Recent Process on the Effect of Sous Vide Cooking Technology on the Quality of Meat Product
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摘要: 真空低温烹调(Sous vide)是在真空条件下进行的一种经严格控制温度和时间的烹调技术。与传统的烹调方法相比,真空低温烹调因能有效减少产品中营养成分的损失,保留食品的原有风味,改善肉制品嫩度等优势而受到大众关注,近几年被广泛研究并应用于肉制品加工。本文主要综述了真空低温烹调技术加工条件和方式的改变对肉制品食用品质的影响,指出适宜的加热温度和时间能提高肉制品风味和嫩度、促进营养物质的保留,且低温长时间加热有助于提高肉类的安全性。同时本文还阐述了真空低温烹调与其他技术联用对产品嫩度和安全性的显著影响,为更好地促进真空低温烹调技术在肉制品精深加工中的应用和实现真空低温烹饪肉制品的工业化生产提供了理论依据。Abstract: Sous vide is a cooking technique under vacuum condition with precisely controlled temperature and time. Compared with traditional cooking methods, sous vide cooking has been widely studied and applied in meat product processing in recent years because it can effectively reduce the loss of nutrients in products, retain the original flavor of food and improve the tenderness of meat products and other advantages. This paper mainly summarizes the effects of different cooking conditions and modes in sous vide cooking technique on the eating quality of meat products. It is pointed out that the appropriate cooking temperature and time can improve the flavor and tenderness, promote nutrient retention, and long periods of heating at low temperature contribute to the safety of meat. Moreover, the significant influence of sous vide cooking combined with other technologies on tenderness and safety of meat products is also summarized. This study provides a theoretical basis for better promoting the application of sous vide cooking technology in the deep processing of meat products and realizing the industrial production of meat products.
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Keywords:
- sous vide cooking method /
- meat product processing /
- flavor /
- nutrient substances /
- tenderness /
- safety
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随着科技的发展,人们生活和工作的日渐繁忙,消费者不再满足于传统、繁琐、费时的烹饪方式,更多地是对高品质、方便快捷和营养安全的即食食品的需求。真空低温烹调(Sous vide)最早是由法国厨师Georges Pralus提出的一种在真空条件下进行的低温长时间烹调技术。该技术是将食品原料置于热稳定的真空袋中,利用水作为介质进行热量传导,在精确的温度和时间条件下进行烹调,然后迅速冷却到0~3 ℃的热加工方式[1]。真空低温烹调加工条件较为温和(<100 ℃),可用于烹制不同种类的肉制品。一般情况下,牛肉、猪肉、羊肉等的加工温度为65~95 ℃,加工时间为10~48 h[1]。多数研究结果表明真空低温烹调技术可以有效地防止食品中水分和营养物质的流失,保留食品原有的感官和风味特性,降低产品的脂质氧化程度,还可以抑制好氧菌的生长繁殖,防止冷冻食品再污染,延长产品的保质期[2−3]。真空低温烹调过程中,产品的品质主要受加热温度和时间的影响,不同种类的肉制品,加工条件各不相同。
