影響牛蹄筋氣膨化漲發的關鍵工藝因素研究

胡燕，胡艦，劉瑩瑩，朱云龍

(揚州大學 旅游烹飪學院，江蘇 揚州 225127)

牛蹄筋的質地與海參類似，滋味更好，是烹制菜肴時常用的原料[1]。牛蹄筋的風味獨特，有特有的香氣，其風味的形成與脂質及其衍生物氧化降解產生的酮類、醛類、醇類等有關[2]。牛蹄筋還具有高蛋白、不含膽固醇、高鈣、低脂肪等營養特點[3]，除此之外，食用蹄筋還可減緩皮膚的老化，對于美容抗皺很有效果[4]。

經過干制的牛蹄筋，組織結構變得緊密，蹄筋表面硬化，不易烹制食用，需要一些預處理加工，比如漲發[5]。而傳統的漲發方法主要有3種，分別是油發、鹽發和混合發[6]，其中應用最多的是油發。油發的原理是通過油傳熱的作用，使得干蹄筋內含有的一部分水分蒸發，從而達到膨化的目的。油發時蹄筋一定要烘干，否則不太容易漲發完全，也就是不易發透，會直接影響產品的質量，而且不利于食用者的身體健康。油發不僅會使蹄筋中脂肪含量增加，使其易氧化，而且使用長期反復的油會生成致癌物。除此之外，油發的過程還很難控制，基本是憑經驗。而鹽發則是利用熱輻射技術改變蹄筋的組織結構，使其內部形成多孔狀，從而達到膨化效果。實際操作中，存在效果不穩定的情況[7]。堿發可使原料變得膨脹且松脆[8]，但是通過清水的漂洗并不能完全地除去蹄筋表面所殘留的堿液，會導致產品的風味受到影響。相比起來，氣膨化漲發干牛蹄筋有效避免了傳統漲發工藝過程中的弊端，具有營養物質流失較少、溫度和時間好控制且簡單便捷易操作等特點。

本試驗在干貨原料的熱膨脹原理的基礎上[9-10]，對牛蹄筋的品質在氣膨化過程中受到烤制時間和烘烤溫度的影響進行研究，得出最優參數，為其工業化生產提供了技術參考。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 原料

牛蹄筋、小蘇打：購于原料市場。

1.1.2 儀器設備

SM-503 3S電烤箱 深圳盛德信科技有限公司；A300C-1溫度計 上海森垚工貿有限公司；電子天平；其他設備由揚州大學旅游烹飪學院實驗室提供。

1.2 工藝流程

牛蹄筋→清洗整理→脫脂→干燥→膨化。

1.3 操作要點

1.3.1 原料選擇

選購干燥且干凈無污物的牛蹄筋，一定要色光白亮、無異味。除此之外，牛蹄筋要質地緊實，彈性好。

1.3.2 脫脂

選擇新鮮的牛蹄筋放入清水中，將其表面多余的脂肪和肌肉去除后，將其漂洗干凈。把洗凈的牛蹄筋放入加有適量食用小蘇打的沸水鍋中，攪動脫脂，小蘇打、牛筋和水的質量比為1∶50∶150，時間為40 min。

1.3.3 干燥

將牛蹄筋放入預熱到40 ℃的烤箱中進行干燥，時間為42 min。

1.3.4 膨化

將干燥過的牛蹄筋攤放在烤盤上，牛蹄筋之間的距離為2 cm左右，對其進行烘烤加工直至膨化完全且香味濃郁方可結束。

1.4 牛蹄筋氣膨化試驗設計

氣膨化牛蹄筋試驗一共有4個關鍵因素。在保證其他條件一致的情況下，對第1階段不同烤制溫度、第1階段不同烤制時間、第2階段不同烤制溫度和第2階段不同烤制時間這4個因素分別進行單因素五水平的平行對照試驗，分析它們對牛蹄筋氣膨化漲發品質的不同影響。試驗參數設計見表1～表4。

表1 氣膨化牛蹄筋第1階段溫度試驗方案設計Table 1 Design of the first stage temperature test scheme of gas puffing expansion of beef tendon

表2 氣膨化牛蹄筋第1階段時間試驗方案設計Table 2 Design of the first stage time test scheme of gas puffing expansion of beef tendon

表3 氣膨化牛蹄筋第2階段溫度試驗方案設計Table 3 Design of the second stage temperature test scheme of gas puffing expansion of beef tendon

表4 氣膨化牛蹄筋第2階段時間試驗方案設計Table 4 Design of the second stage time test scheme of gas puffing expansion of beef tendon

1.5 牛蹄筋感官評定

氣膨化牛蹄筋漲發的感官評分標準參考GB/T 22210—2008，再由來自食品行業的10名專業人士組成評分小組，根據表5中關于色澤、組織狀態、香味和彈性的標準，對氣膨化牛蹄筋的情況進行評估。總分為 100 分，取評分小組10人評分的平均分為最后得分。

