反復式凍融-風干對風干牦牛肉的理化特性和揮發性成分的影響

譚雪梅,唐善虎,李思寧,鄭嬌,龔玨

(西南民族大學 生命科學與技術學院， 四川 成都， 610041)

我國的牦牛肉資源豐富，約占世界牦?？傎Y源的90%以上[1]。但是由于牦牛主要生長在高海拔地區，散戶養殖為主，受交通條件等的限制，屠宰后牦牛肉在運輸和銷售過程中，反復凍融現象時有發生，對牦牛肉的品質有嚴重影響。另外，由于高原環境條件的限制以及我國現行的標準法規尚不完善等因素，我國的牦牛肉干的生產加工仍然是處于以小型企業為主，缺少龍頭帶頭企業。本試驗探討相關的理化指標以期為實際生產加工提供理論依據。

關于傳統風干肉的試驗主要是在自然風干條件下進行。雷虹等[2]探討了不同地區自然風干牛肉的理化特性和安全性比較。曾靜瑜等[3]研究了自然冷凍風干牛肉品質形成與微生物變化規律。而模擬自然反復凍結風干生產條件對肉品質影響的研究幾乎沒有報道。反復凍融循環對鮮肉的品質影響已經有許多報道。夏秀芳等[4]研究發現反復冷凍-解凍過程降低了豬肉品質。劉文營等[5]試驗結果表明反復凍融影響牛通脊的pH值、微生物菌落總數、汁液流失率和溶解性蛋白。柏霜等[6]研究了反復凍融處理對羊肉臊子品質特性的影響，認為凍融處理會使羊肉臊子質量變差。戚軍等[7]利用低場NMR研究了凍融過程中羊肉持水力的變化，發現反復凍融顯著降低羊肉的持水力。BOONSUMRE等[8]探討了空氣冷凍和低溫冷凍，微波和冰箱解凍以及凍融循環對老虎蝦的品質影響，表明凍融循環次數的增加，肌肉纖維束之間的間距增加。PIETRASIK等[9]試驗表明冷凍和解凍不利于牛肉的顏色和水結合性能。

目前, 關于反復凍結和凍融后制作風干肉和模擬自然冷凍風干對肉干品質變化的試驗尚未報道。本試驗的目的是模擬高原自然風干牦牛肉的生產條件，探討模擬高原凍結-凍融-烘干條件生產風干牦牛肉的品質變化。本試驗是牦牛肉經過反復凍結-烘干不同次數后進行50 ℃風干處理后制作風干牦牛肉和反復凍融不同次數后通過50、60、70 ℃烘干制作牦牛肉干后檢測相關理化指標，以期為風干牦牛肉的生產提供理論指導，改善傳統風干肉的生產加工條件，促進風干肉的標準化生產。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料與試劑

本試驗的主要材料，來自四川省阿壩州紅原縣自然放牧的3歲半的健康無病的公成年牦牛的背最長肌，-18 ℃條件下凍結后-4 ℃運回試驗室。

三氯乙酸，乙二胺四乙酸二鈉，丙二醛，硫代巴比妥酸，無水乙醇，考馬斯亮藍R-250，冰醋酸，乙酸乙酯，鹽酸胍等，均來自成都科隆化工試劑，均為分析純。

1.1.2 儀器與設備

centrifuge 5804R高速冷凍離心機，德國Eppendorf公司；PL30型分析天平，上海梅特勒-托利多股份有限公司；MP511型pH計，上海三信儀表廠；Trace DSQ型GC—MS 聯用儀，美國 Thermo公司；紫外分光光度計，龍尼柯儀器有限公司；CR-400/410型色差儀，日本Minolta公司；BCD-243K型冰箱，河南新飛電器公司；HH-6型恒溫水浴鍋，國華電器有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 模擬自然風干牦牛肉

牦牛肉-20 ℃凍結1次(時間17∶00～8∶00，15 h)，在50 ℃風干(時間8∶00～17∶00，9 h)，再-20 ℃凍結(時間17∶00～8∶00，15 h)，此操作重復數次直到風干肉水分含量低于20%(模擬自然風干組為凍結-50 ℃烘干6次)。

1.2.2 凍結-50 ℃烘干循環處理組牦牛肉 凍結-50 ℃烘干循環處理組牦牛如表1所示。

表1 凍結-烘干循環次數處理組Table 1 Freeze drying cycle treatment

注：牦牛肉50 ℃風干時間為時間8∶00～17∶00，9 h；凍結時間為時間17∶00～8∶00，15 h；凍結溫度-20 ℃

1.2.3 反復凍融處理制作牦牛肉

牦牛肉分別凍結融化0、1、2、3、4、5次(凍結溫度-20 ℃，凍結時間15 h；融化溫度4 ℃，融化時間4 h)，每個凍融次數均分別進行50、60、70 ℃烘干，烘干至風干肉水分含量低于20%。

