吳文燕,胡 萍,*,李 娟,王曉宇,馮丹丹,石媛媛,張 磊,蔣景竹,朱秋勁
(1.貴州大學(xué)釀酒與食品工程學(xué)院,貴州 貴陽 550025;2.貴州大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,貴州 貴陽 550025)
苗族、侗族酸湯是一種酸味醇厚、回味酸甜的傳統(tǒng)發(fā)酵食品,其營養(yǎng)豐富、歷史悠久,深受消費(fèi)者喜愛。酸湯主要包括紅酸湯和白酸湯,紅酸湯以西紅柿自然發(fā)酵而成,色澤鮮紅、鮮香酸爽,含有豐富的有機(jī)酸、番茄紅素等功能性物質(zhì),使酸湯具有抗氧化、防癌抗癌、增強(qiáng)免疫力等功效。白酸湯又叫米酸湯,是以米湯為原料自然發(fā)酵而成,顏色為乳白色,是夏天清熱解暑的佳品。酸湯被廣泛用于火鍋底料、炒菜、烹飪、調(diào)味等,特別是作為肉和魚類的烹飪調(diào)味料,越來越受消費(fèi)者歡迎。目前,貴州酸湯產(chǎn)業(yè)已形成規(guī)模化發(fā)展態(tài)勢。
酸湯牛肉采用苗族/侗族酸湯煮制而得,具有肉香酸爽、酸而不膩、營養(yǎng)豐富的特點(diǎn)。研究表明,酸湯主要含有乳酸、酒石酸、蘋果酸、乙酸、檸檬酸和少量丁二酸等有機(jī)酸,乳酸、乙酸、檸檬酸等有嫩化和改善肉制品風(fēng)味的作用。酸性腌制溶液中的乳酸、乙酸、檸檬酸均能降低肉的機(jī)械阻力,對肉品微觀結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。有機(jī)酸和NaCl浸漬處理對肉類結(jié)締組織和肉質(zhì)特性影響顯著。國內(nèi)外均有通過含乳酸、乙酸、檸檬酸或果汁的酸性溶液改善肉嫩度的研究。肉制品加工中常通過有機(jī)酸處理改善肉制品風(fēng)味。但是,苗族、侗族酸湯中的有效成分對牛肉理化變化和風(fēng)味品質(zhì)形成的影響尚不清楚,酸湯牛肉的風(fēng)味特征尚不明確,因此,有必要對其進(jìn)行系統(tǒng)研究。
本研究以牛肉為原料,探究酸湯(紅酸湯、白酸湯、混合酸湯(紅酸湯+白酸湯))煮制對牛肉感官品質(zhì)、理化和風(fēng)味品質(zhì)影響,明確酸湯牛肉的風(fēng)味特征以及酸湯對牛肉品質(zhì)的影響,旨在為酸湯牛肉的工業(yè)化加工提供數(shù)據(jù)支撐,并為肉在加工過程中的嫩化提供創(chuàng)新思路。
紅酸湯、白酸湯由凱里市田園食品開發(fā)有限公司提供;牛里脊肉購于沃爾瑪超市。
PHS-3C pH計(jì) 上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司;SFY-30水分測定儀 深圳冠亞水分儀科技有限公司;色差儀 深圳三恩時(shí)科技有限公司;GJ801多功能切片機(jī)佛山功匠電器科技有限公司;QY-01攪肉機(jī) 巧億電器實(shí)業(yè)有限公司;不銹鋼鍋 ??铺夭讳P鋼制品廠;LQC10002電子天平 昆山優(yōu)科維特電子科技有限公司;TMS-Pro型物性測定儀 美國FTC公司;1260高效液相色譜儀 美國安捷倫科技有限公司。
1.3.1 樣品制備
A組:水;B組:紅酸湯;C組:白酸湯;D組:紅酸湯∶白酸湯=1∶1(/),E組:紅酸湯∶白酸湯=1∶2(/),F(xiàn)組:紅酸湯∶白酸湯=2∶1(/),酸湯總體積均為200 mL,以上各組分別加200 mL水。
牛肉預(yù)處理及煮制:牛里脊肉預(yù)先去除表面筋膜和結(jié)締組織,順肌纖維切成肉片(4.0 cm×3.0 cm×1.0 cm)。按上述分組加入酸湯于鍋中煮沸,牛肉約85 g沸水放入,煮制3 min,煮制完后立即進(jìn)行感官評價(jià)及指標(biāo)測定。以A組清水煮制牛肉為對照組。
