红外烤制和微波烤制猪肉品质的对比分析

王 琳，李安林，熊双丽,*，熊得全，唐 丹

（1.西南财经大学天府学院，四川成都 610052；2.四川旅游学院，四川成都 610100；3.成都市武侯实验中学，四川成都 610043）

烧烤肉制品因其独特的烟熏和烤香味而在世界各地广受欢迎。肉类采用烧烤、烘烤、微波炉烹饪、油炸、传统烤箱烹饪和煮制等加工方法，能改善其味道、香气和其他感官特征[1]。蒸煮、煎炸、烧烤等是肉制品常见的加热方式，在加热条件下，肉中的脂肪、蛋白质及糖类等物质发生特定的理化反应。蛋白质变性、脂肪氧化并分解产生氨、胺类和低级脂肪酸等风味物质，导致肉的感官、品质及形态结构发生变化[2]，同时也伴随着如丙烯酰胺、杂环胺、反式脂肪酸及多环芳烃等有害物质的产生，这些变化均与肉制品加热方式及加热参数密切相关[3]。

有研究表明红外烤制可以防止过热、氧化、低产率和高能源成本[4]，并且具有减少营养物分解和均匀快速加热的特点[5]。Suleman 等[1]研究发现红外烧烤肉饼的极性杂环芳香胺（HAAs）含量显著降低（P<0.05），并且质构得到良好的改善。微波比烧烤含有更少的杂环芳香胺[6]，研究表明杂环胺的摄入会增加患胰腺癌、食道癌、结肠癌、胃癌等癌症的风险[7]。红外和微波烤制是近年来发展起来的新型加工方式，能够减缓脂肪的氧化、有害物质的产生，符合绿色环保理念。

因此，本论文通过研究红外和微波烤制两种加工方式对烤肉感官、色差、质构、脂肪氧化、蛋白质结构、风味的影响，旨在揭示不同烤制工艺对烤肉食用品质的影响，以期为人们选择合理的烹饪方法提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

里脊肉 绵阳四汇勋洋贸易有限公司；鸡精四川国莎实业有限公司；食盐 中盐东兴盐化股份有限公司；辣椒粉 四川翠宏食品有限公司；花椒粉、孜然粉 四川晨鑫食品有限公司；十三香 驻马店市王守义十三香调味品集团有限公司；大豆分离蛋白 临沂山松生物制品有限公司；1,1,3,3-四乙氧基丙烷，苯甲基磺酰氟（PMSF）上海麦克林生化科技有限公司；牛血清蛋白 上海蓝季科技发展有限公司；磷酸氢二钠、氯化钠、乙二醇双（2-氨基乙基醚）四乙酸（EGTA）、氯化镁、酒石酸钾钠、氢氧化钠、EDTA、硫代硫酸钠、硫代巴比妥酸、三羟甲基氨基甲烷等均为分析纯。

M1-205A 美的微波炉 广东美的厨房电器制造有限公司；OPTO-LAB 胴体肉质颜色测定仪 德国Matthaus 公司；UV1800 紫外可见分光光度计 翱艺仪器（上海）有限公司；YH-36 远红外食品烤炉 成都瑞昌仪器制造有限公司；FSH-2A 可调高速匀浆机 金坛市医疗仪器厂；冷Dynamica Velocity 冻高速离心机 青岛浩赛科技股份有限公司；FreeZone2.5冷冻真空干燥机 美国Lasconco公司；FT-IR5700傅里叶变换红外光谱仪 美国热电公司；Clarus 680-Clarus SQ8T 气相-质谱联用仪 美国Perkin Elmer公司；TA.XT plus 质构仪 英国Stable Micro Systems公司。

1.2 实验方法

1.2.1 烤肉腌制 以里脊肉为基准，鸡精0.3%、食用盐1.1%、辣椒粉3.2%、花椒粉0.5%、嫩肉粉1.0%、十三香1.0%、孜然粉0.3%、柠檬汁2.5%、茶多酚0.03%、大豆分离蛋白2.0%、大蒜4.8%、葵花籽油12.0%。先将鸡精、食用盐等调料置于盆中混匀后，再加入葵花籽油，将所有腌制剂混匀后加入切制后的里脊肉均匀混合。常温常压下腌制20 min。

