预制菜肴是指以一种或多种农产品为主要原料,经适当加工后进入流通与销售环节,可直接食用或食用前仅需简单加工的预包装产品[1]。因具有便捷、营养、广泛与多样等优势,正成为一种新的消费趋势,不断改变着我国传统的家庭备餐模式[2-3]。牛肉富含诸多营养成分,享有“肉中骄子”美称,其全国消费量已然跃居世界第三位[4]。预制酱卤牛肉制品,即指以牛肉及其副产品为主要原料,经预煮等一系列工艺形式制得的产品,因其香味浓郁、风味多样、色泽鲜亮与食用方便等特点,广受消费者青睐[5-7]。
预制酱卤牛肉易受多种环境因素影响,而导致品质变化[8]。目前,关于预制牛肉制品的研究主要集中在加工技术等工艺过程中,鲜有关于其在贮藏期间品质变化的相关报道[9-10]。本研究按照标准工艺制作预制酱卤牛肉,并分析不同温度贮藏条件下牛肉的pH值、色度、水分、质构特性等理化特性以及感官、挥发性风味物质含量等食用品质变化,以期为提升酱卤牛肉制品的品质与安全控制、扩大有关肉类制品开发范围提供参考和理论支撑。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
牛肉、食盐、大葱、生姜、白糖、香叶、桂皮、酱油：市售；氢氧化钠、盐酸（均为分析纯）：国药集团化学试剂有限公司。
1.2 仪器与设备
色差仪（3nh NR2000）：深圳市三恩时科技有限公司；电热恒温干燥箱（BGZ-140）、恒温培养箱（BSP-150）：上海博迅医疗生物仪器股份有限公司；pH 计（FE28）：瑞士梅特勒托利多公司；食品物性分析仪（TMS-PRO）：美国FTC 公司；万分之一天平（GL224I-1SCN）：德国赛多利斯集团；气相色谱-离子迁移谱仪（FlavourSpec®）：德国GAS 公司。
1.3 方法
1.3.1 酱卤牛肉配方及制作工艺
腌制液配方：以水总质量为基础,食盐3%,大葱5%,生姜5%。
卤水配方：以水总质量为基础,香叶0.05%,桂皮0.1%,白糖1.5%,酱油0.2%。
酱卤牛肉制作工艺：将新鲜牛肉剔除筋膜后分割为小块,清洗干净浸泡进腌制液中,4 ℃腌制24 h 后捞出沥干水分。而后置于卤水沸水中卤制20 min,关火焖煮20 min,最后用铝箔袋真空包装,121 ℃灭菌15 min。
试验分组：将灭菌后样品分别置于-18、4、10、20、30 ℃恒温培养箱中放置0、1、4、7、14、28 d。
1.3.2 理化特性测定
色度以标准白板为基础,采用色差仪测定。pH 值参照GB 5009.237—2016《食品安全国家标准 食品pH值的测定》进行测定。水分含量参照GB 5009.3—2016《 食品安全国家标准 食品中水分的测定》中的直接干燥法测定。
1.3.3 质构特性测定
将样品切割为1 cm×1 cm×1 cm 的小块,垂直于肌纤维方向进行全质构分析（texture profile analysis,TPA）。测定参数：探头型号为FTC 25.4 mm 圆柱形探头；测前速度为1 mm/s,测中速度为1 mm/s,回复测后速度为1 mm/s；压缩比30%,触发力5 g,数据收集率为200 pps。
1.3.4 气相色谱-离子迁移色谱（gas chromatographyion mobility spectrometry,GC-IMS）检测
将酱卤牛肉样品粉碎后准确称取2 g,密封置于20 mL 顶空进样瓶中。
进样条件：顶空瓶孵育温度为60 ℃,孵育速度为500 r/min,孵育时间为15 min,进样体积为500 μL,进样针温度为85 ℃。
GC-IMS 条件：色谱柱WAX 为15 m×0.53 mm,柱温为60 ℃；运行时间为30 min,载气为N2；载气起始流速为2 mL/min,保持2 min,2～5 min 时流速上升为10 mL/min,5～15 min 时 流 速 上 升 为15 mL/min,15～20 min 时流速上升为50 mL/min,20～30 min 时流速上升为100 mL/min；电离源为氚,载气为N2,迁移管长度为10 cm,管内电压为400 V/cm,迁移气流速为150 mL/min,离子迁移色谱仪探测器温度为45 ℃。
1.4 数据分析
采用Vocal 软件内置NIST 2014 和信息管理系统（information management system,IMS）数据库对样品挥发性化合物进行分析,利用GC-IMS 系统内置的Gallery Plot 插件绘制样品风味物质指纹图谱,使用Microsoft Excel 2021 进行数据统计,其余图采用Origin 2021绘制。
2 结果与分析
2.1 贮藏温度对预制酱卤牛肉理化特性的影响