1.3.2 有機(jī)酸含量測定
參考鄭莎莎的方法稍作修改。色譜柱:SB-AQ-C(250 mm×4.6 mm,5.0 μm);流動相:甲醇-KHPO(體積比5∶95,用磷酸調(diào)至pH 2.0);進(jìn)樣量10 μL;流速0.8 mL/min;柱溫35 ℃;紫外檢測器波長210 nm。有機(jī)酸混合標(biāo)準(zhǔn)品高效液相色譜圖如圖1所示,標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程如表1所示。
圖1 有機(jī)酸混合標(biāo)準(zhǔn)品高效液相色譜圖Fig. 1 HPLC profile of mixed standard solution of organic acids
表1 有機(jī)酸標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程Table 1 Calibration curves for organic acid standards
1.3.3 pH值測定
參考Mcgeehin等的方法,稍作修改。將煮制好的牛肉用絞肉機(jī)絞成肉糜,稱取2 g于錐形瓶中,并加入50 mL蒸餾水,攪拌均勻,靜置30 min,插入pH計(jì)電極,待示數(shù)穩(wěn)定后讀數(shù)。
1.3.4 色澤測定
采用色差計(jì)對待測樣品的亮度值(*)、紅度值(*)、黃度值(*)進(jìn)行測定,每次測定前用比色板對色差計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn)。
1.3.5 剪切力測定
參照García-Segovia等的方法,稍作修改。將樣品順肌纖維方向切成3 cm×1.5 cm×1 cm的肉條,室溫下用質(zhì)構(gòu)儀測定剪切力。探頭型號P/BS,測前速率2 mm/s,測中速率2 mm/s,測后速率2 mm/s,每組重復(fù)8 次。
1.3.6 蒸煮損失率測定
參照王靜帆等的方法,用紙吸取生肉樣品表面水分后稱質(zhì)量(/g),經(jīng)酸湯煮制后用紙吸附酸湯牛肉表面水分后冷卻,稱質(zhì)量(/g),按下式計(jì)算蒸煮損失率:
1.3.7 水分含量測定
采用水分測定儀測定。
1.3.8 質(zhì)構(gòu)測定
參照Caine等的方法,稍作修改。將樣品切成1.5 cm×1.5 cm×1 cm的肉塊,使用質(zhì)構(gòu)儀室溫下進(jìn)行測定。TMS-75型探頭,測前速率2 mm/s,測中速率2 mm/s,測后速率2 mm/s,壓縮比40%,測定硬度、黏附性、內(nèi)聚性、彈性、膠黏性、咀嚼度6個(gè)指標(biāo),每組重復(fù)6 次。
1.3.9 氣相色譜-離子遷移譜(gas chromatography-ion mobility spectroscopy,GC-IMS)測定揮發(fā)性成分
稱取5 g樣品于20 mL頂空瓶中。色譜柱MXT-5(15 m×0.53 mm,1 μm),柱溫60 ℃,進(jìn)樣體積500 μL,進(jìn)樣針溫度65 ℃,孵育溫度60 ℃,孵育時(shí)間15 min,孵化轉(zhuǎn)速500 r/min,載氣/漂移氣N,IMS溫度45 ℃,分析時(shí)間20 min。載氣流量:0~2 min,2 mL/min;2~20 min,100 mL/min;漂移氣流量150 mL/min。
1.3.10 感官評價(jià)
參照葛鑫禹和鄭嬌等的方法,稍有改動。評定小組由10 名食品專業(yè)人員組成,對樣品進(jìn)行隨機(jī)編號,通過短期感官評定培訓(xùn)后依次對酸湯牛肉樣品感官品質(zhì)進(jìn)行評分,評分標(biāo)準(zhǔn)見表2。
