紅燒肉加工過程中主要營養品質和食用品質的變化規律研究

史笑娜,趙志磊,黃　峰,張　良,張春江,3，*,張　泓,3，*

(1.河北大學質量技術監督學院,河北保定 071002；2.中國農業科學院農產品加工研究所農業部農產品加工綜合性重點實驗室,北京 100193;3.中國農業科學院農產品加工研究所主食加工技術研究院,黑龍江哈爾濱 151900)

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紅燒肉加工過程中主要營養品質和食用品質的變化規律研究

史笑娜1,2,趙志磊1,黃峰2,張良2,張春江2,3，*,張泓2,3，*

(1.河北大學質量技術監督學院,河北保定 071002；2.中國農業科學院農產品加工研究所農業部農產品加工綜合性重點實驗室,北京 100193;3.中國農業科學院農產品加工研究所主食加工技術研究院,黑龍江哈爾濱 151900)

研究紅燒肉加工過程中原料肉、料酒浸泡、油炸、燉煮、紅燒等加工關鍵節點處其主要營養品質和食用品質的變化,為較全面的了解其品質形成規律提供理論依據。對紅燒肉加工過程中主要營養品質指標及顏色、質構、風味進行測定。結果表明,紅燒肉加工過程中水分含量呈下降趨勢;蛋白質變化規律不明顯;脂肪含量先下降后上升,燉煮之后又有所下降;總糖含量在最終產品階段顯著提高。加工過程中紅燒肉的瘦肉、肥肉和皮三部分顏色均發生變化,L*值顯著降低(p<0.05);a*值先下降后顯著上升(p<0.05);瘦肉和肥肉b*值顯著增加(p<0.05),皮部分b*值在前六個加工點處變化不顯著(p>0.05)成品時顯著上升(p<0.05)。剪切力和質構分析表明,加工中紅燒肉的彈性顯著增加(p<0.05),剪切力、硬度顯著降低(p<0.05);瘦肉部分的粘聚性顯著上升,肥肉部分顯著下降(p<0.05),皮整體變化不顯著(p>0.05);瘦肉和肥肉部分的咀嚼性顯著下降(p<0.05),而皮部分的咀嚼性顯著上升(p<0.05)。對電子鼻傳感器信號數據進行主成分分析發現,前三個加工節點除了第二和三、三和四存在差異但不顯著外(p>0.05),與其他加工節點的差異性都顯著(p<0.05)。第四個加工節點與第三、五、六個加工節點的差異不顯著(p>0.05),而與其他三個加工節點差異顯著(p<0.05),后3個加工節點處香氣特征相似。

紅燒肉,加工過程,品質,質構,電子鼻

紅燒肉是一道著名的大眾菜肴,在我國各地流傳甚廣,由于獨特的風味,深受人們的喜愛。紅燒肉做法很多,不同菜系中產品配方和做法各有不同。紅燒肉加工中需要較長時間的燉煮處理,長時間的加熱會引發一系列的生物學和物理化學反應,影響產品食用品質的形成。食用品質指標通常包括顏色、風味、嫩度、多汁性等[1-2]。對于紅燒肉的加工工藝已有學者進行研究,張少飛等[3]通過響應面分析法確定了紅燒肉的最佳烹飪工藝條件。紀有華等[4]對揚州家常紅燒肉烹飪工藝及其影響因素進行了研究,得出了最佳配方和燜焅鍋底溫度、加水量、燜焅時間對紅燒肉品質的影響。顧偉鋼等[5]研究了原料、水焯后、燉煮1 h、燉煮2 h時4個關鍵工藝點中豬肉的基本物理化學指標、脂肪氧化和脂肪酸組成變化情況。

目前對紅燒肉的研究主要集中在工藝優化方面,而對紅燒肉加工過程中(尤其是料酒浸泡、油炸、不同燉煮時間、紅燒等關鍵節點)產品品質的形成規律還缺乏系統的研究。本研究參照蘇式紅燒肉的做法(稍有調整),對該紅燒肉加工過程中主要營養品質及顏色、質構和風味等食用品質變化規律進行了研究,探索加工關鍵節點對紅燒肉品質的影響,闡明紅燒肉加工中主要的品質形成規律,旨在為紅燒肉工業化生產的品質調控和技術改進提供技術支撐。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

