张婷，刘永峰，翟希川，李林强，王盈琳

(陕西师范大学食品工程与营养科学学院，陕西西安，710062)

牛肉粒是一种休闲食品，因其风味独特、营养丰富、方便易携带而受到消费者亲睐。但是，牛肉纤维较粗，传统工艺生产的牛肉粒口感坚硬，难咀嚼。为了提升牛肉干制品类的品质，目前已有多种嫩化方法应用于牛肉制品的加工，如滚揉、外源性蛋白酶解［1］、注射嫩化剂 CaCl2嫩化［2］等方法。酶解法因其作用条件易控制而应用较为广泛，其主要原理是酶在适宜的温度和一定的作用时间内分解肉中的肌原纤维和胶原蛋白而起到嫩化肉的作用［3-5］。微波法是一种有效的嫩化方法，但目前应用对象较少，其研究还处于初级阶段［6］，Grag等采用微波技术对猪肉进行嫩化，发现微波能显著提高猪肉的嫩度［7］。近年来，超声波技术在食品加工中应用日趋广泛，低频超声波的主要特性在于“空化效应”和“机械效应”，通过这些特性可以破坏肉的肌原纤维，有助于肉品的嫩化加工［8-10］。虽然酶解法、超声波和微波技术对嫩化肉类均有效果，但其嫩化牛肉效果的比较及其配合应用方面却鲜有报道。

鉴于此，本研究为了获得最佳嫩化牛肉粒的加工工艺，采用微波法、酶解法、超声波法、超声波辅助酶解法和微波辅助酶解法5种方法来嫩化牛肉粒，通过分析牛肉粒的物性指标、水分含量、感官评价结果来评价其品质，并比较不同嫩化处理工艺对牛肉粒品质的影响。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

冷冻牛后腿肉、五香料、葱、姜、食盐、白糖、色拉油、白酒等，购于西安市华润万家超市;木瓜蛋白酶(10万u/g)，购于江苏锐阳生物科技有限公司。

质构仪TA.XT.Plus，英国stable micro system公司;DHS16-A型多功能红外水分测量仪，上海精密科学仪器有限公司;MM721NG1-PS型微波炉，美的集团股份有限公司;KQ-300VDE型三频数控超声波清洗器，昆山超声仪器有限公司;HH-S4型水浴锅，北京科伟永兴仪器有限公司;HL-3-6DW型远红外食品烤炉，广州市番禺成功烘焙设备制造有限公司;JA2003N型电子天平，上海精密仪器有限公司;GDX-9073B-1型电热鼓风干燥箱，上海福玛实验设备有限公司。

1.2 工艺流程

(1)微波嫩化法:牛肉解冻→牛肉清洗→牛肉切成牛肉粒→预煮→微波嫩化→上糖色→复煮→烘烤

(2)酶解嫩化法:牛肉解冻→牛肉清洗→牛肉切成牛肉粒→酶解嫩化→预煮→上糖色→复煮→烘烤

(3)超声波嫩化法:牛肉解冻→牛肉清洗→牛肉切成牛肉粒→超声波嫩化→预煮→上糖色→复煮→烘烤

(4)超声波辅助酶解嫩化法:牛肉解冻→牛肉清洗→牛肉切成牛肉粒→酶解法嫩化→超声波嫩化→预煮→上糖色→复煮→烘烤

(5)微波辅助酶解嫩化法:牛肉解冻→牛肉清洗→牛肉切成牛肉粒→酶解嫩化→预煮→微波嫩化→上糖色→复煮→烘烤

1.3 试验步骤

1.3.1 原料肉解冻与预处理

将冷冻牛肉放在冰箱(4℃)中解冻24 h，再将牛肉放在室温下继续解冻，直至刀能将肉平稳切下为止。沿着肉的纹理，去除解冻后的牛肉表面的肥肉、结缔组织和筋、肌膜等杂物，再将牛肉切成长1.5 cm，宽1.0～1.3 cm，厚度为0.5～0.7 cm的牛肉粒。试验共分为9组，每组牛肉粒均为100 g，每组约有55～60粒牛肉。因本试验每组样品量较少，经过多次预试验及结合试验条件，最终确定了9组方案。具体分组及嫩化工艺处理方式见表1。

表1 试验分组及其嫩化工艺处理条件Table 1 Experiment groupedand tenderization processing treatment condition

