酸湯對酸湯牛肉特征風味及品質(zhì)的影響

吳文燕，胡 萍,*，李 娟，王曉宇，馮丹丹，石媛媛，張 磊，蔣景竹，朱秋勁

（1.貴州大學釀酒與食品工程學院，貴州 貴陽 550025；2.貴州大學生命科學學院，貴州 貴陽 550025）

苗族、侗族酸湯是一種酸味醇厚、回味酸甜的傳統(tǒng)發(fā)酵食品，其營養(yǎng)豐富、歷史悠久，深受消費者喜愛。酸湯主要包括紅酸湯和白酸湯，紅酸湯以西紅柿自然發(fā)酵而成，色澤鮮紅、鮮香酸爽，含有豐富的有機酸、番茄紅素等功能性物質(zhì)，使酸湯具有抗氧化、防癌抗癌、增強免疫力等功效。白酸湯又叫米酸湯，是以米湯為原料自然發(fā)酵而成，顏色為乳白色，是夏天清熱解暑的佳品。酸湯被廣泛用于火鍋底料、炒菜、烹飪、調(diào)味等，特別是作為肉和魚類的烹飪調(diào)味料，越來越受消費者歡迎。目前，貴州酸湯產(chǎn)業(yè)已形成規(guī)模化發(fā)展態(tài)勢。

酸湯牛肉采用苗族/侗族酸湯煮制而得，具有肉香酸爽、酸而不膩、營養(yǎng)豐富的特點。研究表明，酸湯主要含有乳酸、酒石酸、蘋果酸、乙酸、檸檬酸和少量丁二酸等有機酸，乳酸、乙酸、檸檬酸等有嫩化和改善肉制品風味的作用。酸性腌制溶液中的乳酸、乙酸、檸檬酸均能降低肉的機械阻力，對肉品微觀結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。有機酸和NaCl浸漬處理對肉類結(jié)締組織和肉質(zhì)特性影響顯著。國內(nèi)外均有通過含乳酸、乙酸、檸檬酸或果汁的酸性溶液改善肉嫩度的研究。肉制品加工中常通過有機酸處理改善肉制品風味。但是，苗族、侗族酸湯中的有效成分對牛肉理化變化和風味品質(zhì)形成的影響尚不清楚，酸湯牛肉的風味特征尚不明確，因此，有必要對其進行系統(tǒng)研究。

本研究以牛肉為原料，探究酸湯（紅酸湯、白酸湯、混合酸湯（紅酸湯+白酸湯））煮制對牛肉感官品質(zhì)、理化和風味品質(zhì)影響，明確酸湯牛肉的風味特征以及酸湯對牛肉品質(zhì)的影響，旨在為酸湯牛肉的工業(yè)化加工提供數(shù)據(jù)支撐，并為肉在加工過程中的嫩化提供創(chuàng)新思路。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

紅酸湯、白酸湯由凱里市田園食品開發(fā)有限公司提供；牛里脊肉購于沃爾瑪超市。

1.2 儀器與設(shè)備

PHS-3C pH計 上海儀電科學儀器股份有限公司；SFY-30水分測定儀 深圳冠亞水分儀科技有限公司；色差儀 深圳三恩時科技有限公司；GJ801多功能切片機佛山功匠電器科技有限公司；QY-01攪肉機 巧億電器實業(yè)有限公司；不銹鋼鍋 海科特不銹鋼制品廠；LQC10002電子天平 昆山優(yōu)科維特電子科技有限公司；TMS-Pro型物性測定儀 美國FTC公司；1260高效液相色譜儀 美國安捷倫科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品制備

A組：水；B組：紅酸湯；C組：白酸湯；D組：紅酸湯∶白酸湯=1∶1（/），E組：紅酸湯∶白酸湯=1∶2（/），F(xiàn)組：紅酸湯∶白酸湯=2∶1（/），酸湯總體積均為200 mL，以上各組分別加200 mL水。