豬五花肉當天購于北京幸福超市;紅燒汁(李錦記)、焦糖(自制)、料酒(紹興)、米醋(鎮江)、食鹽皆購于北京幸福超市。

電磁爐美的公司;質構儀TA-XT2i,Stable Micro System,英國;色差計CR-400,柯尼卡美能達(日本)公司;全自動凱氏定氮儀丹麥FOSS公司;SER148型脂肪測定儀意大利VECp公司;酶標儀340PC,美國MD公司;電子鼻德國Air sense公司;BS2SS型電子分析天平北京賽多利斯計量儀器有限公司。

1.2樣品制備

產品配方:經過感官評定小組(18人)感官評價后優選確定。

加工工藝:原料→料酒浸泡→油炸→大火燉煮→小火燉煮→紅燒收汁出鍋

按照蘇式紅燒肉的制作方法并稍作調整,具體操作:

(1)初加工:豬五花肉清洗切塊(3 cm×3 cm×3 cm);

(2)浸泡:加入料酒,肉塊與料酒的質量比為70∶11,浸泡20 min后撈出、洗凈;

(3)油炸:190 ℃下30～50 s;

(4)燉煮:取油炸后肉塊700 g,加入料酒20 g、醋3.5 g、食鹽2 g和水1400 g,大火(2100 W)燒開,撇去液面表層雜質,然后大火30 min[水溫(99±1)℃,肉的中心溫度保持(98±1)℃];改為小火(1000 W)燉煮60 min[水溫(99±1)℃,肉的中心溫度保持(98±1)℃];

(5)收汁:加入50 g紅燒汁和焦糖30 g,開蓋大火(2100 W)紅燒[(水溫(95±1)℃,肉的中心溫度(93±1)℃],至湯汁濃稠,制作完成。每個加工節點撈出肉塊冷卻至室溫,進行顏色和質構測定,其余樣品用絞肉機絞碎混勻,放入-20 ℃冰箱備用。

1.3主要營養指標測定方法

1.3.1水分測定按照《GB 5009.3-2010 食品中水分的測定》,采取直接干燥法測定。

1.3.2蛋白質測定按照《GB 5009.05-2010 食品中蛋白質的測定》,采用自動凱氏定氮法測定。

1.3.3脂肪測定按照《GB 5009.6-2003食品中脂肪的測定》,采用索氏抽提法測定。

1.3.4總糖測定按照《GB/T9695.31-2008》進行前處理,酶標儀進行測定。

1.4主要食用品質測定

1.4.1顏色測定在紅燒肉加工的各個階段取樣,并切割為肥肉、皮、瘦肉3部分分別進行測定。

實驗方法:用便攜式色差儀測定紅燒肉表面的L*、a*和b*值,色差儀使用前經標準白板校正使其標準化,之后將鏡頭垂直置于肉面上,鏡口緊扣肉面,每個樣品測定3次并取平均值。用色差計進行了L*、a*和b*值的測定。

1.4.2質構測定在紅燒肉加工的各個階段取樣,并切割為肥肉、皮、瘦肉3部分,并按肌纖維方向各自切成大小為30 mm×10 mm×5 mm小塊,置于質構分析儀上檢測,在質地多面剖析(TPA)模式下,使用P/25平底柱形探頭,對試樣進行2次壓縮,測試前探頭速率2.0 mm/s,測試速率1.5 mm/s,測試后速率5.0 mm/s,壓縮程度40%,停留時間5 s。

表1　紅燒肉加工過程中主要營養指標的變化(g/100 g)

注:表中數據為干基含量,同列中字母不同表示差異顯著(p<0.05),表2、表3同。

表2　加工過程中紅燒肉L*、a*、b*值的變化

剪切力的測定方法:探頭A/CKB;測前速度2.0 mm/s;測試速度1.0 mm/s;測后速度2.0 mm/s;形變為95%。

1.4.3電子鼻測定樣品切碎、密封至進樣瓶內一定時間后,其頂空氣體經采樣通道泵入電子鼻,電子鼻中的傳感器吸附樣品,電導率值發生變化,該信號被獲取并存儲于計算機中;采樣完成后,經活性炭過濾后的潔凈空氣被泵入電子鼻,對傳感器進行清洗并使其恢復到初始狀態。電子鼻測定條件:室溫下(25 ℃),清洗時間180 s,進氣量600 mL/min,測定時間60 s。每個樣品均準備3個平行樣品,進行PCA統計分析。

1.5數據處理

每組實驗重復三次,其中質構測定重復五次,采用Origin 8.0和SPSS 19.0軟件進行數據分析。測定結果以平均值±標準差表示。實驗數據用SPSS進行差異性分析,以p<0.05為差異顯著。

