传统中式烤、炸、煎工艺对牛肉营养品质的影响

2019-10-28高天丽刘永峰钟华珍

食品与生物技术学报 2019年5期

关键词：烤制粗脂肪牛肉

张兰，高天丽，刘永峰，赵晶，钟华珍

（陕西师范大学食品工程与营养科学学院，陕西西安 710062）

不同的处理方式对牛肉营养品质有一定影响，尤其是烤、炸、煎3种传统中式高温处理方式[1-2]。近些年，有关牛肉营养品质的研究较多[3-6]。然而，关于传统中式烤、炸、煎工艺对牛肉营养品质影响的研究鲜有报道。

作者以牛肉为研究对象，探究了烤、炸、煎3种高温处理方式对牛肉水分、粗蛋白质、粗脂肪及脂肪酸含量的影响，旨在揭示不同高温处理条件、方式对牛肉营养品质的影响，为生产高营养品质的牛肉产品提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 原料

牛后腿肌肉：购于西安市朱雀市场，-20℃冷冻贮藏；食盐、料酒、花椒粉、八角、小茴香、桂皮、姜、大葱、菜籽油等辅料：购于西安华润万家超市。

辅料配方（质量分数）[7]：食盐 2%、料酒 1%、花椒1.25%、八角1.5%、小茴香0.5%、桂皮1%、姜0.75%、葱白1%。

1.2 主要试剂与仪器设备

脂肪酸甲酯混合标准样品：Sigma公司产品。

Kjeltec 2300全自动凯氏定氮仪：瑞典福斯公司产品；ST310脂肪提取仪：FOSS分析仪器公司产品；2010 ultra单四极杆气相色谱-质谱联用仪：日本岛津公司产品；GDX-9073B-1电热鼓风干燥箱：上海福玛实验设备有限公司产品；Molecular 1810b超纯水机：上海摩勒科学仪器有限公司产品。

1.3 处理方式

将适量的冷冻牛肉置于4℃冰箱中缓慢解冻24 h，再将其放在室温下直至完全解冻。顺着肉样纹理，剔除肉样表面脂肪、结缔组织和筋、肌膜等杂物，分割为1 cm×1 cm×3 cm的片状，取分割好的牛肉2500 g，均分为10组，每组约15～20块共200 g。随机选取其中1组为对照组（未经任何处理），另外9组为处理组。在参阅相关方法的基础上[5，8-9]，结合传统家庭中式烹饪方法，经过多次预试验，确定了最终的高温烹饪工艺及其温度和时间梯度。9个处理组分别按如下工艺处理：

取分割好的牛肉200 g→清洗→浸泡15 min（拔出血水）→再次清洗、沥干→放入盆中，加水50 mL，添加辅料，搅拌均匀→浸渍60 min→分别进行烤制、炸制、煎制处理→取出制品冷却→包装→成品4℃冷藏备用。

烤制：肉样分别在160、180、200℃（对应的烤箱下火温度分别为150、170、190℃）的温度下烤制40 min，烤至20 min时翻面一次。

炸制：加油200 mL，肉样在226～228℃温度下分别炸制3、4、5 min，炸制过程中不断翻动（翻动约30次/min）。

煎制：加油50 mL，肉样在226～228℃温度下分别煎制2、3、4 min，煎制一半时间时翻面一次。

1.4 品质评价指标

1.4.1 水分质量分数测定参照《肉与肉制品水分含量测定》（GB/T 9695.15-2008）中的直接干燥法进行测定。

1.4.2 蛋白质质量分数的测定参照《食品中蛋白质的测定》（GB 5009.5-2010）中的凯氏定氮法，采用全自动凯氏定氮仪进行测定。

1.4.3 粗脂肪质量分数的测定参照《肉与肉制品总脂肪含量测定》（GB/T 9695.7-2008），用脂肪提取仪进行测定。

1.4.4 脂肪酸质量分数的测定

1）粗脂肪的提取取5 g剪碎的肉样，置于具塞锥形瓶中，加入100 mL氯仿-甲醇溶液（V∶V=2∶1），连接冷凝回流装置，于40℃水浴提取30 min，取下加20 mL饱和氯化钠溶液静置，分层后取下层溶液旋转蒸发使溶剂和粗脂肪分离，脂肪粗提物备用。

2）脂肪的甲酯化按照《动植物油脂脂肪酸甲酯制备》（GB/T 17376-2008）中的三氟化硼法进行。

3）定性、定量分析将10 mg/mL的脂肪酸甲酯混合标准品配制成质量浓度分别为1000、50、40、14.286、7.143 μg/mL 的标准溶液，依次进行 GCMS分析。以脂肪酸各组分的峰面积和浓度建立线性标准曲线。采用相同的GC-MS条件和操作过程对样品进行分析，根据标准品中各种脂肪酸的保留时间定性，根据标准曲线定量。

