Effect of High-pressure and Low-temperature Injection of Walnut Oil Emulsion on Steak Qualities
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摘要: 牛霖肉脂肪含量较低，煎烤后口感干硬。为提高其制作的牛排的汁液丰富度、促进形成软嫩口感，本实验研究了高压低温注射核桃油乳液对牛排品质的影响。本实验通过高压低温注射结合真空滚揉技术，成功制备了添加核桃油乳液的霖肉牛排，并分别研究了不同谷氨酰胺转氨酶（transglutaminase，TGase）含量（0%、0.3%、0.6%、0.9%、1.2%）的乳液对牛排结合乳液能力的影响和不同核桃油含量（20%、30%、40%、50%）的乳液对牛排理化指标和品质指标的影响。结果表明，添加乳液的牛排的结合能力随着乳液中TGase含量的上升呈上升趋势，在TGase含量达到0.9%后趋于平稳。向牛排中注射添加核桃油乳液使牛排水分含量升高了1.44%~2.31%，pH降低了0.17~0.08，L*值升高后降低、a*值和b*值降低，使牛排的剪切力降低了26.62%~65.33%，出品率提高了3.43%~11.43%，牛排产品的硬度和咀嚼性分别降低了15.44%~77.06%和26.56%~77.52%。感官评价实验显示添加乳液提高了牛排产品的柔软度和汁液丰富度，而对牛排的气味和滋味影响较小。通过比较不同TGase含量和核桃油含量的乳液对牛排工艺性能、理化性质和品质指标的影响，TGase含量0.9%、核桃油含量40%的乳液最适宜应用于生产实践。Abstract: Beef knuckle contains less amount of fat, which tastes dry and hard after being pan fried. In order to increase the richness of the juice of the steak made of that, promoting the formation of a soft and tender taste as well, this experiment studied the effect of injection of walnut oil emulsion under high-pressure and low-temperature on steak quality. In this experiment, beef knuckle steak added with walnut oil emulsion had been successfully prepared through injection under high-pressure and low-temperature followed vacuum tumbling technology, and the influence of emulsions with different transglutaminase (TGase) content (0%, 0.3%, 0.6%, 0.9%, 1.2%) on the emulsion bonding capacity of steak and the influence of emulsion with different walnut oil content (20%, 30%, 40%, 50%) on the physicochemical indexes and quality indexes of steak were studied. The bonding capacity of steak adding emulsion increased with rising TGase contents in emulsions, and stabilized after TGase contents reached 0.9%. Injection walnut oil emulsions into steak increased its moisture contents by 1.44%~2.31%, and decreased pH value by 0.17~0.08, increased then decreased L* value, decreased a* value and b* value. The shear force of steak were reduced by 26.62%~65.33%, the yield were increased by 3.43%~11.43%, the hardness and chewiness of steak were reduced by 15.44%~77.06% and 26.56%~77.52%, respectively. Sensory evaluation experiments showed that the injection of emulsion improved the softness and juiciness of steak products, yet had little effect on the flavor and tastes. Through the comparison between influence of emulsions contain different amount of TGase and walnut oil on the process performances, physicochemical properties and quality indicators of steak, the emulsion with TGase content of 0.9% and walnut oil content of 40% was most suitable for production practice.
