不同加热处理对牦牛肉风味组成和质构特性的影响

罗 章，马美湖*，孙术国，靳国锋，于美娟，郭 良，黄 群

(1.华中农业大学食品科学技术学院，湖北 武汉 430070；2.西藏农牧学院食品科学学院，西藏 林芝 860000)

不同加热处理对牦牛肉风味组成和质构特性的影响

罗 章1,2，马美湖1,*，孙术国1，靳国锋1，于美娟1，郭 良1，黄 群1

(1.华中农业大学食品科学技术学院，湖北 武汉 430070；2.西藏农牧学院食品科学学院，西藏 林芝 860000)

取西藏种萨牦牛肉，研究不同热处理方式(微波加热、高压炖煮和常温水煮)对牛肉风味和质构特性的影响。结果表明：这3种热处理得到的牦牛肉产品风味化合物主要包括脂肪烃、脂环烃、脂肪醛、脂肪酮、芳香烃、含硫化合物和脂肪醇6大类，其中醛类化合物(己醛、壬醛和辛醛等)为熟牦牛肉的特征风味。微波加热形成的风味种类最高，达137种，高压炖煮次之(133种)，常温水煮最差(128种)，微波加热形成的醛类化合物达10种，高压炖煮形成的醛类化合物为5种，而常温水煮形成醛类化合物为4种。对微波加热、高压炖煮和常温水煮3种加热方式形成的牛肉进行质地剖面分析，表明微波加热形成的牛肉硬度低、弹性高等最佳质感效果。综合风味指标、质构指标和感官评价指标，确认微波加热牦牛肉品质最优。

种萨牦牛；风味；微波加热；质构特征

对于消费者来说，牛肉风味是体现其品质的重要指标[1-2]，这些风味不但受到牛肉的品种[3]、体质量、年龄、性别[4]、肥育程度、胴体部位[5]和地域因素的影响，也受到屠宰后后熟过程[6]和热加工处理方式的影响，不同的热处理方式，可能导致形成不同种类和含量的美拉德反应产物、脂肪的氧化产物、牛肉本身脂源性物质以及美拉德和脂质过氧化交互反应产物等风味成分[7-8]。微波加热是20世纪50年代食品加热的革命，微波炉可以将电能转化为高频微波[9]，食品中小分子(如水分子和脂类小分子)吸收微波后，产生剧烈震动而产生热能，因此，牛肉经微波加热处理，热转导由里向外，与传统的加热方式(常温蒸煮、高温烘焙、煎炸炒和高压炖煮等)的热传导方式由外向里存在差异，因此，对牛肉组分，譬如蛋白质的变性效果也存在差异，在形成的风味和质地方面很可能也有区别。早期采用微波加热牛肉主要目的在于杀菌，由于处理时间短，因而对牛肉风味影响较少[10]。也有研究者比较了传统加热和微波加热所得的牛肉风味特征，但仅停留在感官评定上[11]，未能从风味化学、质地等全面评价微波处理的牛肉特征。本实验研究牦牛肉经微波加热、高压炖煮和常温水煮3种处理方式对熟肉风味的影响，并探讨3种处理方式对牛肉质感的影响，结合风味和质地特点，从而获得最佳的加热方法和评价方式。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

种萨牦牛背最长肌，随机选取西藏林芝地区贡布江达县种萨乡天然牧场中发育正常、健康无病、年龄在5岁左右的成年公牦牛肉为研究对象。

盐酸、三氯甲烷、氢氧化钠、三氯乙酸、1,1,3,3-四乙氧基丙烷、2-硫代巴比妥酸、浓硫酸(98%)均为分析纯 国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

顶空固相微萃取器(SPME)、Fiber 75μm CAR/PDMS型萃取头 美国Supelco公司；GC-MS-QP2010气相色谱-质谱联用仪 日本岛津公司； DB-5ms色谱柱(30mm×0.25mm，0.25μm) 美国Agilent公司；TAXT2质构仪 英国Stable Micro Systems公司；G8023DHL-V8型微波炉 广东格兰仕集团有限公司；PCJ505型电压力锅 广东美的电器股份有限公司。

