调理肉制品是以畜禽肉为主要原料,绞制或切制后添加调味料、蔬菜等辅料,经滚揉、搅拌、调味或预加热等工艺加工而成,需在冷藏或冻藏条件下贮藏、运输及销售,食用前需经二次加工的非即食类肉制品。调理肉制品在冷藏后重新加热的过程中,会发生不同程度的脂质氧化等反应,产生能够被消费者察觉的异味,称为过热味(WOF),严重制约了调理肉制品的品质提升以及消费者的接受度。
WOF的形成主要源自脂质的自氧化,在肉制品加热过程中,肌肉膜结构被破坏,脂质氧化速度加快,脂肪水解生成游离脂肪酸。这些游离脂肪酸进一步氧化生成醛、醇、酮类挥发性化合物,此类物质被认为是WOF的主要来源。目前,已有学者就热加工的各个方面对WOF发展的影响开展了多项研究,结果表明烹饪方法、时间和温度是影响WOF发展的重要因素。气相色谱-离子迁移谱(GCIMS)技术兼具GC的高分离能力和IMS的快速响应,检测快、结果稳定、无需样品预处理,是用于分离和灵敏检测挥发性有机化合物的技术,广泛应用于食品分类以及掺假检测。
南京农业大学食品科技学院的粟心瑶、李宛玲、王虎虎*等以调理肉饼为实验对象,以GC-IMS技术为风味检测手段,同时结合WOF感官评价、质构特性测定、水分分布及色泽分析等多维度分析,探究4 种常见热加工方式(煮制、微波、烤箱、空气炸制)以及不同复热次数对调理肉饼品质和风味特性的影响。旨在揭示不同复热处理对调理肉饼品质的影响规律,以及对WOF形成的影响和累积效应,探明WOF主体物质,以期揭示WOF形成的关键控制节点,为调理肉制品品质稳定性和WOF调控提供理论依据。
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1 复热方式和复热次数对调理肉饼保水性的影响
1.1 复热方式和复热次数对调理肉饼复热损失的影响
复热损失率是评估调理肉制品持水能力的重要指标。如图1所示,复热次数对调理肉饼复热损失率影响显著,炸制组经多次复热后复热损失率显著降低(
P<0.05),这一 现象可能归因于以下两方面:首先,空气炸制以有效的热对流和热辐射提高了加热的均匀性,促使第1次复热后肉饼内部蛋白质变性并重新排列,形成更为致密且水分分 布均匀的结构;其次,热风循环迅速带走肉饼表面水分,形成酥脆外壳,减少水分流失。相比之下,微波组第3次复热损失率显著升高(
P<0.05),表明微波多次复热会导致水分剧烈流失,这可能与微波加热快速升温、水分损失率高的特点有关。复热方式的不同也是造成调理肉饼复热损失率差异显著的原因,微波组经过多次复热后的复热损失率(11.94%、15.27%、17.86%)均显著高于其他3 组(
P<0.05)。复热损失是由于温度升高导致肌肉蛋白受热变性,肌纤维结构发生改变。肌肉纤维细胞横向和纵向收缩使水分从肌纤维中流出,进而降低肉的持水性。微波的介电加热使肉饼内部迅速升温,加热较其他3 种方式更剧烈,导致结缔组织和肌肉纤维严重收缩,从而具有更高的复热损失率。由此可见,微波复热的调理肉饼持水能力最弱,而煮制处理的样品持水能力最强。
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1.2 复热方式和复热次数对调理肉饼水分分布的影响
低场核磁共振技术是一种快速、无损、未侵入式的检测方法,已被广泛应用于肉品研究。复热工艺对调理肉饼的水分分布影响如图2所示。图中共得到3 个显著峰,其中
T21 (10~100 ms)表示在肌原纤维网络中流动性较差的固定水,被认为是肌肉中的主要水成分,常被用来衡量肌肉持水性的变化;
T22 (100~1 000 ms)表示自由水,不受肌肉纤维网络的束缚,流动性高,因而易流失。
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调理肉饼的弛豫图谱存在3 个显著峰,其中各组的
T21 峰信号强度最大,表明调理肉饼不易流动水分含量最高。表3显示,复热方式和复热次数对调理肉饼的水分分布影响显著(
P<0.05)。复热方式对比发现,ST-1的
T21峰面积比例显著小于OV-1、MW-1、AF-1,且T22峰面积比例显著大于其他3 组,但ST-2和ST-3的