表2 酸湯牛肉感官評分標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Criteria for sensory evaluation of beef in sour soup
采用Excel 2010軟件分析數(shù)據(jù),SPSS 25.0軟件進(jìn)行顯著性方差分析,<0.05,差異顯著,Origin 2018軟件作圖。采用Laboratory Analytical Viewer(LAV)和GC×IMS Library Search軟件分析得出樣品中揮發(fā)性有機(jī)物的差異譜圖,利用NIST數(shù)據(jù)庫和IMS數(shù)據(jù)庫對揮發(fā)性有機(jī)物定性分析。除特殊說明外,每個(gè)指標(biāo)測定均重復(fù)3 次。
由圖2可知,紅酸湯中有機(jī)酸含量高于白酸湯。紅酸湯中含有乳酸、檸檬酸、乙酸、丁二酸、酒石酸、蘋果酸、草酸。白酸湯中含有乳酸、檸檬酸、乙酸和丁二酸。紅酸湯和白酸湯中均為乳酸含量最高,質(zhì)量濃度分別為23.27、4.90 mg/mL,其次是檸檬酸,質(zhì)量濃度分別為7.86、3.04 mg/mL。紅酸湯中乳酸占優(yōu)勢地位,而白酸湯中乳酸與檸檬酸含量相差不大。
圖2 酸湯中有機(jī)酸的含量Fig. 2 Contents of organic acids in sour soup
pH值直接影響肉的嫩度、保水性和貨架期等,與牛肉感官品質(zhì)等密切相關(guān),是肉品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。由圖3可知,清水煮制牛肉和肉湯的pH值均較高,與對照組比較,經(jīng)酸湯煮制的牛肉和肉湯pH值均顯著降低(<0.05),這是由于酸湯含有乳酸、酒石酸、蘋果酸、乙酸、檸檬酸和丁二酸等有機(jī)酸。
圖3 酸湯對牛肉和肉湯pH值的影響Fig. 3 Influence of sour soup on pH of beef and broth
如圖4所示,與對照組比較,B組酸湯牛肉樣品呈紅褐色,其他4組酸湯牛肉樣品顏色略有加深。加熱導(dǎo)致的牛肉蛋白變性和酸湯顏色共同導(dǎo)致酸湯牛肉色澤變化。由表3可知,和對照組相比,5組酸湯處理組的值均顯著降低(<0.05);其中,D組值較高,說明紅酸湯與白酸湯混合(1∶1)能較好地保留牛肉。牛肉顏色越偏向紅色,消費(fèi)者的感官評價(jià)越好。6組樣品的值依次為B組>F組>E組>D組>C組>A組,說明紅酸湯能顯著提升牛肉,其次是混合酸湯,這可能與紅酸湯由西紅柿發(fā)酵有關(guān),C~F組的顯著低于B組,但組間無顯著差異。6組樣品的值依次為B組>E組>F組>D組>C組>A組,說明紅酸湯對牛肉值有較好的提升效果,其次是混合酸湯。以上分析結(jié)合感官評價(jià)結(jié)果得出:酸湯煮制牛肉能夠改善牛肉色澤,其中紅酸湯可以顯著提高牛肉的和值,混合酸湯對牛肉的值提升效果較好。
圖4 酸湯煮制牛肉顏色變化Fig. 4 Color change of beef cooked in sour soup
表3 酸湯對牛肉色澤的影響Table 3 Effect of sour soup on beef color
肉的嫩度是衡量消費(fèi)者購買意愿的重要影響因素之一。剪切力與肉嫩度呈反比。由表4可知,與對照組比較,經(jīng)酸湯煮制后5組牛肉樣品的剪切力和蒸煮損失率均顯著降低,水分含量顯著增加(<0.05)。對照組的剪切力最高,顯著高于其他組(<0.05)。B、C組牛肉剪切力最小,顯著低于其他組(<0.05),B、C組之間剪切力無顯著差異,說明紅酸湯與白酸湯對牛肉均有嫩化作用。C組水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著高于其他組,為65.06%;其次是B組,為64.36%。C組蒸煮損失率最低,為22.06%。說明相比清水煮制,白酸湯煮制可以較好地提高牛肉嫩度、水分含量,降低蒸煮損失率;其次是紅酸湯。
