加工工藝對手撕牛肉產品特性的影響研究

郭強，王衛，張佳敏，劉達玉，汪正熙，袁波

（成都大學肉類加工四川省重點實驗室，四川成都610106）

手撕牛肉是我國傳統特色肉干制品之一，在四川及各地均有加工，而不同地域又形成了不同的調味類型和加工方法。隨著社會經濟的發展及人們消費需求的變化，手撕牛肉作為休閑肉制品，展現出良好的市場發展前景，其優質化、安全化、方便化成為必然發展趨勢[1]，標準式規模化工業加工逐步普及[2]。目前形成了眾多的知名品牌，這些產品加工方式的不同，使得其品質呈現差異[3]。

手撕牛肉的加工關鍵工藝包括干燥和熟制兩個環節。干燥方式包括熱風烘烤和冷風風干[4]，極少數也采用中紅外熱風干燥和真空冷凍干燥[5]。在熟制方式上普遍采用蒸制和油炸[6]，也有不經過熟化直接殺菌以達到熟制目的的產品。市場對優質產品的需求促進了手撕牛肉工藝優化和品質提升，而已有的研究主要集中在產品配方改良上，如童廣森[7]探究不同品種辣椒對手撕牛肉品質的影響，任志剛[8]研發了嫩化型產品，而對加工工藝的研究較少。為此本研究針對目前企業常用的冷風干燥、熱風干燥，以及蒸制、油炸熟化等方式進行了研究，以比較不同工藝對產品理化、脂肪氧化、質構、感官等特性的影響，為手撕牛肉的工業化加工及品質提升提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮黃牛后腿肉：四川張飛牛肉有限公司；食用鹽、白糖、調香料：市售；石油醚、三氯乙酸、硫代硫酸鈉、硫代巴比妥酸（均為分析純）：四川科龍化工有限公司。

1.2 儀器與設備

冷風發酵箱（BFJX-500）、制冷攪拌按摩機（BVBJ-60L）：浙江嘉興艾博公司；熱風干燥箱（ZFD-A5140）：上海智誠分析儀器有限公司；插入式pH 計（Tesro205）：德圖儀器國際貿易（上海）有限公司；自動電位滴定儀（ZDJ-4B）：雷磁公司；質構儀（TA.XT plus）：英國Stable Micro Systems 公司；手提式壓力蒸汽滅菌器（YX-18HDD）：江陰濱江醫療設備有限公司；電陶爐（H22-X3）：杭州九陽生活電器有限公司；真空包裝機（GYZB-6202）：江西賴云食品機械公司；色度計（CR-400）：柯尼卡美能達（中國）投資有限公司；水分活度測量儀（HD-5）：無錫華科儀器儀表有限公司。

1.3 產品制作與試驗工藝設置

1.3.1 產品制作

1.3.1.1 原料修整

將新鮮黃牛后腿肉清水洗凈，去除肥膘、筋膜和結締組織，然后將處理后的鮮牛肉沿肌纖維方向切為2 cm 厚、3 cm 寬的牛肉長條。

1.3.1.2 腌制

將原輔料一起放入真空滾揉機中滾揉2 h，滾揉參數為真空度-0.08 MPa，滾揉時間20 min，間歇時間5 min。輔料配方比例為：牛肉1 000 g、食用鹽20 g、白糖10 g、天然混合調香料28 g。