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牛肉具有高蛋白、低脂的特点，富含B族维生素、维生素E和钾、钙、磷、铁等各类矿物质，是人类膳食所需营养的极好来源[1-2]。脂肪含量是评价牛肉等级的重要指标[3-4]，脂肪在牛肉加工过程中扮演着重要的角色，是牛肉产品柔软口感和牛肉特征性风味的重要来源[5]。然而，在牛肉的脂肪酸组成中，硬脂酸、棕榈酸等饱和脂肪酸（saturated fatty acid, SFA）含量较高[1]。SFA的过量摄入与心血管疾病风险增加密切相关[6]，受到研究者的广泛关注。
利用植物油脂为主要成分的乳液来部分代替牛肉饼、重组牛排等重组肉制品中的动物脂肪，可以在保持产品口感、风味等品质的同时，降低产品中动物脂肪的含量[6-7]。与通过饲喂营养强化饲料来调节畜产品中营养成分的高投入和低效率[8]相比，这种直接添加的方法具有低成本、操作简便的优点，日益受到研究者的关注[9-10]。这些用以部分代替肉制品中动物脂肪的植物油脂，主要来源于各类油料作物的种籽和坚果[6-7,11]。Tomasz等[12]比较了添加花生、核桃等坚果和亚麻籽等油料作物种子对牛肉饼感官品质、脂肪酸组成的影响，发现核桃在对牛肉饼的口感、风味等品质特征负面影响较小的同时还具有最符合人类营养需求的脂肪酸组成。目前，在肉制品中利用植物油乳液作为动物脂肪替代物的研究和应用的对象主要集中于肉饼、乳化肠等重组体系[6-11]。在牛排、风干牛羊肉等具有完整肌肉组织的肉制品中，类似的脂肪替代物的研究相对较少。
牛排是块状的牛肉，具有完整的肌肉组织结构。与向重组体系中添加植物油乳液可在配料过程中直接加入不同，向牛排中添加乳液的操作存在受乳液在牛排中的扩散、乳液中的水溶性和脂溶性组分与肌纤维的结合、添加乳液的产品在加工、储藏过程中的稳定性等一系列具体工程问题[13]。注射是较常用的腌制方法，有研究通过注射向牛排中添加不饱和脂肪酸油，效果较好[8]。牛霖肉制作的牛排脂肪含量较低，口感较粗硬。能否利用核桃油乳液作为动物脂肪的替代物，注射添加到牛排中，以此改善霖肉牛排的口感、风味等感官品质，具有一定的研究意义。就此，本实验应用高压低温注射、呼吸式真空滚揉和酶促蛋白质交联等食品工艺手段，成功制备了注射添加核桃油乳液的牛排产品。并进一步地，对注射后的牛排产品相较于作为原料的霖肉牛排在工艺性能、理化性质和品质特征等方面的差异进行评估，以期为相关理论研究和工艺实践提供参考。
1. 材料与方法
1.1 材料与仪器
牛霖肉 安徽光正食品有限公司，年龄、体重、发育状况相近的健康西门塔尔杂交牛电击后宰杀，经0~4 ℃预冷排酸48 h、排酸后分割、−30 ℃鼓风速冻至中心温度达到−18 ℃，取牛霖肉冷冻运输至实验室，切割、分装后真空包装，−40 ℃储藏备用；核桃油 河北家丰植物油有限公司；谷氨酰胺转氨酶（transglutaminase，TGase） 酶活力130 U/g，江苏一鸣生物股份有限公司；木瓜蛋白酶（106 U/g） 浙江一诺生物科技有限公司；甲基纤维素 A4M，美国Ashland公司；大豆磷脂 PLW，河南华悦公司；三聚磷酸钠、六偏磷酸钠 上海大立食品添加剂有限公司；全脂乳粉 双城雀巢有限公司；维生素E 风华食品生物科技有限公司；D-异抗环血酸 江西百勤异VC钠有限公司；正己烷 分析纯，国药集团化学试剂有限公司。
BSA1245电子天平 德国Satorius公司；FA25高剪切分散乳化机 上海弗鲁克（FLUKO）公司；T60小型注射腌制机 丹东五淘食品机械公司；TM-20真空滚揉机 德国PROMAX公司；205pH计 德国Testo公司；WSF分光测色仪 上海仪电物理光学仪器公司；DHG-9070A电热鼓风干燥箱 上海右一仪器有限公司；DZ-260T真空包装机 深圳晟枫包装机械有限公司；TA－XT plus物性测试仪 美国ISENSO公司；CT818-B电扒炉 赤兔西厨设备公司；PT100热电阻 杭州铭泽线缆公司；MIK-R200D数据记录仪 杭州美控公司。
1.2 实验方法
1.2.1 牛排产品的制作
1.2.1.1 工艺流程
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图 1 添加核桃油乳液牛排产品的制作工艺流程Figure 1. Production process of steak products adding walnut oil emulsion1.2.1.2 核桃油乳液的制备
