不同殺菌條件對醬牛肉品質的影響

付 麗，劉旖旎，高雪琴，楊寶進,*，皇甫幼宇

（1.河南牧業經濟學院食品與生物工程學院，河南 鄭州 450046；2.河南伊賽牛肉股份有限公司，河南 焦作 454450）

在牛肉加工過程中，腌料的味道和煮制湯料的味道逐漸滲透到牛肉內部，形成具有特征香味的醬鹵肉制品[1]。作為我國典型的傳統醬鹵肉制品，醬牛肉已經有幾千年的發展歷史，其具有滋味醇厚、營養豐富、方便攜帶等優點，但由于水分活度高，在加工、貯存及銷售過程中極易造成二次污染，導致其貨架期較短，不適于遠距離運輸和銷售。將醬牛肉經真空包裝并采用傳統高溫方法殺菌（121 ℃、30～40 min）可大大延長其貨架期，但高溫高壓處理會使產品口感、風味和營養受到較大影響[2]，同時也會造成醬牛肉組織結構的破壞及營養流失，從而嚴重影響醬牛肉的品質[3]。張志清等[4]研究得出，高壓滅菌的食品保質期最長為90 d以上，但感官指標不理想；王海軍等[5]研究表明，高溫殺菌對產品硬度、膠黏性、咀嚼性等質構特性影響較大；周鑫[6]研究表明，高壓殺菌可以延長產品的保質期，但是會影響產品風味、質地和營養。因此，傳統高溫殺菌方法不符合消費者對食品營養、美味的追求[7]，因此高溫肉制品成為低檔肉制品的代名詞，近年來對于如何提高高溫肉制品的品質成為研究熱點。

為探究不同殺菌條件對醬牛肉品質的影響，測定殺菌后醬牛肉水分活度、色差值、咀嚼性、彈性、出水出油量和感官指標的變化，并測定殺菌后肉樣中粗蛋白、粗脂肪含量及氨基酸總量的變化。以真空包裝、未經殺菌的醬牛肉為對照，比較分析不同殺菌溫度和時間對醬牛肉品質的影響，優選出醬牛肉的適宜殺菌工藝條件。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

牛腱肉由河南伊賽牛肉股份有限公司提供。0～4 ℃排酸成熟72 h，在企業生產條件下分割并真空包裝后，于－18 ℃冷凍保藏。

調味料、香辛料、亞硝酸鹽、糖及鋁箔袋均由河南牧業經濟學院畜產品研究室提供。

1.2 儀器與設備

7Brookfield-CT3質構儀 美國Brookfield公司；CR-400色差計 日本柯尼卡美能達公司；HD-6智能水分活度測量儀 無錫市華科儀器儀表有限公司；SOX 500脂肪測定儀、T980全自動凱氏定氮儀 濟南海能儀器股份有限公司；LDZX-50KBS高壓殺菌鍋 上海申安醫療器械廠。

1.3 方法

1.3.1 醬牛肉的加工工藝

醬牛肉的加工工藝為：原料肉的選擇及修整→配料→腌制→煮制→真空包裝→高壓殺菌→反壓冷卻→成品→檢驗

1.3.2 醬牛肉的基礎配方

以20 kg牛腱肉計，分別加入大茴香16 g、花椒16 g、良姜16 g、桂皮4 g、陳皮40 g、丁香4 g、白芷8 g、草果12 g、砂仁8 g、辣椒16 g，另外加入3%食鹽、1.5%白砂糖、0.5%復合磷酸鹽和0.015%亞硝酸鈉。

1.3.3 實驗設計

將牛肉由冷庫中取出，適當解凍后，剔除牛肉表面多余的脂肪及不可食用部分，用清水沖洗干凈，分割成300 g左右的肉塊，共30 塊，平均分為10 組，按照1.3.1節的加工工藝和1.3.2節的基礎配方腌制5 d，采用真空包裝，其中1 組不經殺菌處理作為對照組，另外9 組分別在不同溫度和時間條件下進行殺菌處理（表1）。所有肉樣冷卻后置于4 ℃冷庫保存，備用。測定肉樣的水分活度、色差（亮度值（L*）和紅度值（a*））、質構（彈性、咀嚼性）、出水出油率和感官指標以及粗蛋白、粗脂肪含量的變化，研究不同殺菌方式對醬牛肉品質的影響。