1.3.1.3 干燥及熟制

采用不同方式進行干燥，干燥后將牛肉條切為10 cm 長的段，再分組進行油炸或蒸制。

1.3.1.4 真空包裝及滅菌將手撕牛肉段獨立進行真空包裝后，于105 ℃殺菌20 min，冷卻后擦干表面水分即得成品。

1.3.2 試驗工藝設置

A 組（冷風干燥）：10 ℃、濕度50%條件下風干至水分36%。

B 組（熱風干燥）：60 ℃烘烤6 h～8 h，80 ℃烘烤至水分36%。

C 組（冷風干燥后蒸制）：10 ℃、濕度50%條件下風干至水分36%，常壓蒸制1.5 h。

D 組（熱風干燥后蒸制）：60 ℃烘烤6 h～8 h，80 ℃烘烤至水分36%，常壓蒸制1.5 h。

E 組（冷風干燥后油炸）：10 ℃、濕度50%條件下風干至水分36%，160 ℃油炸40 s。

F 組（熱風干燥后油炸）：60 ℃烘烤6 h～8 h，80 ℃烘烤至水分36%，160 ℃油炸40 s。

1.4 檢測指標及方法

1.4.1 出品率測定

手撕牛肉出品率按下式計算。

式中：ω 為出品率，%；m1為成品質量，g；m2為原料肉質量，g。

1.4.2 水分測定

水分含量參照GB 5009.3—2016《食品安全國家標準食品中水分的測定》中直接干燥法測定，并通過測定風干過程中水分含量繪制水分-時間干燥特征曲線。

1.4.3 水分活度（water activity，Aw）測定

Aw 參照GB 5009.238—2016《食品安全國家標準食品水分活度的測定》中水分活度儀擴散法進行測定。

1.4.4 pH 值測定

使用插入式pH 計直接測定牛肉中部pH 值，注意選擇測量點應為具有代表性的，組織均一，且沒有肥膘和筋腱處。

1.4.5 酸價（acid value，AV）測定

AV 參考GB 5009.229—2016《食品安全國家標準食品中酸價的測定》中冷溶劑自動電位滴定法測定。

1.4.6 過氧化值（peroxide value，POV）測定

POV 參考GB 5009.227—2016《食品安全國家標準食品中過氧化值的測定》中滴定法測定。

1.4.7 丙二醛測定

參考GB 5009.181—2016《食品安全國家標準食品中丙二醛的測定》采用硫代巴比妥酸法（thiobar-bituric acid，TBA）分光光度計比色測定TBA 值。

1.4.8 剪切力測定

將牛肉樣品切成4 cm×2 cm×1 cm規格，采用TA.XT plus 質構分析儀于室溫（25 ℃）下進行剪切力測定，測定條件：使用HDP/BSK 刀具探頭，測前速度1.00 mm/s，測中速度2.00 mm/s，測后速度10.00 mm/s，目標位移30.00 mm，測試時間5.00 s，觸發力5 g。

1.4.9 色澤測定

參考徐玉玲等[9]的方法，分別測定手撕牛肉外部和內部的色澤，測定內部色澤前將牛肉新切一個表面，厚度不低于2 cm，并置于空氣中30 min 氧合。

1.4.10 感官評定

由10 名食品專業人員組成的評定小組，分別對幾種手撕牛肉從其外觀、氣味、組織形態、滋味及咀嚼性4 個指標進行感官品評，4 項之和為感官評定總分。手撕牛肉感官評分見表1。

表1 手撕牛肉感官評分Table 1 Sensory score of shredded beef

1.5 數據處理

所有試驗平行測定3 次，試驗數據采用SPSS Statistics 25.0、Origin 2017 和Excel 2010 等軟件對數據進行分析作圖，差異顯著性分析由單因素方差分析（Oneway ANOVA）法完成，P＜0.05 表示有顯著性差異。

2 結果與分析

2.1 不同工藝對干燥特性的影響

手撕牛肉產品的干燥特征曲線如圖1 所示。

圖1 不同工藝手撕牛肉的干燥特征曲線Fig.1 Drying characteristic curve of shredded beef with different processes

如圖1 所示，同樣風干方式的產品干燥特征曲線基本一致。顯然，熱風干燥工藝比冷風干燥工藝耗時短，在8 h 水分達到36%，而冷風干燥產品達到同樣水分需要54 h。這是因為熱風干燥產品其蛋白質在高溫下變性，組織結構較冷風干燥產品疏松，水分散失得更快，風干時間就越短。對實際生產而言，熱風干燥所需生產周期更短，提升加工效率6 倍多。