梯度TGase含量核桃油乳液的制备：称取核桃油400 g，向其中加入复合磷酸盐0.04%（以各组分重量占10 kg原料肉的百分比计，m/m，下同）、大豆磷脂0.08%、木瓜蛋白酶0.04%、全脂乳粉0.8%、维生素E 0.05%、D-异抗环血酸钠0.05%、甲基纤维素0.25%，混合均匀。再分别加入TGase 0%、0.3%、0.6%、0.9%、1.2%，分散均匀，制得核桃油悬液。在高速均质机10000 r/min搅拌下缓慢将核桃油悬液加入水中，水的重量依次为1469、1439、1409、1379和1349 g（分别为各浓度下将乳液重量补足至2000 g所需的水的重量），10000 r/min下高速剪切均质10 min，形成乳液，即制成梯度TGase含量核桃油乳液。制得的乳液用于筛选TGase的添加量，所用指标为牛排产品保水性和保油性。将添加含有0%、0.3%、0.6%、0.9%、1.2%的TG酶的牛排样品分别简称为TG0、TG3、TG6、TG9、TG12。
梯度核桃油含量乳液的制备：分别称取核桃油400、600、800、1000 g，向其中加入大豆磷脂0.08%、木瓜蛋白酶0.04%、全脂乳粉0.8%、维生素E 0.05%、D-异抗环血酸钠0.05%、甲基纤维素0.25%、TGase（重量通过保水性和保油性测试选出效果最优者确定），混合均匀，制得核桃油悬液。在高速均质机的搅拌下将核桃油悬液缓慢加入水中，水的重量为乳液总重量2000 g与前文所述核桃油和所有配料总重量之差，10000 r/min下高速剪切均10 min，形成乳液。即制成20%（核桃油重量占乳液重量的百分比，下同）、30%、40%、50%梯度核桃油含量乳液。制得的乳液通过注射添加到牛排中，用于后续水分含量、pH、色泽、出品率、剪切力等指标的测定和感官评价实验。
1.2.1.3 高压低温注射
在0~4 ℃步入式冷库中将核桃油乳液注入盐水注射机料罐，注射针采用对称均分的4孔，孔直径4 mm。根据牛排尺寸和形状选取240个分布均匀的注射点位，调节注射机注射压力至0.8 MPA，高压注射。注射率20%（以待注射的原料牛肉重量计，m/m）。
1.2.1.4 低温真空滚揉
在0~4 ℃步进式冷库将注射乳液结束的牛肉置于滚揉机中，总滚揉时间为2 h，每次运行时长20 min，暂停10 min，转速7~8 r/min。真空度控制在0.08 MPa。
1.2.1.5 牛排熟制
参照郎玉苗等[14]的方法并稍加修改，将添加乳液的牛排产品在0~4 ℃下解冻24 h，解冻后切成6 cm×6 cm×1.5 cm大小的片状牛肉排。在预热至220 ℃的电扒炉上将牛肉排加热至中心温度达到72 ℃，煎烤过程中牛排的内部温度变化使用配有PT100热电阻的数据记录仪进行监控。熟制后的牛排进行嫩度等品质指标测定和感官评价。
1.2.2 指标检测
1.2.2.1 添加梯度TGase含量核桃油乳液牛排保油性的测定
参照汪岩等[15]的方法并稍作修改。室温（25 ℃）下，将样品切成10 mm×10 mm×50 mm大小（5±0.5）g的肉条，称重后记为m0，放入具塞试管中。向试管中移入20 mL正己烷，使正己烷浸没样品，盖上塞子。每隔20 min取出样品，用吸水纸吸去表面正己烷，称重，记为mi。如下式样品计算每隔20 min的重量保留率，绘制油脂流失曲线。
(1) 1.2.2.2 添加梯度TGase含量核桃油乳液牛排保水性的测定
参照汪岩等[15]的方法并稍作修改。将样品切成肉条，置于已恒重的重量瓶中，称重，记为m0。放入60 ℃恒温烘箱烘6 h，称重，记为mi。如1.2.2.1中公式计算重量保留率。
1.2.2.3 添加梯度核桃油含量乳液牛排水分含量的测定
参照GB 5009.3-2016 《食品安全国家标准 食品中水分的测定》的方法进行测定[16]。
1.2.2.4 添加梯度核桃油含量乳液牛排pH的测定
参照GB 5009.237-2016《食品安全国家标准 食品pH值的测定》的方法进行测定[17]。
1.2.2.5 添加梯度核桃油含量乳液牛排色泽的测定
参照孙金龙等[18]的方法并稍作修改。牛肉整形，剔除表面筋膜、脂肪。使用直径1.27 cm的圆形取样器沿与肌纤维平行的方向钻切肉样。用滤纸擦拭干肉样表面的汁液。使用色差仪测定色度L*值、a*值和b*值，每个样品重复测定3次，取平均值为最终色度值。
1.2.2.6 添加梯度核桃油含量乳液牛排出品率的测定
参照周亚军等[19]的方法并稍作修改。在牛排熟制前后称取肉块重量，分别记为m0、m1。如下式计算牛排出品率。
(2) 1.2.2.7 添加梯度核桃油含量乳液牛排嫩度的测定
参照NY/T 1180-2006 《肉嫩度的测定剪切力测定法》[20]进行测定。
1.2.2.8 添加梯度核桃油含量乳液牛排质构剖面分析的测定
参照孙金龙等[18]的方法并稍作修改。将熟制后的牛排样品沿平行肌纤维方向切成2.5 cm×2.5 cm×1.0 cm的小块，使用质构仪测定。测定条件：探头型号为P35探头，测试前速度为2.0 mm/s，测试中速度为1.0 mm/s，测试后速度为2.0 mm/s，压缩距离为50%。
1.2.2.9 添加梯度核桃油含量乳液牛排的感官评价
参照GB/T 22210-2008《肉与肉制品感官评定规范》[21]和郎玉苗等[14]的方法开展牛排产品的感官评价。添加梯度核桃油含量乳液牛排熟制后进行感官评价。感官评价小组由12名食品科学与工程专业教师和研究生组成。感官评价小组年龄组成为22～50岁之间，其中男性和女性评价员各6人。感官评价的指标包括风味、嫩度、多汁性、滋味和总体可接受度5项，评价标准分为9个等级。感官评价标准见表1。评价在光照充足、安静、洁净的独立房间中进行。待品评的样品代码按照随机数表随机排列，样品采用正六边形摆放。在感官评价员评价一个样品后,使用苏打水进行漱口，间隔2 min后再进行下一个样品的评价。待全部评价完后收集评定表。
