鋁箔法烤制對牛肉食用和營養品質的影響

古明輝，劉永峰，甘斐，楊澤莎，申倩

(陜西師范大學 食品工程與營養科學學院，陜西 西安，710062)

牛肉因具有高蛋白、低脂肪、味道鮮美等特點，成為中國人餐桌上僅次于豬肉的第二大肉類食品[1]。肉及肉制品品質的優劣是影響消費者選擇的首要因素，其中食用品質指標和營養品質指標是較為重要的2個參考指標。肉的食用品質與其內在品質緊密關聯，人們通常用肉的顏色、嫩度、物性等指標來評價[2]。營養品質能直接衡量肉及肉制品營養價值，可以通過測定其水分、蛋白質以及粗脂肪含量等指標，綜合對比分析，評定肉的品質[3-4]。

通過不同的烹飪工藝處理可使牛肉兼有色、香、味、形、質、養等品質，以滿足不同人群的口味喜好和需求。傳統的烹飪工藝有烤制、蒸制、煮制、炸制、燉制等，其中蒸制、煮制工藝被公認為是較健康的烹飪技術。張蘭[5]探究了8種傳統中式烹飪工藝對牛肉品質的影響，結果表明蒸制和煮制牛肉剪切力小，肉色較好，同時能較好地保留粗蛋白、氨基酸、脂肪酸及水分等營養組分。任國艷等[6]對比研究了烘烤、蒸煮以及煎炸3種中式烹飪方法，表明蒸煮后肉樣嫩度高，對其水分、粗脂肪及蛋白質含量影響最小。

現如今，燒烤越來越受消費者喜愛，商家常利用鋁箔紙在燒烤中包裹肉類食材，來有效防止其烤焦。然而，關于鋁箔法烤制對肉品質影響的相關研究鮮有報道。鑒于此，本文以牛肉為研究對象，蒸制和煮制2種傳統烹飪工藝為對照，研究鋁箔法烤制對牛肉食用和營養品質的影響，希望為中國肉類食品的生產加工以及科學烹飪提供理論支持與技術參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

牛后腿肌肉，購于西安市朱雀市場，低溫帶回實驗室，貯于冰箱；食鹽、大蔥、小茴香、花椒粉、生姜、八角、料酒、桂皮等，西安華潤萬家超市。

輔料配方：食鹽20 g/L、蔥白10 g/L、小茴香5 g/L、花椒12.5 g/L、生姜7.5 g/L、八角15 g/L、料酒10 mL/L、桂皮10 g/L。

1.2 試劑與儀器

石英砂，天津市天力化學試劑有限公司；95%乙醇、石油醚，天津市富宇精細化工有限公司；CuSO4、K2SO4，天津市盛奧化學試劑有限公司。

HL-3-6DW遠紅外食品烤箱，廣州市番禺成功烘焙設備制造公司；NS800分光測色儀，深圳市三恩馳科技有限公司；TA.XT.Plus 質構儀，英國stable micro system公司；ST310脂肪提取儀，FOSS分析儀器公司；Kjeltec 2300全自動凱氏定氮儀，瑞典福斯公司。

1.3 試驗方法

將冷凍牛肉放置于家用冰箱冷藏室(4±1 ℃)中解凍24 h，取出后在室溫下完全解凍，剔除脂肪和筋膜，然后將其分割為1 cm×1 cm×3 cm的塊狀，取分割好的肉樣1 000 g，平均分為4組，每組250 g，每組在25～30塊之間。隨機選取其中1組為對照組(未經任何處理)，另外3組作為試驗組。本次試驗在參閱相關方法的基礎上[7-8]，結合傳統家庭中式烹飪方法，經過多次預試驗，確定了最終的蒸制、煮制、鋁箔法烤制烹飪工藝。

3個試驗組的具體處理方式如下：蒸制和鋁箔法烤制處理組牛肉，每組250 g→清洗→浸泡15 min(水、肉質量比為3∶1)→再次清洗瀝干→加水60 mL，添加輔料，攪拌均勻→浸漬60 min→分別進行蒸制與鋁箔法烤制處理→取出制品冷卻→包裝→成品4 ℃冷藏備用。其中蒸制：肉塊在蒸鍋中蒸制30 min；鋁箔法：肉塊用鋁箔進行包裹固定，在160 ℃下烤制40 min，烤至20 min時翻面1次。

煮制處理組牛肉，每組250 g→清洗→浸泡15 min(水、肉質量比為3∶1)→再次清洗瀝干→加水1 000 mL，處理組所有肉塊預煮10 min→添加輔料→繼續煮制50 min →取出制品冷卻→包裝→成品4 ℃冷藏備用。

