調(diào)理牛排煎制過程中的保水性及水相分布特征

周秀麗,董福凱,查恩輝

(錦州醫(yī)科大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,遼寧錦州 121000)

調(diào)理牛肉制品因其具有營養(yǎng)、美味、方便、快捷、低脂等諸多特點(diǎn),越來越受消費(fèi)者喜愛,這一類新型肉制品也必將成為我國肉類的主要消費(fèi)趨勢[1]。目前,國內(nèi)外學(xué)者對調(diào)理肉制品的研究越來越多,主要集中在產(chǎn)品研制、品質(zhì)測定、包裝貯藏及風(fēng)味優(yōu)化等方面,如江富強(qiáng)[2]研制了一款調(diào)理羊排,并對其工藝和配方結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化;施亞楠等[3]開發(fā)了一種大眾化調(diào)理牛排,通過單因素實(shí)驗(yàn)確定了牛排的最佳工藝,成功的改善了牛肉鮮嫩度,降低了生產(chǎn)成本;阮貴萍等[4]采用了70%O2、30%CO2的氣調(diào)包裝方式,對不同處理的生鮮調(diào)理豬肉在儲(chǔ)藏期間感官品質(zhì)的變化規(guī)律進(jìn)行了探索;白青云等[5]研究了調(diào)理豬肉的嫩化技術(shù),采用響應(yīng)面法優(yōu)化了胰蛋白酶嫩化調(diào)理豬肉的最佳條件;Caine等[6]探究了調(diào)理牛排的質(zhì)構(gòu)、剪切力和感官特性的相關(guān)性,但對調(diào)理肉制品特別是調(diào)理牛排煎制過程中的水相分布特性則尚無報(bào)道。

核磁共振技術(shù)利用磁性原子核在外加磁場中吸收射頻脈沖能量,并在相鄰能級中發(fā)生躍遷產(chǎn)生共振的原理,迅速發(fā)展成為一種具有快速、高效、靈敏、無損等特點(diǎn)的新型分析檢測技術(shù)[7-8]。在食品研究中,低場核磁共振常用于分析樣品內(nèi)部水分的流動(dòng)、分布狀態(tài)、不同狀態(tài)水的含量及遷移變化過程等研究[9-13],同時(shí)還能通過對成像的分析來獲取樣品內(nèi)部水分的空間分布信息,從而探究樣品中的水分與其他理化指標(biāo)、品質(zhì)特性等之間的關(guān)系[14-19]。

本文以調(diào)理牛排為研究對象,通過加壓失水率和烹調(diào)損失率指標(biāo)來測定調(diào)理牛排煎制過程中的保水性變化,并采用低場核磁共振技術(shù)對樣品煎制過程中的橫向馳豫時(shí)間T2進(jìn)行測定,分析其水分狀態(tài)分布特性,旨在為調(diào)理牛排后續(xù)水分相態(tài)的相關(guān)分析提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

原料肉(牛背最長肌,冷鮮肉)、食鹽、料酒、香辛料、黃油等調(diào)味料 遼寧錦州市大商新瑪特超市;木瓜蛋白酶(10萬U/g) 南寧東恒華道生物科技有限公司;復(fù)合磷酸鹽 齊齊哈爾市鶴潤食品原料有限公司。

BCD-258WLDPN冰箱 海爾集團(tuán)有限公司;AL204電子天平 上海梅特勒集團(tuán);KWS1538J-F5M多功能電烤箱 廣東格蘭仕集團(tuán)有限公司;小型電動(dòng)絞肉機(jī) 鎮(zhèn)江新區(qū)金旺食品機(jī)械有限公司;PQ001低場核磁共振分析儀 上海紐邁電子科技有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 調(diào)理牛排的制備 根據(jù)前期實(shí)驗(yàn)結(jié)果,將原料肉切成約為50 mm×50 mm×10 mm的牛排,放入腌制液(食鹽1.5%、復(fù)合磷酸鹽0.15%、料酒4%、木瓜蛋白酶0.3%、香辛料0.8%)中滾揉30 min,在0～4 ℃環(huán)境下靜腌15 h,再將腌制好的調(diào)理牛排冷藏備用。

1.2.2 不同熟度調(diào)理牛排的煎制 參考王永祥[1]的方法并根據(jù)實(shí)際情況略作修改。將調(diào)理牛排按照表1中牛排熟度評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行煎制。使用黃油將調(diào)理牛排分別制成一成熟、三成熟、五成熟、七成熟及全熟的樣品待用,其中一成熟、三成熟和五成熟均用130 ℃煎制,七成熟為160 ℃,全熟則用大于160 ℃的溫度煎制。

表1 調(diào)理牛排成熟度評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

1.2.3 保水性的測定

1.2.3.1 烹調(diào)損失率 稱取一定量未煎制的調(diào)理牛排記作W1,根據(jù)不同熟度的要求煎制后取出,冷卻至室溫并稱重記作W2。烹調(diào)損失率按式(1)計(jì)算:

