于豪杰 高曉光 馮 隨 劉曉暢 孫寶忠 牟德華* 謝 鵬 雷元華 時若棟 魏秀卿 張松山*
1.中國農(nóng)業(yè)科學院北京畜牧獸醫(yī)研究所 北京 100193 2.河北科技大學食品與生物學院 河北石家莊 050018 3.河北雙鴿食品股份有限公司 河北石家莊 050021
近年來隨著人們生活水平的提高,膳食結(jié)構(gòu)也不斷向著低脂、營養(yǎng)、綠色、健康的方向轉(zhuǎn)變。牛肉因其低脂肪、高蛋白、富含人體必需氨基酸等特點成為優(yōu)化膳食結(jié)構(gòu)的重要組成部分[1]。新疆褐牛是由我國自主培育的乳肉兼用型牛,具有優(yōu)良的高產(chǎn)基因和適應本地區(qū)廣闊草原放牧飼養(yǎng)的特點[2]。隨著牛肉消費量的增加,牛肉的品質(zhì)也逐漸被消費者關(guān)注,主要包括肉的顏色、嫩度、風味等[3],尤其是風味,往往直接或間接決定消費者的購買欲望。生牛肉中的揮發(fā)性風味物質(zhì)較少,大多數(shù)揮發(fā)性風味物質(zhì)是通過熱加工方式產(chǎn)生的,牛肉熱加工的過程,也是特征性風味形成的過程:主要有脂質(zhì)氧化、美拉德反應與斯特克勒降解反應、脂質(zhì)與美拉德反應的交互作用、硫胺素降解等[4],這些反應使得牛肉風味更加豐富。熱加工方式不同,牛肉中的脂質(zhì)氧化程度也不同,常用的熱加工方式包括煙熏(如煙熏牛肉火腿等)、醬鹵煮制(溫度約100℃,如醬鹵牛肉制品等)、高溫熟制(溫度121℃,如牛肉罐頭等)及煎、烤、炸(溫度約150℃,如煎牛排等)[5]。
一定程度的脂質(zhì)氧化對肉品風味的形成具有重要的作用,但是烹調(diào)過程中如過度氧化就會影響食品的營養(yǎng)價值和質(zhì)量安全。鄺吉衛(wèi)[6](2018)等研究了不同烹調(diào)方式下牛心品質(zhì)的變化,結(jié)果表明,煎制和烤制處理更容易促進脂肪氧化產(chǎn)生更多的丙二醛,這些物質(zhì)會對人體健康造成一定危害。Yi[7](2008)等對不同熱處理下雪花牛肉脂肪酸組成的變化進行了研究,結(jié)果表明,與微波處理相比,蒸煮處理能較好的保護脂肪酸,應避免過高溫度處理牛肉,以防止營養(yǎng)成分的損失。因此,通過人為控制熱加工過程中脂質(zhì)的過度氧化,改善肉品品質(zhì)以及確保食品的安全性就顯得尤為重要[8]。
目前熱加工條件下抑制脂質(zhì)氧化的措施主要是添加抗氧化劑,常用的人工合成抗氧化劑主要有沒食子酸丙酯(proplygallat,PG)、丁羥基茴香醚(butylhydroxyanisd,BHA)、二丁基羥基甲苯(butylatedhydroxytoluene,BHT)等[9]。隨著一些食品安全問題的發(fā)生,以及人們健康意識的提高,化學合成添加劑的安全性也引起了一部分消費者的擔憂。而果蔬復合改質(zhì)劑屬于植物源性添加劑,具有安全、高效、純天然、健康等特點,相較于傳統(tǒng)的化學合成添加劑,更易于消費者的接受。郭長江[10](2004)等研究了水果對衰老機體抗氧化功能的影響,結(jié)果表明,蘋果汁、石榴汁能夠有效降低老齡動物肝臟、腦組織中的自由基。蔣守群[11](2016)等的研究結(jié)果表明,芒果乙醇提取物能夠有效降低雞胸肉貯藏過程中脂質(zhì)的氧化。王心廣[12](2011)等研究發(fā)現(xiàn)枸杞提取成分對脂類次級產(chǎn)物丙二醛(MDA)的產(chǎn)生具有很好的抑制作用。而果蔬復合改質(zhì)劑在牛肉上的應用還相對較少。因此,本研究以新疆褐牛肉為研究對象,探究不同熱加工方式下果蔬復合改質(zhì)劑對牛肉脂肪氧化及揮發(fā)性成分的影響,旨在為人們提供一種優(yōu)質(zhì)、安全、健康的牛肉產(chǎn)品。