表 1 醬牛肉殺菌實驗設計Table 1 Experiment design for sterilization conditions of spiced beef

1.3.4 指標測定

1.3.4.1 水分活度

采用全自動水分活度儀法進行測定。取不同殺菌條件的醬牛肉，粉碎后得到原始樣品，四分法縮減，得到具有代表性的檢驗樣品，密封條件下于4 ℃冰箱保存。

1.3.4.2 色差

參照付麗等[8]的方法。取包裝好的醬牛肉，用潔凈的刀從中切開，取2 cm厚的平整斷面，置于平整操作臺上。使用色差計測定，采用C光源（Y=89.2、x=0.315 3、y=0.322 2），記錄樣品的L*、a*。每個樣品測定6 次，取平均值。

1.3.4.3 質構

參照Herrero等[9]的方法，并稍做修改。取加工好的醬牛肉，打開真空包裝袋，切成1 cm見方的肉塊。使用質構儀進行測定，以彈性和咀嚼性表示醬牛肉質構特性[10]。測定參數：使用TA-7探頭，TA-VBJ夾具，測試類型為TPA質構分析，預測試速率2 mm/s，測試速率2 mm/s，返回速率2 mm/s，觸發點負載10 g，目標450 g，循環2 次，負載單元10 000 g。

1.3.4.4 出水出油量

參照Florowski等[11]的方法，并稍做修改。醬牛肉在高溫殺菌后會有部分油脂和水分滲出，為探究不同殺菌條件下醬牛肉中的出水出油量（g），用殺菌后袋裝醬牛肉總質量（m，g）減去醬牛肉（m1，g）和鋁箔袋的質量（m2，g），即為該條件下醬牛肉的出水出油量。按照下式計算。

出水出油量/g=m－m1－m2

1.3.4.5 感官評價

參照王明等[12]的熟肉制品感官評定方法，并稍做修改。由8 位食品專業相關人員組成評定小組，根據感官評分標準進行培訓，以醬牛肉的色澤、組織、彈性和香味為評定指標，均采用5 分制，具體評分標準如表2所示。

表 2 醬牛肉感官評分標準Table 2 Criteria for sensory evaluation of spiced beef

1.3.4.6 粗蛋白含量

采用自動凱氏定氮儀法進行測定，以總氮含量乘以蛋白質換算系數（6.25）表示。

1.3.4.7 粗脂肪含量

采用索氏提取法進行測定，以粗脂肪（主要是游離脂肪）含量表示。

1.4 數據處理

每個指標重復測定3 次，結果表示為平均值±標準差，圖表采用Sigmaplot 13.0軟件繪制，采用SAS 9.4軟件進行數據的方差分析，用Duncan’s Multiple Range Test進行數據顯著性（P＜0.05）分析。

2 結果與分析

2.1 不同殺菌條件對醬牛肉水分活度的影響

美國農業部食品安全檢驗局（Food Safety Inspection Service，FSIS）在其即食肉類和家禽產品合規性指南草案中將包裝殺菌肉制品定義為：裝入密封容器之前或之后接受熱處理且水分活度超過0.85的肉類食品[13]。水分活度直接影響肉制品色澤、氣味、口感及貯藏期[14]。

