不同熱加工溫度對牛肉干脂肪酸及脂肪氧化的影響

劉夢 史智佳 楊震

摘 要：采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，測定牛肉干中脂肪酸的組成，研究失水率相同時，不同干燥溫度（25、55 ℃）及熟制溫度（85、150 ℃）對牛肉干中脂肪酸組成和脂肪氧化的影響。結(jié)果表明：經(jīng)熱加工后，牛肉干的脂肪酸含量和脂肪氧化程度均有不同程度的變化。經(jīng)55 ℃干燥后，不飽和脂肪酸（unsaturated fatty acid，UFA）、多不飽和脂肪酸（polyunsaturated fatty acid，PUFA）和單不飽和脂肪酸（monounsaturated fattyacid，MUFA）含量顯著低于25 ℃干燥（P<0.01），飽和脂肪酸（saturated fatty acid，SFA）含量顯著高于25 ℃干燥（P<0.01），且脂肪氧化程度低于25 ℃干燥;熟制階段，25 ℃干燥后熟制，SFA、UFA、MUFA和PUFA含量變化不顯著（P>0.05），而55 ℃干燥后，經(jīng)150 ℃熟制，UFA、MUFA和PUFA含量顯著低于85 ℃熟制（P<0.01），SFA含量顯著高于85 ℃熟制（P<0.01），且脂肪氧化程度高。綜上所述，不同干燥溫度及熟制溫度對牛肉干脂肪酸及脂肪氧化的影響不同，干燥階段，較高溫度（55 ℃）干燥對牛肉干脂肪氧化的影響小于25 ℃干燥;熟制階段，較低溫度（85 ℃）熟制對牛肉干脂肪氧化影響較小。因此，55 ℃干燥、85 ℃熟制得到的牛肉干產(chǎn)品，其UFA、MUFA和PUFA含量最高，SFA含量最低，脂肪氧化程度最小，牛肉干營養(yǎng)價值損失最小。

關(guān)鍵詞：牛肉干;干燥溫度;熟制溫度;脂肪酸;脂肪氧化

中圖分類號：TS251.6? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1001-8123（2019）02-0001-06

Abstract： The composition of fatty acids in beef jerky was determined by gas chromatography-mass spectrometry in this study. Under the same water loss rate， the effects of different drying and cooking temperatures on the fatty acid composition and fat oxidation in beef jerky were studied. The results demonstrated that both the fatty acid content and fat oxidation degree of beef jerky changed after thermal processing. During the drying stage， the unsaturated fatty acid （UFA）， polyunsaturated fatty acid （PUFA） and monounsaturated fatty acid （MUFA） contents at 55 ℃ were significantly lower than those at 25 ℃ （P < 0.01）， while the content of saturated fatty acid （SFA） was significantly higher than at 25 ℃（P < 0 .01）; the degree of fat oxidation was lower than at 25 ℃. During the cooking stage， the content of SFA， UFA， MUFA and PUFA did not change significantly （P > 0.05） after drying at 25 ℃; after drying at 55 ℃ followed by cooking at 150 ℃，the content of UFA， MUFA and PUFA was significantly lower than cooking at 85 ℃ （P < 0.01） whereas the content of SFA was significantly higher than cooking at 85 ℃ （P < 0.01）， accompanied by a simultaneous increase in the degree of fat oxidation. In conclusion， the effects of different drying and cooking temperatures on the fatty acid composition and fat oxidation in beef jerky were different. In the drying stage， the effect of drying at 55 ℃ on the fat oxidation was less than at 25 ℃; in the cooking stage， the effect of cooking at 85 ℃ on the fat oxidation was less than at 150 ℃. Thus， beef jerky processed with drying at 55 ℃ and cooking at 85 ℃ has the highest content of UFA， MUFA and PUFA， the lowest SFA content， the lowest degree of fat oxidation and the least loss of nutritional value.

牛肉干是以牛肉為加工原料，經(jīng)腌制、干燥、熟制等工藝加工而成的熟肉制品，因營養(yǎng)豐富而受廣大消費者青睞。優(yōu)質(zhì)脂肪是牛肉干的主要營養(yǎng)物質(zhì)之一，而在牛肉干的加工過程中，熱加工對牛肉干中脂肪的影響最大。干燥和熟制是牛肉干熱加工過程中最為重要的2 個工藝。熱加工工藝中，由于溫度及熱加工時間的影響，牛肉在較高溫度下與氧氣長時間接觸，導(dǎo)致脂肪大量氧化，造成牛肉干品質(zhì)下降和營養(yǎng)損失。