4）GC-MS检测条件色谱柱：Rxi®-5Sil MS毛细管柱（30 m×0.25 mm×0.2 μm）；进样口温度：260 ℃；进样量为 1 μL；高纯度氦气（99.999%），柱内载气流量1.48 mL/min；压力 120 kPa；流量控制模式为恒压模式；总流量为50 mL/min，不分流。柱温升温程序：初始温度120℃，保持1 min，以7℃/min升温至250℃，不保持，再以8℃/min升温至310℃，保持5 min。电子轰击源；电子能量70 eV；离子源温度为200℃；接口温度为300℃；倍增器电压 0.2 kV；质量扫描范围：50～600。

1.5 统计分析

每个样品做3次平行试验，所得数据均采用Microsoft Excel进行计算，SPSS 21.0中ANOVA进行方差分析及Duncan进行多重比较，结果以X¯±SD形式表示。

2 结果与分析

2.1 牛肉水分质量分数的测定结果

经烤、炸、煎3种高温处理后牛肉水分质量分数测定结果见图1。与对照组71.75%的水分质量分数相比，9个处理组均可显著降低牛肉水分质量分数（P＜0.05），降低范围为 16.78%～63.26%，尤其烤制200℃对水分质量分数影响极显著（P＜0.01），说明不同处理方式对水分质量分数的影响不同，且整体呈现出烤制＞炸制＞煎制。对烤制工艺，160℃和180℃处理组的水分质量分数显著大于200℃（P＜0.05），且烤制200℃的水分损失量为9个处理组中最严重的，值为26.36%，160℃和180℃处理组间虽无明显差异（P＞0.05），但整体变化趋势是水分质量分数随处理温度升高而降低。对炸制、煎制工艺，水分质量分数均随处理时间延长而降低（P＜0.05），降低范围依次为16.78%～40.55%，24.27%～53.78%。可见，不同处理对水分质量分数的影响规律基本一致，随处理温度升高或时间延长损失加剧。

图1 牛肉在烤、炸、煎3种处理方式下水分质量分数的测定结果Fig.1 Determination results of moisture content with broiling，frying and pan-frying of beef

2.2 牛肉蛋白质质量分数的测定结果

经烤、炸、煎3种高温处理后牛肉粗蛋白质质量分数测定结果见图2。与对照组相比，9个处理组均能显著增加牛肉的粗蛋白质质量分数（P＜0.05），增加范围为29.60%～65.54%，其中，烤制200℃质量分数最高为641.54 mg/g，对照组最低为221.10 mg/g，说明不同处理方式对粗蛋白质质量分数影响不同，这与不同处理对水分质量分数的影响规律呈相反趋势。对烤制工艺，160、180、200℃处理组间差异性显著，粗蛋白质质量分数随温度升高显著增加（P＜0.05）。对炸制、煎制工艺，炸制对粗蛋白质质量分数的影响效果优于煎制，但变化规律相似，蛋白质质量分数均随处理时间延长而显著增加（P＜0.05）。可见，不同处理温度、时间对蛋白质质量分数的影响较大，且总体变化趋势都是随温度升高、时间延长而显著增加。

图2 牛肉在烤、炸、煎3种处理方式下蛋白质质量分数的测定结果Fig.2 Determination results of protein content with broiling，frying and pan-frying of beef

2.3 牛肉粗脂肪质量分数的测定结果

经烤、炸、煎3种高温处理后牛肉粗脂肪质量分数测定结果见图3。与对照组5.24%的粗脂肪质质量分数相比，炸制和煎制的6个处理组均能极显著增加粗脂肪质量分数（P＜0.01），增加范围依次为68.52%～72.22%，65.07%～71.61%，可见处理方式对粗脂肪质量分数的影响呈现出炸制＞煎制＞烤制。对烤制工艺，处理温度对粗脂质量分数的影响差异不显著（P＞0.05）。对炸制工艺，3 min和4 min的处理组显著小于 5 min（P＜0.05）。对煎制工艺，2 min和3 min的处理组极显著的小于4 min（P＜0.05）。可见，不同处理时间的煎、炸工艺对粗脂肪、粗蛋白质质量分数的影响规律类似，随时间延长显著增大。

图3 牛肉在烤、炸、煎3种处理方式下脂肪质量分数的测定结果Fig.3 Determination results of fat content with broiling，frying and pan-frying of beef

2.4 牛肉脂肪酸质量分数的测定结果

经烤、炸、煎3种高温处理后牛肉所含饱和脂肪酸（SFA）、单不饱和脂肪酸（MUFA）和多不饱和脂肪酸（PUFA）的组分及质量分数测定结果依次见表1、表 2和表 3。

