可得然胶添加量对卤牛肉蒸煮得率及品质特性的影响

李远征，马文慧，袁方，赵海波，李明，陆瑞琪，刘苗苗，张欢，曹云刚*，李侠

（1.陕西科技大学 食品科学与工程学院，陕西 西安 710021；2.中国农业科学院农产品加工研究所，农业农村部农产品加工综合性重点实验室，北京 100193；3.江苏一鸣生物股份有限公司，江苏 泰兴 225400；4.齐鲁工业大学（山东省科学院）食品科学与工程学院，山东 济南 250353；5.临沂金锣文瑞食品有限公司，山东 临沂 276036）

我国西北地区盛产牛羊肉，应运而生的各色美食亦调动着广大消费者的味蕾。牛肉不仅可以满足人们的口腹之欲，更为重要的是其富含优质蛋白、必需氨基酸等多种营养成分，且易被人体消化吸收[1]。近年来，便捷、多样且美味的食物深受消费者青睐，市场对预制菜需求量急剧上升，卤牛肉作为即食预制菜的一类，味道可口、色泽鲜美诱人，受到广泛关注[2]。然而，牛肉在高温卤制过程中通常会丧失大量肉汁，导致其在得率、营养、感官品质等方面大打折扣，严重影响产品市场开发与企业经济效益[3]。近年来肉类科技工作者研究了多种方法（如干预饲料、宰后成熟、冷藏、超声波辅助腌制、注入或添加非肉类成分等）以改善肉及肉制品保水性，提高产品的蒸煮得率[4-7]。其中，多糖类添加物具有成本低廉、高效等优点，现已广泛应用于肉制品品质的提升[8-10]。

可得然胶（curdlan）由Harada 等[11]在粪产碱菌变种（Alcaligenesfaecalisvar）中首次被观察到。作为微生物胞外多糖的一类，通常一个可得然胶分子以300～500 个葡萄糖残基通过β-1，3-糖苷键连接而成[12]。因其天然绿色、安全及独特的凝胶特性，现已广泛应用于面制品、乳制品、肉肠制品及肉糜制品[13-16]。姜帅等[17]向不同加水量的法兰克福香肠中添加0.3%可得然胶，发现可得然胶可以在较高加水量下显著提升香肠的食用品质。进一步研究肌原纤维蛋白（myofibrillar protein，MP）与可得然胶复合凝胶的特性，发现MP 凝胶强度、保水能力和白度随可得然胶含量的增加而显著提高[18]。范丽欣等[19]在鱼糜中以预乳化形式添加0.3%～0.4% 可得然胶，显著改善了鱼糜产品的多汁性、白度值及凝胶特性。然而，添加可得然胶对卤牛肉蒸煮得率、感官品质等方面的影响却鲜有报道。

因此，本研究将不同质量分数的可得然胶添加于卤牛肉中，探讨其对卤牛肉蒸煮得率、感官评分、质构指标、水分分布及迁移的影响；通过脂肪氧化试验初步探究可得然胶对卤牛肉冷藏过程中氧化稳定性的影响。通过综合评价确定卤牛肉生产过程中可得然胶的最佳添加量，以期为可得然胶在肉制品加工中的应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

秦川牛腱子肉、葱、姜、食盐、白砂糖、料酒、生抽：市售；CG-B 型可得然胶：江苏一鸣生物股份有限公司；复合磷酸盐[焦磷酸钠∶三聚磷酸钠=1∶1（质量比）]：广西远长食品科技股份有限公司；硫代巴比妥酸（thiobarbituric acid，TBA）：上海源叶生物科技有限公司；三氯乙酸（trichloroacetic acid，TCA）：国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

TA.XT Plus C 物性分析仪：英国Stable Micro System 公司；NMI20-040V-I 低场核磁共振分析仪：苏州纽迈分析仪器股份有限公司；CM-5 分光色差仪：日本柯尼卡美能达公司；HR/T20MM 立式高速冷冻离心机：湖南赫西仪器装备有限公司；UV2900 紫外-可见分光光度计：上海舜宇恒平科学仪器有限公司；KA-6189A 真空腌制机：深圳市瑞丰电器有限公司；HX-SR01 小型搅拌机：奥克斯集团有限公司；C22-RT22E01 多功能电磁炉、WQC50A1P 电压力锅：广东美的生活电器制造有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 卤牛肉的制备