近年來，許多學(xué)者致力于通過不同手段延緩或降低肉制品的脂肪氧化[1]。例如，添加天然抗氧化劑方面，劉夢[2]、王文艷[3]、Muhammad[4]等分別研究天然抗氧化劑對牛肉制品、中式香腸和雞塊脂肪氧化的影響，Akcan等[5]研究山楂提取物對豬肉餅脂肪氧化的影響，F(xiàn)an Wenjiao等[6]研究竹葉提取物和茶多酚對香腸脂肪氧化的影響，Cando等[7]研究柳蘭多酚提取物對牛肉餅脂肪氧化的影響;包裝形式方面，賈娜等[8]研究真空包裝對燒雞貯藏過程中脂肪氧化的影響，Wang Weidong等[9]研究高氧氣調(diào)包裝對熟制豬肉脂肪氧化的影響;添加其他抗氧化輔料方面，Pirinya等[10]研究不同甜味劑對雞肉干品質(zhì)的影響，Yu Xiang等[11]研究紅曲霉對發(fā)酵肉脂肪氧化的影響。而從控制牛肉干熱加工溫度的角度控制脂肪氧化，降低牛肉干營養(yǎng)損失的研究鮮有報道。

脂肪酸是肉制品的主要成分之一，其中不飽和脂肪酸，尤其是多不飽和脂肪酸是肉制品的主要營養(yǎng)物質(zhì)之一，其組成直接影響肉制品的食用品質(zhì)和營養(yǎng)價值。但目前針對脂肪酸的研究主要集中在豬肉，如臘肉[12]、肌間脂肪[13]、鹵豬肉[14]等脂肪含量豐富的肉及肉制品中，而對于牛肉干中脂肪酸組成的研究較少。

目前，市場上銷售的牛肉干制品加工工藝大多參照GB/T 23586—2009《醬鹵肉制品》[15]，還有部分風(fēng)干牛肉干參照的是地方標(biāo)準(zhǔn)DBS 54/2001—2017《食品安全地方標(biāo)準(zhǔn) 風(fēng)干牛肉》[16]。針對按照醬鹵肉制品加工工藝制作的牛肉干，通常采用熱風(fēng)干燥，干燥溫度為55 ℃;而按照風(fēng)干牛肉干加工工藝制作的牛肉干，通常是利用外界環(huán)境溫度進(jìn)行干燥，干燥溫度依室溫而定，通常為25 ℃。對于牛肉干的熟制溫度，通常采用85℃，也有牛肉干制品通過油炸烘烤進(jìn)行熟制，此時溫度可達(dá)150 ℃。

本研究采用25、55 ℃對牛肉進(jìn)行干燥，85、150 ℃對牛肉進(jìn)行熟制，通過氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，測定干燥后及熟制后的牛肉干產(chǎn)品中脂肪酸組成和脂肪氧化的變化，以期為牛肉干加工過程中的品質(zhì)保持及營養(yǎng)減損提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

牛肉（黃瓜條） 河北福成五豐食品股份有限公司;食鹽 中國鹽業(yè)總公司;十一碳酸甘油三酯標(biāo)準(zhǔn)品、15%三氟化硼甲醇溶液、正庚烷（色譜純） 上海安譜實驗科技股份有限公司;三氯乙酸、硫代巴比妥酸、乙醚、石油醚、無水硫酸鈉、氫氧化鈉（分析純） 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

TRACE1310氣相色譜-TSQ8000質(zhì)譜儀、TG-Wax MS氣相色譜毛細(xì)管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm） 美國Thermo Scientific有限公司;UV-2800紫外-可見分光光度計美國尤尼柯公司;SHZ-28A水浴恒溫振蕩器 江蘇省太倉市豪誠實驗儀器制造有限公司;BYXX-50煙熏爐嘉興艾博實業(yè)有限公司;DZF-6050真空干燥箱 北京萊凱博儀器設(shè)備有限公司。

1.3 方法

1.3.1 牛肉干的制備

配方：牛肉，食鹽1.5%（牛肉中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。

加工方法[17]：將牛肉剔除表面筋膜和脂肪，順著肌纖維切成8 mm厚的牛肉片，加入食鹽混合均勻后在4 ℃冷庫中腌制16 h;干燥，熟制，冷卻，真空包裝后于4 ℃貯藏，以待檢測。

本研究選擇的干燥溫度為25、55 ℃，干燥終點為產(chǎn)品失水率達(dá)到50%以上，且失水率相同時，干燥結(jié)束。熟制溫度為85、150 ℃，熟制時間以牛肉干中心溫度達(dá)到蛋白質(zhì)的變性溫度，同時保持10 min以上。根據(jù)前期的實驗條件摸索，150 ℃的熟制時間為12 min，85 ℃的熟制時間為20 min即可。熟制終點：產(chǎn)品達(dá)到熟制時間且出品率相同時，熟制結(jié)束。

