铝箔法烤制对牛肉食用和营养品质的影响

古明辉，刘永峰，甘斐，杨泽莎，申倩

(陕西师范大学 食品工程与营养科学学院，陕西 西安，710062)

牛肉因具有高蛋白、低脂肪、味道鲜美等特点，成为中国人餐桌上仅次于猪肉的第二大肉类食品[1]。肉及肉制品品质的优劣是影响消费者选择的首要因素，其中食用品质指标和营养品质指标是较为重要的2个参考指标。肉的食用品质与其内在品质紧密关联，人们通常用肉的颜色、嫩度、物性等指标来评价[2]。营养品质能直接衡量肉及肉制品营养价值，可以通过测定其水分、蛋白质以及粗脂肪含量等指标，综合对比分析，评定肉的品质[3-4]。

通过不同的烹饪工艺处理可使牛肉兼有色、香、味、形、质、养等品质，以满足不同人群的口味喜好和需求。传统的烹饪工艺有烤制、蒸制、煮制、炸制、炖制等，其中蒸制、煮制工艺被公认为是较健康的烹饪技术。张兰[5]探究了8种传统中式烹饪工艺对牛肉品质的影响，结果表明蒸制和煮制牛肉剪切力小，肉色较好，同时能较好地保留粗蛋白、氨基酸、脂肪酸及水分等营养组分。任国艳等[6]对比研究了烘烤、蒸煮以及煎炸3种中式烹饪方法，表明蒸煮后肉样嫩度高，对其水分、粗脂肪及蛋白质含量影响最小。

现如今，烧烤越来越受消费者喜爱，商家常利用铝箔纸在烧烤中包裹肉类食材，来有效防止其烤焦。然而，关于铝箔法烤制对肉品质影响的相关研究鲜有报道。鉴于此，本文以牛肉为研究对象，蒸制和煮制2种传统烹饪工艺为对照，研究铝箔法烤制对牛肉食用和营养品质的影响，希望为中国肉类食品的生产加工以及科学烹饪提供理论支持与技术参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

牛后腿肌肉，购于西安市朱雀市场，低温带回实验室，贮于冰箱；食盐、大葱、小茴香、花椒粉、生姜、八角、料酒、桂皮等，西安华润万家超市。

辅料配方：食盐20 g/L、葱白10 g/L、小茴香5 g/L、花椒12.5 g/L、生姜7.5 g/L、八角15 g/L、料酒10 mL/L、桂皮10 g/L。

1.2 试剂与仪器

石英砂，天津市天力化学试剂有限公司；95%乙醇、石油醚，天津市富宇精细化工有限公司；CuSO4、K2SO4，天津市盛奥化学试剂有限公司。

HL-3-6DW远红外食品烤箱，广州市番禺成功烘焙设备制造公司；NS800分光测色仪，深圳市三恩驰科技有限公司；TA.XT.Plus 质构仪，英国stable micro system公司；ST310脂肪提取仪，FOSS分析仪器公司；Kjeltec 2300全自动凯氏定氮仪，瑞典福斯公司。

1.3 试验方法

将冷冻牛肉放置于家用冰箱冷藏室(4±1 ℃)中解冻24 h，取出后在室温下完全解冻，剔除脂肪和筋膜，然后将其分割为1 cm×1 cm×3 cm的块状，取分割好的肉样1 000 g，平均分为4组，每组250 g，每组在25～30块之间。随机选取其中1组为对照组(未经任何处理)，另外3组作为试验组。本次试验在参阅相关方法的基础上[7-8]，结合传统家庭中式烹饪方法，经过多次预试验，确定了最终的蒸制、煮制、铝箔法烤制烹饪工艺。

3个试验组的具体处理方式如下：蒸制和铝箔法烤制处理组牛肉，每组250 g→清洗→浸泡15 min(水、肉质量比为3∶1)→再次清洗沥干→加水60 mL，添加辅料，搅拌均匀→浸渍60 min→分别进行蒸制与铝箔法烤制处理→取出制品冷却→包装→成品4 ℃冷藏备用。其中蒸制：肉块在蒸锅中蒸制30 min；铝箔法：肉块用铝箔进行包裹固定，在160 ℃下烤制40 min，烤至20 min时翻面1次。

煮制处理组牛肉，每组250 g→清洗→浸泡15 min(水、肉质量比为3∶1)→再次清洗沥干→加水1 000 mL，处理组所有肉块预煮10 min→添加辅料→继续煮制50 min →取出制品冷却→包装→成品4 ℃冷藏备用。