1.3.2 预煮牛肉粒

预煮时，100 g牛肉粒添加900 mL水。将水、5～6 g姜末放进锅中盖上盖子，待水开后，将牛肉粒放入锅内，边煮边撇去肉汤上的浮沫、搅动锅中的牛肉粒，水一直保持沸腾状态，肉粒放进锅中170～180 s后捞出。

1.3.3 嫩化牛肉粒

(1)微波嫩化。将预煮过的100 g牛肉粒用保鲜膜封好平展放在微波炉中，2个处理组均使用微波中火(385 W)，分别嫩化处理2 min和4 min。

(2)酶解法嫩化。酶解法嫩化牛肉应用较多的酶是木瓜蛋白酶，所以本试验选取木瓜蛋白酶为嫩化酶［11-13］。酶的添加量为0.05 g，将其加入400 mL的水中，混合均匀后，于水浴锅中加热，待温度为木瓜蛋白酶的最大活力温度55℃时，将100 g牛肉粒浸泡在溶液中酶解嫩化［14-16］。

(3)超声波嫩化。将100 g牛肉粒放在超声波清洗器中，调整仪器参数为:工作功率300 W、频率100 kHz、室温下嫩化。

(4)超声波辅助酶解法嫩化。将100 g牛肉粒在55℃的酶液里嫩化处理15 min后，然后放在超声波清洗器中，于温度55℃、工作功率为300 W、频率为100 kHz下继续嫩化处理1 min。

(5)微波辅助酶解法嫩化。将100 g牛肉粒于55℃的酶液里嫩化处理15 min后，经过预煮后于微波炉低火(119 W)继续加热嫩化处理1 min。

1.3.4 上糖色

由于每组样品量较少，故上糖色时先将油和糖倒进锅里，其中油的添加量为20～22 g，糖的添加量为6～7 g，大约110～140 s白糖溶化后，锅中温度升至220～240℃时糖颜色随即变红，将牛肉粒放入锅中，不断搅拌使牛肉粒上色，上色过程中锅中温度约130～150℃，搅拌85～90 s后，将牛肉粒从锅中取出。

1.3.5 复煮

为了增加肉的香味，复煮的水为预煮牛肉粒后的水。复煮时，先将配料放进锅中，待水温达到90℃以上后，将牛肉粒放进锅里。复煮温度在85～100℃内，小火蒸煮，便于牛肉粒入味均匀，在收汁前约5 min时，将盐放进锅中并搅拌，待收汁完全后将牛肉粒取出，复煮时间为75～80 min。

复煮配料:900 mL水中加肉桂0.63 g、八角0.72 g、丁香 0.47 g、小茴0.49 g、豆蔻0.53 g、月桂叶0.58 g、白芷0.40 g、花椒0.60 g、2.50 ～2.70 g盐、1.50 ～2.00 mL白酒、3.50～4.50 g葱、4.50～5.50 g肥肉。

1.3.6 烘烤

将牛肉粒均匀摆放在烤盘中，于55℃下烘烤4 h［14-15］。

1.4 分析指标测定

1.4.1 物性指标的测定

用质构仪的TPA模式测定不同嫩化工艺处理下的牛肉粒的物性指标，得到硬度、脆性、黏性、内聚性、弹性、胶着性、咀嚼性、回复性8个指标值。综合考虑各因素，选取硬度、咀嚼性、弹性、内聚性和回复性5个指标来反映不同嫩化工艺处理下牛肉粒的物性指标变化。每组平行测定3个样品，取其平均值。其中，质构仪选用的探头为P/36R，测定模式与参数:模式为TPA，测试前速度为1 mm/s，测试速度为1 mm/s，测试后速度为1 mm/s，应变量为75%。

1.4.2 水分含量测定

选用多功能红外水分测量仪测定牛肉粒的水分含量，每组平行测量3个样品，取其平均值。

1.4.3 感官评价

邀请10位受过感官培训的学生，对牛肉粒进行感官评价。针对本试验产品，参照相关标准(SB/T 10282-2007，肉干)制定牛肉粒的感官评价标准，标准见表2。其中，嫩度、滋味、气味、颜色、组织形态对牛肉粒品质影响的权重集为，A={0.3，0.2，0.2，0.15，0.15}。