新疆褐牛:在屠宰場隨機選取自然放牧條件下未經(jīng)人工加飼育肥正常發(fā)育、健康無病的24月齡新疆褐牛公牛。
按照GB/T19477-2004《牛屠宰操作規(guī)程》、GB/T 27643-2011《牛胴體及鮮肉分割》對以上新疆褐牛進行屠宰、分割。褐牛胴體在0~4℃冷庫成熟3d后分割,取外脊2kg,去除表面脂肪、筋腱、污血等雜物后,真空包裝置于-18℃的冰箱保存。
芹菜、生姜、胡蘿卜、枸杞子購買于農(nóng)大南路幸福超市。
三氯甲烷、氫氧化鈉、氫氧化鉀、無水硫酸鈉、乙二胺四乙酸二鈉、無水乙醇、氯化鈉、石油醚、乙醇硫代巴比妥酸等試劑為分析純,國藥集團化學試劑有限公司;
甲醇、正己烷、正庚烷等試劑均為色譜純,阿拉丁試劑(上海)有限公司;
15%三氟化硼甲醇溶液,阿拉丁試劑(上海)有限公司;
2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚,青島海智達生物科技有限公司;
37種脂肪酸甲酯混合標準品,上海安譜實驗科技有限公司。
1.2.1 樣品制備方法
1.2.1.1 復合果蔬汁制備
選取無病蟲害、無損傷的新鮮芹菜、生姜、胡蘿卜清洗切碎;選取大小均一、色澤一致、無霉爛的優(yōu)質(zhì)枸杞,清洗后,枸杞子與蒸餾水質(zhì)量比為1∶5,在蒸餾水中浸泡30min,使枸杞子充分吸收水分,便于榨汁。隨后將各種果蔬以及枸杞子連同浸泡水用榨汁機分別榨汁,離心(2 000r/min、15min、4℃)[13],取上清液置于4℃冰箱備用。
1.2.1.2 復合果蔬汁對牛肉的浸漬處理
將新疆褐牛外脊切塊(2cm×2cm×2cm),置于塑料杯中。使用7.87%芹菜汁、8.0%生姜汁、12.4%胡蘿卜汁、8.85%枸杞汁(果蔬汁使用量在預試驗基礎(chǔ)上確定,占肉重的百分比)組成天然果蔬復合改質(zhì)劑,并稱取占牛肉質(zhì)量5%的復合果蔬汁,按照添加劑最大使用量,并根據(jù)肉重加入1.0%的食鹽,均勻涂抹在牛肉塊表面,在4℃條件下浸漬24h,對照組不作處理。
1.2.1.3 復合果蔬汁浸漬牛肉的熱加工處理
參考劉夢[14](2017)等的方法并略作修改,選取牛肉加工過程中幾種常用的方式和溫度,如蒸煮(溫度約80℃)、醬鹵(溫度約100℃)、高壓熟制(溫度約121℃)、烤(溫度約150℃和230℃)。
具體操作為:采用80℃煮制,將肉塊置于透明蒸煮袋,不封口;
采用100℃煮制,將肉塊置于透明蒸煮袋,不封口;
采用121℃高壓熟制,將肉塊置于鋁箔袋封口,放入高壓滅菌鍋熟制;
采用150℃烤制,將肉塊置于錫箔紙上,電熱恒溫烤箱150℃烤制;
采用230℃烤制,將肉塊置于錫箔紙上,電熱恒溫烤箱230℃烤制。
待各處理組達到相應的中心溫度后,測定牛肉過氧化值(POV)值和硫代巴比妥酸(TBA)值、脂肪酸組成及揮發(fā)性成分的情況。
1.2.2 牛肉理化指標的測定
1.2.2.1 pH測定
參考GB/T9695.5-2008《肉與肉制品pH測定》中方法測定。利用絞肉機至少絞碎樣品2次,取絞碎外脊肉5g,與50mL蒸餾水混合,用pH計測定肉樣的pH值,每樣做3次平行。
1.2.2.2 剪切力值測定
