杀菌方式对红烧卤牛肉品质的影响

李 彦，梁丽雅，乔 芳，谢秋建，马俪珍,*

（1.天津农学院食品科学与生物工程学院，天津 300384；2.天津德盟食品有限公司，天津 300450）

我国有着上下五千年的历史，美食文化更是源远流长。在全球一体化的进程中，工业化的餐饮行业像肯德基、麦当劳等对中餐厅形成了巨大的冲击，未来中华饮食的发展趋势有两个，一是传统食品工业化，二是普通食品功能化[1]。红烧牛肉是我国一道深受大众喜爱的传统菜品，为牛肉配以各种辅料制作而成。京菜、川菜、湘菜里均有此道菜品。本研究将这一传统菜品制作成一款营养与感官品质较好，可工业化生产的方便菜肴，此产品可以保证3～6个月的货架期。

目前，销售中的酱卤肉制品主要有冻品和常温品两种。由于冷冻产品的运输成本较大，食用不方便，且尽管冷冻可以很好地控制微生物的繁殖，但在冷冻过程中容易发生蛋白和脂肪氧化而引起产品风味发生变化。因此，冷冻产品相比常温产品来说市场竞争力较低，应开发可常温储藏的产品以顺应现今市场的需求。肉制品营养成分丰富，为微生物的生长提供了有利的环境条件，肉制品的腐败变质主要由微生物导致。热力杀菌是目前应用较为广泛，且有效的方法，但是过高的温度会破坏肉制品的营养价值和感官品质。王明等[2]研究了不同杀菌方式对熟肉制品的影响，得出高温处理会破坏产品质构特性，对其感官品质有很大影响。杨立新等[3]、Barbosa-Canovas等[4]及王毅明[5]研究表明，高温杀菌可以有效延长产品保质期，但同时也会破坏产品的感官品质、质构特性、风味物质含量及营养品质等。过高的杀菌温度会使产品过于软烂，过低的温度则会导致杀菌不足。因此，通过优化红烧卤牛肉生产工艺和杀菌条件，在使产品达到商业无菌（即杀菌后不含致病微生物，也不含在常温下可以繁殖的非致病微生物）要求的同时尽可能使产品品质得到保证，对推进红烧卤牛肉的产业化生产有重要意义。

本试验在企业加工出红烧卤牛肉后真空包装，以沸水杀菌30 min为对照组，设计5组不同杀菌工艺条件，通过比较分析各处理组感官品质、理化性质、安全品质等指标的变化，并结合工厂成本等因素，优选出适合工厂化生产的杀菌工艺条件，以期生产出一款可常温货架储藏的红烧卤牛肉产品。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料与试剂

牛后腿部位肉、红烧卤牛肉汁、生姜、大葱、花椒、八角、米酒，天津德盟食品有限公司。

三氯甲烷、三氯乙酸、2-硫代巴比妥酸、丁基羟基茴香醚、乙二胺四乙酸、氯化钾、亚铁氰化钾、乙酸锌、冰乙酸、铬酸钾、氢氧化钠、硝酸银，天津市风船化学试剂科技有限公司；营养琼脂，青岛高科技工业园海博生物科技有限公司；配制试剂所用水为超纯水。

1.1.2 仪器与设备

WGL-230B电热鼓风干燥箱，天津市泰斯特仪器有限公司；ME203电子天平，梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；HP-2132便携式色差仪，深圳汉谱科技有限公司；TA-XT Plus物性测定仪，英国Stable Micro System公司；PQ-001核磁共振分析仪，上海纽迈电子科技有限公司；STARTER3100 pH计，美国Ohaus公司；GS0610超声波清洗机，深圳博冠科技有限公司；SX-500多功能高压蒸汽灭菌锅，日本Tomy公司；SPX-150CCLIMACELL恒温恒湿箱，艾力特国际贸易有限公司；T6紫外可见分光光度计，北京普析通用仪器有限责任公司；JS39D-250多功能食品加工机（搅拌机），浙江苏泊尔股份有限公司；JZ-4拍打式无菌均质机，天津歆毅翎科技有限公司。

