Sous Vide加工方法對牦牛肉品質(zhì)的影響

梁吉虹　陳一萌　侯嬌　唐善虎　李思寧

摘 要：以牦牛肉背最長肌為原料，采用Sous Vide加工方法，研究不同熱處理溫度、熱處理時間和肉塊厚度對牦牛肉感官品質(zhì)、蒸煮損失率、質(zhì)構及微觀結構的影響。在單因素試驗基礎上，進行正交優(yōu)化試驗，確定Sous Vide加工牦牛肉的最佳工藝條件。結果表明：Sous Vide加工方法對牦牛肉感官品質(zhì)、剪切力、蒸煮損失率影響較大，通過正交試驗得到Sous Vide加工牦牛肉的最佳工藝條件為熱處理溫度70 ℃、熱處理時間135 min、肉塊厚度3.0 cm;經(jīng)Sous Vide處理的牦牛肉肌纖維束結構變得松散，肌纖維密度降低，肌束膜部分結構被破壞，牦牛肉嫩度和感官品質(zhì)均優(yōu)于對照組。

關鍵詞：Sous Vide加工技術;牦牛肉;質(zhì)構;感官品質(zhì);微觀結構

Abstract： The effects of internal temperature， heating time and meat thickness on the sensory quality， cooking loss， texture and microstructure of yak Longissimus dorsi muscle processed by the sous vide method were studied. The three processing parameters were optimized using single factor and orthogonal array design methods. Results showed that sous vide processing had significant influences on the sensory quality， shearing force and cooking loss of yak meat. The optimum processing conditions were determined as 70 ℃， 135 min and 3.0 cm for internal temperature， heating time and meat thickness， respectively. The microstructure observed by scanning electron microscopy indicated that yak muscle fiber bundles became loose with decreased muscle fiber density， and partial perimysium destruction after the processing. The tenderness and sensory quality of yak meat processed by sous vide were better than those of the control group.

Keywords： sous vide processing; yak meat; texture; sensory quality; microstructure

DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20200113-008

中圖分類號：TS251.52? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標志碼：A 文章編號：1001-8123（2020）03-0027-07

Sous Vide技術又稱真空低溫烹飪技術或真空巴氏殺菌技術，是將食品原料真空包裝后，通過控制溫度和時間進行恒溫烹煮，然后進行冷卻的一種技術[1-3]。一般地，用Sous Vide方法加工的產(chǎn)品加熱溫度約為65～96 ℃，加熱時間較長，而貯藏溫度通常為1～4 ℃[4-6]。

目前，該技術已廣泛應用于肉類和蔬菜類加工[7]。與傳統(tǒng)烹調(diào)方法相比，該技術能夠使一些食品原料保持與新鮮食品相似的品質(zhì)并延長其貨架期，還能增加食品風味和營養(yǎng)[8]。在國外，Sous Vide技術已趨于成熟，而國內(nèi)對該技術的研究還比較有限，仍處于起步階段[9-10]，且其應用研究以水產(chǎn)品為主[11-13]，此外，目前Sous Vide技術還未應用于牦牛肉加工。

牦牛肉富含蛋白質(zhì)、氨基酸、礦物質(zhì)（Zn、Fe、Ca等）、VA、VB和VE等營養(yǎng)成分，安全無污染，有極高的營養(yǎng)和商業(yè)價值，是優(yōu)質(zhì)的動物性食品原料[14-15]。由于牦牛肉產(chǎn)品越來越受到國內(nèi)外消費者的歡迎，牦牛肉的加工、貯藏和風味保留等成為研究熱點，目前市售牦牛肉制品的加工方法多為水煮和自然風干[16]，加工后存在肉質(zhì)老化、嫩度降低等問題。已有學者對加工后牦牛肉嫩度差、貨架期短、風味和營養(yǎng)物質(zhì)流失較嚴重等問題作了大量研究，但從加工技術上解決牦牛肉上述缺點的相關研究鮮見報道[17]?；谏鲜鲅芯楷F(xiàn)狀，本研究將Sous Vide加工方法應用于牦牛肉加工過程，通過熱處理溫度、熱處理時間和肉塊厚度等因素控制，研究牦牛肉感官、質(zhì)構、微觀結構等的變化，為尋找最佳的牦牛肉加工方法提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

