茶酒牛干巴加工工藝優(yōu)化及品質(zhì)分析

李麗龍芳艷孫渝馬旋

(1.銅仁學(xué)院材料與化學(xué)工程學(xué)院，貴州 銅仁 554300；2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所，湖北 武漢 430062)

牛干巴是貴州等地常見的一種牛肉腌、干制食品，口味獨(dú)特[1]。茶酒是以茶葉、糖類為原料發(fā)酵得到的低酒精度飲品，富含茶多酚、沒食子酸等抗氧化物質(zhì)，具有獨(dú)特風(fēng)味[2]。腌制可以使牛肉的嫩度增加，是影響肉干風(fēng)味的重要因素[3]，用KCl、L-賴氨酸和L-組氨酸部分替代鈉離子制成的低鈉干腌牛肉，其蛋白質(zhì)羰基和巰基含量有所降低，從而改善了感知的咸度并可抑制苦味[4]。

干燥方法是決定牛干巴品質(zhì)的另一個(gè)重要因素。傳統(tǒng)的陰干、曬干方法存在工藝落后、勞動(dòng)強(qiáng)度大、缺少包裝等問題[5]。雖然熱風(fēng)干燥可以避免天氣因素對(duì)生產(chǎn)過程的影響，但熱風(fēng)干燥過程中的低濕環(huán)境會(huì)導(dǎo)致牛肉干產(chǎn)品的游離氨基酸含量低而剪切力高，進(jìn)一步導(dǎo)致感官評(píng)分較低[6]。所以提高熱風(fēng)干燥環(huán)境的濕度，可以提升牛肉干的風(fēng)味[7]；縮短熱風(fēng)干燥時(shí)間，也能提升牛肉干的品質(zhì)[8]。微波用于食品的熱風(fēng)干燥過程可以節(jié)約能源，縮短加工時(shí)間，從而降低運(yùn)行成本[9]，同時(shí)，微波確保了肉制品所有部分的加熱，因此可以減少收縮、表面硬化或褐變等反應(yīng)[10]。但是微波熟制與熱風(fēng)干制相結(jié)合制作牛干巴的方法還未見報(bào)道。

本試驗(yàn)對(duì)茶酒牛干巴加工工藝進(jìn)行研究，利用茶酒腌制牛肉，賦予牛干巴特殊風(fēng)味的同時(shí)，采用先微波熟制，再干制的方法縮短了熱風(fēng)干燥時(shí)間，提升茶酒牛干巴的感官品質(zhì)。并在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上采用響應(yīng)面設(shè)計(jì)對(duì)茶酒牛干巴加工工藝條件進(jìn)行優(yōu)化。測定茶酒牛干巴的相關(guān)指標(biāo)，從而為生產(chǎn)茶酒風(fēng)味的牛干巴產(chǎn)品提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

茶酒為實(shí)驗(yàn)室自制；鮮牛肉、調(diào)味料均為市售；硫酸銅(分析純)，天津市大茂化學(xué)試劑廠；乙酸鋅、次甲基藍(lán)(分析純)，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；酒石酸鉀鈉(分析純)，天津市化工三廠有限公司；亞鐵氰化鉀(分析純)，天津市恒興化學(xué)試劑制造有限公司；考馬斯亮藍(lán)G-250、牛血清蛋白、乙醚(分析純)，成都金山化學(xué)試劑有限公司；硫代硫酸鈉、冰乙酸、磷酸溶液(分析純)，天津市富宇精細(xì)化工有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

微波爐(MI-L202B)，蕪湖美的廚房電器制造有限公司；烘烤(YXD-4)，佛山市冠嘉食品機(jī)械有限公司；電熱鼓風(fēng)干燥箱(DHG-9070A)，常州普天儀器制造有限公司；紫外分光光度計(jì)(Alpha-1860A)，上海濮院儀器有限公司；GC/MS聯(lián)用儀(HP6890/5975C)，美國安捷倫公司；色差計(jì)(SC10)，杭州遠(yuǎn)方光譜有限公司；型質(zhì)構(gòu)儀(TA.XT)，英國STABLE MICRO SYSTEM公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 茶酒的制作

準(zhǔn)確稱取一定量綠茶，采用綠茶與蒸餾水為1∶10的比例浸提10min后過濾。將過濾后的茶葉和蒸餾水按一定比例在水浴鍋中浸泡10min，取其濾汁；在指定pH糖水溶液中活化酵母，待茶汁冷卻至一定溫度時(shí)即可接種酵母，添加白糖調(diào)節(jié)茶湯糖度為19OBx，利用檸檬酸調(diào)節(jié)pH值至4～5，在培養(yǎng)箱中培養(yǎng)14d即可得到酒精度為8～10%vol，茶多酚含量為0.4g·L-1的茶酒[11，12]。

