烘烤溫度對烤羊排水分分布與品質(zhì)相關(guān)性的研究

趙鉅陽，劉麗美，于海龍，劉騫，孔保華，韓建春，*

（1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，黑龍江哈爾濱150030；2.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院，黑龍江哈爾濱150030）

烘烤溫度對烤羊排水分分布與品質(zhì)相關(guān)性的研究

趙鉅陽1，劉麗美1，于海龍2，劉騫1，孔保華1，韓建春1，*

（1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，黑龍江哈爾濱150030；2.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院，黑龍江哈爾濱150030）

探討了不同烘烤溫度（160、170、180、190℃）對烤羊排水分分布與品質(zhì)之間的關(guān)系，分別測定了烤羊排肉的出品率、水分含量、剪切力、T2弛豫時間、顏色和感官質(zhì)量，并分析探討了它們之間的相關(guān)性。研究結(jié)果表明，隨著烘烤溫度的升高，烤羊排的出品率、水分含量、嫩度、L*-值、a*-值顯著降低（P＜0.05）；而且烘烤溫度為180℃條件下獲得的感官評價(jià)得分最高（P＜0.05）。與此同時，通過低場NMR研究發(fā)現(xiàn)，擬合后的T2弛豫時間分布為2個主要的峰，隨著烘烤溫度的升高會使主要峰T21和T22向慢的馳豫方向移動，同時與對照組相比峰面積A21和A22顯著降低（P＜0.05）。結(jié)合相關(guān)性分析可以得出T21的變化與烤羊排水分含量和出品率之間存在正相關(guān)的線性關(guān)系。上述結(jié)果表明，不同烘烤溫度對烤羊排品質(zhì)的影響主要是由于肉中水分的遷移所造成的。

烤羊排；低場NMR；烘烤溫度；水分分布；品質(zhì)

烤羊肉是維吾爾族的特色美食，因其獨(dú)特的燒烤風(fēng)味廣受消費(fèi)者所喜愛［1］。傳統(tǒng)烤羊肉串腌制后將羊肉切塊后簽子串起，碳火直接烘烤，配以鹽、辣椒粉、孜然粉、花椒等調(diào)料，隨意翻轉(zhuǎn)烘烤，邊烤邊撒調(diào)料，烤熟后即食。然而傳統(tǒng)烤羊肉經(jīng)高溫烘烤容易產(chǎn)生多環(huán)芳烴、雜環(huán)胺類致癌物質(zhì)和其他潛在致癌物質(zhì)，烘烤過程中低落入炭火中的油脂容易引發(fā)燃燒，引起碳灰等漂浮物附著在羊肉表面，影響食物衛(wèi)生性［2］?，F(xiàn)代科技可以通過使用電烤箱、微波爐等現(xiàn)代電熱設(shè)備進(jìn)行烘烤，從而避免烤羊肉因明火使用而產(chǎn)生的一些致癌物。因此設(shè)想將傳統(tǒng)烤羊肉配方與現(xiàn)代加工技術(shù)結(jié)合起來，開發(fā)出一種既符合人們傳統(tǒng)飲食口味又滿足人們對于食品方便、營養(yǎng)、健康需求的食品必將開辟一定的市場。2013年孫寶國院士也曾指出未來我國方便食品更趨于向著堅(jiān)守傳統(tǒng)特色和彰顯中國風(fēng)味的方向發(fā)展［3］。近年來，國內(nèi)外已有很多關(guān)于肉類加工工藝優(yōu)化的文獻(xiàn)報(bào)道，但是優(yōu)化工藝的測定指標(biāo)單一，往往僅利用感官評價(jià)法［4-5］，結(jié)合低場核磁共振技術(shù)更加客觀的探討烘烤溫度對烤羊肉水分分布進(jìn)而聯(lián)系肉類品質(zhì)變化的研究更是少之又少。

