金锦华,刘 剑,金丹莉,祁香草,王幸幸,陈跃文,3,,陈 杰,3,田师一,3,朱 炫,3,韩剑众,3
(1.浙江工商大学后勤服务中心,浙江杭州 310018;2.浙江工商大学食品与生物工程学院,浙江杭州 310018;3.浙江省食品安全重点实验室,浙江杭州 310018)
肉类的中餐烹制方法多样,烹制技术可改善肉类的质构、风味和营养特性,并提高其微生物安全性[1]。常见的中餐烹制工艺有油炸、炒制、水煮、蒸制等,近年来越来越多的学者关注烹制工艺对肉类制品加工品质影响的研究。Zhang 等[2]研究发现,油炸及蒸制工艺可以提高兔肉蛋白质的消化率和生物利用率。陈丽丽等[3]研究了清蒸和油炸对鲩鱼肉风味的影响,发现加热可减少鱼肉腥味物质,并增加了挥发性风味物质的种类。Ángel-Rendón 等[4]研究了不同烹饪方式对猪肉微观结构、感官特性的影响,发现欧姆加热增加了猪肉的肌纤维硬度和金黄色泽,真空烹饪增加了猪肉的结构损失,且风味较为平淡。
目前对于烹制工艺对肉类食用品质的影响主要从理化特性、感官特性、营养特性、消化特性等角度评价。其中物性指标包括质构、色差、保水性、微观结构等;感官特性包括风味、感官评价等;营养特性包括基本营养组成、氨基酸组成、脂肪酸组成等;消化特性包括肉类蛋白质消化率、消化产物分子量大小、消化产物吸收率等[5]。袁森等[6]研究发现炒制可使鸡肉硬度下降,弹性提高,而焖煮效果相反,且挥发性风味气体中醛、醇类占主导地位。谢静等[7]研究了传统烹饪方式与新式真空低温慢煮方式对鸡肉品质的影响,发现真空低温慢煮提高了鸡肉营养价值以及降低了鸡肉的硬度。Barbanti 等[8]研究了不同蒸煮条件对鸡胸肉烹制损失率和嫩度的影响,发现当温度为130~150 ℃,加热时间为4 min 时鸡胸肉烹制损失率最低,其嫩度最佳。目前多采用单一品质评价烹制工艺对鸡胸肉的影响,而采用多种角度、多种方式进行综合评价的研究较少。
本文以鸡胸肉为主要研究对象,采用油炸、炒制、水煮、蒸制四种中餐烹制工艺进行处理,研究了烹制后鸡胸肉的蒸煮损失、质构和微观结构的变化情况,利用电子鼻研究了感官特性的变化。同时研究了不同中餐烹制工艺对鸡胸肉氨基酸组成和脂肪酸组成的影响,并利用体外消化模型研究了鸡胸肉蛋白质胃消化率,可为经典中餐烹制工艺的技术应用提供一定的理论依据。
新鲜鸡胸肉 浙江永辉超市有限公司;食盐中国盐业集团有限公司;菜籽油 益海嘉里金龙鱼粮油食品股份有限公司;浓盐酸、浓硫酸、氯仿 分析纯,常州市旭宏化工有限公司;硫酸铜、硫酸钾、硫酸钠、甲基红、硼酸、蒽酮、硫代巴比妥酸、葡萄糖标准品(分析对照级)、胰蛋白酶(生物技术级)上海麦克林生化科技有限公司;氧化镁、甲醇、三氯乙酸分析纯,上海阿拉丁生化科技有限公司;脂肪酸标准品 分析对照级,美国Sigma 公司。
104IR 探针式食品温度计 德国Testo 公司;TA.XT PLUS 质构仪 英国Stable MicroSystems 公司;CR-400 便携式色差仪 日本美能达仪器有限公司;MF-1200C 马弗炉 贝克设备科技有限公司;H1850R 离心机 湖南湘仪有限公司;L-8900 氨基酸分析仪、Regulus8100 扫描电子显微镜 日本日立公司;FOX-4000 电子鼻 法国Alpha MOS 公司;GC2030 气相色谱仪 日本岛津公司。
1.2.1 原料预处理 鸡胸肉经清洗后剔除脂肪和结缔组织,将处理干净的鸡胸肉切为2 cm×2 cm×2 cm大小的正方体小块。配制1.5%的盐水,将切好的鸡胸肉块腌制15 min。对腌制过的鸡胸肉块分别进行如下处理,并使用探针式食品温度计测定鸡胸肉中心温度,鸡胸肉中心温度达到80 ℃时可认为已完全熟制[8]:油炸(油:鸡胸肉质量比为1:1,油温180 ℃,鸡胸肉中心温度至80 ℃,油炸1.5 min);炒制(油:鸡胸肉质量比为0.5:1,油温100 ℃,鸡胸肉中心温度至80 ℃,炒制2.5 min);水煮(鸡胸肉中心温度至80 ℃,水煮4 min);蒸制(鸡胸肉中心温度至80 ℃,蒸制4 min),从而模拟中餐常见烹制工艺。