1.3.2 茶酒牛干巴工藝流程及操作要點(diǎn)

牛肉切塊→添加白砂糖、鹽等調(diào)料→添加茶酒→混合均勻→密封→腌制→微波熟制→干制→冷卻→真空包裝→成品。

選擇新鮮的黃牛后腿肉為原料，洗凈，去筋腱和肥脂，將鮮牛肉沿垂直肌原纖維方向切至長3cm，寬1cm大小，按一定比例與食鹽等輔料混合均勻；將混合均勻后的牛肉添加一定量茶酒進(jìn)行揉滾混勻后用保鮮膜密封于室溫靜置15min，再放入4℃冰箱腌制24h；將腌制好的牛肉放入微波爐熟制；在熟制過程中每隔2min翻轉(zhuǎn)1次，以免牛肉與白瓷盤接觸部分水分含量較多，而其表面因長時(shí)間與高溫接觸而產(chǎn)生焦糊現(xiàn)象；將熟制好的茶酒牛干巴在干燥箱進(jìn)行熱風(fēng)干燥，并冷卻至室溫，真空包裝備用。

1.3.3 茶酒牛干巴感官評(píng)定

由6名感官評(píng)價(jià)人員對(duì)茶酒牛干巴進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 茶酒牛干巴感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

1.3.4 茶酒牛干巴工藝條件的單因素試驗(yàn)

根據(jù)1.3.1工藝條件，考察不同茶酒添加量(0%、3%、4%、5%、6%、7%)、微波熟制時(shí)間(3min、4min、5min、6min、7min)、微波熟制功率(320W、400W、480W、560W、640W)、干燥時(shí)間(37℃、40℃、43℃、46℃、49℃)和干燥溫度(70min、80min、90min、100min、110min)對(duì)茶酒牛干巴感官評(píng)分的影響。

1.3.5 響應(yīng)面法優(yōu)化茶酒牛干巴工藝

為確認(rèn)最佳制作工藝，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以感官評(píng)分為評(píng)價(jià)指標(biāo)，以影響茶酒牛干巴的3個(gè)因素茶酒添加量、微波熟制時(shí)間、微波熟制功率進(jìn)行最優(yōu)組合，進(jìn)行Box-BehnKen試驗(yàn)設(shè)計(jì)，其水平編碼見表2。

表2 Box-BehnKen試驗(yàn)因素編碼表

1.3.6 茶酒牛干巴相關(guān)指標(biāo)測定

水分含量，采用直接干燥法[13]；總糖含量，直接滴定法[14]；粗脂肪含量，酸水解法[15]；蛋白質(zhì)含量，考馬斯亮藍(lán)法[16]；色澤，使用經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)板校正過的色度儀測定肉干表面的L、a*和b*值，每處理用肉干12個(gè)，重復(fù)3次；質(zhì)構(gòu)特性，取大小均勻的牛肉干，將探頭向垂直于肌原纖維方向探入，進(jìn)行TPA測定。

1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)方法

采用Origin 8.5作圖，采用SPSS 19軟件進(jìn)行方差分析，Design-Eepert軟件進(jìn)行Box-BehnKen試驗(yàn)設(shè)計(jì)。

2 結(jié)果與分析

2.1 單一因素試驗(yàn)對(duì)茶酒牛干巴風(fēng)味的影響

2.1.1 茶酒添加量對(duì)茶酒牛干巴品質(zhì)的影響

由圖1可知，當(dāng)茶酒添加量為5%時(shí)，茶酒牛干巴感官評(píng)分最高，為40.3分；當(dāng)茶酒添加量過少時(shí)，牛干巴中茶酒香味過淡甚至沒有，隨著茶酒添加量的增加，茶酒特有香味逐漸加重，但牛肉本身特有的滋味有所降低，從而導(dǎo)致牛干巴出現(xiàn)其他不良?xì)馕?，掩蓋了牛肉本身特有滋味。因此，選擇茶酒添加量為5%最適宜。