參照NY/T 1180-2006《肉嫩度的測定剪切力測定法》中的方法測定。取肉樣長×寬×高不少于6cm×3cm×3cm的整塊肉樣,剔除肉表面的筋、腱、膜及脂肪。取中心溫度0~4℃的肉樣,放入蒸煮袋中,80℃恒溫水浴加熱,用熱電偶測溫儀測定肉樣中心溫度達到70℃時,將肉樣取出冷卻至中心溫度為0~4℃。用直徑為1.27cm的圓形取樣器沿與肌纖維平行的方向鉆切肉樣,孔樣長度不小于2.5cm,取樣位置應距離樣品邊緣不小于5mm,兩個取樣的邊緣間距不少于5mm,剔除有明顯缺陷的孔樣,測定樣品數(shù)量不少于3個。將孔樣置于儀器的刀槽上,使肌纖維與刀口走向垂直,啟動儀器剪切肉樣,測得刀具切割這一用力過程中的最大剪切力值為孔樣剪切力的測定值。
1.2.2.3 蒸煮損失測定
樣品低溫解凍,用濾紙吸干表面水分,放入蒸煮袋中,在80℃條件下水浴加熱至中心溫度為70℃,再次用濾紙吸干表面水分,分別稱量蒸煮前后牛肉質(zhì)量,記為W1、W2,按公式(1)計算蒸煮損失。
(1)
式中:W1為蒸煮前牛肉質(zhì)量(g);W2為蒸煮后牛肉質(zhì)量(g)。
1.2.2.4 肉色測定
參考周玉春[15](2015)等方法進行測定。將樣品肉垂直肌纖維的方向切開,使切面在空氣中氧合30min,用色差儀測定亮度(L*)值、紅度(a*)值和黃度(b*)值,將鏡頭垂直置于肉面上,鏡口緊扣肉樣切面按下攝像按鈕,讀取色度參數(shù)。在肉面隨機選取3個位置重復測量,取平均值。色差儀使用前預熱30min,并使用校正板標準化。
1.2.2.5 質(zhì)構(gòu)測定
參照韓冬潔[16](2016)等的方法,并略作修改,將肉樣切塊(約5cm×4cm×3cm)并剔除脂肪及筋膜后放入蒸煮袋,于80℃水浴鍋中加熱,待肉樣中心溫度達到70℃后取出,冷卻至室溫,然后用不銹鋼刀沿與肌纖維平行的方向?qū)悠沸拚麨?.0cm×1.0cm×1.0cm的肉塊,待測。利用TA.XT.Plus物性儀,測定條件:應用“TPA模式”,采用P/75探頭,探頭回升高度為30mm,測試前速率2.0mm/s,檢測速率1.0mm/s,測試后速率5mm/s,壓縮比75%,最小起始力0.5N,數(shù)據(jù)收集頻率100Hz。對牛肉外脊的硬度(hardness)、咀嚼性(chewiness)進行測定,每個樣品重復測定6次,取平均值。
1.2.3 過氧化值(POV)測定
按照GB 5009.227-2016《食品中過氧化值的測定》方法測定。取牛肉外脊絞碎,加入2~3倍樣品體積的石油醚,搖勻,充分混合后靜置浸提12h以上,經(jīng)裝有無水硫酸鈉的漏斗過濾,取濾液,在低于40℃的水浴中,用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀減壓蒸干石油醚,殘留物即為待測試樣。取樣品(2.000±0.001)g置于250mL碘量瓶中,加入30mL三氯甲烷-冰乙酸混合液,輕輕振搖使試樣完全溶解。準確加入1.00mL飽和碘化鉀溶液,塞緊瓶蓋,并輕輕振搖0.5min,在暗處放置3min。取出加100mL水,搖勻后立即用硫代硫酸鈉標準溶液滴定析出的碘,滴定至淡黃色時,加1mL淀粉指示劑,繼續(xù)滴定并強烈振搖至溶液藍色消失為終點。同時進行空白試驗??瞻自囼炈?.01mo1/L硫代硫酸鈉溶液體積V0不得超過0.1mL。
1.2.4 硫代巴比妥酸(TBA)值測定