2.2 不同工藝對出品率的影響

不同工藝手撕牛肉出品率如圖2 所示。

圖2 不同工藝手撕牛肉出品率Fig.2 Yield of shredded beef with different processes

A 組、B 組、C 組、D 組、E 組、F 組出品率均接近50%，其中C 組、D 組出品率顯著高于其它組（P＜0.05），E 組、F 組相對較低。A 組、B 組之間，C 組、D 組之間及E 組、F 組之間兩兩對比差異均不顯著（P＞0.05），可知風干方式對出品率無影響。E 組出品率顯著低于A組（P＜0.05），原因是高溫油炸使牛肉肌球蛋白變性，破壞肌束膜結構，使肌原纖維對水分束縛力降低，保水性變差[10]，經過殺菌后牛肉內部水分散失較多。C 組出品率顯著高于A 組（P＜0.05），原因是產品蒸制時在熱蒸汽的作用下肌肉纖維受熱收縮，水分滲入肌肉纖維間，出品率增大。因此蒸制工藝具有較高出品率。

2.3 不同工藝對Aw 值的影響

手撕牛肉產品的Aw 值測定結果如圖3 所示。

圖3 不同工藝手撕牛肉Aw 對比Fig.3 Aw of shredded beef with different processes

A 組、B 組之間，C 組、D 組之間以及E 組、F 組之間兩兩對比，B 組、D 組、F 組Aw 值均要顯著低于A組、C 組、E 組（P＜0.05），這是由于在熱風干燥下肌肉蛋白受熱變性收縮，組織結構變得疏松，對游離水束縛作用降低，游離水散失較冷風干組快[11]。D 組（0.865）顯著高于B 組（0.850）（P＜0.05），F 組（0.829）顯著低于B 組（P＜0.05），說明蒸制處理使產品的Aw 值升高，油炸處理使Aw 值降低。手撕牛肉產品的Aw 值反映了水分在產品中的游離程度，與產品干燥方式和干燥后處理方式有很大聯系，其大小主要反映了產品保藏性，一般說來肉制品Aw 值越小其保藏性越好，Aw 值低于0.9時就可以抑制大部分腐敗菌的生長繁殖[12]，幾種產品Aw 值均低于此值，因此可以抑制大部分微生物生長。

2.4 不同工藝對pH 值的影響

手撕牛肉產品的pH 值測定結果如圖4 所示。

圖4 不同工藝手撕牛肉pH 值對比Fig.4 pH of shredded beef with different processes

A 組、B 組之間，C 組、D 組之間，E 組、F 組之間兩兩對比，A 組、C 組、E 組均顯著低于B 組、D 組、F 組（P＜0.05），其中A 組最低，pH 值為5.56，F 組最高，pH值為6.12。在干燥過程中動物細胞內糖原分解使其pH值下降[13]，且由于冷風風干時間更久，糖原分解更徹底，因此pH 值更低。B 組、D 組、F 組對比可知，蒸制和油炸均使pH 值上升。原因是牛肉經過蒸制和油炸，高溫破壞了蛋白質穩定的化學鍵，肌肉蛋白在加熱后酸性基團減少[14]。手撕牛肉產品的pH 值影響到其滋味、貨架期、系水力以及肉色等[15]，一般認為手撕牛肉pH值應該介于5.0～6.2 之間[16]，由此可以判斷A 組、B 組、C 組、E 組比D 組、F 組更易保存。