圖1 茶酒添加量對(duì)茶酒牛干巴感官評(píng)分的影響

2.1.2 微波熟制時(shí)間對(duì)茶酒牛干巴品質(zhì)影響

由圖2可知，當(dāng)微波熟制時(shí)間為5min時(shí)，牛干巴感官評(píng)分最高，達(dá)42.3分；當(dāng)熟制時(shí)間不足時(shí)，牛干巴顏色較淺且牛干巴肉質(zhì)較軟，咀嚼性較差；當(dāng)微波熟制時(shí)間大于5min時(shí)，由于微波熟制時(shí)間較長，牛干巴有焦糊現(xiàn)象且質(zhì)地較差。因此，微波熟制時(shí)間為5min最合適。

圖2 微波熟制時(shí)間對(duì)茶酒牛干巴感官評(píng)分的影響

2.1.3 微波熟制功率對(duì)茶酒牛干巴品質(zhì)影響

由圖3可知，當(dāng)微波熟制功率為480W時(shí)，牛干巴感官評(píng)分最高，為41.2分；若微波熟制功率過低，肉色泛白且烘烤出的牛干巴質(zhì)地較軟，不耐咀嚼；若微波熟制功率過高，牛肉易呈焦糊狀態(tài)，以致烘烤出的牛干巴質(zhì)地堅(jiān)硬，難以嚼斷，導(dǎo)致茶酒牛干巴產(chǎn)生不愉快的滋味且牛干巴本身特有的滋味逐漸減少。因此，得出最佳微波熟制功率為480W。

圖3 微波熟制功率對(duì)茶酒牛干巴感官評(píng)分的影響

2.1.4 干燥時(shí)間對(duì)茶酒牛干巴品質(zhì)影響

由圖4可知，當(dāng)干燥時(shí)間為90min時(shí)，茶酒牛干巴的感官評(píng)分最高，為39.8分；干燥時(shí)間過短，牛肉中含有較多的水分，肉質(zhì)軟綿，色澤較淺，且咀嚼性較差，影響了茶酒干巴的品質(zhì)；干燥時(shí)間過長時(shí)，水分及茶酒散失較多，肉質(zhì)較硬，不耐咀嚼且有焦糊現(xiàn)象。因此，得出最佳烘烤時(shí)間為90min。

圖4 干燥時(shí)間對(duì)茶酒牛干巴感官評(píng)分的影響

2.1.5 干燥溫度對(duì)茶酒牛干巴品質(zhì)影響

由圖5可知，當(dāng)干燥溫度為43℃時(shí)，感官評(píng)分最高，為39.6分；干燥溫度低于43℃時(shí)，肉干含水量較多，質(zhì)地較軟，不耐咀嚼；干燥溫度高于43℃時(shí)，肉干表面水分蒸發(fā)加快，導(dǎo)致其表面硬化而成焦糊狀態(tài)，牛干巴的軟硬度和咀嚼感較差，且使牛干巴產(chǎn)生令人不愉快的滋味[17]。因此，得出最佳干燥溫度為43℃。

圖5 干燥溫度對(duì)茶酒牛干巴感官評(píng)分的影響

2.2 茶酒牛干巴單因素方差分析結(jié)果

以茶酒添加量、干燥時(shí)間、干燥溫度、微波熟制功率、微波熟制時(shí)間5因素做單因素方差分析，茶酒牛干巴單因素方差分析結(jié)果見表3。

表3 單因素方差分析結(jié)果

由表3可知，茶酒添加量、干燥時(shí)間、干燥溫度、微波熟制功率、微波熟制時(shí)間5個(gè)因素感官評(píng)分之間存在顯著性差異(p<0.05)，證明單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)及相關(guān)數(shù)據(jù)具有可行性，可為響應(yīng)面試驗(yàn)提供參考依據(jù)。

2.3 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.3.1 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案

選擇以茶酒添加量(A)、微波熟制時(shí)間(B)、微波熟制功率(C)為考察因素，感官評(píng)分(D)為響應(yīng)值，設(shè)計(jì)響應(yīng)面試驗(yàn)，響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案及其分析結(jié)果見表4。

表4 茶酒牛干巴Box-BehnKen試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案及其分析結(jié)果

2.3.2 茶酒牛干巴響應(yīng)面方差分析及其顯著性檢驗(yàn)

以感官評(píng)分為響應(yīng)值對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行方差分析及顯著性檢驗(yàn)，其擬合結(jié)果如表5所示。

