摘要：本文研究變頻微波和水浴兩種低溫加熱方式對牛肉加熱過程中嫩度、保水性和微生物殺死率的影響。以牛大腿腱子肉為實(shí)驗(yàn)材料，在兩種低溫加熱方式下經(jīng)不同加熱溫度和加熱時間處理后，檢測肉品各項(xiàng)指標(biāo)。結(jié)果表明：微波加熱時間短；微波加熱溫度每降低5℃，加熱時間縮短且節(jié)能10%～15%。微波加熱牛肉的肉汁滲出率明顯小于水浴加熱。兩種加熱方式下牛肉的剪切力都是隨加熱溫度的升高呈波浪形趨勢；加熱溫度為60℃時，剪切力達(dá)到最大值，繼續(xù)升高到65℃，剪切力為最小值。微波加熱牛肉的剪切力小于水浴加熱；當(dāng)微波加熱溫度為65℃保溫4～6min 時，剪切力較小。牛肉水分保留率與肉汁滲出率密切相關(guān)，線性方程為

　　y=-0.323x+99.49（R?=0.927）。兩種加熱方式下，溫度高于60℃都能殺死99%以上的微生物。綜合分析得出結(jié)論：在變頻微波500W、控溫65℃條件下加熱42g (±2)牛肉4～6 min，肉品品質(zhì)較好。

　　關(guān)鍵詞：加熱方式；牛肉；嫩度；殺菌率

　　現(xiàn)在人們不僅注重食物口感，而且也更注重食物的安全與營養(yǎng)。傳統(tǒng)的加熱方式，采用100 ℃高溫會影響食品食用品質(zhì)、營養(yǎng)品質(zhì)，因?yàn)楦邷貢茐募∪饨M織，導(dǎo)致口感不佳，而且有些營養(yǎng)成分不耐高溫，加熱會使?fàn)I養(yǎng)損失。目前在國外，低溫加熱方面的研究越來越多，低溫烹飪不僅能保留更多的營養(yǎng)成分，還會提高食品的感官品質(zhì)，乃至在食品安全性上也具有保障。Rolgan 等的研究表明在80℃溫度下蒸煮羊腎會產(chǎn)生更多的風(fēng)味物質(zhì)，肉味更濃。Rinaldi等研究了低溫（75℃）長時與高溫（100℃）烹飪牛肉之間的差異，結(jié)果表明低溫烹飪的牛肉更好的保留了維生素B3和維生素B12。Vaudagna 等研究了在60～65℃烹飪下，1.2%氯化鈉和0.25%三聚磷酸鈉組合或者0.70%氯化鈉和0.25%三聚磷酸鈉組合都能把半腱肌的蒸煮損失降低到接近零。但是，國外對低溫烹飪的食品安全性研究不足，主要集中于食品保藏期間的微生物情況，如Gonzalez-Fandos 等研究了在65℃下加熱10min，在90℃下加熱10min和15min的不同加熱條件下，鮭魚的微生物含量情況。結(jié)果表明，3種加熱方式滅菌效果好，無顯著差異，但在65℃溫度下，保藏10d（2℃）微生物無明顯增加，但隨著在2℃下保藏時間的延長，微生物含量會有所增加，尤其是厭氧菌；而在90℃情況下，保藏期可高達(dá)45天，更能有效的消滅微生物。所以在低溫65℃時能很好的消滅微生物，達(dá)到食用品質(zhì)。