1.3.2 牛肉干失水率、干燥時間及熟制時間測定

稱量原料肉質(zhì)量、干燥后肉質(zhì)量及熟制后肉質(zhì)量，按照下式計算牛肉干的失水率。

干燥時間以肉中心溫度達(dá)到干燥溫度時開始計時，至干燥終點結(jié)束。熟制時間以產(chǎn)品中心溫度達(dá)到熟制溫度時開始計時，至熟制終點結(jié)束。

1.3.3 脂肪酸測定

參考GB 5009.168—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中脂肪酸的測定》[18]中的內(nèi)標(biāo)法進(jìn)行測定。

1.3.3.1 脂肪的提取

準(zhǔn)確稱取10 g絞碎均勻的試樣于250 mL平底燒瓶中，準(zhǔn)確加入2 mL十一碳酸甘油三酯內(nèi)標(biāo)溶液;依次加入100 mg焦性沒食子酸、5 粒沸石、2 mL 95%乙醇和4 mL水，混勻;加入10 mL 8.3 mol/L鹽酸溶液，混勻，置于75 ℃水浴40 min;水解后的試樣中加入10 mL 95%乙醇，混勻;將水解液轉(zhuǎn)移至分液漏斗中，用50 mL乙醚-石油醚混合液（體積比1∶1）沖洗燒瓶和塞子，沖洗液倒入分液漏斗中，振搖5 min，靜置10 min;將醚層提取液收集到250 mL燒瓶中，重復(fù)以上步驟3 次，并用乙醚-石油醚混合液沖洗分液漏斗，洗液一并倒入燒瓶中;置于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（45 ℃）中，濃縮至干，得到脂肪提取物。

1.3.3.2 脂肪的皂化和甲酯化

在脂肪提取物中加入2%氫氧化鈉甲醇溶液10 mL，連接回流冷凝器，（80±1） ℃水浴回流，至油滴消失;從回流冷凝器上端加入10 mL 15%三氟化硼甲醇溶液，在（80±1） ℃水浴中回流2 min，用少量水沖洗回流冷凝器;停止加熱，從水浴上取下燒瓶，迅速冷卻至室溫，加入10 mL正庚烷，振搖2 min，加入飽和氯化鈉水溶液，靜置分層;吸取上層正庚烷提取溶液5 mL至25 mL試管中，加入約4 g無水硫酸鈉，振搖1 min，靜置5 min，吸取上層溶液至進(jìn)樣瓶中，待測。

1.3.3.3 測定

氣相色譜條件：TG-wax極性柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）;程序升溫條件：初始溫度100 ℃，保持13 min，以10 ℃/min升溫到180 ℃，保持6 min，以1 ℃/min升溫到200 ℃，保持3 min，以2 ℃/min升溫到230 ℃，保持5 min;載氣：高純氮氣（純度>99.99%）;流速1.0 mL/min;分流比5∶1。

質(zhì)譜條件：傳輸線溫度230 ℃;電子轟擊（electron impact，EI）源，電子能量70 eV，離子源溫度280 ℃;全掃描模式，質(zhì)量掃描范圍40～500（m/z）。

1.3.3.4 脂肪酸定性及定量方法[19]

定性方法：通過NIST譜庫檢索，并與標(biāo)準(zhǔn)品保留時間進(jìn)行比對。

定量方法：以色譜峰峰面積計算各脂肪酸含量。

1.3.4 脂肪氧化測定

參考GB 5009.181—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中丙二醛的測定》[20]中的分光光度法測定產(chǎn)品中丙二醛的含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 22.0統(tǒng)計軟件（IBM）對數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析和鄧肯氏顯著性差異分析，P<0.05為差異顯著，P<0.01為差異極顯著;采用Excel 2013軟件作圖;實驗結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，每個實驗重復(fù)3 次。

2 結(jié)果與分析

2.1 牛肉干失水率、干燥時間及熟制時間由表2可知，25 ℃常溫干燥的干燥時間為7 h，55 ℃干燥時間為4 h，干燥后樣品失水率為（54.02±0.05）%。干燥后分別進(jìn)行不同溫度的熟制，85 ℃低溫熟制時間為1.5 h，150 ℃高溫熟制時間為0.2 h，熟制后樣品的失水率為（62.03±0.05）%。