參照張進杰[17](2011)等的方法,并略作修改。取攪碎肉樣(10.000±0.005)g,置于100mL三角瓶中,加入50mL 7.5g/100mL三氯乙酸(含0.1% EDTA),勻漿機均質(zhì)處理(5 000r/min)30s,用雙層濾紙過濾2次,取濾液5mL并加入5mL 0.02mol/L TBA溶液,100℃水浴1h,取出后流水冷卻至室溫,在532nm波長處測定其吸光度值。通過與磷酸三乙酯(TEP)標準曲線的對照計算TBA值,結(jié)果用mg MDA/kg表示。
1.2.5 脂肪酸組成及含量測定
浸漬牛肉中脂肪酸的測定主要參照Folch[18](1957)等的方法,并略作修改。取肉樣(3.000±0.005)g置于具塞圓底燒瓶中,加入60mL氯仿-甲醇溶液(體積比為2∶1)攪拌均勻。將盛有樣品的圓底燒瓶與冷凝回流管連接后,置于40℃水浴浸提30min。浸提完后,取下圓底燒瓶,并加入20mL飽和氯化鈉溶液充分攪拌,靜置待溶液分層。分層后,取下層溶液,加入另一圓底燒瓶中,40℃下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā),使溶劑和粗脂肪分離,得到脂肪粗提物,備用。脂肪甲酯化按照GB 5009.168-2016《食品中脂肪酸的測定》中的三氟化硼法進行,脂肪酸以外標法進行定量[19]。
1.2.6 揮發(fā)性成分的測定
1.2.6.1 固相微萃取
參照沙坤[20](2017)等的方法并略作修改。取10g肉糜,放入20mL萃取瓶中,密封,50℃水浴狀態(tài)下平衡20min后,將固相萃取進樣器(CAR/PDMS)插入萃取瓶的頂空部分,繼續(xù)水浴萃取40min。然后將萃取器轉(zhuǎn)移至氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀,在250℃解吸7min,同時啟動儀器采集數(shù)據(jù)。
1.2.6.2 色譜條件
使用DB-WAX毛細管柱(30m×250μm,0.25μm)。升溫程序為:起始溫度40℃,保持3min,然后以5℃/min升溫到200℃,再以10℃/min升溫到230℃,保持3min;氣化室溫度250℃;載氣為He;流速6mL/min;分流比5∶1。
1.2.6.3 質(zhì)譜條件
電子電離源;電子能量70 eV;接口溫度250℃;傳輸線溫度280℃;離子源溫度230℃;四極桿溫度150℃;質(zhì)量掃描范圍55~500m/z。
數(shù)據(jù)分析利用NIST和WILEY譜庫進行計算機檢索定性確定化合物,采用峰面積歸一化法確定各組分相對百分含量。
用SPSS 19.0統(tǒng)計分析軟件分析顯著性,結(jié)果均以“平均值±標準誤”表示;利用Origin 8.0軟件進行繪圖。
由表1可以看出,果蔬復合改質(zhì)劑浸漬處理對牛肉pH值、色度值、蒸煮損失差異不顯著(p>0.05),對牛肉的剪切力值、硬度值、咀嚼性影響效果也不顯著(p>0.05)。李艷青[21](2007)等認為,隨著生姜汁濃度的增加,其中的某些可致牛肉老化的物質(zhì)量也隨之增加,減少了生姜汁對肉的嫩化作用。孫國梁[22](2008)等認為,隨著處理時間的延長,牛肉的降解改變了溶液成分而不利于生姜蛋白酶活性的發(fā)揮,該現(xiàn)象尚須進一步研究。
表1 果蔬復合改質(zhì)劑對牛肉肉質(zhì)的影響Table 1 Effect of Fruit and Vegetable Compound Modifier on Beef Meat Quality
不同加熱方式下果蔬復合改質(zhì)劑對牛肉POV值的影響見圖1。
