不同烤制方式制備羊肉串感官品質(zhì)差異研究

吳澤熠 劉文營

1.北京師范大學附屬實驗中學 北京 100032

2.中國肉類食品綜合研究中心 北京 100068

羊肉味甘性溫，《本草綱目》中描述羊肉能暖中補虛，補中益氣，開胃健身，益腎氣，養(yǎng)膽明目，治虛勞寒冷和五勞七傷的作用[1]。羊肉是最為重要的動物蛋白質(zhì)來源之一，由羊肉制備的美食也深受消費者喜愛，諸如烤包子、羊肉抓飯、涮羊肉和烤羊肉串等，均是我國地方飲食文化的重要載體[2]。

食用羊肉串在我國具有廣泛的群眾基礎，羊肉串消費對豐富人們的物質(zhì)和精神生活均具有巨大的積極作用，然而因烤制羊肉串帶來的空氣污染問題備受詬病[3]，這就導致很多燒烤攤要么被取締[4，5]，要么采取新的加工方式，產(chǎn)業(yè)發(fā)展嚴重受阻。目前，除炭烤外，中紅外烤制、歐姆加熱烤制等是近年來逐漸發(fā)展起來的新型加工方式，為消費者提供了更多的選擇機會，且電熱法、微波加熱和過熱蒸汽烤制羊肉的非揮發(fā)性和揮發(fā)性化合物數(shù)量與傳統(tǒng)炭烤相似，且電烤法制備的產(chǎn)品具有更多的非揮發(fā)性化合物和更高的鮮味[6]。影響肉制品品質(zhì)的因素眾多，動物的飼養(yǎng)、屠宰、貯藏環(huán)境和加工方式等均會對其品質(zhì)產(chǎn)生明顯的影響[7]。在對肉制品品質(zhì)分析時，人們除了將灰分、蛋白質(zhì)含量、脂肪酸組分、還原糖及礦物質(zhì)組分等作為參考依據(jù)外[8]，還將肉制品的色澤、滋味和風味等感官品質(zhì)作為重點。鑒于不同烤制方式加工羊肉串的品質(zhì)差異尚不明確，本文對傳統(tǒng)炭烤、歐姆加熱(烤箱、電餅鐺)和中紅外烤制羊肉串的顏色、游離氨基酸組分、主體風味特征、主體風味線性判別、主體滋味特征、滋味和苯并[α]芘含量進行了比較分析，以期為羊肉串加工、消費者選擇和產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供理論參考。

1 原材料、試劑、儀器、設備與實驗方法

1.1 原材料、試劑

羊肉(通脊)購自北京穆森偉業(yè)清真食品有限責任公司。

甲苯、鹽酸、乙腈、氫氧化鈉、正己烷、二氯甲烷、乙醇、分析純，國藥集團化學試劑有限公司；

茚三酮顯色液(貨號：299-70501)，日本和光純藥工業(yè)株式會社；

氯化鉀、30mmol/L、3.33mol/L、酒石酸溶液、0.3mmol/L、飽和AgCl溶液、正極清洗液、負極清洗液，日本Insent公司。

1.2 儀器、設備

分光測色計CR-400，柯尼卡美能達投資有限公司；

電子鼻PEN3，德國Airsense公司；

天平BSA822-CW，賽多利斯科學儀器有限公司；

純水機Cascada BIO，美國Pall公司；

超細勻漿器F6/10-10G，上海Fluko流體機械制造有限公司；

味覺分析系統(tǒng)TS5000Z，日本Insent公司；

高速全自動氨基酸分析儀L-8900，日本日立公司；

紅外加熱設備，自制；

電餅鐺LR-238B，北京利仁科技股份有限公司；

烤箱T0-1000Y，日本日立公司；

高效液相色譜儀Waters 2695，沃特世科技(上海)有限公司。

1.3 方法

1.3.1 羊肉串烤制

選取15名消費者進行熟制程度分析；按照消費者默認的烤制輕度(較嫩)、中度(適中)和重度(過熟，輕微焦糊)加工產(chǎn)品，每組15個樣品。

1.3.2 羊肉顏色信息分析

參考TURCU RP[9](2021)等，劉文營[10](2018)等方法，通過測定羊肉顏色的三刺激值(X、Y、Z)，進行羊肉亮度(L*)、紅度(a*)和黃度(b*)值計算。分光測色計矯正時標準白板為D65，可見角度為2°，信息采集孔孔徑為8mm。羊肉亮度(L*)、紅度(a*)和黃度(b*)計算公式分別如下：

L*=116(Y/Y0)1/3-16

(1)

a*=500[(X/X0)1/3-(Y/Y0)1/3]