肉制品的品质与其风味、营养物质、嫩度和安全性息息相关。真空低温烹调技术可以通过调控烹饪温度和时间来提高肉制品的食用品质[4],现该技术已普遍应用于国外的高级餐厅,而在国内的肉类加工应用中尚处于初级阶段,相关研究较少。本文主要综述了真空低温烹调技术在肉制品加工中的应用进展,以及不同加工条件和方式对肉制品风味、营养物质、嫩度和安全性的影响,阐述了真空低温烹调与其他技术联用对肉类品质的影响,为真空低温烹调技术在肉制品中的精深加工和工业化生产提供理论依据。
1. 真空低温烹调对肉制品风味的影响
风味由香气和滋味两部分组成,是影响肉制品品质的重要因素之一。香气主要来源于肉类在加工烹调时风味前体物质经一系列化学反应形成的挥发性风味成分[5]。真空低温烹调加工条件温和,肉制品形成的香味主要来源于脂质降解和美拉德反应,在较低温度下进行真空低温烹调处理已被证明可以提高肉制品的风味[2]。Karpinska-tymoszczyk等[6]发现,在55 ℃等低温下,由于糖和氨基酸之间的相互作用,诱导了禽肉中的脂质氧化和硫胺素热降解,导致风味化合物释放。真空低温烹调中,加热温度和加热时间是影响肉类风味形成和组成差异的重要因子,低温或温和加工条件下,肉类的风味成分主要来源于脂质降解,较高的烹饪温度及延长加热时间会促进Strecker降解产生风味成分[7−8]。不同的加热温度和时间组合对肉制品风味物质的含量和肉香味有重要影响,适宜的加工条件可以提高样品肉香味,增强产品的风味特征[4]。多项研究发现温和或中等的真空加热温度有助于肉香味的形成;同时在较温和、变化较窄的温度范围内,延长一定的加热时间有助于理想香气强度的增加。Zhang等[9]分析了不同加热温度-时间组合(60、70、80 ℃,2、6、12、24 h)对鸭肉风味的影响,70 ℃加热6 h或12 h样品产生的挥发性风味物质总含量较高,己醛、庚醛、壬醛等特征风味成分的香气活性值(OAV)较高,在此条件下鸭肉的肉香味和脂香味明显。Park等[5]研究了真空低温烹调不同加热温度(60、70 ℃)和时间(1、2、3 h)对鸡胸肉感官属性风味强度的影响,结果发现70 ℃加热3 h样品的风味强度最高。Christensen等[10]分析低温长时间不同条件加热(53、58℃,6~30 h)对猪肉、牛肉、鸡肉感官属性肉香味的影响,发现升温和延长加热时间会提高样品的肉香味。因此,真空低温烹调加工肉类时,需调控加热温度和加热时间以获得高风味品质的产品。
另外,与烧烤、油炸和蒸煮等传统热加工方式相比,真空低温烹调是获得较高香气物质含量的热加工方法[11]。Rasinska等[12]比较分析了蒸制、烤制和真空低温烹调三种加工方法对兔肉挥发性风味物质含量的影响,研究发现与生肉相比,烤制、蒸制和真空低温烹调兔肉的醛类物质总量分别提高了13、9、7倍,真空低温烹调兔肉的含硫化合物含量较高。真空低温烹调肉类产生香味的主要来源是脂质降解和美拉德反应,其中,美拉德反应产生肉香味的反应温度一般在120 ℃及以上[13]。因此,与传统高温烹饪肉类的方式相比,真空低温烹调的美拉德反应程度较低,但产生的挥发性物质总含量较高,主要是醛类、醇类、酮类和烃类等脂质降解产物,且真空包装处理可以减少香气成分的损失,能较好地控制风味的变化。
滋味特性来源于非挥发性风味物质,肉制品滋味呈味成分主要包含氨基酸、核苷酸、肽、无机盐、有机酸等。在真空低温烹调技术中,鲜味是肉制品的重要滋味特性,主要的鲜味成分是核苷酸(IMP、GMP、AMP)和游离氨基酸(谷氨酸和天冬氨酸)[14]。真空低温烹调加热温度和时间的变化也会引起肉类中核苷酸含量发生变化,研究发现加热温度对核苷酸含量变化影响较大,较高的加热温度有助于鲜味核苷酸含量的提高[14−16]。Ismail等[15]研究了真空低温烹调单段加热温度-时间组合(60 ℃-6 h,60 ℃-12 h,70 ℃-6 h,70 ℃-12 h)和两段式加热温度-时间组合(45 ℃-3 h+60 ℃-3 h,45 ℃-3 h+60 ℃-9 h)对牛肉滋味特性的影响,发现70 ℃加热12 h的牛肉中AMP和GMP含量最高,鲜味最高。Rotola-pukkila等[14]分析了真空低温烹调不同加热温度(60~80 ℃)和时间(0~120 min)对猪大排AMP和IMP含量的影响,发现80 ℃烹饪的猪大排中AMP的含量高于60和70 ℃烹饪的样品。