表2 牛肉粒感官评价标准Table 2 Criteria for sensory evaluation of beef granules

1.5 数据分析

试验所得数据用spss21.0软件分析，方差分析采用Duncan法;运用DPS7.0.0软件中的模糊数学方法里的综合评判对牛肉粒的感官评价结果进行分析。

2 结果与分析

2.1 物性指标结果与分析

质构仪检测到的在不同嫩化工艺处理下的牛肉粒硬度指标见图1。

图1 不同嫩化工艺处理对牛肉粒硬度的影响Fig.1 Effect of different tenderizationprocessing on hardness of beef granules

对照组的硬度与8个试验组的硬度相比差异极高的显著(P＜0.001)，经过嫩化处理的牛肉粒的硬度均较对照组极显著降低，降低范围为32.30% ～80.25%。其中，超声波6 min工艺处理的牛肉粒硬度最小为2 194.55 g，对照组牛肉粒硬度最大为11 112.02 g，说明嫩化工艺对改善牛肉粒的嫩度、降低硬度作用非常明显，9组牛肉粒硬度大小顺序为:对照组＞酶解20 min＞酶解40 min＞微波2 min＞微波1 min辅助酶解15 min＞微波4 min＞超声波1 min辅助酶解15 min＞超声波3 min＞超声波6 min。8个试验组间牛肉粒的硬度差异也极显著(P＜0.01)，可见不同嫩化工艺对改善牛肉粒的嫩度、降低硬度效果不同。其中，微波2 min与微波4 min的硬度、酶解嫩化20 min与酶解嫩化40 min的硬度、超声波1 min辅助酶解嫩化15 min与微波1 min辅助酶解嫩化15 min处理的牛肉粒硬度相比差异均不显著(P＞0.05)，但超声波3 min与超声波6 min间的硬度差异显著(P＜0.05)。超声波6 min嫩化工艺处理牛肉粒的硬度较其他嫩化工艺相比显著下降，可能是由于超声波处理时间较长对肉肌纤维结构破坏严重，牛肉粒嫩化过度从而使其硬度显著下降;微波辅助酶解法较单独的微波嫩化工艺和酶解嫩化工艺相比牛肉粒的硬度未显著降低，超声波辅助酶解法较单独的超声波法嫩化工艺和酶解嫩化工艺相比牛肉粒的硬度差异也不显著，结果可能与复合嫩化工艺较单独嫩化工艺相比对肉内部结构影响程度不同有关，虽然牛肉粒形状大小、烘烤时间相同，若不同嫩化工艺对牛肉粒内部组织结构影响的程度不同，当质构仪探头下压牛肉粒相同程度时所用的最大力会不同，所以硬度值不同。

质构仪检测到的在不同嫩化工艺处理下牛肉粒咀嚼性指标见图2。

图2 不同嫩化工艺处理对牛肉粒咀嚼性的影响Fig.2 Effect of different tenderization processing on chewiness of beef granules

8个试验组牛肉粒的咀嚼性较对照组相比极显著降低(P＜0.01)，降低范围为20.62% ～93.21%，可见嫩化工艺对降低牛肉粒的咀嚼性效果明显，这与不同嫩化工艺处理对牛肉粒硬度的影响结果相一致。其中，超声波6 min工艺处理的牛肉粒咀嚼性最小为301.99，对照组咀嚼性最大为4 450.60。9组牛肉粒咀嚼性大小顺序为:对照组＞酶解40 min＞酶解20 min＞微波2 min＞超声波3 min＞超声波1 min辅助酶解15 min＞微波4 min＞微波1 min辅助酶解15 min＞超声波6 min。其中，微波2 min与微波4 min处理的牛肉粒的咀嚼性相比差异显著(P＜0.05)，酶解嫩化20 min与酶解嫩化40 min的咀嚼性相差较小差异不显著(P＞0.05)，超声波3 min与超声波6 min的咀嚼性相差较大二者差异显著(P＜0.05)，超声波1 min辅助酶解嫩化15 min较微波1 min辅助酶解嫩化15 min处理的牛肉粒咀嚼性相差较大，二者差异显著(P＜0.05)。结果显示，超声波辅助酶解法和微波辅助酶解法工艺处理的牛肉粒的咀嚼性指标和硬度指标相比略有不同，可能是由于咀嚼性数值上等于硬度、内聚性和弹性三者的乘积，微波辅助酶解法处理的牛肉粒的硬度虽然大于超声波辅助酶解法工艺处理的牛肉粒的硬度，但微波辅助酶解法处理的牛肉粒的内聚性和弹性均小于超声波辅助酶解法工艺处理的牛肉粒的内聚性和弹性，所以微波辅助酶解法工艺处理的牛肉粒的咀嚼性小于超声波辅助酶解法工艺处理的牛肉粒;微波辅助酶解法工艺处理的牛肉粒的咀嚼性指标较单独酶解法、微波法嫩化工艺均有所下降，可见微波辅助酶解法工艺降低牛肉粒咀嚼性指标较单独嫩化工艺相比效果比较明显;超声波辅助酶解法工艺处理的牛肉粒的咀嚼性较单独酶解法、超声波嫩化工艺处理的牛肉粒的咀嚼性指标的差异程度基本与硬度指标差异程度相一致，这可能与影响硬度的因素相同。