低場核磁共振（Low-field nuclear magnetic resonance，LF-NMR）是指磁場強(qiáng)度恒定在0.5 T以下的核磁共振，其原理是樣品中的氫質(zhì)子從射頻脈沖磁場吸收能量，在關(guān)閉脈沖后氫質(zhì)子釋放射頻波至玻爾茲曼平衡，此過程的時間為弛豫時間［6］。由于肉制品內(nèi)含有蛋白質(zhì)和水等組分，其氫質(zhì)子狀態(tài)也不同，因此可通過分析弛豫時間獲得肉制品內(nèi)部信息［7］。其主要通過對縱向弛豫時間T1（自旋—晶格），橫向弛豫時間T2（自旋—自旋）和自擴(kuò)散系數(shù)的測量，反應(yīng)出質(zhì)子（1H）的運(yùn)動性質(zhì)［8］。在肉品科學(xué)研究中，測量弛豫時間多采用T2表征，這是因?yàn)門2具有較大的變化范圍，且比T1有著更為敏感的水分分布狀態(tài)［7］。另外，許多研究報(bào)道利用LF-NMR能夠很好地研究肉在加工過程中其固有水分的動態(tài)遷移變化，而且T2與肉的保水性、微觀結(jié)構(gòu)以及感官評定等指標(biāo)有很高的相關(guān)性［9-11］。

羊肉在烘烤過程中會發(fā)生重量損失、肌肉持水性降低、肌纖維收縮以及顏色和風(fēng)味的改善等一系列的物理化學(xué)變化［12］。與此同時，羊肉的前處理、烘烤方式、烘烤溫度和烘烤時間也影響著烘烤類羊肉制品的質(zhì)量特征［13］。基于此本課題以羊排肉作為主料，以鹽、雞精、料酒、孜然粉、熟芝麻、香油、白糖等作為腌料，羊排肉經(jīng)腌制后經(jīng)烤箱烘烤加熱模擬傳統(tǒng)的“碳烤”烹飪技術(shù)，研究在烘烤時間為11 min的條件下，不同的烘烤溫度160、170、180、190℃對樣品出品率、剪切力、水分含量、水分活度、T2弛豫時間以及顏色和感官質(zhì)量的影響，從而篩選出適合烤羊排工業(yè)化生產(chǎn)的加工參數(shù)，擴(kuò)充市場中傳統(tǒng)中式方便牛羊肉制品的種類。

1材料與方法

1.1材料

新鮮羊排肉、鹽、雞精、料酒、孜然粉、熟芝麻、香油、白糖等均購于哈爾濱市大潤發(fā)超市。

1.2儀器與設(shè)備

JD500-2電子天平：沈陽龍騰電子稱量儀器有限公司；AL-104精密電子天平：上海梅特勒-托利多儀器設(shè)備有限公司；美的SK2105電磁爐：廣東美的電器股份有限公司；電烤箱：無錫市華達(dá)電子電器廠；ZE-6000電子色差儀：日本電色工業(yè)株式會社；Aqua Lab水分活度測定儀：美國Decagon公司；DH-9070A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱：上海精宏設(shè)備有限公司；TA-XT Plus質(zhì)構(gòu)儀：英國SMS公司；Mq-20低場核磁共振分析儀：德國布魯克公司；M-380型氣調(diào)保鮮包裝機(jī)：上海一恒科技有限公司。

1.3方法

1.3.1烤羊排工藝優(yōu)化及操作要點(diǎn)

1.3.1.1工藝流程

新鮮羊排整理切塊→腌制→烘烤→涂料→翻轉(zhuǎn)→包裝→二次殺菌→成品

1.3.1.2操作要點(diǎn)

1）新鮮羊排肉（去骨）整理切塊（每組3塊，每塊200 g）。

2）按照羊排2 kg的比例配制腌料配方：鹽20 g，雞精8 g，料酒640 g，孜然粉60 g，熟芝麻40 g，香油20 g，白糖25 g。調(diào)配好腌料與羊排肉條混拌均勻，4℃下保鮮膜封口腌制3 h。

3）烤箱預(yù)熱5 min，將腌制后羊排擺放整齊，設(shè)定烘烤時間11 min，分別在烘烤溫度為160、170、180、190℃下對羊排進(jìn)行烘烤。

