热加工工艺对调理里脊肉色泽和质构特性的影响

昝博文，白婷，唐丽，翁德晖，张佳敏，王卫*,张崟

(1.成都大学肉类加工四川省重点实验室，成都 610106;2.四川高金实业集团股份有限公司，四川 遂宁 629000)

肉类菜肴工业化是将传统家庭式肉类菜肴的原辅料选择、调味配方和烹饪工序进行标准化工业加工的过程[1]，通常以包装或散装形式在-18 ℃或4 ℃以下冷藏或常温条件下贮藏、运输、销售，消费者可经过简单的热处理后或直接食用[2]。加工中通常需要先将整块肉切成肉丝、肉片或肉丁，经加热处理后再与调味料混合调制成品，其中肉丝(丁)是最常用的一种，如里脊肉、酱肉丝、鱼香肉丝、青椒肉丝、宫保鸡丁等。热处理是熟制肉类菜肴加工中必不可少的环节，不同的热加工工艺对产品质量产生重大影响[3]，为了保持传统风味和口感，热加工工艺的标准化和工业化及其对产品质量的影响是肉类菜肴研究的主要方向。

热加工工艺会影响肉类产品的营养价值、稠度、颜色、气味和味道[4]，可以提高肉的可食性和消化性[5]，也是保证食品微生物安全性的主要途径[6]。传统的热加工工艺主要有蒸制、煮制、炸制和炒制[7]，蒸煮可导致肉制品的肌肉收缩，且温度越高变化越大，较高的烹饪温度会导致蛋白质体积损失和变性更多，这些体积变化也可能是早期温度下胶原蛋白收缩的结果，导致纤维的横向和纵向收缩[8]。闫寒等[9]通过对比两段式加热牛排发现，经过低温慢煮两段式加热后的牛排在烹饪损失、剪切力和红度值上显著优于单次煎制的牛排。Ko等[10]采用低温-短高温两步加热烤牛肉的研究结果表明，两步加热可以保持肉质的鲜嫩。

本文考察了煮制、蒸制、油炸和炒制工艺下每升高10 ℃对调理里脊肉失重率(烹饪损失)、色泽和质构的影响，探究了不同热加工工艺下的最适参数，并对产品特性进行了分析，为里脊类调理肉制品的工艺优化和选择提供了参考。

1 材料与设备

1.1 原辅料和试剂

冻猪里脊肉：遂宁高金食品有限公司。

1.2 仪器与设备

HY-DGJD低温高湿解冻机 山东华誉机械设备有限公司；WZP-331夹层锅 诸城市时顺机械有限公司；BQPJ-I台式切片机、BYZG-20油炸机、BJCG-200搅拌炒锅、BZZT-IV-150蒸煮桶 嘉兴艾博实业股份有限公司；TA-XT Plus质构仪 英国Stable Micro Systems有限公司；CR-400色差计 柯尼卡美能达(中国)投资有限公司；GY-2B-6202真空包装机 江西赣云食品机械有限公司。

1.3 加工工艺及操作要点

1.3.1 调理里脊肉加工工艺流程

原料→预处理→切块→热加工(煮、蒸、炸、炒)→冷却→真空包装(0～4 ℃贮藏)。

1.3.2 操作要点

1.3.2.1 预处理

冻肉在冷藏间(0～4 ℃)解冻，快速沥干，以免肉中水溶性营养成分流失。

1.3.2.2 切块

将预处理后的里脊肉沿肌纤维方向切成2 cm×1 cm×1 cm的肉样。

1.3.2.3 热加工

采用煮、蒸、炸、炒4种加工方式处理样品，具体实验条件见1.4试验设置。

1.3.2.4 冷却、包装

热加工后的样品经冷却后，真空包装于0～4 ℃温度下贮藏。

1.4 试验设置

根据加工方式不同，考察以下 4种加工方式下处理组的产品色泽和质构特性。

1.4.1 煮制工艺

A1为煮制温度80 ℃；A2为煮制温度90 ℃；A3为煮制温度100 ℃。

1.4.2 蒸制工艺

B1为蒸制温度80 ℃；B2为蒸制温度90 ℃；B3为蒸制温度100 ℃。

1.4.3 油炸工艺

C1为油炸温度160 ℃；C2为油炸温度170 ℃；C3为油炸温度180 ℃。

1.4.4 炒制工艺

D1为炒制温度160 ℃；D2为炒制温度170 ℃；D3为炒制温度180 ℃。

1.5 测定指标及方法

1.5.1 失重率(烹饪损失)