四川紅原自然放牧狀態(tài)下健康無病、3 歲齡左右的公牦牛背最長肌。

戊二醛、磷酸二氫鉀、氫氧化鈉、無水乙醇、氯仿、叔丁醇（均為分析純） 成都科龍試劑廠。

1.2 儀器與設備

TA.XT Plus質(zhì)構儀 英國Stable Micro Systems公司;AD300S-H實驗室數(shù)顯分散均質(zhì)機 上海昂尼儀器儀表有限公司;PL303分析天平 梅特勒-托利多儀器（上海）股份有限公司;CR-400便攜式色差儀 日本Konica Minolta公司;HH-6數(shù)顯恒溫水浴鍋 國華電器有限公司;DZ350臺式真空包裝機 溫州鑫空包裝機械有限公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品處理

去除牦牛肉表面的筋膜與脂肪，沿垂直于肌纖維方向切成所需大小的肉塊，置于真空包裝袋內(nèi)。隨機分成2 組，試驗組真空包裝，對照組僅熱封不抽真空。對真空包裝和非真空包裝樣本進行熱處理溫度、熱處理時間和肉塊厚度單因素試驗，在此基礎上進行正交優(yōu)化試驗。

1.3.2 單因素試驗設計

熱處理溫度：從試驗組隨機選取9 個樣品（5 cm×4 cm×3 cm），分為3 組，每組3 個平行樣品。將3 組樣品分別置于65、75、85 ℃水浴鍋中加熱，當樣品中心溫度達到預定溫度（65、75、85 ℃）后將樣品取出冷卻至室溫，并用吸水紙將表面水分吸干，進行指標測定。對照組按上述步驟進行試驗。

熱處理時間：從試驗組隨機選取9 個樣品（5 cm×4 cm×3 cm），分為3 組，每組3 個平行樣品。將3 組樣品置于80 ℃水浴鍋中分別加熱110、120、130 min后取出冷卻至室溫，并用吸水紙將表面水分吸干，進行指標測定。對照組按上述步驟進行試驗。

肉塊厚度：從試驗組隨機選取9 個樣品（5 cm×4 cm），按厚度分為3 組，每組3 個平行樣品，3 組肉塊厚度分別為2.5、3.5、4.5 cm。將3 組樣品置于80 ℃水浴鍋中加熱125 min后取出冷卻至室溫，并用吸水紙將表面水分吸干，進行指標測定。對照組按上述步驟進行試驗。

樣品中心溫度測定方法：采用Delta DRAK 11050探針（靈敏度0.1 ℃），將溫度探針直接插入肉塊幾何中心，測定樣品中心溫度。

1.3.3 正交試驗設計

選取熱處理溫度、熱處理時間和肉塊厚度3 個因素為指標，分別設置3 個水平進行L9（34）正交試驗。以產(chǎn)品的感官評分、蒸煮損失率和剪切力為指標，分析Sous Vide加工方法對牦牛肉質(zhì)構和感官品質(zhì)的影響，并確定最佳工藝條件。

1.3.4 指標測定

1.3.4.1 感官評價

將肉樣切為較為規(guī)則的小塊，分裝于紙盤并編號。邀請8 名食品專業(yè)的學生組成感官評定小組，根據(jù)表1分別從顏色、口感、組織狀態(tài)及風味四方面進行評分，每個測試樣品的感官評分數(shù)據(jù)去掉最高和最低評分后取平均值。

1.3.4.2 質(zhì)構特性測定

參考Liu Ru等[19]的方法，并稍作修改。將肉樣切成2 cm×1 cm×1 cm規(guī)格，采用質(zhì)構儀TPA模式進行質(zhì)構特性測定，選用硬度、彈性、咀嚼性和回復性評價肉樣的質(zhì)構特性。測定參數(shù)：探頭：P/36R;測試前速率1.0 mm/s，測試速率5.0 mm/s，測試后速率5.0 mm/s;測定距離10 mm;負載類型：Auto-5.0 g。