1.3.1.1 腌制液的制备

在200 mL 冰水（4 ℃）中混合1.0% 食盐、0.4% 白砂糖、0.4%复合磷酸盐、1.5%料酒及1.0%生抽，配成盐调料冰水溶液。分别将0、10、20 g 及30 g 可得然胶均匀分散于上述盐调料冰水溶液中，使用小型搅拌器搅拌15 min 至悬浮液无明显颗粒，获得最终用于注射的腌制液。每次重复试验前需提前配制腌制液。由于本试验将全部腌制液充分注入1 kg 生牛肉，因而记录可得然胶添加量分别为0%、1.0%、2.0%及3.0%。

1.3.1.2 卤牛肉的制备

新鲜牛腱子（秦川黄牛）修去可见脂肪、淋巴等杂质，切割成大小均匀、质量为1 kg 左右的肉块并记录其准确质量。而后进行清水浸泡清洗，滤网静置沥干表面水分。

使用手持式盐水注射器及3 mm 针头，在0.22 MPa 的压力下将不同可得然胶含量的腌制液分别注入肉块中，注入孔横纵向间距保持10 mm 左右，将注射腌制液后的牛肉样品置于真空滚揉机中，添加100 mL 冰水后，间歇滚揉1.5 h（翻滚35 min，间隔10 min），真空度保持在-0.08～-0.09 MPa，温度保持在（4±1）℃。滚揉及腌制后的肉样放入25 ℃清水锅中，在电磁炉蒸煮模式下进行预煮（100 ℃，15 min）。

将2.5 L 水倒入电压力锅（直径24 cm，高15 cm）中，陆续放入经预煮后的牛肉块、炖牛肉调料包、酱汁（生抽20 g、老抽10 g、料酒20 g、食盐3 g、冰糖10 g），炖制1 h。最后，将卤牛肉从锅中取出并冷却至室温，准确称重并记录，存放于保鲜盒并置于4 ℃环境，用于进一步分析。

1.3.2 得率测定

准确称量并记录烹饪前生牛肉质量（m1，g）及烹饪后熟牛肉质量（m2，g），按公式（1）计算出成品得率（X，%）。

1.3.3 质构测定

将4 组卤牛肉顺肌纤维方向切分成大小、形状相近的立方体肉块（约2 cm×2 cm×2 cm），以备后续测定使用。

全质构分析（texture profile analysis，TPA）：依据赵家艺等[20]所描述的方法并略作修改，采用物性分析仪在室温（25 ℃）进行测定，选择二次压缩模式（TPA）及P/75 探头。分别测试探头力与立方体肉块主视切面肌纤维平行及垂直方向样品的硬度、弹性、内聚性、咀嚼性及回复性。参数设置：测试速度及测前、测后速度均设定为1 mm/s；压缩形变50%；两次压缩之间停留时间为5 s；触发力5 g。每组样品平行测5 次。

剪切力测定：采用物性分析仪在室温（25 ℃）进行测定，选择HDP/BS 探头。测试探头力与立方体肉块主视切面肌纤维垂直方向，记录样品的最大剪切力及剪切功值。参数设置为测中速率1 mm/s，返回速度10 mm/s，下压距离30 mm，返回距离30 mm，触发力5 g。每组样品平行测5 次。

1.3.4 低场核磁共振测定

参考Cheng 等[21]的方法并略作修改，将4 组样品切分成约1 g 左右的肉块（1 cm×1 cm×2 cm），每次取一份肉样置入低场核磁共振分析仪装配的直径为25 mm的核磁管中，采用Carr-Purcell-Meiboom-Gill（CPMG）脉冲序列进行测定。参数设置：TW=3 000 ms，TE=0.300 ms，NECH=3 000，NS=16，P1=7.00µs，P2=14.00µs，SW=200 kHz，RG1=20 dB，DRG1=3，PRG=1。利用Niumag Invert 软件对测试结果进行反演，迭代次数为2×106，获得样品的横向弛豫时间（T2）数值，反映卤牛肉中水分的分布情况。每组样品平行测3 次。