牛肉預處理及煮制：牛里脊肉預先去除表面筋膜和結(jié)締組織，順肌纖維切成肉片（4.0 cm×3.0 cm×1.0 cm）。按上述分組加入酸湯于鍋中煮沸，牛肉約85 g沸水放入，煮制3 min，煮制完后立即進行感官評價及指標測定。以A組清水煮制牛肉為對照組。

1.3.2 有機酸含量測定

參考鄭莎莎的方法稍作修改。色譜柱：SB-AQ-C（250 mm×4.6 mm，5.0 μm）；流動相：甲醇-KHPO（體積比5∶95，用磷酸調(diào)至pH 2.0）；進樣量10 μL；流速0.8 mL/min；柱溫35 ℃；紫外檢測器波長210 nm。有機酸混合標準品高效液相色譜圖如圖1所示，標準曲線回歸方程如表1所示。

圖1 有機酸混合標準品高效液相色譜圖Fig. 1 HPLC profile of mixed standard solution of organic acids

表1 有機酸標準曲線回歸方程Table 1 Calibration curves for organic acid standards

1.3.3 pH值測定

參考Mcgeehin等的方法，稍作修改。將煮制好的牛肉用絞肉機絞成肉糜，稱取2 g于錐形瓶中，并加入50 mL蒸餾水，攪拌均勻，靜置30 min，插入pH計電極，待示數(shù)穩(wěn)定后讀數(shù)。

1.3.4 色澤測定

采用色差計對待測樣品的亮度值（*）、紅度值（*）、黃度值（*）進行測定，每次測定前用比色板對色差計進行校準。

1.3.5 剪切力測定

參照García-Segovia等的方法，稍作修改。將樣品順肌纖維方向切成3 cm×1.5 cm×1 cm的肉條，室溫下用質(zhì)構(gòu)儀測定剪切力。探頭型號P/BS，測前速率2 mm/s，測中速率2 mm/s，測后速率2 mm/s，每組重復8 次。

1.3.6 蒸煮損失率測定

參照王靜帆等的方法，用紙吸取生肉樣品表面水分后稱質(zhì)量（/g），經(jīng)酸湯煮制后用紙吸附酸湯牛肉表面水分后冷卻，稱質(zhì)量（/g），按下式計算蒸煮損失率：

1.3.7 水分含量測定

采用水分測定儀測定。

1.3.8 質(zhì)構(gòu)測定

參照Caine等的方法，稍作修改。將樣品切成1.5 cm×1.5 cm×1 cm的肉塊，使用質(zhì)構(gòu)儀室溫下進行測定。TMS-75型探頭，測前速率2 mm/s，測中速率2 mm/s，測后速率2 mm/s，壓縮比40%，測定硬度、黏附性、內(nèi)聚性、彈性、膠黏性、咀嚼度6個指標，每組重復6 次。

1.3.9 氣相色譜-離子遷移譜（gas chromatography-ion mobility spectroscopy，GC-IMS）測定揮發(fā)性成分

稱取5 g樣品于20 mL頂空瓶中。色譜柱MXT-5（15 m×0.53 mm，1 μm），柱溫60 ℃，進樣體積500 μL，進樣針溫度65 ℃，孵育溫度60 ℃，孵育時間15 min，孵化轉(zhuǎn)速500 r/min，載氣/漂移氣N，IMS溫度45 ℃，分析時間20 min。載氣流量：0～2 min，2 mL/min；2～20 min，100 mL/min；漂移氣流量150 mL/min。

1.3.10 感官評價

參照葛鑫禹和鄭嬌等的方法，稍有改動。評定小組由10 名食品專業(yè)人員組成，對樣品進行隨機編號，通過短期感官評定培訓后依次對酸湯牛肉樣品感官品質(zhì)進行評分，評分標準見表2。

