王心詩(shī)，劉琨，鄭萬(wàn)琴，侯青，曹舒，倪勇杰

四川天味食品集團(tuán)股份有限公司（成都 610000）

低溫烹煮技術(shù)（low-temperature long-time，LTLT）是指根據(jù)不同肉類原料特性，設(shè)置恒定加熱溫度（一般加熱溫度＜100 ℃），加熱時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)的一種烹飪工藝[1-2]。其原理主要是不同恒定溫度和加熱時(shí)長(zhǎng)對(duì)肌原纖維蛋白、肌漿蛋白和蛋白結(jié)締組織的變性、聚合、氧化降解作用產(chǎn)生影響，從而改善肉制品的色澤、口感、組織狀態(tài)及出品率[3-5]。但由于低溫烹煮技術(shù)加熱時(shí)間較長(zhǎng)，工業(yè)化生產(chǎn)能耗較高，生產(chǎn)效率相對(duì)低下。相關(guān)研究表明，低溫烹煮技術(shù)對(duì)肉自身老嫩程度有一定要求，對(duì)于本身較老的肉質(zhì)來(lái)說無(wú)論增加加熱溫度還是延長(zhǎng)加熱時(shí)間，均對(duì)肉質(zhì)無(wú)明顯改善[6-7]。

超聲波法主要通過“空化效應(yīng)”和“機(jī)械效應(yīng)”[8-10]加速肉制品宰后成熟速率，提高pH，降低剪切力及蒸煮損失率，是常用的物理嫩化法。超聲波的“機(jī)械效應(yīng)”可以改變細(xì)胞膜的通透性及蛋白合成率，破壞物質(zhì)結(jié)構(gòu)，軟化結(jié)締組織等；超聲波的“空化效應(yīng)”可以促進(jìn)溶液水分快速滲透，導(dǎo)致空洞可以容納更多的水分和小分子營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，增加肉制品的保水性[11-12]。

以牛腱肉為研究對(duì)象，在低溫烹煮條件下結(jié)合超聲波技術(shù)，通過響應(yīng)面法探究超聲功率、煮制時(shí)間及加熱溫度對(duì)鹵牛肉感官品質(zhì)的影響，旨在為肉制品低溫烹煮技術(shù)的工業(yè)化生產(chǎn)提供一定參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與試劑

凍牛腱、食用鹽、老姜、洋蔥、紅花椒、新一代辣椒節(jié)、八角、桂皮、山奈、小茴香、白胡椒、草果、月桂（成都海霸王農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)）；復(fù)合磷酸鹽（廈門市頂味興業(yè)香料發(fā)展有限公司）；料酒、醬油（千禾味業(yè)食品股份有限公司）；五香鹵料（四川天味食品集團(tuán)股份有限公司）；大豆油（安徽中糧油脂有限公司）；豬油（青島華泰油脂有限公司）。

1.2 試驗(yàn)儀器與設(shè)備

低溫慢煮棒（SV1600C，Creative Chef）；真空滾揉機(jī)（PF-75A，山東寶運(yùn)機(jī)電設(shè)備有限公司）；超聲波清洗機(jī)（AK-030ST，深圳市鈺潔白清洗設(shè)備有限公司）；真空封口機(jī)（OX-001，青島歐信設(shè)備制造有限公司）；電子天平（WT1002，杭州萬(wàn)特衡器有限公司）；冰箱（BBL0541，銀都餐飲設(shè)備股份有限公司）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 主要原料配比[13-14]

凍牛腱1 kg、食用鹽3 g、老姜40 g、洋蔥40 g、紅花椒2 g、新一代辣椒節(jié)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、醬油20 g、五香鹵料100 g、水1 000 g、大豆油100 g、豬油50 g。

1.3.2 工藝流程

1.3.3 操作要點(diǎn)