用吸水滤纸吸干表面水分，称重m1，经热处理后的肉样冷却，用吸水滤纸吸干表面水分，称重m2。每组样品测定3次平行，计算公式如下：

(1)

式中：CL为失重率(烹饪损失)，%；m1为烹饪前质量，g；m2为烹饪后质量，g。

1.5.2 色泽

采用CR-400色差仪测定，其中 L*、a*和b*分别代表亮度值、红度值和黄度值。

1.5.3 质构特性

使用TA-XT Plus质构仪，采用质地多面剖析法(texture profile analysis，TPA)进行测定。测定条件：探头型号P/36R，测前速度1.00 mm/s，测中速度2.00 mm/s，测后速度5.00 mm/s，形变70%，测试环境为常温。测定硬度和咀嚼性，每组样品平行测定3次。

1.5.4 数据分析

采用SPSS 24进行数据方差分析，Origin 2018进行数据趋势分析。

2 结果与讨论

2.1 煮制工艺对调理里脊肉色泽和质构特性的影响

2.1.1 煮制工艺对调理里脊肉失重率(烹饪损失)的影响

不同煮制温度下调理里脊肉的失重率见图1。

图1 煮制工艺对调理里脊肉失重率的影响Fig.1 Effect of boiling process on the weight loss rate of prepared tenderloin

由图1可知，不同温度下的失重率随时间的延长均呈先增加后平稳的趋势，且3组失重率为80 ℃<90 ℃<100 ℃，说明温度越高，失重率越大，主要是因为高温介质具有更高的热量，能产生更强的热驱动力，使样品中水分减少更快[11]。煮制温度为80，90，100 ℃时对应的平衡时间分别为50，40，30 min，此时对应的失重率分别为39.85%、41.60%、42.00%，说明煮制温度越高，达到平衡点的时间越短。当煮制温度为80 ℃，煮制时间为50 min时，失重率最低，其次是煮制温度90 ℃，煮制时间40 min和煮制温度100 ℃，煮制时间30 min。

2.1.2 煮制工艺对调理里脊肉色泽的影响

不同煮制温度下调理里脊肉色泽的变化见图2。

图2 煮制工艺对调理里脊肉色泽的影响Fig.2 Effect of boiling process on the color of prepared tenderloin

由图2可知，随时间的延长，调理肉的L*和b*上升并趋于稳定，在0～20 min时间段快速上升达到平衡点，b*的变化主要与脂质氧化有关，原料里脊肉中脂质含量为4.10%，在煮制工艺中脂质氧化造成b*上升[12]。a*随时间的延长先降低后趋于稳定，并在0～20 min急剧下降至平衡点，这是由于a*主要与肌红蛋白的含量相关[13]，煮制过程中血红蛋白流失，肌红蛋白在氧气的作用下转化为褐色的高铁肌红蛋白。

不同温度下a*无明显差异(P>0.05)，说明不同煮制条件对色泽的差异不明显，但0～20 min是调理肉色泽快速变化的阶段。

2.1.3 煮制工艺对调理里脊肉质构特性的影响

不同煮制温度下调理里脊肉硬度和咀嚼性的变化见图3。

由图3可知，随时间延长，不同温度(80，90，100 ℃)下硬度和咀嚼性均呈增长趋势。硬度和咀嚼性在40 min后增长速度减慢，且在20～60 min的总变化量不超过0.2。结合图1可知，硬度、咀嚼性与水分含量呈非线性负相关，与Serra等[14]的研究结果相似。在90 ℃条件下煮制30 min，失重率为38.80%，水分含量按照新鲜猪里脊肉水分含量不超过77.00%计算，为38.20%，此时硬度处于急剧上升阶段，与陈利忠[15]在牛肉干工艺及产品特性的研究实验中指出的当水分含量低于40.00%时，随水分含量降低牛肉干的硬度迅速增大的结果一致。80 ℃后烹饪会导致硬度下降，水分的流失是蛋白质变性的结果，导致肉的质地发生变化[16]。