表2 酸湯牛肉感官評分標準Table 2 Criteria for sensory evaluation of beef in sour soup

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010軟件分析數(shù)據(jù)，SPSS 25.0軟件進行顯著性方差分析，＜0.05，差異顯著，Origin 2018軟件作圖。采用Laboratory Analytical Viewer（LAV）和GC×IMS Library Search軟件分析得出樣品中揮發(fā)性有機物的差異譜圖，利用NIST數(shù)據(jù)庫和IMS數(shù)據(jù)庫對揮發(fā)性有機物定性分析。除特殊說明外，每個指標測定均重復3 次。

2 結(jié)果與分析

2.1 酸湯中有機酸含量

由圖2可知，紅酸湯中有機酸含量高于白酸湯。紅酸湯中含有乳酸、檸檬酸、乙酸、丁二酸、酒石酸、蘋果酸、草酸。白酸湯中含有乳酸、檸檬酸、乙酸和丁二酸。紅酸湯和白酸湯中均為乳酸含量最高，質(zhì)量濃度分別為23.27、4.90 mg/mL，其次是檸檬酸，質(zhì)量濃度分別為7.86、3.04 mg/mL。紅酸湯中乳酸占優(yōu)勢地位，而白酸湯中乳酸與檸檬酸含量相差不大。

圖2 酸湯中有機酸的含量Fig. 2 Contents of organic acids in sour soup

2.2 酸湯對牛肉pH值的影響

pH值直接影響肉的嫩度、保水性和貨架期等，與牛肉感官品質(zhì)等密切相關(guān)，是肉品質(zhì)的重要指標之一。由圖3可知，清水煮制牛肉和肉湯的pH值均較高，與對照組比較，經(jīng)酸湯煮制的牛肉和肉湯pH值均顯著降低（＜0.05），這是由于酸湯含有乳酸、酒石酸、蘋果酸、乙酸、檸檬酸和丁二酸等有機酸。

圖3 酸湯對牛肉和肉湯pH值的影響Fig. 3 Influence of sour soup on pH of beef and broth

2.3 酸湯對牛肉色澤的影響

如圖4所示，與對照組比較，B組酸湯牛肉樣品呈紅褐色，其他4組酸湯牛肉樣品顏色略有加深。加熱導致的牛肉蛋白變性和酸湯顏色共同導致酸湯牛肉色澤變化。由表3可知，和對照組相比，5組酸湯處理組的值均顯著降低（＜0.05）；其中，D組值較高，說明紅酸湯與白酸湯混合（1∶1）能較好地保留牛肉。牛肉顏色越偏向紅色，消費者的感官評價越好。6組樣品的值依次為B組＞F組＞E組＞D組＞C組＞A組，說明紅酸湯能顯著提升牛肉，其次是混合酸湯，這可能與紅酸湯由西紅柿發(fā)酵有關(guān)，C～F組的顯著低于B組，但組間無顯著差異。6組樣品的值依次為B組＞E組＞F組＞D組＞C組＞A組，說明紅酸湯對牛肉值有較好的提升效果，其次是混合酸湯。以上分析結(jié)合感官評價結(jié)果得出：酸湯煮制牛肉能夠改善牛肉色澤，其中紅酸湯可以顯著提高牛肉的和值，混合酸湯對牛肉的值提升效果較好。

圖4 酸湯煮制牛肉顏色變化Fig. 4 Color change of beef cooked in sour soup

表3 酸湯對牛肉色澤的影響Table 3 Effect of sour soup on beef color

2.4 酸湯對牛肉剪切力、蒸煮損失率、水分含量的影響

肉的嫩度是衡量消費者購買意愿的重要影響因素之一。剪切力與肉嫩度呈反比。由表4可知，與對照組比較，經(jīng)酸湯煮制后5組牛肉樣品的剪切力和蒸煮損失率均顯著降低，水分含量顯著增加（＜0.05）。對照組的剪切力最高，顯著高于其他組（＜0.05）。B、C組牛肉剪切力最小，顯著低于其他組（＜0.05），B、C組之間剪切力無顯著差異，說明紅酸湯與白酸湯對牛肉均有嫩化作用。C組水分質(zhì)量分數(shù)顯著高于其他組，為65.06%；其次是B組，為64.36%。C組蒸煮損失率最低，為22.06%。說明相比清水煮制，白酸湯煮制可以較好地提高牛肉嫩度、水分含量，降低蒸煮損失率；其次是紅酸湯。