1.3 方法

1.3.1 取样

按照GB/T 9695.19—2008《肉与肉制品 取样方法》取样[12]，然后将样品真空包装，置于4℃条件下贮藏备用，贮藏时间不超过一周。

1.3.2 处理条件

牦牛肉加热处理前将肉切成20mm×20mm×20mm的小方块，称取约10g (每组实验 8块肉)置于300mL饮用水中，添加食盐5g/100mL，混合均匀，然后经微波加热(中高火)处理 3min (肉中心温度(75±1)℃)、5min(肉中心温度(85 ± 1)℃)和 7min (肉中心温度(95 ± 1)℃)，加热处理结束后，取4块肉块切碎用于风味分析，其余4块用于质地剖面分析，获得数据取平均值。牦牛小肉块经高压炖煮处理(温度120℃，压力80kPa)，处理时间45min，分别取4块熟肉用于风味分析和质地剖面分析。牦牛小肉块经常温水煮处理，获得的熟肉中心温度分别是(75±1)、(85±1)、(95±1)℃，各种中心温度条件下再分别取4块用于风味和质地剖面分析，上述所有实验都基于多次预实验经验才获得对温度有效的控制。

1.3.3 挥发性风味物质提取方法

取熟牛肉样品，在5～10℃的工作环境中迅速斩拌成0.3～0.5mm的肉糜，准确称取肉糜8g，装入15mL顶空萃取瓶(15cm×1cm)中，采用静态顶空固相微萃取(headspace-solid phase microextraction，SPME)方法进行风味成分的提取。复合式Car/PDMS萃取头(涂膜厚75μm，涂层为Car/PDMS)插入密封的萃取瓶内，萃取头暴露在瓶内样品上部的顶空中，于50℃萃取40min。

1.3.4 风味成分鉴定

气谱条件参考笔者前期的研究[13]，稍作变动：毛细管柱为DB-5MS，柱长60m，内径0.3mm，膜厚1μm，涂层为多聚(二甲酯双氧基)多聚(1,4-双(二甲基硅氧烷基)次苯基)硅氧烷。载气为氦气，进样口温度为250℃，采用不分流进样模式，不分流时间为2min。柱流速为2mL/min，分流比为10:1，采用三阶段式程序升温，初始温度为40℃并保持1min，第一升温阶段从40℃至130℃，升温速率为5℃/min；第二阶段从130℃至200℃，升温速率为8℃/min；第三阶段从200℃至250℃，升温速率为12℃/min，并于250℃保留7min。质谱条件为：离子化方式为EI，发射电流为200μA，电子能量70eV，接口温度为250℃，离子源温度为200℃，质量扫描范围为m/z33～450，检测电压为350V。利用计算机比较样品和Mainlib、Nistdemo、Replib、Willey 4个标准谱库的质谱数据进行成分鉴定，以相似指数和反相似指数均大于800作为定性依据，以环己酮作为内标物进行定量。

1.3.5 质构特性的测定

采用TA.XT2型物性测定仪测定样品的硬度、弹性、凝聚性和咀嚼性。分别取各种加热处理的牛肉块，进一步切成大小为 10mm×10mm×20mm 的样品，室温条件下用物性测试仪进行测定。测试前速率为2mm/s，测试速率为1mm/s，测试后速率为1mm/s，触发力为5g，样品高度为20mm，压缩距离为10mm，测定间隔时间为5s，探头型号为P/50。TPA结果采用TPA-macro分析。每种样品测试均进行10次以上实验，结果取平均值。

