烹調牛肉的科學密碼

牛肉被稱為“ 肉中驕子”。《本草拾遺》記載稱，牛肉可 “消水腫，除濕氣，補虛，令人強筋骨、壯健。”

現代營養學、生物學等相關研究發現，牛肉中富含眾多對人體有益，且易消化吸收的營養素 —— 優質蛋白質，鉀、鐵、鎂等礦物質元素、維生素 B6、丙胺酸等。

特別是其富含肌氨酸，含量遠超其它食品，能夠有效幫助肌肉增長，加強力量訓練。

而且，牛肉還富含結合亞油酸，能夠幫助避免運動中發生的組織損傷。同時其脂肪含量還非常低，即便你想減肥，也可以安心食用。

但要想在家炒出一道鮮美可口的牛肉，可并不簡單。

科學炒牛肉

牛肉纖維較粗，炒牛肉對烹飪技術的要求很高。一旦火候、調味不到位，牛肉的口感很容易變得又柴又老，無法下咽。

除了遍尋菜譜之外，你還需要從科學角度了解炒牛肉的科學做法。

北京工商大學食品營養與人體健康高級創新中心的科學家團隊對此進行了科學研究，破解了炒牛肉的科學密碼。

他們通過儀器分析法來研究烹飪牛肉過程中，時間及鹽、糖、食用油等調味品的用量對風味化合物釋放的影響，從而優化了炒牛肉的烹飪工藝。

該項研究成果發表在《食品加工與保存雜志》（Journal of Food Processing and Preservation）雜志，論文標題為《用儀器分析方法優化炒牛肉的烹飪方法》（Optimization of the cooking methods of stir-fried beef by instrumental analysis）。

研究中，采用高性能液體色譜法并測定炒牛肉中各種風味物質的含量后發現，最終測定最佳的烹調方案為：100g 牛肉炒制 4 分鐘，食用油 25g、蔗糖 1.75g、鹽 2g，總體鮮味成分含量在烹制 4 分鐘時呈上升趨勢，達到最大值 2580.32 g/g，此后隨著炒制時間延長呈下降趨勢。

論文介紹稱，生肉由于存在血鹽、熱解產物等，往往會有一種類似血液的味道。經過高溫加工，牛肉中的風味前體如游離氨基酸（FAAs）、還原糖、5 - 肌苷單磷酸（5 -IMP ） 和多不飽和脂肪酸會發生一系列的熱反應，從而產生誘人的香氣和口感。

鮮味被認為是繼甜、酸、苦、咸之后的第五種基本味道，是由常見的增味劑味精以及其他氨基酸和核糖核苷酸引發的。具體來說，包括 FAAs（即谷氨酸和天冬氨酸）、鮮味肽、5 - 核苷酸等。

以往研究大多通過感官評價來提高牛肉等肉制品的質量，但是這種評價方式在實驗中存在一系列問題，如不穩定性、高疲勞程度、高疲勞程度、個體差異大、個人偏好。因此，此次研究建立在儀器分析結果的基礎上，對炒牛肉配方進行優化：通過單因素試驗來優化添加成分;用儀器分析監測有味道化合物的釋放。

首先，進行樣品制備，將后腿牛肉切成 3 厘米 × 2 厘米 × 2 毫米的小塊，放在干燥的不粘鍋上，用 1200 瓦的功率加熱 30 秒。將牛肉片放入鍋中快速翻炒一段時間，直到拌油加熱至冒煙點，最后將翻炒牛肉冷卻至室溫。然后，100g 炒牛肉中加 150g 水，用打漿機打 1 分鐘;4 C 環境下，將勻漿牛肉放在 9600 r/min 的離心機中加工 10 分鐘;去油，獲得油炸牛肉樣品。

不同條件下炒牛肉中游離氨基酸的含量（圖1a、圖1b、圖1c、圖1d）

炒多長時間？

在這 17 個氨基酸中，在鮮炒牛肉中發現了具有香味的 Asp 和 Glu。隨著煸炒時間的延長，牛肉中 FAA 的總量呈現為先增加后減少。而且加工時間過長，牛肉中的苦味氨基酸的含量增加，最終影響了牛肉的口感品質。當煸炒時間為 4 分鐘時，FAA 的總濃度達到最大值 10874.39 g /g。同時，甜氨基酸的含量也達到最大值 1，558.39 g/g。

據報道，琥珀酸是具有酸味和鮮味的化合物。在圖1a 中，琥珀酸的含量隨著攪拌時間的延長而降低。當攪拌時間為 3.5 分鐘時，達到最大值即 1.02 μg/g。因此可得出結論，高溫和長時間加熱會導致蔗糖酸的降解。

隨著時間的推移，炒牛肉中的5′-核苷酸的含量如圖1a所示。結果表明，5-AMP、5-IMP和5-GMP均在 4 分鐘達到最大值，分別為 0.03、0.03和0.12g/g，然后隨著炒制時間的延長，它們的含量分別降至 0.01、0.00、0.03 g/g。并且，高溫翻炒還可能會導致牛肉中5'-核苷酸風味的降解。