综上，煮制温度为80，90，100 ℃时，蒸煮损失适宜时间分别是50，40，30 min，此时的蒸煮损失率分别为39.85%、41.60%、42.00%。调理肉色泽在0～20 min变化明显，之后趋于平缓，亮度值在70左右，红度值在6左右，黄度值在18左右。质构选择煮制时间40 min较为适宜，80 ℃条件下硬度值为4393.09 g，咀嚼性为2606.68；90 ℃条件下硬度值为4569.26 g，咀嚼性为2564.02；100 ℃条件下硬度值为4960.04 g，咀嚼性为2867.06。因此，选择煮制温度90 ℃、煮制时间40 min为最适煮制工艺。

2.2 蒸制工艺对调理肉色泽和质构特性的影响

2.2.1 蒸制工艺对调理里脊肉失重率(烹饪损失)的影响

不同蒸制温度下调理里脊肉的失重率见图4。

图4 蒸制工艺对调理里脊肉失重率的影响Fig.4 Effect of steaming process on the weight loss rate of perpared tenderloin

由图4可知，不同蒸制温度下，随加热时间的延长，调理里脊肉的失重率均呈先增加后趋于平稳的趋势，且随着蒸制温度的升高而加快，与煮制工艺相比，蒸制工艺的失重率整体较小，这可能与液体离子浓度的渗透作用相关。

不同温度达到的平衡点均在37.00%左右，实验以失水率37.00%为终点。实验结果说明温度越高，达到平衡点的时间越短，蒸制温度为80，90，100 ℃时，热加工时间分别为50，40，30 min。温度升高加速分子运动，水分子迁移、蛋白质和脂质氧化等物理化学反应加快。

2.2.2 蒸制工艺对调理里脊肉色泽的影响

不同蒸制温度下调理里脊肉色泽的变化见图5。

图5 蒸制工艺对调理里脊肉色泽的影响Fig.5 Effect of steaming process on the color of prepared tenderloin

由图5可知，随着时间的延长，不同温度条件下L*与b*均呈先增加后平稳的状态并且无明显差异(P>0.05)，说明蒸制温度对L*和b*无影响。随着时间的延长，不同温度下调理里脊肉的a*呈现下降趋势，90 ℃和100 ℃对应的a*无明显差异(P>0.05)，80 ℃对应的a*较低，40 min后再次呈现下降趋势。a*的变化主要与肌红蛋白相关，肌红蛋白遇氧易生成氧合肌红蛋白，之后被氧化成高铁肌红蛋白，使a*减小并趋于稳定[17]。80 ℃对应的a*较低是因为80 ℃蒸制工艺产生的水蒸气较其他两个温度少，增加了肌红蛋白与氧气结合的几率，a*下降严重[18]。

2.2.3 蒸制工艺对调理里脊肉质构特性的影响

不同蒸制温度下调理里脊肉硬度和咀嚼性的变化见图6。

图6 蒸制工艺对调理里脊肉质构特性的影响Fig.6 Effect of steaming process on the texture properties of prepared tenderloin

由图6可知，随着时间的延长，不同温度(80，90，100 ℃)下硬度和咀嚼性均呈现增长趋势。随着时间的延长，硬度始终呈上升趋势，40 min后不同温度下的硬度逐渐接近；咀嚼性在40 min前上升速度较快，40 min后上升速度减缓。结合图4蒸制工艺对调理肉失重率的影响，可知这一研究趋势与张立彦等[19]的研究结果一致。水分含量在45%以下时，脱水程度对肉制品硬度的影响较大，这一变化趋势与高媛[20]的研究结果有类似之处，80 ℃后剪切力基本保持稳定，同肌原纤维蛋白的热变形有关。

