常壓及高壓蒸制過程中排骨的品質變化

王新柳，李汴生,2,*，阮 征,2，李丹丹，陳家文，周海燕

（1.華南理工大學食品科學與工程學院，廣東廣州 510640；2.廣東省天然產物綠色加工與產品安全重點實驗室，廣東廣州 510640；3.廣州卓誠食品科技有限公司，廣東廣州 511447）

大部分肉制品在生產過程中需要通過轉化熱加工來殺滅病原微生物，提高其食用安全性，同時賦予產品良好的色澤、風味和口感[1]。中式烹飪屬于轉化熱加工，常用的加工方式有煮制、蒸制、炒制、油炸等，其中蒸制可以較好地保持食材原有的風味，避免因高溫烹調流失大量營養素，并且油、鹽的添加較少，符合人們對健康飲食的追求[2]。蒸制的方式、時間等條件會直接影響產品的質量，沈清等[3]發現高壓蒸制扣肉與常壓相比顏色較深，脂肪氧化程度較大，而硬度、咀嚼度較小。

蒸排骨是傳統粵菜中必不可少的一道，排骨中含有豐富的蛋白質、人體必需的脂肪酸，還有脂質、微量元素等營養物質[4]，因其營養豐富又味道鮮美，深受大眾喜愛。目前已有部分關于排骨的研究，姚青等[5]對比了微波結合蒸汽、微波和蒸制對排骨品質的影響，發現微波中低火結合蒸汽加熱13 min 的排骨具有較好的感官和營養品質。Zou 等[6]比較了不同烹飪方式（煮制、燉制、蒸制）對排骨湯品質的影響，發現燉制的排骨湯脂肪和總甘油三酯含量較低，風味更好。Sun 等[7]比較了超高壓和輻照兩種殺菌方式糖醋排骨菜肴風味的影響，結果表明超高壓滅菌降低了樣品中苦味氨基酸含量，改善了菜肴的整體風味。可見，已有研究多集中在不同烹飪方式、殺菌方式等加工工藝對排骨的品質影響上，關于排骨烹飪過程中的品質變化規律、烹飪程度對排骨品質影響的研究較少。同時，多數研究在比較烹飪方式對食品品質的影響時，是通過感官評價[8]或直接使加熱時間相同[9]來確定不同烹飪方式的烹飪時間，并未使樣品達到相同成熟度。

本文以豬肋排為原料，采用常壓和高壓兩種蒸制方式，對蒸制過程中排骨的蒸煮損失率、持水力、pH、硫代巴比妥酸反應物（thiobarbituric acid reactive substances，TBARS）含量、肌紅蛋白、色差、嫩度、質構特性和感官品質的變化規律進行系統分析；同時基于計算烹飪值，使常壓和高壓蒸制的排骨熱中心烹飪程度相同，進而比較兩種蒸制方式對相同熟度排骨的品質影響，探尋適宜的熱加工條件，以期為排骨的精深加工提供理論參考和依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮豬肋排、食鹽 購于廣州勝佳超市；Ellab無線溫度驗證系統 丹麥Ellab 公司；TA-XT Plus物性測試儀 英國Stable Micro System 有限公司；52N 型紫外可見分光光度計 上海精密科學儀器有限公司；CR-400 全自動色差儀 日本Konica Minolta公司；TG16-WS 型高速離心機 長沙湘銳離心機有限公司；DHG-9240A 型恒溫水浴鍋 上海一恒科學儀器有限公司；YL50P602 型高壓鍋 C22-RT22E01型電磁爐 美的集團股份有限公司；雙層復底蒸鍋浙江蘇泊爾股份有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品準備 選取肉厚相近的豬肋排切成大小均勻的塊狀（長約4 cm、寬約3 cm、肉厚約2 cm），洗凈并瀝干水分。以排骨質量計，加入1%食鹽，混合均勻。通過預實驗測定烹飪值并結合家庭烹飪的具體條件[10]，確定不同蒸制方式的蒸制時間。