4）取中間時刻刷油、撒調(diào)料后翻轉(zhuǎn)接著烤。

5）烤制結(jié)束后，晾涼，真空包裝。

6）包裝后成品于100℃水浴20 min進(jìn)行二次殺菌，冷卻后即為成品。

1.3.2出品率的測定

參考G?k等［14］的方法并作適當(dāng)改動，試驗(yàn)樣品保持大小一致，每組試驗(yàn)保證樣品數(shù)量基本一致。烘烤后的樣品待冷卻并瀝干油分后進(jìn)行稱重。出品率計(jì)算方法如下：

出品率/%=烘烤后樣品總重/烘烤前樣品總重×100

1.3.3水分含量的測定

水分含量參照GB/T 9695.15-2008《肉與肉制品水分含量測定》進(jìn)行測定。

1.3.4應(yīng)用LF-NMR測定水分的動態(tài)分布（T2的測定）

參照Aursand等［15］的方法。將烘烤后的羊肉，放在專用的測定試管中（試管直徑1.8 cm，高度18 cm），LF-NMR分析儀的磁場強(qiáng)度為0.47 T，質(zhì)子共振頻率為20 MHz。使用Carr-Purcell-Meiboom-Gill（CPMG）程序測定烘烤羊肉中的T2，對于每一個樣品，測定時自動掃描16次，每次掃描重復(fù)的間隔時間為2 s。測定后的每個樣品的T2，通過CONTIN軟件進(jìn)行反演，反映出相應(yīng)的弛豫時間（T21和T22）及峰面積（A21和A22）。

1.3.5剪切力的測定

參考Sheard等［16］的方法并作適當(dāng)改動。用TAXT Plus質(zhì)構(gòu)儀BSW探頭測定剪切力。測定參數(shù)為：測前速度1.00 mm/s，測試速度2.5 mm/s，測試后速度10.00 mm/s，距離25 mm，引發(fā)類型為自動。測定剪切力時每組樣品重復(fù)6次進(jìn)行。

1.3.6顏色的測定

參考Kayaardi等［17］的方法，采用ZE-6000色差計(jì)測定待測樣品的表面顏色。白板X為90.18，Y為95.08，Z為103.29。采用D65光源，2°視角，30 mm聚光鏡測定。

1.3.7感官評價(jià)

參考G?k等［18］的方法并做適當(dāng)修改，本試驗(yàn)邀請具有豐富感官質(zhì)量評定經(jīng)歷的10位人員組成評價(jià)小組，感官評價(jià)前明確試驗(yàn)?zāi)康?、意義以及需要評價(jià)的指標(biāo)，檢驗(yàn)方法采用雙盲法。本試驗(yàn)主要評定烘烤后羊肉的色澤、味道、組織狀態(tài)、口感和整體可接受性，其中的每項(xiàng)最高分為9分，最低為1分，根據(jù)感官評價(jià)得分來判斷樣品的優(yōu)劣。評分標(biāo)準(zhǔn)如圖1。

圖1　烘烤后羊肉的感官質(zhì)量評分標(biāo)準(zhǔn)Fig.1The sensory quality level of roasted mutton

1.3.8T21與其他指標(biāo)的相關(guān)性分析

應(yīng)用單向方差分析對經(jīng)過不同烘烤溫度處理后烘烤羊肉T21與理化指標(biāo)之間的相關(guān)性。Pearson相關(guān)系數(shù)用于檢驗(yàn)T21與水分含量和出品率之間的相關(guān)性。

1.3.9數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

每個試驗(yàn)重復(fù)3次，結(jié)果表示為平均數(shù)±SD。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析采用Statistix 8.1（分析軟件，St Paul，MN）軟件包中Linear Models程序進(jìn)行，差異顯著性（P＜0.05）分析使用Tukey HSD程序。采用sigmaplot11.0軟件作圖。