式(1)

1.2.3.2 加壓失水率 參照Farouk等[20]的加壓濾紙法并略作修改。取形狀規(guī)則(直徑約為2.5 cm圓肉片)的肉樣稱重,記作M3,在35 kg的壓力下保持5 min,再次稱重,記作M4,加壓失水率按式(2)計(jì)算:

式(2)

1.2.4 水分相態(tài)分布的測定

1.2.4.1 低場核磁共振取樣方法及測試條件 經(jīng)前期預(yù)實(shí)驗(yàn)得出取樣方法及測試條件,具體如下:將煎制的不同熟度的調(diào)理牛排用絞肉機(jī)攪碎成肉糜,分別稱取約2 g肉糜樣品放入1.5 cm的玻璃進(jìn)樣瓶中,肉糜略壓實(shí)并蓋上蓋子,以防止水分蒸發(fā),再把進(jìn)樣瓶裝進(jìn)直徑為 15 mm 的核磁管中,然后將核磁管放入到儀器中檢測。其中測試條件為:質(zhì)子共振頻率22 MHz、測量溫度32 ℃。

1.2.4.2 NMR自旋—自旋馳豫時(shí)間T2的測定 利用核磁共振波譜分析軟件中的 FID(free induction decay)脈沖序列尋找中心頻率及硬脈沖脈寬,將樣品放入永磁體磁場中心射頻線圈位置進(jìn)行信號采集,利用 CPMG脈沖序列測定樣品的橫向弛豫時(shí)間T2[11]。根據(jù)前人的研究[21-23]并結(jié)合本實(shí)驗(yàn)實(shí)際情況,將CPMG脈沖序列參數(shù)設(shè)定為:主頻(SF1)22 MHz、偏移頻率(O1)912.5016 kHz、90°脈沖射頻脈寬(P1)15 μs、180°脈沖射頻脈寬(P2)30 μs、半回波時(shí)間(τ值)150 μs、信號采樣點(diǎn)數(shù)(TD)90016、回波個(gè)數(shù)(EchoCnt)3000、累加掃描次數(shù)(NS)8次、兩次掃描之間的重復(fù)時(shí)間(TR)1000 ms、模擬增益(RG1)30、數(shù)字增益(RG2)3。每組樣品設(shè)置5個(gè)平行實(shí)驗(yàn),每個(gè)平行重復(fù)測定3次。

1.3 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

2 結(jié)果與分析

2.1 熟度對調(diào)理牛排保水性的影響

2.1.1 不同熟度對調(diào)理牛排烹調(diào)損失率的影響 由圖1可以看出,6種不同熟度調(diào)理牛排之間的烹調(diào)損失率均存在著顯著差異(p<0.05)。且隨著調(diào)理牛排的熟度越來越高,烹調(diào)損失率也越來越高,即調(diào)理牛排的保水性越來越差,這與張俊龍[24]研究的結(jié)果一致。由此可以說明,通過增加烹飪溫度和時(shí)間達(dá)到了削弱肉樣內(nèi)部分子的作用,尤其降低了水分子的束縛能力,導(dǎo)致保水性的下降。肉制品的烹調(diào)損失率與保水性有著密不可分的關(guān)系,不僅決定了調(diào)理牛排煎制后的出品率,還可以影響肉類制品的加工成本。烹調(diào)損失越低,保水性越好,牛排的品質(zhì)及出品率也就越高。

圖1 不同熟度對調(diào)理牛排烹調(diào)失水率的影響

2.1.2 不同熟度對調(diào)理牛排加壓失水率的影響 水是肉類中最主要的成分,對于肉與肉制品而言,保水性的高低很大程度上決定了肉類品質(zhì)的好壞[25],而加壓失水率是評價(jià)肉類保水性的重要指標(biāo)。由圖1可以看出,6種不同熟度調(diào)理牛排之間的加壓失水率均存在顯著差異(p<0.05),且隨著調(diào)理牛排熟化程度越來越高,加壓失水率也越來越高,即調(diào)理牛排的保水性越來越差,此結(jié)論與朱曉紅等[26]的研究結(jié)果一致。這是由于調(diào)理牛排中的蛋白質(zhì)在熟制過程中不斷變性,再經(jīng)過加壓處理,可能破壞了這一網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),導(dǎo)致保水性的下降。