表4 酸湯對牛肉剪切力、蒸煮損失率、水分含量的影響Table 4 Effect of sour soup on shear force, cooking loss and moisture content of beef

2.5 酸湯對牛肉質(zhì)構(gòu)的影響

質(zhì)構(gòu)特性是評價產(chǎn)品質(zhì)量的重要參考依據(jù)。由表5可知，與對照組比較，經(jīng)酸湯煮制的牛肉硬度、咀嚼性、膠黏性顯著降低（＜0.05）。對照組的硬度、膠黏性、咀嚼性最高，分別為63.31 N、33.96 N和78.98 mJ；C組的硬度、膠黏性、咀嚼性最低，分別為42.30 N、19.59 N、48.04 mJ，且與其他組差異顯著（＜0.05），說明白酸湯對牛肉的硬度和咀嚼性影響最大，這與白酸湯提高牛肉嫩度和水分含量的結(jié)果一致。C組、F組內(nèi)聚性最低（0.51）。C組、D組黏附性最高（0.09 mJ），且與其他組差異顯著（＜0.05）。酸湯和清水煮制牛肉間彈性變化不顯著（＞0.05）。

表5 酸湯對牛肉質(zhì)構(gòu)的影響Table 5 Effect of sour soup on texture properties of beef

2.6 酸湯對牛肉風味的影響

2.6.1 酸湯牛肉樣品揮發(fā)性風味物質(zhì)的鑒定

如圖5、6及表5所示，從5組樣品中共鑒定出揮發(fā)性風味物質(zhì)55種，包括26種單體（D）或二聚體（M）。其中，醛類22種、醇類12種、酮類10種、酸類4種、酯類4種、其他類3種，醛類化合物種類和含量均最多，醛類物質(zhì)相對含量為40%。

圖5 酸湯牛肉樣品揮發(fā)性風味物質(zhì)組分含量變化Fig. 5 Composition of volatile flavor components in samples of beef in sour soup

圖6 酸湯牛肉樣品特征風味物質(zhì)IMS定性分析Fig. 6 Qualitative analysis of characteristic flavor compounds of beef in sour soup by IMS

表6 酸湯牛肉樣品揮發(fā)性物質(zhì)定性分析Table 6 Qualitative analysis of volatile substances in samples of beef in sour soup