2結(jié)果與分析

2.1不同烘烤溫度對烤羊排出品率、水分含量和剪切力的影響

不同烘烤溫度對烤羊排出品率、水分含量和剪切力的影響結(jié)果見圖2。

圖2　不同烘烤溫度對烤羊排出品率、水分含量和剪切力值的影響Fig.2Effect of different roasting temperature on cooking yield，moisture content and shear force of roasted mutton

高溫烘烤會使肉品表面蛋白受熱迅速變性，形成一層保護(hù)膜，阻止水分外出，將內(nèi)部水分鎖住，選取適當(dāng)?shù)暮婵緱l件可以有效的將肉品水分控制在一定范圍，從而改善肉品品質(zhì)。由圖2可知，隨著烘烤溫度的升高，羊排肉的出品率開始逐漸下降，190℃溫度下達(dá)到最小值，160℃和170℃溫度下的出品率接近（P＞0.05），顯著高于180℃和190℃的出品率（P＜0.05）。

由圖2可知，與未經(jīng)烘烤處理的空白樣品相比，烘烤處理導(dǎo)致羊排肉水分顯著降低（P＜0.05），隨著烘烤溫度的升高，羊排肉的水分含量開始逐漸降低，當(dāng)達(dá)到190℃時，水分含量達(dá)到最低，且顯著低于其他溫度下樣品（P＜0.05），烘烤溫度在160℃和170℃時的水分含量相差不大（P＞0.05），但都顯著高于其他烘烤溫度下的水分含量（P＜0.05）。這也解釋了烤羊排的出品率隨著烘烤溫度升高而降低的原因，即由于烘烤溫度升高，會使羊肉表面肌原纖維蛋白變性，發(fā)生聚集和縮短，肌動蛋白纖絲和肌球蛋白纖絲間的空隙減小，使肉的持水力降低，導(dǎo)致羊肉表面水分的迅速蒸發(fā)，從而導(dǎo)致出品率逐漸降低。烹飪損失是烹飪時由液體和可溶性物質(zhì)的流失構(gòu)成的，烹飪時間的較長，烹飪溫度過高都會導(dǎo)致水分含量的降低，與此同時蛋白和脂肪含量也就相應(yīng)增加，Barge等［19］也曾指出水分的流失是導(dǎo)致出品率降低的主要原因。

肉嫩度指咀嚼或切割肉時的剪切力［20］，羊肉的剪切力值越小，羊肉的肉質(zhì)越嫩。通過圖2可以看出，隨著烘烤溫度的提高，烤羊排剪切力越來越大，與未經(jīng)烘烤處理的空白樣品相比，烘烤160℃和170℃的剪切力要顯著低于空白樣（P＜0.05），180℃時剪切力與空白組接近（P＞0.05），190℃時剪切力達(dá)到最高值，并顯著高于其他溫度條件下的樣品（P＜0.05）。Juárez等［21］認(rèn)為加熱所引起的肉嫩度變化主要源于肉中肌原纖維蛋白和膠原蛋白的熱變化。隨著烘烤溫度的升高，羊排肉在加熱后肌原纖維蛋白發(fā)生熱變性并失去其高級結(jié)構(gòu)甚至溶解，肌內(nèi)結(jié)締組織中的膠原蛋白緊縮，而加熱溫度越高，蛋白收縮變性數(shù)量增加的越多，持水力下降的越多，結(jié)締組織張力下降的也越多，最終使肉質(zhì)嫩度大大下降。

2.2不同烘烤溫度對烤羊排水分子動態(tài)分布（T2弛豫時間）的影響

在相同烘烤時間，不同烘烤溫度條件下烤羊排中水分子動態(tài)分布情況如圖3所示，不同烘烤溫度對烤羊排T2弛豫時間的影響如表1所示。

圖3　不同烘烤溫度下T2弛豫時間的分布Fig.3Representative distributions of T2relaxation times for different roasting temperature

表1　不同烘烤溫度對烤羊肉T2弛豫時間的影響Table 1Influences of different roasting temperature on T2relaxation times of roasted mutton chop