随着加热温度或加热时间的改变,真空低温烹调肉制品的鲜味氨基酸的含量变化不如核苷酸变化那样明显[4]。游离氨基酸含量的变化主要是由蛋白质降解、氨基酸降解、氨基酸与还原糖的美拉德反应引起的[17]。Hwang 等[16]分析了不同加热温度(60 和70 ℃)和时间(6 和 12 h)对牛肉鲜味物质含量的影响,发现加热处理对牛肉中核苷酸的含量有显著影响,对谷氨酸和天冬氨酸的含量变化无显著影响。Ismail 等[15]也同样发现不同的加热条件对牛肉的谷氨酸和天冬氨酸含量无显著性影响。而 Rotola-Pukkila 等[14]则发现加热温度和加热时间的变化(60~80 ℃,0~120 min)对猪大排中谷氨酸的含量有显著影响。产生这一结果的主要原因是不同种类的肉原料化学组成不同,采用的加工条件也不同。鲜味氨基酸与鲜味核苷酸之间存在协同相互作用,能显著改善肉类鲜味[4]。综上所述,可以通过调控真空低温烹调的加热条件来提高肉制品鲜味。
2. 真空低温烹调对肉制品营养物质的影响
肉类含有丰富的营养物质,有优质蛋白质、脂肪、维生素和矿物质,如维生素B、硒、磷、锌、血红素铁等。肉制品经过不同的热加工处理会发生不同的化学组分的变化,表1列举了不同真空低温烹调处理条件对肉制品营养物质的影响。
样品 加工处理方式 主要结论 参考文献 牛里脊 真空低温烹调:65 ℃加热45 min 真空低温烹调牛里脊和生牛里脊脂肪含量接近,粗蛋白含量保留最高 刘芳圆等[19] 鸡胸肉 真空低温烹调(64 ℃加热60 min、66 ℃加热80 min、75 ℃加热35 min)、煮制、蒸制 真空烹调产品的营养价值取决于工艺参数;
66 ℃真空加热80 min时,蛋白质含量最高;75 ℃真空加热
35 min时,脂肪含量最高;
随着热处理参数强度的增加,水分含量降低,蛋白质和脂肪含量增加Gluchowski等[20] 猪肝 油炒、真空低温烹调(75 ℃加热2 h)、
水煮、蒸制、微波真空低温烹调处理的猪肝蛋白质和脂肪损失含量最低,营养成分
保存较好潘冬梅等[22] 牛里脊 真空低温烹调(65 ℃加热45 min)、水煮、油煎 真空低温烹调样品的蛋白质、脂肪和灰分含量比水煮和油煎样品高,能很好地保留牛肉的营养成分 徐迅等[23] 火鸡鸡胸肉 真空低温烹调:65、70、75℃加热20、40、60 min 加热温度对样品蛋白质和脂肪含量无显著性影响;
加热时间的增加(70 ℃,20~40 min)会导致鸡胸肉蛋白质含量增加17.67%,脂肪含量提高1.61倍Biyikli等[24] 牛肝 传统水煮:180 ℃加热20 min
真空低温烹调:65 ℃加热2 h真空低温烹调的样品比未加工和水煮的样品具有更高的矿物质生物可及性(钙、铜、铁、钾、镁、锌);
在微量元素(铜、铁和锌)中更为明显Da-silva等[25] 猪排 真空低温烹调(70 ℃加热2、3、4 h)、
烤制在加热温度为70 ℃时猪排的多种矿物质元素(锌、铜、钙)含量要比
烤制猪排高Macharakova等[26] 牛肉 煮制:100 ℃加热2 h
真空低温烹调:75 ℃加热36 h真空低温烹调牛肉的维生素B12和B3保留率都高于煮制牛肉 Rinaldi等[28] 蛋白质和脂肪是机体代谢过程中重要的能量物质,也是食品重要的风味前体物质,是影响肉制品营养价值和风味的因素之一[18]。在烹调肉类时,温度和时间会影响样品的水分损失、脂质氧化和蛋白质降解,从而导致脂肪和蛋白质含量发生变化。有研究表明,真空低温烹调对肉类蛋白、脂肪等基本营养物质的保留与生肉类似[2]。刘芳圆等[19]研究发现真空低温烹调65 ℃加热45 min制备的牛里脊和生牛里脊脂肪含量接近。Gluchowski等[20]也发现,真空低温烹调64 ℃加热60 min的鸡胸肉与生鸡胸肉的蛋白质含量无明显差异。除此之外,与传统加工方式相比,真空低温烹调能更好地保留肉类中的基本营养成分。传统加工方法一般采用高温加热,会促进肉类的水分流失、蛋白质变性和脂肪溶解,易造成营养成分的损失[21−22]。而真空低温烹调采用温和的加热温度,包装密闭、不直接与加热介质接触,能减少烹饪对蛋白质和脂肪等营养成分的影响。潘冬梅等[22]研究发现,与油炒、水煮、蒸制、微波加工相比,真空低温烹调猪肝的蛋白质和脂肪含量损失最低。徐迅等[23]也发现真空低温烹调样品的蛋白质和脂肪含量比水煮和油煎样品高。真空低温烹调过程中,不同的加热条件会导致肉制品基本营养物质的含量产生差异,适宜的加工条件有助于肉制品蛋白质和脂肪含量的提高。Gluchowski等[20]发现鸡胸肉在66 ℃真空加热80 min时,蛋白质含量最高;75 ℃真空加热35 min时,脂肪含量最高。Biyikli等[24]研究结果显示改变加热温度(65、70、75 ℃)对火鸡鸡胸肉蛋白质和脂肪含量无显著性影响,而加热时间的增加(70 ℃,20~40 min)会导致鸡胸肉蛋白质含量增加17.67%,脂肪含量提高1.61倍。