2　結果與討論

2.1紅燒肉加工過程中主要營養指標的變化

由表1可以看出,水分含量由44.53%下降到37.48%。蛋白質含量沒有明顯的變化規律,但從原料到成品是上升的。不同加工階段脂肪含量呈先下降后上升再下降的趨勢,燉煮開始時脂肪含量達到最大約為76.76 g/100 g,可能與此時肉的水分含量下降有關。在煮制過程中顯著下降(p<0.05),可能因為脂肪經過加熱溶出進入湯里有關,還可能與脂肪受熱容易降解成揮發性物質有關[6]。總糖含量開始變化不顯著,在燉煮后總糖含量顯著上升(p<0.05)。這與制作時加入紅燒汁、焦糖等配料有關。

2.2紅燒肉加工過程中主要食用品質變化規律的測定

2.2.1紅燒肉加工過程中顏色的變化顏色是影響人們對肉制品評價的重要指標[7],人們對肉制品大都從色、香、味、嫩等幾個方面來評價,其中顏色給人的第一印象最明顯,顏色是消費者選擇接受或者拒絕產品的基本評估標準之一。紅燒肉的色澤用色差計測定,選用L*、a*、b*值進行評價,L*值為明度指數,L*=0 表示黑色,L*=100表示白色;+a*方向是紅色增加,-a*方向是綠色增加;+b*方向是黃色增加;-b*方向是藍色增加[8]。三部分顏色的變化與肉本身的顏色、后期加入紅燒肉配料及肉內部成分的變化有關[9]。

由表2可以看出,料酒浸泡工藝對肥肉和皮部分的L*值的影響不顯著但使瘦肉的L*值上升,油炸工藝使肥肉和皮部分的L*值下降,瘦肉的L*值上升,而在燉煮階段三部分L*值變化均不顯著,成品肉與原料肉相比三部分的L*值都顯著降低。

代表紅色度的a*值更具有表征肉品色澤的價值。料酒浸泡、油炸和燉煮處理都使三部分的a*值下降,且在燉煮階段變化不顯著,而成品紅燒肉的a*值又顯著增加。料酒浸泡清洗后肉中的血被洗干凈,一定程度上會使a*值下降,油炸和燉煮處理,可能主要是溫度的變化導致顯示肉色紅度(a*值)的高鐵肌紅蛋白色素等的明顯變化[10-11],最終導致a*值下降。燉煮后加入了紅燒汁和焦糖,紅燒汁中的醬油和焦糖使成品紅燒肉的a*值顯著增加。

表3　紅燒肉加工過程中瘦肉部分質構的變化

表4　紅燒肉加工過程中肥肉部分質構的變化

表5　紅燒肉加工過程中皮部分質構的變化

>料酒浸泡工藝對三部分的b*值影響不顯著,油炸和燉煮處理使瘦肉和肥肉部分的b*值顯著增加,但是燉煮階段變化不顯著,對皮部分影響不顯著,成品紅燒肉比原料肉的b*值增加。

2.2.2紅燒肉加工過程中質構的變化剪切力的大小可以直觀反映肉的嫩度[12]。而嫩度實質上是對肌肉各種蛋白質結構特性的總體概括,它直接與肌肉蛋白質的結構及某些因素作用下蛋白質發生變性、凝聚或分解有關[13]。硬度受加熱工藝影響較大,同時也與無膠原肌肉蛋白含量相關[14]。肉的彈性和粘聚性一般由肉的水分、彈性蛋白、膠原蛋白和肌纖維的本身屬性及相互作用引起的[15],當肉的熱處理方式、加工時間和添加配料不同時,這些物質本身結構或者狀態發生了變化,同時其相互間的作用也發生了改變,因而造成彈性和粘聚性的差異[16-18]。

由表3～表5可以看出,料酒浸泡后除皮部分的剪切力顯著上升外,對三部分其他質構特性影響不顯著。油炸使瘦肉部分的剪切力、硬度、彈性、粘聚性都增加而咀嚼性變化不顯著,使肥肉部分的剪切力、硬度、粘聚性和咀嚼性減小而彈性增加,使皮部分的剪切力、硬度和粘聚性減小而彈性和咀嚼性增加。大火燉煮半小時后與前一加工節點比,三部分剪切力都下降;瘦肉部分硬度增大、彈性無顯著變化,肥肉和皮部分的硬度減小、彈性顯著增加;瘦肉部分的粘聚性顯著降低,肥肉部分變化不顯著,皮部分顯著增加;瘦肉部分咀嚼性顯著下降而其他兩部分變化不顯著。小火燉煮半小時后與前一加工節點比,三部分剪切力、粘聚性和咀嚼性都下降;瘦肉部分硬度無顯著變化、彈性增加,肥肉部分硬度顯著下降、彈性無顯著變化,皮部分硬度和彈性均無顯著變化。小火燉煮一小時后與前一加工節點比,除了肥肉部分的彈性和粘聚性增大,其他質構特性變化不顯著。經紅燒收汁后的成品紅燒肉,除肥肉部分的粘聚性增加,皮咀嚼性增加其他特性都變化不顯著。