2.5 不同工藝對酸價（AV）影響

手撕牛肉產品AV 值測定結果如圖5 所示。

圖5 不同工藝手撕牛肉AV 值對比Fig.5 AV of shredded beef with different processes

A組、B組對比，A組的AV值顯著低于B組（P＜0.05），C 組、D 組對比，C 組AV 值顯著低于D 組（P＜0.05），E組、F 組對比，E 組顯著低于F（P＜0.05）。A組、C 組分別為1.21 mg/g 和1.23 mg/g 差異不顯著（P＞0.05），A組、E 組對比，E 組顯著高于A 組達到1.45 mg/g。不同工藝手撕牛肉產品酸價均低于國家標準的4 mg/g，熱風干燥在較高的溫度下促進了脂肪酶和磷脂酶對油脂的水解作用[17]，因此游離脂肪酸含量比冷風干燥組高，酸價相應更高。蒸制對手撕牛肉酸價影響不明顯，而油炸過后的產品油脂酸價明顯上升，原因是長時間的蒸制使脂肪水解酶失活，降低其對脂肪水解作用，而短時間高溫油炸只能滅活牛肉表面脂肪水解酶，促進牛肉內部脂肪的水解生成游離脂肪酸，且用于油炸的植物油產生的游離脂肪酸進入到牛肉中也會使酸價上升。酸價越小代表其脂肪水解程度越低，產品品質更好，因此A 組和C 組更優。

2.6 不同工藝對過氧化值（POV）的影響

手撕牛肉的POV 值測定結果如圖6 所示。

圖6 不同工藝手撕牛肉POV 對比Fig.6 POV of shredded beef with different processes

各組產品的POV 值均有顯著性差異（P＜0.05），A組（6.42 meq/kg）顯著低于B 組（8.45 meq/kg）（P＜0.05），B 組、D 組、F 組這3 組對比，其大小為B 組＜D 組＜F組。油脂的過氧化值是體現油脂氧化的一個重要指標，反映了油脂氧化過程中初級氧化產物的含量。熱風干燥下脂肪的過氧化值較冷風干燥高，原因是熱風干燥會使肉制品纖維膜系統被破壞[18]，從而使脂肪暴露在高溫空氣中，使其比冷風干燥更容易被氧化；同樣在熱風干燥條件下，由于D 組和E 組經過了油炸和蒸制的高溫處理，加速了油脂氧化，因此過氧化值均比B 組大，并且油炸溫度比蒸制更高，油炸組比蒸制組油脂氧化程度更高。有研究表明，當油脂氧化程度較大，其初級氧化產物進一步分解成小分子物質，過氧化值反而會降低[19]，因此過氧化值的高低只能作為油脂氧化程度的參考。油脂氧化產生的過氫氧化物氧化能力強，能加速油脂的進一步氧化，并且產生哈敗氣味，不利于健康，但是孫寶忠[20]認為牛肉經過適當的氧化作用，對其風味的形成有積極作用。

2.7 不同工藝對TBA 值的影響

TBA 值反映了不飽和脂肪酸繼續氧化分解產生的丙二醛的含量，手撕牛肉的TBA 值測定結果如圖7 所示。

圖7 不同工藝手撕牛肉TBA 值對比Fig.7 TBA of shredded beef with different processes

B 組顯著比A 組高（P＜0.05），A 組、C 組、E 組對比，E 組顯著高于A 組、C 組（P＜0.05），達到2.78 mg/kg。熱風干燥會使牛肉纖維膜系統受到破壞，使油脂暴露在熱空氣中，促進了油脂的氧化和蛋白質的分解[21]，體現為TBA 值升高；蒸制和油炸處理過程中高溫使牛肉脂肪加快水解成游離脂肪酸[22]，并且在高溫下氧化為小分子次級氧化產物，因此油炸和蒸制的產品TBA 值均升高；由于油炸的溫度比蒸制更高，氧化更劇烈，初級反應產物更多，因此油炸產品脂肪氧化程度比蒸制產品更高。綜合而言，A 組和C 組脂肪氧化程度更低。

2.8 不同工藝對剪切力的影響

手撕牛肉產品剪切力測定結果如圖8 所示。

圖8 不同工藝手撕牛肉剪切力對比Fig.8 Effect of different processes on shearing force of shredded beef