肉类中含有丰富的矿物质和微量元素,以铁、磷、钾、镁、钠等含量较多。真空低温烹调过程中,由于食物和水之间没有直接接触,且肉类汁液流失较少,从而有效减少了矿物质的流失,增加了矿物质的生物可及性。Da-silva等[25]比较评估了传统水煮和真空低温烹调(65 ℃,2 h)牛肝样品矿物质(钙、铜、铁、镁、锌)的生物可及性差异,发现与未加工和水煮牛肝相比,真空低温烹调样品矿 物质的生物可及性较高,其中微量元素铜、铁和锌更为明显。Macharakova 等[26]研究发现真空低温烹调在加热温度为 70 ℃时猪排的多种矿物质元素(锌、铜、钙)含量要比烤制猪排高。
此外,真空低温烹调在防止维生素的流失方面比传统的蒸制和煮制具有优势,特别是易受高温和氧气影响的水溶性维生素[27]。Rinaldi等[28]比较了真空低温烹调(75 ℃,36 h)和煮制(100 ℃,2 h)两种热加工处理后牛肉的维生素B3和B12的含量,结果发现真空低温烹调后的样品维生素B3和B12保留率都显著高于煮制样品。
3. 真空低温烹调对肉制品嫩度的影响
嫩度是评价肉制品质量和影响大众偏好的重要因素之一,与肌肉组织中胶原蛋白和肌原纤维蛋白的降解有关。由于真空包装和低温长时间加热,真空低温烹调技术能有效防止肉类水分流失,使肉质保持柔嫩多汁,因此受到了众多消费者的喜爱。Djekic等[29]、Lee等[30]将真空低温烹调与其他加工技术如烤制和煮制、烤箱烹制进行比较,感官分析、质构检测发现真空低温烹调的猪火腿肉和鸡胸肉产品硬度最低,肉嫩度更好。真空低温烹调中不同的加热方式(单段式和多段式)和烹调过程中加热温度和时间的变化,是引起肉类产品嫩度特性差异的主要原因。表2列举了真空低温烹调不同加热方式和加热处理条件对肉类嫩度的影响。
样品 加工处理方式 主要结论 参考文献 猪肉火腿 加热温度(61 ℃或71 ℃)、时间(45或
90 min)、真空度(98.81%或96.58%)61 ℃烹饪的样品比71 ℃烹饪的样品更嫩;
高真空度处理(98.81%)的样品比低真空度处理(96.58%)
的样品嫩度更好Jeong等[31] 火鸡鸡胸肉 真空低温烹调:65、70、75 ℃加热20、
40、60 min温度从65 ℃升高到75 ℃时,硬度和咀嚼性均有所增加,
嫩度降低;
相同温度下,加热时间从20 min增加到60 min时,硬度和咀嚼性上升,嫩度降低;
较高的加热温度和较长的加热时间降低了样品的嫩度Biyikli等[24] 牛肉半腱肌(母牛和
小公牛)真空低温烹调:53、55、58、63 ℃加热2.5、7.5、19.5 h 加热小公牛的半腱肌时,当温度从53 ℃升高到55 ℃,或当温度为53 ℃、加热时间从2.5 h到7.5 h时,剪切力显著下降;
与小公牛相比,母牛牛肉需要更高的加热温度和更长的加热时间使其剪切力降低Christensen等[33] 牛肉半腱肌 单段式真空低温烹调:60、65、70、75 ℃分别烹调6 h和12 h
两段式真空低温烹调:45+60、45+65、45+70、45+75、49+60、49+65、49+70、49+75 ℃分别烹调6 h和12 h(第一段温度加热3 h,第二段温度加热3 h或9 h)在60 ℃条件下加热的牛肉蒸煮损失低,两段式烹饪蒸煮
损失低于单段式;
加热温度比加热时间对嫩度的影响大;
肌束膜厚度、蒸煮损失、肌节长度和弹性模量是影响剪切力的主要因素Ismail等[34] 牛肉冈上肌和股直肌 单段式真空低温烹调:59 ℃-4 h
多段式真空低温烹调:
39 ℃-1 h+49 ℃-1 h+59 ℃-4 h多段式真空低温烹调能更好地降解肌原纤维和胶原蛋白;
多段式真空低温烹调比单段式烹调剪切力值低5%~7%Uttaro等[38] 牛肉半腱肌 单段式真空低温烹调:45、65 ℃分别加热3 h
传统烹饪:75 ℃加热30 min
两段式真空低温烹调:45℃-3 h+65℃-3 h两段式真空低温烹调的样品比65 ℃加热3 h的样品硬度低,可能是烹调时间(6 h)或双重热作用(45 ℃和65 ℃)所导致;
两段式烹调具有提高牛肉嫩度的潜力Ismail等[39] 猪肉背长肌和半腱肌 真空低温烹调:48、53、58、63 ℃加热
0、5、17 h温度从53 ℃升高到58 ℃时,猪肉的剪切力下降,硬度降低 Christensen等[40] 山羊臀中肌和股
二头肌单段式真空低温烹调:60、65、70 ℃分别加热6 h和12 h
两段式真空低温烹调:45+60 ℃、45+65 ℃、45+70 ℃ 烹调6 h(3+3 h)和12 h(3+9 h)两段式真空低温烹调能有效降低肌肉硬度,45+60 ℃烹调
6 h的样品剪切力值最小;