1.2 方法

1.2.1 工艺流程

原料肉→切分→注射腌制液→真空滚揉→汆烫→清洗→煮制→冷却→真空包装→金属探测仪检验→杀菌→储藏

1.2.2 操作要点

1.2.2.1 原料的切分

将牛肉分切成质量在300～400g，长宽不超过12 cm，厚度2～4 cm的肉块。

1.2.2.2 注射腌制液

按照牛肉质量的20%配制腌制液，以腌制液的质量为基数，抗坏血酸钠0.275%，复合磷酸盐1.75%，葡萄糖2%，白糖4%，大豆分离蛋白粉5%，卡拉胶粉1%，红烧卤牛肉汁25%，不足部分用水补齐。用盐水注射器将配制好的腌制液注入到牛肉块中。

1.2.2.3 真空滚揉

将注射后的牛肉块放入真空滚揉机中，转速为5～6 r/min，滚揉30 min，取出放入0～4℃冷库中静腌10～12 h。

1.2.2.4 汆烫

在水中加入生姜、大葱、花椒、八角、米酒，待水煮沸后，放入滚揉好的牛肉块，汆烫10 min，然后进行清洗，保证血沫冲洗干净。

1.2.2.5 煮制

煮制时，放入煮制调料包，采用两种煮制工艺。煮制工艺一：大火煮制30 min，小火焖制20 min；煮制工艺二：大火煮制5 min，焖制30 min。

1.2.2.6 包装、杀菌

采用耐高温、柔韧性较好的铝箔袋进行真空包装，封装完后检查真空状态和封口的密封性。

1.2.3 试验设计

按照“1.2.2”的方法，在天津德盟食品有限公司的标准化酱卤肉制品加工车间生产出两种煮制工艺的红烧卤牛肉产品，冷却后真空包装（每袋质量为220g）。按照不同杀菌规程，将用煮制工艺一处理的红烧卤牛肉分成5组（每组40袋），分别为：对照组（CK），EG1、EG2、EG3、EG4处理组；用煮制工艺二处理的红烧卤牛肉（40袋）为EG5处理组。分组详情见表1。

表1 试验分组情况及其杀菌方式Table1 Experimental grouping and sterilization procedures

按照表1处理的6组红烧卤牛肉，冷却后立即进行感官评定，并测定水分含量、pH值、色差值、TBARS值、氯化物含量、TPA质构、水分迁移变化等指标。另外，分别从每组样品中取出30袋放入（36±1）℃恒温培养箱中进行储藏，分别在0、2、4、6、8、10 d测定其菌落总数，并观察涨袋率。同时测定样品在0～4℃下储藏10 d的菌落总数。

1.2.4 感官品质评定

参考陈武东等[6]的方法并稍作修改，对不同处理的红烧卤牛肉样品进行编号，随机选取10名小组成员对编码的样品进行感官评定，对产品的口感、滋味、香气、色泽进行打分，每项指标满分是9分，总分满分36分。最终结果取平均值，感官评分标准见表2。

表2 红烧卤牛肉感官评分标准Table2 Sensory evaluation standard of braised beef

1.2.5 测定项目与方法

1.2.5.1 菌落总数

取10 g样品放入无菌均质袋中，加入90 mL灭菌生理盐水，用无菌均质机拍打5 min，并用灭菌生理盐水将拍打后的样液稀释10、100倍，吸取1 mL试液到营养琼脂培养皿中，进行两次平行试验。将培养皿置于37℃下培养24 h，进行菌落计数，结果用每克样品的菌落总数（CFU/g）表示。

1.2.5.2 水分含量

按照GB 5009.3—2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》[7]中的直接干燥法进行测定。每个处理进行3次平行重复测定，结果取平均值。