综上，蒸制温度为80，90，100 ℃时，蒸煮损失适宜时间分别是50，40，30 min，此时的蒸煮损失率分别为36.60%、37.00%、37.20%。调理里脊肉色泽在0～20 min变化明显，之后逐渐趋于平缓，亮度值在74左右，a*在10左右，b*在20左右。质构选择蒸制时间40 min较为适宜，80 ℃条件下硬度值为4019.18 g，咀嚼性为2765.42；90 ℃条件下硬度值为4126.52 g，咀嚼性为2876.01；100 ℃条件下硬度值为4281.53 g，咀嚼性为2908.34。因此，选择蒸制温度90 ℃、蒸制时间40 min为最适蒸制工艺。

2.3 油炸工艺对调理里脊肉色泽和质构特性的影响

2.3.1 油炸工艺对调理里脊肉失重率(烹饪损失)的影响

不同油炸温度下调理里脊肉的失重率见图7。

图7 油炸工艺对调理里脊肉失重率的影响Fig.7 Effect of frying process on the weight loss rate of prepared tenderloin

由图7可知，不同油炸温度(160，170，180 ℃)下调理里脊肉的失重率随油炸时间的延长都呈先增加后趋于平稳的趋势，油炸时间50 s时达到平稳点，分别为22.89%、23.30%、24.47%，这是因为在加热过程中，肌肉蛋白质变性，发生结构变化，蛋白疏水性增加，导致持水力下降，因此失水率增加[21]。当油炸时间达到50 s后，肉表面已经完全变性，变性部分的水分流失减少，同时变性蛋白质分子在表面和纤维间凝聚，水分向表面迁移，使得油炸后期调理肉的失重率变化速度趋于平缓[22]。

2.3.2 油炸工艺对调理里脊肉色泽的影响

不同油炸温度下调理里脊肉的色泽变化见图8，颜色是表征肉品烹饪成熟的品质因子，在加热过程中会经历白化阶段和褐变阶段，白化主要是血红蛋白和肌红蛋白的变性以及类胡萝卜素的氧化引起的，褐变主要由美拉德反应产物的积累引起[23]。

图8 油炸工艺对调理里脊肉色泽的影响Fig.8 Effect of frying process on the color of prepared tenderloin

由图8可知，160 ℃条件下，调理里脊肉的L*呈先升高后降低，再升高又降低的趋势；170 ℃条件下的L*在40 s以后下降；180 ℃条件下先升高后降低并于40 s达到最高峰。肉的颜色主要由肌红蛋白和血红蛋白共同决定，其中最重要的因素是肌红蛋白[24]。不同温度条件下a*和b*都趋于平缓，160 ℃和170 ℃条件下的a*在50 s后有下降趋势，160 ℃和180 ℃条件下的b*在50 s后有下降趋势。实验中发现同一块肉相邻部分的色差值相差很大，因为同一块肉相邻部分的肌红蛋白含量可能相差数百倍，形成这种现象的原因目前很难解释[25]。因此，油炸温度180 ℃、油炸时间40 s时具有最优色泽。

2.3.3 油炸工艺对调理里脊肉质构特性的影响

不同油炸温度下调理里脊肉的硬度和咀嚼性见图9。

图9 油炸工艺对调理里脊肉质构特性的影响Fig.9 Effect of frying process on the texture properties of prepared tenderloin

由图9可知，随着时间的延长，不同温度梯度下，调理里脊肉的硬度逐渐升高且无显著差异(P>0.05)，当油炸时间超过50 s时，硬度急剧上升，肉制品硬度过高会降低产品品质，这是由于油炸过程中，肉制品表面与热油接触，温度迅速升高，发生水分散失、蛋白质变性等物理和化学变化[26-27]。不同温度梯度下，170 ℃与180 ℃的咀嚼性无明显差异，在50～60 s阶段剧增，在40～50 s阶段160 ℃比170 ℃和180 ℃的咀嚼性低且在50～60 s剧增，因此油炸温度170 ℃、油炸时间50～60 s时质构适宜。