胶原含量和胶原蛋白溶解度对真空低温烹调6 h的羊肉嫩度影响较小,但对烹调12 h后的羊肉影响较大Ismail等[41] 许多研究发现适宜的真空低温烹调条件(加热温度-时间组合)可以使肉类获得较好的嫩度和食用品质;而且当加热温度处于60~65 ℃时,肉制品的剪切力和硬度值较低,嫩度较好。Jeong等[31]采用真空低温烹调分别在61 ℃和71 ℃条件下加热猪肉火腿,发现其剪切力、硬度和咀嚼性随温度上升而增加。Biyikli等[24]也发现随着温度从65 ℃升高到75 ℃,火鸡肉的硬度和咀嚼性增加,嫩度下降。这主要是因为肉制品在60~65 ℃的加热范围内,胶原蛋白总溶解度增加,肉制品嫩度增加;而加热温度在70~75 ℃时,由于结缔组织收缩、组成肌原纤维的肌球蛋白和肌动蛋白发生热变性凝固,导致肉的韧性增加、嫩度降低[32]。但若选用日龄较长的老年动物作为原料加工时,因其硬度较大则需要更高的加热温度和更长的加热时间[33]。
分段式真空低温烹调加热有利于改善肉制品的嫩度[28]。这可能是由于早期的加热温度(40~50 ℃)能更好地激活组织蛋白酶B和L的活性,从而使肌肉中的肌原纤维和胶原蛋白降解[28]。Ismail等[34]采用单段式(60、65、70、75 ℃加热6和12 h)和两段式(45+60、45+65、45+70、45+75;49+60、49+65、49+70、49+75 ℃加热3 h+3 h或9 h)真空低温烹调处理牛肉,结果表明随着温度的升高或时间的延长蒸煮损失增加,在60 ℃加热温度下两段式烹调的蒸煮损失低于单段式(蒸煮损失是指肉类在热处理过程中所损失的总液体和可溶性物质[35],和肉的剪切力值呈正相关[36];蒸煮损失值越小,肉样剪切力值越小,嫩度越高[37])。Uttaro等[38]发现多段式真空低温烹调(39 ℃-1 h+49 ℃-1 h+59 ℃-4 h)比单段式真空低温烹调(59 ℃-4 h)和水浴蒸煮更能降低牛肉的剪切力,提高嫩度。Ismail等[39]采用三种不同的烹饪法加工牛肉,发现与单段式真空低温烹调(45 ℃-3 h,65 ℃-3 h)和传统烹饪法(75 ℃加热30 min)相比,两段式真空低温烹调(45 ℃-3 h+65 ℃-3 h)更具有提高熟牛肉嫩度的潜力。
4. 真空低温烹调对肉制品微生物安全性的影响
真空低温烹调包括真空密封、巴氏杀菌和快速冷却或冷冻过程。近年来,虽然真空低温烹饪食品开始逐渐流行,但人们对其安全性依然充满担忧,认为真空包装为厌氧菌的生长繁殖提供了条件,真空低温烹调无法完全杀死食物中的耐热菌和芽孢杆菌。因此,许多研究关注于真空低温烹调产品在储存过程中这些病原菌的存在情况,其中值得注意的细菌有肉毒杆菌、乳酸菌、李斯特菌、大肠杆菌和蜡样芽胞杆菌等。有研究表明肉类在经过真空低温烹调处理后,即使在较温和的温度和时间组合情况下,微生物数量也能大幅减少。表3列举了不同的真空低温烹调处理条件对肉制品微生物安全性的影响。Roldan等[42]发现真空低温烹调羊里脊在较低温的加工条件下(60 ℃加热6 h)可以将微生物(嗜冷菌、乳酸菌、肠杆菌科、大肠菌群、革兰氏阳性球菌、梭菌属和芽孢杆菌属)数量减少至小于1 log CFU/g。Yang等[43]比较了牛排在多段式真空低温烹调(39 ℃-1 h+49 ℃-1 h+59 ℃-4 h)和单段式真空低温烹调(59 ℃-4 h)两种加工方法后冷藏储存28 d后的微生物情况。发现在低温加热中(39 ℃或49 ℃)指示菌(总好氧菌、乳酸菌、假单胞菌、肠杆菌科、大肠菌群)均未增殖,两种真空低温烹调条件都能将细菌总数降低到5 lgCFU/g以下,且所有牛排在第28 d的气味仍可接受,由此认为真空低温烹调不会导致细菌增殖。
样品 加工处理方式 主要结论 参考文献 羊里脊 60、70、80 ℃加热6、12、24 h,
2 ℃冷藏过夜真空低温烹调即使在60 ℃-6 h也能显著减少微生物(嗜冷菌、乳酸菌、肠杆菌科、大肠菌群、革兰氏阳性球菌、梭菌属和芽孢杆菌属)数量至小于1 log CFU/g Roldan等[42] 牛排 单段式真空低温烹调:59 ℃-4 h
多段式真空低温烹调:39 ℃-1 h+
49 ℃-1 h+59℃-4 h
−1.5 ℃和2 ℃储存28 d两种方法均可将细菌总数降低到5 lg CFU/g以下;
总好氧菌、乳酸菌、假单胞菌、肠杆菌科、大肠菌群未显示增殖;
储存过程中,真空低温烹调样品中的微生物主要是假单胞菌,而不是
乳酸菌;
所有样品在储存28 d后的气味仍可接受Yang等[43] 火鸡肉 65、70、75 ℃加热20、40、60 min
储存温度:4±1 ℃中温好氧菌总数减少了约2 log CFU/g,肠杆菌科和大肠杆菌小于
1 log CFU/g,未检测到沙门氏菌;
65 ℃-20 min的样品中发现李斯特菌的存在Biyikli等[24] 鸡胸肉 60、70和80 ℃加热60、90、