1.2.2 烤制参数 经前期实验得出红外烤制和微波烤制参数：将肉片切制3.0 mm，红外烤箱上下火预热到175 ℃后，烤制11 min；

将微波火力调至P80，肉片厚度为4.0 mm，烤制3.0 min。

1.2.3 烤肉品质分析

1.2.3.1 感官评价 成立由10 人组成的专业评定小组，在一间整洁、安静的房间里评估。评价每个样品后清水漱口，2 min 后再进行下一个样品的评定。总分100 分，各项指标计算后相加为烤肉的最终感官得分。感官评价的各项指标均应符合食品安全国家标准GB 2726-2016《熟肉制品》[8]中的感官要求，并通过查阅相关资料[9]，结合本实验实际情况，制定如表1 烤肉感官评分标准与细则。

表1 烤肉感官评分标准与细则Table 1 Criteria for sensory evaluation of roast meat

1.2.3.2 质构与色差测定 质构与色差测定采用王琳等[10]的方法略作修改。取烤肉，选择平整部分，去除表面调料等杂物，采用探头A/MORS，设定测试模式：压缩，测前速度：2.00 mm/s、测中速度：1.00 mm/s、测后速度：10.00 mm/s。目标模式：应变85%，触发力：15 g。色差测定：清理烤肉表面调料，使用胴体色差仪对样品L*、a*、b*进行测定，每个样品测定6 次，取平均值。

1.2.3.3 脂肪氧化指标测定 丙二醛测定参照国标GB 5009.181-2016《食品中丙二醛的测定》分光光度计法测定[11]；过氧化值测定参照国标GB 5009.227-2016《食品中过氧化值的测定》滴定法测定[12]。

1.2.3.4 肌原纤维蛋白提取 按照万红兵等[13]的方法得到肌原纤维蛋白（myofibrillar proteins，MPs）提取液，用于测定蛋白质总巯基、二硫键的含量、表面疏水性。采用郭丽萍[14]方法得到MPs 提取液，用于测定肌原纤维蛋白二级结构。

1.2.3.5 蛋白质浓度测定 参考秦宜德等[15]双缩脲法测定蛋白质浓度，重复测定3 次。标准曲线方程如下：Y=0.0349X-0.0019，R2=0.9998

1.2.3.6 蛋白质巯基和二硫键测定 调整MPs 分散液浓度至4 mg/mL，根据申辉[16]的方法测定总疏基和游离疏基含量。总巯基含量与游离巯基的差值为二硫键含量。

1.2.3.7 蛋白质表面疏水性测定 用A 缓冲溶液（0.6 mol/L NaCl，50 mmol/L Na2HPO，pH=7.0）将MPs 溶液质量浓度调整为1 mg/mL，参考Chelh等[17]的方法略作修改进行测定。取1 mL 样品溶液，加入100 μL 1 mg/mL 的溴酚蓝溶液，1 mL 缓冲液A 加入100 μL 溴酚蓝溶液作为空白对照，在室温下漩涡振荡10 min，以4 ℃、10000 r/min 的条件离心15 min，取上清液稀释10 倍后，在595 nm 波长测定吸光值，公式计算溴酚蓝结合量（μg），表示表面疏水性。

式中：OD空白对照表示空白对照吸光值；OD样品表示样品吸光值。

1.2.3.8 蛋白质二级结构测定 采用郭丽萍[14]方法略作修改，将扫描次数修改为1 次。

1.2.4 风味成分分析

1.2.4.1 GC-MS 分析 参考曾茂茂等[18]方法略作修改，取均匀的样品3.0 g 于15 mL 顶空瓶中并以聚四氟乙烯隔垫密封，将样品进行70 ℃、气浴30 min。带捕集阱的顶空进样器设置：萃取温度70 ℃，萃取时间30 min，进样针温度75 ℃，传输线温度75 ℃，干吹5 min，解析0.1 min，加压/释压2 min；捕集阱温度40 ℃，捕集阱保持5 min；捕集阱循环次数4 次；GC 循环48 min；色谱柱5.0 psi，瓶压40 psi，解析5.0 psi。

1.2.4.2 GC-MS 条件 气相色谱：Elite-5MS（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；升温程序：起始温度为35 ℃，保持3 min，以4 ℃/min 升到80 ℃并保持2 min，再以5 ℃/min 升到130 ℃并保持2 min，最后以8 ℃/min 升到230 ℃并保持5 min。