A 組、B 組對比，C 組、D 組對比，E 組、F 組對比可看出，A 組、C 組、E 組受到的剪切力均顯著大于B 組、D 組、F 組（P＜0.05）。A 組、C 組對比可知，C 組剪切力為16 030.62 g 顯著低于A 組（P＜0.05）；A 組、E 組對比以及B 組、F 組對比可知，E 組、F 組兩組剪切力顯著大于A 組、B 組（P＜0.05），分別達到35 372.85 g 和32 778.94 g。嫩度是反映手撕牛肉口感的重要評定指標，而剪切力可以直觀地反映牛肉嫩度，在一定范圍內，剪切力越小，說明手撕牛肉越松軟，咀嚼性越低[23]。熱風干燥組由于牛肉肌原纖維變性，蛋白質沉淀，組織疏松，因此剪切力更小；蒸制過程中，水蒸氣進入牛肉肌肉纖維內部，加快了熱傳導，使牛肉組織更松軟，剪切力更小；在高溫油炸作用下，牛肉內部升溫較慢，水分向外遷移速率小于外部水分散失速率，在牛肉表面形成堅硬的外殼，因此剪切力較大，可咀嚼性差。通過感官評定認為手撕牛肉剪切力在10 000 g～25 000 g之間口感最佳，因此B 組、C 組、D 組為較優工藝。

2.9 不同工藝對產品色澤的影響

手撕牛肉產品色澤測定結果如表2 所示。

從外部色澤測定結果來看，不同加工工藝對手撕牛肉的L*，a*，b*值均有顯著性差異（P＜0.05），從外部色澤來看，冷風干燥產品L*和a*顯著比熱風干燥產品更高（P＜0.05），蒸制和油炸對L*值影響不顯著（P＞0.05），蒸制使a*值顯著下降，油炸對a*無顯著性影響（P＞0.05）。

從內部色澤測定結果來看，A 組、C 組、E 組L*值顯著高于B 組、D 組、F 組（P＜0.05）。冷風干燥和熱風干燥產品在a*上無顯著性差異（P＞0.05），蒸制和油炸均使a*降低（P＜0.05），且油炸產品a*最低（P＜0.05）。

表2 不同工藝手撕牛肉的內外部色度值Table 2 Internal and external color values of different shredded beef

色澤是判斷手撕牛肉品質的重要標準，主要跟肌紅蛋白、血紅蛋白的含量以及存在狀態有關[24]。高溫使其肌紅蛋白、血紅蛋白等變性，因此熱風干燥、蒸制、油炸處理均使紅度值降低[25]，油炸處理時牛肉肌肉蛋白中的還原糖發生美拉德反應，產生深褐色物質，因此產品顏色更深，這與丁士勇等[26]的研究結果一致。手撕牛肉內部色澤比外部色澤好，原因是牛肉外部直接與空氣接觸，肌紅蛋白氧化程度大，顏色由鮮紅色變為棗紅色，最終變為紅褐色[27]。

2.10 不同工藝對感官品質的影響

不同手撕牛肉感官評價結果如圖9 所示，不同工藝手撕牛肉的感官評定總分如圖10 所示。

圖9 不同工藝手撕牛肉的各項感官評分Fig.9 Sensory evaluation of different shredded beef

外觀上，熱風干燥產品總體得分較低，冷風干燥產品得分較高；香氣上，熱風干燥產品的得分均高于冷風干燥產品，炸制比蒸制得分高，這是由于炸制處理下牛肉發生美拉德反應和焦糖化反應產生一系列的風味物質[28]；組織形態上，經蒸制的C 組、D 組得分較高，分別達到25.5 和24.7，經油炸處理的E 組、F 組感官得分較低，分別為23.8 和22.1；滋味及咀嚼性上，D 組和F 組產品得分較高，僅冷風干燥組、僅熱風干燥組得分較低。不同加工工藝對產品的各項評分均有影響，冷風產品在外觀上可接受性高，而熱風產品在香氣上可接受性高，蒸制產品在組織形態、滋味及咀嚼性上得分均高于油炸產品，而油炸工藝產品感官色澤更佳。結合圖10，C 組和D 組總感官評分高于其它組達到79.2 和78.8，說明這兩種工藝在感官品質上最優。