2.1.1 牛肉色度变化
预制酱卤牛肉的色度是非常重要的理化品质指标,颜色好坏是影响消费者购买意愿的直接因素[11]。贮藏过程中,不同贮藏温度对牛肉色度的影响结果见图1。其中L*值代表亮度,数值越大表示牛肉色泽越亮白；a*值代表红度,数值越大表示牛肉色泽越鲜红。
图1 不同贮藏温度对预制酱卤牛肉色度的影响
Fig.1 Effect of different storage temperatures on chromaticity of premade stewed beef with sauce
图1 显示,整个贮藏期间,牛肉色度受贮藏温度影响的变化幅度整体呈现出先升高后降低的明显趋势。原因可能在于-18 ℃贮藏条件下,牛肉中的水分全部结为冰晶,影响了对光的反射能力,从而影响牛肉色泽。L*值与a*值均在4 ℃贮藏条件下达到最大,而随着贮藏温度的不断升高,牛肉中多种微生物不断生长繁殖,使其肌红蛋白消耗分解及氧化褐变,从而导致牛肉逐渐腐败变质,亮度与红度都大大降低[12]。因此,预制酱卤牛肉在4 ℃贮藏条件下最能保持较好色泽状态。
2.1.2 牛肉pH 值变化
pH 值对预制酱卤牛肉的贮藏品质具有较大影响,直接关乎其食用保质期[13]。不同贮藏温度对预制酱卤牛肉pH 值的影响见图2。
图2 不同贮藏温度对预制酱卤牛肉pH 值的影响
Fig.2 Effect of different storage temperatures on pH value of premade stewed beef with sauce
从图2 可以看出,-18 ℃贮藏条件下牛肉pH 值偏大,可能是由于冷冻温度对牛肉蛋白质的化学结构造成一定影响,其内部氢键、离子键和范德华力等相互作用力减弱,更多碱性基团暴露出来,从而导致牛肉pH值增大。当贮藏温度不断升高,牛肉pH 值明显减小,原因在于较高温度中大量微生物的适宜繁殖与代谢,例如乳酸菌繁殖以及其他微生物的糖代谢产酸,都会导致牛肉pH 值减小。另外可以看出,温度为4 ℃时,整个贮藏期间牛肉pH 值总体变化幅度相对较小；而当温度增加到30 ℃时,贮藏期间牛肉pH 值呈明显减小趋势,这与邹云鹤[14]的研究结果一致。总的来说,4 ℃贮藏温度对预制酱卤牛肉pH 值的影响最小。
2.1.3 牛肉水分含量变化
酱卤牛肉预制过程中,牛肉从生到熟的嫩度与食用口感,受水分含量影响较大。不同贮藏温度对预制酱卤牛肉水分含量的影响见图3。
图3 不同贮藏温度对预制酱卤牛肉水分含量的影响
Fig.3 Effect of different storage temperatures on moisture content of premade stewed beef with sauce
图3 结果表明,整个贮藏过程中,不同温度对预制酱卤牛肉的水分含量并未造成明显影响。牛肉中的水分主要包含自由水、结合水与不易流动水[15]。在酱卤过程中,牛肉中的自由水与不易流动水都会随着熟制从内部结构中溢出,而贮藏温度对牛肉中剩下的结合水含量,并无明显影响。这一结果与Kang 等[16]的研究结论一致。
2.2 贮藏温度对预制酱卤牛肉质构特性的影响
通过TPA 法测算不同贮藏温度条件下预制酱卤牛肉的质构特性,包括硬度、黏附性、弹性以及咀嚼性。不同贮藏温度对预制酱卤牛肉质构特性的影响见表1。
表1 不同贮藏温度对预制酱卤牛肉质构特性的影响
Table 1 Effects of different storage temperatures on texture characteristics of premade stewed beef with sauce
注：同行同一指标a～d 字母不同表示差异显著（P<0.05）；同列同一指标x～z 字母不同表示差异显著（P<0.05）。
贮藏时间/d 1471 4 28贮藏时间/d 4 ℃45.15±1.83ax 44.31±2.59bx 43.95±3.14bx 41.51±2.38by 39.48±2.76bz 10 ℃42.81±3.02bx 40.69±3.51cy 39.48±2.99cy 39.50±6.64cy 38.90±4.53cz 20 ℃36.72±2.78cx 31.30±3.03dy 29.89±0.77dy 29.48±1.29dy 25.68±2.60dz 30 ℃36.52±1.35cx 31.14±1.90dy 29.51±2.15dy 29.25±1.41dy 25.21±2.42dz 4 ℃0.52±0.01ax 0.54±0.02ax 0.45±0.01ax 0.38±0.01ax 0.34±0.01ax 10 ℃0.45±0.01ax 0.47±0.01ax 0.45±0.02ax 0.40±0.01ax 0.39±0.01ax 20 ℃0.46±0.02ax 0.41±0.03ax 0.39±0.02ax 0.38±0.00ax 0.37±0.01ax 30 ℃0.48±0.01ax 0.39±0.01ax 0.37±0.01ax 0.39±0.01ax 0.37±0.01ax 1471 4 28硬度/N-18 ℃46.95±4.58ax 46.50±4.83ax 45.07±5.54ax 45.33±3.86ax 43.97±3.67ay弹性/mm-18 ℃1.86±0.39ax 2.49±0.12ay 2.87±0.33ay 2.69±0.40ay 2.96±0.29ay 4 ℃2.25±0.51ax 2.81±0.29ax 2.39±0.47ax 3.20±0.13ay 3.47±0.28ay 10 ℃2.29±0.22ax 2.72±0.13ax 2.74±0.45ax 3.36±0.56ay 3.56±0.17ay 20 ℃2.37±0.33ax 2.48±0.30ax 2.79±0.32ax 3.46±0.25ay 3.74±0.44ay 30 ℃2.75±0.34ax 3.15±0.36ax 3.04±0.38ax 3.69±0.45ay 3.98±0.23ay黏附性/mJ-18 ℃0.83±0.04ax 0.62±0.02ax 0.46±0.01ax 0.44±0.03ax 0.38±0.01ax咀嚼性/mJ-18 ℃33.82±4.17ax 32.93±4.22ax 32.66±2.15ax 32.74±2.49ax 30.89±2.36ax 4 ℃26.70±3.18bx 25.77±4.45bx 23.97±1.05bx 23.55±2.89bx 21.42±1.43by 10 ℃19.90±1.05cx 19.52±2.98cx 16.44±2.76cy 16.14±3.35cy 14.67±1.90cy 20 ℃15.67±0.42dx 13.08±1.24dy 12.99±2.68dy 11.47±1.51dy 9.93±1.02dy 30 ℃13.75±1.27dx 11.55±1.58dy 10.81±1.99ey 8.72±0.96ez 8.10±0.83dz
由表1 可知,贮藏过程中,随贮藏温度不断升高,预制酱卤牛肉的硬度与咀嚼性呈明显降低趋势,黏附性与弹性差异不显著（P>0.05）,原因可能是牛肉中蛋白质受温度升高影响产生热变性效果,不断破坏内部肌原纤维的完整稳定结构,肌肉组织逐渐表现为断裂状态,从而导致牛肉的硬度与咀嚼性显著降低[17]。
另一方面,表1 中数据显示在-18 ℃贮藏温度条件下,牛肉所有质构指标在整个贮藏期内变化不大,原因在于冷冻条件下的牛肉内部发生水分结晶、蛋白质变性以及肌细胞形态变化,彻底影响牛肉质地。在4 ℃贮藏温度条件下,牛肉硬度自贮藏第14 天开始显著降低（P<0.05）,咀嚼性在贮藏第28 天显著降低（P<0.05）。而当贮藏温度升高至10 ℃及以上时,牛肉硬度与咀嚼性自贮藏第4 天便开始发生明显变化。这与前面的研究结果一致,贮藏过程中的微生物生长繁殖,导致蛋白质分解、肌原纤维结构破坏,从而降低牛肉硬度与咀嚼性[18]。但4 ℃同样应为预制酱卤牛肉较适宜贮藏温度,该条件下牛肉质构特性能达到更长贮藏期的稳定品质。
2.3 贮藏过程中预制酱卤牛肉风味变化
2.3.1 牛肉挥发性风味物质定性和定量分析
利用GC-IMS 技术测定4 ℃贮藏温度条件下,贮藏过程中预制酱卤牛肉的挥发性风味物质含量,通过系统内置的NIST 2014 和IMS 数据库对挥发性化合物进行定性分析,采用系统峰体积进行相对含量计算,从而完成定量分析,结果如表2 所示。
表2 低温贮藏过程中预制酱卤牛肉风味物质含量
Table 2 Flavor compound content of premade stewed beef with sauce during low temperature storage
注：同行不同小写字母表示差异显著（P<0.05）。