　　學(xué)者們對多種加熱方式都有研究，例如水浴加熱、蒸汽加熱、空氣加熱、微波加熱。水浴加熱是最普遍的加熱方式，但加熱慢，耗時長。微波加熱具有加熱快、破壞性小等優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)了水浴加熱的缺點(diǎn)，而且微波還有殺菌作用。但傳統(tǒng)微波加熱功率只能通過微波發(fā)射通斷來換算得出，加熱存在不均勻性，影響食物口感。變頻微波可直接控制輸出功率來實(shí)現(xiàn)連續(xù)加熱。牛肉是東西方人的主要肉類來源，是一種營養(yǎng)價值高的保健型肉類食品，而牛肉的食用品質(zhì)并不局限于完全成熟，未完全成熟牛肉制品也走進(jìn)人類視線。目前，國內(nèi)外對低溫烹飪牛肉和變頻微波方式結(jié)合的研究還不多，也缺乏從口感、安全性兩個角度進(jìn)行全面的分析，所以，本文選用牛大腿腱子肉來闡述變頻微波在真空低溫烹飪中的應(yīng)用，為開發(fā)微波方便食品提供理論基礎(chǔ)。

　　牛后大腿腱子肉，為大腿肚近膝部位，購于本地世紀(jì)聯(lián)華超市；平板計數(shù)瓊脂（PCA）培養(yǎng)基；實(shí)驗(yàn)用水均為去離子水。

　　電子天平；CP214 分析天平；EV 025LC7-NR 變頻蒸立方微波爐（頻率為10000Hz～30000Hz）；HH-501(601)恒溫水浴鍋；Foss-DINA-2060 熒光光纖溫度探測儀；AN 2102W單相電參數(shù)綜合測量儀；INSTRON 5944質(zhì)構(gòu)儀；SPX-150B生化培養(yǎng)箱；TGL-20bR離心機(jī)。

　　新鮮牛肉為宰后24h內(nèi)，冷藏于4℃條件下，樣品購于本地超市。切成5cm×5cm×1.5cm大小，重約45g的肉塊。裝入密封袋中，放置在4℃冰箱中待用。

　　將溫度探頭插入樣品中心，將其放入不同溫度的水浴鍋中水浴加熱，水浴溫度分別為55℃、60℃、65℃、70℃、75℃。實(shí)時監(jiān)控樣品的溫度變化，記錄樣品中心溫度分別達(dá)到55℃、60℃、65℃、70℃、75℃時所要花費(fèi)的時間。微波加熱時，選擇500W功率。將樣品浸沒于一個盛有2 L水的微波容器中，置于微波爐中同時加熱。溫度探頭分別插入水中和樣品中，探索樣品中心分別到達(dá)55℃、60℃、65℃、70℃、75℃時與水溫度的關(guān)系，以此來預(yù)測樣品的中心溫度。每個條件重復(fù)六次。

　　根據(jù)上述探索出的溫度、時間關(guān)系，分別使用變頻微波爐和水浴鍋加熱牛肉樣品。把密封袋抽真空待用。在微波容器中裝入2L水，把密封后的樣品浸沒于水中，然后將光纖溫度探頭插入水中，實(shí)時檢測水中的溫度變化，控制水溫分別保持在55℃、60℃、65℃、70℃、75℃，根據(jù)1.3.1.1 中得出的結(jié)論，使樣品加熱到5個不同溫度之后，再分別保持0min、2min、4min、6min、8min。每個條件重復(fù)六次。水浴加熱同上。

　　將單相電參數(shù)綜合測量儀連接在微波爐上，實(shí)時記錄加熱過程中的總耗電量。熒光光纖溫度探測儀能實(shí)時監(jiān)測溫度變化。微波爐上可以顯示微波加熱時間。

　　記錄樣品加熱前后的質(zhì)量，加熱前為W1，經(jīng)水浴和微波加熱后為W2，肉汁滲出率計算公式：

　　肉汁滲出率（%）=（W1-W2）/W1×100% ?