表1 经烤、炸、煎3种高温处理后牛肉SFA测定结果Table1 Determination results of SFA with broiling，frying and pan-frying of beef

由表1可知，对照组和烤制工艺均检测出5种SFA，依次为C14：0、C15：0、C16：0、C17：0和 C18：0；与对照组相比，炸制、煎制工艺还可检测出 C20：0和 C22：0，共 7种，其中炸制4 min与煎制3 min未检测出C22：0。与对照组相比，烤制可显著增加SFA及其组分质量分数（P＜0.05），炸制、煎制可显著降低 C15：0质量分数，同时使 C14：0、C16：0、C17：0、C18：0和 SFA 质量分数显著增加（P＜0.05）。对烤制工艺，不同处理温度对SFA质量分数影响较大，160℃显著小于180℃和200℃（P＜0.05），且180℃和200℃处理组间差异不显著（P＞0.05）；160 ℃、180 ℃处理组的 C14：0质量分数显著大于200，160℃和180℃处理组间差异不显著（P＞0.05）；C16：0和 C18：0质量分数随温度升高显著增加（P＜0.05），160 ℃和 180 ℃处理组间 C16：0质量分数差异不显著，180℃和200℃处理组间C18：0质量分数差异不显著（P＞0.05）；C15：0和 C17：0质量分数随温度升高显著降低（P＜0.05），160℃和180℃处理组间 C17：0质量分数差异不显著（P＞0.05）。对炸制工艺，C14：0、C15：0、C16：0、C17：0和 C22：0质量分数随处理时间延长显著增加（P＞0.05），其中，4 min 和 5 min 处理组间 C15：0、C16：0质量分数差异不显著（P＜0.05），处理时间对 C18：0质量分数影响不明显（P＜0.05）；3 min和5 min处理组间SFA质量分数差异性显著（P＜0.05）。对煎制工艺，随处理时间延长 C15：0、C22：0质量分数显著降低，C14：0、C16：0、C17：0、C20：0和 SFA 质量分数显著增加（P＜0.05），其中，2 min 和 3 min 处理组间C14：0质量分数无明显差异（P＞0.05），4 min 和 5 min处理组间 C16：0、C18：0质量分数无明显差异（P＞0.05）。

由表2可知，对照组、烤制以及煎制2 min的处理组均检测出 4 种 MUFA，依次为 C16：1cis-9、C17：1cis-10、C18：1cis-9和 C18：1trans-9，与对照组相比，煎制、炸制还可检测出C20：1cis-11，并显著增加MUFA质量分数，但烤制工艺下MUFA质量分数显著降低（P＜0.05）。对烤制工艺，处理温度对 C16：1cis-9、C18：1cis-9和 MUFA 质量分数的影响呈现出200℃＞180℃＞160℃，与对照组相比，烤制180℃和200℃处理组的MUFA及所有组分质量分数均随温度升高而显著降低（P＜0.05），160 ℃处理组的 C16：1cis-9和 C18：1cis-9质量分数无明显差异（P＞0.05）；160 ℃和 180 ℃处理组的 C18：1trans-9质量分数显著小于 200 ℃（P＜0.05），160 ℃和180℃处理组间差异不显著（P＞0.05）；180℃处理组可显著降低C17：1cis-10质量分数，而160℃和200℃处理组间差异不显著（P＞0.05）。对炸制工艺，处理时间对 C16：1cis-9质量分数的影响为 4 min＞3 min＞5 min，对 C17：1cis-10、C20：1cis-11和 MUFA 质量分数的影响顺序为 5 min＞3 min＞4 min（P＜0.05）；C18：1cis-9质量分数随处理时间延长显著降低（P＜0.05），但4 min和5 min 处理组间差异不显著（P＞0.05）；C18：1trans-9质量分数的变化规律与C18：1cis-9基本相反，随时间延长显著增加（P＜0.05）。对煎制工艺，牛肉中 C17：1cis-10、C18：1trans-9、C20：1cis-11和 MUFA 质量分数均为 4 min＞3 min＞2 min，即随处理时间延长而显著增加（P＜0.05）；处理时长对C18：1cis-9质量分数的影响规律相反2 min＞3 min＞4 min（P＜0.05）；处理时间对 C16：1cis-9质量分数无显著影响（P＞0.05）。

表2 经烤、炸、煎3种高温处理后牛肉MUFA测定结果Table2 Determination results of MUFA with broiling，frying and pan-frying of beef