1.2.2 烹制损失率测定 根据陈丽艳等[9]的方法,称取处理前鸡胸肉块的质量为m1,不同烹制工艺处理后的鸡胸肉块质量为m2。烹制损失率根据公式(1)获得。
1.2.3 质构测定 根据赵宇鹏等[10]的方法并做适当修改,采用TPA 模式测定鸡胸肉块的质构。采用P/36R 探头,触发力为5 g,位移为15 mm,测前速度为3 mm/s,测试速度为1 mm/s,测后速度为10 mm/s,压缩时间间隔为5 s,压缩比为50%。
1.2.4 微观结构测定 使用扫描电子显微镜观察鸡胸肉样品的微观结构,观察前首先对鸡胸肉进行脱水固定,并在观察表面进行喷金处理提供电子书反射面,然后在5 kV 条件下对样品进行观察。
1.2.5 挥发性盐基氮(TVB-N)测定 根据Song 等[11]的方法测定挥发性盐基氮含量,将10 g 经不同烹制工艺处理后的鸡胸肉块使用100 mL 蒸馏水均质后置于摇床振荡30 min。经滤纸过滤。将5 mL 10 g/L氧化镁添加到5 mL 滤液中,使用凯氏定氮仪蒸馏混合物。蒸馏产物使用20 mL 含有混合指示剂的2%硼酸水溶液吸收,并使用0.01 mol/L 盐酸溶液滴定硼酸溶液。TVB-N 值根据盐酸消耗量确定,按mg/100 g样品来计算。
1.2.6 脂质过氧化(TBARS)测定 根据Shen 等[12]的方法,将10 g 经不同烹制工艺处理后的鸡胸肉块使用50 mL 7.5%三氯乙酸(含0.1%乙二胺四乙酸)均质后置于摇床振荡30 min。经滤纸过滤后,取用5 mL 滤液和5 mL 0.02 mol/L 的硫代巴比妥酸混合。将混合物在沸水中加热40 min,冷却至室温后进行离心,离心速度为1600 r/min,离心时间5 min,提取上清液,加入5 mL 氯仿。静置10 min 后,分别在600 和532 nm 处测定上层液体的吸光度。按照式(2)计算TBARS 值,结果以丙二醛(MDA)当量表示:
式中:A532和A600分别代表532 和600 nm 处的吸光度;72.6 代表MDA 的分子量;155 代表MDA摩尔吸光率。
1.2.7 电子鼻测定 称取10 g 经不同烹制工艺处理后的鸡胸肉块置于250 mL 锥形瓶中,使用封口膜密封瓶口,静置30 min。使用电子鼻进样针插入锥形瓶中吸附挥发气体,并将其插入电子鼻仪器。设置气体流量为0.2 L/min,等待时间10 s,采样时间300 s,传感器清洗时间300 s 测定挥发气体。每组实验重复进行6 次,并使用系统自带的数据处理软件对所得数据进行分析,最后以主成分分析法(Principal Component Analysis,PCA)描述数据。电子鼻传感器对应敏感气体如表1 所示。
表1 电子鼻传感器敏感气体对照表Table 1 Electronic nose sensor sensitive gas comparison table
1.2.8 氨基酸含量测定 根据Xu 等[13]的方法,将鸡胸肉样品进行真空冻干处理,取150 mg 冻干的样品置于称量瓶中,加入15 mL 6mol/L 的盐酸。充入氮气后将混合物置于110 ℃条件下水解22~24 h。随后使用超纯水将水解产物稀释至50 mL。将稀释后的水解产物使用0.45 μm 膜过滤器过滤后加入到自动进样瓶中,使用全自动氨基酸分析仪进行氨基酸分析。