2.2 牛肉干脂肪酸測定結(jié)果

2.2.1 不同干燥溫度對牛肉干脂肪酸的影響

2.2.1.1 不同干燥溫度對牛肉干脂肪酸組成的影響由圖1可知，不同干燥溫度對牛肉干SFA、UFA、MUFA和PUFA的影響極顯著（P<0.01）。

對于牛肉干中的SFA而言，干燥后含量均上升，且3 個樣品差異極顯著（P<0.01），25 ℃干燥后比55 ℃干燥后含量高，這可能是由于25 ℃干燥時間比55 ℃長，因而25 ℃干燥時，牛肉與空氣中的氧氣接觸時間長，導(dǎo)致UFA被氧化的更多，因此生成的SFA更多。對于牛肉干中的UFA來說，干燥后含量均下降，且差異極顯著（P<0.01）。25 ℃干燥后下降32.13%，55 ℃干燥后下降21.70%，這與SFA的變化相符。對于牛肉干中的PUFA而言，干燥后含量均下降，且差異極顯著（P<0.01），樣品1、2分別下降46.69%和41.49%。對于牛肉干中的MUFA來說，干燥后含量也均下降，且差異極顯著（P<0.01），樣品1、2分別下降24.84%和11.81%。可見，干燥階段PUFA的下降量顯著高于MUFA的下降量，說明熱加工階段PUFA最先被氧化，生成MUFA和SFA[21]，而MUFA的含量也因為有PUFA被氧化生成的新MUFA以及牛肉中本身含有的MUFA在干燥時被氧化，從而導(dǎo)致MUFA總含量下降較小。

2.2.1.2 不同干燥溫度對牛肉干SFA組成的影響

由圖2可知，干燥后牛肉干中共檢測出8 種SFA，其含量高低順序依次為棕櫚酸（C16：0）、硬脂酸（C18：0）、肉豆蔻酸（C14：0）、十七烷酸（C17：0）、十五烷酸（C15：0）、十三烷酸（C13：0）、月桂酸（C12：0）和葵酸（C10：0）。各SFA在干燥后含量均上升，除C16：0和C17：0外，其余6 種SFA含量均差異極顯著（P<0.01），且25 ℃干燥后各牛肉干中SFA的含量均高于55 ℃干燥后的含量，這與總SFA的變化趨勢相同。其中，硬脂酸（C18：0）含量增加最多，25 ℃和55 ℃干燥后其含量分別增加119.18%和83.95%。

2.2.1.3 不同干燥溫度對牛肉干UFA組成的影響

由圖3可知，干燥后牛肉干中共檢測出11 種UFA，其中MUFA 4 種，PUFA 7 種，其含量高低順序依次為油酸（C18：1 n-9）、亞油酸（C18：2 n-6）、花生四烯酸（C20：4 n-6）、棕櫚油酸（C16：1 n-7）、亞麻酸（C18：3 n-3）、肉豆蔻腦酸（C14：1 n-5）、十七碳烯酸（C17：1 n-7）、二十碳三烯酸（C20：3 n-6）、二十碳三烯酸（C20：3 n-3）、二十碳五烯酸（C20：5 n-3）和二十二碳六烯酸（C22：6 n-3）。各UFA在干燥后含量均下降，與UFA總量變化趨勢一致。對于MUFA而言，干燥后各MUFA含量均與原料肉差異顯著（P<0.05）。25 ℃干燥后，C20：4 n-6、C18：3 n-3和C18：2 n-6含量下降最多，分別下降70.01%、50.65%和35.43%;55 ℃干燥后，C20：4 n-6、C18：3 n-3和C18：2 n-6分別下降47.60%、57.32%和38.91%?？梢钥闯?，干燥時，干燥溫度對C20：4 n-6影響顯著（P<0.05），而對C18：3 n-3和C18：2 n-6影響不顯著（P>0.05），說明相對于溫度而言，長時間與空氣接觸更易導(dǎo)致C20：4 n-6氧化，而對C18：3 n-3和C18：2 n-6而言，溫度是導(dǎo)致其氧化的主要因素。這與Xu Weiming[22]、Yang Hongjun[23]等的研究結(jié)果類似。

2.2.2 不同熟制溫度對牛肉干脂肪酸的影響

2.2.2.1 不同熟制溫度對牛肉干脂肪酸組成的影響

（P>0.05）;而55 ℃干燥后再經(jīng)熟制的牛肉干SFA、UFA、MUFA和PUFA含量均差異顯著（P<0.05），且150 ℃熟制比85 ℃熟制后SFA含量上升，而UFA、MUFA和PUFA含量下降。這可能是由于25 ℃條件下干燥時間過長，使得牛肉中大部分UFA在干燥階段被氧化，在熟制階段可氧化的UFA較少，使得熟制后，SFA、UFA、MUFA和PUFA含量差異不顯著。而55 ℃條件下干燥時，干燥時間相對較短，只有部分UFA被氧化，在熟制階段，仍有大部分UFA可被氧化，而150 ℃熟制時，溫度高，UFA被劇烈氧化，造成150 ℃熟制比85 ℃熟制后UFA被氧化的更多。