1.3.4.3 剪切力測定

參考孫紅霞等[20]的方法，采用質(zhì)構儀進行測定。將樣品切成3 cm×2 cm×1 cm規(guī)格，刀片在垂直于肌纖維的方向剪切。測定參數(shù)：探頭：HDP/BSW;測試前速率2.0 mm/s，測試速率1.0 mm/s，測試后速率1.0 mm/s;測定距離20 mm;負載類型：Auto-40.0 g。

1.3.4.4 蒸煮損失率測定

參照李宇輝等[21]的方法。稱取肉樣熱處理前質(zhì)量，記為m1（g），熱處理后稱取肉樣質(zhì)量，記為m2（g），蒸煮損失率按下式計算。

1.3.4.5 色差測定

取肉樣在空氣中靜置30 min，根據(jù)Moczkowska等[22]的方法，使用色差儀測定肉樣亮度值（L*）、紅度值（a*）和黃度值（b*）。

1.3.4.6 掃描電子顯微鏡觀察

參照Bolumar等[23]的方法進行樣品制備。將熱處理后的牦牛肉樣品切成約3 mm×3 mm×5 mm的肉粒，置于體積分數(shù)2.5%戊二醛中固定24 h（4 ℃）;使用pH 6.8、0.1 mol/L磷酸鹽緩沖液洗滌3 次，每次10 min，再依次用體積分數(shù)50%、70%、80%、90%乙醇溶液對樣品進行脫水處理，每次10 min;將脫水后的樣品置于氯仿中處理1 h，以除去脂肪，分別采用無水乙醇-叔丁醇（體積比1∶1）和叔丁醇對樣品各置換1 次，每次15 min;將置換后的樣品用錫箔紙包好，用液氮迅速冷凍，然后用小木錘輕輕敲擊樣品，使其自然斷裂，然后將樣品真空冷凍干燥12 h以上，隨后將冷凍好的樣品固定在樣品臺上。采用離子濺射儀對樣品進行噴金處理，于2 000 倍下進行掃描電子顯微鏡觀察。

1.4 數(shù)據(jù)處理

實驗過程中所有處理均重復3 次，采用SPSS 21.0軟件對數(shù)據(jù)進行方差分析，并用Excel 2010軟件作圖，結果用平均值±標準差表示。單因素試驗測定值的差異顯著性采用Duncans法進行多重比較，P<0.05為差異顯著。

2 結果與分析

2.1 熱處理溫度、熱處理時間和肉塊厚度對牦牛肉感官品質(zhì)的影響

由圖1可知，試驗組和對照組牦牛肉的感官評分均在熱處理溫度75 ℃時達到最高，分別為（70.89±1.84）、（75.33±1.77） 分。在一定范圍內(nèi)，隨著溫度的升高，牦牛肉中的蛋白質(zhì)不斷變性，風味物質(zhì)逐漸形成和釋放，牦牛肉的口感、風味逐漸提高[24];而超過一定溫度時，過高的溫度致使牦牛肉感官品質(zhì)下降。與對照組相比，試驗組牦牛肉的感官評分變化趨勢較為平緩，可能是由于真空包裝的阻隔性導致氧化反應明顯降低，多不飽和脂肪酸含量不會減少，同時真空包裝可以減少牦牛肉水分和風味的損失[8]。

由圖2可知，試驗組和對照組牦牛肉感官評分均在熱處理120 min時達到最高，分別為（63.32±1.22）、（65.32±1.34） 分。在一定范圍內(nèi)，隨著熱處理時間延長，牦牛肉風味的釋放使肉品感官品質(zhì)提高;而超過一定時間，肉品肌纖維蛋白結構被破壞，水分和風味物質(zhì)流失，感官品質(zhì)降低。熱處理130 min時，試驗組牦牛肉的感官評分明顯高于對照組，可能是由于真空包裝有效減少了牦牛肉水分和風味的損失。