表 1 牛排产品感官评价表Table 1. Sensory evaluation on steak products指标 1分 2分 3分 4分 5分 6分 7分 8分 9分 风味 极不喜欢 非常不喜欢 很不喜欢 比较不喜欢 一般 比较喜欢 很喜欢 非常喜欢 极喜欢 嫩度 极硬 非常硬 很硬 比较硬 一般 比较软嫩 很软嫩 非常软嫩 极软嫩 多汁性 极干燥 非常干燥 很干燥 比较干燥 一般 汁液比较丰富 汁液很丰富 汁液非常丰富 汁液极丰富 滋味 极不喜欢 非常不喜欢 很不喜欢 比较不喜欢 一般 比较喜欢 很喜欢 非常喜欢 极喜欢 总体可接受度 极不喜欢 非常不喜欢 很不喜欢 比较不喜欢 一般 比较喜欢 很喜欢 非常喜欢 极喜欢 1.3 数据处理
实验重复进行三次。数据采用SPSS 26（SPSS Inc.，USA）统计软件进行显著性分析和标准偏差（±SE）计算，用Origin 2017作图。
2. 结果与方法
2.1 添加梯度TGase含量核桃油乳液对牛排保油性和保水性的影响
2.1.1 添加梯度TGase含量核桃油乳液对牛排保油性的影响
图2为注射添加不同TGase含量的核桃油乳液的牛排在正己烷浸提条件下的脂肪流失曲线。如图所示，在整个浸提过程中，所有添加含TGase乳液的实验组牛排产品的平均重量保留率均大于对应时刻添加不含TGase乳液的空白对照的平均重量保留率。其中，在第20、40、80和100 min时，所有实验组的平均重量保留率均显著大于（P<0.05）对应时刻的对照组。在整个实验过程中，TG9和TG12的重量保留率始终大于其他所有实验分组。在实验开始后的前20 min内，重量保留率变化最大，油脂流失最快。平均重量保留率由大到小的顺序为TG9>TG12>TG6>TG3>TG0，分别为96.97%、96.92%、95.85%、94.95%、93.97%。而在此后的60 min内，TG12的平均重量保留率持续大于TG9，二者无显著性差异（P>0.05）。在实验开始100 min后，TG9的重量保留率再次超过TG12。在整个实验过程中，TG9与TG12的重量保留率无显著性差异（P>0.05）。
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图 2 添加梯度TGase含量核桃油乳液牛排的油脂流失曲线注：不同字母表示同一时间不同分组间差异显著（P<0.05），图3同。Figure 2. Oil loss curve of steak adding walnut oil emulsion with gradient TGase content2.1.2 添加梯度TGase含量核桃油乳液对牛排保水性的影响
图3为注射添加不同TGase含量核桃油乳液的牛排在60 ℃热风干燥条件下烘干6 h后与其原始重量的比值，即重量保留率。一定时间内重量保留率越高，则保水性越好。如图所示，添加含TGase乳液的实验组的重量保留率分别为97.32%、97.46%、97.53%和97.51%，均显著大于（P<0.05）空白对照的97.02%。所有添加含TG酶乳液的实验组间均无显著差异（P>0.05）。结合添加梯度TGase含量核桃油乳液对牛排保油性的影响，选择含有0.9%TGase的乳液为注射液，进行下一步实验。
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图 3 添加梯度TGase含量核桃油乳液牛排的重量保留率变化Figure 3. Changes in the weight retention ratio of steak adding walnut oil emulsion with gradient TGase content牛肉的保油性和保水性是牛肉的重要品质属性，对牛肉产品的出品率和多汁性有较大影响[22]。在牛肉产品生产中，添加TGase是一种常用的增加牛肉保水性的方法。TGase是一种酰基转移酶，TGase能够催化牛肉中蛋白质的谷氨酰胺残基的γ-羧酰和赖氨酸残基的ζ-氨基进行转酰胺基反应，生成ζ-（γ-Glu）Lys共价键[23]。在注射液中添加TGase后，牛肉的保油性和保水性随着TGase添加量的上升而上升。这可能是因为TGase催化的酰胺基发生转移反应能够促进蛋白质分子间的聚合，增强蛋白质分子内、分子间的共价交联，从而提高了牛肉的保水性。添加的TGase含量达0.9%后，再提升TGase的浓度，牛肉的保水性和保油性没有显著性变化（P>0.05），这可能是因为酶促反应的底物蛋白质浓度达到饱和，再提升酶浓度已无法进一步加强肉中蛋白质的交联作用。这与施源德等[24]在罗非鱼肉凝胶中发现的类似TGase浓度饱和的现象一致。
2.2 添加梯度核桃油含量乳液对牛排品质的影响
2.2.1 添加梯度核桃油含量乳液对牛排水分含量的影响
图4显示了添加乳液牛排的水分含量随乳液中核桃油含量的变化情况。从图中可以看出，添加乳液引起了牛排中水分含量的上升。添加含核桃油乳液的实验组样品的水分含量依次分别75.24%、74.62%、74.63%和75.49%，相对于未添加乳液的空白对照的73.18%均有显著上升（P<0.05）。而添加乳液的各实验组间无显著性差异（P>0.05）。
