李澤林，李茸茸，楊曉倩，聶凡秋，艾媛媛，付艷麗，樊瑩潤，彭 君，任麗蓉，郭其洪，廖小琳

（云南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，云南 昆明 650201）

牛肉在我國肉類食品中占有重要位置，是我國的第二大肉類食品，僅次于豬肉，牛肉蛋白質(zhì)含量高，而脂肪含量低，所以味道鮮美，受人喜愛[1-2]。牛肉含有豐富的蛋白質(zhì)，氨基酸組成比豬肉更接近人體需要，能提高機(jī)體抗病能力，對生長發(fā)育及手術(shù)后、病后調(diào)養(yǎng)的人在補充失血、修復(fù)組織等方面特別適宜[3-4]。香茅草又稱檸檬草，是生長在亞熱帶的一種茅草香料，天然含檸檬香味，具有和胃通氣、止咳、抗菌等功效[5]。經(jīng)常被用來當(dāng)佐料食用，并且深受年輕人喜歡。

牛肉干作為一種休閑食品，越來越受到人們的喜愛[6]，它具有口味佳、營養(yǎng)價值好、保質(zhì)期長等優(yōu)點。調(diào)查顯示，目前我國牛肉干產(chǎn)量雖然大，但是口味和加工工藝都比較傳統(tǒng)，消費還是受到一定程度的限制，就牛肉行業(yè)總體而言，仍保持著追求產(chǎn)量的模式[7-8]。且目前市場上口味比較單一，采用傳統(tǒng)的加工模式會使牛肉干產(chǎn)品品質(zhì)受到損害，消費受到一定的限制[9]。因此，增加牛肉食品的生產(chǎn)和消費，提高牛肉品質(zhì)，改善人民生活質(zhì)量乃是行業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略重點[10]。然而，現(xiàn)在市場上有的牛肉干主要以香辣味、原味和椒鹽味為主，還可以對牛肉干產(chǎn)品進(jìn)行多元化開發(fā)。李剛鳳等人[11]成功研制了帶有空心李果汁風(fēng)味的香辣牛肉干。任志剛[12]使用木瓜蛋白酶、復(fù)合磷酸鹽和氯化鈣的最佳復(fù)配物成功研發(fā)了嫩化型五香牛肉干。李嘉輝等人[13]研發(fā)了海苔風(fēng)味牛肉干。但是，還未見到有關(guān)香茅草風(fēng)味牛肉干的報道。

因此，擬通過單因素試驗確定每個因素的最優(yōu)值，然后運用響應(yīng)面優(yōu)化香茅草風(fēng)味牛肉干工藝。旨在將香茅草的特殊風(fēng)味與新鮮牛肉結(jié)合，滿足人們?nèi)找嬖鲩L的口味和營養(yǎng)需求的目標(biāo)，為牛肉的綜合開發(fā)利用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

新鮮牛后腿肉、新鮮檸檬草、精鹽、味精、雞精、醬油、花椒、干辣椒粉、五香粉、白砂糖、大蒜、生姜均為市售。

1.2 設(shè)備

HX1002Z型電子天平，慈溪市天東衡器廠產(chǎn)品；C21-WK2102型電磁爐，廣東美的生活電器制造有限公司產(chǎn)品；HXRB-6P型肉類烘干機(jī)，諸城市華信自動化設(shè)備有限公司產(chǎn)品；DZ-600/2S型真空包裝機(jī)，山東方源惠眾智能裝備有限公司產(chǎn)品；BHD388/05型電吹風(fēng)，荷蘭皇家飛利浦電子公司產(chǎn)品。

1.3 試驗方法

1.3.1 工藝流程

選料→清洗處理牛肉→切塊→加配料混勻→腌制→干燥→高溫烤制→冷卻→真空包裝→成品。

1.3.2 操作要點

（1）原料與處理。選擇優(yōu)質(zhì)健康的牛后腿肉，剔去其脂肪、筋腱，冷凍牛肉室溫下解凍至半解凍狀態(tài)。

（2）切塊。將已經(jīng)剔除筋腱、皮、脂肪后的牛肉切成長4 cm，寬2 cm，厚1 cm的牛肉塊，清水洗凈。

（3）加配料混勻。加入精鹽、味精、雞精、醬油、花椒、干辣椒粉、五香粉、白砂糖、醬油、大蒜、生姜攪拌混合均勻。

（4）腌制。在25℃條件下腌制23 h。

（5）微波爐干燥。置于微波爐中以95℃的溫度烘烤15 min。

（6）高溫烤制。將牛肉塊平鋪在烤盤上，放入烘干機(jī)（80℃）中烘制4 h。

（7）真空包裝。烘烤后立即取出均勻攤開用風(fēng)機(jī)吹冷或自然冷卻至38℃左右送入無菌室采用真空抽氣包裝。

1.3.3 單因素試驗

選取烘烤溫度、腌制時間、食鹽添加量和香茅草添加量為4個單因素，每個因素設(shè)置5組試驗，以感官評分為評價指標(biāo)進(jìn)行試驗。其中，香辛料的添加參考周亞軍等人[14]的研究稍加修改，試驗分為5組，每組加入等量以下香辛料：味精2.5 g，雞精2.5 g，醬油10 g，花椒10 g，辣椒粉15 g，五香粉10 g，白砂糖15 g，生姜、大蒜各10 g。