圖2 不同熟度對調(diào)理牛排加壓失水率的影響

2.2 低場核磁共振水相分布特征的分析

2.2.1 不同熟度調(diào)理牛排的水分存在狀態(tài)及變化規(guī)律 在肉類科學(xué)研究中,弛豫時(shí)間的測量多用1H質(zhì)子的橫向弛豫時(shí)間T2來表示,由于T2的變化范圍廣且敏感性強(qiáng),質(zhì)子處于不同的化學(xué)環(huán)境就會(huì)導(dǎo)致橫向弛豫時(shí)間T2的不同,質(zhì)子的自由度隨T2值的變化而變化并且呈正相關(guān)[27],所以通常用以表示質(zhì)子的運(yùn)動(dòng)特性。目前已有很多研究表明,T2的測定結(jié)果能夠區(qū)分3種不同水分群體,即結(jié)合水、不易流動(dòng)水和自由水,還能夠反映三者之間相互遷移轉(zhuǎn)換的關(guān)系[28-29]。

如圖3 所示,6種不同熟度的樣品每條曲線上均有4個(gè)波峰,代表了熟制調(diào)理牛排中的3種水分狀態(tài)即T2b和T21代表結(jié)合水,T22為不易流動(dòng)的水,T23則表示自由水。橫向馳豫時(shí)間分別為:T2b(0.1～1.5 ms)、T21(1.5～5 ms)、T22(10～100 ms)、T23(150～500 ms)。從圖3可以明顯看出,T22為4個(gè)波峰的主峰,代表蛋白凝膠空隙中不易流動(dòng)的水,此部分水是調(diào)理牛排中水分的主要組成及存在形態(tài),其信號幅度值占總信號的90%以上。與董曉光[30]等該將樣品進(jìn)行檢測并反演后得到3個(gè)波峰,且T2b到T21的橫向馳豫時(shí)間范圍是0～60 ms,此研究結(jié)論與本實(shí)驗(yàn)的檢測結(jié)果略有不同。這可能是由于測定的樣品、處理的方法及所用低場核磁共振儀器的型號不同造成的緣故。

圖3 不同熟度調(diào)理牛排橫向磁化衰減信號反演后的T2弛豫特性

由圖3還可以看出,隨著調(diào)理牛排熟化程度的加深,3種水分狀態(tài)對應(yīng)的T2弛豫時(shí)間均向慢弛豫方向移動(dòng),這表明水的自由度和流動(dòng)性在不斷的增高,而結(jié)合度在不斷的降低。其中,T22狀態(tài)的水分弛豫時(shí)間向慢弛豫方向移動(dòng)的最明顯,表明調(diào)理牛排中此狀態(tài)的水分受熟化程度的影響最大。

2.2.2 不同成熟度對調(diào)理牛排橫向弛豫時(shí)間T2的影響 由表2可以看出,T2b和T21為結(jié)合水,在調(diào)理牛排的煎制過程中,結(jié)合水并非呈單一的線性關(guān)系,無明顯變化規(guī)律;T22為不易流動(dòng)水,在煎制過程中,除全熟處理?xiàng)l件外,隨著熟度的不斷變大,馳豫時(shí)間也不斷增大;而T23為自由水,隨著牛排的不斷熟化,馳豫時(shí)間呈逐漸減小趨勢,其中三成熟、五成熟和七成熟達(dá)到持平狀態(tài)。這是由于調(diào)理牛排不斷加熱熟化過程中,蛋白質(zhì)變性程度不斷加深,肉中水分存在狀態(tài)也在不斷改變,自由水緩慢減少而不易流動(dòng)水除全熟外均不斷增多的緣故。

表2 調(diào)理牛排成熟度對橫向弛豫時(shí)間T2的影響

2.2.3 不同成熟度對調(diào)理牛排弛豫組分峰面積比例的影響 表3中P2b、P21、P22和P23分別代表T2b、T21、T22和T23的弛豫峰面積百分比。由表3可知,隨著調(diào)理牛排的不斷煎制熟化,不易流動(dòng)水的弛豫時(shí)間所占的峰面積比P22也隨之不斷降低,而自由水的弛豫時(shí)間T23所占的峰面積比P23則在逐漸增加。因此,T2弛豫時(shí)間峰面積比值可以為調(diào)理牛排煎制過程中水分分布和遷移變化的規(guī)律提供基本信息。

表3 調(diào)理牛排成熟度對T2弛豫時(shí)間峰面積比的影響(%)

3 結(jié)論

熟度對調(diào)理牛排的保水性有明顯影響,隨著調(diào)理牛排的不斷煎制熟化,烹調(diào)損失率和加壓失水率均有不同程度的升高,保水性也隨之降低。隨著調(diào)理牛排熟化程度的加深,3種水分狀態(tài)對應(yīng)的橫向弛豫時(shí)間T2均向慢弛豫方向移動(dòng),T22狀態(tài)的水分弛豫時(shí)間移動(dòng)越明顯水的自由度和流動(dòng)性不斷的增高,而結(jié)合度在不斷的降低,即牛排體系對水分的束縛能力降低。因此,合適的煎制時(shí)間和成熟度,可有效降低調(diào)理牛排的水分損失率。

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