王心诗，刘琨，郑万琴，侯青，曹舒，倪勇杰

四川天味食品集团股份有限公司（成都 610000）

低温烹煮技术（low-temperature long-time，LTLT）是指根据不同肉类原料特性，设置恒定加热温度（一般加热温度＜100 ℃），加热时间相对较长的一种烹饪工艺[1-2]。其原理主要是不同恒定温度和加热时长对肌原纤维蛋白、肌浆蛋白和蛋白结缔组织的变性、聚合、氧化降解作用产生影响，从而改善肉制品的色泽、口感、组织状态及出品率[3-5]。但由于低温烹煮技术加热时间较长，工业化生产能耗较高，生产效率相对低下。相关研究表明，低温烹煮技术对肉自身老嫩程度有一定要求，对于本身较老的肉质来说无论增加加热温度还是延长加热时间，均对肉质无明显改善[6-7]。

超声波法主要通过“空化效应”和“机械效应”[8-10]加速肉制品宰后成熟速率，提高pH，降低剪切力及蒸煮损失率，是常用的物理嫩化法。超声波的“机械效应”可以改变细胞膜的通透性及蛋白合成率，破坏物质结构，软化结缔组织等；超声波的“空化效应”可以促进溶液水分快速渗透，导致空洞可以容纳更多的水分和小分子营养物质，增加肉制品的保水性[11-12]。

以牛腱肉为研究对象，在低温烹煮条件下结合超声波技术，通过响应面法探究超声功率、煮制时间及加热温度对卤牛肉感官品质的影响，旨在为肉制品低温烹煮技术的工业化生产提供一定参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料与试剂

冻牛腱、食用盐、老姜、洋葱、红花椒、新一代辣椒节、八角、桂皮、山奈、小茴香、白胡椒、草果、月桂（成都海霸王农贸市场）；复合磷酸盐（厦门市顶味兴业香料发展有限公司）；料酒、酱油（千禾味业食品股份有限公司）；五香卤料（四川天味食品集团股份有限公司）；大豆油（安徽中粮油脂有限公司）；猪油（青岛华泰油脂有限公司）。

1.2 试验仪器与设备

低温慢煮棒（SV1600C，Creative Chef）；真空滚揉机（PF-75A，山东宝运机电设备有限公司）；超声波清洗机（AK-030ST，深圳市钰洁白清洗设备有限公司）；真空封口机（OX-001，青岛欧信设备制造有限公司）；电子天平（WT1002，杭州万特衡器有限公司）；冰箱（BBL0541，银都餐饮设备股份有限公司）。

1.3 试验方法

1.3.1 主要原料配比[13-14]

冻牛腱1 kg、食用盐3 g、老姜40 g、洋葱40 g、红花椒2 g、新一代辣椒节5 g、八角3 g、桂皮2 g、山奈0.5 g、小茴香1 g、白胡椒0.5 g、草果2 g、月桂0.5 g、料酒50 g、酱油20 g、五香卤料100 g、水1 000 g、大豆油100 g、猪油50 g。

1.3.2 工艺流程

1.3.3 操作要点

1.3.3.1 冻牛腱预处理冻牛腱自然解冻后清洗干净，控干表面水分，切成约8 cm×10 cm的肉块。

1.3.3.2 腌料制备

将食用盐、老姜片、洋葱片、红花椒、新一代辣椒节、八角、桂皮、山奈、小茴香、白胡椒、草果、月桂、料酒和酱油混合均匀后，备用。

1.3.3.3 卤水制备

将大豆油、猪油及五香卤料，加入水中，一起煮开至沸腾，冷却至常温备用。

1.3.3.4 真空滚揉及密封包装[15-16]

将预处理后的牛腱肉与制备好的腌料放入真空滚揉机，设置真空度0.06 MPa，滚揉40 min后取出，将滚揉后的牛腱肉与冷却后的卤水、腌料装袋并密封包装，确保牛肉完全浸没于卤水中。