(Y/Y0>0.01)

(2)

b*=200[(Y/Y0)1/3-(Z/Z0)1/3]

(3)

1.3.3 羊肉串主體風味主成分分析(Principal Component Analysis，PCA)和線性判別分析(Linear Discriminant Analysis，LDA)

參考劉文營[10](2018)等方法，于25℃條件下，取2g混合均勻的碎羊肉串樣品于50℃水浴恒溫1min，然后上機檢測，每組樣品做5個平行，選取70s時采集的穩(wěn)定數(shù)據(jù)進行分析。電子鼻傳感器陣列及對應響應物質(zhì)見圖1。

圖1 電子鼻傳感器陣列及對應響應物質(zhì)

1.3.4 羊肉串游離氨基酸組分分析

參考KIM DB[11](2021)等方法，采用氨基酸自動分析儀進行氨基酸組分分析。

1.3.5 羊肉串滋味特征及差異分析

參考LESTARI LA[12](2021)等方法，取20.0g混合熟制羊肉樣品，加入純水(1∶5，v∶v)后均質(zhì)混勻(10 000r/min，1min)，離心(8 000r/min，5min)后過濾取50mL上清液測試，每組樣品做3次平行。

1.3.6 羊肉串苯并[α]芘含量測定

參照YANG JY[13](2019)等方法，采用高效液相色譜法進行苯并[α]芘含量測定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

羊肉串顏色共進行15次測試，風味主成分和線性判別進行5次測定，其它實驗均進行3次實驗，采用excel進行平均值和標準差計算，結(jié)果標記為：平均值±標準差；風味主成分分析(principal component analysis，PCA)和線性判別分析(linear discriminant analysis，LDA)采用電子鼻Winmuster軟件進行分析，以85%作為是否具有顯著特征或區(qū)別的臨界值。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同烤制方式羊肉串的烤制時間

不同烤制方式羊肉串烤制時間見表1所示。

表1 羊肉串烤制時間

所有樣品均隨著烤制成熟度增加烤制時間顯著延長(p<0.05)。對于不同烤制程度樣品，輕度產(chǎn)品加工時間由長至短依次為炭烤、中紅外、烤箱和電餅鐺，且相互之間具有顯著性差異(p<0.05)；中度產(chǎn)品加工時間由長至短依次為炭烤、烤箱、中紅外和電餅鐺，且相互之間具有顯著性差異(p<0.05)；重度產(chǎn)品加工時間由長至短依次為烤箱、炭烤、中紅外和電餅鐺，且相互之間具有顯著性差異(p<0.05)。即，炭烤加工普遍需要較長的時間，電餅鐺烤制需要的時間較短，烤箱和中紅外烤制的時間居中。相較于傳統(tǒng)的炭烤加工方式，中紅外烤制和電餅鐺烤制需要的時間較短，與采用紅外輔助歐姆加熱烹制肉丸的結(jié)果相似[14]。

肉制品烹調(diào)時間對蛋白質(zhì)變性有著明顯影響，會導致不同程度的肌肉收縮和汁液損失[15,16]，同時對肉制品風味有著明顯影響[17]，因烹制方式導致加工溫度差異也會對肉制品感官品質(zhì)有著顯著影響[18]。

2.2 不同烤制方式羊肉串的顏色

顏色是肉制品重要的感官屬性，直接影響到消費者的購買欲望和再次購買意愿[19]，研究者也試圖采用不同途徑來提升肉制品的色澤[20]。不同烤制方式制備羊肉串的亮度(L*)值、紅度(a*)值和黃度(b*)值見表2所示，羊肉串L*、a*和b*值均呈現(xiàn)為隨烤制程度增加而降低的趨勢。

表2 羊肉串的顏色差異

烤箱烤制輕度、中度樣品、電餅鐺烤制輕度、中度樣品具有較高的L*值，炭烤樣品L*值均處于較低的水平；所有輕度烤制樣品a*值差異不顯著(p>0.05)，中紅外、炭烤、烤箱和電餅鐺烤制中度產(chǎn)品的a*值依次降低，而烤箱、中紅外、電餅鐺和炭烤重度樣品的a*值依次降低；同一烤制方式不同烤制程度樣品的b*值沒有顯著差異(p>0.05)，除炭烤中度樣品b*值較低(p>0.05)，炭烤重度樣品b*值次之外，其它樣品之間均無顯著性差異(p>0.05)。紅外輔助歐姆加熱制備產(chǎn)品具有更好的顏色外觀[14]，本文中紅外制備產(chǎn)品顏色值均高于相應電餅鐺制備產(chǎn)品，而對于烤制中度產(chǎn)品，中紅外烤制中度產(chǎn)品紅度值也優(yōu)于烤箱烤制產(chǎn)品。在低脂Inegol肉丸加工過程中，與燒烤加工相比，歐姆加熱產(chǎn)品的外表更為鮮亮，質(zhì)構(gòu)也更為堅硬[21]，文中歐姆加熱(烤箱、電餅鐺)制備產(chǎn)品的顏色值也普遍優(yōu)于炭烤樣品。