由圖3可知，隨著肉塊厚度的增加，試驗組牦牛肉的感官評分呈先升高后降低的趨勢，而對照組牦牛肉的感官評分下降。牦牛肉肉塊厚度的增加減少了水分流失，而肉塊厚度的持續(xù)增加使肉品中心受熱不均勻，肉品感官品質(zhì)下降。與對照組相比，試驗組牦牛肉的感官評分變化趨勢較為平緩，對照組變化較大。

2.2 熱處理溫度、熱處理時間和肉塊厚度對牦牛肉質(zhì)構特性的影響

由表1可知，試驗組和對照組牦牛肉的硬度均在熱處理溫度75 ℃時最小，硬度和剪切力主要與肌肉中蛋白質(zhì)熱變性引起的持水性及溶解度變化有關[25]。熱處理溫度65～75 ℃時，由于肽鍵水解、蛋白質(zhì)變性、膠原蛋白交聯(lián)破裂以及纖維蛋白降解，膠原蛋白慢慢溶解成明膠，纖維間的黏度降低，肉的嫩度增加，硬度降低[26]。熱處理溫度75～85 ℃時，隨著肉品的進一步失水，水分含量降低，導致肉品干硬，這與張立彥等[27]研究得出的水分含量和溫度對豬肉質(zhì)構的影響結果類似。隨著熱處理溫度升高，試驗組牦牛肉的彈性和咀嚼性呈緩慢增加趨勢，但變化均不顯著;對照組牦牛肉的彈性、咀嚼性均有不同程度地降低，表明真空包裝處理在一定溫度范圍內(nèi)對牦牛肉的彈性和咀嚼性有積極影響。試驗組和對照組牦牛肉的回復性隨著熱處理溫度的升高逐漸降低，可能與肉品的失水有關。

由表2可知，隨著熱處理時間的延長，試驗組牦牛肉硬度增大，而對照組牦牛肉硬度則不斷降低。試驗組和對照組牦牛肉的彈性、回復性變化趨勢一致，試驗組牦牛肉的咀嚼性相較于對照組來說變化不顯著。

由表3可知，隨著肉塊厚度的增加，試驗組牦牛肉硬度、彈性、咀嚼性均先下降后上升，回復性逐漸降低，對照組牦牛肉硬度不斷降低，彈性、咀嚼性、回復性變化均不顯著。總體上看，與對照組相比，試驗組牦牛肉各質(zhì)構參數(shù)變化不顯著，說明Sous Vide加工在一定程度上可有效延緩肉品質(zhì)構變化。

剪切力可以反映肉品嫩度，直接關系到肉品的食用和加工品質(zhì)[28]。隨著熱處理溫度的增加，65～75 ℃內(nèi)，試驗組和對照組牦牛肉剪切力均顯著降低（P<0.05），75～85 ℃內(nèi)，剪切力變化均不顯著，可能與肉品硬度下降的原因一致。肉品在初始加熱時，肌纖維蛋白遇熱凝固收縮，單位面積肌纖維數(shù)量增加，硬度增加，剪切力增大。若繼續(xù)加熱，蛋白質(zhì)相繼發(fā)生水解、分解，膠原蛋白水解成明膠，肉質(zhì)嫩度增加，剪切力降低。隨著熱處理時間的延長，試驗組和對照組牦牛肉剪切力均不斷降低，但變化不顯著，這是由于隨著熱處理時間的延長，牦牛肉的肌纖維斷裂使剪切力降低[29-31]。隨著肉塊厚度的增加，試驗組牦牛肉剪切力先下降后上升，對照組牦牛肉剪切力不斷上升，但變化不顯著。