120和150 min
4 ℃储存21 d未检测到中温好氧菌、嗜冷菌和肠杆菌科等微生物菌群 Haghighi等[44] 猪肉馅饼 75 ℃加热2 h
4 ℃储存49 d在冷藏0~49 d期间,所有熟制肉饼均未检出好氧菌和大肠菌群 Cho等[49] 猪肉前腿 45、60和70 ℃加热0.5、4和8 h 未在任何样品中观察到大肠菌群 Chang等[50] 杀菌的效果受烹调温度、时间和食物本身等因素的影响,为了探讨不同烹调温度-时间组合对产品品质的影响,Biyikli等[24]选用不同的加热温度-时间组合(65、70、75 ℃×20、40、60 min)真空烹调火鸡肉并检测其微生物数量,结果表明在所有制备的样品中,中温好氧菌总数减少了约2 log CFU/g,只有在65 ℃加热20 min的样品中才发现李斯特菌的存在,而其余样品均未检出其他微生物或低于1 log CFU/g。因此建议低温下要有足够的加热时间,以有效保证肉制品的安全性。Haghighi等[44]研究了真空低温烹调鸡胸肉经不同温度(60、70和80 ℃)和时间(60、90、120和150 min)组合加热并在4 ℃下储存21 d后的微生物情况,结果未检测到中温好氧菌、嗜冷菌和肠杆菌科的微生物菌群。由此可见,使用适宜的温度和时间真空低温烹调肉制品决定了产品最终的安全性,低温长时间加热有助于提高其安全性。
在使用真空低温烹调技术加工肉制品时,加入一些调味品腌制或添加抗氧化成分能够进一步提高产品的质量和安全性。Karyotis等[45]在真空低温烹调(55、57.5和60 ℃)之前用照烧酱腌制鸡胸肉,发现腌制后的鸡胸肉中单核细胞增生李斯特菌和沙门氏菌的D值(杀死90%微生物数量所需的时间)均低于对照样品,腌制使病原体对热更加敏感。Kim等[46]研究发现凤尾鱼酱料在一定程度上提高了真空低温猪肉产品的货架期,且增加了令人愉快的风味化合物的数量。这说明腌制不仅可以延长产品的货架期,而且经腌制后的产品在感官评价方面比未腌制产品得分更高[47]。Naveena等[48]研究发现相对于变质时间为20 d的对照组鸡肉香肠(100 ℃,30 min,未真空包装),真空烹调(100 ℃,30、60、120 min,真空包装)能有效降低鸡肉香肠的微生物数量,且将贮藏时间延长至120 d。而与真空烹调组的香肠相比,添加了迷迭香二萜酚的真空烹调组鸡肉香肠的细菌平板计数相对较低,明显保持了更高的风味和整体可接受性。
5. 真空低温烹调与其他技术联用对肉制品嫩度和安全性的影响
一些研究学者将真空低温烹调与超高压、脉冲电场、辐照等技术和应用抗菌剂、烤箱烤制等方法联合使用以改善和提高产品的食用品质和安全性[51−54]。高静水压或超高压是一种新型的非热加工技术,在加工过程中不会造成共价键的破坏,对食品中的风味物质、维生素、色素等小分子物质无影响,但会促进肌肉纤维结构的改变,导致肉质嫩化。真空低温烹调也能够改善肉制品的嫩度。研究发现超高压与真空低温烹调两种技术结合使用能显著提高肉类嫩度。Janardhanan等[55]研究了高静水压技术(HPP)与真空低温烹调技术结合对牛肉肉饼理化特性的影响,结果发现350 MPa高压处理10 min与真空低温烹调55 ℃加热结合处理能够降低牛肉肉饼的硬度,在此条件下牛肉饼嫩度达到最佳。除此之外,超高压技术还能通过高压使细菌等微生物的细胞破坏,起到灭菌的作用,提高食品的安全性和延长保质期。Sun等[51]发现经超高压技术(HPP)450 MPa处理15 min的牛排,大肠杆菌菌落总数减少4.74 log CFU/g;600 MPa处理10 min的牛排,大肠杆菌菌落总数减少6.13 log CFU/g。由此可见,超高压预处理可以实现大肠杆菌数量的减少,从而降低真空低温烹调食品的潜在风险。
脉冲电场(PEF)是近几年发展的新型冷杀菌技术,能够改变细胞膜的结构和增强传质,可以在保持新鲜食品质量的同时,改变食品的质地特性,改善肉类嫩度。脉冲电场与真空低温烹调技术联用能够显著改善肉类嫩度。Jeong等[53]将未经预处理的对照样品和经脉冲电场(PEF)预处理的牛肉样品分别在60 ℃下真空低温烹调1~24 h,结果发现PEF预处理对真空低温烹调牛肉的剪切力有一定影响,特别是在2.0 kV/cm条件下,肉的嫩化效果达到最大,且PEF预处理后肉的嫩度与电场强度的增加成正比。Alahakoon等[56]也分析了脉冲电场和真空低温烹调结合处理对牛腩品质的影响,结果显示,当脉冲电场强度在0.7、1.5 kV/cm时和真空低温烹调加工时间在12~20.2、20.8~23.7 h时,牛腩的硬度和剪切力最小,发现脉冲电场预处理能够缩短真空低温烹调加工时间,改善肉类嫩度。Karki等[57]研究表明脉冲电场预处理能够改善牛肋骨固有的生物电化学变异性,脉冲电场处理可能是缩短牛肋骨真空低温烹调处理时间和增强嫩度的潜在方法。
