茶酒牛干巴加工工艺优化及品质分析

李丽龙芳艳孙渝马旋

(1.铜仁学院材料与化学工程学院，贵州 铜仁 554300；2.中国农业科学院油料作物研究所，湖北 武汉 430062)

牛干巴是贵州等地常见的一种牛肉腌、干制食品，口味独特[1]。茶酒是以茶叶、糖类为原料发酵得到的低酒精度饮品，富含茶多酚、没食子酸等抗氧化物质，具有独特风味[2]。腌制可以使牛肉的嫩度增加，是影响肉干风味的重要因素[3]，用KCl、L-赖氨酸和L-组氨酸部分替代钠离子制成的低钠干腌牛肉，其蛋白质羰基和巯基含量有所降低，从而改善了感知的咸度并可抑制苦味[4]。

干燥方法是决定牛干巴品质的另一个重要因素。传统的阴干、晒干方法存在工艺落后、劳动强度大、缺少包装等问题[5]。虽然热风干燥可以避免天气因素对生产过程的影响，但热风干燥过程中的低湿环境会导致牛肉干产品的游离氨基酸含量低而剪切力高，进一步导致感官评分较低[6]。所以提高热风干燥环境的湿度，可以提升牛肉干的风味[7]；缩短热风干燥时间，也能提升牛肉干的品质[8]。微波用于食品的热风干燥过程可以节约能源，缩短加工时间，从而降低运行成本[9]，同时，微波确保了肉制品所有部分的加热，因此可以减少收缩、表面硬化或褐变等反应[10]。但是微波熟制与热风干制相结合制作牛干巴的方法还未见报道。

本试验对茶酒牛干巴加工工艺进行研究，利用茶酒腌制牛肉，赋予牛干巴特殊风味的同时，采用先微波熟制，再干制的方法缩短了热风干燥时间，提升茶酒牛干巴的感官品质。并在单因素试验的基础上采用响应面设计对茶酒牛干巴加工工艺条件进行优化。测定茶酒牛干巴的相关指标，从而为生产茶酒风味的牛干巴产品提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

茶酒为实验室自制；鲜牛肉、调味料均为市售；硫酸铜(分析纯)，天津市大茂化学试剂厂；乙酸锌、次甲基蓝(分析纯)，天津市科密欧化学试剂有限公司；酒石酸钾钠(分析纯)，天津市化工三厂有限公司；亚铁氰化钾(分析纯)，天津市恒兴化学试剂制造有限公司；考马斯亮蓝G-250、牛血清蛋白、乙醚(分析纯)，成都金山化学试剂有限公司；硫代硫酸钠、冰乙酸、磷酸溶液(分析纯)，天津市富宇精细化工有限公司。

1.2 仪器与设备

微波炉(MI-L202B)，芜湖美的厨房电器制造有限公司；烘烤(YXD-4)，佛山市冠嘉食品机械有限公司；电热鼓风干燥箱(DHG-9070A)，常州普天仪器制造有限公司；紫外分光光度计(Alpha-1860A)，上海濮院仪器有限公司；GC/MS联用仪(HP6890/5975C)，美国安捷伦公司；色差计(SC10)，杭州远方光谱有限公司；型质构仪(TA.XT)，英国STABLE MICRO SYSTEM公司。

1.3 试验方法

1.3.1 茶酒的制作

准确称取一定量绿茶，采用绿茶与蒸馏水为1∶10的比例浸提10min后过滤。将过滤后的茶叶和蒸馏水按一定比例在水浴锅中浸泡10min，取其滤汁；在指定pH糖水溶液中活化酵母，待茶汁冷却至一定温度时即可接种酵母，添加白糖调节茶汤糖度为19OBx，利用柠檬酸调节pH值至4～5，在培养箱中培养14d即可得到酒精度为8～10%vol，茶多酚含量为0.4g·L-1的茶酒[11，12]。

1.3.2 茶酒牛干巴工艺流程及操作要点

牛肉切块→添加白砂糖、盐等调料→添加茶酒→混合均匀→密封→腌制→微波熟制→干制→冷却→真空包装→成品。

选择新鲜的黄牛后腿肉为原料，洗净，去筋腱和肥脂，将鲜牛肉沿垂直肌原纤维方向切至长3cm，宽1cm大小，按一定比例与食盐等辅料混合均匀；将混合均匀后的牛肉添加一定量茶酒进行揉滚混匀后用保鲜膜密封于室温静置15min，再放入4℃冰箱腌制24h；将腌制好的牛肉放入微波炉熟制；在熟制过程中每隔2min翻转1次，以免牛肉与白瓷盘接触部分水分含量较多，而其表面因长时间与高温接触而产生焦糊现象；将熟制好的茶酒牛干巴在干燥箱进行热风干燥，并冷却至室温，真空包装备用。