1.2.5.3 pH值

按照GB 5009.237—2016《食品安全国家标准 食品pH值的测定》[8]中肉及肉制品pH值测定方法进行测定。每个处理进行3次平行重复测定，结果取平均值。

1.2.5.4 色差值

将样品切开，装入透明自封袋中，用手持色差仪测定样品的亮度值（L*）、红度值（a*）和黄度值（b*）。每个处理进行3次平行重复测定，结果取平均值。

1.2.5.5 TBARS值

参照Witte等[9]的方法，将肉样用绞肉机搅碎，称取5 g碎肉样品于100 mL离心管中，加入15 mL 7.5%三氯乙酸悬浊液（含0.1%丁基羟基茴香醚、0.1%乙二胺四乙酸），以13 000 r/min的转速匀浆30 s，过滤并收集滤液。取2.5 mL滤液（另取2.5 mL超纯水作为对照）于10 mL离心管中，加入2.5 mL 2-硫代妥巴比酸（0.02 mol/L），摇匀。沸水浴40 min后冷却到室温，向离心管中加入3 mL三氯甲烷，混匀。在2℃，2 500 r/min下离心10 min，取上层滤液，在532 nm下测定吸光度值。每个处理进行3次平行重复测定，结果取平均值。

式中：A为测定的吸光度值；V为样品体积，mL；M为丙二醛摩尔质量，g/mol；ξ为摩尔吸光系数，L/（mol·cm）；L为光学路径长度，cm；m为样品的质量，g。

1.2.5.6 氯化物含量

按照GB 5009.44—2016《食品安全国家标准 食品中氯化物的测定》[10]中的银量法进行测定。每个处理进行3次平行重复测定，结果取平均值。

1.2.5.7 TPA质构分析

将样品切成2 cm×2 cm×1cm的方块，使用物性测定仪P/35探头，测前速度1 mm/s，测中速度1 mm/s，测后速度1 mm/s，位移10 mm，应变力50%，触发力5 g。硬度为样品达到变形所需要的力，弹性为变形样品去除变形力后恢复到变形前的高度或体积的比率。

1.2.5.8 水分含量

采用低场核磁共振（LF-NMR）测定将牛肉切成约1 g的长方体小块，用防水胶带包裹好，放入核磁管中，对管口进行遮挡，选用队列名称Q-CPMG进行测定：磁体线圈为1～25 mm；参数设置为重复采样等待时间（TW）：1 500.000 ms；回波个数（NECH）：4 000；回波时间（TE）：0.299 ms；接收机带宽（SW）KH2：200；开始采样时间的控制参数（RFD）：0.002 ms。

1.2.6 数据处理

采用SPSS21.0软件进行差异显著性分析；采用Origin 9.0软件作图，试验结果以x¯±s表示。

2 结果与分析

2.1 杀菌方式对红烧卤牛肉保温储藏过程中菌落总数的影响

同批冷藏（0～4℃）10 d的样品中，菌落总数小于10 CFU/g。红烧卤牛肉在保温储藏过程中菌落总数的变化结果见表3。从表3可以看出，CK组在保温储藏第4天时菌落总数已经增加到2.3×103CFU/g，随后菌落总数呈迅速的增加趋势，并伴随着开袋后出现异味、臭味的现象。保温储藏第10天时涨袋率为10%，且开包检查全部有明显的酸臭味，没有全部涨袋的原因可能是存在的腐败菌不产气体；EG1组在保温储藏第8天时菌落总数升至9.3×103CFU/g，但开袋后没有出现异味、臭味，第10天菌落总数达到1.8×104CFU/g，涨袋率为16.13%，并且涨袋的产品出现明显酸臭味；EG2组在保温储藏第10天时菌落总数仅为10 CFU/g，未出现涨袋，开袋后无异味出现。EG3、EG4、EG5组在保温储藏至第10天时，未检测到微生物，达到GB 4789.26—2013《食品安全国家标准 食品微生物学检验 商业无菌检验》[11]规定的要求。EG3的杀菌温度仅115℃，在达到商业无菌要求的前提下，杀菌温度低能够更好地保持产品的营养价值和感官品质。采用两次低温沸水（100℃）杀菌（30 min）的方式尽管在保温储藏期间达不到商业无菌的要求，但可利用这种杀菌方式进行冷链销售。

表3 杀菌方式对红烧卤牛肉保温储藏中菌落总数的影响Table 3 Effects of sterilization methods on the total number of bacterial colonies in heat preservation of braised beef单位：CFU/g