（1）烘烤溫度對感官評分的影響。稱取500 g新鮮牛肉，清洗干凈，每組固定香茅草添加量2%，食鹽添加量1.5%，腌制21 h，考查在不同溫度（70，75，80，85，90℃）下分別烘烤4 h后各組樣品感官評分的高低。

（2）腌制時間對感官評分的影響。稱取500 g新鮮牛肉，清洗干凈，每組固定香茅草添加量2%，食鹽添加量1.5%，分別腌制（17，19，21，23，25 h）后，80℃烘箱烘烤4 h，評定各組樣品感官評分高低。

（3）食鹽添加量對感官評分的影響。稱取500 g新鮮牛肉，清洗干凈，每組固定香茅草添加量2%，腌制23 h，食鹽添加量分別為（1.0%，1.5%，2.0%，2.5%，3.0%）置于80℃烘箱烘烤4 h，評定各組樣品感官評分高低。

（4）香茅草添加量的影響。稱取500 g新鮮牛肉，清洗干凈，每組固定食鹽添加量1.5%，分別加入不同香茅草添加量（1%，2%，3%，4%，5%），腌制23 h，置于80℃烘箱中烘烤4 h，評定各組樣品感官評分高低。

1.3.4 響應(yīng)面試驗設(shè)計

在單因素基礎(chǔ)上確定出3個水平，以烘烤溫度、腌制時間、食鹽添加量和香茅草添加量為4個因素，分別編碼為A、B、C、D進(jìn)行四因素三水平的響應(yīng)曲面分析。

響應(yīng)面因素與水平設(shè)計見表1。

表1 響應(yīng)面因素與水平設(shè)計

1.3.5 感官評定

感官評價小組成員由9名從事食品科學(xué)研究的研究生組成，分別為5名女生和4名男生，以9人的平均值作為評價結(jié)果。

香茅草牛肉干感官評分標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 香茅草牛肉干感官評分標(biāo)準(zhǔn)

1.4 數(shù)據(jù)處理

運用Excel 2016和SPSS 19.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與分析，利用Design Expert 8.0.5對表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行多元回歸擬合分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素結(jié)果

2.1.1 烘烤溫度對香茅草牛肉干的感官評分的影響

烘烤溫度對感官評分的影響見圖1。

由圖1可知，烘烤溫度對香茅草牛肉干感官評分影響較為明顯，隨著烘烤溫度的升高，感官評分先上升后下降。當(dāng)烘烤溫度達(dá)到80℃時，感官評分為82.8分達(dá)到最大值。此時，牛肉干色澤呈現(xiàn)深紅色，有香茅草特有的味道，無異味，組織質(zhì)地均勻，無黏液。當(dāng)烘烤溫度為85～90℃時，隨著烘烤溫度的升高，牛肉干色澤變深，口感變硬；當(dāng)達(dá)到90℃時，顏色黑沉，口感較差。因此，選擇80℃為最優(yōu)烘烤溫度。

圖1 烘烤溫度對感官評分的影響

2.1.2 腌制時間對香茅草牛肉干的感官評分的影響

腌制時間對感官評分的影響見圖2。

圖2 腌制時間對感官評分的影響

由圖2可知，腌制時間對香茅草牛肉干感官評分影響較為明顯，隨著腌制時間的延長，感官評分先上升再下降。當(dāng)腌制時間達(dá)到23 h時，感官評分為83.4分達(dá)到最大值，此時牛肉干色澤呈現(xiàn)深紅色，有香茅草特有的味道，味道較好，組織質(zhì)地均勻，無黏液；當(dāng)腌制時間為25 h時，牛肉干口味較濃厚，組織質(zhì)地不均，口感較硬。因此，選擇腌制時間23 h最優(yōu)。

2.1.3 食鹽添加量對香茅草牛肉干的感官評分的影響

食鹽添加量對感官評分的影響見圖3。

圖3 食鹽添加量對感官評分的影響

由圖3可知，食鹽添加量對香茅草牛肉干感官評分影響較為明顯，隨著食鹽添加量的增加，感官評分先上升再下降。當(dāng)食鹽添加量達(dá)到1.5%時，感官評分85.2分達(dá)到最大值。此時，牛肉干色澤呈現(xiàn)深紅色，有香茅草特有的味道，味道、口感較好，組織質(zhì)地均勻，無黏液。當(dāng)食鹽添加量為2.5%～3.0%時，牛肉干色澤較深，口味較咸厚，口感較硬。因此，選擇1.5%為最優(yōu)食鹽添加量。