常壓蒸制：每次取170 g 豬肋排均勻擺放至盤中，水沸騰后將排骨放入蒸鍋內并開始計時，分別常壓蒸制10、20、30、40、50、60 min。

高壓蒸制：每次取170 g 豬肋排均勻擺放至盤中，水沸騰后將排骨放入高壓鍋內并開始計時，分別高壓蒸制5、10、15、20、25、30 min。

蒸制結束后，立即取出樣品裝入自封袋中并用流水冷卻，防止殘余熱量繼續烹飪。樣品冷卻至室溫后，去除表面水分和雜質得到常壓和高壓蒸制樣品，并以新鮮排骨為對照，進行指標檢測。因排骨組成成分不均一，瘦肉中交錯存在少許脂肪和筋膜，為保證實驗設計的科學性和準確性，指標測定時取樣方法有所不同：感官評價取樣為整塊排骨，TBARS、pH 測定取樣為去除肋骨后絞碎混勻的肉樣，其余理化指標取樣為避開脂肪和筋膜的瘦肉部分。

1.2.2 蒸制過程中心溫度的測定與烹飪值的計算蒸制時以蒸汽為介質，熱量先傳遞到樣品表面，再從表面傳導到中心，因此冷點位于排骨肉的幾何中心處，即貼近肋骨中間段的位置，實測肋骨寬約1 cm，故中心冷點位于排骨長2 cm、寬1 cm、厚1 cm 處。

將Ellab 無線測溫探頭插入排骨中心冷點處，分別測定常壓和高壓蒸制過程中排骨中心溫度的變化，設置探頭30 s 采集1 次溫度數據。

烹飪值（cook value）即C 值，是用于評價熱處理對食品品質影響的指標，物理定義為：食品在經歷一定溫度歷程后某一品質因子相對于參考溫度的等效加熱時間（min），代表其熱中心的烹飪程度[11]。根據公式（1）計算：

式中：t 為烹飪時間，min；T、Tref分別為食品冷點溫度和參考溫度，℃，Tref取100 ℃；Z 為反映食品品質變化的D 值變化10 倍所對應的加熱溫度變化值，℃，Z 取33℃[12-13]；D 值為特定溫度下食品品質變化一個對數周期所需要的時間，min。

1.2.3 感官評價 排骨的感官評價采用定量描述分析法（QDA），所有樣品以統一容器盛裝并置于保溫箱內，由10 名（5 男5 女）感官評價經驗豐富的食品專業人員在感官分析實驗室進行評分，對不同蒸制條件的排骨樣品以部分壓縮（彈性）、咀嚼（多汁性、骨肉離散度）相關的質地屬性、氣味屬性（肉香味、腥味、油脂味）、滋味屬性（鮮味、咸味）和總體可接受度進行打分，評分采用9 分制，具體標準見表1。

表1 排骨的感官屬性、定義描述以及評分標準Table 1 Sensory attributes, definitions and standards of pork ribs

1.2.4 色度的測定 使用CR-400 全自動色差儀分別測定亮度值（L*）、紅綠值（a*）和黃藍值（b*），L*值越大顏色越明亮，a*值由負到正表示綠色至紅色，b*值由負到正表示藍色至黃色。每次測定前用比色板對色差計進行校準，取6 個點測定后取平均值。

1.2.5 肌紅蛋白含量的測定 參考Li 等[14]的方法測定肌紅蛋白含量。稱取5 g 樣品，加入25 mL 0.04 mol/L pH6.8 的磷酸鈉緩沖液，室溫下勻漿25 s。勻漿液在4 ℃冰箱中冷藏1 h，取出后3500 r/min離心30 min。上清液經過濾后定容至25 mL，在525、545、565、572 nm 波長處測吸光度值，每組樣品平行測定3 次取平均值，并根據公式（2）、（3）、（4）計算脫氧肌紅蛋白、氧合肌紅蛋白和高鐵肌紅蛋白含量。

脫氧肌紅蛋白含量(%)=

式中：R1：A572nm/A525nm；R2：A565nm/A525nm；R3：A545nm/A525nm。

1.2.6 持水力的測定 參照Lorenzo 等[15]的方法并稍作修改。準確稱取排骨肉樣（精確到0.001 g），包裹濾紙裝入離心管中，3000 r/min 離心10 min，離心結束后去掉濾紙，稱重，按公式（5）計算持水力，平行測定3 次取平均值。