2 牛肉品质指标测定

2.1 烹饪失水率和熟肉率测定

失水率和熟肉率分别按公式(1)和公式(2)计算：

(1)

(2)

式中：m1,样品烹饪前质量;m2,烹饪后质量。

2.2 肉色测定

采用分光测色仪进行牛肉色泽的测定，记录肉样的L*值(亮度)、a*值(红度)和b*值(黄度)，并计算色度值[c*=(a*2×b*2)0.5]和色相角[h°=arctan(b*/a*)]。

2.3 剪切力测定

采用Warner-Bratzler法测定牛肉的剪切力。对照组的牛肉样品放置于蒸煮袋中，水浴锅(80 ℃)加热，至中心温度达到75 ℃时取出并冷却至室温，用质构仪沿垂直纤维方向进行剪切测定[9]。经蒸制、煮制和铝箔法烤制3种烹饪处理的牛肉直接利用质构仪进行剪切，记录剪切力数据。测定参数设置：HDP/BSW探头，测前、测中、测后速度均为1.0 mm/s，位移25 mm。

2.4 物性指标测定

采用质构仪的TPA(texture profile analysis)模式，测定得到硬度、咀嚼性、凝聚性、弹性、回复力5个TPA指标[8]，反映不同烹饪工艺下牛肉样品的物性变化。测定参数设置：P36R探头；测前、测中、测后速度均为1.0 mm/s；测试时间间隔5 s；触发力5 g；数据采集速率400 PPs；应变量均为75%。

2.5 基本营养成分测定

参照GB/T 5009.3—2016中的直接干燥法进行水分测定；参照GB/T 5009.5—2016中凯氏定氮法进行粗蛋白测定；参照GB/T 5009.6—2016采用索氏抽提法进行粗脂肪测定。

2.6 统计分析

牛肉色泽、剪切力、物性参数3项食用品质指标分别做5次平行试验，水分、蛋白质、粗脂肪3项指标分别做3次平行试验，最终结果取平均值。实验数据均采用Microsoft Excel进行计算，SPSS 21.0中Duncan法进行显著性分析，OriginPro 2015软件进行图像绘制。

3 结果与分析

3.1 牛肉制品烹饪失水率和熟肉率

在不同烹饪工艺下牛肉烹饪失水率和熟肉率的变化见表1。蒸制与煮制烹饪工艺之间，其烹饪失水率与熟肉率均无显著性差异(P>0.05)；与蒸制与煮制烹饪工艺相比，铝箔法烤制对牛肉烹饪失水率和熟肉率有极显著影响(P<0.01)，其烹饪失水率最低，熟肉率最高。试验结果表明铝箔法烤制具有最好的烹饪效果，能有效减少烹饪过程中的水分损失，增加熟肉产量。

表1 在不同烹饪工艺下牛肉烹饪失水率和熟肉率的变化

注：同一指标不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，不同大写字母表示差异极显著(P<0.01)(下同)

3.2 牛肉制品色泽

在不同烹饪工艺下牛肉色泽变化见图1。与对照组相比，蒸制、煮制、铝箔法烤制3种烹饪工艺的牛肉L*、h°值均极显著增加，a*值均极显著减小(P<0.01)，说明不同牛肉烹饪处理能显著影响其色泽。3种烹饪工艺之间，L*值无显著差异(P>0.05)；铝箔法处理组的牛肉b*、c*和h°值均极显著低于其余2种处理组(P<0.01)，而a*值与其余2种处理组无显著差异(P>0.05)。试验结果表明铝箔法烤制具有与蒸制和煮制烹饪工艺相近的亮红色泽，但会导致牛肉黄度降低。

图1 在不同烹饪工艺下牛肉色泽的变化

3.3 牛肉制品剪切力

在不同烹饪工艺下牛肉剪切力的变化见图2。与对照组相比，蒸制、煮制、铝箔法烤制3种烹饪工艺的牛肉剪切力值均极显著增加(P<0.01)，说明不同烹饪处理能显著影响其剪切力。3种烹饪工艺之间，铝箔法处理组的剪切力值最小(6 379.89 g)，同时其值与蒸制组之间差异不显著(P>0.05)，煮制烹饪工艺的剪切力值最大。试验结果表明铝箔法烤制牛肉具有与蒸制牛肉相近的剪切力，且低于煮制烹饪工艺。