2 牛肉品質指標測定

2.1 烹飪失水率和熟肉率測定

失水率和熟肉率分別按公式(1)和公式(2)計算：

(1)

(2)

式中：m1,樣品烹飪前質量;m2,烹飪后質量。

2.2 肉色測定

采用分光測色儀進行牛肉色澤的測定，記錄肉樣的L*值(亮度)、a*值(紅度)和b*值(黃度)，并計算色度值[c*=(a*2×b*2)0.5]和色相角[h°=arctan(b*/a*)]。

2.3 剪切力測定

采用Warner-Bratzler法測定牛肉的剪切力。對照組的牛肉樣品放置于蒸煮袋中，水浴鍋(80 ℃)加熱，至中心溫度達到75 ℃時取出并冷卻至室溫，用質構儀沿垂直纖維方向進行剪切測定[9]。經蒸制、煮制和鋁箔法烤制3種烹飪處理的牛肉直接利用質構儀進行剪切，記錄剪切力數據。測定參數設置：HDP/BSW探頭，測前、測中、測后速度均為1.0 mm/s，位移25 mm。

2.4 物性指標測定

采用質構儀的TPA(texture profile analysis)模式，測定得到硬度、咀嚼性、凝聚性、彈性、回復力5個TPA指標[8]，反映不同烹飪工藝下牛肉樣品的物性變化。測定參數設置：P36R探頭；測前、測中、測后速度均為1.0 mm/s；測試時間間隔5 s；觸發力5 g；數據采集速率400 PPs；應變量均為75%。

2.5 基本營養成分測定

參照GB/T 5009.3—2016中的直接干燥法進行水分測定；參照GB/T 5009.5—2016中凱氏定氮法進行粗蛋白測定；參照GB/T 5009.6—2016采用索氏抽提法進行粗脂肪測定。

2.6 統計分析

牛肉色澤、剪切力、物性參數3項食用品質指標分別做5次平行試驗，水分、蛋白質、粗脂肪3項指標分別做3次平行試驗，最終結果取平均值。實驗數據均采用Microsoft Excel進行計算，SPSS 21.0中Duncan法進行顯著性分析，OriginPro 2015軟件進行圖像繪制。

3 結果與分析

3.1 牛肉制品烹飪失水率和熟肉率

在不同烹飪工藝下牛肉烹飪失水率和熟肉率的變化見表1。蒸制與煮制烹飪工藝之間，其烹飪失水率與熟肉率均無顯著性差異(P>0.05)；與蒸制與煮制烹飪工藝相比，鋁箔法烤制對牛肉烹飪失水率和熟肉率有極顯著影響(P<0.01)，其烹飪失水率最低，熟肉率最高。試驗結果表明鋁箔法烤制具有最好的烹飪效果，能有效減少烹飪過程中的水分損失，增加熟肉產量。

表1 在不同烹飪工藝下牛肉烹飪失水率和熟肉率的變化

注：同一指標不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)，不同大寫字母表示差異極顯著(P<0.01)(下同)

3.2 牛肉制品色澤

在不同烹飪工藝下牛肉色澤變化見圖1。與對照組相比，蒸制、煮制、鋁箔法烤制3種烹飪工藝的牛肉L*、h°值均極顯著增加，a*值均極顯著減小(P<0.01)，說明不同牛肉烹飪處理能顯著影響其色澤。3種烹飪工藝之間，L*值無顯著差異(P>0.05)；鋁箔法處理組的牛肉b*、c*和h°值均極顯著低于其余2種處理組(P<0.01)，而a*值與其余2種處理組無顯著差異(P>0.05)。試驗結果表明鋁箔法烤制具有與蒸制和煮制烹飪工藝相近的亮紅色澤，但會導致牛肉黃度降低。

圖1 在不同烹飪工藝下牛肉色澤的變化

3.3 牛肉制品剪切力

在不同烹飪工藝下牛肉剪切力的變化見圖2。與對照組相比，蒸制、煮制、鋁箔法烤制3種烹飪工藝的牛肉剪切力值均極顯著增加(P<0.01)，說明不同烹飪處理能顯著影響其剪切力。3種烹飪工藝之間，鋁箔法處理組的剪切力值最小(6 379.89 g)，同時其值與蒸制組之間差異不顯著(P>0.05)，煮制烹飪工藝的剪切力值最大。試驗結果表明鋁箔法烤制牛肉具有與蒸制牛肉相近的剪切力，且低于煮制烹飪工藝。

