酸汤对酸汤牛肉特征风味及品质的影响

吴文燕，胡 萍,*，李 娟，王晓宇，冯丹丹，石媛媛，张 磊，蒋景竹，朱秋劲

（1.贵州大学酿酒与食品工程学院，贵州 贵阳 550025；2.贵州大学生命科学学院，贵州 贵阳 550025）

苗族、侗族酸汤是一种酸味醇厚、回味酸甜的传统发酵食品，其营养丰富、历史悠久，深受消费者喜爱。酸汤主要包括红酸汤和白酸汤，红酸汤以西红柿自然发酵而成，色泽鲜红、鲜香酸爽，含有丰富的有机酸、番茄红素等功能性物质，使酸汤具有抗氧化、防癌抗癌、增强免疫力等功效。白酸汤又叫米酸汤，是以米汤为原料自然发酵而成，颜色为乳白色，是夏天清热解暑的佳品。酸汤被广泛用于火锅底料、炒菜、烹饪、调味等，特别是作为肉和鱼类的烹饪调味料，越来越受消费者欢迎。目前，贵州酸汤产业已形成规模化发展态势。

酸汤牛肉采用苗族/侗族酸汤煮制而得，具有肉香酸爽、酸而不腻、营养丰富的特点。研究表明，酸汤主要含有乳酸、酒石酸、苹果酸、乙酸、柠檬酸和少量丁二酸等有机酸，乳酸、乙酸、柠檬酸等有嫩化和改善肉制品风味的作用。酸性腌制溶液中的乳酸、乙酸、柠檬酸均能降低肉的机械阻力，对肉品微观结构产生影响。有机酸和NaCl浸渍处理对肉类结缔组织和肉质特性影响显著。国内外均有通过含乳酸、乙酸、柠檬酸或果汁的酸性溶液改善肉嫩度的研究。肉制品加工中常通过有机酸处理改善肉制品风味。但是，苗族、侗族酸汤中的有效成分对牛肉理化变化和风味品质形成的影响尚不清楚，酸汤牛肉的风味特征尚不明确，因此，有必要对其进行系统研究。

本研究以牛肉为原料，探究酸汤（红酸汤、白酸汤、混合酸汤（红酸汤+白酸汤））煮制对牛肉感官品质、理化和风味品质影响，明确酸汤牛肉的风味特征以及酸汤对牛肉品质的影响，旨在为酸汤牛肉的工业化加工提供数据支撑，并为肉在加工过程中的嫩化提供创新思路。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

红酸汤、白酸汤由凯里市田园食品开发有限公司提供；牛里脊肉购于沃尔玛超市。

1.2 仪器与设备

PHS-3C pH计 上海仪电科学仪器股份有限公司；SFY-30水分测定仪 深圳冠亚水分仪科技有限公司；色差仪 深圳三恩时科技有限公司；GJ801多功能切片机佛山功匠电器科技有限公司；QY-01搅肉机 巧亿电器实业有限公司；不锈钢锅 海科特不锈钢制品厂；LQC10002电子天平 昆山优科维特电子科技有限公司；TMS-Pro型物性测定仪 美国FTC公司；1260高效液相色谱仪 美国安捷伦科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 样品制备

A组：水；B组：红酸汤；C组：白酸汤；D组：红酸汤∶白酸汤=1∶1（/），E组：红酸汤∶白酸汤=1∶2（/），F组：红酸汤∶白酸汤=2∶1（/），酸汤总体积均为200 mL，以上各组分别加200 mL水。

牛肉预处理及煮制：牛里脊肉预先去除表面筋膜和结缔组织，顺肌纤维切成肉片（4.0 cm×3.0 cm×1.0 cm）。按上述分组加入酸汤于锅中煮沸，牛肉约85 g沸水放入，煮制3 min，煮制完后立即进行感官评价及指标测定。以A组清水煮制牛肉为对照组。