辐射技术可以利用射线的强穿透性和辐射能量,有效地消除食品中的病原微生物,提高食品的安全质量。为了减少或消除真空低温烹调产品由于巴氏杀菌不充分而可能产生的相关风险,可以采用辐照技术提高其微生物安全性。Farkas等[58]以蜡样芽孢杆菌接种的豆豉烟熏猪肉为研究对象,采用伽马辐射(5 kGy)和/或添加乳酸链球菌处理真空低温烹调猪肉样品,发现真空低温烹调结合中剂量伽马射线照射和/或添加乳酸链球菌能明显提高样品的微生物安全性和质量。
另外,真空低温烹调肉类由于加热的温度低,肉类发生美拉德反应或焦糖化反应程度低,导致产品的色泽较浅,烤肉味缺失。为了弥补真空低温烹调的缺点,Ruiz-carrascal等[59]提出可以通过在真空低温烹饪前后增加烤箱烤制等烹饪步骤,使羊肉制品美拉德反应程度增加,褐色加深、肉香味增加。以上这些结果表明,可以通过创新联用恰当的技术方法,改善肉类嫩度,控制肉制品微生物数量,保证感官和风味品质及食用安全,促进肉制品工业发展。
6. 结论与展望
真空低温烹调是一种方便可靠的加工技术,与传统加工方法相比,具有多项优点,能使肉质保持原有的感官和风味品质、提高嫩度、减少营养成分流失、安全健康,因此近年来在食品工业、餐饮业(如食品厂、餐馆、快餐业和超市)中受到了越来越多的关注。然而,虽然真空低温烹调技术烹饪肉制品在物理化学和感官方面有优势,但真空低温烹调过程需要精确控制温度和时间,所需的设备用具成本较高,且真空烹调食品需要严格遵守生产安全规范的要求、操作繁琐等都给使用者造成了一定阻碍。目前,该技术在我国仍处于开始发展阶段,随着我国科技和经济水平的不断发展,该技术将越来越成熟。对于生活节奏越来越快的人群,快餐和方便食品的需求势必会增大,真空低温烹调既可以提供冷藏链中的中间食品,也可以提供即食食品,适用于餐厅、家庭、医院等场所,具有良好的发展应用前景。除此之外,真空低温烹调还可以与非热加工技术和其他加工方法相结合,提高肉制品的安全性和质量。因此在未来,真空低温烹调技术的应用需要进一步优化真空低温烹调产品的感官质量,提高产品的安全性,推进相关配套设备的国产化、智能化和平民化,开发适宜烹饪的相关产品,使其与市场多样性需求相匹配。
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表 1 真空低温烹调对肉制品营养物质的影响
Table 1 Effect of sous vide cooking on nutrients of meat products
样品 加工处理方式 主要结论 参考文献 牛里脊 真空低温烹调:65 ℃加热45 min 真空低温烹调牛里脊和生牛里脊脂肪含量接近,粗蛋白含量保留最高 刘芳圆等[19] 鸡胸肉 真空低温烹调(64 ℃加热60 min、66 ℃加热80 min、75 ℃加热35 min)、煮制、蒸制 真空烹调产品的营养价值取决于工艺参数;
66 ℃真空加热80 min时,蛋白质含量最高;75 ℃真空加热
35 min时,脂肪含量最高;
随着热处理参数强度的增加,水分含量降低,蛋白质和脂肪含量增加Gluchowski等[20] 猪肝 油炒、真空低温烹调(75 ℃加热2 h)、
水煮、蒸制、微波真空低温烹调处理的猪肝蛋白质和脂肪损失含量最低,营养成分
保存较好潘冬梅等[22] 牛里脊 真空低温烹调(65 ℃加热45 min)、水煮、油煎 真空低温烹调样品的蛋白质、脂肪和灰分含量比水煮和油煎样品高,能很好地保留牛肉的营养成分 徐迅等[23] 火鸡鸡胸肉 真空低温烹调:65、70、75℃加热20、40、60 min 加热温度对样品蛋白质和脂肪含量无显著性影响;
加热时间的增加(70 ℃,20~40 min)会导致鸡胸肉蛋白质含量增加17.67%,脂肪含量提高1.61倍Biyikli等[24] 牛肝 传统水煮:180 ℃加热20 min
真空低温烹调:65 ℃加热2 h真空低温烹调的样品比未加工和水煮的样品具有更高的矿物质生物可及性(钙、铜、铁、钾、镁、锌);
在微量元素(铜、铁和锌)中更为明显Da-silva等[25] 猪排 真空低温烹调(70 ℃加热2、3、4 h)、
烤制在加热温度为70 ℃时猪排的多种矿物质元素(锌、铜、钙)含量要比
烤制猪排高Macharakova等[26] 牛肉 煮制:100 ℃加热2 h
真空低温烹调:75 ℃加热36 h真空低温烹调牛肉的维生素B12和B3保留率都高于煮制牛肉 Rinaldi等[28] 表 2 真空低温烹调对肉制品嫩度的影响
Table 2 Effect of sous vide cooking on tenderness of meat products
样品 加工处理方式 主要结论 参考文献 猪肉火腿 加热温度(61 ℃或71 ℃)、时间(45或