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添加乳液引起了牛排产品中水分含量的显著上升，这可能是因为添加的乳液中存在较多的水分。同时，牛的肌肉组织呈现以水分为主要成分的极性环境[2]，核桃油乳液中的水分相较于油脂更易与肌肉组织结合；这可能是乳液中水分含量较低的实验组依然引起牛排产品水分含量上升的原因。水分是牛肉中的主要成分，占牛肉鲜重的72%~78%[2]。水分含量是评价牛肉品质的基本指标之一，对牛肉的品质影响较大。添加乳液的牛肉水分含量有所升高，并且乳液中易氧化的多不饱和脂肪酸含量较高[25]，这对牛肉产品的储藏条件提出了更加苛刻的要求[26-28]。
2.2.2 添加梯度核桃油含量乳液对牛排pH的影响
图5为添加乳液牛排的pH随乳液中核桃油含量变化情况。如图所示，添加乳液引起了牛排pH的下降。添加核桃油乳液的牛排pH依次分别为5.62、5.53、5.58和5.62。随着乳液中核桃油含量的上升，牛排的pH呈现先下降后上升的趋势，但是变化趋势不显著（P>0.05）。添加乳液的各实验组样品的pH相对于未添加乳液的空白对照的pH（5.70）均有显著下降（P<0.05）。添加乳液的各实验组间无显著性差异（P>0.05）。添加乳液后牛肉的pH下降，这可能是由于乳液中的脂肪酸在牛肉的极性环境下解离出H+[29]。
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图 5 添加梯度核桃油含量乳液对牛排pH的影响Figure 5. Effect of adding emulsion with gradient walnut oil content on the pH value of steak2.2.3 添加梯度核桃油含量乳液对牛排色泽的影响
图6反映了添加乳液牛排的L*值随乳液中核桃油含量变化情况。从图中可以看出，添加核桃油乳液引起牛排L*值的显著上升（P<0.05）。随着乳液中核桃油含量的增加，牛排的L*值显著下降（P<0.05）。随着乳液中核桃油的含量由20%上升至50%，牛排的L*值也由64.88下降至51.77，接近未添加乳液的空白对照的47.52。添加乳液提高了牛排的L*值，可能是因为注射添加的乳液使牛肉对光的反射增强。随着乳液中核桃油含量的上升，牛排的L*值呈下降趋势，可能是由于乳液中油相和水相的比例改变引起了乳液对光反射能力的改变[26]。
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图 6 添加梯度核桃油含量乳液对牛排的L*值的影响Figure 6. Effect of adding emulsion with gradient walnut oil content on the L* value of steak图7为添加乳液牛排的a*值随乳液中核桃油含量变化情况。如图所示，添加乳液引起了牛排a*值的显著下降（P<0.05）。随着添加乳液中核桃油含量的上升，牛排的a*值呈先上升后下降的趋势。在乳液中核桃油含量为30%时达到最大值16.35，但仍显著小于（P<0.05）未添加乳液的空白对照的22.19。a*值反映了牛肉的鲜红色泽，对消费者选购牛肉时的购买欲望有较大影响[27]。a*值越大，则牛肉色泽越鲜红。添加乳液引起了牛肉a*值的显著下降（P<0.05），这可能是由于乳液对牛肉中血红蛋白、肌红蛋白等色素蛋白质的稀释和掩盖作用[28]。
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图 7 添加梯度核桃油含量乳液对牛排的a*值的影响Figure 7. Effect of adding emulsion with gradient walnut oil content on the a* value of steak图8显示了添加乳液牛排的b*值随乳液中核桃油含量的变化情况。如图所示，添加低浓度（20%）核桃油乳液首先引起了牛排b*值的显著上升（P<0.05）。此后，随着添加乳液中核桃油含量从20%上升至50%，牛排的b*值呈现下降的趋势。在乳液中核桃油含量为40%时，牛排b*值为52.07，接近未添加乳液的空白对照的51.49。随着乳液中核桃油含量的进一步上升，牛排b*值下降至49.94，小于空白对照，二者无显著性差异（P>0.05）。b*值反映了牛肉发黄的程度，b*值越高则牛肉的颜色越偏向黄色。添加乳液牛肉的b*值呈上述先上升后下降的趋势，可能与肌肉中色素蛋白与乳液中油脂的相互作用有关[26]。
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图 8 添加梯度核桃油含量乳液对牛排的b*值的影响Figure 8. Effect of adding emulsion with gradient walnut oil content on the b* value of steak2.2.4 添加梯度核桃油含量乳液对牛排出品率的影响
