茶酒牛干巴加工工藝優化及品質分析

李麗龍芳艷孫渝馬旋

(1.銅仁學院材料與化學工程學院，貴州 銅仁 554300；2.中國農業科學院油料作物研究所，湖北 武漢 430062)

牛干巴是貴州等地常見的一種牛肉腌、干制食品，口味獨特[1]。茶酒是以茶葉、糖類為原料發酵得到的低酒精度飲品，富含茶多酚、沒食子酸等抗氧化物質，具有獨特風味[2]。腌制可以使牛肉的嫩度增加，是影響肉干風味的重要因素[3]，用KCl、L-賴氨酸和L-組氨酸部分替代鈉離子制成的低鈉干腌牛肉，其蛋白質羰基和巰基含量有所降低，從而改善了感知的咸度并可抑制苦味[4]。

干燥方法是決定牛干巴品質的另一個重要因素。傳統的陰干、曬干方法存在工藝落后、勞動強度大、缺少包裝等問題[5]。雖然熱風干燥可以避免天氣因素對生產過程的影響，但熱風干燥過程中的低濕環境會導致牛肉干產品的游離氨基酸含量低而剪切力高，進一步導致感官評分較低[6]。所以提高熱風干燥環境的濕度，可以提升牛肉干的風味[7]；縮短熱風干燥時間，也能提升牛肉干的品質[8]。微波用于食品的熱風干燥過程可以節約能源，縮短加工時間，從而降低運行成本[9]，同時，微波確保了肉制品所有部分的加熱，因此可以減少收縮、表面硬化或褐變等反應[10]。但是微波熟制與熱風干制相結合制作牛干巴的方法還未見報道。

本試驗對茶酒牛干巴加工工藝進行研究，利用茶酒腌制牛肉，賦予牛干巴特殊風味的同時，采用先微波熟制，再干制的方法縮短了熱風干燥時間，提升茶酒牛干巴的感官品質。并在單因素試驗的基礎上采用響應面設計對茶酒牛干巴加工工藝條件進行優化。測定茶酒牛干巴的相關指標，從而為生產茶酒風味的牛干巴產品提供一定的理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

茶酒為實驗室自制；鮮牛肉、調味料均為市售；硫酸銅(分析純)，天津市大茂化學試劑廠；乙酸鋅、次甲基藍(分析純)，天津市科密歐化學試劑有限公司；酒石酸鉀鈉(分析純)，天津市化工三廠有限公司；亞鐵氰化鉀(分析純)，天津市恒興化學試劑制造有限公司；考馬斯亮藍G-250、牛血清蛋白、乙醚(分析純)，成都金山化學試劑有限公司；硫代硫酸鈉、冰乙酸、磷酸溶液(分析純)，天津市富宇精細化工有限公司。

1.2 儀器與設備

微波爐(MI-L202B)，蕪湖美的廚房電器制造有限公司；烘烤(YXD-4)，佛山市冠嘉食品機械有限公司；電熱鼓風干燥箱(DHG-9070A)，常州普天儀器制造有限公司；紫外分光光度計(Alpha-1860A)，上海濮院儀器有限公司；GC/MS聯用儀(HP6890/5975C)，美國安捷倫公司；色差計(SC10)，杭州遠方光譜有限公司；型質構儀(TA.XT)，英國STABLE MICRO SYSTEM公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 茶酒的制作

準確稱取一定量綠茶，采用綠茶與蒸餾水為1∶10的比例浸提10min后過濾。將過濾后的茶葉和蒸餾水按一定比例在水浴鍋中浸泡10min，取其濾汁；在指定pH糖水溶液中活化酵母，待茶汁冷卻至一定溫度時即可接種酵母，添加白糖調節茶湯糖度為19OBx，利用檸檬酸調節pH值至4～5，在培養箱中培養14d即可得到酒精度為8～10%vol，茶多酚含量為0.4g·L-1的茶酒[11，12]。

1.3.2 茶酒牛干巴工藝流程及操作要點

牛肉切塊→添加白砂糖、鹽等調料→添加茶酒→混合均勻→密封→腌制→微波熟制→干制→冷卻→真空包裝→成品。

選擇新鮮的黃牛后腿肉為原料，洗凈，去筋腱和肥脂，將鮮牛肉沿垂直肌原纖維方向切至長3cm，寬1cm大小，按一定比例與食鹽等輔料混合均勻；將混合均勻后的牛肉添加一定量茶酒進行揉滾混勻后用保鮮膜密封于室溫靜置15min，再放入4℃冰箱腌制24h；將腌制好的牛肉放入微波爐熟制；在熟制過程中每隔2min翻轉1次，以免牛肉與白瓷盤接觸部分水分含量較多，而其表面因長時間與高溫接觸而產生焦糊現象；將熟制好的茶酒牛干巴在干燥箱進行熱風干燥，并冷卻至室溫，真空包裝備用。