1.3.5 成品截面拍照

将不同可得然胶添加量下的样品顺肌纤维方向切割成均匀片状，并进行拍照记录。

1.3.6 色度值测定

将4 组卤牛肉顺肌纤维方向切分为立方体肉块（约2 cm×2 cm×2 cm），样品应含卤牛肉表面及切面，使用分光色差仪测定样品表面及切面色度，记录其L*（亮度）、a*（红/绿度）及b*（黄/蓝度）值。测定前需使用标准白板校准分光色差仪。切面及表面取不同随机点进行测量，测量切面为平行于肌纤维方向的切面。

1.3.7 感官评定

将4 组卤牛肉样品分别顺肌纤维方向切成厚度约为3 mm 形状均匀的薄片，随机放置于编好符号的保鲜盒中。打分标准实行7 分制。选定经过感官训练的10 人（男女各5 人）所组成的评定小组对样品进行外观、色泽、风味、口感及总体可接受性评价打分。品尝后需漱口，再进行后续品尝，评定分值及描述详见图1。

图1 感官评定分值及各项指标的描述Fig.1 Description of sensory evaluation scores and indicators

1.3.8 脂肪氧化值测定

将4 组卤牛肉样品置于保鲜盒中4 ℃冷藏，于1、3、5、7 d 取样，测定样品的硫代巴比妥酸反应物（thiobarbituric acid reactive substance，TBARs）值。

依据Ahn 等[22]方法并略作修改，称取约2 g 肉沫（精确到0.01），依次加入1.5 mL 硫代巴比妥酸溶液及8.5 mL 三氯乙酸溶液，混匀。100 ℃条件下水浴30 min后取出放入冰水浴冷却至室温。于通风橱中，取5 mL 上清液，加入5 mL 氯仿后离心（3 000 r/min，5 min），而后取3 mL 上清液加入1.5 mL 石油醚再次离心（3 000 r/min，5 min），吸取下层液体并于523 nm 处测定吸光度。结果以丙二醛（malondialdehyde，MDA）当量（mg/kg）表示。试剂空白以15 mmol/L 磷酸盐缓冲液代替样品溶液。TBARs 值（Y，mg/kg）按公式（2）计算。

式中：A为扣除试剂空白后532 nm 处的吸光度；W为样品质量，g。

1.4 数据处理

采用Excel 制表及Prism 9 软件绘图。采用SPSS 26.0 软件进行数据分析，数据差异性分析采用单因素两两比较的Duncan 模型（P＜0.05 表示差异显著），结果以平均值±标准差的形式表示。

2 结果与分析

2.1 可得然胶添加量对卤牛肉蒸煮得率的影响

可得然胶添加量对卤牛肉蒸煮得率的影响见图2。

图2 可得然胶添加量对卤牛肉蒸煮得率的影响Fig.2 Effect of curdlan addition on the cooking yield of spiced beef

由图2 可知，未添加可得然胶时，卤牛肉的蒸煮得率仅为65.68%。添加2.0% 及3.0% 可得然胶可显著提升卤牛肉的蒸煮得率（P＜0.05），且随可得然胶添加量的增加卤牛肉的蒸煮得率呈上升趋势。当可得然胶添加量为3.0%时，卤牛肉的蒸煮得率提高至87.64%，与对照组相比，蒸煮得率提升了33.43%。

2.2 可得然胶添加量对卤牛肉质构特性的影响

TPA 测试借助两次按压形变模拟牙齿咀嚼，同时获得多个指标，如硬度、弹性、内聚性、咀嚼性等，TPA测试可综合反映肉制品的食用口感及总体可接受性[23]。经探头施加力与肌纤维垂直及平行方向进行TPA 测试，结果如表1 及表2 所示。

表1 可得然胶添加量对卤牛肉质构特性的影响（TPA 测试力与肌原纤维垂直）Table 1 Effects of curdlan addition on the texture characteristics of spiced beef（TPA test force is perpendicular to myofibril）