由圖1可知，所有組肉樣的水分活度均在0.85以上。對照組肉樣水分活度為0.877 0。除121 ℃殺菌30 min處理組外，其他組肉樣水分活度均稍高于對照組，但差異不顯著（P＞0.05）。當殺菌溫度為105 ℃時，隨著殺菌時間的延長，肉樣水分活度呈上升趨勢，且均高于對照組，其中105 ℃殺菌80 min處理組最高（P＜0.05），這可能是由于隨著殺菌時間的延長，肌肉組織軟爛，結構松馳，使水分活度升高[15]。當殺菌溫度為115 ℃時，隨著殺菌時間的延長，肉樣水分活度呈上升趨勢，均稍高于對照組，但差異均不顯著（P＞0.05），其中115 ℃殺菌30 min時肉樣水分活度與對照組最為接近。當殺菌溫度為121℃時，隨著殺菌時間的延長，肉樣水分活度呈先下降后上升的趨勢，其中殺菌30 min時肉樣水分活度為0.868 0，顯著低于對照組（P＜0.05），而殺菌20、40 min時均稍高于對照組（P＞0.05）。這是由于高溫高壓殺菌達到30 min使膠原蛋白和肌原纖維蛋白變性，導致蛋白質空間構象發生變化，保水性降低，水分自由度降低且不易流動性增強，導致水分活度降低[16-17]；但隨著殺菌時間繼續延長，肌肉組織結構嚴重破壞，肌肉軟爛，造成析出水分與油脂部分回滲，使保水性回升，因此水分活度稍有增加[18]。

2.2 不同殺菌條件對醬牛肉色差的影響

2.2.1 不同殺菌條件對醬牛肉L*的影響

由圖2可知，對照組肉樣L*為40.49，除115 ℃殺菌30 min處理組外，其他處理組肉樣L*均顯著低于對照組（P＜0.05），尤其是115 ℃殺菌40 min和121 ℃殺菌30 min處理組與對照組差異極顯著（P＜0.01），說明105 ℃、115 ℃殺菌40 min以上和121 ℃殺菌均會造成肉樣出水、出油，另外高溫處理也可能導致美拉德反應增加，使反射率降低，而使肉樣L*下降[19]。在不同殺菌溫度下，隨著殺菌時間延長，肉樣L*均呈現先降低再升高的趨勢。這是由于高壓加熱殺菌使肌肉蛋白開始變性，疏水基團外露，肌肉保水性下降，汁液外滲，肉樣因失水、失油而先使其L*下降；隨著殺菌時間的延長，肌肉組織結構嚴重破壞，肌肉軟爛，部分析出的水分和油脂回滲，使L*增加[18]。殺菌處理組中，115 ℃殺菌30 min處理組肉樣的L*稍高于對照組，但差異不顯著（P＜0.05），說明該殺菌條件下肉樣中水分和油脂遷移少，從肉的L*來看，該殺菌條件比較合適。

2.2.2 不同殺菌條件對醬牛肉a*的影響

由圖3可知，對照組肉樣a*為21.30。105 ℃殺菌組肉樣a*隨殺菌時間的延長呈不斷上升趨勢，其中40 min殺菌肉樣的a*顯著低于對照組（P＜0.01），而50 min殺菌肉樣的a*與對照組差異不顯著（P＞0.05），當殺菌溫度達到80 min時，肉樣a*顯著升高（P＜0.05）。這可能是由于經腌制后肌肉中的肌紅蛋白以一氧化氮肌紅蛋白形式存在，加熱殺菌使其進一步變性，同時真空包裝下由于氧分壓較低，肉色變差，而使a*下降；但隨著加熱時間的延長肉樣a*上升可能與一氧化氮肌紅蛋白的含量及其溶解度有關[18]；另外，長時間加熱會使肌肉組織軟爛，部分水分回滲，使a*上升。121 ℃處理組中，殺菌30 min以上的肉樣a*均低于對照組，尤其是殺菌30 min時與對照組差異顯著（P＜0.05），說明在121 ℃溫度條件下長時間殺菌造成肌紅蛋白過度變性及氧化褐變，使a*下降。105 ℃殺菌80 min、115 ℃殺菌30 min、115 ℃殺菌60 min和121 ℃殺菌20 min處理組肉樣的a*無顯著差異（P＞0.05），且均顯著高于對照組（P＜0.05）。色澤是影響醬鹵肉制品銷售的重要因素之一[20]，從節能角度考慮，115 ℃殺菌30 min的殺菌條件比較合適。