1.3.3 茶酒牛干巴感官评定

由6名感官评价人员对茶酒牛干巴进行感官评价，感官评分标准见表1。

表1 茶酒牛干巴感官评价标准

1.3.4 茶酒牛干巴工艺条件的单因素试验

根据1.3.1工艺条件，考察不同茶酒添加量(0%、3%、4%、5%、6%、7%)、微波熟制时间(3min、4min、5min、6min、7min)、微波熟制功率(320W、400W、480W、560W、640W)、干燥时间(37℃、40℃、43℃、46℃、49℃)和干燥温度(70min、80min、90min、100min、110min)对茶酒牛干巴感官评分的影响。

1.3.5 响应面法优化茶酒牛干巴工艺

为确认最佳制作工艺，在单因素试验的基础上，以感官评分为评价指标，以影响茶酒牛干巴的3个因素茶酒添加量、微波熟制时间、微波熟制功率进行最优组合，进行Box-BehnKen试验设计，其水平编码见表2。

表2 Box-BehnKen试验因素编码表

1.3.6 茶酒牛干巴相关指标测定

水分含量，采用直接干燥法[13]；总糖含量，直接滴定法[14]；粗脂肪含量，酸水解法[15]；蛋白质含量，考马斯亮蓝法[16]；色泽，使用经标准板校正过的色度仪测定肉干表面的L、a*和b*值，每处理用肉干12个，重复3次；质构特性，取大小均匀的牛肉干，将探头向垂直于肌原纤维方向探入，进行TPA测定。

1.4 数据处理与统计方法

采用Origin 8.5作图，采用SPSS 19软件进行方差分析，Design-Eepert软件进行Box-BehnKen试验设计。

2 结果与分析

2.1 单一因素试验对茶酒牛干巴风味的影响

2.1.1 茶酒添加量对茶酒牛干巴品质的影响

由图1可知，当茶酒添加量为5%时，茶酒牛干巴感官评分最高，为40.3分；当茶酒添加量过少时，牛干巴中茶酒香味过淡甚至没有，随着茶酒添加量的增加，茶酒特有香味逐渐加重，但牛肉本身特有的滋味有所降低，从而导致牛干巴出现其他不良气味，掩盖了牛肉本身特有滋味。因此，选择茶酒添加量为5%最适宜。

图1 茶酒添加量对茶酒牛干巴感官评分的影响

2.1.2 微波熟制时间对茶酒牛干巴品质影响

由图2可知，当微波熟制时间为5min时，牛干巴感官评分最高，达42.3分；当熟制时间不足时，牛干巴颜色较浅且牛干巴肉质较软，咀嚼性较差；当微波熟制时间大于5min时，由于微波熟制时间较长，牛干巴有焦糊现象且质地较差。因此，微波熟制时间为5min最合适。

图2 微波熟制时间对茶酒牛干巴感官评分的影响

2.1.3 微波熟制功率对茶酒牛干巴品质影响

由图3可知，当微波熟制功率为480W时，牛干巴感官评分最高，为41.2分；若微波熟制功率过低，肉色泛白且烘烤出的牛干巴质地较软，不耐咀嚼；若微波熟制功率过高，牛肉易呈焦糊状态，以致烘烤出的牛干巴质地坚硬，难以嚼断，导致茶酒牛干巴产生不愉快的滋味且牛干巴本身特有的滋味逐渐减少。因此，得出最佳微波熟制功率为480W。

图3 微波熟制功率对茶酒牛干巴感官评分的影响

2.1.4 干燥时间对茶酒牛干巴品质影响

由图4可知，当干燥时间为90min时，茶酒牛干巴的感官评分最高，为39.8分；干燥时间过短，牛肉中含有较多的水分，肉质软绵，色泽较浅，且咀嚼性较差，影响了茶酒干巴的品质；干燥时间过长时，水分及茶酒散失较多，肉质较硬，不耐咀嚼且有焦糊现象。因此，得出最佳烘烤时间为90min。

图4 干燥时间对茶酒牛干巴感官评分的影响

2.1.5 干燥温度对茶酒牛干巴品质影响

由图5可知，当干燥温度为43℃时，感官评分最高，为39.6分；干燥温度低于43℃时，肉干含水量较多，质地较软，不耐咀嚼；干燥温度高于43℃时，肉干表面水分蒸发加快，导致其表面硬化而成焦糊状态，牛干巴的软硬度和咀嚼感较差，且使牛干巴产生令人不愉快的滋味[17]。因此，得出最佳干燥温度为43℃。