质构仪检测到的在不同嫩化工艺处理下牛肉粒的弹性、内聚性和回复性指标结果见表3。

表3 不同嫩化方式对牛肉粒弹性、内聚性和回复性的影响Table 3 Effect of different tenderization on Springiness;Cohesiveness and Resilience of beef granules

对照组与8个试验组相比弹性、回复性相差较小，差异不显著(P＞0.05)，可见不同嫩化处理方式对改善牛肉粒的弹性、回复性效果不明显。其中，微波1 min辅助酶解嫩化15 min处理的牛肉粒弹性最小，酶解40 min工艺处理的牛肉粒弹性最大;超声波6 min工艺处理的牛肉粒的回复性最小，酶解40 min工艺处理的牛肉粒回复性最大。9组间内聚性差异显著(P＜0.05)，超声波6 min工艺处理的牛肉粒内聚性最小，酶解40 min工艺处理的牛肉粒内聚性最大。内聚性指标反映了牛肉粒内部结构相互联结的程度，嫩化处理破坏了牛肉的内部结构造成肉内部联结程度降低，嫩化方式不同，对肉内组织结构破坏程度不同，所以牛肉粒的内聚性指标因不同嫩化处理工艺而有显著差异;虽然酶解40 min工艺处理的牛肉粒内聚性最大，但从其硬度、咀嚼性指标看，酶解40 min工艺破坏肉粒内部结构较明显，有效提高了肉粒的嫩度，内聚性指标未能和硬度、咀嚼性指标呈相同的趋势变化，可能与嫩化工艺对牛肉粒内部结构影响的差异有关。

2.2 水分含量测定结果与分析

牛肉粒的水分含量测定结果见表4。对照组与8个试验组牛肉粒的水分含量无显著差异(P＞0.05)。这可能与牛肉粒大小基本均匀一致且烘烤时间相同有关。

表4 不同嫩化工艺处理对牛肉粒水分含量的影响Table 4 Effect of different tenderization on moisture content of beef granules

2.3 感官评价结果与分析

嫩化牛肉粒的感官评价统计结果见表5。采用模糊数学方法中的综合评判分析的感官评价结果如下:

表5 感官结果统计表Table 5 Statistical list of the result of sensory evaluation of beef granules

续表5

B1=(0.2667，0.3333，0.2000，0.2000)

B2=(0.2857，0.2857，0.3572，0.0714)

B3=(0.2500，0.3333，0.3334，0.0833)

B4=(0.2727，0.2727，0.3637，0.0909)

B5=(0.2500，0.3333，0.3334，0.0833)

B6=(0.2500，0.4167，0.2500，0.0833)

B7=(0.2500，0.2500，0.3333，0.1667)

B8=(0.5455，0.3636，0.0909，0)

B9=(0.2500，0.5000，0.1667，0.0833)

按最大隶属原则和峰偏移学说分析得到的感官评价结果，如表6所示。

表6 采用的模糊数学法分析出的牛肉粒感官评价结果Table 6 Result of taking fuzzy evaluation method on sensory evaluation of beef granules

由表6可知，对照组评价最差，经超声波1 min辅助酶解15 min工艺处理的牛肉粒评价最高，超声波3 min和微波1 min辅助酶解15 min处理的牛肉粒品质评价良好，微波2 min、微波4 min、酶解嫩化20 min、酶解40 min超声波6 min和评价中等，可见经过嫩化工艺处理的牛肉粒更受人们喜爱。感官评价的结果与质构仪测出的物性指标相一致，牛肉粒经过嫩化工艺处理后硬度、咀嚼性均降低，嫩度得到改善，易咀嚼，口感较好，所以评价较高。超声波1 min辅助酶解嫩化15 min工艺中，牛肉粒先经过酶解处理使肉内部的肌原纤维和结缔组织分解，然后辅助短暂的超声波处理，牛肉粒在较大的压力下表面的的肌原纤维被分解进一步嫩化了牛肉粒的同时也改善了牛肉粒的外部特征，使牛肉粒在烘烤过后表面形成明显的细微绒毛，从而增加了牛肉粒的感官价值所以评价较高。