图9为添加乳液牛排的出品率随乳液中核桃油含量变化情况。如图所示，未添加乳液的空白对照出品率为63.47%，添加乳液后，牛排的出品率有所提高：添加含20%核桃油乳液的牛排出品率约为66.90%，与对照组差异不显著（P>0.05）。随着核桃油含量上升至30%和40%，牛排产品的出品率也随之分别上升到达到69.37%和74.90%，显著大于对照组（P<0.05）。当乳液中核桃油含量进一步上升至50%后，牛排的出品率反而下降至67.79%。添加乳液后牛排的出品率有所提高，可能是因为TGase的保水作用[30]，这与前期的保水性和保油性实验结果一致。而牛排产品的出品率随着乳液中核桃油含量的增加呈现先上升后下降的趋势，这可能与乳液中水油比的改变对TGase与肌纤维结合的影响有关。
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图 9 添加梯度核桃油含量乳液对牛排出品率的影响Figure 9. Effect of adding emulsion with gradient walnut oil content on the yield of steak2.2.5 添加梯度核桃油含量乳液对牛排嫩度的影响
图10反映了添加乳液牛排的嫩度随乳液中核桃油含量的变化情况。嫩度以嫩度仪刀具切割一定尺寸熟制牛排样品过程中用力的最大值表示。切割过程中仪器用力称为剪切力，剪切力越大，切割样品就越费力，样品的嫩度也就越小。添加核桃油对牛排产品的嫩度的影响如图所示：随着添加到牛排中的乳液中核桃油含量的上升，牛排的剪切力值呈现显著下降（P<0.05）的趋势。当乳液中核桃油含量达到40%时，牛排剪切力降低至5636.20 gf，约为空白对照15138.16 gf的37.23%。当乳液中核桃油含量进一步上升至50%时，牛排的剪切力值进一步下降至5249.80 gf，与添加含有40%核桃油乳液的牛排样品差异不显著（P>0.05）。添加乳液引起了牛排剪切力值的显著下降（P<0.05），在较大程度上提高了牛排产品的嫩度，改善了牛排产品的口感。添加核桃油乳液对牛排产品的感官品质有较大的提升。这可能是因为核桃油乳液在牛肉中发挥类似脂肪在高等级牛排中的作用[31]。
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图 10 添加梯度核桃油含量乳液对牛排嫩度的影响Figure 10. Effect of adding emulsion with gradient walnut oil content on the tenderness of steak2.2.6 添加梯度核桃油含量乳液对牛排质构剖面分析的影响
表2为添加乳液牛排的质构剖面分析（texture profile analysis，TPA）结果。分析表中数据可知，添加乳液对牛排的硬度、内聚性和咀嚼性影响较大。
表 2 添加梯度核桃油含量乳液对牛排的质构剖面分析Table 2. Texture profile analysis of steak adding emulsion with gradient walnut oil content指标 对照 20% 30% 40% 50% 硬度（gf） 18609.96±460.67a 15736.78±777.25b 8847.25±1104.50c 4471.42±445.42d 4270.41±548.28d 弹性 0.68±0.07a 0.64±0.06a 0.67±0.07a 0.65±0.03a 0.64±0.03a 内聚性 0.70±0.08a 0.60±0.07b 0.52±0.05c 0.64±0.02ab 0.60±0.03b 咀嚼性 10823.07±1444.26a 7948.80±81.53a 4637.80±245.64 b 4293.54±27.63b 2433.92±437.40c 注：同行不同字母代表差异显著（P<0.05）；表3同。 添加乳液对牛排硬度的影响最为明显。未添加乳液的空白对照的牛排样品的硬度为18609.96 gf，添加核桃油乳液显著降低（P<0.05）牛排的硬度。随着乳液中核桃油含量增加，牛排样品的硬度呈显著下降趋势（P<0.05）。当乳液中核桃油含量达到30%时，牛排样品的硬度下降至8847.25 gf，约为空白对照的48.31%。当乳液中的核桃油含量进一步上升至40%，牛排的硬度随之下降至4471.42 gf，约为空白对照的24.03%。添加含40%核桃油乳液与含50%核桃油乳液的硬度无显著性差异（P>0.05），这与对牛排嫩度测定的结果一致。
添加核桃油乳液对咀嚼性的影响与其对牛排硬度的影响相似。牛排的咀嚼性随着添加的乳液中核桃油含量的上升呈下降趋势。添加含20%核桃油的乳液即引起牛排咀嚼性的显著下降（P<0.05），随着乳液中核桃油的含量不断上升至50%，牛排产品的咀嚼性也随之下降至2433.92，约为空白对照的22.49%。这与乳液对牛排硬度的影响一致。
对照组牛排产品的内聚性为0.70，添加核桃油乳液后，牛排产品的内聚性呈现先下降后上升的趋势。随着乳液中核桃油含量上升，分别为0.60、0.52、0.64和0.60，以乳液中核桃油含量为30%时最低。
TPA结果显示，添加核桃油乳液减小了牛排的硬度和咀嚼性，对牛排的内聚性有所影响，极大改善了牛排的口感。这可能是由于如下几方面的原因：首先，乳液中的油脂发挥了类似高等级牛排中动物脂肪的作用，提高了牛排的汁液丰富度；其次，核桃油乳液提供了润滑的口感，提高了牛排产品的嫩度；最后，乳液中的TGase提高了产品的保水性和保油性，对改善牛排产品的口感有促进作用[32-33]。牛排硬度、内聚性和咀嚼性的变化即为上述影响在TPA中的反映。