1.3.3 茶酒牛干巴感官評定

由6名感官評價人員對茶酒牛干巴進行感官評價，感官評分標準見表1。

表1 茶酒牛干巴感官評價標準

1.3.4 茶酒牛干巴工藝條件的單因素試驗

根據1.3.1工藝條件，考察不同茶酒添加量(0%、3%、4%、5%、6%、7%)、微波熟制時間(3min、4min、5min、6min、7min)、微波熟制功率(320W、400W、480W、560W、640W)、干燥時間(37℃、40℃、43℃、46℃、49℃)和干燥溫度(70min、80min、90min、100min、110min)對茶酒牛干巴感官評分的影響。

1.3.5 響應面法優化茶酒牛干巴工藝

為確認最佳制作工藝，在單因素試驗的基礎上，以感官評分為評價指標，以影響茶酒牛干巴的3個因素茶酒添加量、微波熟制時間、微波熟制功率進行最優組合，進行Box-BehnKen試驗設計，其水平編碼見表2。

表2 Box-BehnKen試驗因素編碼表

1.3.6 茶酒牛干巴相關指標測定

水分含量，采用直接干燥法[13]；總糖含量，直接滴定法[14]；粗脂肪含量，酸水解法[15]；蛋白質含量，考馬斯亮藍法[16]；色澤，使用經標準板校正過的色度儀測定肉干表面的L、a*和b*值，每處理用肉干12個，重復3次；質構特性，取大小均勻的牛肉干，將探頭向垂直于肌原纖維方向探入，進行TPA測定。

1.4 數據處理與統計方法

采用Origin 8.5作圖，采用SPSS 19軟件進行方差分析，Design-Eepert軟件進行Box-BehnKen試驗設計。

2 結果與分析

2.1 單一因素試驗對茶酒牛干巴風味的影響

2.1.1 茶酒添加量對茶酒牛干巴品質的影響

由圖1可知，當茶酒添加量為5%時，茶酒牛干巴感官評分最高，為40.3分；當茶酒添加量過少時，牛干巴中茶酒香味過淡甚至沒有，隨著茶酒添加量的增加，茶酒特有香味逐漸加重，但牛肉本身特有的滋味有所降低，從而導致牛干巴出現其他不良氣味，掩蓋了牛肉本身特有滋味。因此，選擇茶酒添加量為5%最適宜。

圖1 茶酒添加量對茶酒牛干巴感官評分的影響

2.1.2 微波熟制時間對茶酒牛干巴品質影響

由圖2可知，當微波熟制時間為5min時，牛干巴感官評分最高，達42.3分；當熟制時間不足時，牛干巴顏色較淺且牛干巴肉質較軟，咀嚼性較差；當微波熟制時間大于5min時，由于微波熟制時間較長，牛干巴有焦糊現象且質地較差。因此，微波熟制時間為5min最合適。

圖2 微波熟制時間對茶酒牛干巴感官評分的影響

2.1.3 微波熟制功率對茶酒牛干巴品質影響

由圖3可知，當微波熟制功率為480W時，牛干巴感官評分最高，為41.2分；若微波熟制功率過低，肉色泛白且烘烤出的牛干巴質地較軟，不耐咀嚼；若微波熟制功率過高，牛肉易呈焦糊狀態，以致烘烤出的牛干巴質地堅硬，難以嚼斷，導致茶酒牛干巴產生不愉快的滋味且牛干巴本身特有的滋味逐漸減少。因此，得出最佳微波熟制功率為480W。

圖3 微波熟制功率對茶酒牛干巴感官評分的影響

2.1.4 干燥時間對茶酒牛干巴品質影響

由圖4可知，當干燥時間為90min時，茶酒牛干巴的感官評分最高，為39.8分；干燥時間過短，牛肉中含有較多的水分，肉質軟綿，色澤較淺，且咀嚼性較差，影響了茶酒干巴的品質；干燥時間過長時，水分及茶酒散失較多，肉質較硬，不耐咀嚼且有焦糊現象。因此，得出最佳烘烤時間為90min。

圖4 干燥時間對茶酒牛干巴感官評分的影響

2.1.5 干燥溫度對茶酒牛干巴品質影響

由圖5可知，當干燥溫度為43℃時，感官評分最高，為39.6分；干燥溫度低于43℃時，肉干含水量較多，質地較軟，不耐咀嚼；干燥溫度高于43℃時，肉干表面水分蒸發加快，導致其表面硬化而成焦糊狀態，牛干巴的軟硬度和咀嚼感較差，且使牛干巴產生令人不愉快的滋味[17]。因此，得出最佳干燥溫度為43℃。