参考杨宝进等[14]报道的加热离心法测定持水力方法对牦牛肉的持水力进行测定。

1.3.6 感官评定

参考Somboonpanyakul等[5]的方法。选取10人组成感官评定小组。采用双盲法对不同处理组牛肉感官进行嗜好性感官评定，样品采用3位随机数字编号，随机评定，评定分数采用1～10分制，每次评定由每个评定成员单独进行，相互不接触交流，样品评定之间用清水漱口。感官指标包括硬度(1＝非常软，10＝非常硬)，弹性(1＝无弹性，10＝弹性良好)，色泽(1＝颜色浅红泛白，10＝颜色红润)，风味(1＝令人厌恶，10＝非常令人愉快)和总体接受性(1＝不可接受，10＝接受性非常高)，各权重系数分别为0.2、0.3、0.2、0.15、0.15。

1.4 统计方法

本实验所有数据用SPSS 9.0统计软件进行分析。用单因素方差分析法(one-way analysis of variance)分析不同加热处理方式对牦牛肉风味和质地的影响，所有实验重复3次。

2 结果与分析

2.1 不同加热处理对牦牛肉风味组成影响

2.1.1 微波处理对牦牛肉风味的影响

牛肉的挥发成分种类及含量是衡量牛肉加热方法好坏的重要指标。鲜牛肉未经高温加热，其风味组成由92种化合物组成[5]，经微波加热处理后，风味化合物数量明显增加，达到137种，主要风味化合物见表1。微波加热处理的牦牛肉风味组成由脂肪烃、脂环烃、脂肪醛、脂肪酮、芳香烃、含硫化合物和脂肪醇组成，这些风味化合物的产生主要来源于脂肪的氧化[15]和美拉德反应[16]，且在微波处理时间为3min条件下，风味的产生主要来源于脂肪的氧化，当处理时间超过5min，美拉德反应产生的风味则逐渐增加。醛类是牛肉主要的特征风味，与新鲜牛肉相比，醛类化合物由5种增加至10种，特别是己醛的产生，其在总风味组分中含量达81.97μg/L。一般来说，醛类由不饱和脂肪酸在60℃氧化产生，醛类的香气阈值很低，微波加热处理得到的较高质量浓度壬醛、辛醛和庚醛赋予了牛肉愉快的甜香味和水果味，而这3种醛类则由油酸氧化生成[17]。由此可推测牦牛肉中含有较高含量的油酸等不饱和脂肪酸，也进一步说明牦牛肉不但风味佳，而且营养丰富。脂肪烃和脂环烃在牦牛肉风味组成中占的比例也较高(约10%)，虽然它们香气阈值较高，由于其含量较高，因此促进了牦牛肉肉味的产生[18]。酮类和醇类风味组分由高温条件下脂肪氧化产生，其赋予了牦牛肉甜香味[19]。芳香烃类风味组分虽然相对醛类含量来说很低(2.53μg/L)，由于香气阈值低，因此能对肉香味起到增效作用[20]。含硫化合物风味香气阈值也很低，能赋予牦牛肉似卷心菜的风味[21]。

表1 牦牛肉在微波处理条件下的主要风味成分Table 1 Major volatile compounds in microwave cooked yak meat

微波时间不同，对牛肉加热程度也不同，因而也会影响熟牛肉风味，牦牛肉经微波加热3、5、7min，产生的风味化合物发生了部分变化，特别是牦牛肉主要特征风味醛类化合物，不但种类发生了改变，而且某些醛类在全部风味组分中的比例也发生了变化，微波加热5min的醛类化合物不管在数量方面还是在全部风味组分中占的比例，都明显优于微波加热3min和7min (表1、2)。其次是脂肪烃和脂肪醇也优于微波加热3min和7min。壬醛、己醛、辛醛和庚醛作为牦牛肉主要特征风味醛类，在3种微波加热时间条件下都出现，但由于受热条件差异，它们在总风味当中占的比例存在差异，结果如表2所示，结果表明微波加热5min相对于微波加热3min产生的壬醛差异显著(P＜0.05)，但与微波加热7min产生的壬醛差异不显著(P＞0.05)。作为微波加热3种程度所形成的风味物质含量最高的己醛，微波加热时间对己醛含量的影响差异显著(P＜0.05)。其他如辛醛、庚醛、异丁烷、吡啶并[2,3-d]嘧啶和丙烯醇，微波加热时间对这些风味的形成差异显著(P＜0.05)。总体而言，微波加热5min产生的牦牛肉特征风味占总香气组分中的比例最高，说明此微波加热程度效果最佳。