表2 可得然胶添加量对卤牛肉质构特性的影响（TPA 测试力与肌原纤维平行）Table 2 Effects of curdlan addition on the texture characteristics of spiced beef（TPA test force is parallel to myofibril）

由表1 和表2 可知，与对照组相比，可得然胶添加组卤牛肉的硬度、内聚性及咀嚼性均显著降低（P＜0.05），弹性和回复性无明显变化。其中卤牛肉的硬度随可得然胶的添加而显著降低（P＜0.05），当添加量达到3.0% 时，TPA 测试力与肌纤维垂直及平行方向的硬度分别降低了35.94%和33.43%。这一方面与可得然胶自身的强吸水性密不可分[24]，另一方面可能是由于牛肉中的肌球蛋白在一定离子强度作用下，以单体形式分散于溶液中，在热诱导过程中，其与可得然胶分子相互作用（主要是分子间氢键作用），形成致密的三维网络结构，这种三维网络结构有别于纯肌球蛋白形成的凝胶网络，有利于凝胶体系对于水分子的进一步束缚[25]。综上所述，可得然胶添加导致的三维凝胶网络结构变化及吸水性增强可能是引起卤牛肉硬度、内聚性及咀嚼性降低的内在原因。

一般情况下肉质品的嫩度与剪切力呈负相关，其与硬度、弹性及咀嚼性等一起综合反映肉及肉制品的质构特性[26]。可得然胶添加量对卤牛肉剪切力及剪切功的影响见表3。

表3 可得然胶添加量对卤牛肉剪切力及剪切功的影响Table 3 Effects of curdlan addition on the shear force and shear work of spiced beef

由表3 可知，可得然胶的添加降低了卤牛肉的最大剪切力及剪切功，当可得然胶添加量从0% 增加到2.0% 时，卤牛肉的剪切力及剪切功降低至最小值，分别降低了29.31% 及30.83%。这说明2.0% 的可得然胶可以明显提升卤牛肉的嫩度，此添加量下卤牛肉的咀嚼性也最低（表1 和表2）。但继续添加可得然胶至3.0%时，卤牛肉的剪切力及剪切功反而增加。这可能是由于过量可得然胶于卤牛肉中产生自聚集，从而对卤牛肉嫩度产生负面影响[27]。

2.3 可得然胶添加量对卤牛肉水分分布的影响

旋转-自旋弛豫时间T2可反映肌肉结构变化、肉中水分迁移速率及水分分布状态信息[21，28]。图3 显示了各可得然胶添加量对卤牛肉T2图谱的影响。

图3 可得然胶添加量对卤牛肉T2 图谱的影响Fig.3 Effects of curdlan addition on the T2 curve of spiced beef

由图3 可知，不同可得然胶添加量的卤牛肉横向弛豫时间图均呈现4 个氢质子峰，分别代表肉制品中4 种水分存在状态。涵盖强结合水T21（0.1～1 ms）、弱结合水T22（1～10 ms）、不易流动水T23（10～100 ms）及自由水T24（100～1 000 ms）。

表4 为各可得然胶添加量对卤牛肉横向弛豫时间T2的影响。

表4 可得然胶添加量对卤牛肉中LF-NMR 横向弛豫时间T2 的影响Table 4 Effects of curdlan addition on LF-NMR transverse relaxation time T2 in spiced beef

由表4 可知，可得然胶的添加使卤牛肉的T2弛豫时间明显右移，说明卤牛肉中不易流动水和自由水含量的增加。这也是可得然胶添加使卤牛肉最大剪切力及剪切功降低，嫩度增加的原因（表3），尤其是当可得然胶添加量达到3.0% 时，这一现象尤为明显。范丽欣等[19]在探究亲水胶体对鱼糜凝胶水分迁移中发现随添加量的增加，凝胶中水分终呈现向快弛豫方向移动。

T2弛豫反演图谱中相应峰面积与总面积比（A2i）可表示与之对应水分（强结合水A21、弱结合水A22、不易流动水A23以及自由水A24）的相对含量[20]。不易流动水通常存在于肌原纤维之间，是反映肉制品持水性好坏的重要因素[29]。表5 及图4 反映了可得然胶添加对卤牛肉横向弛豫峰面积比例的影响。