2.3 熱處理溫度、熱處理時間和肉塊厚度對牦牛肉蒸煮損失率的影響

蒸煮損失是衡量肉品品質(zhì)的重要指標之一，在一定程度上可以反映肉品持水性[32]。由圖4可知，在試驗溫度范圍內(nèi)，試驗組與對照組牦牛肉的蒸煮損失率均隨熱處理溫度的上升而增加，這是由于蒸煮損失率與肌原纖維蛋白的持水力相關[33]。隨著熱處理溫度升高，牦牛肉的肌原纖維蛋白凝固、變性、收縮，肌原纖維蛋白結構被破壞，肉品持水性下降，蒸煮損失率增加，這與李升升[17]報道的不同加熱溫度對牦牛肉蒸煮損失率的影響結果一致。

由圖5可知，隨著熱處理時間延長，試驗組牦牛肉蒸煮損失率呈下降趨勢，對照組牦牛肉蒸煮損失率在熱處理時間110～120 min內(nèi)降低，持續(xù)加熱至130 min時，蒸煮損失率略有回升。肉品的蒸煮損失主要是由于水分的流失造成的，但由于膠原蛋白有吸水性，可在一定程度上緩解肉品水分流失[34]，使得牦牛肉蒸煮損失率有所下降。

由圖6可知，隨著肉塊厚度的增加，試驗組牦牛肉蒸煮損失率先下降后上升，肉塊厚度為3.5 cm時，牦牛肉蒸煮損失率最低。對照組牦牛肉蒸煮損失率無明顯降低。與對照組相比，Sous Vide處理在一定溫度、時間范圍內(nèi)對減少牦牛肉蒸煮損失率有較大的實用價值。

2.4 熱處理溫度、熱處理時間和肉塊厚度對牦牛肉肉色的影響

T1～T3. 試驗組，熱處理溫度分別為65、75、85 ℃;C1～C3. 對照組，熱處理溫度分別為65、75、85 ℃。小寫字母不同，表示試驗組間同指標差異顯著（P<0.05）;大寫字母不同，表示對照組間同指標差異顯著（P<0.05）;圖8～9同。

由圖7可知，隨著熱處理溫度的升高，試驗組牦牛肉L*和b*呈上升趨勢，a*呈下降趨勢，但L*和a*的變化不顯著，這與李升升[17]得到的熱處理對牦牛肉品質(zhì)的影響及其相關性分析規(guī)律有所不同，可能是由于真空包裝處理減少了水分含量的損失?？傮w上看，試驗組牦牛肉L*低于對照組，a*高于對照組。

T1～T3. 試驗組，熱處理時間分別為110、120、130 min;C1～C3. 對照組，熱處理時間分別為110、120、130 min。

由圖8可知，熱處理時間對試驗組牦牛肉b*和對照組牦牛肉L*影響不顯著，試驗組和對照組牦牛肉L*隨熱處理時間延長呈上升趨勢，而a*則呈下降趨勢。

T1～T3. 試驗組，肉塊厚度分別為2.5、3.5、4.5 cm;C1～C3. 對照組，肉塊厚度分別為2.5、3.5、4.5 cm。

由圖9可知，肉塊厚度對牦牛肉肉色影響不顯著，這與蒸煮損失率變化趨勢類似。溫度影響肉類的L*、a*和b*，這些顏色變化主要與加熱引起的肉表面化學反應、肌紅蛋白和血紅蛋白熱變性有關[35]。一般來說，肉類的亮度會隨著溫度升高增加，而紅色減弱，黃色加深。肉的色澤與升溫速率以及目標溫度持續(xù)時間的長短有關：升溫速率越快，肉顏色越紅;目標溫度持續(xù)時間越長，肉顏色越顯灰白色，這和Sergio等[26]發(fā)現(xiàn)長時間烹煮肌肉中的血紅蛋白和肌球蛋白受熱降解，形成灰棕色物質(zhì)的結果相符。試驗組牦牛肉在加熱時，由于產(chǎn)生的汁液留存在包裝袋內(nèi)，使肉品在目標溫度保持較長時間，在一定程度上導致肉品色度降低。綜上所述，肉品在進行Sous Vide加工時，為獲得較好的產(chǎn)品色澤，應快速升溫，熱處理時間不宜過長[6]。