　　采用GB 5009.3-2010的方法測定加熱后牛肉的水分含量。

　　肉的嫩度是肉類品質(zhì)的首要指標(biāo)，嫩度是以剪切力為測量方法。把加熱后的樣品順著纖維方向切成1cm寬的長條。使用質(zhì)構(gòu)儀切斷肌肉纖維，從而測定樣品剪切力。

　　本實(shí)驗(yàn)所用牛肉均來自大型正規(guī)超市，符合國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。采用GB 4789.2-2010的方法測定加熱后的菌落總數(shù)。

　　每個實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均重復(fù)多次。采用excel 07版本和SPSS 19.0版本對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

　　表1表示兩種加熱方式加熱牛肉到指定溫度所需要的加熱時間（不包括水浴鍋加熱時間和微波暫停的時間）。達(dá)到同一溫度所用的時間，微波加熱要比水浴加熱節(jié)省70～100s。因?yàn)樗〖訜釙r由外向內(nèi)加熱，而微波加熱能穿透食品內(nèi)部達(dá)到內(nèi)外加熱，加熱均勻，加熱速度快?？傮w比較，變頻微波加熱速度比水浴加熱快，節(jié)約時間。牛肉中心溫度與加熱時間的關(guān)系探索結(jié)果給下面實(shí)驗(yàn)提供指導(dǎo)意義。

　　表1 兩種加熱方式下牛肉中心溫度與加熱時間的關(guān)系

　　由表2可知，變頻微波加熱溫度越低，耗電量越少，每降低5℃，節(jié)能10%～15%之間。保溫時間每延長2min，耗電量只增加1%～2%，故保溫時間的延長，耗電量并沒有明顯增加。所以，加熱溫度與耗電量關(guān)系緊密，加熱溫度直接影響耗電量，而保溫時間并不是耗電量增加的主要因素。所以低溫加熱在節(jié)能方面有很大優(yōu)勢。

　　表2 變頻微波加熱牛肉時的耗電量

　　肉汁滲出率體現(xiàn)牛肉的多汁性。肉汁滲出率越低，多汁性越好，口感更佳。圖1表示不同加熱方式在不同時間、溫度條件下對牛肉肉汁滲出率的影響。在加熱方式一定時，隨著加熱溫度、加熱時間的增加，肉汁滲出率也隨之增加，水浴加熱尤其明顯。加熱過程會使肌肉細(xì)胞間的水分和細(xì)胞內(nèi)的水分、蛋白、少量脂肪溶出，加熱溫度越高，作用時間越長，細(xì)胞破壞越嚴(yán)重，汁液溶出越多。在確定的加熱時間下，變頻微波的加熱方式肉汁滲出率明顯小于水浴加熱，在75℃變頻微波加熱保溫8min，肉汁滲出率從水浴加熱的38%降低到27%，蒸煮損失明顯減少，說明變頻微波對細(xì)胞破壞力小，有助于保留營養(yǎng)成分。

　　圖2和表3表示變頻微波和水浴兩種加熱方式對牛肉含水量的影響。由此可看出，隨著加熱時間，加熱溫度的增加，水分流失隨之增加。水浴加熱方式下牛肉水分保留率變化比變頻微波加熱方式顯著，水浴加熱方式下隨著加熱溫度的升高，牛肉水分保留率的變化越來越顯著，最低降到86.11%；而變頻微波加熱達(dá)到65℃以上時，水分含量趨于穩(wěn)定，均在90%以上，所以變頻微波加熱方式對水分的保留更有利。由圖3可看出，當(dāng)保溫時間為4min時，溫度越高，水分流失越多，到保溫溫度到達(dá)70℃時，水分含量有所回升，繼續(xù)增加保溫溫度到75℃，水分含量繼續(xù)降低，影響牛肉口感。水分含量在保溫溫度為70℃時的回升可能是因?yàn)榧?xì)胞內(nèi)流失的水分流失到細(xì)胞間后，70℃保溫時細(xì)胞會產(chǎn)生復(fù)吸，導(dǎo)致水分含量有小幅度提升?？傮w來說，加熱溫度為55℃、60℃時兩種加熱方式下牛肉水分保留率都在95%以上；但加熱溫度在55～75℃之間時有所不同，只有變頻微波條件下的牛肉水分保留率能達(dá)到90%以上，水分保留率高，細(xì)胞破壞小，組織完整性好，口感更佳。

　　

