高壓燉煮和常壓水煮的持水力分別為16.77%和17.21%，因此，微波處理的熟牦牛肉持水效果最佳。

綜合硬度、彈性、黏聚性、膠著性、咀嚼性、回復性和持水性七大指標，可以得出微波處理得到的熟牦牛肉質地較佳。

2.3 不同加熱處理對熟牦牛肉感官總分的影響

由表7可知，常溫水煮的熟牦牛肉硬度顯著高于微波處理和高壓燉煮處理的熟牦牛肉，而彈性方面高壓燉煮最優，色澤和風味方面微波處理感官評定最優，經過統計分析，微波處理總評分最高，結果與上述風味和質構分析的結果一致。

3 結 論

3.1 微波加熱、高溫燉煮和常壓水煮加工牦牛肉，形成的熟牦牛肉風味化合物由脂肪烴、脂環烴、脂肪醛、脂肪酮、芳香烴、含硫化合物和脂肪醇組成，因醛類化合物在牛肉總體風味中占的比例最高，而且香氣閾值較低，因此構成了熟牦牛肉特征風味。熟牦牛肉的風味化合物數量受到加熱工藝的影響，其中微波加熱形成的風味化合物數量最多，達到137種，而高壓燉煮次之(133種)，常溫水煮最差(128種)，對于醛類化合物形成，微波加熱能達到10種，高壓燉煮降低到5種，而常壓水煮降低到4種。

3.2 采用微波加熱、高溫燉煮和常壓水煮3種加熱處理方式，對熟牦牛肉質地的影響也很明顯，其中微波加熱獲得的熟牦牛肉硬度最低，彈性最高，持水力較強，說明微波加熱獲得的熟牦牛肉質感效果最佳，高溫燉煮次之，常壓水煮最差。

3.3 綜合考慮熟牛肉的風味、質構和感官指標，可以得出微波加熱處理的牦牛肉品質最佳。

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Effects of Different Heat Treatments on Flavor and Texture Characteristics of Cooked Yak Meat

LUO Zhang1,2，MA Mei-hu1,*，SUN Shu-guo1，JIN Guo-feng1，YU Mei-juan1，GUO Liang1，HUANG Qun1
(1. College of Food Science and Technology, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China ；2. College of Food Science, Tibet Agricultural and Animal Husbandry College, Linzhi 860000, China)

Tibet Zhongsa yak meat was used to explore the effects of different heat treatments including microwave heating,stew cooking at high pressure and cooking at room temperature on flavor and texture characteristics of yak meat. The results indicated that the types of volatile flavor components in cooked yak meat included aliphatic hydrocarbons, alicyclic hydrocarbons,aliphatic aldehydes, aliphatic ketones, aromatic hydrocarbons and aliphatic alcohols. The major volatile flavor components were aldehydes. Totally 137 volatile compounds were identified in microwave cooked yak meat, which was much more than those in stew cooked yak meat at high pressure (133) and cooked yak meat at room temperature (128). Ten aldehydes were found in microwave cooked yak meat, 5 in stew cooked yak meat at high pressure and 4 in cooked yak meat at room temperature. In addition, microwave heating could result in low hardness and high springiness of stew cooked yak meat. The quality of microwave cooked yak meat was the best as evaluated from the viewpoint of flavor, texture and sensory characteristics.

Zhongsa yak；flavor；microwave heating；texture characteristics

TS207.3

A

1002-6630(2012)15-0148-07

2012-03-21

羅章(1965—)，男，副教授，博士研究生，研究方向為畜產品加工及貯藏。E-mail：luozhang1759@sohu.com

*通信作者：馬美湖(1957—)，男，教授，博士，研究方向為肉類蛋品科學。E-mail：mameihuhn@yahoo.com.cn