2.3 不同殺菌條件對醬牛肉質構的影響

肉制品熱處理會造成膠原蛋白變性，導致肌內結締組織結構和力學性能發生變化[21]，從而影響肉品質構。

2.3.1 不同殺菌條件對醬牛肉咀嚼性的影響

對于醬鹵肉制品，并不是肉質越嫩越受消費者歡迎，產品還要有一定硬度和咀嚼性[22]。由圖4可知，對照組肉樣咀嚼性為4.30 J。105 ℃殺菌80 min與121 ℃殺菌20 min時，肉樣咀嚼性顯著低于對照組（P＜0.05）；115 ℃和121 ℃殺菌40 min時，肉樣咀嚼性與對照組差異不顯著（P＞0.05）；其他組肉樣咀嚼性均顯著高于對照組（P＜0.05）。105 ℃條件下殺菌時，隨著殺菌時間延長，肉樣咀嚼性呈下降趨勢，這是由于肉樣殺菌后導致肌肉蛋白發生熱收縮和變性以及水分流失，使肉質變堅實，肉樣咀嚼性升高[23]；但隨著殺菌時間延長，肌肉組織軟爛，咀嚼性下降。115 ℃條件下殺菌時，肉樣咀嚼性呈先下降后上升趨勢，115 ℃條件下殺菌30 min時，肌肉蛋白變性形成熱凝膠，咀嚼性升高；殺菌40 min時，肌肉蛋白變軟，使咀嚼性下降；殺菌60 min時，肌肉蛋白長時間熱處理使其組織結構被破壞，失水嚴重，組織結構粗糙，肉質變硬，咀嚼性增大，這與Rahman等[24]研究得出的肉硬度與其含水率具有一定相關性的結論一致，與Benito等[25]研究得出的硬度變化可能與蛋白質變性有關的結論也一致。121 ℃條件下殺菌30 min時，肉樣咀嚼性與115 ℃殺菌60 min時接近；而加熱時間達到40 min時，肌肉蛋白組織過于軟爛，使其咀嚼性下降。咀嚼性反應了牛肉對咀嚼的持續抵抗能力[26]，從保證殺菌效果及產品品質的角度考慮，115 ℃殺菌30 min條件下醬牛肉的咀嚼性較好。

2.3.2 不同殺菌條件對醬牛肉彈性的影響

由圖5可知，由于對照組不經殺菌，煮制溫度低，硬度較高，因此彈性較差，為1.25 J。相同殺菌溫度條件下，隨殺菌時間的延長，肉樣彈性呈下降趨勢，這與張立彥等[27]的研究結果一致。105 ℃殺菌80 min、115 ℃殺菌60 min與121 ℃殺菌40 min的肉樣彈性與對照組無顯著差異（P＞0.05），這可能是由于殺菌時間長或殺菌溫度高使肌肉組織軟爛，造成水分和油脂析出，從而使肉樣彈性下降[28]，這與Dhall等[29]的結論一致，他們認為過度熱處理導致肉樣肌原纖維蛋白硬化，增加其韌性而使其彈性下降。其他組肉樣彈性均顯著高于對照組（P＜0.05），這是由于肉樣經低溫或短時間殺菌處理后，肌肉蛋白受熱形成具有彈性的凝膠體[30]，使其彈性增加。115 ℃殺菌30 min肉樣的彈性最優。