1.3.2 有机酸含量测定

参考郑莎莎的方法稍作修改。色谱柱：SB-AQ-C（250 mm×4.6 mm，5.0 μm）；流动相：甲醇-KHPO（体积比5∶95，用磷酸调至pH 2.0）；进样量10 μL；流速0.8 mL/min；柱温35 ℃；紫外检测器波长210 nm。有机酸混合标准品高效液相色谱图如图1所示，标准曲线回归方程如表1所示。

图1 有机酸混合标准品高效液相色谱图Fig. 1 HPLC profile of mixed standard solution of organic acids

表1 有机酸标准曲线回归方程Table 1 Calibration curves for organic acid standards

1.3.3 pH值测定

参考Mcgeehin等的方法，稍作修改。将煮制好的牛肉用绞肉机绞成肉糜，称取2 g于锥形瓶中，并加入50 mL蒸馏水，搅拌均匀，静置30 min，插入pH计电极，待示数稳定后读数。

1.3.4 色泽测定

采用色差计对待测样品的亮度值（*）、红度值（*）、黄度值（*）进行测定，每次测定前用比色板对色差计进行校准。

1.3.5 剪切力测定

参照García-Segovia等的方法，稍作修改。将样品顺肌纤维方向切成3 cm×1.5 cm×1 cm的肉条，室温下用质构仪测定剪切力。探头型号P/BS，测前速率2 mm/s，测中速率2 mm/s，测后速率2 mm/s，每组重复8 次。

1.3.6 蒸煮损失率测定

参照王静帆等的方法，用纸吸取生肉样品表面水分后称质量（/g），经酸汤煮制后用纸吸附酸汤牛肉表面水分后冷却，称质量（/g），按下式计算蒸煮损失率：

1.3.7 水分含量测定

采用水分测定仪测定。

1.3.8 质构测定

参照Caine等的方法，稍作修改。将样品切成1.5 cm×1.5 cm×1 cm的肉块，使用质构仪室温下进行测定。TMS-75型探头，测前速率2 mm/s，测中速率2 mm/s，测后速率2 mm/s，压缩比40%，测定硬度、黏附性、内聚性、弹性、胶黏性、咀嚼度6个指标，每组重复6 次。

1.3.9 气相色谱-离子迁移谱（gas chromatography-ion mobility spectroscopy，GC-IMS）测定挥发性成分

称取5 g样品于20 mL顶空瓶中。色谱柱MXT-5（15 m×0.53 mm，1 μm），柱温60 ℃，进样体积500 μL，进样针温度65 ℃，孵育温度60 ℃，孵育时间15 min，孵化转速500 r/min，载气/漂移气N，IMS温度45 ℃，分析时间20 min。载气流量：0～2 min，2 mL/min；2～20 min，100 mL/min；漂移气流量150 mL/min。

1.3.10 感官评价

参照葛鑫禹和郑娇等的方法，稍有改动。评定小组由10 名食品专业人员组成，对样品进行随机编号，通过短期感官评定培训后依次对酸汤牛肉样品感官品质进行评分，评分标准见表2。

表2 酸汤牛肉感官评分标准Table 2 Criteria for sensory evaluation of beef in sour soup

1.4 数据处理

采用Excel 2010软件分析数据，SPSS 25.0软件进行显著性方差分析，＜0.05，差异显著，Origin 2018软件作图。采用Laboratory Analytical Viewer（LAV）和GC×IMS Library Search软件分析得出样品中挥发性有机物的差异谱图，利用NIST数据库和IMS数据库对挥发性有机物定性分析。除特殊说明外，每个指标测定均重复3 次。

2 结果与分析

2.1 酸汤中有机酸含量

由图2可知，红酸汤中有机酸含量高于白酸汤。红酸汤中含有乳酸、柠檬酸、乙酸、丁二酸、酒石酸、苹果酸、草酸。白酸汤中含有乳酸、柠檬酸、乙酸和丁二酸。红酸汤和白酸汤中均为乳酸含量最高，质量浓度分别为23.27、4.90 mg/mL，其次是柠檬酸，质量浓度分别为7.86、3.04 mg/mL。红酸汤中乳酸占优势地位，而白酸汤中乳酸与柠檬酸含量相差不大。