式中：W1為樣品離心后的質量損失，以新鮮肉樣初始質量百分比表示；W2為樣品蒸煮損失，以新鮮肉樣初始質量百分比表示；W3為新鮮肉樣水分含量。

1.2.7 蒸煮損失率的測定 參考張澤等[16]的方法測定蒸煮損失率。用濾紙吸干排骨表面水分后稱重，記錄蒸制前的排骨質量，蒸制后的排骨去除汁液與表面雜質并用濾紙吸干表面水分后稱重，記錄蒸制后的排骨質量。按照公式（6）計算蒸煮損失率，平行測定3 次取平均值。

式中：m1為蒸制前排骨的質量，g；m2為蒸制后排骨的質量，g。

1.2.8 嫩度的測定 參考Becker 等[17]的方法并稍作修改。順肌纖維方向將排骨肉樣切成長3 cm、寬1 cm、厚1 cm 的大小，采用TA-XT Plus 物性測定儀，使用BSW 探頭測定樣品剪切力，測試條件如下：探測器從阻力點降低30 mm，測前速度5 mm/s，進刀速度10 mm/s，測后速度10 mm/s。測定前將樣品平衡至25 ℃，測定時樣品按肌纖維垂直于刀口運動方向放置，每組樣品平行測定8 次。

1.2.9 質構特性的測定 參考劉晶晶等[18]的方法并稍作修改。順肌纖維方向將排骨肉樣切成長寬厚均為1 cm 的大小，采用TA-XT Plus 物性測定儀，使用P/36R 探頭對樣品進行兩次壓縮TPA 模式測試。測試條件如下：測前速度2 mm/ s，測試速度1 mm/s，測后速度2 mm/s，壓縮比為50%，觸發力5 g，兩次壓縮時間間隔為5 s。測定前將樣品平衡至25 ℃，測定時樣品按肌纖維垂直于托板的方向放置，每組樣品平行測定8 次。

1.2.10 pH 的測定 pH 的測定參考GB 5009.237-2016，取1 g 絞碎肉樣，加入10 g 0.1 mol/L 氯化鉀溶液，使用勻漿機10000 r/min 均質30 s 后過濾，取濾液用pH 計測定pH，平行測定3 次取平均值。

1.2.11 TBARS 含量的測定 TBARS 含量的測定參考GB 5009.181-2016《食品安全國家標準 食品中丙二醛的測定》，采用分光光度法。

1.3 數據處理

每組實驗至少重復3 次，數據以平均值±標準差表示，采用SPSS 軟件進行Duncan 差異顯著性分析，P＜0.05 表示差異顯著，采用Origin 軟件繪圖。

2 結果與分析

2.1 常壓及高壓蒸制過程中排骨中心溫度和C 值的變化

中心溫度變化曲線可以反映樣品在蒸制過程中的溫度變化和升溫速率大小[19]，C 值反映樣品的烹飪程度，兩種方式蒸制下排骨中心溫度和C 值的變化情況見圖1。常壓蒸制60 min 和高壓蒸制30 min時排骨的C 值相近，為47 min 左右，此時兩種蒸制方式所代表的排骨熱中心烹飪程度相同。兩種蒸制方式下的升溫速率變化情況相似，均先慢后快再變慢。這主要是因為在蒸制初期，熱量從表面傳到中心需要一定時間，升溫速率較慢；隨著蒸制時間的延長，熱量不斷傳遞到樣品中心，從而樣品中心溫度不斷升高；在蒸制后期，組織表面的蛋白質在高溫下變性形成了不溶性凝膠，阻礙了熱量向內傳遞，升溫速率降低，導致中心溫度上升緩慢，直至與環境溫度保持一致。常壓下排骨中心溫度達到100 ℃大約需25 min，而高壓下僅需8 min 左右，且最高能達到113 ℃。相比于常壓蒸制，高壓蒸制提高了烹飪溫度，縮短了達到相同烹飪程度所需的時間。

圖1 常壓及高壓蒸制過程中排骨中心溫度和C 值的變化Fig.1 Changes in central temperature and cook value of pork ribs during normal and high-pressure steaming