2.4 不同殺菌條件對醬牛肉出水出油量的影響

由圖6可知，對照組肉樣出水出油量為0.81 g。所有殺菌組肉樣的出水出油量均顯著高于對照組（P＜0.05），這與Tornberg[31]研究得出的加熱改變肌肉蛋白結構，使其持水力下降的結論一致。同一殺菌溫度條件下，隨著殺菌時間的延長，肉樣出水出油量也呈顯著上升趨勢（P＜0.05），121 ℃殺菌時肉樣的出水出油量最多（P＜0.05）。105 ℃殺菌80 min時肉樣出水出油量為10.28 g，與對照組差異極顯著（P＜0.05），也顯著高于115 ℃殺菌組（P＜0.05）。另外，相同殺菌時間時，殺菌溫度越高，肉樣出水出油量越多（P＜0.05）。這是由于殺菌溫度高或殺菌時間過長均會導致肌肉蛋白過度變性，肌肉組織結構被嚴重破環，導致油脂和水分大量析出。這也證明水油析出程度與殺菌溫度及時間密切相關。從節能和效率來講，115 ℃殺菌30 min時，醬牛肉的殺菌效果最好。

2.4 不同殺菌條件對醬牛肉感官評分的影響

高溫殺菌對醬鹵肉制品雖有較好的殺菌效果，但產品質構特性、風味會受到較大破壞，且會造成營養價值下降[32]。Traore等[33]認為，熱處理可引起肌肉蛋白質氧化自由基的產生，從而對肉制品感官和營養品質產生負面影響。

表 3 不同殺菌條件下醬牛肉的感官評分Table 3 Sensory scores of spiced beef under different sterilization conditions

由表3可知：從色澤上看，115 ℃殺菌組肉樣顯著優于對照組和其他殺菌組（P＜0.05），121 ℃殺菌40 min處理組色澤最差，且顯著低于對照組（P＜0.05）；從組織結構上看，115 ℃殺菌30 min處理組肉樣評分最高，顯著高于對照組（P＜0.05），121 ℃殺菌30 min以上肉樣評分顯著低于對照組（P＜0.05）；從彈性上看，115 ℃殺菌30 min和40 min時，肉樣彈性與對照組無顯著差異（P＞0.05），而105 ℃殺菌80 min、115 ℃殺菌60 min及121 ℃殺菌30 min以上時，肉樣彈性顯著變差（P＜0.05）；從風味上看，105 ℃殺菌50 min內，肉樣風味與對照組差異不顯著（P＞0.05），其他殺菌組肉樣評分均顯著低于對照組（P＜0.05），說明加熱處理雖然可以賦予肉制品香味，但同時肌肉蛋白發生變性、分解及部分流失，也會導致肉制品風味下降[13]；另外，肉制品經熱處理會導致脂質變化，也會導致風味發生改變[34]。根據肉樣綜合感官評分分析，115 ℃殺菌30 min肉樣最優，顯著高于對照組（P＜0.05），這說明115 ℃殺菌30 min醬牛肉的感官品質較好；而121 ℃條件下殺菌的肉樣感官品質最差，尤其是殺菌30 min以上時，肉樣的綜合評分顯著降低（P＜0.05），說明高溫高壓殺菌時，肌肉中水分和油脂析出，肌肉組織軟爛，缺乏彈性，導致感官品質變差[35]。

2.5 不同殺菌條件對醬牛肉粗蛋白含量的影響

由圖7可知，肉樣蛋白質含量隨殺菌溫度的升高不斷上升，對照組肉樣的蛋白質含量為26.38%，與105、115 ℃殺菌組差異均不顯著（P＞0.05），其中105 ℃殺菌組肉樣的蛋白質含量稍低于對照組，115 ℃殺菌組稍高于對照組。121 ℃殺菌組肉樣的蛋白質含量顯著高于對照組及105 ℃殺菌組（P＜0.05），但與115 ℃殺菌組差異不顯著（P＞0.05），這可能是由于經不同條件殺菌處理后，肌肉中蛋白質變性，使其保水性下降，另外蛋白質受熱分解生成小肽類物質、游離氨基酸及其他含氮物質等；當殺菌溫度較低時，一些可溶性蛋白及其分解產物隨汁液流失，使總蛋白質含量稍有下降[15]；當殺菌溫度升高時，肌肉組織結構被破壞，水分流失顯著增加，反而使肌肉內粗蛋白含量（總含氮量）增加。