表5 感官評(píng)分回歸模型方差分析

采用響應(yīng)面分析方法分析了茶酒添加量、微波熟制時(shí)間及微波熟制功率對(duì)茶酒牛肉干巴感官評(píng)分的影響。由表5可知，影響茶酒牛干巴感官評(píng)分的順序?yàn)镃>A>B，即微波熟制功率>茶酒添加量>微波熟制時(shí)間。該回歸模型p=0.0090在α=0.01水平上有極顯著差異，失擬項(xiàng)p=0.4248，表明失擬不顯著(α>0.05)，說明該回歸方程是可行的。微波熟制功率對(duì)茶酒牛干巴的感官評(píng)分值有極顯著影響(p<0.01)，而茶酒添加量和微波熟制時(shí)間對(duì)牛干巴感官評(píng)分響應(yīng)值沒有顯著影響；微波熟制功率和微波熟制時(shí)間交互項(xiàng)對(duì)茶酒牛干巴感官評(píng)分的響應(yīng)值有極顯著影響(p<0.01)，而茶酒添加量與微波熟制時(shí)間、微波熟制功率的交互項(xiàng)對(duì)感官評(píng)分值沒有顯著影響。

2.3.3 響應(yīng)面兩兩因素之間交互作用與優(yōu)化

根據(jù)表4中數(shù)據(jù)繪制三維立體圖，見圖6。各因素交互作用對(duì)茶酒牛干巴感官評(píng)分響應(yīng)值的影響可通過三維立體圖直觀反映。

圖6 各因素交互作用茶酒牛干巴感官評(píng)分的響應(yīng)面圖

由圖6可知，在微波熟制功率一定的條件下，三維面較平滑，二維等高線接近圓形，說明茶酒添加量與微波熟制時(shí)間的交互作用對(duì)牛干巴的感官評(píng)分并不顯著；在微波熟制時(shí)間一定的條件下，三維面較陡峭，而等高線不呈橢圓，說明微波熟制功率和茶酒添加量交互作用對(duì)牛干巴感官評(píng)分不顯著；在茶酒添加量一定的條件下，微波熟制時(shí)間和微波熟制功率之間的交互作用極顯著[18]。采用Box-Behnken軟件設(shè)計(jì)的最佳方案為茶酒添加量為6%，微波熟制時(shí)間為5min，微波熟制功率為480W，此時(shí)茶酒牛干巴的感官評(píng)分為42.5分。

2.4 茶酒牛干巴理化指標(biāo)

以2.2.3中得出的最優(yōu)工藝下的茶酒牛干巴為樣本，測定其理化指標(biāo)。茶酒牛干巴中，水分含量為20±0.8g·100g-1，總糖含量為2.85±0.07g·100g-1，脂肪含量為5.04±0.81g·100g-1，蛋白質(zhì)含量為56.5±0.65g·100g-1。

2.5 茶酒牛干巴色澤、質(zhì)構(gòu)特性

測定2.4的處理組(茶酒牛干巴)、對(duì)照組(牛干巴)色澤及質(zhì)構(gòu)特性，結(jié)果見表6。

表6 牛干巴的色澤及質(zhì)構(gòu)特性

由表6可知，處理組牛干巴相對(duì)于對(duì)照組，硬度和咀嚼性均降低，彈性增大，而內(nèi)聚性無差異。腌制過程中加入酒，可以起到去除牛肉腥膻味、軟化肌纖維、改善肉質(zhì)的作用[19]。牛肉在腌制過程中加入茶酒后，增大了牛肉的肌節(jié)長度，以及肌原纖維之間的距離，從而提升牛肉的嫩度，降低了牛干巴的硬度和咀嚼性[20]。處理組牛干巴的L*、a*值均大于對(duì)照組，主要是由于茶酒中含有茶多酚，而茶多酚延緩了牛肉在腌制過程中肌紅蛋白氧化生成褐色的高鐵肌紅蛋白的速度，進(jìn)而使得L*值、a*值增大[21]。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)以新鮮黃牛肉和茶酒為主要原料，通過單因素和響應(yīng)面試驗(yàn)對(duì)茶酒牛干巴加工工藝進(jìn)行探究。通過微波熟制肉干，減少了熱風(fēng)干燥的時(shí)間，使牛干巴硬度降低；使用茶酒腌制牛肉，賦予牛干巴特殊的風(fēng)味。其特殊香氣物質(zhì)主要來源于茶葉及以茶葉為原料的茶酒在發(fā)酵過程中所產(chǎn)生，如香葉醇、芳樟醇及其氧化物等。添加茶酒腌制牛肉后，降低了牛干巴的硬度和咀嚼性，增大了彈性。