1.2.9 脂肪酸含量测定 根据尉立刚等[14]的方法测定脂肪酸含量,将2 g 样品加入12 mL 氯仿/甲醇(体积比为2:1)溶液,经涡旋振荡2 h 后使用滤纸过滤,重复上述操作3 次,合并获得的滤液,使用旋蒸仪在60 ℃下蒸干。向蒸干产物中加入5 mL 正己烷,充分溶解后加入1.4 mL 2 mol/L KOH 甲醇溶液,涡旋1 min,静置15 min,加入2 mL 超纯水,静置分层。吸取上层清液,使用无水Na2SO4干燥。使用气相色谱(GC)测定脂肪酸含量,将37 种脂肪酸标准品制备为浓度为0.15、0.35、0.60、0.80 mg/L 的混标物。测定程序为120 ℃,5 min;10 min 内升温至190 ℃,保持1 min;20 min 内升温至230 ℃,保持 12 min。检测器温度250 ℃,载气流速3 mL/min,进样体积0.5 μL,分流比1:20。结果以干样质量表示。
1.2.10 胃蛋白酶消化率测定 如Bax 等[15]所述评估蛋白质消化。将鸡胸肉样品绞碎模拟牙齿咀嚼,测定总氮浓度为0.75 mg/mL。用1 mol/L 盐酸将混合物的pH 调节至2.0,并将混合物与胃蛋白酶(10 U mg/L)在37 ℃下在振荡水浴中孵育1 h。然后用1 mol/L氢氧化钠将pH 调节到8.0 以终止消化反应。按照式(3)计算胃蛋白酶消化率:
式中:M1和M2分别代表消化前鸡胸肉中的蛋白质量和消化后鸡胸肉中的蛋白质量。
数据结果均以平均值±标准差表示,利用Excel 2010 软件,使用SPSS Statistics 19 软件进行显著性分析,采用Duncan 法进行多重比较;利用OriginPro 9.1 软件进行绘图。
如图1 所示,经油炸处理后的鸡胸肉烹制损失率最高,且显著高于其他组别(P<0.05),经蒸制处理后的鸡胸肉烹制损失率最低,且显著低于其他组别(P<0.05),而炒制组和水煮组的烹制损失率没有显著性差异(P>0.05)。由于温度升高导致肌原纤维蛋白以及肌肉周围的结缔组织收缩,肌肉中的肌束进而收缩,水分从肌肉中被挤出,因此在热处理过程中会导致水分的损失。同时由于温度升高,水分子运动加剧,并且由于在烹制过程中游离酸性基团的损失[16],肌肉中的pH 环境发生变化,进一步导致肌肉持水能力下降,因此肌肉中的汁液流失[17]。而由于油炸过程中温度升高较快,使得肌肉内部水分子迁移速率及逸散速度加快,因此造成了更高的烹制损失率[18],这与Gál 等[19]的研究结果一致。
图1 不同中餐烹制工艺处理鸡胸肉的烹制损失率Fig.1 Cooking loss rate of chicken breast processed by different Chinese cooking techniques
不同烹制工作对鸡胸肉质构的影响如表2 所示。相对于生肉样品,经处理后鸡胸肉的硬度、胶着性和咀嚼性均显著升高(P<0.05),其中经水煮之后的鸡胸肉硬度和咀嚼性最高,分别为1531.55 和608.18,油炸组的胶着性最高,为752.53。弹性和内聚性的结果相对于生肉组也有所增加,但是差异不显著(P>0.05)。而经处理后鸡胸肉的回复性相对于生样组均降低,且水煮组和蒸制组的数值降低较为显著(P<0.05)。
表2 不同烹制工艺处理鸡胸肉的质构数据Table 2 Texture data of chicken breasts processed by different Chinese cooking techniques
质构指标是评价鸡胸肉食用品质的重要指标,其变化与肌原纤维蛋白和胶原蛋白的收缩与变性息息相关[20]。鸡胸肉经加热后,肌肉内部水分流失导致肌原纤维蛋白收紧,由于水煮组的烹制损失率相对较高,鸡胸肉硬度和咀嚼性升高。并且加热会使鸡胸肉内部结构更为致密,导致其回复性下降。加热过程中由于胶原蛋白的变性会导致凝胶形成,因此鸡胸肉的弹性和内聚性会有所增加[21]。
如图2 所示,油炸之后的鸡胸肉横截面出现间隙,从纵截面图中可以看出肌纤维之间的间隙较为明显。而炒制组的横截面出现较大的空洞,纵截面也存在较大的间隙。水煮组鸡胸肉的横截面也存在空洞,与炒制组相比较小,纵截面图显示肌纤维分布较为均匀。蒸制组鸡胸肉的横截面中肌节分布均匀紧致,纵截面显示肌纤维之间排列整齐,没有存在明显可见的间隙。