表5 可得然胶添加量对卤牛肉中LF-NMR 横向弛豫峰面积比例的影响Table 5 Effects of curdlan addition on the proportion of LFNMR transverse relaxation peak area in spiced beef

图4 可得然胶添加量对卤牛肉不同状态水分相对含量的影响Fig.4 Effects of curdlan addition on the relative moisture content of spiced beef in different states

由表5 和图4 可知，A23是存在于卤牛肉的主要水分形态，在所有样品中相对含量占比均达80% 以上。随着可得然胶添加量的增加，A23峰面积显著提升（P＜0.05），A24峰面积明显降低，说明可得然胶使卤牛肉中不易流动水含量明显提高，自由水含量明显降低。这也是卤牛肉蒸煮得率（图2）及嫩度（表3）明显提高的主要原因。当添加量达到3.0%时，不易流动水含量增加了12.47%，自由水含量降低了49.13%。主要是由于可得然胶分散液经高速斩拌发生溶胀，再经热加工处理后，肉蛋白-可得然胶混合凝胶氢键作用的增强及二硫键的生成使三维网络结构更加均匀而紧凑，促使更多自由水向不易流动水转变[18，25]。

2.4 可得然胶添加量对卤牛肉横截面表象的影响

为从直观角度反映可得然胶添加对卤牛肉切面改善效果，对各可得然胶添加量卤牛肉片进行拍摄，结果如图5 所示。

图5 可得然胶添加量对卤牛肉截面的影响Fig.5 Effects of curdlan addition on the section of spiced beef

由图5 可知，相较于对照组而言，腌制液中添加可得然胶明显改善了卤牛肉切面纹路，使其更富光泽且激发食欲。可得然胶添加量从0%增加到2.0%时，卤牛肉切面逐渐顺滑、呈色均匀且具有诱人光泽，更易调动品尝者味蕾，此时蒸煮得率也显著增大（图2）。而添加量进一步增加至3.0%时，卤牛肉切面呈现出大片的类似胶状的成分（图5 箭头所示），这是由于过高的添加量使得可得然胶自聚集。这与2.2 质构分析结果相呼应。

2.5 可得然胶添加量对卤牛肉色度值的影响

色泽是影响消费者购买肉及肉制品的重要感官指标之一。不同可得然胶添加量对卤牛肉切面及表面色度值（L*、a*、b*）的影响如表6 及表7 所示。

表6 可得然胶添加量对卤牛肉切面色度值的影响Table 6 Effects of curdlan addition on the color parameters of spiced beef section

表7 可得然胶添加量对卤牛肉表面色度值的影响Table 7 Effects of curdlan addition on the color parameters of spiced beef surface

由表6 和表7 可知，与对照组相比，随着可得然胶添加量的增加，卤牛肉切面亮度值和表面亮度值（L*值）均明显增大。Chuah 等[30]认为可得然胶自身螺旋结构具有一定的旋光性，其晶体结构中存有大量氢键，可吸收大量水分，因此能够提升肉制品的色泽品质。另一方面，在热诱导凝胶过程中，可得然胶可以与肉蛋白相互作用形成致密的三维网络结构提升肉制品中不易流动水的含量（表5，图4），使得反射光的效果愈好，从而明显提高亮度值[25]。

红度值a*与肌肉组织中酶促反应、肌红蛋白含量及其所含铁离子的化学状态密切相关[31]。添加1.0%可得然胶卤牛肉的切面红度值与对照组相比差异不显著（P＞0.05），进一步添加可得然胶，卤牛肉的切面红度值与对照组相比显著降低（P＜0.05），这可能是由于混有可得然胶的腌制液氧气分压较低，不利于肌红蛋白生成氧合肌红蛋白，致使卤牛肉切面红度值降低[32]。另一方面是腌制液中混有酱料，且腌制液的黏度值随可得然胶添加量的增加有所上升，在滚揉及煮制过程中，更多的酱料留存于肌肉组织中，从而降低了红度值。可得然胶添加对卤牛肉的表面红度值a*、切面及表面黄度值b*均无显著影响。

