不同烤制方式制备羊肉串感官品质差异研究

吴泽熠 刘文营

1.北京师范大学附属实验中学 北京 100032

2.中国肉类食品综合研究中心 北京 100068

羊肉味甘性温，《本草纲目》中描述羊肉能暖中补虚，补中益气，开胃健身，益肾气，养胆明目，治虚劳寒冷和五劳七伤的作用[1]。羊肉是最为重要的动物蛋白质来源之一，由羊肉制备的美食也深受消费者喜爱，诸如烤包子、羊肉抓饭、涮羊肉和烤羊肉串等，均是我国地方饮食文化的重要载体[2]。

食用羊肉串在我国具有广泛的群众基础，羊肉串消费对丰富人们的物质和精神生活均具有巨大的积极作用，然而因烤制羊肉串带来的空气污染问题备受诟病[3]，这就导致很多烧烤摊要么被取缔[4，5]，要么采取新的加工方式，产业发展严重受阻。目前，除炭烤外，中红外烤制、欧姆加热烤制等是近年来逐渐发展起来的新型加工方式，为消费者提供了更多的选择机会，且电热法、微波加热和过热蒸汽烤制羊肉的非挥发性和挥发性化合物数量与传统炭烤相似，且电烤法制备的产品具有更多的非挥发性化合物和更高的鲜味[6]。影响肉制品品质的因素众多，动物的饲养、屠宰、贮藏环境和加工方式等均会对其品质产生明显的影响[7]。在对肉制品品质分析时，人们除了将灰分、蛋白质含量、脂肪酸组分、还原糖及矿物质组分等作为参考依据外[8]，还将肉制品的色泽、滋味和风味等感官品质作为重点。鉴于不同烤制方式加工羊肉串的品质差异尚不明确，本文对传统炭烤、欧姆加热(烤箱、电饼铛)和中红外烤制羊肉串的颜色、游离氨基酸组分、主体风味特征、主体风味线性判别、主体滋味特征、滋味和苯并[α]芘含量进行了比较分析，以期为羊肉串加工、消费者选择和产业发展提供理论参考。

1 原材料、试剂、仪器、设备与实验方法

1.1 原材料、试剂

羊肉(通脊)购自北京穆森伟业清真食品有限责任公司。

甲苯、盐酸、乙腈、氢氧化钠、正己烷、二氯甲烷、乙醇、分析纯，国药集团化学试剂有限公司；

茚三酮显色液(货号：299-70501)，日本和光纯药工业株式会社；

氯化钾、30mmol/L、3.33mol/L、酒石酸溶液、0.3mmol/L、饱和AgCl溶液、正极清洗液、负极清洗液，日本Insent公司。

1.2 仪器、设备

分光测色计CR-400，柯尼卡美能达投资有限公司；

电子鼻PEN3，德国Airsense公司；

天平BSA822-CW，赛多利斯科学仪器有限公司；

纯水机Cascada BIO，美国Pall公司；

超细匀浆器F6/10-10G，上海Fluko流体机械制造有限公司；

味觉分析系统TS5000Z，日本Insent公司；

高速全自动氨基酸分析仪L-8900，日本日立公司；

红外加热设备，自制；

电饼铛LR-238B，北京利仁科技股份有限公司；

烤箱T0-1000Y，日本日立公司；

高效液相色谱仪Waters 2695，沃特世科技(上海)有限公司。

1.3 方法

1.3.1 羊肉串烤制

选取15名消费者进行熟制程度分析；按照消费者默认的烤制轻度(较嫩)、中度(适中)和重度(过熟，轻微焦糊)加工产品，每组15个样品。

1.3.2 羊肉颜色信息分析

参考TURCU RP[9](2021)等，刘文营[10](2018)等方法，通过测定羊肉颜色的三刺激值(X、Y、Z)，进行羊肉亮度(L*)、红度(a*)和黄度(b*)值计算。分光测色计矫正时标准白板为D65，可见角度为2°，信息采集孔孔径为8mm。羊肉亮度(L*)、红度(a*)和黄度(b*)计算公式分别如下：

L*=116(Y/Y0)1/3-16

(1)

a*=500[(X/X0)1/3-(Y/Y0)1/3]