图2 在不同烹饪工艺下牛肉剪切力的变化

3.4 牛肉制品的物性

在不同烹饪工艺下牛肉物性的变化见图3及图4。与对照组相比，蒸制、煮制、铝箔法烤制3种烹饪工艺的牛肉硬度、咀嚼性、内聚性和弹性均极显著增加(P<0.01)。3种烹饪工艺之间，牛肉的硬度、咀嚼性、内聚性和回复性无显著性差异(P>0.05)；蒸制与煮制组的弹性无显著差异(P>0.05)，铝箔法的弹性极显著低于蒸制和煮制组(P<0.01)。试验结果表明与蒸制和煮制2种烹饪工艺相比，铝箔法烤制具有相近的牛肉硬度、咀嚼性、内聚性和回复性，但会降低其弹性。

图3 在不同烹饪工艺下牛肉硬度和咀嚼性的变化

图4 在不同烹饪工艺下牛肉弹性、内聚性和回复性的变化

3.5 牛肉制品基本营养成分

在不同烹饪工艺下牛肉基本营养成分的变化见图5。3种烹饪工艺下牛肉的水分含量均极显著低于对照组，而蛋白质含量均极显著高于对照组(P<0.01)。在不同烹饪工艺下，牛肉的水分含量呈梯度变化，含量由高到低的次序为铝箔法>煮制>蒸制；经铝箔法烤制的牛肉水分含量最高(57.48%)，极显著高于蒸制与煮制2种烹饪工艺(P<0.01)；铝箔法烤制的牛肉蛋白含量最低(29.22%)，极显著低于其他2种烹饪方式(P<0.01)；蒸制与煮制的蛋白含量较高，但两者差异不显著(P>0.05)。铝箔法处理组的牛肉粗脂肪含量最低，极显著低于其他2种烹饪工艺，同时蒸制和煮制牛肉的粗脂肪含量极显著高于对照组(P<0.01)。试验结果表明与蒸制和煮制这2种烹饪工艺相比，铝箔法烤制能有效保护牛肉水分流失，降低脂肪和蛋白含量。

图5 在不同烹饪工艺下牛肉基本营养成分的变化

4 讨论

4.1 铝箔法烤制对牛肉食用品质的影响

色泽是反映肉品质优劣的重要指标，它决定了消费者对肉类产品的感官评价，从而直接影响了消费者的购买欲。本试验中，与对照组相比，蒸制、煮制、铝箔法烤制3种烹饪工艺牛肉的L*、h°值均极显著增加，而a*值均极显著减小，这与GARCA-SEGOVIA等[10]研究结果相一致。在不同烹饪工艺处理下，L*值增加主要是牛肉经高温烹饪会导致其内部水分的渗出，有利于增加对光的反射；a*值下降主要是烹饪温度高，使肌红蛋白发生氧化生成高铁肌红蛋白所致[11]。h°为色调角，表示褪色程度，其值增大说明烹饪后牛肉会出现一定程度的褪色。3种烹饪工艺之间，铝箔法处理组烹饪温度更高，这会加剧牛肉蛋白或是氨基酸、蛋白质/油脂发生美拉德反应，导致牛肉褐色加深，即表现为b*值的降低[12]。c*为饱和度，其值越大肉色越稳定，c*值与h°值的降低说明铝箔法烹饪工艺虽然能延缓牛肉的褪色，但不利于其颜色的稳定[13]。

肉的嫩度是指咀嚼时其对牙齿的抵抗力，能间接反映肉质地，同时有效决定消费大众的购买欲。而肉的剪切力可以直接反映其嫩度，且两者之间呈负相关[14]。本试验中3种烹饪工艺明显改变了牛肉的嫩度，这与PETRACCI等[15]研究的关于不同烹饪工艺对禽肉嫩度的影响结果相似。牛肉嫩度由肌肉中各种蛋白质结构特性、结缔组织含量及分布、肌纤维直径、肉大理石结构决定。加热对肌肉嫩度有双重效应，一方面加热能导致牛肉中蛋白变性，从而让其凝固、凝聚和短缩，这会改变肌肉组织中胶原蛋白的溶解状态，导致肌肉组织的水分流失，烹饪处理的牛肉剪切力增大，即嫩度值减小[16]。另一方面，肌肉中的结缔组织在加热条件下发生短缩，并随温度的增加会逐渐转变为明胶，从而使肉的嫩度得到改善。铝箔法处理组的剪切力最小，可能是由于在烤制时温度更高，肌肉中结缔组织更易转化为明胶所致；同时铝箔法烤制的高温超出牛肉中蛋白变性收缩的限值，这会加剧对肌纤维的热破坏，导致肉的嫩度增加[17]。