1.3 測定指標

1.3.1 風干肉pH測定

1.3.2 風干肉水分含量的測定

參考張杰等[11]的方法稍作修改測定水分含量。取風干牦牛肉干2.00 g，在105 ℃恒溫干燥箱中干燥12 h，于干燥器中冷卻至室溫 (25 ℃)，精確稱量，再放入干燥箱中烘2 h，重復操作，直到連續兩次稱量差不超過0.002 g。

1.3.3 風干肉色差的測定

參考辛建增等[12]的方法并略作修改后測定肉色。肉色測定采用的是CIEL*、a*、b*法。

1.3.4 風干肉硫代巴比妥酸反應物值(TBARS)測定

參考ANADELOLMO等[13]的方法并略作修改后測定。稱取樣品3 g(精確到0.01 g)，準確加入30 mL三氯乙酸混合液，勻漿后靜置30 min，以4 000 r/min離心10 min，準確移取上清液5 mL置于50 mL帶蓋離心管中，另取5 mL三氯乙酸混合液作為樣品空白，分別加入5 mL硫代巴比妥酸(TBA，thiobrarbiturucacid)水溶液，振蕩混勻，置于90 ℃水浴鍋中反應 30 min，取出流水冷卻至室溫。以樣品空白調節零點，于532 nm處1 cm光徑測定樣品溶液吸光度值。TBARS值通過標準曲線來計算，丙二醛標準溶液用三氯乙酸來配制。

1.3.8 風干肉感官測定

參考FASAE等[14]的方法并略作修改后對風干肉進行感官評價。邀請8位經過培訓的食品專業碩士生其中男生4名，女生4名，嚴格按照評定標準對產品進行感官評分，結果取平均值。評分采用九點標度法：滿分 9 分。9，極好；8，良好；7，好；6，次好；5，一般；4，一般以下；3，差；2，很差；1，極差，對每一項進行評分。

表2 風干肉感官評定標準Table 2 Sensory guidelines assessing standard of dried meat

1.3.6 揮發性風味物質測定

揮發性風味物質的提取和檢測參考趙冰等[15]的試驗方法并稍做修改后測定，稱取絞碎后的1.5 g肉干置于20 mL的頂空瓶，在60 ℃下通過靜態頂空方法恒溫萃取，30 min后將萃取頭拔出，再插入到GC/MS進樣器，進樣口溫度220 ℃，解吸時間5 min，收回萃取針，拔出萃取頭。GC條件：色譜柱DB-5MS(30 m×25 mm×0.5 μm)，載氣,He；色譜柱起始溫度50 ℃，保持2 min，先以15 ℃/min升至100 ℃，保持2 min，再以15 ℃/min升至220 ℃，保持5 min,恒定流速為1.0 mL/min。MS條件：GC-MS接口溫度,220 ℃，掃描范圍45～450 amu，全掃描方式。

1.4 數據處理

所有試驗組重復3次，利用SPSS 25軟件對數據統計分析，結果用平均數(x±標準差SD表示。所有處理進行ANOVA方差分析和顯著性檢驗，并處理組之間用Duncan法進行多重比較，P<0.05表明不同處理組之間差異顯著。

2 結果與分析

2.1 各組的風干肉水分含量比較結果

各組風干肉水分含量結果如表3所示。風干肉的水分活度與肉干的品質穩定性顯著相關，水分含量的對風干肉的品質有重要影響。由表3可知，各組風干肉的水分含量均在10 %～20 %，均符合肉干水分含量低于20 %的基本要求。

表3 風干肉水分含量結果Table 3 Dried meat moisture content results

注：表中標注的大寫字母(A～D)表示相同凍結-烘干或凍融次數處理組在不同凍結-烘干或凍融溫度的顯著性差異(P<0.05)；小寫字母(a～e)表示不同凍結-烘干或凍融處理組在相同的凍結-烘干或凍融溫度的顯著性差異(P<0.05)；6次為模擬自然風干處理組(下同)