表5 牛蹄筋氣膨化漲發感官評分標準Table 5 Sensory scoring criteria for gas puffing expansion of beef tendon

1.6 氣膨化牛蹄筋正交試驗設計

在以上4個單因素試驗的基礎上，分別選擇3個比較好的水平進行L9(34)正交試驗，根據表5的感官評分標準，得到氣膨化牛蹄筋的最佳工藝條件。氣膨化牛蹄筋的正交試驗因素和水平設置見表6。

表6 牛蹄筋氣膨化漲發正交試驗因素水平表Table 6 Factors and levels of orthogonal test of gas puffing expansion of beef tendon

1.7 氣膨化牛蹄筋揮發性鹽基氮測定

采用 GB/T 5009.44-2003[11]中的方法測定揮發性鹽基氮。

1.8 氣膨化牛蹄筋菌落總數測定

參考童光森等[10]的方法，依據 GB 4789.2-2016《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗 菌落總數測定》的方法進行測定。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗

2.1.1 第1階段不同烤制溫度對牛蹄筋氣膨化漲發品質的影響

在第1階段中，牛蹄筋的烤制時間是45 min，在第2階段中，牛蹄筋的烤制溫度是上火220 ℃、下火220 ℃，烤制時間是2.5 min，保證這些條件不變，把第1階段的烤制溫度取5個水平進行對照試驗，結果見圖1。

圖1 第1階段不同烤制溫度對牛蹄筋氣膨化漲發品質的影響Fig.1 Effect of different roasting temperatures on the gas puffing expansion quality of beef tendon at the first stage

由圖1可知，第3組牛蹄筋的感官得分最高，為90分，此時，第一階段的烘烤溫度為上火90 ℃、下火100 ℃，烘烤時間為45 min。隨著溫度的持續升高，感官評分先逐漸變大，并在第3組的條件下評分達到最高，隨后溫度再升高，感官評分則慢慢回落。如果第1階段的溫度太低，就會出現牛蹄筋的中心未膨化的現象，而這一階段的溫度太高則會使得牛蹄筋的色澤發黃，還會使牛蹄筋在第二階段的膨化過程中出現泡破裂。

2.1.2 第1階段不同烤制時間對牛蹄筋氣膨化漲發品質的影響

在第1階段中，牛蹄筋的烤制溫度是上火90 ℃、下火100 ℃，在第2階段中，牛蹄筋的烤制溫度是上火220 ℃、下火220 ℃，烤制時間是2.5 min，保證這些條件不變，把第1階段的烤制時間取5個水平進行對照試驗，結果見圖2。

圖2 第1階段不同烤制時間對牛蹄筋氣膨化漲發品質的影響Fig.2 Effect of different roasting time on the gas puffing expansion quality of beef tendon at the first stage

由圖2可知，第 1 階段的烤制時間太短會影響到后續的膨化過程，使得牛蹄筋的中間部分未能膨化，因此感官表現較差，得分較低；如若太長，則又會使得漲發過程中出現部分泡破裂的現象，且蹄筋顏色偏黃，使得得分回落。在時間為45 min時感官評分最高，因此在膨化加工過程中應該嚴格控制烤制時間在45 min。

2.1.3 第2階段不同烤制溫度對牛蹄筋氣膨化漲發品質的影響

在第1階段中，牛蹄筋的烤制溫度是上火90 ℃、下火100 ℃，烤制時間是45 min；在第2階段中，牛蹄筋的烤制時間是2.5 min，保證這些條件不變，然后把第 2 階段的烤制溫度取5個水平進行對照試驗，結果見圖3。

圖3 第2階段不同烤制溫度對牛蹄筋氣膨化漲發品質的影響Fig.3 Effect of different roasting temperatures on the gas puffing expansion quality of beef tendon at the second stage

由圖3可知，第3組牛蹄筋的評分最高，為92分，此時，上火、下火均為220 ℃，烘烤時間為2.5 min，從色澤、硬度、彈性等指標來看表現都最好，綜合評分最高。如果烘烤溫度太低，蹄筋的中心部分未能膨化，因此第1組、第2組的評分都較低。而當溫度太高時，又會導致蹄筋顏色變黃甚至變焦，除此之外，氣泡性狀態也不佳，部分炸裂，使得復水后牛蹄筋的彈性差。牛蹄筋在第3組達到最佳品質后，繼續升高溫度，感官評分反而下降明顯。因此可以確定第3組的條件是第二階段氣膨化的最佳條件。

2.1.4 第2階段不同烤制時間對牛蹄筋氣膨化漲發品質的影響

在第1階段中，牛蹄筋的烤制溫度是上火90 ℃、下火100 ℃，烤制時間是45 min；在第 2 階段中，牛蹄筋的烤制溫度是上火220 ℃、下火220 ℃，保證這些條件不變，然后把第 2 階段的烤制時間取5個水平進行對照試驗，結果見圖4 。

圖4 第2階段不同烤制時間對牛蹄筋氣膨化漲發品質的影響Fig.4 Effect of different roasting time on the gas puffing expansion quality of beef tendon at the second stage