圖1 不同加熱方式下果蔬復合改質(zhì)劑對牛肉POV值的影響Fig. 1 Effects of fruit and vegetable compound modifiers on POV Value of beef under different heating methods注:*表示處理組和對照組POV值差異顯著p<0.05;不同字母表示不同溫度下相同處理方式POV值差異顯著p<0.05。
由圖1可知,經(jīng)80℃煮制、100℃煮制15min后,處理組牛肉POV值均顯著低于對照組(p<0.05),說明果蔬復合改質(zhì)劑在該溫度范圍內(nèi),對牛肉中的過氧化值有很好的抑制效果;對于不同溫度下相同處理方式,隨著溫度的升高,牛肉的POV值就越高;可能是在此溫度段下,氫過氧化物合成速率大于分解速率,造成POV值升高;在230℃烤制處理下,與150℃烤制相比,POV值變化不大,可能是隨著溫度的升高,脂肪初級氧化速率進一步增大,與二級氧化達到了動態(tài)平衡[23]。
果蔬復合改質(zhì)劑對不同熱加工溫度下牛肉TBA值的影響見圖2。
肉品中通常采用2-硫代巴比妥酸實驗法對脂肪的氧化程度進行評價,一般來說,肉品的TBA值越大,則表示脂肪氧化越嚴重。由圖2可知,經(jīng)80℃煮制、100℃煮制及121℃高壓熟制處理15min后,處理組牛肉TBA值均顯著低于對照組(p<0.05),說明在相應的溫度下,果蔬復合改質(zhì)劑能夠抑制牛肉的氧化。對于不同溫度下相同處理方式,在121℃高壓熟制與150℃烤制之間,無論是處理組還是對照組,均表現(xiàn)出顯著性差異(p<0.05);而在150℃與230℃烤制之間的TBA值只有處理組表現(xiàn)為顯著性差異(p<0.05)。在230℃烤制的條件下,TBA值相比于150℃烤制出現(xiàn)小幅度下降,可能是以丙二醇為代表的二級氧化產(chǎn)物與氨基反應,或與氨基酸、糖原結(jié)合導致TBA值下降,也有可能是丙二醛進一步氧化成醇、醛、羧酸等揮發(fā)性化合物[24]。
由表2可知,在100℃煮制條件下,處理組棕櫚油酸(C16∶1)、順-10-十七碳烯酸(C17∶1)、油酸(C18∶1n9c)、花生四烯酸(C20∶4n6)、二十碳五烯酸(C20∶5)、二十二碳六烯酸(C22∶6n3)不飽和脂肪酸含量分別為1.082、0.216、29.285、0.386、0.366、0.266g/100g,均顯著高于對照組(p<0.05);在121℃高壓熟制條件下,處理組棕櫚油酸(C16∶1)、二十碳五烯酸(C20∶5)、二十二碳六烯酸(C22∶6n3)、油酸(C18∶1n9c)、花生四烯酸(C20∶4n6)等脂肪酸含量分別為0.514、0.311、0.226、28.954、0.338g/100g,顯著高于對照組(p<0.05);在230℃烤制條件下,處理組棕櫚油酸(C16∶1)、油酸(C18∶1n9c)、亞油酸(C18∶2n6c)等脂肪酸含量分別為0.298、27.572、2.782g/100g、顯著高于對照組(p<0.05);而硬脂酸(C18∶0)、二十二烷酸(C22∶0)飽和脂肪酸含量分別為25.126、0.256g/100g,顯著低于對照組(p<0.05)。
表2 果蔬復合改質(zhì)劑對不同熱加工溫度下牛肉脂肪酸含量的影響Table 2 Effect of fruit and vegetable compound modifier on fatty acid content of beef at differentthermal processing temperature