2.2 不同處理組的風干肉pH值比較

肉制品的pH是控制產品質量和風味的基本指標，在食品生產加工過程中，pH值影響許多現象和過程，例如蛋白質性質如變性，凝膠化，酶活性，微生物的生長和死亡以及諸如美拉德反應等的化學反應。由表4可知，不同處理組風干肉的pH值在5.52～5.97。CHOI等[16]的研究表明牛肉和豬肉不同比例混合的pH值在5.73～5.76，FERN-NDEZSALGUERO等[17]認為肉干等中間水分肉制品的pH值為5.08～6.10，這均與本試驗結果基本一致。由表4可知，烘干溫度對風干的pH值影響顯著(P<0.05)，凍融70 ℃烘干處理的牦牛肉干的pH值要顯著高于凍結-50 ℃烘干、凍融50 ℃烘干和凍融60 ℃烘干處理組，且pH值隨著烘干溫度升高而升高，根據MA等[18]的試驗結果顯示，這可能是由于烘干溫度較高，風干肉的蛋白質的結構發生了變化，例如蛋白質的氫鍵、疏水相互作用等，肉中蛋白質的酸性基團減少，導致pH值相對較大。由表4可知，凍結-烘干或凍融次數對風干肉的pH值影響顯著(P<0.05)，凍結-50 ℃烘干、凍融50 ℃烘干、凍融60 ℃烘干和凍融70 ℃烘干處理組的pH值均隨著凍結烘干或凍融次數的增加呈現出反復上升下降的變化。pH值的起伏變化可能與反復凍結-烘干或凍融過程中肉的汁液流失，氨基酸、可溶性蛋白流失等有關。模擬自然風干處理組的pH值為最低值5.52，與凍結-50℃烘干0次的肉干的pH值相近(P>0.05)。

表4 風干肉pH結果Table 4 Dried meat pH results

2.3 風干肉色澤

肉干的色澤是評價脫水干制肉制品品質最直觀的指標，生產加工銷售時直接從視覺效果上判別色差的不同來評價風干肉的品質。由圖1～圖3可知，凍結-烘干和凍融-烘干對風干肉的色澤影響顯著(P<0.05)。

由圖1可知，凍結-50 ℃烘干和凍融50 ℃烘干處理組的肉干的L*值基本高于凍融60 ℃和70 ℃烘干處理的風干肉。這可能是由于烘干溫度較高時，牛肉在烘干過程中發生的美拉德反應，使肉干的亮度降低。由圖1可知，在凍結-50 ℃烘干或凍融4次時肉干面亮度值變大，這可能是由于在烘干的過程中，肉干表面水分迅速揮發，肉干的外層出現了一層堅硬油亮的薄殼，導致風干肉的亮度增高。模擬自然風干處理組的風干肉的L*顯著高于其他凍結風干處理組肉干的L*值，可能是由于多次凍結烘干處理時球蛋白結構被破壞，肉干的亞鐵紅素被氧化的結果[19]。

由圖2可知，在凍結-烘干或凍融的次數0次時，各組風干肉的a*值之間沒有顯著性差異(P>0.05)，這是因為肌紅蛋白在高于80 ℃溫度時才會變性，導致a*值之間差異不明顯。隨著凍結-50 ℃烘干或凍融的次數增加，各組風干肉的a*值變化趨勢基本一致，呈現起伏變化，可能的原因是凍結-烘干或凍融處理時肉中的去氧肌紅蛋白、氧合肌紅蛋白和變性肌紅蛋白3種形式的肌紅蛋白相互轉化影響肉的表面顏色變化。由圖2可知，70 ℃烘干處理肉干的a*值要顯著高于其他幾種處理方式肉干的a*值(P<0.05)，這與姜秀麗的研究結果一致[20]。

在一定范圍內，b*值越大越好，由圖3可知，在凍結-烘干或凍融1、2、3、4、5次時，不同處理的肉干中凍融-70 ℃烘干肉干的b*值高于其他處理組，其中凍融-50 ℃和60 ℃烘干處理組之間的b*值變化相差不大。黃度值變化可能與牦牛肉發生凍結-烘干或凍融-烘干過程中肉的蛋白質發生降解有關[21]。

圖1 風干肉色差L*值結果Fig.1 Dried meat color difference L* value results 注：圖中標注的大寫字母(A-D)表示相同凍結-烘干或凍融次數處理組在不同凍結-烘干或凍融溫度的顯著性差異(P<0.05)；小寫字母(a～e)表示不同凍結-烘干或凍融處理組在相同的凍結-烘干或凍融溫度的顯著性差異(P<0.05)；6次為模擬自然風干處理組(下同)