图5 干燥温度对茶酒牛干巴感官评分的影响

2.2 茶酒牛干巴单因素方差分析结果

以茶酒添加量、干燥时间、干燥温度、微波熟制功率、微波熟制时间5因素做单因素方差分析，茶酒牛干巴单因素方差分析结果见表3。

表3 单因素方差分析结果

由表3可知，茶酒添加量、干燥时间、干燥温度、微波熟制功率、微波熟制时间5个因素感官评分之间存在显著性差异(p<0.05)，证明单因素试验设计及相关数据具有可行性，可为响应面试验提供参考依据。

2.3 响应面试验结果与分析

2.3.1 响应面试验设计方案

选择以茶酒添加量(A)、微波熟制时间(B)、微波熟制功率(C)为考察因素，感官评分(D)为响应值，设计响应面试验，响应面试验设计方案及其分析结果见表4。

表4 茶酒牛干巴Box-BehnKen试验设计方案及其分析结果

2.3.2 茶酒牛干巴响应面方差分析及其显著性检验

以感官评分为响应值对试验结果进行方差分析及显著性检验，其拟合结果如表5所示。

表5 感官评分回归模型方差分析

采用响应面分析方法分析了茶酒添加量、微波熟制时间及微波熟制功率对茶酒牛肉干巴感官评分的影响。由表5可知，影响茶酒牛干巴感官评分的顺序为C>A>B，即微波熟制功率>茶酒添加量>微波熟制时间。该回归模型p=0.0090在α=0.01水平上有极显著差异，失拟项p=0.4248，表明失拟不显著(α>0.05)，说明该回归方程是可行的。微波熟制功率对茶酒牛干巴的感官评分值有极显著影响(p<0.01)，而茶酒添加量和微波熟制时间对牛干巴感官评分响应值没有显著影响；微波熟制功率和微波熟制时间交互项对茶酒牛干巴感官评分的响应值有极显著影响(p<0.01)，而茶酒添加量与微波熟制时间、微波熟制功率的交互项对感官评分值没有显著影响。

2.3.3 响应面两两因素之间交互作用与优化

根据表4中数据绘制三维立体图，见图6。各因素交互作用对茶酒牛干巴感官评分响应值的影响可通过三维立体图直观反映。

图6 各因素交互作用茶酒牛干巴感官评分的响应面图

由图6可知，在微波熟制功率一定的条件下，三维面较平滑，二维等高线接近圆形，说明茶酒添加量与微波熟制时间的交互作用对牛干巴的感官评分并不显著；在微波熟制时间一定的条件下，三维面较陡峭，而等高线不呈椭圆，说明微波熟制功率和茶酒添加量交互作用对牛干巴感官评分不显著；在茶酒添加量一定的条件下，微波熟制时间和微波熟制功率之间的交互作用极显著[18]。采用Box-Behnken软件设计的最佳方案为茶酒添加量为6%，微波熟制时间为5min，微波熟制功率为480W，此时茶酒牛干巴的感官评分为42.5分。

2.4 茶酒牛干巴理化指标

以2.2.3中得出的最优工艺下的茶酒牛干巴为样本，测定其理化指标。茶酒牛干巴中，水分含量为20±0.8g·100g-1，总糖含量为2.85±0.07g·100g-1，脂肪含量为5.04±0.81g·100g-1，蛋白质含量为56.5±0.65g·100g-1。

2.5 茶酒牛干巴色泽、质构特性

测定2.4的处理组(茶酒牛干巴)、对照组(牛干巴)色泽及质构特性，结果见表6。

表6 牛干巴的色泽及质构特性

由表6可知，处理组牛干巴相对于对照组，硬度和咀嚼性均降低，弹性增大，而内聚性无差异。腌制过程中加入酒，可以起到去除牛肉腥膻味、软化肌纤维、改善肉质的作用[19]。牛肉在腌制过程中加入茶酒后，增大了牛肉的肌节长度，以及肌原纤维之间的距离，从而提升牛肉的嫩度，降低了牛干巴的硬度和咀嚼性[20]。处理组牛干巴的L*、a*值均大于对照组，主要是由于茶酒中含有茶多酚，而茶多酚延缓了牛肉在腌制过程中肌红蛋白氧化生成褐色的高铁肌红蛋白的速度，进而使得L*值、a*值增大[21]。

3 结论

本试验以新鲜黄牛肉和茶酒为主要原料，通过单因素和响应面试验对茶酒牛干巴加工工艺进行探究。通过微波熟制肉干，减少了热风干燥的时间，使牛干巴硬度降低；使用茶酒腌制牛肉，赋予牛干巴特殊的风味。其特殊香气物质主要来源于茶叶及以茶叶为原料的茶酒在发酵过程中所产生，如香叶醇、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，增大了弹性。