T21峰面积比例显著大于相同复热次数下的其他3 组(
P<0.05),推测煮制组经多次复热后能够抑制不易流动水向自由水的转化,呈现出较强的持水能力。随着复热次数的增加,微波组
T21峰面积比例逐渐减小,MW-3的
T21峰面积比例显著小于其他两组,且其
T22峰面积比例明显增大,表明微波能够提高调理肉饼水分的流动性,使其持水能力变弱,这与Sheng Junsheng等的研究结果一致。炸制组3 次复热的
T21峰面积比例高于相同复热次数下的烤箱组和微波组,表明炸制组较烤箱组与微波组的持水能力强;其次炸制组3 次复热的水分分布无显著变化(
P>0.05),反映了空气炸制在多次复热中能够较好地维持水分的稳定性。结果表明,煮制和空气炸制能够一定程度上减少水分的迁移。其中,煮制组调理肉饼具有最强的持水能力。
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2 复热方式和复热次数对调理肉饼质地的影响
质构特性是决定肉制品经济价值的关键指标之一。通过质地剖面分析模拟口腔咀嚼过程,可测定测量硬度、黏附性、凝聚力、咀嚼性等参数。对不同复热处理下调理肉饼的质构进行分析,由表4可知,烤箱组和微波组的硬度随着复热次数显著增加(
P<0.05),其中微波组的硬度在所有复热方式中最高(
P<0.05),这与其较高的复热损失率(水分流失导致质地硬化)一致。炸制组的硬度虽为各组最低,但与烤箱组和煮制组无显著差异。咀嚼性方面,烤箱组随复热次数显著上升(
P<0.05),煮制组和炸制组虽呈上升趋势,但炸制组的咀嚼性始终最低。上述变化可能是因为随着复热次数增加,牛肉的肌原纤维蛋白热变性、肌纤维收缩,导致肉饼结构紧实化。综合来看,空气炸制能有效 维持调理肉饼的质地稳定性,减少复热带来的硬度与咀嚼性劣变。
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3 复热方式和复热次数对调理肉饼色泽的影响
肉的颜色是评价肉品质最重要的因素之一,肉色及其稳定性是影响消费者购买肉制品的重要因素之一,其主要由肌红蛋白3 种衍生态的相对含量和理化状态决定。如表5所示,复热方式对调理肉饼色泽产生显著影响:炸制组和微波组的
L*值(亮度值)随复热次数显著降低(
P<0.05),而煮制组的
L*值始终显著高于其他组别(
P<0.05),肉饼表面富有光泽,其中微波组在第2、3次复热后的
L*值显著低于其他组,这可能与微波的加热不均匀,导致温度剧烈升高,加速了肌红蛋白和氧气结合形成高铁肌红蛋白有关。烤箱组和煮制组的
a*值(红度值)随复热次数呈上升趋势,且后两次复热间无显著差异(
P<0.05),而微波组在第3次复热时
a*值显著下降(
P<0.05)且始终低于其他组,表现为调理肉饼表面颜色变浅。结果表明,煮制和炸制因加热均匀性更佳,有助于维持肉饼鲜亮色泽,而微波复热则因局部过热加速肌红蛋白氧化,导致色泽劣变。
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4 复热方式和复热次数对调理肉饼风味的影响
采用GC-IMS技术对不同复热方式以及复热次数处理后的调理肉饼进行分析。用系统自带的Dynamic PCA插件和OriginPro 2024对调理肉饼进行主成分分析(PCA)和作图,如图3所示,PC1和PC2两个PC的累计方差贡献率为71.4%,能够较好反映数据集整体情况。PCA结果显示,4 种复热方式(煮制、微波、烤箱、炸制)和不同复热次数的样本(A组:第1次复热;B组:第2次复热;C组:第3次复热)在风味特征上存在部分重叠。这表明整体挥发性成分组成具有一定相似性。样本分布呈现显著的空间差异:在图3A中,样本在分布上整体较分散,说明复热方式对风味的影响显著;煮制组主要分布于第1、2象限,微波组主要分布于第3、4象限,且两组样本相距远,相关度低。在图3B中,A组样本主要分布于第2、3象限,而C组样本则集中于第1、4象限,表明第1次与第3次复热后的风味轮廓差异显著。B组样本的空间分布介于A、C两组之间,推测B组第2次复热后的样本可能反映了复热过程中的某种过渡状态,其风味尚未发生显著变。结合图3可知,随着复热次数的增加,不同复热方式的样本在分布上相对更分散,其风味相关度更低;其中炸制组经过3 次复热的3 组样本相距更近,其风味组成相似度高。综上,复热方式对调理肉饼的风味组成有显著影响;复热次数对调理肉饼的风味具有显著的累积效应,控制复热次数和采用空气炸制的复热方式能较好地保持调理肉饼的风味。