2.6 不同殺菌條件對醬牛肉氨基酸總量的影響

由圖8可知：對照組肉樣氨基酸總量最低，顯著低于各殺菌處理組（P＜0.05）；105 ℃條件下殺菌時，隨著殺菌時間的延長，肉樣中總氨基酸總量呈上升趨勢，殺菌50 min與80 min間無顯著差異（P＞0.05），且均顯著高于殺菌40 min處理組（P＜0.05），說明加熱殺菌使肌肉蛋白水解，產生游離氨基酸，使氨基酸總量增加；而115 ℃和121 ℃殺菌時，肉樣中氨基酸總量顯著低于105 ℃殺菌組（P＜0.05），這可能是由于氨基酸受熱發生熱分解，或與腌制劑之間發生某些生物化學反應，也可能是由于加熱使蛋白質變性，造成可溶性氨基酸隨汁液流失[15]。其中，115 ℃殺菌30 min處理組肉樣的氨基酸總量較高（P＜0.05）。

2.7 不同殺菌條件對醬牛肉粗脂肪含量的影響

由圖9可知：對照組肉樣中總脂肪含量為2.39%。經105 ℃殺菌40 min處理，肉樣脂肪含量顯著低于對照組（P＜0.05），這可能是由于脂肪受熱分解、氧化以及油脂流失等；當殺菌溫度升高、殺菌時間延長時，肉樣中脂肪含量顯著升高（P＜0.05），這可能是由于高溫或長時間加熱使肌間結合脂肪游離所致，且游離的脂肪量高于流失及氧化分解脂肪的量；115 ℃殺菌60 min時，肉樣脂肪含量顯著下降（P＜0.05），這可能是由于殺菌溫度高且時間長導致脂肪熱降解、氧化分解且油脂流失，使其含量下降[36]，也有可能是原料肉本身脂肪含量間存在較大差異造成的。

3 結 論

采用9 種不同殺菌條件處理真空包裝醬牛肉，通過對肉樣水分活度、色差值、彈性、硬度、出水出油量、感官指標及粗蛋白、粗脂肪含量進行測定，研究不同殺菌溫度和時間對醬牛肉品質的影響。結果表明：殺菌溫度與殺菌時間均對醬牛肉品質具有顯著影響，而且溫度越高、殺菌時間越長影響越大。115 ℃殺菌30 min時，肉樣水分活度與對照組最接近，L*稍高于對照組（P＞0.05）；105 ℃殺菌80 min、115 ℃殺菌30 min、115 ℃殺菌60 min和121 ℃殺菌20 min處理肉樣的a*無顯著差異（P＞0.05），且均顯著高于對照組（P＜0.05）；105 ℃殺菌80 min與121 ℃殺菌20 min時，肉樣咀嚼性顯著低于對照組（P＜0.05）；115、121 ℃殺菌40 min時，肉樣咀嚼性與對照組差異不顯著（P＞0.05）；其他組肉樣咀嚼性均顯著高于對照組（P＜0.05）；105 ℃殺菌80 min、115 ℃殺菌60 min與121 ℃殺菌40 min的肉樣彈性與對照組無顯著差異（P＞0.05），其他組肉樣彈性均顯著高于對照組（P＜0.05）；所有殺菌處理組肉樣的出水出油量均顯著高于對照組（P＜0.05）；115 ℃殺菌30 min肉樣的感官品質最優，而121 ℃條件下殺菌的肉樣感官品質最差；從粗蛋白、粗脂肪及氨基酸總量的變化分析，高溫殺菌對醬牛肉的營養組成也具有顯著影響。

綜合以上各因素，在保證殺菌效果的前提下，115 ℃殺菌30 min的醬牛肉品質較理想，醬牛肉水分活度、L*稍高于對照組（P＞0.05），a*、咀嚼性及彈性顯著優于對照組（P＜0.05）。本研究通過研究不同殺菌條件對醬牛肉品質的影響，優選出比較適宜的殺菌溫度和時間，以保證醬牛肉的品質，滿足消費者對傳統美食的追求。