2.2.7 添加梯度核桃油含量乳液对牛排的感官评价的影响
表3为牛排样品的感官评价结果。表中数据显示，添加核桃油乳液主要对牛排的柔软度和多汁性产生影响，进而对牛排的总体接受度产生较大影响。感官评价实验结果验证了对牛排的嫩度和TPA的测定结果，即添加20%以上浓度的核桃油乳液均可以提高牛排嫩度，改善牛排口感。随着乳液中核桃油含量的上升，牛排的柔软度和多汁性随之上升，在乳液中核桃油含量达到40%时达到最高，分别为9.28和7.65。
表 3 添加梯度核桃油含量乳液对牛排的感官评价Table 3. Sensory evaluation of steak adding emulsion with gradient walnut oil content指标 对照 20% 30% 40% 50% 气味 8.14±1.01a 8.45±1.14a 8.18±0.73a 8.29±1.14a 8.20±0.95a 柔软度 4.26±0.55c 7.12±0.86b 8.43±065ab 9.28±0.71a 8.67±0.74ab 多汁性 6.25±1.02a 7.54±0.89b 7.51±1.04b 7.65±0.72b 7.12±0.92b 滋味 7.54±0.83a 7.85±0.73a 7.08±0.53a 7.35±0.98a 7.45±1.06a 总体接受度 7.03±0.65a 8.07±0.73b 8.55±0.69b 8.82±0.61b 8.54±0.82b 添加核桃油对牛排的风味和滋味的影响较小，与Florowski等[12]的结果一致，这可能是因为本实验核桃油在牛排中的最终占比相对较小。此外，核桃的主要风味物质为反，反-2,4-庚二烯醛、苯甲醛、癸酸、辛酸、壬酸、2-乙基-5-甲基吡嗪和2-戊基呋喃等，其呈现良好的焙烤香气，与煎烤牛排的香气较为协调[34-35]。
牛排在口腔中咀嚼过程的硬度、滋味、汁液的丰富程度等共同构成了食客的感官体验[33]。通过对比不同核桃油含量乳液对品质指标的影响，添加含50%核桃油乳液的牛排产品嫩度最高、硬度最小，乳液对牛排的软嫩程度提升效果最佳；核桃油含量40%的乳液与之在上述嫩度、硬度等方面的指标相近，并且在感官评价试验中获得了最高的气味、柔软度和多汁性评分，最终的总体接受度评分最高。添加梯度核桃油乳液在本研究涉及的范围内没有对牛排的理化指标产生很大的负面影响。核桃油因其生产工艺采用冷榨法而价格较高[36-37]，应当在保证效果的前提下尽量减少其用量以节约成本。因此。综合比较实验结果，含40%核桃油乳液对牛排产品的嫩度、硬度等品质指标提升较高，成本相对较低，适合推广工艺、投入生产。
3. 结论
本实验通过高压低温注射方式成功制备了添加核桃油乳液的牛排，并探究了不同TGase含量的乳液对牛排结合乳液能力的影响和不同核桃油含量的乳液对牛排水分含量、pH、色泽等理化指标和嫩度、出品率等品质指标的影响。结果显示，添加乳液的牛排的保油性和保水性随着乳液中TGase含量的上升呈先上升后稳定的趋势，在TGase含量为0.9%后趋于平稳，确定其为适宜的TGase添加量。向牛排中注射添加核桃油乳液引起牛排水分含量升高、pH降低、L*值升高后降低、a*值和b*值降低。
添加乳液对牛排理化性质的上述影响主要由乳液中的核桃油成分和不同核桃油含量的乳液的水油比变化引起的。向牛排中注射添加核桃油乳液使牛排的剪切力降低了最多约65.33%，显著增加（P<0.05）了牛排产品的嫩度；出品率提高了最多约11.43%，牛排产品的硬度和咀嚼性分别降低了最多约77.06%和77.52%，提高了牛排产品的柔软度和汁液丰富度的感官评价得分，而对牛排的气味和滋味影响较小。通过对添加核桃油乳液对牛排上述指标的影响的测定和分析，本实验认为TGase含量0.9%、核桃油含量40%的乳液最适宜添加到牛排中，用于提高牛排的软嫩程度和汁液丰富度。
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图 1 添加核桃油乳液牛排产品的制作工艺流程
Figure 1. Production process of steak products adding walnut oil emulsion
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图 2 添加梯度TGase含量核桃油乳液牛排的油脂流失曲线
注：不同字母表示同一时间不同分组间差异显著（P<0.05），图3同。
Figure 2. Oil loss curve of steak adding walnut oil emulsion with gradient TGase content
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图 3 添加梯度TGase含量核桃油乳液牛排的重量保留率变化
Figure 3. Changes in the weight retention ratio of steak adding walnut oil emulsion with gradient TGase content
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图 5 添加梯度核桃油含量乳液对牛排pH的影响