表2 牦牛肉在微波处理条件下的主要风味成分变化(x－±s，n=3)Table 2 Changes of major volatile compounds in cooked yak meat during microwave heating (x－±s，n=3)

2.1.2 高压炖煮对牦牛肉风味的影响

牛肉采用高压炖煮是一种广泛应用的加工方法，获得熟牛肉风味化合物共计128种，低于微波加热处理，主要风味化合物如表3所示。脂肪烃、脂环烃、脂肪醛、脂肪酮、芳香烃、含硫化合物和脂肪醇组成炖牛肉风味，与微波加热处理方式相比，脂肪烃种类由14种减少至6种，脂环烃由17种减少至8种，脂肪醛类由10种减少至5种，脂肪酮由3种减少至1种，芳香烃、含硫化合物和脂肪醇都有所减少，这些差异可能原因在于高压炖煮牛肉与微波加热热传导方式不同，高压炖牛肉受热由外向里，且加热剧烈，造成肉表面的部分蛋白质很快分解成氨基酸而进入汤里，因此高压炖牛肉的汤味道鲜美，而熟肉风味因氨基酸的降低，美拉德反应产物降低，因此风味也减少，此过程脂肪氧化获得的风味组分比例相对较高，微波加热牛肉受热由里向外，加热过程中受热比较均匀，蛋白质分解产生的氨基酸和还原型糖元充分接触，因此美拉德反应比较剧烈，风味比较丰富。

表3 牦牛肉在高压炖煮条件下的主要风味成分Table 3 Major volatile compounds in stew cooked yak meat at high pressure

2.1.3 常压水煮对牦牛肉风味的影响

常压水煮牛肉是一种最为传统的加热方式，获得熟牦牛肉风味化合物共计125种，低于微波加热处理和高压炖煮，主要风味化合物如表4所示。脂肪烃、脂环烃、脂肪醛、芳香烃、含硫化合物和脂肪醇组成构成水煮牛肉风味，与微波加热处理方式相比，脂肪烃种类由14种减少至7种，脂环烃由17种减少至5种，醛类由10种减少至4种，芳香烃、含硫化合物和脂肪醇都有所减少，这些差异可能原因与2.1.2节相同，但由于在没有压力的条件下，参与脂肪氧化和美拉德反应的底物小分子接触机会降低，因此，与微波加热处理和高压炖煮相比，风味明显降低，为加热处理效果最差的一种。常压水煮牛肉作为传统的加热方式，已经历几千年的发展，此过程中，由于人们在烹饪时会添加其他的辅料和佐料，因而改变了香气组成模式，但作为牛肉风味形成研究，由于添加的辅料和佐料与肉中化合物相互反应，导致整个香气形成体系相当复杂，因此探明香气形成机理也非常困难，基于此，设计微波加热、高压炖煮和常温水煮处理牦牛肉时，除了添加少量的食盐促进牛肉本身香气形成，其他不添加任何的辅料和佐料。

2.2 不同加热处理对熟牦牛肉质构的影响

2.2.1 不同加热处理对熟牦牛肉硬度的影响

由表5可知，不同的热处理获得熟肉的硬度差异显著，其中常压水煮得到的熟牦牛肉硬度最大。一般来说，引起牛肉加热变硬的主要原因是，肌肉中胶原蛋白在65℃以上变性而产生收缩，导致肌纤维之间空隙减小，从而导致肉变硬。但不同的热处理，热量在肌肉中的转导方式也不一样，如水煮牛肉，热量由外向里转热，而微波处理牛肉受热非常均匀，在同样熟的程度下，水煮所消耗的能量比微波处理消耗的能量要高，因此对蛋白质的变性效果也存在差异，从而导致熟牛肉硬度各不相同，这也可从高压炖煮和常压水煮得到体现，对牛肉来说，两者处理热量都由外向里转热，但高压炖煮由于促进温度较高的水向里层扩散，加速了传热，因而硬度小于常压水煮。