2.2 杀菌方式对红烧卤牛肉感官品质的影响

杀菌方式对红烧卤牛肉感官品质的影响见图1。由图1可以看出，感官评分从高到低依次为CK＞EG5＞EG1＞RG2＞EG3＞EG4。从EG1、EG2、EG3、EG4组的感官评分依次降低的原因是因为杀菌温度（分别为100、110、115、121℃）逐渐升高，肉制品在高温作用下，蛋白质分解为氨基酸，某些含硫氨基酸会进一步形成硫化氢[12]，产生蒸煮味，同时高温下蛋白质和脂肪也容易发生氧化[3]，从而影响产品的感官品质。王明等[2]研究表明，高温杀菌处理会使产熟肉制品的醛类、酮类、酯类以及含硫化合物损失严重，而这些物质对风味贡献较大，因此导致产品感官品质下降。试验发现，EG5组的感官评分仅次于CK组，这是因为EG5组的红烧卤牛肉加工过程中对煮制时间进行了调整，将煮制时间由30 min降为5 min，焖制时间由20 min调整为30 min，使红烧卤牛肉成熟度达到7成的前提下，再采用高温灭菌，这样不仅使产品既保证达到商业无菌（见表3），同时还能保持较好的感官品质（感官评分仍能达到25.2分）。

图1 杀菌方式对红烧卤牛肉感官品质的影响Fig.1 Effectsof sterilization methods on sensory qualitiesof braised beef

2.3 杀菌方式对红烧卤牛肉水分含量与pH值的影响

杀菌方式对红烧卤牛肉水分含量与pH值的影响见图2。由图2可以看出，不同杀菌方式处理组红烧卤牛肉水分含量在60%～65.5%，这与张雪茹等[13]调查的几种市售酱卤牛肉制品的水分含量为60.13%～71.77%范围基本一致，所有试验组红烧卤牛肉的水分含量符合GB/T 23586—2009[14]规定的国家标准范围。且随着杀菌温度的升高，红烧卤牛肉水分含量呈上升趋势（EG5除外），这是由于温度上升会导致肉样出水，而EG5处理组水分含量低于其他组的原因可能是由于煮制时间大大缩短，致使肉样出水较少。

由图2可以看出，各处理组的pH值显著低于CK组（P＜0.05），并且随着杀菌温度的升高，pH值整体呈下降的趋势，EG2、EG3组之间差异不显著，pH值最低的是EG5组（pH 5.7）。pH值下降是由于肌肉中的脂肪和蛋白质降解生成脂肪酸和酸性氨基酸，导致肉的酸度升高。研究发现，相对较低的pH值有利于人体对肉中营养物质的消化吸收[15]。

图2 杀菌方式对红烧卤牛肉水分含量与pH值的影响Fig.2 Effects of sterilization methods on water contentsand pH of braised beef

2.4 杀菌方式对红烧卤牛肉色差值的影响

杀菌方式对红烧卤牛肉色差值的影响见图3。L*值反应红烧卤牛肉的亮度值，a*值反应红度值，b*值反应黄度值，根据Kim等[16]的研究，在一定的范围内，L*值和a*值越高，产品的色泽越好。由图3可以看出，EG1、EG2组的L*值显著高于CK组（P＜0.05），而EG3、EG4、EG5组的L*值显著低于CK组（P＜0.05），试验说明，115℃以上的高温杀菌会导致肉样出水、出油，高温处理也因为美拉德反应程度的增加使得反射率降低，导致L*值降低[17]。张兰等[18]在研究高温烹饪工艺对牛肉品质的影响时也发现，随着烹饪温度的升高，牛肉的L*值逐渐降低。

图3 杀菌方式对红烧卤牛肉色差值的影响Fig.3 Effects of sterilization methodson color differencesof braised beef

如图3所示，EG1组的a*值显著高于CK组（P＜0.05），EG3、EG4、EG5处理组的a*值显著低于CK组（P＜0.05），并且随着杀菌温度的上升而逐渐下降。一般情况下，肌红蛋白的变性程度会随着温度的升高而增加，最终导致a*值降低[19]。试验发现，EG4和EG5组的a*值在所有试验组中较低，而这两组的杀菌温度最高（121℃），说明高温会导致肌红蛋白过度变性和氧化褐变，这与付丽等[17]的研究结果一致。