TPA能够模拟人体口腔的咀嚼运动，通过分析试验样品取得力-时间曲线，进而得到物性参数[18]。因此，物性指标可以客观反映食物品质，同时它与感官性状间有显著的相关关系，可以代替感官评定且更客观和准确[19]。3种烹饪工艺对牛肉硬度、咀嚼性、凝聚性以及弹性影响极显著，与罗章等[20]研究不同加热处理下牛肉物性的结果类似，这可能是不同的烹饪工艺破坏肌细胞间的结构完整性所致。硬度是指固体食物被咀嚼时其维持形状的内部结合力，咀嚼性是食物到可吞咽时需做多少功，同时硬度与咀嚼性两者之间呈正相关[21]。有研究表明，肉制品的感官品质与其硬度及咀嚼性成负相关，铝箔法烤制不会显著增加牛肉的硬度和咀嚼性，说明其适口性较好[22]。BENITO等[23]指出肉品的硬度改变主要与蛋白质热变性相关，且烹饪温度越高，牛肉的蛋白变性、肌纤维组织结构破坏越严重，以至其肌纤维更加紧密，结构变硬。弹性表示由于外力作用使物体发生变形，失去后其又能恢复原来状态的能力。铝箔法烤制时肉温较高，会有效降解牛肉肌细胞骨架蛋白以及其外基质结构，导致胶原纤维的间隙增大，肌肉纤维疏松，即表现为肌肉弹性下降[24]。

4.2 铝箔法烤制对牛肉营养品质的影响

水分是肉品中含量最高的营养成分，与蛋白质和脂肪共占肉品含量的95%以上，是肉品加工需考虑的重要参数之一[25]。本次实验中经铝箔法烤制的牛肉水分含量最高，且其水分含量极显著高于蒸制与煮制2种烹饪工艺，这与铝箔法烤制能有效减少烹饪过程中的水分损失并增加熟肉产量的结果相一致。3种烹饪工艺的水分含量均极显著低于对照组，这与赵钜阳等[26]的研究结果相似，主要是由于加热破坏了非极性氨基酸同周围的保护性半结晶水结构，继而形成疏水键，使得持水性下降，水分流失[7]。与蒸制与煮制处理相比，铝箔法处理样品水分含量最高，可能是牛肉表层蛋白由于高温烤制的原因迅速变性，形成一层硬质的蛋白膜，有效阻碍其内部水分损失，同时铝箔材料密封较好，可有效阻止内部水分的流失[7]。

试验结果显示，不同烹饪工艺处理下牛肉蛋白含量呈下降趋势，含量由高到低的次序为蒸制>煮制>铝箔法，这与水分质量分数的变化规律基本相反。采用干基计算法所得的对照组中蛋白质质量分数为73.01%，3种烹饪处理组中蛋白质质量分数在68.71%～72.81%之间，处理组与对照组中的蛋白质质量分数相近，因此烹饪处理造成的水分损失是蛋白质含量升高的主要原因。研究还发现肌浆蛋白由于其水溶性极易随水分损失，且肌原纤维蛋白同样能部分溶解导致损失；由于蛋白质交联可以改变蛋白质构象，进而破坏牛肉蛋白质分子之间和其与水分子之间的原始平衡，导致肉保水性降低；其次牛肌肉组织在烹饪时，肌节收缩能增加其滴水损失，进而引起蛋白质流失[27]。

肌肉脂肪的多少在一定程度上会影响肉的色泽、嫩度以及适口性[28]。有研究表明，消费大众普遍认为脂肪的过量摄入不利于身体健康，继而提倡低脂肪、高蛋白的饮食方式[29]。与对照组相比，蒸制与煮制的牛肉中粗脂肪含量均有上升趋势，主要是由于烹饪工艺处理可以使牛肉脂肪的结合态变为更易被提取的游离态，其次由于机械因素的影响，牛肉会变得相对柔软而利于脂肪提取[30]。而铝箔法烤制工艺的牛肉粗脂肪含量极显著低于其他2种烹饪工艺，可能是由于铝箔法烹饪过程中水分损失少，干物质含量的相对较低所致；同时由于其烹饪温度更高，牛肉中的脂肪也会被破坏造成流失[31]。

5 结论

在3种烹饪工艺中，铝箔法烤制能有效保护牛肉水分流失，同时降低肉中脂肪从而有利于健康。在食用品质方面，铝箔法烤制的牛肉具有良好的亮红色泽和嫩度、适口性良好；能延缓牛肉的褪色，但不利于其颜色的稳定。期望这一技术能应用到家庭烹饪和商业生产中。研究结果能为高品质牛肉产品的开发及其健康消费提供理论依据，对消费者选择更加科学的烹饪工艺具有一定的指导意义。