Figure 5. Effect of adding emulsion with gradient walnut oil content on the pH value of steak
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图 6 添加梯度核桃油含量乳液对牛排的L*值的影响
Figure 6. Effect of adding emulsion with gradient walnut oil content on the L* value of steak
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图 7 添加梯度核桃油含量乳液对牛排的a*值的影响
Figure 7. Effect of adding emulsion with gradient walnut oil content on the a* value of steak
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图 8 添加梯度核桃油含量乳液对牛排的b*值的影响
Figure 8. Effect of adding emulsion with gradient walnut oil content on the b* value of steak
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图 9 添加梯度核桃油含量乳液对牛排出品率的影响
Figure 9. Effect of adding emulsion with gradient walnut oil content on the yield of steak
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图 10 添加梯度核桃油含量乳液对牛排嫩度的影响
Figure 10. Effect of adding emulsion with gradient walnut oil content on the tenderness of steak
表 1 牛排产品感官评价表
Table 1 Sensory evaluation on steak products
指标 1分 2分 3分 4分 5分 6分 7分 8分 9分 风味 极不喜欢 非常不喜欢 很不喜欢 比较不喜欢 一般 比较喜欢 很喜欢 非常喜欢 极喜欢 嫩度 极硬 非常硬 很硬 比较硬 一般 比较软嫩 很软嫩 非常软嫩 极软嫩 多汁性 极干燥 非常干燥 很干燥 比较干燥 一般 汁液比较丰富 汁液很丰富 汁液非常丰富 汁液极丰富 滋味 极不喜欢 非常不喜欢 很不喜欢 比较不喜欢 一般 比较喜欢 很喜欢 非常喜欢 极喜欢 总体可接受度 极不喜欢 非常不喜欢 很不喜欢 比较不喜欢 一般 比较喜欢 很喜欢 非常喜欢 极喜欢 
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表 2 添加梯度核桃油含量乳液对牛排的质构剖面分析
Table 2 Texture profile analysis of steak adding emulsion with gradient walnut oil content
指标 对照 20% 30% 40% 50% 硬度（gf） 18609.96±460.67a 15736.78±777.25b 8847.25±1104.50c 4471.42±445.42d 4270.41±548.28d 弹性 0.68±0.07a 0.64±0.06a 0.67±0.07a 0.65±0.03a 0.64±0.03a 内聚性 0.70±0.08a 0.60±0.07b 0.52±0.05c 0.64±0.02ab 0.60±0.03b 咀嚼性 10823.07±1444.26a 7948.80±81.53a 4637.80±245.64 b 4293.54±27.63b 2433.92±437.40c 注：同行不同字母代表差异显著（P<0.05）；表3同。
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表 3 添加梯度核桃油含量乳液对牛排的感官评价
Table 3 Sensory evaluation of steak adding emulsion with gradient walnut oil content
指标 对照 20% 30% 40% 50% 气味 8.14±1.01a 8.45±1.14a 8.18±0.73a 8.29±1.14a 8.20±0.95a 柔软度 4.26±0.55c 7.12±0.86b 8.43±065ab 9.28±0.71a 8.67±0.74ab 多汁性 6.25±1.02a 7.54±0.89b 7.51±1.04b 7.65±0.72b 7.12±0.92b 滋味 7.54±0.83a 7.85±0.73a 7.08±0.53a 7.35±0.98a 7.45±1.06a 总体接受度 7.03±0.65a 8.07±0.73b 8.55±0.69b 8.82±0.61b 8.54±0.82b
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