1.3.3.5 超声波低温慢煮

将低温慢煮棒的加热端固定在装入一定量水的超声波清洗机中，确保水位在低温慢煮棒的要求位置。打开低温慢煮棒的加热开关，待水温恒定至设定温度，将密封包装后的样品完全浸没于水中，并按要求设定超声功率及煮制时间。

1.3.3.6 冷却

取出超声波低温慢煮后的样品，放入0～4 ℃冷藏室静置约8 h，待中心温度降至4 ℃左右，取出备用。

1.3.3.7 感官评定

低温烹煮的加热温度不高，一般在100 ℃以下。烹煮时间过短会造成牛肉中心部位的蛋白质没有完全变性、熟化，切开后有血水流出；烹煮时间过长又会造成牛肉熟化过度，肉质变老，影响口感[17-19]。因此，选择牛肉中心部位的色泽、组织状态进行及整体口感进行感官评价。由20名专业品评人员对超声波低温烹煮卤牛肉中心部位色泽、组织状态以及整体口感进行感官品评，总分为100分，打分结果取平均值，评分标准见表1。

表1 感官评价标准

1.3.4 试验方案设计

1.3.4.1 单因素试验设计

按照工艺流程，确定煮制时间2 h、加热温度70 ℃，分别考察超声功率（500，600，700，800和900 W）对卤牛肉品质的影响，每组测定3次。

按照工艺流程，确定超声功率600 W、加热温度70 ℃，分别考察煮制时间（1.0，1.5，2.0，2.5和3.0 h）对卤牛肉品质的影响，每组测定3次。

按照工艺流程，确定超声功率600 W、煮制时间2 h，分别考察加热温度（60，64，68，72和76 ℃）对卤牛肉品质的影响，每组测定3次。

1.3.4.2 响应面法试验设计

在单因素试验基础上，利用三因素三水平Box- Behnken中心组合试验，将超声功率（A）、煮制时间（B）和加热温度（C）3个因素分别设置不同的梯度，以感官评价作为响应变量（Y），通过响应面法对超声波低温烹煮卤牛肉工艺条件进行进一步优化，响应面试验因素及水平见表2。

表2 响应面试验因素及水平

1.3.4.3 数据处理与分析

采用SPSS 19.0统计软件进行方差分析和显著性检验（P＜0.05）；采用Origin 8.0统计分析软件进行作图；利用Design-Expert 8.0.6软件进行Box-Behnken中心组合试验设计。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 超声功率对卤牛肉感官评分的影响

研究表明，利用超声波对肉制品进行处理，可以增加肌原纤维小片化指数，软化结缔组织，降低肌肉的剪切力。由图1可知，超声功率500～700 W时，卤牛肉的感官评分随着超声功率的增大而提高，在700 W时达到感官评分最高值，此时卤牛肉的口感嫩滑且有一定弹性。但随着超声功率进一步增大，卤牛肉口感松散，弹性减弱，感官评分呈下降趋势，这可能是由于在高强度超声波条件下，介质产生较强的压力和剧烈振荡，破坏细胞膜和细胞组织，导致肌原纤维蛋白降解过度和蛋白黏度降低[12,20-22]。因此，选择700 W作为最佳超声功率。

图1 超声功率对卤牛肉感官评分的影响

2.1.2 煮制时间对卤牛肉感官评分的影响

由图2可知，由于烹煮温度较低，热传递效应较慢，煮制时间在1.0～1.5 h，肉质没有完全变性熟化，切开后中心部位有血水流出，因此感官评分较低。随着煮制时间的延长，在2.0～2.5 h牛肉开始熟化，感官评分呈上升趋势，在2.5 h达到最高点。随着煮制时间进一步延长，牛肉内部水分开始流失，肌肉纤维开始变粗糙，感官评分呈下降趋势[17,23]。因此，选择2.5 h作为最佳煮制时间。