2.2 常壓及高壓蒸制過程中排骨感官品質的變化

排骨經不同方式和時間蒸制后，其感官品質表現出不同的特性，結果見圖2。在氣味方面，常壓蒸制10 min 與高壓蒸制5 min 的樣品腥味明顯，此時樣品成熟度較低；隨著蒸制時間的延長，樣品成熟度增加，腥味逐漸減弱，肉香味逐漸變濃郁；在蒸制后期，油脂味加重，這可能與脂肪氧化密切相關。在滋味方面，隨著蒸制時間的延長，鮮味呈先增后減的趨勢，而咸味緩慢增強且在蒸制后期變化微弱。在質地方面，蒸制后期樣品多汁性評分明顯降低，汁液流失增多使得肉在咀嚼時口感發干，渣感增強，從咀嚼至吞咽狀態的時間相對延長；蒸制過程中離散度不斷增大，是因為排骨成熟度不斷加大使其變得軟爛，表現為肋骨與肉更易分離；此外，高壓蒸制的樣品彈性評分總體高于常壓蒸制，這可能是因為在高壓蒸制的條件下，一方面壓力會改變肉的構造和形態，使肉中的蛋白質變得更緊密，另一方面高溫使蛋白質凝固、調味品更易滲透，肉質更加鮮嫩，從而增加了肉的彈性。常壓蒸制40 min 及高壓蒸制25 min 的樣品總體可接受度最高，評分分別為7.9、8.4。在一定蒸制時間內，常壓樣品在多汁性、鮮味方面具有高分，高壓樣品在彈性、肉香味、離散度等方面具有高分。總體來說，相比于常壓蒸制，高壓蒸制方式使排骨具有更好的感官，更受大眾喜愛。蒸制時間延長雖提升了排骨的軟爛度但造成味感下降，因此蒸制時間適中為宜。

圖2 常壓及高壓蒸制過程中排骨感官品質的變化Fig.2 Changes in sensory quality of pork ribs during normal and high-pressure steaming

2.3 常壓及高壓蒸制過程中排骨色澤的變化

肉制品的色澤是判斷其感官品質最直觀的指標[20]。由圖3 可知，經蒸制后排骨肉的L*值、b*值顯著上升（P＜0.05），a*值顯著下降（P＜0.05），說明蒸制后的排骨肉亮度和黃度增大，紅度降低，這與熱處理使肉的肌纖維收縮、水分流失及蛋白質變性密切相關。隨著蒸制時間的延長，排骨肉的亮度呈現先增后降的趨勢，其中常壓蒸制20 min、高壓蒸制15 min的樣品亮度最大。常壓蒸制40 min 和50 min 的樣品在黃度和紅度方面無顯著性差異（P＞0.05），但蒸制時間繼續延長后，a*值和b*值上升速率明顯增大，排骨肉色變暗加深，向黃褐色轉變。高壓蒸制15 min和20 min 的樣品在亮度和黃度方面無顯著性差異（P＞0.05），與常壓蒸制不同的是，高壓樣品在蒸制后期b*值略有下降，說明常壓蒸制組的黃度值要大于同一烹飪程度下的高壓蒸制組。

肉的色澤主要與肌紅蛋白氧化還原的狀態相關，其主要有三種形式：氧合肌紅蛋白、脫氧肌紅蛋白和高鐵肌紅蛋白，加熱會改變肌紅蛋白的結構和理化性質，從而影響肉制品的品質[21-22]。由圖4 可知，蒸制后樣品的氧合肌紅蛋白和高鐵肌紅蛋白含量顯著下降（P＜0.05），脫氧肌紅蛋白含量顯著上升（P＜0.05），這主要是因為在熱加工下，氧合肌紅蛋白中的亞鐵離子會被逐漸氧化成鐵離子，從而使其轉變成脫氧肌紅蛋白，這也是肉制品色澤劣變的原因之一[20]。蒸制前期，常壓樣品高鐵肌紅蛋白含量沒有顯著變化（P＞0.05），而高壓樣品顯著下降（P＜0.05），這可能是因為80 ℃是肌紅蛋白狀態發生轉變的關鍵溫度，高壓蒸制下樣品升溫速率更快。