各组的b*值没有规律性变化（图3）。综上所述，杀菌温度越低，产品的色泽越美观。

2.5 杀菌方式对红烧卤牛肉TBARS值与氯化物含量的影响

TBARS值是常用来评价食品脂肪氧化程度的指标，在肉类研究中被广泛应用[20]。有研究表明，TBARS值大于0.5 mg/kg时，加热肉出现异味，TBARS值超过1 mg/kg可以判定为肉质不新鲜[21-22]。杀菌方式对红烧卤牛肉TBARS值的影响见图4。由图4可以看出，EG1、EG2、EG3、EG4的TBARS值随着杀菌温度的升高而升高，EG5组的TBARS值与EG2组差异不显著，但显著低于EG3和EG4组（P＜0.05）。试验结果表明，高温杀菌会促使产品中的脂肪发生氧化，杀菌温度低有利于控制产品的脂肪氧化。EG5组的TBARS值较低的原因可能是高温杀菌前，产品加工工艺中煮制时间（5 min）短的缘故。由上可知，尽管高温杀菌会促进产品的脂肪氧化，但所有试验组的TBARS值均小于0.3 mg/kg，说明本试验的杀菌条件能将红烧卤牛肉的脂肪氧化控制在安全范围内。

图4 杀菌方式对红烧卤牛肉TBARS值与氯化物含量的影响Fig.4 Effectsof sterilization methodson TBARSand chloride of braised beef

食盐（NaCl）是家庭常用的调味品，但食盐的过量摄入会诱发高血压等疾病[23-24]。目前很多研究表明，降低食盐摄入量能够有效预防与控制高血压等疾病的发生[25]。因此，开发低钠食品对人体健康有很重要的意义。杀菌方式对红烧卤牛肉氯化物的影响见图4。由图4可以看出，所有处理组红烧卤牛肉的氯化物含量在0.25%～0.54%，含量均在GB/T 23586—2009[14]规定的国家标准范围内。EG1、EG2、EG3、EG4的氯化物含量均显著高于CK组（P＜0.05），这是因为经过杀菌处理，尤其是高温杀菌，产品中的汁液会渗出，致使产品中氯化物的含量相对升高。EG5组的氯化物含量最低，这是因为该组产品在加工过程中煮制时间只有5 min，卤汤中的盐分未充分渗入牛肉中的缘故。

2.6 杀菌方式对红烧卤牛肉硬度和弹性的影响

质构代表了消费者对产品从接触到入口、咀嚼、吞咽等过程的感受，是衡量肉制品品质的一项重要指标[26]。杀菌方式对红烧卤牛肉硬度和弹性的影响见图5。由图5可以看出，CK组的硬度值（6 966.54 g）较高，如果硬度降低会影响产品的咀嚼性和口感，EG1组经过100℃两次杀菌，硬度值降为5 933.06 g，EG2、EG3、EG4组的杀菌温度分别为110、115、121℃，其硬度值均降低至3 000 g左右，三者之间差异不显著，但此时产品的感官品质已显著降低（见图1）。硬度值降低的原因是因为高温使牛肉的胶原蛋白发生凝胶化现象，肌原纤维溶解起到润滑作用导致硬度下降[27]。EG5组的硬度值为5 367.33 g，与EG1组的值相当，感官评分也较高（见图1）。

图5 杀菌方式对红烧卤牛肉硬度和弹性的影响Fig.5 Effectsof sterilization methodson hardnessand elasticity of braised beef

由图5可以看出，所有处理组的弹性指标均显著低于CK组（P＜0.05），且随着杀菌温度的升高，牛肉的弹性呈下降趋势。试验结果说明，高温杀菌会影响牛肉的弹性指标。EG5组的弹性与EG1组相近，弹性与硬度的变化趋势一致，由于EG5组大大缩短了煮制时间，所以高温杀菌对产品的质构指标影响较小。葛孟甜等[28]研究表明，高温高压杀菌会使肉制品弹性降低，与本试验的研究结果一致。