图2 煮制时间对卤牛肉感官评分的影响

2.1.3 加热温度对卤牛肉感官评分的影响

由图3可知，随着加热温度增加，卤牛肉的感官评分呈现先增加后降低的变化趋势。加热温度在60～ 64 ℃时，卤牛肉切开后中心部位有血水流出。加热温度在64～72 ℃时，卤牛肉切开后中心部位无血丝，在68 ℃时感官评分达到最高值。温度升高至72 ℃以上，牛肉肉质变老、口感粗糙、弹性下降，这可能是由于该温度条件下长时间加热，胶原蛋白逐渐流失造成的，该结果与文献[3]的研究结论一致。因此，选择68 ℃作为最佳加热温度。

图3 加热温度对卤牛肉感官评分的影响

2.2 响应面优化试验

2.2.1 响应面试验设计和结果[24-25]

在单因素试验结果基础上，选取超声功率（A）、煮制时间（B）、加热温度（C）为自变量，以感官评分为响应值，运用Box-Behnken中心组合试验进行三因素三水平优化试验，共包括17组试验方案，结果见表3。

利用Design-Expert 8.0.6软件，对表3中试验结果进行二元多项回归拟合，得到以感官评分（Y）为目标函数的二元多项回归方程：Y=92.26-3.89A-1.86B+0.78C-2.57AB+3.59AC-0.17BC-5.97A2-6.52B2-5.50C2。

表3 响应面试验设计及结果

2.2.2 模型方差分析

拟合方程的系数R2=0.999 2，校正系数Radj2=0.998 1，回归模型P＜0.000 1，差异极显著，且失拟项P= 0.160 9＞0.05，差异不显著，表明该回归模型具有良好的拟合度，可以对超声波低温烹煮卤牛肉的感官评分进行分析。由表4可知，一次项超声功率、煮制时间和加热温度差异极显著。由F值可知，在试验交互影响当中，超声功率和煮制时间、超声功率和加热温度交互作用极显著，煮制时间和加热温度交互作用差异不显著。根据F值可知，对超声波低温烹煮卤牛肉感官评价影响程度依次为超声功率＞煮制时间＞加热温度。

表4 二元回归方程各项方差分析

2.2.3 响应面分析

超声波低温烹煮卤牛肉感官评价交互影响三维图和等高线分析图，如图4所示。

图4为双因素交互作用曲面图和等高线图，根据等高线的位点不同可判断交互作用是否显著，等高线越接近于椭圆表示因素之间的交互作用越显著，而圆形则表示交互不显著[26-27]。响应面的坡度变化反映各因素变化时，对应响应值的变化情况。由图4（a）（b）可知：等高线均呈椭圆形，表明超声功率和煮制时间、超声功率和加热温度之间的交互作用对感官评分有显著影响；超声功率比煮制时间、加热温度的变化曲面较陡峭，对试验结果影响更为显著性。由图4（c）可知：等高线接近于圆形，表明煮制时间和加热温度交互作用对感官评分的影响不显著；煮制时间的变化曲面较加热温度的变化曲面较陡峭，由此可得出，3个因素的影响程度依次为超声功率＞煮制时间＞加热温度。

图4 各因素交互作用对解冻失水率影响的响应面和等高线图

2.2.4 回归模型验证试验

利用Design-Expert 8.0.6软件，得到超声波低温烹煮卤牛肉感官评分最高值的因素水平：超声功率684.08 W、煮制时间2.48 h及加热温度67.91 ℃。在此条件下得到的感官评分为92.94分。实际操作中稍作调整确定最佳工艺条件：超声功率680 W、煮制时间2.5 h及加热温度68 ℃。在此条件下进行验证试验，3次平行试验得到的感官评分为92.53±0.52分，与预测值非常接近。

3 结论

通过对超声功率、煮制时间以及加热温度进行单因素试验，并在单因素试验基础上，通过响应面法优化超声波低温烹煮卤牛肉工艺。结果表明：对卤牛肉感官评分影响程度依次为超声功率＞煮制时间＞加热温度。经验证试验证明该模型合理可靠，由该模型得到的最佳工艺条件：超声功率680 W、煮制时间2.5 h及加热温度68 ℃，实际得到的感官评分为92.53±0.52分。此次试验为超声波低温烹煮卤牛肉工艺优化提供可参考依据。