1.3.3.1 凍牛腱預(yù)處理凍牛腱自然解凍后清洗干凈，控干表面水分，切成約8 cm×10 cm的肉塊。

1.3.3.2 腌料制備

將食用鹽、老姜片、洋蔥片、紅花椒、新一代辣椒節(jié)、八角、桂皮、山奈、小茴香、白胡椒、草果、月桂、料酒和醬油混合均勻后，備用。

1.3.3.3 鹵水制備

將大豆油、豬油及五香鹵料，加入水中，一起煮開至沸騰，冷卻至常溫備用。

1.3.3.4 真空滾揉及密封包裝[15-16]

將預(yù)處理后的牛腱肉與制備好的腌料放入真空滾揉機(jī)，設(shè)置真空度0.06 MPa，滾揉40 min后取出，將滾揉后的牛腱肉與冷卻后的鹵水、腌料裝袋并密封包裝，確保牛肉完全浸沒于鹵水中。

1.3.3.5 超聲波低溫慢煮

將低溫慢煮棒的加熱端固定在裝入一定量水的超聲波清洗機(jī)中，確保水位在低溫慢煮棒的要求位置。打開低溫慢煮棒的加熱開關(guān)，待水溫恒定至設(shè)定溫度，將密封包裝后的樣品完全浸沒于水中，并按要求設(shè)定超聲功率及煮制時(shí)間。

1.3.3.6 冷卻

取出超聲波低溫慢煮后的樣品，放入0～4 ℃冷藏室靜置約8 h，待中心溫度降至4 ℃左右，取出備用。

1.3.3.7 感官評(píng)定

低溫烹煮的加熱溫度不高，一般在100 ℃以下。烹煮時(shí)間過短會(huì)造成牛肉中心部位的蛋白質(zhì)沒有完全變性、熟化，切開后有血水流出；烹煮時(shí)間過長(zhǎng)又會(huì)造成牛肉熟化過度，肉質(zhì)變老，影響口感[17-19]。因此，選擇牛肉中心部位的色澤、組織狀態(tài)進(jìn)行及整體口感進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。由20名專業(yè)品評(píng)人員對(duì)超聲波低溫烹煮鹵牛肉中心部位色澤、組織狀態(tài)以及整體口感進(jìn)行感官品評(píng)，總分為100分，打分結(jié)果取平均值，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

1.3.4 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

1.3.4.1 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

按照工藝流程，確定煮制時(shí)間2 h、加熱溫度70 ℃，分別考察超聲功率（500，600，700，800和900 W）對(duì)鹵牛肉品質(zhì)的影響，每組測(cè)定3次。

按照工藝流程，確定超聲功率600 W、加熱溫度70 ℃，分別考察煮制時(shí)間（1.0，1.5，2.0，2.5和3.0 h）對(duì)鹵牛肉品質(zhì)的影響，每組測(cè)定3次。

按照工藝流程，確定超聲功率600 W、煮制時(shí)間2 h，分別考察加熱溫度（60，64，68，72和76 ℃）對(duì)鹵牛肉品質(zhì)的影響，每組測(cè)定3次。

1.3.4.2 響應(yīng)面法試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，利用三因素三水平Box- Behnken中心組合試驗(yàn)，將超聲功率（A）、煮制時(shí)間（B）和加熱溫度（C）3個(gè)因素分別設(shè)置不同的梯度，以感官評(píng)價(jià)作為響應(yīng)變量（Y），通過響應(yīng)面法對(duì)超聲波低溫烹煮鹵牛肉工藝條件進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，響應(yīng)面試驗(yàn)因素及水平見表2。

表2 響應(yīng)面試驗(yàn)因素及水平

1.3.4.3 數(shù)據(jù)處理與分析

采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析和顯著性檢驗(yàn)（P＜0.05）；采用Origin 8.0統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行作圖；利用Design-Expert 8.0.6軟件進(jìn)行Box-Behnken中心組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 超聲功率對(duì)鹵牛肉感官評(píng)分的影響