2.6.2 酸湯牛肉樣品揮發(fā)性風味物質(zhì)指紋圖譜

圖7為酸湯（紅酸湯、白酸湯、混合酸湯（紅酸湯+白酸湯））牛肉樣品中揮發(fā)性風味物質(zhì)風味物質(zhì)指紋圖譜。每行代表一種酸湯牛肉樣品選取的全部信號峰，進行3 次平行測定，每列代表同一揮發(fā)性風味物質(zhì)在不同樣品中的信號峰，亮度表示物質(zhì)含量高低。與對照組比較，B組（a區(qū)域）中異戊醇、苯甲酸甲酯、苯甲醛（M）、苯甲醛（D）、環(huán)己酮、丁醛、乙酸、2-甲基丙酸、乳酸乙酯、6-甲基-5-庚烯-2-酮、丙醇、2-甲基丁酸、丙酸、2-丁酮、3-戊酮等含量明顯增加；C組（b區(qū)域）中丙醇、2-甲基丁酸、丙酸、2-丁酮、3-戊酮、2-庚酮（M）、庚醛（D）、丙酮等含量明顯增加；D、E、F組（c區(qū)域）中乳酸乙酯、6-甲基-5-庚烯-2-酮、丙醇、丁醛、2-甲基丁酸、丙酸、2-丁酮、3-戊酮、丙酮等含量明顯增加。B～F組中丙醇、2-甲基丁酸、丙酸、2-丁酮、3-戊酮等含量均較對照組明顯增加，為酸湯煮制牛肉的共同特征性風味物質(zhì)。B、D、E、F組中丁醛、6-甲基-5-庚烯-2-酮含量較對照組明顯增加，在C組和對照組中含量較低。進一步對比分析發(fā)現(xiàn)（圖8），與對照組相比，不同組酸湯牛肉樣品的特征風味物質(zhì)含量具有一定差異。B組中乳酸乙酯、丁醛、乙酸、2-甲基丙酸等含量高于其他組，可見乳酸乙酯、丁醛、乙酸、2-甲基丙酸等在紅酸湯牛肉呈香過程中發(fā)揮重要作用。C組中丙醇、2-丁酮、3-戊酮、丙酸等含量高于其他組，D組中丙酮、6-甲基-5-庚烯-2-酮等含量高于其他組，F(xiàn)組中6-甲基-5-庚烯-2-酮等含量高于其他組。酸湯牛肉中特征揮發(fā)性風味物質(zhì)較突出，主要有乳酸乙酯、丙酮、丙醇、2-丁酮、丁醛、3-戊酮和丙酸等。這些風味物質(zhì)含量的提高，與牛肉中氨基酸、多肽、脂肪酸共同形成了酸湯牛肉獨有的特征風味。

圖7 酸湯牛肉樣品特征風味物質(zhì)指紋圖譜對比Fig. 7 Comparison of fingerprints of characteristic flavor substances in samples of beef in sour soup

圖8 酸湯牛肉樣品特征風味中特征標記物Fig. 8 Characteristic flavor markers in samples of beef in sour soup

2.6.3 酸湯牛肉樣品揮發(fā)性風味物質(zhì)組分含量變化

由圖9可知，對照組中醛類物質(zhì)相對含量最高，其次是醇類和酮類物質(zhì)。牛肉經(jīng)酸湯煮制后，醛類物質(zhì)相對含量減少，酮類、酯類和酸類物質(zhì)相對含量增加。B、F組酯類和酸類物質(zhì)增加較多，表明紅酸湯比例越大，酯類物質(zhì)相對含量增加較多；C、D、E組酮類物質(zhì)相對含量增加較多。5組酸湯牛肉樣品中，醛類物質(zhì)中壬醛、辛烯醛、苯乙醛、辛醛、庚醛、3-甲基丁醛、己醛等含量明顯減少（圖7）；己醛具有魚腥味和青草味，常與其他易揮發(fā)性物質(zhì)相互作用，對不良氣味有協(xié)同增效作用，3-甲基丁醛揮發(fā)性較強，在特定濃度時表現(xiàn)出腐臭味、汗臭味等刺激性氣味。酯類物質(zhì)中苯甲酸甲酯、乳酸乙酯含量明顯增加，酯類物質(zhì)閾值較低，對整體風味有較大影響。酮類物質(zhì)中2-丁酮、3-戊酮、6-甲基-5-庚烯-2-酮含量明顯增加；酮類物質(zhì)可能通過脂肪氧化和美拉德反應產(chǎn)生，對肉香味的形成發(fā)揮重要作用，具有獨特清香、花香、水果香等令人愉悅的風味，且酮類對腥味有減弱作用。酸類物質(zhì)中丙酸、乙酸、2-甲基丙酸、2-甲基丁酸含量明顯增加，可能是由于酸湯中含有乳酸、酒石酸、蘋果酸、乙酸、檸檬酸和丁二酸等，使酸湯牛肉產(chǎn)生更柔和、純厚的酸味。

