烹调牛肉的科学密码：100g牛肉炒4分钟、油25g、糖1.75g、盐2g

　　牛年吃牛肉，“牛” 转乾坤！

　　牛肉被称为 “肉中骄子 "。《本草拾遗》记载称，牛肉可" 消水肿，除湿气，补虚，令人强筋骨、壮健。"

　　现代营养学、生物学等相关研究发现，牛肉中富含众多对人体有益，且易消化吸收的营养素 —— 优质蛋白质，钾、铁、镁等矿物质元素、维生素 B6、丙胺酸等。

　　特别是其富含肌氨酸，含量远超其它食品，能够有效帮助肌肉增长，加强力量训练。

　　而且，牛肉还富含结合亚油酸，能够帮助避免运动中发生的组织损伤。同时其脂肪含量还非常低，即便你想减肥，也可以安心食用。

　　牛年春节，很多家庭餐桌上一定少不了炒牛肉，但要想在家炒出一道鲜美可口的牛肉，可并不简单。

　　科学炒牛肉

　　牛肉纤维较粗，炒牛肉对烹饪技术的要求很高。一旦火候、调味不到位，牛肉的口感很容易变得又柴又老，无法下咽。

　　在春节这样一个喜庆的节日，想在家人亲朋面前露两手？除了遍寻菜谱之外，你还需要从科学角度了解炒牛肉的科学做法。

　　北京工商大学食品营养与人体健康高级创新中心的科学家团队对此进行了科学研究，破解了炒牛肉的科学密码。

　　他们通过仪器分析法来研究烹饪牛肉过程中，时间及盐、糖、食用油等调味品的用量对风味化合物释放的影响，从而优化了炒牛肉的烹饪工艺。

　　该项研究成果发表在《食品加工与保存杂志》（Journal of Food Processing and Preservation）杂志，论文标题为《用仪器分析方法优化炒牛肉的烹饪方法》（Optimization of the cooking methods of stir-fried beef by instrumental analysis）。

　　图 | 相关论文 （来源：Journal of Food Processing and Preservation）

　　研究中，采用高性能液体色谱法并测定炒牛肉中各种风味物质的含量后发现，最终测定最佳的烹调方案为：100g 牛肉炒制 4 分钟，食用油 25g、蔗糖 1.75g、盐 2g，总体鲜味成分含量在烹制 4 分钟时呈上升趋势，达到最大值 2580.32µg/g，此后随着炒制时间延长呈下降趋势。

　　论文介绍称，生肉由于存在血盐、热解产物等，往往会有一种类似血液的味道。经过高温加工，牛肉中的风味前体如游离氨基酸（FAAs）、还原糖、5ʹ- 肌苷单磷酸（5ʹ-IMP) 和多不饱和脂肪酸会发生一系列的热反应，从而产生诱人的香气和口感。

　　鲜味被认为是继甜、酸、苦、咸之后的第五种基本味道，是由常见的增味剂味精以及其他氨基酸和核糖核苷酸引发的。具体来说，包括 FAAs（即谷氨酸和天冬氨酸）、鲜味肽、5ʹ- 核苷酸等。

　　以往研究大多通过感官评价来提高牛肉等肉制品的质量，但是这种评价方式在实验中存在一系列问题，如不稳定性、高疲劳程度、高疲劳程度、个体差异大、个人偏好。因此，此次研究建立在仪器分析结果的基础上，对炒牛肉配方进行优化：通过单因素试验来优化添加成分；用仪器分析检测有味道化合物的释放。

　　首先，进行样品制备，将后腿牛肉切成 3 厘米 × 2 厘米 × 2 毫米的小块，放在干燥的不粘锅上，用 1200 瓦的功率加热 30 秒。将牛肉片放入锅中快速翻炒一段时间，直到拌油加热至冒烟点，最后将翻炒牛肉冷却至室温。然后，100g 炒牛肉中加 150g 水，用打浆机打 1 分钟；4ºC 环境下，将匀浆牛肉放在 9600 r/min 的离心机中加工 10 分钟；去油，获得油炸牛肉样品。

　　炒多长时间？

　　在这 17 个氨基酸中，在鲜炒牛肉中发现了具有香味的 Asp 和 Glu。随着煸炒时间的延长，牛肉中 FAA 的总量呈现为先增加后减少。而且加工时间过长，牛肉中的苦味氨基酸的含量增加，最终影响了牛肉的口感品质。当煸炒时间为 4 分钟时，FAA 的总浓度达到最大值 10874.39 µg /g。同时，甜氨基酸的含量也达到最大值 1,558.39 µg/g。

　　据报道，琥珀酸是具有酸味和鲜味的化合物。在图 2a 中，琥珀酸的含量随着搅拌时间的延长而降低。当搅拌时间为 3.5 分钟时，达到最大值即 1.02μg/g。因此可得出结论，高温和长时间加热会导致蔗糖酸的降解。

　　随着时间的推移，炒牛肉中的 5′- 核苷酸的含量如图 2a 所示。结果表明，5ʹ-AMP、5ʹ-IMP 和 5ʹ-GMP 均在 4 分钟达到最大值，分别为 0.03、0.03 和 0.12 µg/g，然后随着炒制时间的延长，它们的含量分别降至 0.01、0.00、0.03 µg/g。并且，高温翻炒还可能会导致牛肉中 5'- 核苷酸风味的降解。