圖4 常壓及高壓蒸制過程中排骨肌紅蛋白含量的變化Fig.4 Changes in myoglobin content of pork ribs during normal and high-pressure steaming

2.4 常壓及高壓蒸制過程中排骨持水力和蒸煮損失率的變化

肌肉的持水力與肉的嫩度密切相關，而蒸煮損失與多汁性高度相關，二者在一定程度上能反映肉的品質[23]。肉類在熱處理過程中因水分流失，脂肪、小分子蛋白質等營養物質溶出，從而產生了蒸煮損失[24]。圖5 為蒸制過程中排骨持水力和蒸煮損失率的變化情況，與對照樣相比，常壓及高壓蒸制后的樣品持水力顯著下降（P＜0.05），蒸煮損失率顯著上升（P＜0.05）。兩種蒸制方式下排骨持水力總體變化趨勢一致，持水力在蒸制前期下降速率最快，而后速率減慢，但由于高壓蒸制的溫度更高，其在單位時間內的變化率也更大。蒸煮損失率在蒸制前期變化速率最大，后期速率減慢，這主要是因為前期溫度驟升，肉蛋白質變性導致肌纖維收縮產生的壓力和張力變大，流失了大量自由水和不易流動水，但肉細胞中所含不易流動水和可溶性化合物的數量有限，因此在蒸制后期蒸煮損失率的變化較小。常壓蒸制60 min 時持水力為40.44%、蒸煮損失為31.65%，高壓蒸制30 min時持水力為41.49%、蒸煮損失為31.55%，表明在達到相同烹飪程度時，兩種蒸制方式下的樣品持水力和蒸煮損失率沒有顯著性差異（P＞0.05）。

圖5 蒸制過程中排骨持水力和蒸煮損失率的變化Fig.5 Changes in water holding capacity and cooking loss rates of pork ribs during steaming

2.5 常壓及高壓蒸制過程中排骨嫩度的變化

嫩度是肉食用品質的重要判斷依據，一般以剪切功或最大剪切力的大小來衡量[25]。圖6 顯示隨著蒸制時間的延長，在兩種蒸制方式下排骨肉的剪切功和剪切力均先增大后減小，說明蒸制過程中排骨肉的嫩度呈現先降后增的趨勢，這與王可等[26]研究結果一致。其中常壓蒸制30 min、高壓蒸制15 min 時的嫩度最低，此時的剪切功和剪切力顯著高于其他蒸制時間（P＜0.05），剪切功分別為4.81 和5.74 kg·sec，剪切力分別為3.32 和4.50 kg。再繼續蒸制剪切功與剪切力值又開始下降，嫩度回升。蒸制過程中第一階段嫩度降低，主要是由于肌原纖維蛋白熱變性和肌肉結締組織熱收縮共同作用導致的，而第二階段嫩度增大，可能是因為進一步加熱使結締組織結構被破壞，收縮能力減弱，膠原蛋白大量溶解變性，從而導致嫩度回升[27]。另外，常壓蒸制60 min 的樣品剪切力為1.91 kg，高壓蒸制30 min 的為2.64 kg，說明在相同烹飪程度下，常壓蒸制更有利于排骨獲得較好的嫩度。

圖6 常壓及高壓蒸制過程中排骨剪切力和剪切功的變化Fig.6 Changes in Shear force and work of pork ribs during normal and high-pressure steaming

2.6 常壓及高壓蒸制過程中排骨質構特性的變化

質構剖面分析（TPA）可以模擬食物在口腔內的咀嚼動作，從而對食物的硬度、內聚性、回復性等物理特性進行客觀評價，彌補感官評價的不足[28]。由表2 可知，與對照組相比，蒸制后的排骨肉回復性顯著降低（P＜0.05），這與感官評價中彈性的變化趨勢一致。在蒸制前期的排骨肉內聚性無顯著性差異（P＞0.05），在蒸制后期略有下降。排骨肉硬度與膠著性、咀嚼性的變化趨勢一致，在蒸制過程中均先增大后減小，這是因為肉的硬度越大，肉質越緊實，咀嚼時的口感就越好。其中常壓蒸制30 min、高壓蒸制5 min的樣品硬度、膠著性顯著大于其他蒸制時間的樣品（P＜0.05）。硬度與剪切力的變化不同步，可能是因為肉的結構和成分發生了變化，導致其受到外力時的表現方式發生了改變，同時測試方法和條件的差異性也會對測試結果有一定影響。當烹飪程度相同時，常壓蒸制組表現出更大的膠著性，高壓蒸制組表現出更高的回復性，但二者的硬度、咀嚼性較為接近。