由圖4可知，在第2階段的高溫膨化中，烘烤時間為1～2 min時，隨著時間的增加，感官評分不斷上升，并在2 min時達到最高；然而時間繼續增加時，感官評分反而開始回落，這是因為熱空氣是由外向內傳的，時間過短蹄筋的中心部分還未膨化；若時間過長，牛筋在膨化時也會導致顏色變黃，除此之外，起泡性表現不良且復水后牛蹄筋的彈性差。因此，在膨化加工過程中應該嚴格控制烤制時間。

2.2 正交試驗

通過單因素試驗得出第1階段的烤制溫度、第1階段的烤制時間、第2階段的烤制溫度以及第2階段的烤制時間這4個因素對牛蹄筋氣膨化漲發品質的影響，但并未確定這些因素對其影響的程度，因此為了進一步有效地優化此加工工藝，本試驗采取L9(34)正交表對這4個因素進行正交試驗，結果與分析見表7。

表7 牛蹄筋氣膨化漲發 L9 (34)正交試驗設計及結果Table 7 L9(34) orthogonal test design and results of gas puffing expansion of beef tendon

利用極差分析得出，極差R值的大小排列順序為RB>RC>RA>RD。其中因素B的極差最大，為5.33，說明其在膨化加工過程中是很重要的一環，也就是說，第1階段烤制時間對牛蹄筋的漲發影響最大，不可隨意更改；其次是因素C，即第2階段烤制的上、下火溫度，RC為5.00，僅次于RB，也是很重要的一個影響因素；再次是因素A，即第1階段烤制溫度；最后是因素D，RD僅為2.33，是其中最小的一個R值，即第二階段烤制時間對結果的影響最小。根據極差分析結果得出，氣膨化漲發牛蹄筋的最佳方案是A2B2C2D1，即先用上火90 ℃、下火100 ℃烘烤45 min，再用上、下火均為220 ℃烤制2.5 min。采用此組合條件做驗證試驗，得到感官評分為96分。

2.3 氣膨化牛蹄筋揮發性鹽基氮含量分析

揮發性鹽基氮(TVB-N)是指動物性食品在細菌和酶的作用下,使蛋白質分解產生的氨及胺類等堿性含氮物質。TVB-N 值是評價動物性食品新鮮度的一項重要指標[12-13]，試驗結果見圖5。

圖5 牛蹄筋中的TVB-N含量(n=4) Fig.5 Content of TVB-N of beef tendon (n=4)

由圖5可知,氣膨化牛蹄筋的 TVB-N 值范圍是 0～15.15 mg/100 g。現今我國主要是對一些動物性食品的TVB-N值有限量要求，而對牛蹄筋并沒有相關的限量規定。GB 2707-2005《鮮(凍)畜肉衛生標準》[14]中規定,鮮(凍)畜肉中的TVB-N≤15 mg/100 g。參考上述標準可得出,在測定的30個牛蹄筋樣品中，樣品TVB-N 值的合格率是96.67%。

2.4 氣膨化牛蹄筋菌落總數分析

菌落總數(aerobic plate count)是指食品檢樣經過處理后，在一定條件下培養所得的每g(mL)檢樣中形成的微生物菌落總數。其數量一定程度上代表著食品衛生質量的優劣，試驗結果見圖 6。

圖6 牛蹄筋中的菌落總數(n=5) Fig.6 The aerobic plate count of beef tendon (n=5)

由圖6可知,氣膨化牛蹄筋的菌落總數值范圍是 0～450 CFU/g。現今我國主要是針對一些動物性食品的菌落總數值有限量要求，而對牛蹄筋并沒有相關的限量規定。GB 2726-2016《食品安全國家標準 熟肉制品》中規定,熟肉制品中的菌落總數≤104CFU/g。參考上述標準可以得出,測定的30個牛蹄筋樣品的菌落總數值都未超過該標準的規定，合格率是100%。

3 結論

經過 L9(34)正交試驗分析和感官評定，得出了氣膨化漲發牛蹄筋的最佳工藝條件為A2B2C2D1，即先在上火90 ℃、下火100 ℃的溫度下烘烤45 min，再在上、下火均為220 ℃下烤制2.5 min。其中，影響牛蹄筋漲發的關鍵要素排序依次是B>C>A>D。氣膨化后的牛蹄筋取30份樣品，分別測得揮發性鹽基氮的平均值為2.74 mg/100 g，菌落總數的平均值為107CFU/g，都遠低于國標的限定要求。在該條件下漲發的牛筋色澤誘人，起泡均勻，外表呈乳黃色且香味濃厚，不僅符合傳統油發牛蹄筋所要求的感官性狀，而且解決了油發牛蹄筋時不易操作、無法保證品質且有害于人體健康的問題，具有營養、衛生和安全等優點，并且降低了漲發的成本，使得規模化生產更加便利，為未來牛蹄筋食品的開發加工提供了新的思路。