图2 酸汤中有机酸的含量Fig. 2 Contents of organic acids in sour soup

2.2 酸汤对牛肉pH值的影响

pH值直接影响肉的嫩度、保水性和货架期等，与牛肉感官品质等密切相关，是肉品质的重要指标之一。由图3可知，清水煮制牛肉和肉汤的pH值均较高，与对照组比较，经酸汤煮制的牛肉和肉汤pH值均显著降低（＜0.05），这是由于酸汤含有乳酸、酒石酸、苹果酸、乙酸、柠檬酸和丁二酸等有机酸。

图3 酸汤对牛肉和肉汤pH值的影响Fig. 3 Influence of sour soup on pH of beef and broth

2.3 酸汤对牛肉色泽的影响

如图4所示，与对照组比较，B组酸汤牛肉样品呈红褐色，其他4组酸汤牛肉样品颜色略有加深。加热导致的牛肉蛋白变性和酸汤颜色共同导致酸汤牛肉色泽变化。由表3可知，和对照组相比，5组酸汤处理组的值均显著降低（＜0.05）；其中，D组值较高，说明红酸汤与白酸汤混合（1∶1）能较好地保留牛肉。牛肉颜色越偏向红色，消费者的感官评价越好。6组样品的值依次为B组＞F组＞E组＞D组＞C组＞A组，说明红酸汤能显著提升牛肉，其次是混合酸汤，这可能与红酸汤由西红柿发酵有关，C～F组的显著低于B组，但组间无显著差异。6组样品的值依次为B组＞E组＞F组＞D组＞C组＞A组，说明红酸汤对牛肉值有较好的提升效果，其次是混合酸汤。以上分析结合感官评价结果得出：酸汤煮制牛肉能够改善牛肉色泽，其中红酸汤可以显著提高牛肉的和值，混合酸汤对牛肉的值提升效果较好。

图4 酸汤煮制牛肉颜色变化Fig. 4 Color change of beef cooked in sour soup

表3 酸汤对牛肉色泽的影响Table 3 Effect of sour soup on beef color

2.4 酸汤对牛肉剪切力、蒸煮损失率、水分含量的影响

肉的嫩度是衡量消费者购买意愿的重要影响因素之一。剪切力与肉嫩度呈反比。由表4可知，与对照组比较，经酸汤煮制后5组牛肉样品的剪切力和蒸煮损失率均显著降低，水分含量显著增加（＜0.05）。对照组的剪切力最高，显著高于其他组（＜0.05）。B、C组牛肉剪切力最小，显著低于其他组（＜0.05），B、C组之间剪切力无显著差异，说明红酸汤与白酸汤对牛肉均有嫩化作用。C组水分质量分数显著高于其他组，为65.06%；其次是B组，为64.36%。C组蒸煮损失率最低，为22.06%。说明相比清水煮制，白酸汤煮制可以较好地提高牛肉嫩度、水分含量，降低蒸煮损失率；其次是红酸汤。

表4 酸汤对牛肉剪切力、蒸煮损失率、水分含量的影响Table 4 Effect of sour soup on shear force, cooking loss and moisture content of beef

2.5 酸汤对牛肉质构的影响

质构特性是评价产品质量的重要参考依据。由表5可知，与对照组比较，经酸汤煮制的牛肉硬度、咀嚼性、胶黏性显著降低（＜0.05）。对照组的硬度、胶黏性、咀嚼性最高，分别为63.31 N、33.96 N和78.98 mJ；C组的硬度、胶黏性、咀嚼性最低，分别为42.30 N、19.59 N、48.04 mJ，且与其他组差异显著（＜0.05），说明白酸汤对牛肉的硬度和咀嚼性影响最大，这与白酸汤提高牛肉嫩度和水分含量的结果一致。C组、F组内聚性最低（0.51）。C组、D组黏附性最高（0.09 mJ），且与其他组差异显著（＜0.05）。酸汤和清水煮制牛肉间弹性变化不显著（＞0.05）。