綜上所述，55 ℃干燥85 ℃熟制的牛肉干，其SFA含量最低，為61.641 g/100 g脂肪，UFA、PUFA和MUFA含量最高，分別為34.281、8.013、26.268 g/100 g脂肪。

2.2.2.2 不同熟制溫度對牛肉干SFA組成的影響

由圖5可知，熟制后的牛肉干中共檢測出8 種SFA，其含量高低順序依次為棕櫚酸（C16：0）、硬脂酸（C18：0）、肉豆蔻酸（C14：0）、十七烷酸（C17：0）、十五烷酸（C15：0）、十三烷酸（C13：0）、月桂酸（C12：0）和葵酸（C10：0）。各SFA含量的變化有增有減，其中55 ℃干燥后再經(jīng)熟制的牛肉干，其硬脂酸（C18：0）含量變化最大，變化值為3.690 3 g/100 g脂肪。

2.2.2.3 不同熟制溫度對牛肉干UFA組成的影響

由圖6可知，熟制后牛肉干中共檢測出11 種UFA，其中MUFA 4 種，PUFA 7 種，其含量高低順序依次為油酸（C18：1 n-9）、亞油酸（C18：2 n-6）、棕櫚油酸（C16：1 n-7）、花生四烯酸（C20：4 n-6）、肉豆蔻腦酸（C14：1 n-5）、亞麻酸（C18：3 n-3）、十七碳烯酸（C17：1 n-7）、二十碳三烯酸（C20：3 n-6）、二十碳三烯酸（C20：3 n-3）、二十碳五烯酸（C20：5 n-3）和二十二碳六烯酸（C22：6 n-3）。對于PUFA而言，55 ℃干燥后再經(jīng)熟制的牛肉干，其各PUFA含量均高于25 ℃干燥后熟制的牛肉干。

對于C18：2 n-6、C18：3 n-3、C20：4 n-6、C20：5 n-3、C22：6 n-3等必需脂肪酸來說，其在牛肉干產(chǎn)品中均有一定含量，且除C22：6 n-3外，其余必需脂肪酸在55 ℃干燥、85 ℃熟制后牛肉干中的含量最高，而C22：6 n-3在人體內(nèi)可以通過利用C18：2 n-6和C18：3 n-3來合成。因此，55 ℃干燥、85 ℃熟制后，牛肉干的營養(yǎng)價值損失最少。

2.3 不同熱加工溫度對牛肉干脂肪氧化的影響

丙二醛是UFA氧化分解的產(chǎn)物[24]，是反映UFA氧化的重要指標(biāo)[25]，表明脂肪次級氧化的程度[26]。由圖7可知：25 ℃干燥后牛肉干的脂肪氧化程度顯著高于55 ℃干燥（P<0.01）;而150 ℃熟制后牛肉干的脂肪氧化程度顯著高于85 ℃熟制（P<0.01）;樣品5的丙二醛含量最低，為（0.262±0.006） mg/kg。說明55 ℃干燥、85 ℃熟制可以有效延緩脂肪氧化，這與脂肪酸分析結(jié)果一致。

3 結(jié) 論

綜上所述，干燥階段，25 ℃比55 ℃干燥溫度低，但所需干燥時間長，導(dǎo)致牛肉干UFA含量下降，SFA含量上升，脂肪氧化明顯;熟制階段，150 ℃熟制條件下，過高的溫度導(dǎo)致牛肉干脂肪氧化加劇，UFA含量下降。因此55 ℃干燥、85 ℃熟制得到的牛肉干產(chǎn)品，其UFA、MUFA、PUFA含量最高，SFA含量最低，且脂肪氧化程度最低，牛肉干營養(yǎng)價值損失最少。本研究結(jié)果有助于肉制品加工企業(yè)選擇合適的牛肉干熱加工溫度，使得牛肉干產(chǎn)品達(dá)到較高的營養(yǎng)價值。但本研究中所涉及的溫度與時間對牛肉干脂肪酸的影響及脂肪氧化的交互作用還需進(jìn)行進(jìn)一步實驗，以揭示溫度與時間影響脂肪的具體機(jī)理。

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