表4 酸湯對牛肉剪切力、蒸煮損失率、水分含量的影響Table 4 Effect of sour soup on shear force, cooking loss and moisture content of beef
質(zhì)構(gòu)特性是評價(jià)產(chǎn)品質(zhì)量的重要參考依據(jù)。由表5可知,與對照組比較,經(jīng)酸湯煮制的牛肉硬度、咀嚼性、膠黏性顯著降低(<0.05)。對照組的硬度、膠黏性、咀嚼性最高,分別為63.31 N、33.96 N和78.98 mJ;C組的硬度、膠黏性、咀嚼性最低,分別為42.30 N、19.59 N、48.04 mJ,且與其他組差異顯著(<0.05),說明白酸湯對牛肉的硬度和咀嚼性影響最大,這與白酸湯提高牛肉嫩度和水分含量的結(jié)果一致。C組、F組內(nèi)聚性最低(0.51)。C組、D組黏附性最高(0.09 mJ),且與其他組差異顯著(<0.05)。酸湯和清水煮制牛肉間彈性變化不顯著(>0.05)。
表5 酸湯對牛肉質(zhì)構(gòu)的影響Table 5 Effect of sour soup on texture properties of beef
2.6.1 酸湯牛肉樣品揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的鑒定
如圖5、6及表5所示,從5組樣品中共鑒定出揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)55種,包括26種單體(D)或二聚體(M)。其中,醛類22種、醇類12種、酮類10種、酸類4種、酯類4種、其他類3種,醛類化合物種類和含量均最多,醛類物質(zhì)相對含量為40%。
圖5 酸湯牛肉樣品揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)組分含量變化Fig. 5 Composition of volatile flavor components in samples of beef in sour soup
圖6 酸湯牛肉樣品特征風(fēng)味物質(zhì)IMS定性分析Fig. 6 Qualitative analysis of characteristic flavor compounds of beef in sour soup by IMS
表6 酸湯牛肉樣品揮發(fā)性物質(zhì)定性分析Table 6 Qualitative analysis of volatile substances in samples of beef in sour soup
2.6.2 酸湯牛肉樣品揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)指紋圖譜
圖7為酸湯(紅酸湯、白酸湯、混合酸湯(紅酸湯+白酸湯))牛肉樣品中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)風(fēng)味物質(zhì)指紋圖譜。每行代表一種酸湯牛肉樣品選取的全部信號峰,進(jìn)行3 次平行測定,每列代表同一揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)在不同樣品中的信號峰,亮度表示物質(zhì)含量高低。