图2 不同中餐烹制工艺处理鸡胸肉的微观结构Fig.2 Microstructure of chicken breast processed by different Chinese cooking techniques
TVB-N 主要是指物蛋白质在降解过程中产生的氨和胺类物质,被广泛认为是肉类新鲜度的重要指标[22]。如图3 所示,经不同中餐烹制工艺处理后鸡胸肉的TVB-N 值均有不同程度的上升,其中蒸制组鸡胸肉的TVB-N 值最高,为11.00 mg N/100 g。油炸组和炒制组的TVB-N 值相对于生样组上升不显著(P>0.05),而水煮组和蒸制组的TVB-N 值相对于生样组显著上升(P<0.05)。加热可使蛋白质氧化脱羧及脱氨基,导致鸡胸肉内的TVB-N 水平提升[23],而油炸组和炒制组TVB-N 值增加不显著的原因可能是氨和胺类物质随着鸡胸肉内部汁液排出而减少,从而能够检测到的含量减少,因此其TVB-N 值较低。
图3 不同中餐烹制工艺处理鸡胸肉的TVB-N 值Fig.3 TVB-N value of chicken breast processed by different Chinese cooking techniques
油脂中的脂肪酸经过氧化分解后会产生丙二醛,与硫代巴比妥酸反应后可形成红色化合物,经定量后即为TBARS 值,可表现脂肪氧化情况[24]。如图4 所示,经不同中餐烹制工艺处理后,鸡胸肉的TBARS 值上升,说明其脂肪氧化加剧。油炸组和炒制组的TBARS 值相对于对照组未呈现显著上升(P>0.05),而水煮组和蒸制组的TBARS 值相对于对照组呈现显著上升(P<0.05),且水煮组的TBARS 值最大。根据TBARS 值判断4 种烹饪工艺对鸡胸肉氧化程度影响大小为:水煮>蒸制>炒制>油炸。脂肪氧化程度与加热温度和加热时间呈正相关[25],由于4 种烹饪工艺的加热温度相同,而水煮组和蒸制组的加热时间较长,因此鸡胸肉的TBARS 值较高。
图4 不同中餐烹制工艺处理鸡胸肉的TBARS 值Fig.4 TBARS value of chicken breast processed by different Chinese cooking techniques
电子鼻可对样品挥发性气体进行收集、识别和分析处理,并通过主成分分析(PCA)对数值进行降维处理,具有快速、便捷、稳定性好等特点[26]。如图5所示,5 组鸡胸肉对于每个传感器的响应模式较为一致,每组的差异性主要体现在单个传感器的响应强度不同。其中S8 传感器的响应强度较其他传感器更强,主要对应香烟的烟雾、烹调臭味等气味,且油炸组的响应数值最大,这可能是由于油炸过程中产生的油烟味导致的。根据图6 主成分分析图的结果显示,第一主成分贡献率为54.4%,第二主成分贡献率为12.9%,5 组鸡胸肉的挥发性气味在两个主成分上并没有区分开来,说明不同中餐烹制工艺对鸡胸肉的风味并没有显著性影响。
图5 不同中餐烹制工艺处理鸡胸肉的雷达图Fig.5 Radar plot of chicken breast processed by different Chinese cooking techniques
图6 不同中餐烹制工艺处理鸡胸肉的PCA 图Fig.6 PCA plot of chicken breast processed by different Chinese cooking techniques
