豬五花肉在三種紅燒工藝加工過程中的脂肪氧化規律

劉登勇,王 冠,白 璐,崔曉瑩

(1.渤海大學食品科學與工程學院,生鮮農產品貯藏加工及安全控制技術國家地方聯合工程研究中心,遼寧錦州 121013;2.江蘇省肉類生產與加工質量安全控制協同創新中心,江蘇南京 210095)

紅燒肉是我國的傳統美食,因其肥而不膩、軟爛適度、香氣濃郁等特點為人們所喜愛[1-2]。由古至今,紅燒肉的做法都不盡相同,種類繁多,地域風味各異。調查發現,常見的紅燒肉大多以地方命名,較出名的有湖南毛氏紅燒肉、蘇氏紅燒肉和上海本幫紅燒肉、東北傳統紅燒肉等[3]。上海本幫紅燒肉采用白糖、醬油對紅燒肉進行上色,輔以黃酒去腥解膩,搭配輔料小火慢燉,大火收汁烹飪而成;毛氏紅燒肉選擇白糖作為上色劑,中火燉煮使紅燒肉上色均勻;東北紅燒肉采取傳統工藝,在燉煮前,先將五花肉進行油炸,輔以蔥、姜、蒜、大料、八角、白糖、醬油、料酒等材料烹飪而成。由于不同地區紅燒肉的加工方式均有差異,制作出的紅燒肉香氣和風味也各不相同[4]。

紅燒肉的香氣和風味主要來自脂肪和脂肪酸。脂肪在加熱過程中發生氧化,釋放出與脂質相關的揮發性物質,賦予紅燒肉特有的香味。脂肪酸通過降解形成游離脂肪酸等香味前體物質,影響脂肪氧化,進而影響肉與肉制品氧化穩定性及風味物質的形成[5]。目前,關于紅燒肉的風味形成[6]等方面已有相關報道,比如顧偉鋼等[7]和劉玲玲[8]研究了紅燒肉燉煮過程中豬肉脂肪氧化和脂肪酸組成的變化情況。但是關于不同工藝紅燒肉在加工過程中脂肪氧化和脂肪酸組成的變化還缺乏系統研究。

本文以上海本幫、湖南毛氏、東北傳統三種特色紅燒肉為研究對象,根據三種工藝紅燒肉的加工方法,在制作過程選取原料肉以及燉煮過程中4個關鍵工藝點,以紅燒肉的脂肪層作為研究對象,旨在研究紅燒肉加工過程中脂肪氧化和脂肪酸組成的變化規律,探究紅燒工藝對脂肪變化的影響,為明確紅燒肉加工過程中的脂肪及風味物質的變化規律提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

豬五花肉(豬種選擇糧食豬,出欄周期為6個月,取豬腹部帶皮五花肉)、姜、蔥、食鹽、白糖、醬油、大豆油、八角、黃酒、大料 皆購于錦州某超市;甲醇(色譜純) DIKMA公司;苯、石油醚、三氯甲烷、硫氰酸鉀、氯化鈉、氯化亞鐵、三氯乙酸、乙二胺四乙酸(EDTA)、硫代巴比妥酸(TBA)、1,1,3,3-四乙氧基丙烷(1,1,3,3-tetrathoxypropane,TEP) 國藥集團化學試劑有限公司,均為分析純。

AL104型電子天平 瑞士Mettler Toledo公司;T25數顯型均質機 德國IKA集團;SER148/6脂肪測定儀 意大利VELP公司;UV2550型紫外-可見光分光光度計 日本Shimadzu公司;RE-52AA型真空旋轉蒸發器 上海亞榮生化儀器廠;Allegra 64R型冷凍離心機 美國Beckman公司;Agilent7890A型氣相色譜-5975C型質譜聯用儀 美國安捷倫公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品制備 上海本幫紅燒肉烹飪過程:將500 g五花肉洗凈后切成3 cm×3 cm×3 cm的方塊,在鍋中倒入清水,燒開后放入切好的肉塊,5 min后撈出。在鍋底倒入適量油,待油微熱后,加入25 g白糖,待白糖溶化后放入肉塊快速翻炒,小火炒至肉塊泛微黃。將配料(蔥10 g、姜5 g、八角3 g)一起倒入翻炒1 min,倒入20 g黃酒翻炒1 min后,倒入40 g醬油翻炒2 min。在鍋中倒入500 mL清水,煮沸后將電磁爐功率調為300 W燉煮60 min,調成大火燉煮30 min后關火裝盤。