與對照組比較,B組(a區(qū)域)中異戊醇、苯甲酸甲酯、苯甲醛(M)、苯甲醛(D)、環(huán)己酮、丁醛、乙酸、2-甲基丙酸、乳酸乙酯、6-甲基-5-庚烯-2-酮、丙醇、2-甲基丁酸、丙酸、2-丁酮、3-戊酮等含量明顯增加;C組(b區(qū)域)中丙醇、2-甲基丁酸、丙酸、2-丁酮、3-戊酮、2-庚酮(M)、庚醛(D)、丙酮等含量明顯增加;D、E、F組(c區(qū)域)中乳酸乙酯、6-甲基-5-庚烯-2-酮、丙醇、丁醛、2-甲基丁酸、丙酸、2-丁酮、3-戊酮、丙酮等含量明顯增加。B~F組中丙醇、2-甲基丁酸、丙酸、2-丁酮、3-戊酮等含量均較對照組明顯增加,為酸湯煮制牛肉的共同特征性風(fēng)味物質(zhì)。B、D、E、F組中丁醛、6-甲基-5-庚烯-2-酮含量較對照組明顯增加,在C組和對照組中含量較低。進(jìn)一步對比分析發(fā)現(xiàn)(圖8),與對照組相比,不同組酸湯牛肉樣品的特征風(fēng)味物質(zhì)含量具有一定差異。B組中乳酸乙酯、丁醛、乙酸、2-甲基丙酸等含量高于其他組,可見乳酸乙酯、丁醛、乙酸、2-甲基丙酸等在紅酸湯牛肉呈香過程中發(fā)揮重要作用。C組中丙醇、2-丁酮、3-戊酮、丙酸等含量高于其他組,D組中丙酮、6-甲基-5-庚烯-2-酮等含量高于其他組,F(xiàn)組中6-甲基-5-庚烯-2-酮等含量高于其他組。酸湯牛肉中特征揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)較突出,主要有乳酸乙酯、丙酮、丙醇、2-丁酮、丁醛、3-戊酮和丙酸等。這些風(fēng)味物質(zhì)含量的提高,與牛肉中氨基酸、多肽、脂肪酸共同形成了酸湯牛肉獨(dú)有的特征風(fēng)味。
圖7 酸湯牛肉樣品特征風(fēng)味物質(zhì)指紋圖譜對比Fig. 7 Comparison of fingerprints of characteristic flavor substances in samples of beef in sour soup
圖8 酸湯牛肉樣品特征風(fēng)味中特征標(biāo)記物Fig. 8 Characteristic flavor markers in samples of beef in sour soup
2.6.3 酸湯牛肉樣品揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)組分含量變化
由圖9可知,對照組中醛類物質(zhì)相對含量最高,其次是醇類和酮類物質(zhì)。牛肉經(jīng)酸湯煮制后,醛類物質(zhì)相對含量減少,酮類、酯類和酸類物質(zhì)相對含量增加。B、F組酯類和酸類物質(zhì)增加較多,表明紅酸湯比例越大,酯類物質(zhì)相對含量增加較多;C、D、E組酮類物質(zhì)相對含量增加較多。5組酸湯牛肉樣品中,醛類物質(zhì)中壬醛、辛烯醛、苯乙醛、辛醛、庚醛、3-甲基丁醛、己醛等含量明顯減少(圖7);己醛具有魚腥味和青草味,常與其他易揮發(fā)性物質(zhì)相互作用,對不良?xì)馕队袇f(xié)同增效作用,3-甲基丁醛揮發(fā)性較強(qiáng),在特定濃度時(shí)表現(xiàn)出腐臭味、汗臭味等刺激性氣味。酯類物質(zhì)中苯甲酸甲酯、乳酸乙酯含量明顯增加,酯類物質(zhì)閾值較低,對整體風(fēng)味有較大影響。酮類物質(zhì)中2-丁酮、3-戊酮、6-甲基-5-庚烯-2-酮含量明顯增加;酮類物質(zhì)可能通過脂肪氧化和美拉德反應(yīng)產(chǎn)生,對肉香味的形成發(fā)揮重要作用,具有獨(dú)特清香、花香、水果香等令人愉悅的風(fēng)味,且酮類對腥味有減弱作用。酸類物質(zhì)中丙酸、乙酸、2-甲基丙酸、2-甲基丁酸含量明顯增加,可能是由于酸湯中含有乳酸、酒石酸、蘋果酸、乙酸、檸檬酸和丁二酸等,使酸湯牛肉產(chǎn)生更柔和、純厚的酸味。