质谱：电离方式为EI：电子能量70 eV；离子源温度230 ℃；接口温度250 ℃；灯丝电流150 A：扫描质量范围45～450 m/z。

1.2.4.3 定量与定性分析 根据NIST 标准谱库检索结果，采用峰面积归一化法计算各组分相对含量[19]。

1.3 数据处理

数据结果均以平均值±标准偏差表示。数据整理分析利用Microsoft Excel 2016（微软公司）；采用Origin2021 软件（OriginLab 公司）绘图；SPSS 17.0（SPSS 公司）对数据进行显著性分析；采用PeakFit 4.12 软件（SPSS 公司）、Omnic 8.2 软件（Nicolet,USA）对傅里叶红外光谱数据进行去卷积、拟合峰处理。

2 结果与分析

2.1 红外烤制和微波烤制对猪肉感官评价、质构特性和色泽的影响

红外和微波烤制对猪肉感官、质构和色泽的影响如表2 所示。两种烤制方式对猪肉感官评分的影响差异达到极显著水平（P<0.01），红外烤制猪肉感官评分比微波烤制猪肉平均高3.67 分。红外烤制猪肉组织状态表面平滑，干爽结实，色泽均匀，微波烤制的猪肉表面略微凹凸不平。微波烤制猪肉硬度和咀嚼性均高于红外烤制猪肉，可能是因为使用微波烤制时，分子的运动促使蛋白质变性等反应更快、更强烈，导致大量自由水分子的生成，从而使水分流失更多，流失速度更剧烈、更快[20]。猪肉色泽常用L*、a*、b*来衡量。由表2 可知，红外烤制和微波烤制方式对猪肉色泽影响不显著（P>0.05）。但微波烤制L*、a*、b*值均小于红外烤制，表明前者烤制方式猪肉色泽亮度低于后者，可能是因为微波烤制猪肉的表面不平整，导致光的折射率小。总体来看，红外烤制猪肉感官评分优于微波烤制猪肉。

表2 两种烤制方式对猪肉感官、质构和色泽的影响Table 2 Effects of two roasting methods on the sensory,texture and color of pork

2.2 红外烤制和微波烤制对猪肉脂肪氧化的影响

图1 反映红外烤制和微波烤制对猪肉脂肪氧化影响变化规律。图中红外烤制猪肉丙二醛（MDA）含量及过氧化值明显大于微波烤制猪肉，丙二醛含量增加了16.89%，过氧化值增加了38.36%，两种烤制方式对脂肪氧化的影响存在极显著的差异（P<0.01）。可能是因为红外烤制猪肉时间大于微波烤制，氢过氧化物极不稳定，加之时间的延长，容易生成次级代谢产物，如一些低级脂肪酸、醛、酮等物质，使MDA 含量增加[21]，MDA 过量会导致人体关节软体基质受损，出于健康考虑，微波烤制优于红外烤制。

图1 红外和微波烤制对猪肉脂肪氧化的影响Fig.1 Effects of infrared baking and microwave baking on pork texture

2.3 红外烤制和微波烤制对猪肉蛋白质氧化的影响

蛋白质中游离巯基和二硫键的含量对于研究蛋白质的空间构象、稳定性和功能特性特别重要[22]。图2 反映两种烤制方式对猪肉肌原纤维蛋白巯基和二硫键变化的规律。由图2 可知，两种烤制方式烤肉的肌原纤维蛋白的活性巯基含量存在极显著差异（P<0.01），二硫键含量有显著性差异（P<0.05）。红外烤肉中活性巯基小于微波烤肉，二硫键含量增加。可能是因为猪肉经过高温处理后，肌原纤维蛋白结构发生改变，活性巯基被氧化成二硫键[10]，二硫键增加，说明红外烤制对猪肉蛋白质氧化程度高，而越来越多的研究表明，摄入氧化蛋白会对机体肠道健康、氧化应激和器官功能等均有一定的负面影响[23]。微波烤制相比红外烤制产生更少的氧化蛋白，是更优的选择。

图2 红外烤制和微波烤制对活性巯基与二硫键含量的影响Fig.2 Effects of infrared and microwave baking on the content of active thiol and disulfide bonds

2.4 红外烤制和微波烤制对猪肉蛋白结构的影响

蛋白质表面疏水性是最重要的结构性质之一[24]，表面疏水性（H0）含量是蛋白质变性的重要指标，一般以溴酚蓝的结合量来表示，反映蛋白质三级结构变化[22]。红外烤制和微波烤制对猪肉肌原纤维蛋白表面疏水性的影响如图3 所示。红外烤制猪肉肌原纤维蛋白的表面疏水性大于微波烤制，说明红外烤制中肌原纤维蛋白被氧化导致蛋白质折叠，有更多的疏水性氨基酸暴露在分子表面[25]，表明红外烤制猪肉蛋白质展开程度比微波烤制的高，容易发生疏水性聚集，使蛋白质结构更加紧密，巯基之间更容易形成二硫键[26]，蛋白质氧化程度高。表面疏水性、二硫键是维持蛋白质三级结构稳定的重要作用力，疏水性越高，代表着蛋白质发生变性时稳定性越高，因此红外烤肉的稳定性高于微波烤制的，但两种烤制方式在表面疏水性差异并不显著（P>0.05）。