表5 酸汤对牛肉质构的影响Table 5 Effect of sour soup on texture properties of beef

2.6 酸汤对牛肉风味的影响

2.6.1 酸汤牛肉样品挥发性风味物质的鉴定

如图5、6及表5所示，从5组样品中共鉴定出挥发性风味物质55种，包括26种单体（D）或二聚体（M）。其中，醛类22种、醇类12种、酮类10种、酸类4种、酯类4种、其他类3种，醛类化合物种类和含量均最多，醛类物质相对含量为40%。

图5 酸汤牛肉样品挥发性风味物质组分含量变化Fig. 5 Composition of volatile flavor components in samples of beef in sour soup

图6 酸汤牛肉样品特征风味物质IMS定性分析Fig. 6 Qualitative analysis of characteristic flavor compounds of beef in sour soup by IMS

表6 酸汤牛肉样品挥发性物质定性分析Table 6 Qualitative analysis of volatile substances in samples of beef in sour soup

2.6.2 酸汤牛肉样品挥发性风味物质指纹图谱

图7为酸汤（红酸汤、白酸汤、混合酸汤（红酸汤+白酸汤））牛肉样品中挥发性风味物质风味物质指纹图谱。每行代表一种酸汤牛肉样品选取的全部信号峰，进行3 次平行测定，每列代表同一挥发性风味物质在不同样品中的信号峰，亮度表示物质含量高低。与对照组比较，B组（a区域）中异戊醇、苯甲酸甲酯、苯甲醛（M）、苯甲醛（D）、环己酮、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-戊酮等含量明显增加；C组（b区域）中丙醇、2-甲基丁酸、丙酸、2-丁酮、3-戊酮、2-庚酮（M）、庚醛（D）、丙酮等含量明显增加；D、E、F组（c区域）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、丙酮等含量明显增加。B～F组中丙醇、2-甲基丁酸、丙酸、2-丁酮、3-戊酮等含量均较对照组明显增加，为酸汤煮制牛肉的共同特征性风味物质。B、D、E、F组中丁醛、6-甲基-5-庚烯-2-酮含量较对照组明显增加，在C组和对照组中含量较低。进一步对比分析发现（图8），与对照组相比，不同组酸汤牛肉样品的特征风味物质含量具有一定差异。B组中乳酸乙酯、丁醛、乙酸、2-甲基丙酸等含量高于其他组，可见乳酸乙酯、丁醛、乙酸、2-甲基丙酸等在红酸汤牛肉呈香过程中发挥重要作用。C组中丙醇、2-丁酮、3-戊酮、丙酸等含量高于其他组，D组中丙酮、6-甲基-5-庚烯-2-酮等含量高于其他组，F组中6-甲基-5-庚烯-2-酮等含量高于其他组。酸汤牛肉中特征挥发性风味物质较突出，主要有乳酸乙酯、丙酮、丙醇、2-丁酮、丁醛、3-戊酮和丙酸等。这些风味物质含量的提高，与牛肉中氨基酸、多肽、脂肪酸共同形成了酸汤牛肉独有的特征风味。

图7 酸汤牛肉样品特征风味物质指纹图谱对比Fig. 7 Comparison of fingerprints of characteristic flavor substances in samples of beef in sour soup

图8 酸汤牛肉样品特征风味中特征标记物Fig. 8 Characteristic flavor markers in samples of beef in sour soup

2.6.3 酸汤牛肉样品挥发性风味物质组分含量变化

由图9可知，对照组中醛类物质相对含量最高，其次是醇类和酮类物质。牛肉经酸汤煮制后，醛类物质相对含量减少，酮类、酯类和酸类物质相对含量增加。B、F组酯类和酸类物质增加较多，表明红酸汤比例越大，酯类物质相对含量增加较多；C、D、E组酮类物质相对含量增加较多。5组酸汤牛肉样品中，醛类物质中壬醛、辛烯醛、苯乙醛、辛醛、庚醛、3-甲基丁醛、己醛等含量明显减少（图7）；己醛具有鱼腥味和青草味，常与其他易挥发性物质相互作用，对不良气味有协同增效作用，3-甲基丁醛挥发性较强，在特定浓度时表现出腐臭味、汗臭味等刺激性气味。酯类物质中苯甲酸甲酯、乳酸乙酯含量明显增加，酯类物质阈值较低，对整体风味有较大影响。酮类物质中2-丁酮、3-戊酮、6-甲基-5-庚烯-2-酮含量明显增加；酮类物质可能通过脂肪氧化和美拉德反应产生，对肉香味的形成发挥重要作用，具有独特清香、花香、水果香等令人愉悦的风味，且酮类对腥味有减弱作用。酸类物质中丙酸、乙酸、2-甲基丙酸、2-甲基丁酸含量明显增加，可能是由于酸汤中含有乳酸、酒石酸、苹果酸、乙酸、柠檬酸和丁二酸等，使酸汤牛肉产生更柔和、纯厚的酸味。