90 min)、真空度(98.81%或96.58%)61 ℃烹饪的样品比71 ℃烹饪的样品更嫩;
高真空度处理(98.81%)的样品比低真空度处理(96.58%)
的样品嫩度更好Jeong等[31] 火鸡鸡胸肉 真空低温烹调:65、70、75 ℃加热20、
40、60 min温度从65 ℃升高到75 ℃时,硬度和咀嚼性均有所增加,
嫩度降低;
相同温度下,加热时间从20 min增加到60 min时,硬度和咀嚼性上升,嫩度降低;
较高的加热温度和较长的加热时间降低了样品的嫩度Biyikli等[24] 牛肉半腱肌(母牛和
小公牛)真空低温烹调:53、55、58、63 ℃加热2.5、7.5、19.5 h 加热小公牛的半腱肌时,当温度从53 ℃升高到55 ℃,或当温度为53 ℃、加热时间从2.5 h到7.5 h时,剪切力显著下降;
与小公牛相比,母牛牛肉需要更高的加热温度和更长的加热时间使其剪切力降低Christensen等[33] 牛肉半腱肌 单段式真空低温烹调:60、65、70、75 ℃分别烹调6 h和12 h
两段式真空低温烹调:45+60、45+65、45+70、45+75、49+60、49+65、49+70、49+75 ℃分别烹调6 h和12 h(第一段温度加热3 h,第二段温度加热3 h或9 h)在60 ℃条件下加热的牛肉蒸煮损失低,两段式烹饪蒸煮
损失低于单段式;
加热温度比加热时间对嫩度的影响大;
肌束膜厚度、蒸煮损失、肌节长度和弹性模量是影响剪切力的主要因素Ismail等[34] 牛肉冈上肌和股直肌 单段式真空低温烹调:59 ℃-4 h
多段式真空低温烹调:
39 ℃-1 h+49 ℃-1 h+59 ℃-4 h多段式真空低温烹调能更好地降解肌原纤维和胶原蛋白;
多段式真空低温烹调比单段式烹调剪切力值低5%~7%Uttaro等[38] 牛肉半腱肌 单段式真空低温烹调:45、65 ℃分别加热3 h
传统烹饪:75 ℃加热30 min
两段式真空低温烹调:45℃-3 h+65℃-3 h两段式真空低温烹调的样品比65 ℃加热3 h的样品硬度低,可能是烹调时间(6 h)或双重热作用(45 ℃和65 ℃)所导致;
两段式烹调具有提高牛肉嫩度的潜力Ismail等[39] 猪肉背长肌和半腱肌 真空低温烹调:48、53、58、63 ℃加热
0、5、17 h温度从53 ℃升高到58 ℃时,猪肉的剪切力下降,硬度降低 Christensen等[40] 山羊臀中肌和股
二头肌单段式真空低温烹调:60、65、70 ℃分别加热6 h和12 h
两段式真空低温烹调:45+60 ℃、45+65 ℃、45+70 ℃ 烹调6 h(3+3 h)和12 h(3+9 h)两段式真空低温烹调能有效降低肌肉硬度,45+60 ℃烹调
6 h的样品剪切力值最小;
胶原含量和胶原蛋白溶解度对真空低温烹调6 h的羊肉嫩度影响较小,但对烹调12 h后的羊肉影响较大Ismail等[41] 表 3 真空低温烹调对肉制品微生物安全性的影响
Table 3 Effect of sous vide cooking on microbiological safety of meat products
样品 加工处理方式 主要结论 参考文献 羊里脊 60、70、80 ℃加热6、12、24 h,
2 ℃冷藏过夜真空低温烹调即使在60 ℃-6 h也能显著减少微生物(嗜冷菌、乳酸菌、肠杆菌科、大肠菌群、革兰氏阳性球菌、梭菌属和芽孢杆菌属)数量至小于1 log CFU/g Roldan等[42] 牛排 单段式真空低温烹调:59 ℃-4 h
多段式真空低温烹调:39 ℃-1 h+
49 ℃-1 h+59℃-4 h
−1.5 ℃和2 ℃储存28 d两种方法均可将细菌总数降低到5 lg CFU/g以下;
总好氧菌、乳酸菌、假单胞菌、肠杆菌科、大肠菌群未显示增殖;
储存过程中,真空低温烹调样品中的微生物主要是假单胞菌,而不是
乳酸菌;
所有样品在储存28 d后的气味仍可接受Yang等[43] 火鸡肉 65、70、75 ℃加热20、40、60 min
储存温度:4±1 ℃中温好氧菌总数减少了约2 log CFU/g,肠杆菌科和大肠杆菌小于
1 log CFU/g,未检测到沙门氏菌;
65 ℃-20 min的样品中发现李斯特菌的存在Biyikli等[24] 鸡胸肉 60、70和80 ℃加热60、90、
120和150 min
4 ℃储存21 d未检测到中温好氧菌、嗜冷菌和肠杆菌科等微生物菌群 Haghighi等[44] 猪肉馅饼 75 ℃加热2 h
4 ℃储存49 d在冷藏0~49 d期间,所有熟制肉饼均未检出好氧菌和大肠菌群 Cho等[49] 猪肉前腿 45、60和70 ℃加热0.5、4和8 h 未在任何样品中观察到大肠菌群 Chang等[50] -
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