圖2 在不同烹飪工藝下牛肉剪切力的變化

3.4 牛肉制品的物性

在不同烹飪工藝下牛肉物性的變化見圖3及圖4。與對照組相比，蒸制、煮制、鋁箔法烤制3種烹飪工藝的牛肉硬度、咀嚼性、內聚性和彈性均極顯著增加(P<0.01)。3種烹飪工藝之間，牛肉的硬度、咀嚼性、內聚性和回復性無顯著性差異(P>0.05)；蒸制與煮制組的彈性無顯著差異(P>0.05)，鋁箔法的彈性極顯著低于蒸制和煮制組(P<0.01)。試驗結果表明與蒸制和煮制2種烹飪工藝相比，鋁箔法烤制具有相近的牛肉硬度、咀嚼性、內聚性和回復性，但會降低其彈性。

圖3 在不同烹飪工藝下牛肉硬度和咀嚼性的變化

圖4 在不同烹飪工藝下牛肉彈性、內聚性和回復性的變化

3.5 牛肉制品基本營養成分

在不同烹飪工藝下牛肉基本營養成分的變化見圖5。3種烹飪工藝下牛肉的水分含量均極顯著低于對照組，而蛋白質含量均極顯著高于對照組(P<0.01)。在不同烹飪工藝下，牛肉的水分含量呈梯度變化，含量由高到低的次序為鋁箔法>煮制>蒸制；經鋁箔法烤制的牛肉水分含量最高(57.48%)，極顯著高于蒸制與煮制2種烹飪工藝(P<0.01)；鋁箔法烤制的牛肉蛋白含量最低(29.22%)，極顯著低于其他2種烹飪方式(P<0.01)；蒸制與煮制的蛋白含量較高，但兩者差異不顯著(P>0.05)。鋁箔法處理組的牛肉粗脂肪含量最低，極顯著低于其他2種烹飪工藝，同時蒸制和煮制牛肉的粗脂肪含量極顯著高于對照組(P<0.01)。試驗結果表明與蒸制和煮制這2種烹飪工藝相比，鋁箔法烤制能有效保護牛肉水分流失，降低脂肪和蛋白含量。

圖5 在不同烹飪工藝下牛肉基本營養成分的變化

4 討論

4.1 鋁箔法烤制對牛肉食用品質的影響

色澤是反映肉品質優劣的重要指標，它決定了消費者對肉類產品的感官評價，從而直接影響了消費者的購買欲。本試驗中，與對照組相比，蒸制、煮制、鋁箔法烤制3種烹飪工藝牛肉的L*、h°值均極顯著增加，而a*值均極顯著減小，這與GARCA-SEGOVIA等[10]研究結果相一致。在不同烹飪工藝處理下，L*值增加主要是牛肉經高溫烹飪會導致其內部水分的滲出，有利于增加對光的反射；a*值下降主要是烹飪溫度高，使肌紅蛋白發生氧化生成高鐵肌紅蛋白所致[11]。h°為色調角，表示褪色程度，其值增大說明烹飪后牛肉會出現一定程度的褪色。3種烹飪工藝之間，鋁箔法處理組烹飪溫度更高，這會加劇牛肉蛋白或是氨基酸、蛋白質/油脂發生美拉德反應，導致牛肉褐色加深，即表現為b*值的降低[12]。c*為飽和度，其值越大肉色越穩定，c*值與h°值的降低說明鋁箔法烹飪工藝雖然能延緩牛肉的褪色，但不利于其顏色的穩定[13]。

肉的嫩度是指咀嚼時其對牙齒的抵抗力，能間接反映肉質地，同時有效決定消費大眾的購買欲。而肉的剪切力可以直接反映其嫩度，且兩者之間呈負相關[14]。本試驗中3種烹飪工藝明顯改變了牛肉的嫩度，這與PETRACCI等[15]研究的關于不同烹飪工藝對禽肉嫩度的影響結果相似。牛肉嫩度由肌肉中各種蛋白質結構特性、結締組織含量及分布、肌纖維直徑、肉大理石結構決定。加熱對肌肉嫩度有雙重效應，一方面加熱能導致牛肉中蛋白變性，從而讓其凝固、凝聚和短縮，這會改變肌肉組織中膠原蛋白的溶解狀態，導致肌肉組織的水分流失，烹飪處理的牛肉剪切力增大，即嫩度值減小[16]。另一方面，肌肉中的結締組織在加熱條件下發生短縮，并隨溫度的增加會逐漸轉變為明膠，從而使肉的嫩度得到改善。鋁箔法處理組的剪切力最小，可能是由于在烤制時溫度更高，肌肉中結締組織更易轉化為明膠所致；同時鋁箔法烤制的高溫超出牛肉中蛋白變性收縮的限值，這會加劇對肌纖維的熱破壞，導致肉的嫩度增加[17]。