(Y/Y0>0.01)

(2)

b*=200[(Y/Y0)1/3-(Z/Z0)1/3]

(3)

1.3.3 羊肉串主体风味主成分分析(Principal Component Analysis，PCA)和线性判别分析(Linear Discriminant Analysis，LDA)

参考刘文营[10](2018)等方法，于25℃条件下，取2g混合均匀的碎羊肉串样品于50℃水浴恒温1min，然后上机检测，每组样品做5个平行，选取70s时采集的稳定数据进行分析。电子鼻传感器阵列及对应响应物质见图1。

图1 电子鼻传感器阵列及对应响应物质

1.3.4 羊肉串游离氨基酸组分分析

参考KIM DB[11](2021)等方法，采用氨基酸自动分析仪进行氨基酸组分分析。

1.3.5 羊肉串滋味特征及差异分析

参考LESTARI LA[12](2021)等方法，取20.0g混合熟制羊肉样品，加入纯水(1∶5，v∶v)后均质混匀(10 000r/min，1min)，离心(8 000r/min，5min)后过滤取50mL上清液测试，每组样品做3次平行。

1.3.6 羊肉串苯并[α]芘含量测定

参照YANG JY[13](2019)等方法，采用高效液相色谱法进行苯并[α]芘含量测定。

1.4 数据处理

羊肉串颜色共进行15次测试，风味主成分和线性判别进行5次测定，其它实验均进行3次实验，采用excel进行平均值和标准差计算，结果标记为：平均值±标准差；风味主成分分析(principal component analysis，PCA)和线性判别分析(linear discriminant analysis，LDA)采用电子鼻Winmuster软件进行分析，以85%作为是否具有显著特征或区别的临界值。

2 结果与分析

2.1 不同烤制方式羊肉串的烤制时间

不同烤制方式羊肉串烤制时间见表1所示。

表1 羊肉串烤制时间

所有样品均随着烤制成熟度增加烤制时间显著延长(p<0.05)。对于不同烤制程度样品，轻度产品加工时间由长至短依次为炭烤、中红外、烤箱和电饼铛，且相互之间具有显著性差异(p<0.05)；中度产品加工时间由长至短依次为炭烤、烤箱、中红外和电饼铛，且相互之间具有显著性差异(p<0.05)；重度产品加工时间由长至短依次为烤箱、炭烤、中红外和电饼铛，且相互之间具有显著性差异(p<0.05)。即，炭烤加工普遍需要较长的时间，电饼铛烤制需要的时间较短，烤箱和中红外烤制的时间居中。相较于传统的炭烤加工方式，中红外烤制和电饼铛烤制需要的时间较短，与采用红外辅助欧姆加热烹制肉丸的结果相似[14]。

肉制品烹调时间对蛋白质变性有着明显影响，会导致不同程度的肌肉收缩和汁液损失[15,16]，同时对肉制品风味有着明显影响[17]，因烹制方式导致加工温度差异也会对肉制品感官品质有着显著影响[18]。

2.2 不同烤制方式羊肉串的颜色

颜色是肉制品重要的感官属性，直接影响到消费者的购买欲望和再次购买意愿[19]，研究者也试图采用不同途径来提升肉制品的色泽[20]。不同烤制方式制备羊肉串的亮度(L*)值、红度(a*)值和黄度(b*)值见表2所示，羊肉串L*、a*和b*值均呈现为随烤制程度增加而降低的趋势。

表2 羊肉串的颜色差异

烤箱烤制轻度、中度样品、电饼铛烤制轻度、中度样品具有较高的L*值，炭烤样品L*值均处于较低的水平；所有轻度烤制样品a*值差异不显著(p>0.05)，中红外、炭烤、烤箱和电饼铛烤制中度产品的a*值依次降低，而烤箱、中红外、电饼铛和炭烤重度样品的a*值依次降低；同一烤制方式不同烤制程度样品的b*值没有显著差异(p>0.05)，除炭烤中度样品b*值较低(p>0.05)，炭烤重度样品b*值次之外，其它样品之间均无显著性差异(p>0.05)。红外辅助欧姆加热制备产品具有更好的颜色外观[14]，本文中红外制备产品颜色值均高于相应电饼铛制备产品，而对于烤制中度产品，中红外烤制中度产品红度值也优于烤箱烤制产品。在低脂Inegol肉丸加工过程中，与烧烤加工相比，欧姆加热产品的外表更为鲜亮，质构也更为坚硬[21]，文中欧姆加热(烤箱、电饼铛)制备产品的颜色值也普遍优于炭烤样品。