综上，油炸温度为160，170，180 ℃时，油炸时间均为50 s，蒸煮损失适宜，分别为22.89%、23.30%、24.47%。调理里脊肉亮度值始终处于上下波动状态，与蒸制工艺和煮制工艺相似，红度值与黄度值在20 s有平稳区，不同温度条件下亮度值、红度值、黄度值均有明显差异(P<0.05)。质构较适宜的油炸时间是50 s，160 ℃条件下硬度值为5056.71 g，咀嚼性为3015.58；170 ℃条件下硬度值为5080.76 g，咀嚼性为4594.61；180 ℃条件下硬度值为5476.31 g，咀嚼性为4577.67。因此，选择油炸温度170 ℃、油炸时间50 s为最适油炸工艺。

2.4 炒制工艺对调理里脊肉色泽和质构特性的影响

2.4.1 炒制工艺对调理里脊肉失重率(烹饪损失)的影响

不同炒制温度下调理里脊肉的失重率见图10。

图10 炒制工艺对调理里脊肉失重率的影响Fig.10 Effect of stir-frying process on the weight loss rate of prepared tenderloin

由图10可知，原料肉在炒制过程中由于持水力下降，失重率上升，3个温度梯度均表现为20～30 s阶段缓慢上升，分析原因可能是30 s内，原料肉处于预热阶段，升温过程中持水力下降较慢，这与徐靖彤等[28]对鱼肉品质的研究结果相似；30～50 s快速上升，水分快速下降，50 s后继续上升但是上升趋势低于20～30 s阶段，预测在60 s后会逐渐趋于平缓。3个温度梯度(160，170，180 ℃)下，160 ℃条件下的失重率始终低于其他两个温度条件，170 ℃和180 ℃两个条件下失重率相似，无显著差异(P>0.05)，说明160 ℃与170 ℃是一个转折温度段，由160 ℃升温到170 ℃失重率变化明显。

2.4.2 炒制工艺对调理里脊肉色泽的影响

不同炒制温度下调理里脊肉色泽的变化见图11。

图11 炒制工艺对调理里脊肉色泽的影响Fig.11 Effect of stir-frying process on the color of prepared tenderloin

由图11可知，随着时间的延长，3个温度条件(160，170，180 ℃)下L*均呈现先升高后降低的趋势，并在30～40 s达到最大值，可能是因为在0～30 s内油浸入调理肉表面导致表面光泽有亮度，40 s后逐渐下降可能是水分流失造成的结果，与余小领等[29]的研究结果一致。a*呈现下降趋势，于30 s逐渐趋于稳定状态，这可能是炒制过程中，肉制品受热氧化，氧合肌红蛋白转化为高铁肌红蛋白，进而肉的色泽变暗[30]，说明30～60 s时间段炒制工艺对调理里脊肉的a*无明显影响。不同温度下，b*持续缓慢上升，在50 s有减缓趋势，b*的变化主要与脂质氧化有关，预测在60 s后会逐渐趋于平稳。

2.4.3 炒制工艺对调理里脊肉质构特性的影响

不同炒制温度下调理里脊肉的硬度和咀嚼性见图12。

图12 炒制工艺对调理里脊肉质构特性的影响Fig.12 Effect of stir-frying process on the texture properties of prepared tenderloin

由图12可知，随着时间的延长，在3个温度梯度下，其硬度和咀嚼性均逐渐升高。结合炒制工艺对调理里脊肉烹饪损失的影响，随着失重率的增加，调理里脊肉的硬度和咀嚼性增加，这一现象与Ruiz-Ramírez等[31]的研究结果相似。在炒制时间为50 s时，硬度、咀嚼性剧增。因此，炒制时间为50 s时调理里脊肉的质构最佳，可作为炒制工艺的适宜加工时间。