圖5 干燥溫度對茶酒牛干巴感官評分的影響

2.2 茶酒牛干巴單因素方差分析結果

以茶酒添加量、干燥時間、干燥溫度、微波熟制功率、微波熟制時間5因素做單因素方差分析，茶酒牛干巴單因素方差分析結果見表3。

表3 單因素方差分析結果

由表3可知，茶酒添加量、干燥時間、干燥溫度、微波熟制功率、微波熟制時間5個因素感官評分之間存在顯著性差異(p<0.05)，證明單因素試驗設計及相關數據具有可行性，可為響應面試驗提供參考依據。

2.3 響應面試驗結果與分析

2.3.1 響應面試驗設計方案

選擇以茶酒添加量(A)、微波熟制時間(B)、微波熟制功率(C)為考察因素，感官評分(D)為響應值，設計響應面試驗，響應面試驗設計方案及其分析結果見表4。

表4 茶酒牛干巴Box-BehnKen試驗設計方案及其分析結果

2.3.2 茶酒牛干巴響應面方差分析及其顯著性檢驗

以感官評分為響應值對試驗結果進行方差分析及顯著性檢驗，其擬合結果如表5所示。

表5 感官評分回歸模型方差分析

采用響應面分析方法分析了茶酒添加量、微波熟制時間及微波熟制功率對茶酒牛肉干巴感官評分的影響。由表5可知，影響茶酒牛干巴感官評分的順序為C>A>B，即微波熟制功率>茶酒添加量>微波熟制時間。該回歸模型p=0.0090在α=0.01水平上有極顯著差異，失擬項p=0.4248，表明失擬不顯著(α>0.05)，說明該回歸方程是可行的。微波熟制功率對茶酒牛干巴的感官評分值有極顯著影響(p<0.01)，而茶酒添加量和微波熟制時間對牛干巴感官評分響應值沒有顯著影響；微波熟制功率和微波熟制時間交互項對茶酒牛干巴感官評分的響應值有極顯著影響(p<0.01)，而茶酒添加量與微波熟制時間、微波熟制功率的交互項對感官評分值沒有顯著影響。

2.3.3 響應面兩兩因素之間交互作用與優化

根據表4中數據繪制三維立體圖，見圖6。各因素交互作用對茶酒牛干巴感官評分響應值的影響可通過三維立體圖直觀反映。

圖6 各因素交互作用茶酒牛干巴感官評分的響應面圖

由圖6可知，在微波熟制功率一定的條件下，三維面較平滑，二維等高線接近圓形，說明茶酒添加量與微波熟制時間的交互作用對牛干巴的感官評分并不顯著；在微波熟制時間一定的條件下，三維面較陡峭，而等高線不呈橢圓，說明微波熟制功率和茶酒添加量交互作用對牛干巴感官評分不顯著；在茶酒添加量一定的條件下，微波熟制時間和微波熟制功率之間的交互作用極顯著[18]。采用Box-Behnken軟件設計的最佳方案為茶酒添加量為6%，微波熟制時間為5min，微波熟制功率為480W，此時茶酒牛干巴的感官評分為42.5分。

2.4 茶酒牛干巴理化指標

以2.2.3中得出的最優工藝下的茶酒牛干巴為樣本，測定其理化指標。茶酒牛干巴中，水分含量為20±0.8g·100g-1，總糖含量為2.85±0.07g·100g-1，脂肪含量為5.04±0.81g·100g-1，蛋白質含量為56.5±0.65g·100g-1。

2.5 茶酒牛干巴色澤、質構特性

測定2.4的處理組(茶酒牛干巴)、對照組(牛干巴)色澤及質構特性，結果見表6。

表6 牛干巴的色澤及質構特性

由表6可知，處理組牛干巴相對于對照組，硬度和咀嚼性均降低，彈性增大，而內聚性無差異。腌制過程中加入酒，可以起到去除牛肉腥膻味、軟化肌纖維、改善肉質的作用[19]。牛肉在腌制過程中加入茶酒后，增大了牛肉的肌節長度，以及肌原纖維之間的距離，從而提升牛肉的嫩度，降低了牛干巴的硬度和咀嚼性[20]。處理組牛干巴的L*、a*值均大于對照組，主要是由于茶酒中含有茶多酚，而茶多酚延緩了牛肉在腌制過程中肌紅蛋白氧化生成褐色的高鐵肌紅蛋白的速度，進而使得L*值、a*值增大[21]。

3 結論

本試驗以新鮮黃牛肉和茶酒為主要原料，通過單因素和響應面試驗對茶酒牛干巴加工工藝進行探究。通過微波熟制肉干，減少了熱風干燥的時間，使牛干巴硬度降低；使用茶酒腌制牛肉，賦予牛干巴特殊的風味。其特殊香氣物質主要來源于茶葉及以茶葉為原料的茶酒在發酵過程中所產生，如香葉醇、芳樟醇及其氧化物等。添加茶酒腌制牛肉后，降低了牛干巴的硬度和咀嚼性，增大了彈性。