續(xù)表2
在相同加熱方式下,與對照組相比,果蔬復合改質(zhì)劑對牛肉單不飽和脂肪酸(MUFA)含量具有良好的保護效果,主要表現(xiàn)為100℃煮制、121℃高壓熟制、230℃烤制處理后,處理組單不飽和脂肪酸(MUFA)含量分別為31.388、30.296、28.507g/100g,均高于對照組(p<0.05);以及在各加熱處理下,棕櫚油酸(C16∶1)均顯著高于對照組(p<0.05)。
在同樣方式下,果蔬復合改質(zhì)劑對牛肉中多不飽和脂肪酸(PUFA)含量具有很好的保護效果,主要表現(xiàn)在100℃煮制,230℃烤制的條件下,處理組牛肉多不飽和脂肪酸(PUFA)含量分別為5.66g/100g,4.723g/100g,均顯著高于對照組(p<0.05)。
綜上所述,在不同加熱方式下果蔬復合改質(zhì)劑對牛肉單不飽和脂肪酸(MUFA)以及多不飽和脂肪酸(PUFA)均具有良好的保護效果,并且經(jīng)過果蔬復合改質(zhì)劑處理后,在100℃煮制,121℃熟制過程中,牛肉中花生四烯酸(ARA)、二十碳五烯酸(EPA)、二十二碳六烯酸(DHA)等多不飽和脂肪酸含量均明顯高于對照組(p<0.05)。
測定各組牛肉中揮發(fā)性成分的變化,處理組牛肉揮發(fā)性物質(zhì)的氣相色譜圖如圖3所示,各揮發(fā)性物質(zhì)的含量如表3所示。
表3 不同加熱方式下果蔬復合改質(zhì)劑對牛肉揮發(fā)性成分的影響Table 3 Effects of fruit and vegetablecompound modifier on volatile components of beef under different heating methods %
圖3 不同加熱處理方式下牛肉揮發(fā)性成分色譜圖Fig. 3 Chromatograms ofvolatile components in beef under different heating treatments
通過測定分析,處理組在100℃煮制,121℃高壓熟制以及230℃烤制過程中,共檢測出33種化合物,其中醛類有9種,醇類有10種,酮類3種,烴類6種,芳香類3種,雜環(huán)類2種;且醛類含量最高,約占63.19%~74.34%,其次為醇類、烴類以及芳香類,酮類和雜環(huán)類的含量相對較低;在未添加果蔬復合改質(zhì)劑的對照組,共檢測到24種化合物,其中醛類有8種,醇類有8種,酮類1種,烴類4種,芳香類2種,雜環(huán)類1種;醛類含量最高,約占65.38%~78.20%,其次為醇類和烴類,含量最少的為酮類和雜環(huán)類,通過121℃高壓熟制和230℃烤制處理后牛肉所產(chǎn)生的揮發(fā)性成分種類更多。但本研究測得高溫處理牛肉的揮發(fā)性物質(zhì)總量略低于羅章[25](2012)等測定的加熱牛肉制品,可能是因為高溫處理過程中牛肉受熱由外向里,肉表面突然的受熱使得部分蛋白質(zhì)很快分解溶解在加熱浸出液中,導致熟肉中氨基酸損失,風味物質(zhì)也隨之減少;Gotoh[26](2009)等的研究結(jié)果認為,在相同處理條件下,較多脂肪含量的肉制品可形成更多的揮發(fā)性物質(zhì),本次試驗中牛肉揮發(fā)性化合物總量偏低也可能與所采樣品中脂肪含量少有關(guān)。