综上，炒制温度为160，170，180 ℃时，蒸煮损失适宜时间出现在50～60 s阶段，且160 ℃的蒸煮损失率明显低于其他两个温度条件的损失率，60 s的蒸煮损失率分别是11.51%、13.32%、13.65%。综合考虑亮度值、红度值和黄度值，炒制时间为40 s较适宜，3种加热温度下亮度值在59左右，红度值在8左右，黄度值在23左右。质构较适宜的炒制时间为50 s，160 ℃条件下硬度值为3654.761 g，咀嚼性为1823.62；170 ℃条件下硬度值为3759.92 g，咀嚼性为1921.03；180 ℃条件下硬度值为3690.24 g，咀嚼性为2087.92。因此，选择炒制温度160 ℃、炒制时间50 s为最适炒制工艺。

3 讨论

猪里脊调理肉制品包括糖醋里脊、番茄里脊、煎五香里脊、香烤里脊、炸里脊等，热处理过程中失重是由于水分的流失、蛋白质和脂肪的氧化水解成小分子风味和滋味等物质[32]，其中加热引起的水分流失可增加脂肪、蛋白质等营养成分浓度，较高的烹饪温度会导致肌肉纤维收缩，这种收缩会一直持续到100 ℃[33]。熟肉加工中，暗褐色的内部颜色被认为是好产品的标志，而粉红色的内部颜色表示肉的生熟度较低，可能煮得不够熟且不安全[34]。煮制和蒸制工艺属于湿热烹饪方式，油炸和炒制工艺属于干热烹饪方式，后者通过将热能在肉表面和内部形成的温度梯度引起蛋白变性、肉纤维收缩等呈现独特的外观，因此湿热加工的失重率和质构特性显著高于干热加工。

煮制与蒸制工艺加工调理里脊肉测定的失重率、色泽和质构指标变化趋势相同，且工艺参数一致，但产品品质指标不同，在90 ℃条件下煮制40 min的失重率为41.60%，L*为70.83，a*为6.49，b*为18.58，硬度值为4569.26 g，咀嚼性为2564.01；在90 ℃条件下，蒸制40 min的失重率为37.00%，L*为74.52，a*为9.37，b*为19.51，硬度值为4126.52 g，咀嚼性为2876.10。

油炸与炒制工艺下测定的失重率、色泽和质构指标变化趋势不同，可能是因为油炸过程中油脂完全覆盖肉表面，炒制工艺只是部分接触油脂，蛋白质变性、脂质氧化、水分流失等物理化学变化不同[35]。两组最适工艺参数及其产品品质指标也不同，170 ℃油炸50 s，失重率为23.30%，L*为52.72，a*为10.19，b*为23.88，硬度值为5080.76 g，咀嚼性为4594.61；160 ℃炒制50 s，失重率为10.60%，L*为59.67，a*为10.96，b*为25.413，硬度值为3654.761 g，咀嚼性为1823.62。

4 结论

不同热加工工艺均使调理里脊肉的失重率、L*、b*和质构特性升高，a*降低，煮制和蒸制工艺比油炸和炒制工艺的失重率高，L*、a*、b*值低，油炸工艺的硬度值偏高，炒制工艺的失重率、色泽和质构都较低。在相同加热温度和时间下，蒸制和煮制工艺相比，蒸制工艺的失重率较低，咀嚼性、L*和 a*值高，且两组工艺的质构无显著差异(P>0.05)，炒制和油炸的最适工艺比较，炒制工艺的失重率为油炸工艺的一半，L*较高，硬度和咀嚼性较低，a*和b*无显著差异。对于食品企业来讲，保证产品品质的同时，提高生产效率、产品得率和控制成本也很重要，因此，蒸制工艺可作为调理里脊肉湿热加工工艺的首要选择，且最适条件为90 ℃蒸制40 min，而炒制工艺可用于干热加工的烤制、炒制、煎制或油炸类产品，如香烤里脊和煎五香里脊等，且最适条件为160 ℃炒制50 s。