2.6 可得然胶添加量对卤牛肉感官品质的影响

分别从外观、风味、色泽、口感及总体可接受性5 个方面对卤牛肉进行感官评定，结果如图6 所示。

图6 可得然胶添加量对卤牛肉感官评定结果的影响Fig.6 Effects of curdlan addition on the sensory evaluation results of spiced beef

由图6 可知，可得然胶添加量≤2.0%时明显改善了卤牛肉的口感，但当添加量增加到3.0%时，卤牛肉的口感分值最低，进一步说明适量的可得然胶对卤牛肉质地具嫩化作用，但过量可得然胶添加会导致卤牛肉口感劣变。可得然胶的添加对卤牛肉色泽起到改善作用，这与色差分析的结果基本一致。在风味评分中，可得然胶添加量≤2.0% 时评分较高，这可能是因为可得然胶与肉蛋白交联形成混合凝胶更加有利于肉汁及风味物质的保持[25，33]。但当可得然胶添加量增加到3.0%时，卤牛肉风味明显变差。总体而言，添加2.0%可得然胶的卤牛肉与对照组外表分值相近，且在口感、风味、色泽中均获得较佳评分，因此总体可接受性评分最佳。

2.7 可得然胶添加量对冷藏过程中卤牛肉脂肪氧化的影响

硫代巴比妥酸试验是针对TBA 及丙二醛的还原反应，可表示动物性油脂不饱和脂肪酸氧化分解产物的多少，以反映肉制品在贮藏期品质的好坏[34]。一般认为TBARs 值超过1 mg/kg 为变质肉[35]。不同可得然胶添加量卤牛肉冷藏期TBARs 值如图7 所示。

图7 冷藏过程中可得然胶添加量对卤牛肉TBARs 值的影响Fig.7 Effects of curdlan addition on the TBARs of spiced beef in refrigeration

由图7 可知，随冷藏时间的延长，各处理组卤牛肉的TBARs 值均有所增加，且冷藏3 d 后TBARs 值增速明显增加，说明冷藏3 d 后脂质氧化速率增加明显。添加可得然胶有效抑制了卤牛肉的脂质氧化进程，冷藏5 d 时对照组的TBARs 值为1.09 mg/kg，高于1 mg/kg，已成为变质肉，而可得然胶添加组的TBARs 值为0.62～0.86 mg/kg，且添加2.0% 可得然胶的卤牛肉的TBARs 值最低。在冷藏第7 天时，除添加2.0% 可得然胶的卤牛肉外，其余各组卤牛肉的TBARs 值均高于1 mg/kg，已为变质肉。可得然胶对卤牛肉贮藏过程中脂肪氧化的抑制作用主要在于：（1）在pH 值为3～7时，可得然胶对活性自由基具有高效的清除能力及抗氧化功效[36]；（2）可得然胶-肉蛋白形成的致密三维凝胶网络结构降低了自由基对脂肪的氧化攻击[37]。

当可得然胶添加量为2.0% 时，在7 d 贮藏期内，TBARs 值增长速率缓慢且处于较低范围，但当卤牛肉中可得然胶添加量增加至3.0% 时，TBARs 值增长速率不减反增。这可能是由于过量可得然胶的存在导致自身过度聚集，破坏了可得然胶-肉蛋白凝胶网膜的形成，致使脂质氧化进程有所增加[38-39]。

3 结论

可得然胶添加显著提高了卤牛肉中不易流动水的含量，降低了自由水的含量，使卤牛肉的蒸煮得率显著升高，硬度、咀嚼性及剪切力明显降低。适量可得然胶的添加还能有效改善卤牛肉的切面、色泽、风味、口感等感官品质，有效抑制脂肪氧化进程、延长货架期。整体而言，添加2.0%可得然胶可以全面提升卤牛肉的品质，但过量可得然胶的添加（3.0%）会使卤牛肉切面出现大片的类似胶状的成分，导致感官品质降低。因此，在卤肉制品加工过程中添加适量的可得然胶可以全面提升产品品质、提高得率并延长货架期。然而，关于可得然胶与肉蛋白相互作用机制及其对肉蛋白凝胶体外消化率和消化产物特性的影响需要进一步研究。