經(jīng)過不同加熱處理后醛類的總含量分別為原料肉(浸漬)63.19%,100℃煮制64.57%,121℃高壓熟制70.60%,230℃烤制為74.34%,與對照組相比,各處理組醛類含量均明顯降低(p<0.05)。在100℃煮制過程中,新增加了苯已醛、十四醛,其中,己醛、壬醛和癸醛的含量顯著降低(p<0.05);在121℃高壓熟制過程中,新增加了苯已醛、反-2-辛烯醛,其中,壬醛、癸醛、十六醛的含量顯著降低(p<0.05);在230℃烤制過程中,新增加了苯已醛,其中,壬醛的含量顯著降低(p<0.05);醛類化合物是閾值很低的一類揮發(fā)性風味物質(zhì),具有一定的脂香味,是肉香味重要的組成成分之一,且形成速度較快,許多醛類物質(zhì)是通過肉中的不飽和脂肪酸氧化形成;醇類物質(zhì)主要來源于脂肪氧化、醛的還原,被認為是肉類風味中最重要的香氣活性物質(zhì),經(jīng)過不同加熱處理后共檢測到10種醇類,多于未浸漬處理的5種,說明通過浸漬處理后,牛肉的風味物質(zhì)更加豐富。在121℃高壓熟制和230℃烤制過程中,醇類含量分別為12.76%和13.25%,顯著高于對照組(p<0.05)。并且其中共有反-2-己烯-1-醇、反-2-辛烯-1-醇、1-辛烯-3-醇、2,4-癸二烯一醇4種不飽和醇,這類醇被認為是肉類風味中最重要的香氣活性物質(zhì);經(jīng)過不同加熱處理后,牛肉中酮類、芳香類、烴類以及雜環(huán)類化合物的種類都有所增加,酮類物質(zhì)主要呈現(xiàn)強烈而愉快的油香氣味、奶油味或果香味,主要來自多不飽和脂肪酸氧化降解和美拉德反應,酮類化合物檢出雖然較少,但熱加工后牛肉中酮類含量相比對照組顯著升高(p<0.05),通過果蔬復合改質(zhì)劑處理后,酮類物質(zhì)增加2種,分別為香葉基丙酮和姜酮,在121℃高壓熟制過程中,2-甲基-3-辛酮的含量顯著增高(p<0.05);烴類物質(zhì)分為飽和烴與不飽和烴2類,飽和烴主要來自脂肪酸烷氧基的均裂,不飽和烴主要來自香辛料,具有特殊的氣味,經(jīng)過果蔬復合改質(zhì)劑處理后,無論是100℃煮制、121℃高壓熟制還是230℃烤制,烴類化合物的含量顯著增高(p<0.05),其中,新增加了丁基環(huán)己烷和戊基環(huán)己烷。烴類化合物的含量雖然較高,但由于其閾值較高,因此這類化合物對牛肉的肉香風味貢獻較小[27];芳香類化合物對牛肉肉香貢獻較大,檢測出的對二甲苯和鄰二甲苯分別具有果香味和甜香味,它們閾值較小,氣味較為明顯,經(jīng)過果蔬復合改質(zhì)劑處理后,無論是100℃煮制、121℃高壓熟制還是230℃烤制,芳香類化合物的含量顯著增高(p<0.05),在121℃高壓熟制過程中,對二甲苯的含量顯著增高(p<0.05);雜環(huán)類化合物主要是通過還原糖與氨基酸的美拉德反應產(chǎn)生的,此類化合物閾值較低多具肉香,其中,2-戊基-呋喃具有烤焦味和鴨腥味,經(jīng)過121℃高溫高壓以及230℃烤制處理后,牛肉中雜環(huán)類化合物顯著增多(p<0.05),分別增加到3.61%和3.88%,在121℃高壓熟制和230℃烤制過程中,2-戊基-呋喃的含量顯著增高(p<0.05),分別達到3.68%和2.98%;并且在100℃煮制,121℃高壓熟制,230℃烤制過程中,處理組中酮類、芳香類、烴類的含量均顯著高于對照組(p<0.05)。由此可見,果蔬復合改質(zhì)劑可為牛肉增添更多的風味物質(zhì),為牛肉增香提供幫助。