2.2.2 不同加热处理对熟牦牛肉弹性的影响

肉的弹性一般由肉的水分、弹性蛋白、胶原蛋白和肌纤维的本身属性及相互作用引起的，当牛肉热处理方式不同，这些物质本身结构或者状态发生了改变，同时相互间的作用也发生变化，因而造成弹性也存在差异，由表5可知，微波处理弹性最好，高压炖煮和常温水煮弹性稍差。

表4 牦牛肉在常压水煮条件下的主要风味成分Table 4 Major volatile compounds in cooked yak meat at room temperature

表5 熟牦牛肉在不同加热条件下的质构变化(±s，n＝3)Table 5 Differences in texture characteristics among cooked yak meat with different heating treatments (±s，n＝3)

表5 熟牦牛肉在不同加热条件下的质构变化(±s，n＝3)Table 5 Differences in texture characteristics among cooked yak meat with different heating treatments (±s，n＝3)

注：同列字母不同表示差异显著(P＜0.05)。表6同。

加热方式 硬度/N 弹性/cm 黏聚性 胶着性/N 咀嚼性/(N·cm) 回复性/cm微波(5min) 512.15±17.93c 0.33±0.01c 0.75±0.03a 382.19±14.14c 127.76±4.73c 0.36±0.01b高压炖煮 1200.18±44.51b 0.52±0.02a 0.60±0.02b 724.31±28.25b 379.29±15.17b 0.21±0.01b常压水煮 3282.15±121.43a 0.41±0.02b 0.61±0.02b 1985.38±77.43a 813.07±32.52a 0.24±0.01b

2.2.3 不同加热处理对熟牦牛肉黏聚性和胶着性的影响肉的黏聚性和胶着性同样也与肉的水分、弹性蛋白、胶原蛋白和肌纤维的本身属性及相互作用相关，譬如蛋白质本身具有一定的凝胶特性，当牛肉经不同的热处理，造成对各组分，特别是对蛋白质的作用效果各异，因此，黏聚性和胶着性也存在差异，由表5可知，微波处理黏聚性最好，而常压水煮处理的胶着性最佳。

2.2.4 不同加热处理对熟牦牛肉咀嚼性和回复性的影响咀嚼性和回复性也同样能反映牛肉的质地，由表5可知，微波处理的熟牦牛肉在回复性方面，显著优于高压炖煮和常压水煮得到的熟牦牛肉，只是在咀嚼性方面比后两者存在一定的差异。

2.2.5 不同加热处理对熟牦牛肉持水力的影响

表7 牦牛肉在不同加热条件下的感官评定及总评分(±s，n＝3)Table 7 Sensory evaluation and overall scores of cooked yak meat with different heating treatments (±s，n＝3)

表7 牦牛肉在不同加热条件下的感官评定及总评分(±s，n＝3)Table 7 Sensory evaluation and overall scores of cooked yak meat with different heating treatments (±s，n＝3)

加热方式 硬度/N 弹性/cm 色泽 风味 总体接受性 总评分微波处理(5min) 5.22±0.21b 8.34±0.32b 8.54±0.31a 9.23±0.36a 9.52±0.37a 8.04高压炖煮 5.49±0.20b 9.21±0.29a 7.53±0.28b 8.07±0.32b 8.21±0.29b 7.81常压水煮 6.10±0.2a 8.48±0.31b 6.67±0.23c 6.54±0.24c 6.49±0.21c 7.06

表6 熟牦牛肉在不同加热条件下的持水力(±s，n＝3)Table 6 Water-holding capacity of cooked yak meat with different heating treatments (±s，n＝3)