2.1.4 香茅草添加量對香茅草牛肉干的感官評分的影響

香茅草添加量對感官評分的影響見圖4。

圖4 香茅草添加量對感官評分的影響

由圖4可知，香茅草添加量對香茅草牛肉干感官評分影響較為明顯，隨著香茅草添加量的增加，感官評分先上升再下降。當(dāng)香茅草添加量達(dá)到3%時，感官評分83.6達(dá)到最大值。此時，牛肉干色澤呈現(xiàn)深紅色，有香茅草特有的味道，味道較好，組織質(zhì)地均勻，無黏液。當(dāng)香茅草添加量為5%時，牛肉干口味較濃厚，口感較差。因此，選擇3%為最優(yōu)香茅草添加量。

2.2 響應(yīng)曲面試驗設(shè)計結(jié)果

2.2.1 試驗結(jié)果

對烘烤溫度、腌制時間、食鹽添加量和香茅草添加量4個影響因素使用響應(yīng)面法進(jìn)行優(yōu)化。

響應(yīng)面試驗結(jié)果見表3。

表3 響應(yīng)面試驗結(jié)果

利用Design Expert 8.0.5對表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行多元回歸擬合分析，得到感官評定值對烘烤溫度、腌制時間、食鹽添加量和香茅草添加量的二次多項回歸：

Y=83.40-1.17A-1.40B-0.38C+0.92D+0.050AB+

響應(yīng)面試驗結(jié)果分析見表4。

由表4可知，p值小于0.05表示模型項顯著，大于0.05表示模型項不顯著，研究模型p值為0.000 4＜0.01模型極顯著，失擬項p值為0.147＞0.05不顯著，說明模型是合適的。模型R2=0.961 3，R2Adj=0.913 2，表明該模型中的試驗值與預(yù)測值具有較好的相關(guān)性，該模型擬合度較好試驗重現(xiàn)性較好。根據(jù)各因素顯著水平，結(jié)合F值大小可以判斷，各單因素對果膠提取率影響程度的主次順序為腌制時間（B）＞烘烤溫度（A）＞香茅草添加量（D）＞食鹽添加量（C）。

表4 響應(yīng)面結(jié)果分析

2.2.2 交互作用分析

響應(yīng)面3D圖的弧度與等高線圖的密集程度反映了各因素作用的大小[15]，各個因素的交互作用對響應(yīng)值的影響可通過等高線圖直觀地反映出來，等高線圖的形狀可以反映出各因素交互效應(yīng)的強(qiáng)弱，橢圓形的等高線圖表明兩因素的交互作用對牛肉干的品質(zhì)影響顯著，當(dāng)?shù)雀呔€圖呈現(xiàn)圓形時，則表明兩因素交互作用不顯著[16-17]。

交互作用對感官評分的影響見圖5。

圖5 交互作用對感官評分的影響

由圖5可知，隨著烘烤溫度和食鹽添加量的增加，香茅牛肉干的感官評分均呈現(xiàn)先增加后減少的關(guān)系，且隨著烘烤溫度時和食鹽添加量的增加，感官評分具有最大值。響應(yīng)面等高線接近橢圓形，說明烘烤溫度與食鹽添加量的交互作用顯著。

2.2.3 驗證試驗

利用Design Exoert 8.0.5對最佳工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，預(yù)測香茅牛肉干的最佳工藝為烘烤溫度78.45℃，腌制時間為22.46 h，食鹽添加量1.38%，香茅草添加量3.03%，在此條件下，預(yù)測感官評分為83.9分。通過3次驗證試驗得到的感官評分平均值為84.8分，與預(yù)測值接近。得到的香茅草風(fēng)味牛肉干顏色呈現(xiàn)深紅色，無暗沉；氣味芳香，有香茅草和牛肉干香味；滋味鮮美、軟硬適中、口感較好；組織質(zhì)地均勻，無黏液、無雜質(zhì)。

3 結(jié)論

牛肉風(fēng)味獨特、營養(yǎng)價值高，而且人體對其的利用度大，有很大的多元開發(fā)價值。通過單因素為確定出各因素的最優(yōu)工藝參數(shù)，再利用Box-behnken進(jìn)行響應(yīng)曲面設(shè)計，得到數(shù)學(xué)模型，確定出香茅草風(fēng)味牛肉干的最佳工藝參數(shù)為烘烤溫度78.45℃，腌制時間22.46 h，食鹽添加量1.38%，香茅草添加量3.03%，經(jīng)驗證試驗得到感官評分平均值為84.8分。該工藝可以很好地保留香茅草原有的特殊風(fēng)味，且不流失牛肉本身的營養(yǎng)物質(zhì)，豐富了牛肉干的風(fēng)味和口感。