表2 常壓及高壓蒸制過程中排骨質構特性的變化Table 2 Changes in TPA of pork ribs during normal and high-pressure steaming

2.7 常壓及高壓蒸制過程中排骨pH 的變化

圖7 為蒸制過程中排骨pH 的變化情況，隨著蒸制時間的延長，排骨肉pH 呈先上升后下降再上升的趨勢，在常壓蒸制10～20 min、高壓蒸制5～10 min過程中，兩種蒸制方式下的肉樣pH 均顯著降低（P＜0.05），這與計紅芳等[29]的研究結果一致，可能是因為肌肉中脂肪發生部分水解生成了脂肪酸。蒸制過程中pH 上升主要是因為蛋白質中的游離酸性基團因加熱變性而逐漸丟失，與此同時，在蒸制前期水分大量流失帶走了一部分乳酸，導致pH 顯著增大（P＜0.05）。烹飪程度相同時，常壓蒸制60 min 的樣品pH 為6.5，高于高壓蒸制的樣品，可能是因為常壓加熱時間過長，蛋白質分子中的酸基特別是羧基減少，形成酯結合的側鏈，從而導致排骨肉pH 顯著上升（P＜0.05）。

圖7 常壓及高壓蒸制過程中排骨pH 的變化Fig.7 Changes in pH of pork ribs during normal and highpressure steaming

圖8 常壓及高壓蒸制過程中排骨TBARS 含量的變化Fig.8 Changes in TBARS content of pork ribs during normal and high-pressure steaming

2.8 常壓及高壓蒸制過程中排骨TBARS 含量的變化

TBARS 是油脂中不飽和脂肪酸氧化分解所產生的次級產物丙二醛與TBA 反應的結果，其含量的高低表明脂肪次級氧化的程度[30]。隨著蒸制時間的延長，TBARS 含量顯著上升（P＜0.05），且相同蒸制時間下高壓蒸制的樣品TBARS 含量比常壓蒸制更高，表明高壓蒸制的排骨肉脂肪氧化速率較快。這是由于高壓蒸制過程中高溫加速了不飽和脂肪酸的氧化和分解，使得更多的氧化中間產物進一步分解成次級產物如丙二醛等。此外，常壓蒸制60 min 的樣品TBARS 含量遠高于高壓蒸制30 min 的樣品，此時雖然二者的C 值相近，所代表的烹飪程度相同，但可能由于更長時間的熱加工加速了酶反應的進程，從而加快了脂肪氧化的速度。

3 結論

在蒸制過程中，排骨的C 值不斷增大，體現了排骨從生到熟再到爛的過程，具體表現為排骨多汁性變差、油脂味加重、色澤變淺、嫩度先降后升。其中常壓蒸制40 min 及高壓蒸制25 min 的排骨軟爛適中、香氣濃郁，再繼續延長蒸制時間會因脂肪氧化程度加大、汁液流失增多而造成排骨的口感下降。常壓蒸制60 min、高壓蒸制30 min 時排骨熱中心的烹飪程度相同，此時C 值約為47 min，但兩種蒸制方式對排骨品質影響不同，常壓組脂肪氧化程度、黃度值、pH 更高，高壓組感官評分更高，二者硬度、咀嚼性無顯著性差異（P＞0.05），高壓蒸制通過提高烹飪溫度縮短了烹飪時間，使排骨整體品質更好。綜上，高壓蒸制是一種快速、優質的烹飪方式，可以更好地保留排骨的營養價值和食用品質，高壓蒸制25 min 時排骨的品質最佳。該研究為排骨的加工及品質評價提供了一定的理論參考，后續可進一步探究排骨加工過程中的風味變化規律及形成機制。