TPA能夠模擬人體口腔的咀嚼運動，通過分析試驗樣品取得力-時間曲線，進而得到物性參數[18]。因此，物性指標可以客觀反映食物品質，同時它與感官性狀間有顯著的相關關系，可以代替感官評定且更客觀和準確[19]。3種烹飪工藝對牛肉硬度、咀嚼性、凝聚性以及彈性影響極顯著，與羅章等[20]研究不同加熱處理下牛肉物性的結果類似，這可能是不同的烹飪工藝破壞肌細胞間的結構完整性所致。硬度是指固體食物被咀嚼時其維持形狀的內部結合力，咀嚼性是食物到可吞咽時需做多少功，同時硬度與咀嚼性兩者之間呈正相關[21]。有研究表明，肉制品的感官品質與其硬度及咀嚼性成負相關，鋁箔法烤制不會顯著增加牛肉的硬度和咀嚼性，說明其適口性較好[22]。BENITO等[23]指出肉品的硬度改變主要與蛋白質熱變性相關，且烹飪溫度越高，牛肉的蛋白變性、肌纖維組織結構破壞越嚴重，以至其肌纖維更加緊密，結構變硬。彈性表示由于外力作用使物體發生變形，失去后其又能恢復原來狀態的能力。鋁箔法烤制時肉溫較高，會有效降解牛肉肌細胞骨架蛋白以及其外基質結構，導致膠原纖維的間隙增大，肌肉纖維疏松，即表現為肌肉彈性下降[24]。

4.2 鋁箔法烤制對牛肉營養品質的影響

水分是肉品中含量最高的營養成分，與蛋白質和脂肪共占肉品含量的95%以上，是肉品加工需考慮的重要參數之一[25]。本次實驗中經鋁箔法烤制的牛肉水分含量最高，且其水分含量極顯著高于蒸制與煮制2種烹飪工藝，這與鋁箔法烤制能有效減少烹飪過程中的水分損失并增加熟肉產量的結果相一致。3種烹飪工藝的水分含量均極顯著低于對照組，這與趙鉅陽等[26]的研究結果相似，主要是由于加熱破壞了非極性氨基酸同周圍的保護性半結晶水結構，繼而形成疏水鍵，使得持水性下降，水分流失[7]。與蒸制與煮制處理相比，鋁箔法處理樣品水分含量最高，可能是牛肉表層蛋白由于高溫烤制的原因迅速變性，形成一層硬質的蛋白膜，有效阻礙其內部水分損失，同時鋁箔材料密封較好，可有效阻止內部水分的流失[7]。

試驗結果顯示，不同烹飪工藝處理下牛肉蛋白含量呈下降趨勢，含量由高到低的次序為蒸制>煮制>鋁箔法，這與水分質量分數的變化規律基本相反。采用干基計算法所得的對照組中蛋白質質量分數為73.01%，3種烹飪處理組中蛋白質質量分數在68.71%～72.81%之間，處理組與對照組中的蛋白質質量分數相近，因此烹飪處理造成的水分損失是蛋白質含量升高的主要原因。研究還發現肌漿蛋白由于其水溶性極易隨水分損失，且肌原纖維蛋白同樣能部分溶解導致損失；由于蛋白質交聯可以改變蛋白質構象，進而破壞牛肉蛋白質分子之間和其與水分子之間的原始平衡，導致肉保水性降低；其次牛肌肉組織在烹飪時，肌節收縮能增加其滴水損失，進而引起蛋白質流失[27]。

肌肉脂肪的多少在一定程度上會影響肉的色澤、嫩度以及適口性[28]。有研究表明，消費大眾普遍認為脂肪的過量攝入不利于身體健康，繼而提倡低脂肪、高蛋白的飲食方式[29]。與對照組相比，蒸制與煮制的牛肉中粗脂肪含量均有上升趨勢，主要是由于烹飪工藝處理可以使牛肉脂肪的結合態變為更易被提取的游離態，其次由于機械因素的影響，牛肉會變得相對柔軟而利于脂肪提取[30]。而鋁箔法烤制工藝的牛肉粗脂肪含量極顯著低于其他2種烹飪工藝，可能是由于鋁箔法烹飪過程中水分損失少，干物質含量的相對較低所致；同時由于其烹飪溫度更高，牛肉中的脂肪也會被破壞造成流失[31]。

5 結論

在3種烹飪工藝中，鋁箔法烤制能有效保護牛肉水分流失，同時降低肉中脂肪從而有利于健康。在食用品質方面，鋁箔法烤制的牛肉具有良好的亮紅色澤和嫩度、適口性良好；能延緩牛肉的褪色，但不利于其顏色的穩定。期望這一技術能應用到家庭烹飪和商業生產中。研究結果能為高品質牛肉產品的開發及其健康消費提供理論依據，對消費者選擇更加科學的烹飪工藝具有一定的指導意義。