CK组是按照德盟公司原有的工艺流程加工的产品，其口感已经被消费者接受和认可，所以各处理组的质构指标越接近CK组，表示产品的品质越好。EG5组的硬度与CK组差异最小，其弹性最接近CK组，同时该组的煮制时间最短，可以节省人力成本。由上可知，为了达到商业无菌，在红烧卤牛肉加工过程中，采用121℃的高温条件杀菌时，通过盐水注射和真空滚揉，适当减少煮制和焖制时间，使调味料在盐水注射时加入，将产品的熟制程度保持7成熟，这样可避免产品过度软烂而影响其感官品质。由上可知，EG5组硬度和弹性品质和其他处理组相比较好。

2.7 杀菌方式对红烧卤牛肉横向弛豫时间（T2）的影响

横向驰豫时间T2可以检测肉制品的水分分布，用来区分不同状态的水分分布情况[27,29]。由图6可以看出，反演后的测试结果显示有5个峰，分别是T21-1（0.19～0.28 ms）、T21-2（2.22～3.53 ms）、T22（15.02～20.14 ms）、T23-1（100.00～123.59 ms）、T23-2（431.27～685.95 ms）。根据马慧俐等[30]研究报道，0.1～1 ms为结合水、1～100 ms为不易流动水、100～1 000 ms为自由水，图谱的峰面积表示不同状态水分的含量。由表4可以看出，各组的不易流动水含量最多，在55.31%～90.04%范围，是红烧卤牛肉的主体水分，这与朱莹莹等[29]、马慧俐等[30]、朱晓红等[31]的研究报道一致。CK组的T22是16.40 ms，EG1、EG2、EG3、EG4组的T22相对于CK组均出现向右迁移的现象，说明样品经过高温杀菌后，不易流动水向自由水方向迁移而流失，这一现象与感官评分（图1）、质构特性（图5）等的变化相一致。而EG5组的T22（15.02 ms）小于CK组（16.40 ms），说明其不易流动水有向左迁移的趋势，表明EG5组的不易流动水向约束力增强的趋势发展，这有利于保持该部分水分不渗出，提高了产品的品质。

图6 采用不同杀菌方式的红烧卤牛肉LF-NMR横向驰豫时间T2波谱图Fig.6 Effects of sterilization methodson LF-NMRtransverserelaxation time T2 spectraof braised beef

表4 杀菌方式对红烧卤牛肉LF-NMR横向驰豫时间T2的影响Table 4 Effectsof sterilization methods on LF-NMRtransverse relaxation time T2 of braised beef 单位：ms

由表5可以看出，各处理组的不易流动水含量（P22）比CK组显著下降（P＜0.05），CK组不存在T23-1峰，而所有处理组都出现了T23-1峰，说明高温杀菌会导致不易流动水向自由水迁移，朱晓红等[31]的研究也表明高压和加热会使牛肉的结合水减少而自由水增加，这可能是因为高温高压使得水分子与大分子结合的氢键断裂，持水力下降。

表5 采用不同杀菌方式的红烧卤牛肉各状态水分含量情况Table5 Water distribution in different statesof stewed beef with different sterilization procedures 单位：%

3 结论

本试验研究不同杀菌方式对红烧卤牛肉微生物指标、感官品质、理化性质和质构特性的影响，结果表明，按照公司标准化的配方和工艺加工的红烧卤牛肉，沸水杀菌30 min的CK组，产品感官品质好，脂肪氧化程度低，亮度值高，不易流动水比例高，但产品在保温储藏第4天开袋后有异味和臭味。经过两次沸水杀菌的EG1组，感官品质、质构特性均保持较高水平，但保温储藏第10天时，胀袋率为16.13%，并且涨袋的产品出现明显酸臭味；采用不同高温（110、115、121℃）对红烧卤牛肉进行杀菌的EG2、EG3、EG4组，和CK组相比产品的感官品质、质构特性显著变差，TBARS值和氯化物含量显著升高，不易流动水向自由水方向迁移，但3组均达到商业无菌要求；EG5组感官品质、质构特性、TBARS值、色差值都能保持较理想状态，不易流动水向左迁移，水分的约束力增强，且达到商业无菌要求。