将处理后肌原纤维蛋白红外光谱图的酰胺Ⅰ带（1700～1600 cm-1）用Peakfit 软件进行去卷积、求二阶导数，进行多峰拟合。利用峰面积求得β-折叠、α-螺旋、β-转角结构的比率。1615～1637 cm-1为β-折叠；1637～1645 cm-1为无规卷曲；1645～1660 cm-1为α-螺旋；1660～1695 cm-1为β-转角[27]。拟合图谱如图4，观察曲线拟合结果，可以发现重叠峰和小肩峰被明显的分离，蛋白质的结构有明显的变化，相应的定量信息如表3 所示。

图4 红外烤制和微波烤制猪肉肌原纤维蛋白酰胺Ⅰ带曲线拟合结果Fig.4 Fitting results of myofibrillary amide I band curve of infrared and microwave roasted pork

表3 红外烤制和微波烤制猪肉中肌原纤维蛋白二级结构含量变化（%）Table 3 Changes of myofibrillar protein secondary structure in infrared and microwave roasted pork (%)

表3 反映红外烤制和微波烤制对猪肉肌原纤维蛋白二级结构的影响变化规律。由表3 可知，经过两种烤制方式处理后，蛋白质二级结构遭到破坏，两者二级结构发生变化。红外烤制后猪肉中β-折叠达33.21%，其他三类无规则卷曲、α-螺旋、β-转角分别为22.79%、21.32%、22.68%；微波烤制后α-螺旋达32.38%，其他三类β-折叠、无规则卷曲、β-转角分别为27.73%、18.18%、21.71%。红外烤制猪肉α-螺旋含量低于微波烤制，说明红外烤制更易导致蛋白质二级结构解构和展开[28]，使疏水性基团大量暴露，表面疏水性增加[29]，同时，红外烤制样品的β-折叠含量比微波烤制高，代表红外烤制猪肉的蛋白质分子间聚集程度更强[30]。

2.5 红外烤制与微波烤制对猪肉挥发性风味物质的影响

如表4 所示，两种烤制方式共检测到76 种化合物，其中红外烤制48 种，微波烤制60 种。由图5 可以看出，红外烤制猪肉中醛类有5 种、醇类2 种、吡咯类1 种、酮类2 种、酯类1 种、酚类1 种、醚类3 种、烃类19 种、非杂环硫化物8 种、杂环硫化物6 种。其中烃类相对含量最高，占54.63%，其次为非杂环硫化物，占31.96%，含量最低的为酮类，仅占0.05%。微波烤制猪肉检测出醛类有5 种、醇类2 种、吡咯类1 种、酮类4 种、酯类4 种、酸类1 中、醚类2 种、烃类18 种、非杂环硫化物9 种、杂环硫化合物10 种。其中非杂环硫化物含量最高，占39.30%，其次烃类占28.66%、杂环硫化物占17.36%。对比红外烤制猪肉挥发性风味物质，微波烤制没有酚类物质，有一种酸类物质。由表4 所示，红外烤制猪肉中二叔丁基酚占比0.16%，微波烤制中氨基甲磺酸占比4.28%。

图5 两种烤制方式挥发性风味物质种类及相对含量Fig.5 Types and relative content of volatile flavor compounds in two different baking methods

表4 红外烤制和微波烤制挥发性风味物质的GC-MS 鉴定结果Table 4 GC-MS identification results of volatile flavor components from infrared and microwave baking

醛类化合物阈值较低，是熟肉中重要的风味化合物[31]。由表4 可知，微波烤制猪肉中未检出丙二醛、戊异醛，红外烤肉中不含苯甲醛。其中正己醛、甲基乙基乙醛、枯名醛均有。枯名醛可能来源于孜然[32]。亚油酸、花生四烯酸氧化分解后，能产生正己醛，其具有苹果香味和青草香味[33]。从图5 可以看出，红外烤肉中醛类物质相对含量比微波烤肉高，根据相关报道，醛类物质的产生是由脂肪氧化引起的[34]，可能是因为微波烤肉脂肪氧化程度低，导致醛类物质生成量相对较低。