該放多少油鹽糖？

氨基酸含量變化如圖 1b 所示。研究發現，隨著油量的增加，爆炒牛肉中的 FAA 總含量呈現為先增加后減少的趨勢。當含油量為 25g 時，FAA 達到最大值 10891.36 g/g，與其他實驗組相比，甜氨基酸和鮮味氨基酸的含油量上也有顯著差異。

圖1b 中，丁二酸的含量隨著用油量的增加而降低。當油的含量為 10g 時，丁二酸的最大值為 2.65 g/g。結果表明，油的加入抑制了溶出，同時促進了丁二酸的釋放。

5 -nucleotide 在炒牛肉中隨油量的變化如圖 2b 所示。當油量為 10g 時，5 -AMP 含量達到最大值 0.20 g/g。

氨基酸含量如圖 1c 所示，炒牛肉鮮味氨基酸總量呈上升趨勢。無鹽狀態下炒牛肉的鮮味氨基酸含量為 2580.32 g/g，添加 1.25 g 鹽后，鮮味氨基酸最低值為 2727.00 g/g。這表明鹽可以促進油炸牛肉風味的釋放。

圖 1c 中琥珀酸的最大值為 4.01 g/g，高于無鹽牛肉的最大值 0.62 g/g。這表明氯化鈉魯花確實促進了鮮味有機酸的釋放，產生了更多的鮮味增強劑鈉，菜肴鮮味得以提高。

主要風味成分核苷酸 5 -GMP 含量，并沒有因為鹽分增加而出現明顯變化，其始終保持在 0.04 g/g。5 -IMP 含量卻隨食鹽用量的增加呈現上升趨勢。當含鹽量為 2.50 g 時，5-IMP的最大值為 0.80 g/g。5 -AMP 的含量隨鹽量的增加呈先增加后降低的趨勢。當鹽含量為 1.50 g 時，其最大值為 0.18 g/g。

如圖 1d 所示，炒牛肉中的鮮味天冬氨酸和甜味氨基酸隨著蔗糖的增加而增加。當蔗糖添加量為 2.25g 時，它們的最大含量分別為 2809.57 和 781.14 g/g。琥珀酸同樣如此，其含量隨蔗糖的增加而增加，并在蔗糖添加量為 2.25g 時，其最大值為 4.01g/g。

該團隊還發現炒牛肉中5-GMP的含量并未隨蔗糖添加量的增加出現顯著差異，其含量保持在0.02g/g，可見炒牛肉時蔗糖對5-GMP 含量的影響小于鹽。炒牛肉中5-GMP 的含量在加入鹽后保持在 0.04 g/g。

隨著蔗糖添加量的增加，5-IMP 和 5-AMP 含量卻呈上身趨勢，這其實就是牛肉中氨基酸與糖在高溫下發生的美拉德反應（Maillard reaction），該反應可顯著降低風味核苷酸含量。

美拉德反應廣泛存在于食品工業中，學名為“非酶棕色化反應”，由法國化學家路易斯美拉德（L.C.Maillard）于 1912 年首次發現并提出，專門指食物加熱時，內部的羰基化合物（還原糖類）和氨基化合物（氨基酸和蛋白質）發生反應，產生棕色或棕黑色的大分子物質或擬黑素。其實就是人間常說的，高溫烹調時，食物顏色不斷變黑的現象。

不同條件下炒牛肉中有機酸和核苷酸的含量不同（圖2e）

是否添加香料包？

不同配方炒牛肉中的 FAAs 的含量如圖 1e 所示。對比添加香料組和不添加香料組樣品發現，炒牛肉中的谷氨酸和天冬氨酸的含量區別非常顯著，說明香料可以促進風味化合物的釋放。

圖 2e 中添加香料和不添加香料的炸牛肉中，琥珀酸的含量分別為 5.38 和 1.24 g/g。說明香料還能促進復合有機酸的釋放。

同時發現，在炒牛肉中添加香料還有利于調味核苷酸的釋放。炒牛肉中 5 -GMP、5 -IMP 和 5 -AMP 的含量分別為 0.07、3.48 和 0.40 g/g。

EUC 值（Equivalent umami concentration，等效鮮味濃度）用來表征食品風味強度。具體來說，就是在 100 克食物中，以谷氨酸鈉含量來表示鮮味物質的總量，其計算公式如下：

炒香香料（f-sp）的EUC值為8.31g味精 /100g，說明炒香可以增加香料風味物質的釋放。與不加香料的牛肉相比，加香料炒牛肉（f-sp-b）的EUC值為154.54g 味精/100g，而不加香料的牛肉（ f-b-b ）的EUC值為124.29g 味精/100g，說明香料可以改善炒牛肉的風味。

儀器分析結果表明，在炒牛肉中添加適量的鹽和蔗糖可以促進調味物質的釋放。隨著加工時間的延長，風味物質的含量呈先增加后降低的趨勢。

煸炒牛肉的方法，你學會了嗎？（摘自美《深科技》）（編輯/小美）