即，烤箱烤制和電餅鐺烤制輕度、中度產(chǎn)品具有較高的L*值，中紅外烤制和電餅鐺烤制重度產(chǎn)品具有較高的L*值；烤制輕度產(chǎn)品a*值差異不顯著，中紅外烤制中度a*值較高，中紅外烤制和烤箱烤制重度a*值較高。烤制程度增加會導致L*和a*值降低，但對b*值沒有明顯影響。

2.3 不同烤制方式羊肉串的主體風味差異和相似度

肉制品風味受多種因素影響，如肉的厚度和煎制溫度不同產(chǎn)品具有明顯差異的燒烤味、果香和堅果香等風味特征[16]。不同烤制方式和程度羊肉串風味主成分差異見圖2(a)所示，線性判別見圖2(b)所示。

圖2 不同烤制方式和程度羊肉串的風味主成分差異和線性判別分析

樣品在PC1和PC2方向上的方差貢獻率為82.23%，小于85%，在LD1和LD2方向上的方差貢獻率為69.74%，也小于85%，說明不同烤制方式制備的羊肉串主體風味特征不明顯，且部分樣品較為相似。

由表3可知，采用電餅鐺烤制的輕度樣品和重度樣品主體風味特征極為相似，無法進行區(qū)分；其它樣品中，除烤箱烤制重度樣品和炭烤輕度烤制樣品具有完全獨立的主體風味特征外，其他樣品均與部分樣品有著一定的相似性。具體為：炭烤中度羊肉串與中紅外烤制重度、烤箱烤制輕度羊肉串風味較為相似，炭烤重度羊肉串與電餅鐺烤制、中紅外烤制輕度、中紅外烤制重度和烤箱烤制中度產(chǎn)品較為相似。

表3 不同烤制方式和程度羊肉串的判別力

開展不同質(zhì)量或加工方式制備產(chǎn)品的食用和感官差異分析，能夠為產(chǎn)品的最適宜加工，尤其是潛在消費者的開發(fā)，提供科學參考，諸如雪松提取物對臘肉品質(zhì)的影響[22]、加工工藝對火雞胸肉產(chǎn)品感官特性的影響[23]、不同發(fā)酵菌劑對色拉米香腸品質(zhì)的影響[24]。

2.4 不同烤制方式羊肉串的滋味及差異分析

不同烤制方式和程度羊肉串的滋味主成分見圖3所示。

圖3 不同烤制方式和程度羊肉串的味覺差異

主體滋味特征在PC1和PC2方向上的總方差貢獻率為98.95%，參照2.3結(jié)果，即各產(chǎn)品盡管在主體風味上存在一定的相似性，但均具有不同的滋味特征。且由表4可知，各產(chǎn)品除豐富度(濃郁程度)、咸味沒有顯著性差異外，酸味、苦味、澀味、苦味回味、澀味回味和鮮味值均有不同程度的差異。

表4 不同烤制方式和程度羊肉串的味覺差異

肉制品滋味受肉產(chǎn)品制備工藝[25]、原料品質(zhì)差異[26]影響，能夠通過電化學傳感器進行檢測，且化學數(shù)據(jù)和感官評估具有較高的關聯(lián)度[27]。對于羊肉糜樣品，采用歐姆加熱制備的產(chǎn)品具有更高的鮮味值[28]；而對于羊肉串，相比于炭烤加工，其它烤制重度產(chǎn)品鮮味值顯著較高(p<0.05)，烤制中度羊肉串鮮味值均低于炭烤樣品，烤制輕度樣品中除烤箱烤制鮮味值高于炭烤外，其它樣品均低于炭烤樣品。

2.5 不同烤制方式羊肉串游離氨基酸組分

不同烤制方式不同程度羊肉串游離氨基酸組分見表5。

表5 不同烤制方式不同程度羊肉串游離氨基酸組分

表5 不同烤制方式不同程度羊肉串游離氨基酸組分(續(xù)表1)

表5 不同烤制方式不同程度羊肉串游離氨基酸組分(續(xù)表2)