東北傳統紅燒肉烹飪過程:將500 g五花肉洗凈后切成3 cm×3 cm×3 cm的方塊,鍋中倒入油,待油溫升至150 ℃油炸3 min。在鍋底倒入適量油,待油微熱后,加入15 g白糖倒入油鍋,待白糖溶化后,將炸好的肉塊直接倒入鍋中翻炒1 min,加入配料(蔥10 g、姜4 g、桂皮6 g、八角3 g)繼續翻炒1 min后將20 g料酒、30 g醬油倒入繼續翻炒2 min。在鍋中加入500 mL清水,煮沸后將電磁爐功率調為300 W燉煮60 min,調成大火燉煮30 min后關火裝盤。

湖南毛氏紅燒肉烹飪過程:將500 g五花肉洗凈后切成3 cm×3 cm×3 cm的方塊,在鍋中倒入清水,燒開后放入切好的肉塊,5 min后撈出。鍋中加入40 g白糖,待溶解后,放入五花肉翻炒至肉塊表面糖液均勻,放入配料(蔥10 g、蒜10 g、香葉0.5 g、八角3 g、姜3 g)繼續翻炒1 min,再將10 g料酒倒入翻炒2 min。倒入500 mL清水,大火煮沸后,將電磁爐功率調為500 W燉煮60 min,調成大火燉煮30 min后關火裝盤。

取樣時間點:原料肉、燉煮0 min(燉煮時大火燒開后開始計時)、30、60、90 min,分別用A、B、C、D、E表示。

取樣部位:將肉塊取出,去除紅燒肉表面雜物,切去紅燒肉的瘦肉層和皮層,取脂肪層進行分析。

1.2.2 粗脂肪含量測定 參考GB/T 5009.6-2016《食品中脂肪的測定》[9],用脂肪測定儀測定樣品中粗脂肪的含量。

1.2.3 過氧化值(POV)測定 根據李暮春等[10]的方法。取2 g肉樣放置在50 mL具塞試管中,加入15 mL氯仿∶甲醇(2∶1,V/V)混合溶液,高速均質(11000 r/min,30 s),加入3 mL 0.5% NaCl溶液,然后在4 ℃下3000×g離心10 min,樣品分成兩相。在下層液相中取5 mL樣液,轉移至試管,在試管中滴加5 mL 氯仿∶甲醇(2∶1,V/V)混合溶液,滴加25 μL硫氰酸銨溶液,振蕩搖勻,再滴加25 μL二價鐵離子溶液,混勻。將樣品在室溫下靜置5 min,然后放置于500 nm處測定吸光度。

1.2.4 硫代巴比妥酸(TBARS)值測定 TBARS值的測定參照Mielnik等[11]的方法。取10 g肉樣研細,加50 mL 7.5 g/100 mL的三氯乙酸(含0.1%EDTA),用高速均質(15000 r/min,30 s),將樣液過濾后吸取濾液5 mL,再滴加5 mL 0.02 mol/L TBA溶液,于100 ℃條件下水浴30 min,再用流動自來水將其冷卻10 min,設置紫外-可見分光光度計波長為532 nm,于此處檢測反應溶液的吸光度。TBARS值的計算表示為每千克肉樣品中所含的丙二醛的毫克數,計算公式如下:

式中:A為溶液的吸光值;V為樣品液體積(10 mL);M為丙二醛的分子質量(72.063 g/mol);m為稱量樣品的質量(0.01 kg);I為光程(1 cm);ε為摩爾消光系數(156,000 L·mol-1·cm-1)。

1.2.5 脂肪酸組成測定

1.2.5.1脂肪提取 按照Folch等[12]的方法提取樣品的脂肪。取5 g肉樣,加入100 mL氯仿∶甲醇溶液(2∶1,V/V),低速勻漿兩次(6000 r/min,每次20 s),靜置60 min后過濾,將20 mL生理鹽水加入濾液后振蕩混勻,待樣液靜置分層后,取下層清液,加入無水硫酸鈉去除水分,通過使用真空旋轉蒸發儀在44 ℃水浴條件下蒸干獲得脂質樣品。

1.2.5.2 脂肪酸甲酯化 參考AOAC[13]和Indrasti[14]等的方法,取50 mg提取的脂肪于試管中,加入2 mL苯∶石油醚混合溶液(1∶1,V/V),待樣品混勻后,加入2 mL 0.4 mol/L KOH-甲醇溶液,靜置分層后沿試管壁加入飽和NaCl溶液使有機相層上升,澄清后,取上清液過0.22 μm濾膜,濾液裝于樣品瓶中待檢測。