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为体现复热方式和复热次数对调理肉饼风味变化的影响,根据GC-IMS的结果生成挥发性化合物的特征指纹图谱(图4),并进行了特征区域划分。共定性出挥发性化合物40 种,包含5 种醛类、4 种醇类、1 种烯烃类、2 种酮类、1 种酸类、10 种酯类、2 种吡嗪类和15 种其他类化合物。指纹图谱能够反映样品挥发性化合物的变化趋势,并且揭示物质的动态变化。每个单元格代表物质在不同时间的含量,颜色代表挥发性化合物的含量,其中颜色越亮,含量越高。A区表示第一次复热样本的特征挥发性化合物,其中2-十一烯醛由油酸氧化形成,被认为是新鲜炖牛肉的关键挥发性化合物,使牛肉具有金属的味道,随着复热次数的增加单元格内特征峰颜色变暗,表明2-十一烯醛含量逐渐减少。B区中第3次复热样本的特征风味化合物指纹图谱与其他组别有显著差异,2-乙基吡嗪、2-己醇、2,4-癸二烯醛、乙酸己酯、苯并噻唑等物质浓度升高。其中吡嗪类物质能够增强调理肉饼的风味,热处理时,
-氨基酮和Strecker降解过程中的-二羰基反应会形成具有烘烤香气的吡嗪类化合物。2,4-癸二烯醛是亚油酸经过加热氧化降解为9-氢过氧化物后,进一步氧化形成的次生代谢物,呈油脂氧化味。2-己醇是脂质氧化产生的衍生物,具有刺激性的气味,可能造成调理肉饼风味不佳。苯并噻唑是一种含硫、含氮的杂环化合物,呈橡胶味、硫化物味,高浓度时可能产生刺激性气味,气味阈值较低,易在食品中产生不愉悦的风味。C区主要集中在ST-3组,丙酸己酯、3-辛醇、2-庚烯醛含量显著高于其他组别。D区MW-3组2-壬烯醛、二烯丙基硫醚、4-乙基苯酚含量显著高于其他组别,其中2-壬烯醛是脂质氧化过程中产生的低分子醛(C 3 ~C 12 ),被认为是熟肉异味产生的原因之一。![]()
为了更好地了解不同的复热方式和复热次数下调理肉饼WOF相关挥发性化合物的变化,进一步选取主要的挥发性化合物作聚类热图。2,4-癸二烯醛、2-壬烯醛、3-辛醇、1-辛烯-3-醇、己醇、二甲基二硫等被认为是WOF的关键风味因子,在肉制品异味形成中发挥重要作用。烤箱组、煮制组、微波组第3次复热样本3-辛醇、乙酸己酯、2-己醇、苯并噻唑、2,4-癸二烯醛、2-壬烯醛、二烯丙基硫醚、2-乙基吡嗪含量显著高于前两次复热的样本(图5)。乙酸己酯含量随复热次数增加,在OV-3、ST-3、MW-3中尤为明显,这可能是由热加工使醛类物质氧化形成酸与醇类物质经酯化反应形成。二丙基二硫醚在OV-3、ST-3和MW-3中含量显著降低,表明硫化物可能通过参与WOF形成后期的自由基链式反应而消耗。在此过程中,活性硫基团可与氧化脂质及肌原纤维蛋白的活性位点结合,生成具有特征性异味的小分子挥发性硫化物。同时在4 种复热方式下,随着复热次数的增加,苯并噻唑含量增加,这些反应产物是调理肉饼硫化味的主要贡献者。前人研究表明,WOF是肉制品中原有物质浓度升高而导致异味感知增强的结果,而非新的风味物质生成造成。由聚类热图(图5)可知,随着复热次数的增加,2-己醇、3-辛醇、2,4-癸二烯醛、2-壬烯醛、乙酸己酯、苯并噻唑的含量呈增加趋势,推测其在异味构成中占主导地位,为调理肉饼WOF的主体物质。MW-3组2-壬烯醛、二烯丙基硫醚、2-己醇、苯并噻唑含量显著高于其他组别,可能是因为微波加热有利于促进过氧化物的生成及其O—O键的断裂,生成以氧为中心的过氧自由基,即羟自由基,从而加速脂质自氧化进程。ST-3组3-辛醇、2,4-癸二烯醛含量显著高于其他组别,易产生不愉悦的风味。AF-1组风味物质含量明显高于其他3 组,而AF-2、AF-3组WOF主体物质整体含量则显著低于其他组别,可见空气炸制能在复热初期促进肉饼整体风味的产生,并且随着复热次数的增加有抑制WOF形成的作用。