LF-NMR衰減曲線擬合的T2弛豫時間分布主要為2個峰群，其中T21的弛豫時間集中在14.3ms～44ms，T22的弛豫時間多為50 ms～270 ms（表1）。由T21弛豫時間的分布情況可以發(fā)現(xiàn)，與空白組相比，烘烤處理使得T21迅速向弛豫時間更短方向移動（P＜0.05），振幅發(fā)生顯著降低（P＜0.05），這說明羊排肉中的結(jié)合水成分受熱迅速減少，這是因?yàn)楦邷睾婵咎幚硎沟醚蚺湃獗砻娴鞍装l(fā)生變性，一部分蛋白迅速緊縮導(dǎo)致的持水力降低。隨著烘烤溫度的升高，T21弛豫時間逐漸趨向于更短的方向移動（P＜0.05），當(dāng)烘烤溫度達(dá)到180℃后振幅降低幅度減?。≒＞0.05），這說明隨著烘烤溫度的升高，羊排中水分趨向于與肉質(zhì)更緊密的結(jié)合，但水分含量變化不大，當(dāng)達(dá)到180℃以后變化趨于平穩(wěn)。對于T22弛豫時間，與空白樣相比，烘烤處理使得T22弛豫時間顯著變短（P＜0.05），但烘烤溫度對T22和A22影響不顯著（P＞0.05）。一些研究表明，較短的弛豫時間T21與存在于蛋白結(jié)構(gòu)組織內(nèi)的水有關(guān)，較快的弛豫時間T22則與存在于肌纖維之間的水有關(guān)［22-23］，這說明與T22弛豫時間相對應(yīng)的組群是自由水成分，說明烘烤處理使得自由水含量迅速降低，但溫度升高對自由水含量影響較?。≒＞0.05）。

2.3不同烘烤溫度對烤羊排顏色的影響

不同烘烤溫度對烤羊排顏色的影響見表2。

肉與肉制品的顏色是消費(fèi)者的第一感官印象，也是消費(fèi)者在不接觸狀態(tài)下評價(jià)肉制品質(zhì)量的重要依據(jù)［24］。構(gòu)成肉顏色的蛋白質(zhì)有肌紅蛋白、血紅蛋白和細(xì)胞色素C等，一般來說，烹飪后肉的顏色取決于變性后的肌紅蛋白（球蛋白氯化血色原）的組成和未變性肌紅蛋白的數(shù)量（包括氧合肌紅蛋白）［25］，脂肪、其他方式相關(guān)的蛋白和碳水化合物的氧化和聚合作用影響著烹飪?nèi)獾淖罱K顏色［26］。從表2可以看出，未經(jīng)烘烤的羊肉L*-值（亮度）為37.40，a*-值（紅度）為10.47，b*-值（黃度）為16.39。烘烤處理對羊排肉表面亮度無顯著影響（P＞0.05），只有160℃烘烤條件下來的亮度值顯著高于其他組，說明烘烤160℃時可以賦予羊排更好的亮度。烘烤使得羊肉表面紅度值顯著降低（P＜0.05），且隨著溫度的升高越來越低（P＞0.05），其中180℃和190℃時的a*-值比較接近，明顯低于160℃時的紅度值，說明隨著溫度升高，肉品顏色越來越暗，從鮮紅變成暗紅，且紅色變淺。羊肉經(jīng)烘烤后色澤變暗，這是由于加熱過程中，3種形式的肌紅蛋白通過氧化作用和氧化還原反應(yīng)發(fā)生互變，最終影響著肉的表面顏色［27］，孫京新［28］等發(fā)現(xiàn)，肉制品的加工過程會促進(jìn)內(nèi)部脂肪發(fā)生氧化，使其褪色或變色，從而使a*-值改變。

表2　不同烘烤溫度對羊排肉顏色的影響Table 2Influences of different roasting temperature on color of mutton chop

2.4不同烘烤溫度對烤羊排感官質(zhì)量的影響

烘烤溫度對羊排肉感官品質(zhì)的影響鑒定結(jié)果如表3所示。

表3　不同烘烤溫度對烤羊排肉感官品質(zhì)的影響Table 3Influences of different roasting temperatures on sensory evaluation of mutton chop