1.2.5.3 脂肪酸組分分析 參考王毅等[15]方法,并作適當調整。

檢測條件:氣相色譜(Gas chromatography,GC)條件參數:INNOWax毛細管柱(30 m×0.32 mm,0.25 μm),進樣口溫度250 ℃;檢測器溫度280 ℃;載氣為氦氣,柱流量1.0 mL/min;進樣量1 μL,分流比20∶1;柱箱升溫程序:起始溫度140 ℃,保持2 min,以6 ℃/min升到200 ℃,保持2 min,再以2 ℃/min升到230 ℃,保持2 min,最后以4 ℃/min升到250 ℃,保持2 min。質譜(Mass spectrometry,MS)條件參數:接口溫度250 ℃;離子源溫度230 ℃;溶劑延遲4 min;質量掃描范圍m/z:全掃描。脂肪酸采用質譜庫匹配度檢索定性,采用峰面積歸一化法定量。

1.3 數據分析

采用軟件IBM SPSS 19.0對試驗數據進行顯著性差異分析,結果均以平均值±標準差表示;采用Origin 8.6軟件對數據進行處理。試驗獨立重復3次。

2 結果與討論

2.1 紅燒肉制作過程中粗脂肪含量變化

由圖1可知,通過本幫、毛氏、傳統三種紅燒肉工藝將五花肉加工成紅燒肉后粗脂肪含量顯著下降(p<0.05),三種工藝成品紅燒肉脂肪含量分別為78.65%、64.70%、78.95%,比原料肉脂肪含量分別下降了6.86%、19.04%、8.93%。紅燒肉制作過程中脂肪含量逐漸降低,傳統紅燒肉和毛氏紅燒肉在燉煮0 min時脂肪含量下降不顯著(p>0.05),本幫紅燒肉燉煮0 min時脂肪含量下降較顯著(p<0.05)。傳統紅燒肉采用了油炸工藝,但脂肪含量的變化卻并不顯著(p>0.05),可能原因是油炸過程中肉塊的脂肪和水分同時流失,二者流失程度比較接近,所以相對比例變化不大。本幫紅燒肉從燉煮30 min(81.21%)到燉煮60 min(79.42%)脂肪含量變化較顯著(p<0.05),燉煮60 min到燉煮90 min脂肪含量變化不顯著(p>0.05);傳統紅燒肉從燉煮30 min(82.21%)到燉煮60 min(81.39%)脂肪含量變化不顯著(p>0.05),燉煮60 min到燉煮90 min脂肪含量變化略微減小但不顯著(p>0.05);毛氏紅燒肉從燉煮30 min(81.10%)到燉煮60 min(72.52%)脂肪含量顯著下降(p<0.05),燉煮60 min到燉煮90 min脂肪含量仍然顯著下降(p<0.05),可能是由于毛氏紅燒肉加工時不加醬油,在燉煮過程中,為了使紅燒肉上色明顯,燉煮溫度選擇較高,導致脂肪流失情況明顯。由此可得出,燉煮時溫度大小影響脂肪分解的速率。在燉煮過程中,脂肪含量迅速下降,原因可能是紅燒肉在加熱過程中,結締組織受熱收縮,導致其包裹的脂肪細胞破碎,脂肪流入湯汁中[16],同時可能與脂肪在長時間燉煮過程中降解成揮發性物質有關[17]。

圖1 不同工藝紅燒肉制作過程中粗脂肪含量變化

2.2 紅燒肉制作過程中脂肪氧化分析

2.2.1 紅燒肉制作過程中POV變化 過氧化物是脂肪氧化的初級產物,具有較強的氧化能力,POV值測定的是過氧化氫的含量,可以反映出肉中不飽和脂肪酸的氧化程度。由圖2可知,在紅燒肉的烹制過程中,POV值由原料肉在經過油炸或焯水后顯著增加(p<0.05),在燉煮過程中呈現先增加后減小的趨勢,燉煮30 min時POV值達到最大,說明此階段五花肉經高溫燉煮,脂肪氧化程度加劇,生成的初級產物迅速增多(p<0.05)。隨著燉煮過程的延長,POV值又顯著減小(p<0.05),這表明先前生成的初級氧化產物在持續加熱過程中不斷分解,初級氧化產物的分解速率大于其生成速率,次級產物逐漸累積。劉登勇等[18]研究了五花肉在紅燒過程中POV值的動態變化,得到的結果與本實驗相同,POV值增加后減小。