圖10 不同工藝手撕牛肉的感官評定總分Fig.10 Total sensory score of different shredded beef

3 討論

本研究對手撕牛肉不同的制作工藝，包括冷風干燥、熱風干燥，以及蒸制、油炸熟化等進行研究，探究不同工藝對產品特性的影響，結果表明：在不經熟制條件下，對于冷風干燥產品，其風干時間為54 h，出品率為50.6%，理化特性上，pH 值為5.56，Aw 值為0.881，脂肪氧化指標上，其AV 值為1.21mg/g，POV 值為6.42meq/kg，TBA 值為0.8 mg/kg，質構特性上，其剪切力為23 341 g，感官得分74.2。熱風干燥產品風干時間則為8 h，出品率為50.5%，理化特性上，pH 值為5.62，Aw 值為0.85，脂肪氧化指標上，其AV 值為1.34mg/g，POV 值為8.45meq/kg，TBA 值為1.13 mg/kg，質構特性上，其剪切力為20 967 g，感官得分76.5。因此，在不經過熟制工藝條件下，冷風干燥脂肪氧化程度較低，咀嚼性更好，熱風干燥生產周期更短，感官品質更好。

同樣經過蒸制條件下，冷風干燥后蒸制產品，出品率53.5%，理化特性上，pH 值為5.68，Aw 值為0.89，脂肪氧化指標上，其AV 值為1.23 mg/g，POV 值為6.67 meq/kg，TBA 值為1.32 mg/kg，質構特性上，其剪切力為16 030 g，感官得分79.2。熱風干燥后蒸制產品出品率52.5%，在理化特性上，pH 值為6.05，Aw 值為0.865，脂肪氧化指標上，其AV 值為1.32 mg/g，POV 值為8.78 meq/kg，TBA 值為1.33 mg/kg，質構特性上，其剪切力為12 650 g，感官得分78.8。在同樣經過蒸制的條件下，熱風干燥產品水分活度更低，口感更松軟但脂肪氧化程度高，感官評分較低。

同樣經過油炸的條件下，冷風干燥后油炸產品出品率48.2%，理化特性上，pH 值為5.64，Aw 值為0.856，脂肪氧化指標上，其AV 值為1.45 mg/g，POV 值為9.36 meq/kg，TBA 值為2.78 mg/kg，質構特性上，其剪切力為35 372 g，感官得分76.1。熱風干燥后油炸產品出品率47.8%，在理化特性上，pH 值為6.12，Aw 值為0.829，脂肪氧化指標上，其AV 值為1.52 mg/g，POV值為9.54 meq/kg，TBA 值為2.92 mg/kg，質構特性上，其剪切力為32 778 g，感官得分73.4。同樣經過油炸，冷風干燥產品理化特性較好，其脂肪氧化程度較低，剪切力較大，口感偏硬。

無論在冷風干燥條件下還是熱風干燥條件下，蒸制工藝的產品出品率較高，脂肪氧化程度較小，口感松軟，總體感官評分高；油炸工藝出品率較低，油炸產品脂肪氧化程度更大，而外觀色澤更佳。

4 結論

隨著社會經濟的發展及人們消費需求的變化，手撕牛肉作為休閑方便肉制品，展現出良好的市場發展前景，而對其優質化、安全化的研究受到特別關注。本研究對手撕牛肉不同的制作工藝，包括冷風干燥、熱風干燥，以及蒸制、油炸熟化等進行了研究，以探究不同工藝對產品特性的影響。結果表明，對于干燥后不經過蒸煮或油炸熟制而直接殺菌的產品，冷風干燥與熱風干燥比較，脂肪氧化程度較低，質構更佳，而熱風干燥生產周期更短，感官品質更好；經過蒸制再殺菌的產品，熱風干燥與冷風干燥比較，Aw 更低，口感更松軟，但脂肪氧化程度更高，感官評分更低；油炸熟制產品，冷風干燥與熱風干燥比較，理化特性較好，脂肪氧化程度更低，但剪切力值更大，口感偏硬；無論是冷風干燥還是熱風干燥，蒸制與油炸比較，產品出品率更高，脂肪氧化程度較小，質構更佳，而油炸則在外觀色澤上更佳。綜合評定結果，采用冷風干燥后蒸制，再殺菌處理的工藝對保持手撕牛肉品質上的效果最佳。