即，烤箱烤制和电饼铛烤制轻度、中度产品具有较高的L*值，中红外烤制和电饼铛烤制重度产品具有较高的L*值；烤制轻度产品a*值差异不显著，中红外烤制中度a*值较高，中红外烤制和烤箱烤制重度a*值较高。烤制程度增加会导致L*和a*值降低，但对b*值没有明显影响。

2.3 不同烤制方式羊肉串的主体风味差异和相似度

肉制品风味受多种因素影响，如肉的厚度和煎制温度不同产品具有明显差异的烧烤味、果香和坚果香等风味特征[16]。不同烤制方式和程度羊肉串风味主成分差异见图2(a)所示，线性判别见图2(b)所示。

图2 不同烤制方式和程度羊肉串的风味主成分差异和线性判别分析

样品在PC1和PC2方向上的方差贡献率为82.23%，小于85%，在LD1和LD2方向上的方差贡献率为69.74%，也小于85%，说明不同烤制方式制备的羊肉串主体风味特征不明显，且部分样品较为相似。

由表3可知，采用电饼铛烤制的轻度样品和重度样品主体风味特征极为相似，无法进行区分；其它样品中，除烤箱烤制重度样品和炭烤轻度烤制样品具有完全独立的主体风味特征外，其他样品均与部分样品有着一定的相似性。具体为：炭烤中度羊肉串与中红外烤制重度、烤箱烤制轻度羊肉串风味较为相似，炭烤重度羊肉串与电饼铛烤制、中红外烤制轻度、中红外烤制重度和烤箱烤制中度产品较为相似。

表3 不同烤制方式和程度羊肉串的判别力

开展不同质量或加工方式制备产品的食用和感官差异分析，能够为产品的最适宜加工，尤其是潜在消费者的开发，提供科学参考，诸如雪松提取物对腊肉品质的影响[22]、加工工艺对火鸡胸肉产品感官特性的影响[23]、不同发酵菌剂对色拉米香肠品质的影响[24]。

2.4 不同烤制方式羊肉串的滋味及差异分析

不同烤制方式和程度羊肉串的滋味主成分见图3所示。

图3 不同烤制方式和程度羊肉串的味觉差异

主体滋味特征在PC1和PC2方向上的总方差贡献率为98.95%，参照2.3结果，即各产品尽管在主体风味上存在一定的相似性，但均具有不同的滋味特征。且由表4可知，各产品除丰富度(浓郁程度)、咸味没有显著性差异外，酸味、苦味、涩味、苦味回味、涩味回味和鲜味值均有不同程度的差异。

表4 不同烤制方式和程度羊肉串的味觉差异

肉制品滋味受肉产品制备工艺[25]、原料品质差异[26]影响，能够通过电化学传感器进行检测，且化学数据和感官评估具有较高的关联度[27]。对于羊肉糜样品，采用欧姆加热制备的产品具有更高的鲜味值[28]；而对于羊肉串，相比于炭烤加工，其它烤制重度产品鲜味值显著较高(p<0.05)，烤制中度羊肉串鲜味值均低于炭烤样品，烤制轻度样品中除烤箱烤制鲜味值高于炭烤外，其它样品均低于炭烤样品。

2.5 不同烤制方式羊肉串游离氨基酸组分

不同烤制方式不同程度羊肉串游离氨基酸组分见表5。

表5 不同烤制方式不同程度羊肉串游离氨基酸组分

表5 不同烤制方式不同程度羊肉串游离氨基酸组分(续表1)

表5 不同烤制方式不同程度羊肉串游离氨基酸组分(续表2)