图9 酸汤牛肉中挥发性风味物质相对含量变化Fig. 9 Variation in volatile flavor components in samples of beef in sour soup

2.6.4 酸汤牛肉样品挥发性风味物质主成分分析（principal component analysis，PCA）

对酸汤煮制牛肉样品的挥发性风味物质进行PCA和最邻近分析，如图10所示，PC1贡献率为63%，PC2贡献率为25%，累计贡献率为88%。对照组与其他样品距离非常远，说明对照样品中的挥发性物质与其他样品差异明显。B、F、D组样品距离较近，说明风味物质较相似，但仍有差异，说明酸汤牛肉与清水煮制牛肉存在明显聚类（图10、11）。使用GC-IMS技术结合PCA，可以对酸汤煮制和对照样品间的挥发性成分进行较好地判断和区分。

图10 酸汤牛肉样品PCAFig. 10 PCA analysis of samples of beef in sour soup

图11 酸汤牛肉样品的最邻近分析图Fig. 11 Nearest neighborhood analysis of samples of beef in sour soup

2.7 酸汤对牛肉感官的影响

如图12所示，5组酸汤牛肉样品的评分整体高于对照组。其中B组各项感官评分最高，可能是由于B组酯类和酸类物质相对含量较高，醛类物质相对含量较低，使牛肉赋予红酸汤香味，同时红酸汤煮制使牛肉具有良好色泽，从而改善牛肉的色泽和风味。说明添加酸汤煮制牛肉能够改善牛肉的整体风味、组织状态和色泽等。

图12 酸汤牛肉感官评定结果Fig. 12 Sensory evaluation results of beef in sour soup

3 结 论

通过测定酸汤牛肉感官品质、pH值、色泽、水分含量、蒸煮损失率、嫩度、质构特性等理化特性，并结合GC-IMS分析酸汤牛肉挥发性成分，构建酸汤牛肉特征风味指纹图谱，确定酸汤牛肉的特征风味物质及品质。与对照组比较，酸汤煮制可显著提高牛肉的嫩度和水分含量，降低牛肉蒸煮损失率、硬度、咀嚼性、胶黏性，改善牛肉的色泽和感官品质。白酸汤牛肉蒸煮损失率、硬度、胶黏性、咀嚼性最低、水分含量最高，红酸汤牛肉水分含量次之（＜0.05）。红酸汤牛肉与白酸汤牛肉嫩度无显著差异，红酸汤可以显著提高牛肉的*和*。混合酸汤对牛肉的*提升效果较好。酸汤煮制牛肉可降低醛类物质相对含量，增加酯类、酸类和酮类物质相对含量，其中，红酸汤牛肉中酯类和酸类物质相对含量较高，醛类物质相对含量较低，感官评分最高，口感风味最佳。红酸汤牛肉主要特征风味物质为乳酸乙酯、丁醛、乙酸、苯甲醛（D）、2-甲基丙酸等；白酸汤牛肉主要特征风味物质为丙醇、2-丁酮、3-戊酮、丙酸等；混合酸汤牛肉以酮类物质为主要特征风味物质；综上所述，酸汤可有效改善牛肉品质，形成独特风味，红酸汤是制作酸汤牛肉的适宜选择。研究结果为酸汤牛肉的加工及酸汤在肉类食品中的合理应用供理论参考，并为牛肉嫩化提供创新思路。