圖2 不同工藝紅燒肉制作過程中POV值變化

2.2.2 紅燒肉制作過程中TBARS值變化 TBARS值是指油脂中不飽和脂肪酸氧化分解所產生的次級產物如丙二醛等與TBA反應的結果,是檢測含脂肪產品在加工中脂肪氧化變化的重要指標[19]。由圖3可知,紅燒肉制作過程中TBARS值逐漸上升,表明了在加工過程中脂肪氧化程度在逐漸增加。傳統紅燒肉前期的油炸處理對五花肉TBARS值幾乎沒有影響(p>0.05),是由于加工過程中加熱時間較短,肉塊僅有表面受熱,脂肪主要發生初級氧化,次級氧化程度較低。本幫紅燒肉和毛氏紅燒肉經過前期水焯處理時TBARS值變化較顯著(p<0.05)。隨著燉煮過程的延長,TBARS值顯著上升(p<0.05),這可能是由于丙二醛是脂肪氧化的中間產物,小火燉煮后使丙二醛含量積累,引起TBARS值升高。然后在大火收汁階段,脂肪氧化在持續的進行,更多的氧化中間產物進一步反應成丙二醛濃度,這導致TBARS值的繼續上升。

圖3 不同工藝紅燒肉制作過程中TBARS值變化

2.2.3 紅燒肉制作過程中脂肪酸組成變化 脂肪酸是人體重要營養素之一,其組成和含量對肉品的營養價值具有重要作用。是評價肉制品的重要指標[20]。

由表1～表3可知,紅燒肉脂肪中單不飽和脂肪酸(MUFA)含量較高,多不飽和脂肪酸(PUFA)含量較低。其中亞油酸(C18∶2)、油酸(C18∶1)、棕櫚酸(C16∶0)以及硬脂酸(C18∶0)是主要脂肪酸,占總脂肪酸的90%以上。此結論與史笑娜等[21]研究紅燒肉加工過程中脂肪酸變化研究結果相似。毛氏紅燒肉紅燒過程中棕櫚酸含量變化不顯著(p>0.05),亞油酸和硬脂酸含量顯著降低(p<0.05),油酸含量變化不明顯(p>0.05),PUFA呈明顯下降趨勢(p<0.05)。傳統紅燒肉紅燒過程中油酸含量變化顯著上升(p<0.05),棕櫚酸和亞油酸含量在加工過程中顯著下降(p<0.05),油酸(C18∶1)在紅燒過程中顯著增加(p<0.05),PUFA呈下降趨勢(p>0.05)。本幫紅燒肉紅燒過程中棕櫚酸含量變化不大(p>0.05),油酸及硬脂酸含量在加工成成品后顯著上升(p<0.05),亞油酸含量在紅燒過程中出現波動,總體呈顯著下降趨勢(p<0.05),PUFA呈明顯下降趨勢(p<0.05)。可以發現三種工藝紅燒肉在制作過程中,MUFA相對含量顯著上升(p<0.05),PUFA相對含量均呈現下降趨勢,SFA相對含量變化有差異,可能由于紅燒工藝差異引起的脂肪酸變化差異性。顧偉鋼等[7]研究了紅燒肉加工過程脂肪酸變化情況,發現SFA和PUFA的含量在燉煮過程中下降顯著,MUFA的含量則顯著增加,與本實驗結果有所不同,可能是由于采樣點、紅燒肉的制作工藝等不同造成的[22]。

表1 毛氏紅燒肉制作過程中脂肪酸組分的變化(%)

表2 傳統紅燒肉制作過程中脂肪酸組分的變化(%)

表3 本幫紅燒肉制作過程中脂肪酸組分的變化(%)

肉中脂肪酸相對百分含量代表肉中各脂肪酸在同一取樣點的構成比例,對粗脂肪含量的研究中發現隨著加工過程的進行,紅燒肉中脂肪含量不斷減少,肉中脂肪酯化,脂肪酸降解成小分子物質,肉的組織結構在加熱過程中被破壞,脂肪流出,更容易發生反應,導致脂肪酸組分發生變化[18]。成品肉中亞油酸(C18∶2)、油酸(C18∶1)、棕櫚酸(C16∶0)和硬脂酸(C18∶0)是紅燒肉中的主要脂肪酸,且成品中多不飽和脂肪酸相對含量明顯下降。Cameron[23]研究表明,肉品的嫩度和風味與單不飽和脂肪酸和飽和脂肪酸總含量成正相關,所以多不飽和脂肪酸的降低有利于紅燒肉良好嫩度和風味的形成。

3 結論

三種紅燒肉加工過程中脂肪含量均持續下降、POV值呈現先上升后下降的趨勢、TBARS值逐漸增大;加工前后紅燒肉脂肪層中主要的脂肪酸均為亞油酸、油酸、棕櫚酸以及硬脂酸,加工后脂肪酸的構成比例發生了較大改變,其中亞油酸(C18∶2)含量下降顯著(p<0.05),單不飽和脂肪酸含量明顯上升。紅燒肉在制作過程中脂肪含量下降、脂肪發生了適度氧化、脂肪酸組成發生了改變,紅燒工藝對脂肪含量和脂肪酸含量變化影響較大,而脂肪氧化和脂肪酸構成比例的變化主要發生在燉煮過程。