表6 熟牦牛肉在不同加热条件下的持水力(±s，n＝3)Table 6 Water-holding capacity of cooked yak meat with different heating treatments (±s，n＝3)

处理方式 微波处理(5min) 高压炖煮 常压水煮持水力/% 15.63±0.34b 16.77±0.40a 17.21±0.43a

由表6可知，微波处理的持水力为15.63%，而高压炖煮和常压水煮的持水力分别为16.77%和17.21%，因此，微波处理的熟牦牛肉持水效果最佳。

综合硬度、弹性、黏聚性、胶着性、咀嚼性、回复性和持水性七大指标，可以得出微波处理得到的熟牦牛肉质地较佳。

2.3 不同加热处理对熟牦牛肉感官总分的影响

由表7可知，常温水煮的熟牦牛肉硬度显著高于微波处理和高压炖煮处理的熟牦牛肉，而弹性方面高压炖煮最优，色泽和风味方面微波处理感官评定最优，经过统计分析，微波处理总评分最高，结果与上述风味和质构分析的结果一致。

3 结 论

3.1 微波加热、高温炖煮和常压水煮加工牦牛肉，形成的熟牦牛肉风味化合物由脂肪烃、脂环烃、脂肪醛、脂肪酮、芳香烃、含硫化合物和脂肪醇组成，因醛类化合物在牛肉总体风味中占的比例最高，而且香气阈值较低，因此构成了熟牦牛肉特征风味。熟牦牛肉的风味化合物数量受到加热工艺的影响，其中微波加热形成的风味化合物数量最多，达到137种，而高压炖煮次之(133种)，常温水煮最差(128种)，对于醛类化合物形成，微波加热能达到10种，高压炖煮降低到5种，而常压水煮降低到4种。

3.2 采用微波加热、高温炖煮和常压水煮3种加热处理方式，对熟牦牛肉质地的影响也很明显，其中微波加热获得的熟牦牛肉硬度最低，弹性最高，持水力较强，说明微波加热获得的熟牦牛肉质感效果最佳，高温炖煮次之，常压水煮最差。

3.3 综合考虑熟牛肉的风味、质构和感官指标，可以得出微波加热处理的牦牛肉品质最佳。

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Effects of Different Heat Treatments on Flavor and Texture Characteristics of Cooked Yak Meat

LUO Zhang1,2，MA Mei-hu1,*，SUN Shu-guo1，JIN Guo-feng1，YU Mei-juan1，GUO Liang1，HUANG Qun1
(1. College of Food Science and Technology, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China ；2. College of Food Science, Tibet Agricultural and Animal Husbandry College, Linzhi 860000, China)

Tibet Zhongsa yak meat was used to explore the effects of different heat treatments including microwave heating,stew cooking at high pressure and cooking at room temperature on flavor and texture characteristics of yak meat. The results indicated that the types of volatile flavor components in cooked yak meat included aliphatic hydrocarbons, alicyclic hydrocarbons,aliphatic aldehydes, aliphatic ketones, aromatic hydrocarbons and aliphatic alcohols. The major volatile flavor components were aldehydes. Totally 137 volatile compounds were identified in microwave cooked yak meat, which was much more than those in stew cooked yak meat at high pressure (133) and cooked yak meat at room temperature (128). Ten aldehydes were found in microwave cooked yak meat, 5 in stew cooked yak meat at high pressure and 4 in cooked yak meat at room temperature. In addition, microwave heating could result in low hardness and high springiness of stew cooked yak meat. The quality of microwave cooked yak meat was the best as evaluated from the viewpoint of flavor, texture and sensory characteristics.

Zhongsa yak；flavor；microwave heating；texture characteristics

TS207.3

A

1002-6630(2012)15-0148-07

2012-03-21

罗章(1965—)，男，副教授，博士研究生，研究方向为畜产品加工及贮藏。E-mail：luozhang1759@sohu.com

*通信作者：马美湖(1957—)，男，教授，博士，研究方向为肉类蛋品科学。E-mail：mameihuhn@yahoo.com.cn