圖9 酸湯牛肉中揮發(fā)性風味物質(zhì)相對含量變化Fig. 9 Variation in volatile flavor components in samples of beef in sour soup

2.6.4 酸湯牛肉樣品揮發(fā)性風味物質(zhì)主成分分析（principal component analysis，PCA）

對酸湯煮制牛肉樣品的揮發(fā)性風味物質(zhì)進行PCA和最鄰近分析，如圖10所示，PC1貢獻率為63%，PC2貢獻率為25%，累計貢獻率為88%。對照組與其他樣品距離非常遠，說明對照樣品中的揮發(fā)性物質(zhì)與其他樣品差異明顯。B、F、D組樣品距離較近，說明風味物質(zhì)較相似，但仍有差異，說明酸湯牛肉與清水煮制牛肉存在明顯聚類（圖10、11）。使用GC-IMS技術(shù)結(jié)合PCA，可以對酸湯煮制和對照樣品間的揮發(fā)性成分進行較好地判斷和區(qū)分。

圖10 酸湯牛肉樣品PCAFig. 10 PCA analysis of samples of beef in sour soup

圖11 酸湯牛肉樣品的最鄰近分析圖Fig. 11 Nearest neighborhood analysis of samples of beef in sour soup

2.7 酸湯對牛肉感官的影響

如圖12所示，5組酸湯牛肉樣品的評分整體高于對照組。其中B組各項感官評分最高，可能是由于B組酯類和酸類物質(zhì)相對含量較高，醛類物質(zhì)相對含量較低，使牛肉賦予紅酸湯香味，同時紅酸湯煮制使牛肉具有良好色澤，從而改善牛肉的色澤和風味。說明添加酸湯煮制牛肉能夠改善牛肉的整體風味、組織狀態(tài)和色澤等。

圖12 酸湯牛肉感官評定結(jié)果Fig. 12 Sensory evaluation results of beef in sour soup

3 結(jié) 論

通過測定酸湯牛肉感官品質(zhì)、pH值、色澤、水分含量、蒸煮損失率、嫩度、質(zhì)構(gòu)特性等理化特性，并結(jié)合GC-IMS分析酸湯牛肉揮發(fā)性成分，構(gòu)建酸湯牛肉特征風味指紋圖譜，確定酸湯牛肉的特征風味物質(zhì)及品質(zhì)。與對照組比較，酸湯煮制可顯著提高牛肉的嫩度和水分含量，降低牛肉蒸煮損失率、硬度、咀嚼性、膠黏性，改善牛肉的色澤和感官品質(zhì)。白酸湯牛肉蒸煮損失率、硬度、膠黏性、咀嚼性最低、水分含量最高，紅酸湯牛肉水分含量次之（＜0.05）。紅酸湯牛肉與白酸湯牛肉嫩度無顯著差異，紅酸湯可以顯著提高牛肉的*和*。混合酸湯對牛肉的*提升效果較好。酸湯煮制牛肉可降低醛類物質(zhì)相對含量，增加酯類、酸類和酮類物質(zhì)相對含量，其中，紅酸湯牛肉中酯類和酸類物質(zhì)相對含量較高，醛類物質(zhì)相對含量較低，感官評分最高，口感風味最佳。紅酸湯牛肉主要特征風味物質(zhì)為乳酸乙酯、丁醛、乙酸、苯甲醛（D）、2-甲基丙酸等；白酸湯牛肉主要特征風味物質(zhì)為丙醇、2-丁酮、3-戊酮、丙酸等；混合酸湯牛肉以酮類物質(zhì)為主要特征風味物質(zhì)；綜上所述，酸湯可有效改善牛肉品質(zhì)，形成獨特風味，紅酸湯是制作酸湯牛肉的適宜選擇。研究結(jié)果為酸湯牛肉的加工及酸湯在肉類食品中的合理應用供理論參考，并為牛肉嫩化提供創(chuàng)新思路。