3 讨论

肉品中含量最高的营养成分是水分，水分与蛋白质和脂肪共同占到肉品质量的95%以上[10]，它是肉品加工中的重要参数之一。本次试验结果表明，经烤、炸、煎3种高温处理后牛肉水分含量随处理温度升高、时间延长而降低。这与赵钜阳等人[11-12]的研究结果类似，可能是加热会导致非极性氨基酸同周围的保护性半结晶水结构破坏，继而形成疏水键，使得持水性下降，水分流失[13]；也可能是高温处理使肉表面的蛋白质受热迅速变性，形成一层保护膜，阻止了内部水分外流。因此，选取适当的烘烤条件可以有效的将水分控制在一定范围内，从而改善肉的品质。随着炸、煎时间延长，牛肉表面的肌原纤维蛋白会变性，发生聚集和缩短，肌球蛋白纤丝和肌动蛋白纤维间的空隙减小，使肉持水力下降，导致肉样表面水分迅速蒸发。最终推荐160℃下烤制40 min、炸制 3 min、煎制 2～3 min的处理方式。

试验结果显示，处理组的蛋白质质量分数随处理温度升高、时间延长显著增加，这与水分质量分数的变化规律基本相反，因此肉样中干物质质量分数显著增加，采用干基计算法所得的对照组中蛋白质质量分数为768 mg/g，烤、炸、煎处理组中蛋白质质量分数在759～845 mg/g之间，处理组与对照组中的蛋白质质量分数相近，所以高温处理造成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极易溶于水，很容易随水分流失而流失，肌原纤维蛋白也会部分溶解随水分流失[14-16]，蛋白质交联作用容易引起蛋白质构象发生改变，这会破坏蛋白质分子间以及蛋白质与水分子间原有的平衡，使保水性下降[17-18]，也可能因为肌肉组织在受热时，肌节收缩会导致肌肉滴水损失[19]，也同样造成蛋白质流失。如果仅过度的关注蛋白质质量分数，会使高温处理下的肉品脱水干缩严重，硬度变大，适口性变差。因此，综合考虑蛋白与水分质量分数，推荐160～180 ℃下烤制 40 min、炸制 3～4 min、煎制 2～3 min的处理方式。

肌肉的风味来自脂肪，而非瘦肉，其特有风味的形成主要由脂肪决定，它可提供给人们所需要的脂肪，又可增加肉的风味和香味，使人们感到肉质柔软而不油腻。然而，处理时间过长、温度过高都会导致水分质量分数降低，同时使蛋白和脂肪质量分数相应增加[11-12]。试验结果表明，烤制的肉样中水分质量分数较对照组相差较大，而烤制处理组中脂肪质量分数为5.41～5.79 g/hg，较对照组中粗脂肪质量分数（5.24 g/hg）差异较小，所以高温处理造成的水分损失不是影响肉样中粗脂肪质量分数的主要原因。炸制、煎制工艺下牛肉脂肪质量分数的变化规律相似，随处理时间延长显著增加，整体影响趋势为炸制优于煎制，与Roseland等[20]检测不同工艺下牛肉脂肪质量分数变化趋势的结果相似，这可能是由于炸制工艺使用的菜籽油质量分数高于煎制，处理时间也略大于煎制。因此，综合考虑市场对肉制品高蛋白、低脂肪的要求，推荐160～180℃下烤制40 min、炸制 3～4 min、煎制 3～4 min 的处理方式。

脂肪酸的组成和质量分数是决定肉质风味与评价肌肉营养价值的重要指标[21]。试验结果显示，与对照组相比，烤、炸、煎3种处理方式均可显著增加SFA质量分数，其对人体具有潜在的生理作用，但膳食中过量的SFA会引起血液脂蛋白胆固醇质量分数增加，进而危害人体健康。研究表明C14：0是导致胆固醇升高的主要因子，它在提高高密度脂蛋白胆固醇质量分数的同时也提高了低密度脂蛋白胆固醇的质量分数[22-23]，而烤制200℃、炸制3 min、煎制3 min均可显著降低C14：0质量分数，这与超声波辅助低浓度食盐腌制牛肉对C14：0质量分数的影响结果相似[24]，均有利于缓解因C14：0导致的胆固醇升高对人体健康造成的危害。研究表明MUFA对人体健康有益，并建议在膳食中以MUFA代替部分SFA，适当增加MUFA的摄入，有利于降低血脂水平[25]。试验结果显示，炸制 3 min、煎制 2～3 min、烤制160℃和200℃的EPA质量分数分别较高，160℃和180℃处理组的DHA质量分数较高；炸制3 min 和煎制 2 min 处理组的 C18：3cis-6，9，12质量分数均最高，烤制180℃和200℃、炸制4～5 min和煎制3～4 min 处理组的 C20：4，cis-5，8，11，14质量分数均是各处理方式下较高的，烤制160℃和200℃、炸制4～5 min 和煎制 3～4 min 处理组的 C20：3，cis-8，11，14质量分数均较高。为了获得较高的脂肪酸营养价值，综合分析有益SFA、MUFA、PUFA及有害反式脂肪酸的质量分数，推荐烤制160℃和180℃、炸制3～4 min、煎制3 min的处理方式。