果蔬富含人體不可缺少的維生素A、維生素C、礦物質(zhì)以及膳食纖維。黃彩燕[28](2018)等研究發(fā)現(xiàn)復合果蔬汁(番茄,生姜,獼猴桃,木瓜)可以降低牛肉的剪切力值,改善嫩度等。本試驗采用果蔬復合改質(zhì)劑對牛肉進行浸漬處理,與對照組相比,牛肉pH值、色度值、蒸煮損失、剪切力值、硬度值差異不顯著(p>0.05)。李艷青[21](2007)等認為,隨著生姜汁濃度的增加,其中的某些可致牛肉老化的物質(zhì)量也隨之增加,減少了生姜汁對肉的嫩化作用;孫國梁[22](2008)等認為,隨著處理時間的延長,牛肉的降解改變了溶液成分而不利于生姜蛋白酶活性的發(fā)揮,該現(xiàn)象尚須進一步研究。
已有研究多種水果、蔬菜對氧自由基有顯著清除作用,如芹菜、生姜、胡蘿卜、枸杞中含有豐富的抗氧化活性成分[29]。在本研究中,相比對照組,處理組牛肉在不同加熱方式下POV值和TBA值均有降低,其中80℃和100℃煮制處理組牛肉POV值和TBA值降低效果顯著(p<0.05),可能是果蔬汁中的抗氧化成分在起作用。但150℃和230℃烤制處理組影響效果不明顯,可能是果蔬中的天然抗氧化活性成分,如酚類化合物等在高溫條件下受到破壞。
柯海瑞[30](2019)等研究了高溫處理對牛肉脂肪酸及脂肪氧化的影響,指出高溫處理會使牛肉中的不飽和脂肪酸顯著降低,飽和脂肪酸顯著增加。本研究中,在不同加熱方式處理下,相比各對照組,各處理組牛肉中單不飽和脂肪酸(MUFA)和多不飽和脂肪酸(PUFA)含量顯著增高(p<0.05),說明在加熱過程中,果蔬復合改質(zhì)劑抑制了牛肉中MUFA和PUFA的氧化;各處理組牛肉中花生四烯酸、二十碳五烯酸、二十二碳六烯酸含量均高于對照組,說明果蔬復合改質(zhì)劑對牛肉中功能性脂肪酸具有保護效果,且在100℃煮制和121℃高壓熟制條件下作用效果更好。在230℃烤制條件下,果蔬復合改質(zhì)劑中的活性成分可能在高溫條件下受到了破壞。
相比對照組,處理組所檢出的揮發(fā)性成分的種類更多,共檢測出33種化合物,其中醛類、醇類、芳香類化合物的種類均有增多。并且與對照組醛類含量相比(65.38%~78.20%),處理組明顯降低(63.19%~74.34%)。Flores[31](1997)等研究指出,己醛等主要由原料肉中亞油酸、花生四烯酸等油酸的氧化分解產(chǎn)生。因此,處理組醛類化合物含量降低的原因可能為果蔬復合改質(zhì)劑抑制了牛肉中脂肪酸的氧化分解。并且與原料肉相比,醇類化合物由8種增加到了10種。張雷亮[32](2017)等研究發(fā)現(xiàn),醇類化合物主要由原料肉中脂肪氧化產(chǎn)生,對肉的整體風味起協(xié)同作用。
本研究發(fā)現(xiàn),果蔬復合改質(zhì)劑未對生鮮牛肉品質(zhì)產(chǎn)生不良影響;與2種烤制處理組相比,100℃煮制和121℃高壓處理組POV值和TBA值均顯著降低(p<0.05);果蔬復合改質(zhì)劑能有效抑制煮制和高壓熟制過程中單不飽和脂肪酸(MUFA)和多不飽和脂肪酸(PUFA)的氧化分解,特別是對一些功能脂肪酸如EPA、DHA的氧化具有保護效果。果蔬復合改質(zhì)劑處理后,相比對照組(24種),處理組揮發(fā)性成分的種類更多(33種),與原料肉相比,處理組醇類化合物的種類增加較多(5種)。果蔬復合改質(zhì)劑不僅對加熱過程中牛肉脂肪氧化具有抑制作用,而且有利于牛肉增香。因此,該種果蔬復合改質(zhì)劑可作為一種天然添加劑改善牛肉品質(zhì),替代化學食品添加劑的使用,減少對人體的危害,為肉類行業(yè)生產(chǎn)高品質(zhì)肉類提供參考依據(jù)。