从图5 可以看出，两种烤制方式对应猪肉的总醇含量有差异，微波烤肉的醇类物质含量较高，为0.36%，红外烤肉中醇类物质含量较低，仅为0.22%。吡咯类化合物具有烤肉香、焦香。

挥发性风味物质酮类是由不饱和脂肪酸的热氧化或降解产生的[35]。图5 可知，酮类物质的种类少，其相对含量也较低，这与唐春红等[36]研究结果相似。部分酮类化合物也是杂环化合物的前体物质，对风味的形成有重要作用[37]。红外烤制中酮类含量为0.05%，微波烤制的酮类含量为0.12%。酯类物质阈值较高，对风味贡献较小[38]。酯类物质在红外烤制和微波烤制分别占0.47%和6.99%。一般酯类提供果香味[39]，其中乙酸酯类具有奶油、脂肪气味。

由图5 可知，鉴定出的醚类物质在红外烤肉和微波烤肉分别含有3 种和2 种，其中红外烤制占2.67%，微波烤制1.27%。由表4 可知，4-烯丙基苯甲醚在微波烤制中未检出。其中茴香脑是天然的香料，广泛应用于食品添加剂中，具有茴香、甘草和香辛料的气味，主要来源于十三香[39]。

烃类是熟猪肉中种类多、提供肉类风味较少的一类物质[40]。在瘦猪肉的风味中有数种脂环化合物，它们有烷基取代的环已烷和一些萜类化合物，如Alpha-姜黄烯[41]。由图5 可知红外烤肉中烃类物质有19 种，占54.63%。微波烤肉有18 种烃类物质，占28.66%，相较于红外烤制，微波烤制的烃类化合物比红外烤制低25.97%。由表4 可以看出，烃类物质中红外烤制与微波烤制（+）-枞油烯含量最高，分别为35.04%、11.36%；3-蒈烯能够呈现比较愉快的气味，可能是辣椒中的呈味物质[42]；β-蒎烯、α-侧伯烯、α-水芹烯可能是花椒[43]、十三香[44]。

非杂环硫化物具有肉香的特征，其阈值很低，极少的含量就能产生很好的效果。图5 可知，红外烤制猪肉非杂环硫化物种类和相对含量低于微波烤制。由表4 可知，微波烤肉挥发性风味物质中含有更多的烯丙硫醇、二甲基二硫醚，其中烯丙硫醇含量比红外烤肉多17.57%，烯丙硫醇具有浓郁的洋葱味[45]，可用于肉品、调味品等食品用香精香料；二甲基二硫醚具有强烈洋葱味[46]，能够给肉制品、烘焙食品提供香气[47]；二甲基二硫醚、二烯丙基硫醚含量较高，可能存在于烤肉中，也可能与加工过程中添加的大蒜也密切相关[48]。

杂环硫化物具有脂香、肉香[49]，其阈值较低，在形成肉香方面起着关键性作用。从图5 可以看出，微波烤制猪肉中杂环硫化物相对含量及种类高于红外烤制，由表4 可知，两者差别主要体现在4-甲基-1,2,3-三硫杂戊烷、1,3-二硫酸-2-硫酮的相对含量。

综上所述，微波烤制猪肉挥发性风味物质更丰富，并且具有肉香、脂香特征的杂环硫化物与非杂环硫化物在微波烤肉中相对含量及种类均比红外烤肉多，而红外烤制猪肉中含量更多的是对猪肉风味贡献不大的烃类物质。

3 结论

对比红外烤制和微波烤制后猪肉，发现红外烤制后猪肉在色泽、组织状态上优于微波烤制，感官评分比微波烤制猪肉高3.67 分，但其脂肪氧化程度更高，丙二醛含量较微波烤制猪肉增加16.89%，过氧化值增加38.36%。另外，红外烤制猪肉中活性巯基含量显著少于微波烤制猪肉，二硫键含量有所增加，表面疏水性大于微波烤制，表明红外烤制方式更易增强蛋白质的氧化。从风味角度看，红外烤制和微波烤制猪肉中分别检出挥发性风味物质的种类为48 种和60 种，微波烤制挥发性风味物质种类丰富，其中肉香呈味物质，如杂环硫化物、非杂环硫化物相对含量及种类均优于红外烤制，肉香味更浓，说明微波烤制猪肉风味成分更多。尽管不同人群对烤肉制品的品质要求不一，综合各方面对比结果和健康层面考虑，微波烤制方式更优。

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