研究表明，利用超聲波對(duì)肉制品進(jìn)行處理，可以增加肌原纖維小片化指數(shù)，軟化結(jié)締組織，降低肌肉的剪切力。由圖1可知，超聲功率500～700 W時(shí)，鹵牛肉的感官評(píng)分隨著超聲功率的增大而提高，在700 W時(shí)達(dá)到感官評(píng)分最高值，此時(shí)鹵牛肉的口感嫩滑且有一定彈性。但隨著超聲功率進(jìn)一步增大，鹵牛肉口感松散，彈性減弱，感官評(píng)分呈下降趨勢(shì)，這可能是由于在高強(qiáng)度超聲波條件下，介質(zhì)產(chǎn)生較強(qiáng)的壓力和劇烈振蕩，破壞細(xì)胞膜和細(xì)胞組織，導(dǎo)致肌原纖維蛋白降解過度和蛋白黏度降低[12,20-22]。因此，選擇700 W作為最佳超聲功率。

圖1 超聲功率對(duì)鹵牛肉感官評(píng)分的影響

2.1.2 煮制時(shí)間對(duì)鹵牛肉感官評(píng)分的影響

由圖2可知，由于烹煮溫度較低，熱傳遞效應(yīng)較慢，煮制時(shí)間在1.0～1.5 h，肉質(zhì)沒有完全變性熟化，切開后中心部位有血水流出，因此感官評(píng)分較低。隨著煮制時(shí)間的延長(zhǎng)，在2.0～2.5 h牛肉開始熟化，感官評(píng)分呈上升趨勢(shì)，在2.5 h達(dá)到最高點(diǎn)。隨著煮制時(shí)間進(jìn)一步延長(zhǎng)，牛肉內(nèi)部水分開始流失，肌肉纖維開始變粗糙，感官評(píng)分呈下降趨勢(shì)[17,23]。因此，選擇2.5 h作為最佳煮制時(shí)間。

圖2 煮制時(shí)間對(duì)鹵牛肉感官評(píng)分的影響

2.1.3 加熱溫度對(duì)鹵牛肉感官評(píng)分的影響

由圖3可知，隨著加熱溫度增加，鹵牛肉的感官評(píng)分呈現(xiàn)先增加后降低的變化趨勢(shì)。加熱溫度在60～ 64 ℃時(shí)，鹵牛肉切開后中心部位有血水流出。加熱溫度在64～72 ℃時(shí)，鹵牛肉切開后中心部位無(wú)血絲，在68 ℃時(shí)感官評(píng)分達(dá)到最高值。溫度升高至72 ℃以上，牛肉肉質(zhì)變老、口感粗糙、彈性下降，這可能是由于該溫度條件下長(zhǎng)時(shí)間加熱，膠原蛋白逐漸流失造成的，該結(jié)果與文獻(xiàn)[3]的研究結(jié)論一致。因此，選擇68 ℃作為最佳加熱溫度。

圖3 加熱溫度對(duì)鹵牛肉感官評(píng)分的影響

2.2 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)

2.2.1 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)和結(jié)果[24-25]

在單因素試驗(yàn)結(jié)果基礎(chǔ)上，選取超聲功率（A）、煮制時(shí)間（B）、加熱溫度（C）為自變量，以感官評(píng)分為響應(yīng)值，運(yùn)用Box-Behnken中心組合試驗(yàn)進(jìn)行三因素三水平優(yōu)化試驗(yàn)，共包括17組試驗(yàn)方案，結(jié)果見表3。

利用Design-Expert 8.0.6軟件，對(duì)表3中試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行二元多項(xiàng)回歸擬合，得到以感官評(píng)分（Y）為目標(biāo)函數(shù)的二元多項(xiàng)回歸方程：Y=92.26-3.89A-1.86B+0.78C-2.57AB+3.59AC-0.17BC-5.97A2-6.52B2-5.50C2。