2.5 正交優(yōu)化試驗結果及分析

由表4可知，由各指標的實際值分別得出不同的最優(yōu)組合，分別為A1B2C2（熱處理溫度70 ℃、熱處理時間130 min、肉塊厚度3.5 cm）、A2B3C3（熱處理溫度75 ℃、熱處理時間135 min、肉塊厚度4.0 cm）、A1B3C1（熱處理溫度70 ℃、熱處理時間135 min、肉塊厚度3.0 cm）。

由表5可知，因素B（熱處理時間）對牦牛肉感官品質(zhì)有顯著影響（P<0.05），在一定熱處理時間范圍內(nèi)，由于加熱形成的風味物質(zhì)逐漸積累，在某個臨界點出現(xiàn)較好的感官品質(zhì)，但隨著熱處理時間延長，肉中水分流失增多、肌紅蛋白變性程度、肌纖維收縮程度變大，表現(xiàn)為牦牛肉色澤、外觀、口感均下降。因素C（肉塊厚度）對牦牛肉剪切力有顯著影響（P<0.05），而剪切力與肉品嫩度有直接關系，說明肉塊厚度通過影響肉品剪切力進一步影響肉品嫩度和食用品質(zhì)。因素A、B、C均對牦牛肉蒸煮損失率有極顯著影響（P<0.01），肉的蒸煮損失率與肉的持水性和熟肉率有關，在一定時間范圍內(nèi)，隨著熱處理時間的延長，肉品水分不斷流失，蒸煮損失率呈小幅度增長，而隨著肉品熟肉率的升高，膠原蛋白吸水，一定程度上彌補了肉品水分的流失，致使蒸煮損失率整體上呈現(xiàn)下降趨勢。

通過各指標K值比較，最終確定A1B3C1為最佳加工工藝，即熱處理溫度70 ℃、加熱時間135 min、肉塊厚度3.0 cm。該條件下處理的牦牛肉組織緊密完整、色澤自然、有牦牛肉特有風味、肉質(zhì)柔嫩、軟硬適中、適口性好、香味濃郁。

2.6 掃描電子顯微鏡觀察結果

下腳標1～4. 重復樣品。

圖 10 對照組（A1～A4）和試驗組（B1～B4）牦牛肉掃描電子采用Sous Vide加工最優(yōu)工藝組合（熱處理溫度70 ℃、熱處理時間135 min、肉塊厚度3.0 cm）對牦牛肉進行處理，同時進行對照處理。由圖10可知，對照組牦牛肉的肌纖維束間排列緊密、空隙較小，肌纖維密度較大，肌束膜結構完整，而經(jīng)Sous Vide加工最優(yōu)工藝處理后牦牛肉的肌纖維束間排列空隙較大，肌纖維密度較小，肌束膜部分結構被破壞。肌纖維束結構變得松散，肌纖維間密度降低，會引起肌肉硬度和剪切力下降，從而使肉品嫩度增加[36]，同時也會導致肉品持水性部分降低，蒸煮損失率增加，這與前期單因素試驗結果相印證。掃描電子顯微鏡結果表明，Sous Vide加工在一定程度上可改善牦牛肉肉質(zhì)較老的問題，提高牦牛肉嫩度。

3 結 論

研究分別在不同熱處理溫度（65、75、85 ℃）、熱處理時間（110、120、130 min）和肉塊厚度（2.5、3.5、4.5 cm）條件下進行Sous Vide處理對牦牛肉感官品質(zhì)和質(zhì)構等的影響，結果表明，Sous Vide技術可在熱處理溫度65～75 ℃、熱處理時間120～130 min、肉塊厚度2.5～3.5 cm條件下有效減少牦牛肉水分和風味的損失，提高牦牛肉感官品質(zhì)，有效延緩牦牛肉質(zhì)構的變化，降低牦牛肉剪切力，增加牦牛肉嫩度。Sous Vide加工的最佳熱處理溫度70 ℃、熱處理時間135 min、肉塊厚度3.0 cm。Sous Vide處理后牦牛肉的肌纖維排列更加松散，嫩度有一定程度提高。

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