由表3可知，烘烤溫度為180℃時的總體可接受性最高，與170℃時接近（P＞0.05），顯著高于（P＜ 0.05）160℃和190℃處理組。羊排肉的色澤、滋味、組織狀態(tài)及口感各項(xiàng)評分都在170℃整體開始下降。其中190℃時，羊排的色澤、組織狀態(tài)和總體可接受性較差，并且表面帶有焦糊現(xiàn)象，說明190℃時羊肉蛋白開始發(fā)生碳化反應(yīng)，更高的溫度會導(dǎo)致羊肉可食性的降低，烘烤羊肉的溫度最好控制在190℃以內(nèi)。

2.5T21與水分含量及出品率的相關(guān)性

烘烤11 min條件下，不同烘烤溫度的烤羊排T21弛豫時間與水分含量和出品率的相關(guān)性見表4。

表4　T21、水分含量、出品率之間的相關(guān)性Table 4The relativity among T21，water content and cooking yield

由表4可知，T21與烤羊排水分含量（r=0.964）和出品率（r=0.986）都為正相關(guān)，出品率與水分含量也呈正相關(guān)（r=0.967）。即隨著烘烤溫度升高，烤羊排中水分含量和出品率逐漸降低，T21弛豫時間對應(yīng)的不易流動水隨之減少。由此分析可以得知，通過LF-NMR方法可以預(yù)測烘烤溫度對烤羊排出品率和水分含量的變化趨勢。

3結(jié)論

烤羊排的出品率、水分含量、L*-值、a*-值隨著烘烤溫度的升高而降低，而剪切力值則顯著增加，另外在烘烤溫度為180℃條件下獲得最高的感官評價(jià)得分。低場NMR研究發(fā)現(xiàn)，隨著烘烤溫度的升高會使主要峰T21和T22向慢的馳豫方向移動，同時與對照組相比峰面積A21和A22顯著降低，而且T21的變化與烤羊排水分含量和出品率之間存在正相關(guān)的線性關(guān)系。因此，通過低場NMR的測定可以預(yù)測烤羊排的出品率和水分含量的變化趨勢。

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The Relationship between Water Distribution and Quality of Roasted Mutton as Affected by Different Roasting Temperature

ZHAO Ju-yang1，LIU Li-mei1，YU Hai-long2，LIU Qian1，KONG Bao-hua1，HAN Jian-chun1，*
（1.College of Food Science，Northeast Agricultural University，Harbin 150030，Heilongjiang，China；2.College of Applied Technology，Northeast Agricultural University，Harbin 150030，Heilongjiang，China）

This study mainly investigated the relationship between water distribution and the quality of roasted mutton as affected by different roasting temperature（160，170，180 and 190℃）with the roasting time of 11 min.The cooking yield，shearing force，water content，color，T2relaxation time dynamic distribution of water and sensory properties were measured.The results showed that with the increasing the roasting temperature，the cooking yield，moisture content，tenderness，L*-value and a*-value decreased significantly（P＜0.05）；the best sensory valuation was acquired at 180℃（P＜0.05）.Meanwhile，the analysis of LF-NMR indicated that after fitting the distribution of T2relaxation time were two major peaks and the major T21peak and T22peak shifted towards to slower relaxation times with the roasting temperature increased.Simultaneously，the corresponding peak proportion of A21and A22decreased significantly（P＜0.05）when compared with the control. Positive linear correlations were obtained with the analysis of the relativity among the variation of T21，water content and cooking yield of roasted mutton.The results indicated that water migrating in meat was the main reason of the influence of different roasting temperature on the quality of roasted mutton.

roasted mutton；LF-NMR；roasting temperature；water distribution；quality

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.15.002

2015-05-07

黑龍江省應(yīng)用技術(shù)研究與開發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（GC13B210）

趙鉅陽（1987—），女（漢），在讀博士研究生，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品加工。

韓建春，男（漢），教授，博士生導(dǎo)師，博士。