圖2 風干肉色差a*值結果Fig.2 Dried meat color difference a* value results

圖3 風干肉色差b*值結果Fig.3 Dried meat color difference b* value results

2.4 風干肉TBA值

TBA測試是最經常用于評估脂質氧化的試驗，風干肉的TBA值高反映肉脂肪氧化程度高，風干肉會產生更多的醛、酮和酸類等小分子物質，導致風干肉的營養和風味會嚴重損失[22]。由圖4可知，烘干溫度對于肉干的TBA值影響顯著，凍融-50 ℃烘干的肉干TBA值顯著高于凍融-60 ℃和凍融-70 ℃烘干的肉干(P<0.05)，其中70 ℃烘干的肉干TBA值最低。風干肉的TBA值隨烘干溫度降低的原因可能是烘干溫度高，油脂氧化酸敗的程度加深，部分醛類物質氧化為酸類物質導致TBA值下降，JOS等[23]的試驗也有類似結果。由圖4可知，隨著凍結-50 ℃烘干次數或者凍融次數的增加，肉干的TBA值顯著上升(P<0.05)，在凍融5次時TBA值最大。這可能是凍結融化對膜結構造成了物理損傷，致使肉中的一些易被氧化的分子暴露而被氧化，風干肉的TBA值增大。4種不同處理組的TBA值均在增加，朱迎春等[24]的研究結果也表明凍融次數的增加會導致TBA值增大。模擬自然風干處理組TBA值與凍結-50 ℃烘干2次和3次的TBA值相近(P>0.05)，顯著低于凍干4次和5次的TBA值(P<0.05)。

圖4 風干肉TBA結果Fig.4 TBA results of dried meat

2.5 風干肉感官評價

感官評價是生產和生活中最直接簡單的評價方式，能夠直接反映肉制品的品質狀態[25]。由表5可知，不同處理方式制作的風干的感官評價結果顯示差異不顯著(P>0.05)。這可能是由于凍結-烘干和凍融-烘干凍融處理對風干肉的品質影響不在人察覺閾內，評價得分差異不大。

表5 風干肉感官評價結果Table 5 Sensory evaluation result of dried meat

2.6 風干肉揮發性風味物質

表6為各組風干肉揮發性風味物質檢測結果。風干肉檢出的揮發性風味物質主要以醛類、醇類、酸和酯類以及碳氫化合物為主。由表6可知，凍結-烘干處理和凍融-不同烘干溫度處理制作的風干牦牛肉的揮發性風味物質的檢出物質種類和相對含量不同。由表6可知，凍結-50 ℃烘干、凍融50 ℃烘干、凍融60 ℃烘干和凍融70 ℃烘干處理組風干肉均表現出在凍結-烘干和凍融烘干5次的高于0次檢出的揮發性風味物質檢出相對含量。蘇燕等[26]的試驗結果也表明,反復凍融處理后纏絲兔中風味物質相對含量隨著凍融次數的增加而增大。

2.6.1 碳氫化合物

由表6可知，在凍結-50 ℃烘干處理風干肉中，凍結-烘干處理組風干肉均檢出2,4-二甲基-1-庚烯，且含量相對較高；在凍融-不同烘干溫度處理組風干肉檢出2,2,4,6,6-五甲基庚烷含量相對較高。烴類化合物主要來源于脂肪酸烷氧自由基的均裂，其中正構烷烴來自脂肪的自動氧化，支鏈烷烴來自支鏈脂肪酸的氧化[27]。一般認為烷烴類化合物的香味閾值較高，對風味的直接貢獻不顯著，但是烷烴類化合物對肉制品整體風味的提升有重要影響[28]。

2.6.2 醛類物質

由表6可知，不同處理的風干肉共分離檢測出11種醛類物質。與其他3種處理相比，凍結-50 ℃烘干處理組風干肉的醛類物質含量總體相對較高。醛類主要是脂肪氧化和降解的產物，氨基酸斯特雷克爾降解也會產生部分揮發性醛類物質[29]。醛類物質的察覺閾值較低，是肉制品主要的特征性風味物質。各組風干肉中檢出含量相對較高的是異戊醛、正己醛、壬醛和苯甲醛。GIRI等[30]研究表明,壬醛有油脂香味和青草的香味。己醛是油酸，亞油酸和花生四烯酸等的氧化產物，是重要的風味物質來源[31]。

2.6.3 醇類物質

由表6可知，不同處理的風干肉總共檢出揮發性醇類物質8種，種類相對較少，且不同處理組檢出種類和含量也不盡相同。臧明伍等[32]研究結果顯示醬牛肉的揮發性醇類物質也相對較少，與本試驗研究結果一致。MA等[33]試驗結果表明,直鏈飽和醇的閾值相對較高，對整體風味影響不顯著，而不飽和醇的閾值相對較低，對風味形成產生了一定的影響。各組風干肉不飽和醇中蘑菇醇的檢測含量相對較高，對肉干的風味形成有一定的貢獻。