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5 复热方式和复热次数对调理肉饼WOF感官评定的影响
如图6所示,复热调理肉饼的WOF主要表现为酸败味、硫化味和亚麻籽油味,与Byrne等的研究结果相似,金属味感知较弱且随着复热次数的增加几乎不可察觉。第2次复热后煮制组、炸制组和微波组的亚麻籽油味、硫化味和酸败味显著增强,而金属味显著减弱(
P<0.05),这与GC-IMS检测到的2-十一烯醛含量的降低有关。第3次复热后,所有处理组的异味特征达到峰值,其中微波组MW-3酸败味得分最高(4.0),显著高于其他组别(
P<0.05);炸制组AF-3酸败味最弱(1.2);烤箱组OV-3则表现出最高的亚麻籽油味(3.2)和硫化味(3.6)。GC-IMS分析表明,这些异味与2,4-癸二烯醛、2-壬烯醛等不饱和醛类,2-己醇、3-辛醇等醇类以及乙酸己酯、丙酸乙酯等酯类物质的积累密切相关。
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结论
本研究探讨了复热方式(烤箱、煮制、微波、空气炸制)及复热次数对调理肉饼WOF和品质的影响。2-己醇、3-辛醇、2,4-癸二烯醛、2-壬烯醛、乙酸己酯、苯并噻唑是调理肉饼WOF形成的主体物质,其含量在多次复热后显著增加,表明复热次数对WOF有累积效应。复热次数增加显著加剧WOF,主要表现为酸败味、硫化味和亚麻籽油味的增强。不同复热方式对WOF的贡献程度不同。空气炸制组经多次复热后,WOF主体物质含量较少,表现出较好的WOF抑制效果。此外,空气炸制工艺还能显著提高调理肉饼的
L*值,降低硬度和咀嚼性,同时赋予较好的持水能力。综上所述,空气炸制的复热方式能最有效地提高肉饼感官品质,须控制复热次数(≤2 次)以最大限度降低WOF对产品品质的影响,研究结果可为调理肉制品风味调控以及品质特性优化提供理论依据。
通讯作者:
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王虎虎 教授
王虎虎,教授,聚焦于肉类保鲜与微生物防控、乳酸菌资源挖掘与利用、肉品加工与品质控制方面的科研工作。主持国家自然科学基金(4 项)、江苏省自然科学基金(2 项)、“十四五”国家重点研发计划子课题、技术服务横向等科研项目20 项,以第一/通信作者在
Gut Microbes、Journal of Advanced Research、Food Hydrocolloids、Food Chemistry等学术期刊上发表论文101 篇;以主要完成人获国家科技进步二等奖、教育部科技进步一等奖、山东省科技进步二等奖和中国食品科学技术学会科技进步一等奖等奖励5 项;授权发明专利11 件,制定标准3 项,获软件著作权3 项,主编、副主编规划教材2 部。入选江苏省“333高层次人才培养工程”培养对象、南京农业大学“钟山学术新秀”;兼任中国畜产品加工研究会常务理事、江苏省食品学会青年委员会副主任委员、全国肉禽蛋制品标委会畜肉分委会委员;担任
LWT-Food Science and Technology、Food Science of Animal Products期刊编委,国内外20余种学术期刊的审稿专家。
本文《复热方式和次数对调理肉饼品质和过热味的影响效应》来源于《食品科学》2025年46卷第19期257-264 页, 作者:粟心瑶,李宛玲,李明辰,崔晨怡,曹予乐,王虎虎*。 DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250407-053。 点击下方 阅读原文 即可查看文章相关信息。
实习编辑:林安琪;责任编辑:张睿梅。点击下方 阅读原文 即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网
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