化合物醛类醇类酮类酯类烃类酸类酚类腈类其他类相对含量/%0 d 24.41±0.81a 22.34±0.06a 11.07±0.38b 19.12±0.97a 15.40±0.15a 5.53±0.75a 1.14±0.02a 0.12±0.01a 0.86±0.17a 1 d 23.84±0.18a 22.38±0.31a 11.32±0.58b 18.89±0.44a 16.47±0.15a 6.35±0.20a 1.00±0.04a 0.12±0.01a 0.63±0.03b 4 d 20.16±0.15b 20.42±0.27b 12.13±0.20b 18.25±0.43a 16.57±0.70a 6.74±0.65a 1.00±0.06a 0.19±0.01a 0.55±0.02b 7 d 23.85±0.32a 19.55±0.17b 14.36±0.67a 17.23±0.78a 16.51±0.08a 7.00±0.41a 0.81±0.04a 0.14±0.01a 0.55±0.02b 14 d 22.88±0.32a 17.87±0.37c 12.54±0.50a 17.91±0.68a 16.78±0.32a 6.43±0.34a 0.90±0.02a 0.13±0.01a 0.56±0.02b 28 d 21.04±0.26b 17.11±0.36c 13.07±0.47a 16.60±0.47b 16.34±0.45a 6.22±0.41a 0.89±0.02a 0.25±0.01a 0.49±0.02b
结果显示,预制酱卤牛肉在低温贮藏过程中共检测出131 种挥发性化合物,包括醛类34 种、醇类28 种、酮类13 种、酯类21 种、烃类18 种、酸类8 种、酚类4 种、腈类2 种以及其他类型化合物3 种。有研究指出,醛类是肉类制品呈味物质中的主要成分之一[19],其较高含量对预制酱卤牛肉的独特风味具有突出贡献。
从表2 可以看到,随贮藏时间延长,预制酱卤牛肉主要风味物质醛类的相对含量呈现先降低后增高再降低的趋势,酮类相对含量变化趋势为先增高后降低,醇类相对含量则一直明显降低,而酯类、烃类等其他风味物质相对含量整体变化不明显。贮藏前4 d 牛肉风味物质相对含量变化较小,原因可能是低温贮藏抑制牛肉中的微生物生长繁殖与酶促作用等,导致风味物质氧化衰减的趋势较小。贮藏第4～7 天,随着微生物降解与脂质氧化等作用不断增强,牛肉中醇类化合物首先被氧化为醛类、酮类,而后醛类、酮类等化合物进一步被转化为其他挥发性杂环化合物的中间体[20]。贮藏第7 天及以后,各类挥发性化合物相对含量明显下降,牛肉风味锐减。
2.3.2 牛肉挥发性风味物质指纹图谱分析
通过指纹图谱可以直观对比低温贮藏过程中,牛肉风味物质在组成和含量上的共性和差异。选取所有定性峰,利用系统内置的Gallery Plot 插件自动绘制4 ℃贮藏条件下,预制酱卤牛肉的挥发性风味物质指纹图谱如图4 所示。
图4 低温贮藏过程中预制酱卤牛肉风味物质指纹图谱
Fig.4 Fingerprint of flavor compounds in premade stewed beef with sauce during low temperature storage
A1、A2、A3 为贮藏0 d；B1、B2、B3 为贮藏1 d；C1、C2、C3 为贮藏4 d；D1、D2、D3 为贮藏7 d；E1、E2、E3 为贮藏14 d；F1、F2、F3 为贮藏28 d。同一行为一个样品检出的挥发性成分组成情况,同一列为同一挥发性风味成分在不同样品中的信号峰情况,信号峰颜色的明亮程度代表了对应风味化合物含量的高低[21-22]。
由图4 可知,贮藏期间牛肉中共有且差异较小的风味物质包括丙酮酸乙酯、丁酸异乙酯、乙酸-M、苯乙烯和四氢呋喃等；贮藏28 d 的主要呈味物质以苯、甲苯、乙酸甲酯和3-甲基丁醛为代表；贮藏前4 d 时含量较高的风味物质主要是己烷-2-醇、乙酸异戊二醇、己醛、（E）-2-戊烯-M 醛、L-香芹酮和4-甲基愈创木酚；贮藏7 d 时的特征风味物质则是香叶醇、月桂烯和辛醛[23]。
3 结论
本研究测定分析了预制酱卤牛肉在不同温度贮藏过程中的综合品质特性变化。结果显示,预制酱卤牛肉在4 ℃贮藏条件下保存效果最佳。该贮藏温度下,牛肉色度L*值与a*值最大,pH 值变化最小,硬度自第14 天开始显著降低,咀嚼性自第28 天开始显著降低。预制酱卤牛肉在低温贮藏过程中共检测出131 种挥发性化合物,其中,醛类与醇类化合物为最主要挥发性风味物质,醇类相对含量在贮藏第4 天开始显著下降,贮藏前期牛肉主要特征风味物质为己烷-2-醇、香叶醇、己醛、辛醛和L-香芹酮等。综合结果表明,预制酱卤牛肉最适贮藏温度为4 ℃,该条件下可有效保存7 d。本研究可为更多预制肉类制品的开发、贮藏以及特征风味探究提供一定的理论依据,可为工业化生产相关预制品的品质与安全控制等提供理论参考。但具体预制酱卤牛肉贮藏货架期的精准测算还需深入研究。
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