表3 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果

2.2.2 模型方差分析

擬合方程的系數(shù)R2=0.999 2，校正系數(shù)Radj2=0.998 1，回歸模型P＜0.000 1，差異極顯著，且失擬項(xiàng)P= 0.160 9＞0.05，差異不顯著，表明該回歸模型具有良好的擬合度，可以對(duì)超聲波低溫烹煮鹵牛肉的感官評(píng)分進(jìn)行分析。由表4可知，一次項(xiàng)超聲功率、煮制時(shí)間和加熱溫度差異極顯著。由F值可知，在試驗(yàn)交互影響當(dāng)中，超聲功率和煮制時(shí)間、超聲功率和加熱溫度交互作用極顯著，煮制時(shí)間和加熱溫度交互作用差異不顯著。根據(jù)F值可知，對(duì)超聲波低溫烹煮鹵牛肉感官評(píng)價(jià)影響程度依次為超聲功率＞煮制時(shí)間＞加熱溫度。

表4 二元回歸方程各項(xiàng)方差分析

2.2.3 響應(yīng)面分析

超聲波低溫烹煮鹵牛肉感官評(píng)價(jià)交互影響三維圖和等高線分析圖，如圖4所示。

圖4為雙因素交互作用曲面圖和等高線圖，根據(jù)等高線的位點(diǎn)不同可判斷交互作用是否顯著，等高線越接近于橢圓表示因素之間的交互作用越顯著，而圓形則表示交互不顯著[26-27]。響應(yīng)面的坡度變化反映各因素變化時(shí)，對(duì)應(yīng)響應(yīng)值的變化情況。由圖4（a）（b）可知：等高線均呈橢圓形，表明超聲功率和煮制時(shí)間、超聲功率和加熱溫度之間的交互作用對(duì)感官評(píng)分有顯著影響；超聲功率比煮制時(shí)間、加熱溫度的變化曲面較陡峭，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果影響更為顯著性。由圖4（c）可知：等高線接近于圓形，表明煮制時(shí)間和加熱溫度交互作用對(duì)感官評(píng)分的影響不顯著；煮制時(shí)間的變化曲面較加熱溫度的變化曲面較陡峭，由此可得出，3個(gè)因素的影響程度依次為超聲功率＞煮制時(shí)間＞加熱溫度。

圖4 各因素交互作用對(duì)解凍失水率影響的響應(yīng)面和等高線圖

2.2.4 回歸模型驗(yàn)證試驗(yàn)

利用Design-Expert 8.0.6軟件，得到超聲波低溫烹煮鹵牛肉感官評(píng)分最高值的因素水平：超聲功率684.08 W、煮制時(shí)間2.48 h及加熱溫度67.91 ℃。在此條件下得到的感官評(píng)分為92.94分。實(shí)際操作中稍作調(diào)整確定最佳工藝條件：超聲功率680 W、煮制時(shí)間2.5 h及加熱溫度68 ℃。在此條件下進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，3次平行試驗(yàn)得到的感官評(píng)分為92.53±0.52分，與預(yù)測(cè)值非常接近。

3 結(jié)論

通過對(duì)超聲功率、煮制時(shí)間以及加熱溫度進(jìn)行單因素試驗(yàn)，并在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，通過響應(yīng)面法優(yōu)化超聲波低溫烹煮鹵牛肉工藝。結(jié)果表明：對(duì)鹵牛肉感官評(píng)分影響程度依次為超聲功率＞煮制時(shí)間＞加熱溫度。經(jīng)驗(yàn)證試驗(yàn)證明該模型合理可靠，由該模型得到的最佳工藝條件：超聲功率680 W、煮制時(shí)間2.5 h及加熱溫度68 ℃，實(shí)際得到的感官評(píng)分為92.53±0.52分。此次試驗(yàn)為超聲波低溫烹煮鹵牛肉工藝優(yōu)化提供可參考依據(jù)。