整體來講,三部分的彈性都是顯著增加(p<0.05),剪切力、硬度顯著降低(p<0.05);瘦肉部分的粘聚性顯著上升(p<0.05),肥肉部分的粘聚性下降(p<0.05),皮部分的粘聚性除大火燉煮半小時后顯著上升(p<0.05),其他階段變化不顯著(p>0.05);瘦肉和肥肉部分咀嚼性顯著下降(p<0.05),而皮部分的咀嚼性顯著上升(p<0.05)。

2.2.3紅燒肉加工過程中風味的變化目前,對食品的風味分析多采用感官評價或氣相色譜-質譜聯用(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)的方法,但是感官評價法由人的主觀性帶來的誤差很大,而氣質聯用法成本高且測試結果很難代表樣品的整體氣味。電子鼻是仿照生物嗅覺系統,對樣品中揮發成分的整體信息進行綜合分析,能反映樣品中揮發成分的整體信息[19-20]。此方法既可以避免人為的主觀影響,又簡單、省時,在品種分類鑒別、快速檢測及預測貨架期上有很多研究應用[21-24]。PCA是一種多元統計分析方法,最后在PCA圖上顯示主要的兩維,貢獻率大,說明主要成分可以較好地反映原多指標的信息。一般情況下,總貢獻率超過70%～85%,此方法即可使用。本實驗用電子鼻的十根傳感器——傳感器 W2S(對醇類物質敏感)、W1W(硫化氫)、W2W(對芳香化合物和有機硫化物敏感)、W1S(甲烷)、W1C(芳香性化合物)、W3C(氨類和芳香性化合物敏感)、W5C(烷烴)、W3S(對碳氫化合物敏感)、W6S(對氫氣敏感)和W5S(氮氧化物,如呋喃酮等)。

由圖1可知,2個主成分的總貢獻率為92.46%,大于85%,表明兩個主成分已經基本代表了樣品的主要信息特征。從圖中也可以看出,同一樣品3個平行檢測的數據構成一個獨立的族群,電子鼻檢測具有良好的重現性。由圖1進一步可以看出,紅燒肉在加工過程中,原料肉與其他加工點處的樣品相距較遠,且差異主要體現在PC1上(貢獻率62.81%)。樣品3、4、5、6和7與樣品1差距很大,說明油炸、燉煮和紅燒處理后對紅燒肉風味的形成產生很大影響,與文獻[25]結果一致。樣品2主要是體現在第二主成分上的差異(貢獻率29.65%),這是料酒浸泡處理后引起的風味變化。樣品3與樣品1和樣品2是相距較遠且與樣品4、5、6和7也是完全分開的。但是由于第二主成分的貢獻率小,樣品3和4存在差異但不顯著。樣品4、5、6和7相對來說相距較近,有的還有重疊,說明這四組的芳香氣味接近。

圖1　紅燒肉加工過程中的主成分分析圖Fig.1　PCA plot of braised pork samples from different processing注:1.原料肉,2.料酒浸泡,3.油炸,4.大火燉煮0.5 h,5.小火燉煮0.5 h,6.小火燉煮1 h,7.成品紅燒肉,圖2同。

通過電子鼻檢測得到七個加工點處傳感器的響應值,建立各類型的指紋圖譜,又稱雷達圖,即圖2。圖2顯示了七個加工點處的肉樣對10個傳感器響應信號強度的不同。整體來看,W1W、W2W和W5S三個傳感器的響應值差異比較明顯,說明加工過程中幾個關鍵加工點處風味的差異性主要體現在氮氧化物、硫化氫、芳香化合物和有機硫化物類上。此外,傳感器上響應值接近的,說明芳香氣味有接近之處。

圖2　風味雷達圖Fig.2　Flavor radar chart

3　結論

紅燒肉加工過程中水分含量呈下降趨勢,蛋白質變化規律不明顯,大火燉煮半小時后是水分含量損失最大的階段。脂肪含量先下降后上升,燉煮之后又有所下降,紅燒肉中總脂肪含量比原料肉下降7.88%。總糖含量在最終產品階段顯著提高,達到了3.15 g/100 g。