　　图 | 不同条件下炒牛肉中游离氨基酸的含量（来源：Journal of Food Processing and Preservation）

　　该放多少油盐糖？

　　氨基酸含量变化如图 1b 所示。

　　研究发现，随着油量的增加，爆炒牛肉中的 FAA 总含量呈现为先增加后减少的趋势。当含油量为 25g 时，FAA 达到最大值 10891.36µg/g，与其他实验组相比，甜氨基酸和鲜味氨基酸的含油量上也有显著差异。

　　图 2b 中，丁二酸的含量随着用油量的增加而降低。当油的含量为 10g 时，丁二酸的最大值为 2.65µg/g。结果表明，油的加入抑制了溶出，同时促进了丁二酸的释放。

　　5ʹ-nucleotide 在炒牛肉中随油量的变化如图 2b 所示。当油量为 10g 时，5ʹ-AMP 含量达到最大值 0.20µg/g。

　　氨基酸含量如图 1c 所示，炒牛肉鲜味氨基酸总量呈上升趋势。无盐状态下炒牛肉的鲜味氨基酸含量为 2580.32µg/g，添加 1.25 g 盐后，鲜味氨基酸最低值为 2727.00µg/g。这表明盐可以促进油炸牛肉风味的释放。

　　图 2c 中琥珀酸的最大值为 4.01µg/g，高于无盐牛肉的最大值 0.62µg/g。这表明 NaCl 确实促进了鲜味有机酸的释放，产生了更多的鲜味增强剂钠，菜肴鲜味得以提高。

　　主要风味成分核苷酸 5ʹ-GMP 含量，并没有因为盐分增加而出现明显变化，其始终保持在 0.04µg/g。5ʹ-IMP 含量却随食盐用量的增加呈现上升趋势。当含盐量为 2.50 g 时，5ʹ-IMP 的最大值为 0.80µg/g。5ʹ-AMP 的含量随盐量的增加呈先增加后降低的趋势。当盐含量为 1.50 g 时，其最大值为 0.18µg/g。

　　图 | 牛肉（来源：Pixabay）

　　如图 1d 所示，炒牛肉中的鲜味天冬氨酸和甜味氨基酸随着蔗糖的增加而增加。当蔗糖添加量为 2.25g 时，它们的最大含量分别为 2809.57 和 781.14µg/g。琥珀酸同样如此，其含量随蔗糖的增加而增加，并在蔗糖添加量为 2.25 g 时，其最大值为 4.01µg/g。

　　该团队还发现炒牛肉中 5ʹ-GMP 的含量并未随着蔗糖添加量的增加出现显著差异，其含量保持在 0.02µg/g。可见炒牛肉时，蔗糖对 5ʹ-GMP 含量的影响小于盐。炒牛肉中 5’-GMP 的含量在加入盐后保持在 0.04µg/g。

　　随着蔗糖添加量的增加，5ʹ-IMP 和 5ʹ-AMP 含量却呈上升趋势，这其实就是牛肉中氨基酸与糖在高温下发生的美拉德反应（Maillard reaction），该反应可显著降低风味核苷酸含量。

　　美拉德反应广泛存在于食品工业中，学名为 “非酶棕色化反应”，由法国化学家路易斯・美拉德（L.C.Maillard）于 1912 年首次发现并提出，专门指食物加热时，内部的羰基化合物（还原糖类）和氨基化合物（氨基酸和蛋白质）发生反应，产生棕色或棕黑色的大分子物质或拟黑素。其实就是人间常说的，高温烹调时，食物颜色不断变黑的现象。

　　是否添加香料包？

　　不同配方炒牛肉中的 FAAs 的含量如图 1e 所示。对比添加香料组和不添加香料组样品发现，炒牛肉中的谷氨酸和天冬氨酸的含量区别非常显著，说明香料可以促进风味化合物的释放。

　　图 2e 中添加香料和不添加香料的炸牛肉中，琥珀酸的含量分别为 5.38 和 1.24µg/g。说明香料还能促进复合有机酸的释放。

　　同时发现，在炒牛肉中添加香料还有利于调味核苷酸的释放。炒牛肉中 5ʹ-GMP、5ʹ-IMP 和 5ʹ-AMP 的含量分别为 0.07、3.48 和 0.40µg/g。

　　图 | 不同条件下炒牛肉中有机酸和核苷酸的含量不同（来源：Journal of Food Processing and Preservation）

　　EUC 值（Equivalent umami concentration，等效鲜味浓度）用来表征食品风味强度。具体来说，就是在 100 克食物中，以谷氨酸钠含量来表示鲜味物质的总量，其计算公式如下：

　　炒香香料 (f-sp) 的 EUC 值为 8.31 g 味精 / 100 g，说明炒香可以增加香料风味物质的释放。与不加香料的牛肉相比，加香料炒牛肉（f-sp-b）的 EUC 值为 154.54 g 味精 / 100g，而不加香料的牛肉 (f-b-b) 的 EUC 值为 124.29 g 味精 / 100g，说明香料可以改善炒牛肉的风味。

　　仪器分析结果表明，在炒牛肉中添加适量的盐和蔗糖可以促进调味物质的释放。随着加工时间的延长，风味物质的含量呈先增加后降低的趋势。

　　煸炒牛肉的方法，你学会了吗？牛年吃牛肉，“牛” 转乾坤，快快参考科学家提供的 “菜谱” 做着试试看吧！

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