肉制品加工方式差異會導致產(chǎn)品具有不同的理化屬性，如對于蒸煮、微波和燒烤制備的牛肉產(chǎn)品，燒烤加工具有較高的氨基酸保留，尤其是亮氨酸等[29]。由2.4可知，不同烤制方式和程度羊肉串具有明顯不同的滋味特征，游離氨基酸組分是滋味呈現(xiàn)的重要載體，不同烤制方式和程度羊肉串游離氨基酸組分見表5所示，游離氨基酸總量總體呈現(xiàn)為隨著烤制程度的增加而增加的趨勢，其中烤箱烤制重度羊肉串、電餅鐺烤制重度羊肉串有著最高的游離氨基酸含量，即烤制時間越長越有滋味，也符合部分消費者對滋味特征追求的現(xiàn)狀。

與炭烤烤制相比，盡管中紅外烤制的游離氨基酸含量會有所降低，但電餅鐺烤制和烤箱烤制游離氨基酸含量明顯增加。

2.6 不同烤制方式羊肉串苯并[α]芘含量

苯并[α]芘是多環(huán)芳烴中具有明顯致癌作用的有機化合物，普遍存在于高溫加工的食品[30]。羊肉串苯并[α]芘含量見表6所示，采用的4種烤制方式中，只在炭烤烤制樣品檢測到了苯并[α]芘。苯并[α]芘是油脂在高溫下產(chǎn)生的一類致癌物質(zhì)，廣泛存在于各種油炸制品中[31]，進行苯并[α]芘、雜環(huán)胺等有害物生成的控制也是炭烤羊肉串安全品質(zhì)提升的重要研究方向[32,33]。即采用烤箱、電餅鐺和中紅外烤制的樣品具有較高的安全性。

表6 不同制備方法羊肉串苯并芘含量

炭烤加工過程中滴落在炭火上油脂的不完全燃燒加劇了苯并芘的生成，而通過改進烤制工具，以及在五花肉腌制過程中添加茶葉，均能夠有效抑制苯并芘的生成，且巴拉圭茶的抑制效果優(yōu)于綠茶[33]；而對于其它肉制品，如將蘋果皮多酚添加到烤牛肉餅中，也有效抑制了雜環(huán)胺有害物的生成[34]。

3 結(jié)論

羊肉串烤制方式不同，以及烤制程度差異，需要不同的加工時間，烤制輕度和中度樣品中，炭烤烤制需要的時間最長(輕度5.14±0.14s，中度7.40±0.10s)(p<0.05)；烤制重度樣品中，烤箱烤制需要的時間最長(9.60±0.12s)(p<0.05)；電餅鐺烤制羊肉串需要的時間均最短(輕度0.84±0.11s，中度2.10±0.18s，重度3.12±0.13s)(p<0.05)。

烤制工藝不同，產(chǎn)品具有不同的顏色、風味特征、滋味特征和游離氨基酸組分，烤制時間延長導致亮度和紅度總體呈現(xiàn)為降低的趨勢，但對產(chǎn)品黃度之間的差異較小(p>0.05)；各組產(chǎn)品在風味特征上不能全部進行有效區(qū)分(總方差貢獻率<85%)，但是各組產(chǎn)品均具有獨特的滋味特征(總方差貢獻率>85%)，能夠通過滋味進行不同產(chǎn)品的區(qū)分。

4種烤制方法，烤制輕度樣品中餅鐺烤制樣品游離氨基酸總量含量最低(p<0.05)、炭烤烤制含量最高(p<0.05)，烤制中度樣品中紅外烤制樣品游離氨基酸總量含量最低(p<0.05)、炭烤和餅鐺烤制含量較高，烤制重度樣品中紅外烤制樣品游離氨基酸總量含量最低(p<0.05)、烤箱和餅鐺烤制含量較高；4種加工方式中，只在炭烤烤制羊肉串中檢測到了苯并[α]芘(輕度0.80±0.02μg/kg，中度0.99±0.12μg/kg，重度2.71±0.29μg/kg)，說明其它烤制方式具有較高的安全性。

歐姆加熱烤制羊肉串具有替代傳統(tǒng)炭烤的潛力，表現(xiàn)在烤制時間更短、游離氨基酸含量更高、有害物含量更低、顏色值更高；中紅外輻射加熱也具有替代傳統(tǒng)炭烤的潛力，表現(xiàn)在有害物含量更低、顏色值更高、烤制時間更短。但烤制方式和程度不同，也造成滋味特征和主體風味特征存在較大分散性，結(jié)合消費者感官評價，進行不同烤制方式羊肉串品質(zhì)的差異性分析是下一步開展研究的方向，結(jié)果將為羊肉串的加工、品質(zhì)評價提供理論參考。