圖9 酸湯牛肉中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)相對含量變化Fig. 9 Variation in volatile flavor components in samples of beef in sour soup
2.6.4 酸湯牛肉樣品揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)主成分分析(principal component analysis,PCA)
對酸湯煮制牛肉樣品的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行PCA和最鄰近分析,如圖10所示,PC1貢獻(xiàn)率為63%,PC2貢獻(xiàn)率為25%,累計(jì)貢獻(xiàn)率為88%。對照組與其他樣品距離非常遠(yuǎn),說明對照樣品中的揮發(fā)性物質(zhì)與其他樣品差異明顯。B、F、D組樣品距離較近,說明風(fēng)味物質(zhì)較相似,但仍有差異,說明酸湯牛肉與清水煮制牛肉存在明顯聚類(圖10、11)。使用GC-IMS技術(shù)結(jié)合PCA,可以對酸湯煮制和對照樣品間的揮發(fā)性成分進(jìn)行較好地判斷和區(qū)分。
圖10 酸湯牛肉樣品PCAFig. 10 PCA analysis of samples of beef in sour soup
圖11 酸湯牛肉樣品的最鄰近分析圖Fig. 11 Nearest neighborhood analysis of samples of beef in sour soup
如圖12所示,5組酸湯牛肉樣品的評分整體高于對照組。其中B組各項(xiàng)感官評分最高,可能是由于B組酯類和酸類物質(zhì)相對含量較高,醛類物質(zhì)相對含量較低,使牛肉賦予紅酸湯香味,同時(shí)紅酸湯煮制使牛肉具有良好色澤,從而改善牛肉的色澤和風(fēng)味。說明添加酸湯煮制牛肉能夠改善牛肉的整體風(fēng)味、組織狀態(tài)和色澤等。
圖12 酸湯牛肉感官評定結(jié)果Fig. 12 Sensory evaluation results of beef in sour soup
通過測定酸湯牛肉感官品質(zhì)、pH值、色澤、水分含量、蒸煮損失率、嫩度、質(zhì)構(gòu)特性等理化特性,并結(jié)合GC-IMS分析酸湯牛肉揮發(fā)性成分,構(gòu)建酸湯牛肉特征風(fēng)味指紋圖譜,確定酸湯牛肉的特征風(fēng)味物質(zhì)及品質(zhì)。與對照組比較,酸湯煮制可顯著提高牛肉的嫩度和水分含量,降低牛肉蒸煮損失率、硬度、咀嚼性、膠黏性,改善牛肉的色澤和感官品質(zhì)。白酸湯牛肉蒸煮損失率、硬度、膠黏性、咀嚼性最低、水分含量最高,紅酸湯牛肉水分含量次之(<0.05)。紅酸湯牛肉與白酸湯牛肉嫩度無顯著差異,紅酸湯可以顯著提高牛肉的*和*?;旌纤釡珜εH獾?提升效果較好。酸湯煮制牛肉可降低醛類物質(zhì)相對含量,增加酯類、酸類和酮類物質(zhì)相對含量,其中,紅酸湯牛肉中酯類和酸類物質(zhì)相對含量較高,醛類物質(zhì)相對含量較低,感官評分最高,口感風(fēng)味最佳。紅酸湯牛肉主要特征風(fēng)味物質(zhì)為乳酸乙酯、丁醛、乙酸、苯甲醛(D)、2-甲基丙酸等;白酸湯牛肉主要特征風(fēng)味物質(zhì)為丙醇、2-丁酮、3-戊酮、丙酸等;混合酸湯牛肉以酮類物質(zhì)為主要特征風(fēng)味物質(zhì);綜上所述,酸湯可有效改善牛肉品質(zhì),形成獨(dú)特風(fēng)味,紅酸湯是制作酸湯牛肉的適宜選擇。研究結(jié)果為酸湯牛肉的加工及酸湯在肉類食品中的合理應(yīng)用供理論參考,并為牛肉嫩化提供創(chuàng)新思路。