 

　　

　　注：圖a為水浴加熱；圖b為微波加熱（變頻500W）；圖中不同字母表示差異顯著（p＞0.05）

　　由圖4可知，當(dāng)加熱溫度升高時，剪切力先增大，嫩度下降，直到溫度從60℃升高到65℃時，剪切力又降低，嫩度增大。當(dāng)加熱溫度繼續(xù)升高時，剪切力又變大，但是都低于60℃。這是因?yàn)榻Y(jié)締組織會在40～60℃之間變性，這種蛋白質(zhì)的變性會導(dǎo)致剪切力增大。肌原纖維在60～75℃過程中會逐漸變性，導(dǎo)致剪切力先變小后增大的過程。當(dāng)加熱溫度高于60℃，保溫時間一定時，變頻微波加熱后的牛肉剪切力比水浴加熱略小，說明變頻微波加熱方式優(yōu)于水浴加熱。綜合來看，采用變頻微波的加熱方式，控制加熱溫度為65℃，保溫時間為4～6 min，牛肉口感好。

　　表3 牛肉樣品水分的統(tǒng)計分析

　　

　　圖5 牛肉的水分保留率與肉汁滲出率之間的相關(guān)性

　　綜合水浴與微波處理方式的數(shù)據(jù)，以肉汁滲出率為因變量y，水分保留率為自變量x，得出方程為：y=-0.323x+99.49，R?=0.927，如圖5表示。以肉汁滲出率為因變量y，以剪切力為自變量，進(jìn)行分析得方程y=0.003x4-0.183x3+2.828x2-10.68x+121.1，R2=0.391。通過分析得出，水分保留率與肉汁滲出率的相關(guān)性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于剪切力，關(guān)系也最為緊密。加熱中的物質(zhì)流出大部分為水分，故與水分含量有密切關(guān)系。而剪切力的大小除了與水分含量有關(guān)外，還與蛋白變性有很大關(guān)系，所以剪切力與肉汁滲出率的相關(guān)性不大。

　　

　　圖6 兩種加熱方式對牛肉樣品菌落總數(shù)的影響

　　圖6 表示兩種加熱方式在不同加熱溫度時滅菌情況的影響。由圖6可看出，隨著加熱溫度的升高，不管是水浴加熱，還是變頻微波加熱，菌落總數(shù)的數(shù)量均大幅度減少。當(dāng)加熱溫度為55℃時，菌落總數(shù)多，微生物含量高，不符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。施邑屏研究發(fā)現(xiàn)溫度高于大約50℃條件下，保持足夠的時間，會使呼吸酶鈍化，這些呼吸酶的變性會導(dǎo)致微生物的死亡。所以加熱溫度高于65℃時，消滅了大約99%的微生物，符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。

　　本文以牛大腿腱子肉為實(shí)驗(yàn)原料，采用變頻微波和水浴加熱進(jìn)行低溫烹飪，進(jìn)行牛肉在低溫條件下口感、安全等方面的研究，得出結(jié)論如下：隔水微波加熱控溫方便，與水浴加熱相比，加熱時間短。微波加熱溫度每降低5℃節(jié)省加熱時間，并且節(jié)省電量10%～15%。加熱溫度越高，肉汁滲出越多；兩種加熱方式對水分保留無明顯差異，低溫加熱都使水分保留率在90%以上。在質(zhì)構(gòu)品質(zhì)方面，變頻微波加熱的牛肉剪切力小，嫩度大；加熱溫度為65℃，保溫時間為4～6min，口感佳。牛肉水分保留率與肉汁滲出率密切相關(guān)，對有關(guān)指標(biāo)的快速檢測具有指導(dǎo)意義。

　　65℃低溫加熱時，滅菌效果良好，達(dá)到可食用品質(zhì)。綜合考慮口感、安全性，變頻微波加熱到65℃保持4～6min為最佳烹飪條件，為以后的低溫快餐食品提供了一個參考依據(jù)。