肉制品加工方式差异会导致产品具有不同的理化属性，如对于蒸煮、微波和烧烤制备的牛肉产品，烧烤加工具有较高的氨基酸保留，尤其是亮氨酸等[29]。由2.4可知，不同烤制方式和程度羊肉串具有明显不同的滋味特征，游离氨基酸组分是滋味呈现的重要载体，不同烤制方式和程度羊肉串游离氨基酸组分见表5所示，游离氨基酸总量总体呈现为随着烤制程度的增加而增加的趋势，其中烤箱烤制重度羊肉串、电饼铛烤制重度羊肉串有着最高的游离氨基酸含量，即烤制时间越长越有滋味，也符合部分消费者对滋味特征追求的现状。

与炭烤烤制相比，尽管中红外烤制的游离氨基酸含量会有所降低，但电饼铛烤制和烤箱烤制游离氨基酸含量明显增加。

2.6 不同烤制方式羊肉串苯并[α]芘含量

苯并[α]芘是多环芳烃中具有明显致癌作用的有机化合物，普遍存在于高温加工的食品[30]。羊肉串苯并[α]芘含量见表6所示，采用的4种烤制方式中，只在炭烤烤制样品检测到了苯并[α]芘。苯并[α]芘是油脂在高温下产生的一类致癌物质，广泛存在于各种油炸制品中[31]，进行苯并[α]芘、杂环胺等有害物生成的控制也是炭烤羊肉串安全品质提升的重要研究方向[32,33]。即采用烤箱、电饼铛和中红外烤制的样品具有较高的安全性。

表6 不同制备方法羊肉串苯并芘含量

炭烤加工过程中滴落在炭火上油脂的不完全燃烧加剧了苯并芘的生成，而通过改进烤制工具，以及在五花肉腌制过程中添加茶叶，均能够有效抑制苯并芘的生成，且巴拉圭茶的抑制效果优于绿茶[33]；而对于其它肉制品，如将苹果皮多酚添加到烤牛肉饼中，也有效抑制了杂环胺有害物的生成[34]。

3 结论

羊肉串烤制方式不同，以及烤制程度差异，需要不同的加工时间，烤制轻度和中度样品中，炭烤烤制需要的时间最长(轻度5.14±0.14s，中度7.40±0.10s)(p<0.05)；烤制重度样品中，烤箱烤制需要的时间最长(9.60±0.12s)(p<0.05)；电饼铛烤制羊肉串需要的时间均最短(轻度0.84±0.11s，中度2.10±0.18s，重度3.12±0.13s)(p<0.05)。

烤制工艺不同，产品具有不同的颜色、风味特征、滋味特征和游离氨基酸组分，烤制时间延长导致亮度和红度总体呈现为降低的趋势，但对产品黄度之间的差异较小(p>0.05)；各组产品在风味特征上不能全部进行有效区分(总方差贡献率<85%)，但是各组产品均具有独特的滋味特征(总方差贡献率>85%)，能够通过滋味进行不同产品的区分。

4种烤制方法，烤制轻度样品中饼铛烤制样品游离氨基酸总量含量最低(p<0.05)、炭烤烤制含量最高(p<0.05)，烤制中度样品中红外烤制样品游离氨基酸总量含量最低(p<0.05)、炭烤和饼铛烤制含量较高，烤制重度样品中红外烤制样品游离氨基酸总量含量最低(p<0.05)、烤箱和饼铛烤制含量较高；4种加工方式中，只在炭烤烤制羊肉串中检测到了苯并[α]芘(轻度0.80±0.02μg/kg，中度0.99±0.12μg/kg，重度2.71±0.29μg/kg)，说明其它烤制方式具有较高的安全性。

欧姆加热烤制羊肉串具有替代传统炭烤的潜力，表现在烤制时间更短、游离氨基酸含量更高、有害物含量更低、颜色值更高；中红外辐射加热也具有替代传统炭烤的潜力，表现在有害物含量更低、颜色值更高、烤制时间更短。但烤制方式和程度不同，也造成滋味特征和主体风味特征存在较大分散性，结合消费者感官评价，进行不同烤制方式羊肉串品质的差异性分析是下一步开展研究的方向，结果将为羊肉串的加工、品质评价提供理论参考。