各個工藝對紅燒肉品質的形成都有重要作用,其中料酒浸泡對顏色和質構的影響相對較小。油炸對質構和顏色影響較大。燉煮主要影響紅燒肉質地和風味的形成。加入調料和焦糖后進行紅燒顯著影響了顏色,而對質構的影響不顯著。利用電子鼻技術對紅燒肉加工過程中七個關鍵加工點處揮發性風味物質的差異性進行分析。主成分分析結果表明,原料肉和料酒浸泡與其他加工節點處的樣品香氣特征差異顯著,油炸后除了與大火燉煮半小時之間存在差異但不顯著外,與其他幾組都存在顯著差異性。大火燉煮半小時與小火燉煮半小時以及小火燉煮一小時差異都是不顯著的,而與成品紅燒肉的差異顯著。小火燉煮半小時、燉煮一小時及成品紅燒肉之間香氣特征較為相似。從雷達圖上可以得出,風味差異性主要體現在氮氧化物、硫化氫、芳香化合物和有機硫化物類上。但是應用電子鼻傳感器反應信號的強弱只能判別紅燒肉在不同加工點處風味物質是否存在差異性,而揮發性風味物質成分的差異性還需進一步研究。

本實驗只是針對家庭烹制方法中紅燒肉品質變化規律的相關研究,風味形成與蛋白質、脂肪的關系,質構、顏色的變化與蛋白質關系等,這些變化的具體形成機理還有待進一步研究。

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Changes of the main nutritional quality and eating quality in the process of braised pork

SHI Xiao-na1,2,ZHAO Zhi-lei1,HUANG Feng2,ZHANG Liang2,ZHANG Chun-jiang2,3，*,ZHANG Hong2,3，*

(1.College of Quality and Technology Supervision,Hebei University,Baoding 071002,China;2.Institute of Food Science and Technology,Chinese Academy of Agricultural Sciences/Comprehensive Key Laboratory of Agro-products Processing,Ministry of Agriculture,Beijing 100193,China；3.Institute of Staple Food Processing Technology,Chinese Academy of Agricultural Sciences,Harbin 151900,China)

The changes of nutritional quality and eating quality of braised pork at the key processing stages,including raw material treatment,cooking wine soaking,frying,stewing,braising,were investigated in order to understand the quality formation of braised pork during processing. The main nutritional quality index,color,texture,and flavor were detected in braised pork during processing by physico-chemical analysis and instrumental analysis. The result showed that the water content in braised pork was decreased,and the protein content had no significant change during the whole processing. The fat content was decreased first then increased and then decreased at the stewing stage. The content of total sugar was increased significantly in the final product. The color of lean meat,fat and skin of braised pork was changed,andL*value in the three parts were significantly decreased(p<0.05),a*value in three parts was decreased firstly and increased significantly finally(p<0.05). Theb*value of lean meat and the fat part was increased significantly(p<0.05),while theb*value of the skin part had no significant difference(p>0.05)in the frond processing points while in the product it was significantly increased(p<0.05). The results of shear stress and texture analysis showed that the elasticity of lean meat,fat and skin was increased significantly(p<0.05),while the shear force,hardness were decreased significantly(p<0.05). The cohesiveness of lean meat was increased significantly(p<0.05),and increased in the skin part but not significantly(p>0.05),and decreased in the fat part. The chewiness of fat part and skin part was significantly decreased(p<0.05),while increased significantly(p<0.05)in the lean meat.Principal component analysis based on data obtained from the electronic nose showed that expect the second and three,three and four points were different but not significant(p>0.05),the first three points were significantly different(p<0.05)with the other processing points. The difference between the fourth processing points with the third,the five and the six processing points was not significantly(p>0.05),while the other three processing points was significant(p<0.05),the characteristics of the last 3 processes were similar.

braised pork;processing;nutritional quality;color;texture;electronic nose

2015-10-30

史笑娜(1989-),女,碩士研究生,研究方向:儀器儀表工程,E-mail:15176306116@163.com。

張春江(1976-),男,博士,高級工程師,研究方向:傳統食品加工與裝備,E-mail:chjiang1976@126.com。

張泓(1958-),男,博士,研究員,研究方向:傳統食品加工與裝備,E-mail:zhanghong03@caas.cn。

“十二五”國家科技支撐計劃(2014BAD04B08)；國家農業科技創新工程聯合資助。

TS251.1

A

1002-0306(2016)13-0086-06

10.13386/j.issn1002-0306.2016.13.009