3 讨论

嫩度是影响肉类口感的重要因素之一，也是评价肉类品质的一个重要指标，影响肉嫩度的因素有很多，如动物性别、年龄、宰后技术手段等，总体来说主要是因为肉的基本组织结构——肌原纤维与结缔组织的结构和生化特性而导致肉嫩度产生差异［17］。近年来，肉类嫩化技术以破坏肉的肌原纤维和组织结构为目的从而提高肉的嫩度方面已取得了很大的进展。杨艳［13］、张美玲［15］等均研究证明，木瓜蛋白酶对牛肉的结缔组织具有较强的分解作用，对牛肉干的嫩化效果十分明显;冷雪娇［18］综述中也提到了超声波对嫩化肉类具有明显的作用。本研究结果证明，木瓜蛋白酶解嫩化、超声波嫩化、微波嫩化、超声波辅助酶解嫩化、微波辅助酶解嫩化5种嫩化方法对牛肉粒嫩化作用明显，试验组的牛肉粒感官评价均高于对照组，嫩化了的牛肉粒更易咀嚼更符合人们的需求。试验组的牛肉粒较对照组相比硬度、咀嚼性均极显著性的降低，可见嫩化工艺破坏了肉的组织结构从而改善了牛肉粒的嫩度，但弹性和回复性差异不显著，可能与肉的部位、切肉的方式等差异有关，不同嫩化处理方式下牛肉粒各物性指标的相关性，这与丛懿洁等［19］得出的质构各指标相关性有些不一致，这可能与猪肉和牛肉种类不同、肉样品质不同等有关。试验中酶的用量及酶解作用时间与陈洪生等［20］的研究结果有差异，可能与样品大小、每组试验的样品量、酶活差异有关。由水分含量结果可知，对照组与8个试验组牛肉粒的含水量均小于相关肉干标准(含水量≤20%)(SB/T 10282-2007，肉干)，这与刘学文［15］在相同烘烤时间和温度下所测得肉干的含水量基本一致。9种方法处理的牛肉粒水分含量相差较小差异不显著，可能与每组样品大小基本均匀一致且烘烤时间相同有关，同样，可以说明9组牛肉粒的水分含量对其嫩度无显著影响。

由8个试验组的牛肉粒的感官评价结果中，超声波嫩化工艺处理的牛肉粒评价结果优于其他嫩化工艺。经过超声波嫩化工艺处理的牛肉粒硬度、咀嚼性较低，牛肉组织破坏明显，且牛肉粒表面有明显的细微绒毛，所以感官评价较高。这可能与超声波技术的“空化效应”有关。其中，在超声波3 min、超声波6 min、超声波1 min辅助酶解嫩化15 min三种涉及超声波的嫩化工艺中，超声波1 min辅助酶解嫩化15 min感官评价结果最高，可能是牛肉粒先经过酶解处理使肉内部的肌原纤维和结缔组织分解，然后辅助短暂的超声波处理，牛肉粒在较大的压力下表面的的肌原纤维被分解进一步嫩化了牛肉粒的同时也改善了牛肉粒的外部特征，从而使牛肉粒在烘烤过后表面形成明显的细微绒毛，进一步提升了牛肉粒的品质。

4 结论

本研究通过微波法、超声波法、酶解法、微波辅助酶解法和超声波辅助酶解法5种方法嫩化牛肉，制作出了嫩化型牛肉粒;通过对比分析牛肉粒的硬度、咀嚼性、弹性、回复性、内聚性物性指标，以及水分含量和感官评价结果，得出经过嫩化工艺处理的牛肉粒品质明显提升，其硬度、咀嚼性、内聚性、感官评价效果均优于对照组;而且，超声波1 min辅助酶解15 min嫩化工艺制作的牛肉粒品质最好，可为嫩化牛肉粒的生产加工提供一定的理论依据和指导方法。

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