如表3 所示,鸡胸肉的氨基酸组成包括16 种氨基酸,其中包括7 种必需氨基酸和4 种鲜味氨基酸。谷氨酸在所有氨基酸中含量最高,其次是天冬氨酸和亮氨酸,而蛋氨酸的含量最低。与生鸡胸肉相比,经不同中餐烹制工艺处理后鸡胸肉的氨基酸总量呈现上升趋势,这与章杰[27]等的研究结果一致。相对而言,油炸组和炒制组鸡胸肉的氨基酸含量比水煮组和蒸制组增加更多,其中谷氨酸、天冬氨酸和亮氨酸含量增加最为明显。鲜味氨基酸是鸡胸肉鲜美滋味的重要来源,其含量越高则表示经烹制处理后的鸡胸肉味道更好。由表3 可知,4 组鸡胸肉中的鲜味氨基酸总量在10.77~11.65 g/100 g 之间,其中油炸组的鲜味氨基酸总量最高,为11.65 g/100 g,蒸制组的鲜味氨基酸总量最低,为10.77 g/100 g。
表3 不同中餐烹制工艺处理鸡胸肉的氨基酸组成Table 3 Amino acid composition of chicken breast processed by different Chinese cooking techniques
鸡胸肉中的脂肪酸含量不仅会影响其风味,同时与人体健康呈现出相关性[28]。由表4 可知,油炸组鸡胸肉的脂肪酸种类最多,为19 种,其次是炒制组鸡胸肉,为17 组,水煮组和蒸制组鸡胸肉脂肪酸种类相同,为12 种。炒制组鸡胸肉中含量最高的脂肪酸为顺-9-十八碳一烯酸,为1.79 g/100 g,油炸组鸡胸肉中含量最高的脂肪酸为反,反-9,12-十八碳二烯酸,为1.43 g/100 g,水煮组鸡胸肉中含量最高的脂肪酸为顺-9-十八碳一烯酸,为0.664 g/100 g,蒸制组鸡胸肉中含量最高的脂肪酸也为顺-9-十八碳一烯酸,为0.978 g/100 g。
表4 不同中餐烹制工艺处理鸡胸肉的脂肪酸组成Table 4 Fatty acid composition of chicken breast processed by different Chinese cooking techniques
蛋白质消化率是评价肉品蛋白生物利用率和营养价值的重要指标[29]。由图7 可知,生鸡胸肉的胃蛋白酶消化率为18.43%,除炒制工艺外,经其他三种工艺处理后鸡胸肉的胃蛋白酶消化率均显著提高(P<0.05)。经油炸之后的鸡胸肉胃蛋白酶消化率最高,为28.41%,水煮组和蒸制组鸡胸肉的胃蛋白消化率无显著性差异(P>0.05),分别为21.32%和22.58%,而炒制组鸡胸肉的胃蛋白酶消化率最低,为8.59%。由于温度升高会使蛋白质的主链结构展开,内部酶切位点暴露,增加了与胃蛋白酶的可及性,因此蛋白质消化率提高[30]。而炒制组鸡胸肉胃蛋白酶消化率降低的原因可能是在炒制过程中鸡胸肉表面形成一层硬壳,阻碍了胃蛋白酶与鸡胸肉蛋白质酶切位点的结合[31],因此其消化率显著下降(P<0.05)。
图7 不同中餐烹制工艺处理鸡胸肉的胃蛋白酶消化率Fig.7 Pepsin digestibility of chicken breast processed by different Chinese cooking techniques
本实验研究油炸、炒制、水煮、蒸制4 种中餐烹制工艺对鸡胸肉综合理化品质的影响。结果表明,烹制工艺均会造成鸡胸肉水分流失,导致其硬度增加,油炸鸡胸肉水分流失最为严重。水煮显著(P<0.05)增加了鸡胸肉的硬度、咀嚼性和脂肪氧化程度,蒸制会导致鸡胸肉蛋白质氧化加剧,且蒸制鸡胸肉的肌节分布更加均匀,肌纤维之间排列更加整齐。电子鼻结果显示,4 种中餐烹制工艺对鸡胸肉挥发性风味的影响差异不大。4 种中餐烹制工艺均提高了鸡胸肉氨基酸总量,且鲜味氨基酸总量油炸组(11.65 g/100 g)>炒制组(11.64 g/100 g)>水煮组(10.79 g/100 g)>蒸制组(10.77 g/100 g)。油炸组鸡胸肉的脂肪酸种类最多。经体外消化模型研究发现,油炸可提升鸡胸肉的胃蛋白酶消化率,而炒制会降低鸡胸肉的胃蛋白酶消化率。总之,不同的中餐烹制工艺对于鸡胸肉质构特性、风味特性、营养特性和消化特性的影响是不同的,可为合理加工鸡胸肉提供理论参考。