2.6.4 酸和脂類

揮發性酯類主要是肉中的脂肪氧化產生的醇與游離脂肪酸的相互作用生成的物質[34]，對烘烤肉制品有顯著的風味影響，一般呈現水果香味。由表6可知，本試驗中檢測出少量酯類，GASSER等[35]在雞湯中鑒定出的γ-十二內酯，是對雞肉味有重要貢獻的化合物，但本試驗中并沒有分離出γ-十二內酯，分離出了γ-丁內酯，這對風干肉芳香味的形成也有促進作用。

表6 風干肉揮發性風味物質揮發性物質結果Table 6 Dried meat volatile flavor volatiles results

續表6

類別化學式化合物名稱峰面積/%凍結-50 ℃烘干凍融-50 ℃烘干凍融-60 ℃烘干凍融-70 ℃烘干0123456012345012345012345C8H18正辛烷--------0.860.570.39-1.16------------C9H182,4-二甲基-1-庚烯31.721.331.281.0237.911.280.81---0.090.24-0.850.560.70.440.750.39-0.36----C12H262,2,4,6,6-五甲基庚烷---1.61-2.571.326.6610.357.826.395.984.4410.0314.9210.5810.8611.8515.4716.5716.917.4213.9517.815.8C12H262,2,4,4-四甲基辛烷--1.51----1.061.531.151.1610.711.572.661.731.681.852.452.672.693.062.562.812.61C15H322,6,10-三甲基十二烷-0.3902.053.360.111.51-0.180.9--0.741.49---3.43--2.5---1.67C7H8甲苯1.060.970.83-1.091.980.840.890.91-0.990.930.831.48-1.371.190.97------1.78C12H262,4-二甲基庚烷--4.974.651.795.384.392.35----1.747.3312.877.071.713.882.371.191.076.370.731.243.61碳氫C11H242,6-二甲基壬烷-1.16---2.4-0.844.61.274.791.09---1.61.511.6-4.73-3.9313.151.8312.83化合物類C10H224-甲基辛烷-3.134.644.372.415.093.57---1.90.29-4.077.893.32-3.261.852.483.723.231.422.440.97C12H265-甲基-十一烷1.75-0.36-0.441.28-1.24-0.42-2.14------2.14----0.26-C15H324,7-二甲基十一烷0.871.251.222.521.56------00.731.86-2.183.351.931.33-----1.96C12H263-甲基十一烷-------1.320.91----0.30.550.221.120.7-------C12H26正十二烷2.312.140.230.352.991.881.712.991.3953.182.150.832.3715.175.78.095.687.775.557.5615.3615.928.0710.6C12H241-十二烯---------0.791.16-0.570.380.57----0.420.36-0.72-0.32C8H8苯乙烯-------0.272.88-0.89-0.280.16--0.53--0.170.34-0.87-0.4C14H281-十四烯------0.81---0.46--0.870.310.46------0.390.4-C8H16戊基環丙烷0.510.420.620.60.210.370.560.460.220.30.290.290.270.340.330.350.280.340.320.230.240.290.370.280.67C5H11NO25-氨基頡草酸2.41--9.672.055.83-44.597.054.197.6110.7--3.133.836.778.46----2.996.08C4H7NO3N-乙酰甘氨酸-------0.180.21----0.210.19-0.20.42-0.27-0.17--0.24酸和酯類C2H4O2乙酸0.14-0.36-1.293.93--3.091.871.96-5.96--------1.9---C4H6O2γ-丁內酯0.380.580.450.590.250.481.321.031.051.210.771.260.890.990.960.541.080.971.231.20.870.580.550.660.19C5H10O2異戊酸0.160.14---0.31-----------0.52-0.25---0.25-C6H12O2己酸0.110.140.36--0.29-0.230.3100.530.340.42-0.8300.620.30.210.250.210.230.270.26-C9H18O2壬酸0.20.320.640.790.492.880.393.780.440.860.980.280.951.30.670.820.480.850.920.380.760.910.660.740.38C10H20O2正癸酸--0.33-0.120.980.19--------------0.22-0.270.22

注：-表示未檢出；凍結-50℃烘干6次為模擬自然風干處理組

3 結論

凍結-50 ℃烘干和凍融-不同溫度烘干對風干肉的品質影響顯著(P<0.05)，隨著凍結-烘干和凍融次數的增加，各組風干肉的TBA值顯著增加(P<0.05)；隨著烘干溫度的升高風干肉的色澤顯著加深(P<0.05)。各組風干肉的感官評價差異性不顯著(P<0.05)，但是不同處理組的揮發性風味物質檢出種類和含量有區別，這可能需要進一步試驗來討論不同處理組肉干的風味變化。