影响牛蹄筋气膨化涨发的关键工艺因素研究

胡燕，胡舰，刘莹莹，朱云龙

(扬州大学 旅游烹饪学院，江苏 扬州 225127)

牛蹄筋的质地与海参类似，滋味更好，是烹制菜肴时常用的原料[1]。牛蹄筋的风味独特，有特有的香气，其风味的形成与脂质及其衍生物氧化降解产生的酮类、醛类、醇类等有关[2]。牛蹄筋还具有高蛋白、不含胆固醇、高钙、低脂肪等营养特点[3]，除此之外，食用蹄筋还可减缓皮肤的老化，对于美容抗皱很有效果[4]。

经过干制的牛蹄筋，组织结构变得紧密，蹄筋表面硬化，不易烹制食用，需要一些预处理加工，比如涨发[5]。而传统的涨发方法主要有3种，分别是油发、盐发和混合发[6]，其中应用最多的是油发。油发的原理是通过油传热的作用，使得干蹄筋内含有的一部分水分蒸发，从而达到膨化的目的。油发时蹄筋一定要烘干，否则不太容易涨发完全，也就是不易发透，会直接影响产品的质量，而且不利于食用者的身体健康。油发不仅会使蹄筋中脂肪含量增加，使其易氧化，而且使用长期反复的油会生成致癌物。除此之外，油发的过程还很难控制，基本是凭经验。而盐发则是利用热辐射技术改变蹄筋的组织结构，使其内部形成多孔状，从而达到膨化效果。实际操作中，存在效果不稳定的情况[7]。碱发可使原料变得膨胀且松脆[8]，但是通过清水的漂洗并不能完全地除去蹄筋表面所残留的碱液，会导致产品的风味受到影响。相比起来，气膨化涨发干牛蹄筋有效避免了传统涨发工艺过程中的弊端，具有营养物质流失较少、温度和时间好控制且简单便捷易操作等特点。

本试验在干货原料的热膨胀原理的基础上[9-10]，对牛蹄筋的品质在气膨化过程中受到烤制时间和烘烤温度的影响进行研究，得出最优参数，为其工业化生产提供了技术参考。

1.1 材料与设备

1.1.1 原料

牛蹄筋、小苏打：购于原料市场。

1.1.2 仪器设备

SM-503 3S电烤箱 深圳盛德信科技有限公司；
A300C-1温度计 上海森垚工贸有限公司；
电子天平；
其他设备由扬州大学旅游烹饪学院实验室提供。

1.2 工艺流程

牛蹄筋→清洗整理→脱脂→干燥→膨化。

1.3 操作要点

1.3.1 原料选择

选购干燥且干净无污物的牛蹄筋，一定要色光白亮、无异味。除此之外，牛蹄筋要质地紧实，弹性好。

1.3.2 脱脂

选择新鲜的牛蹄筋放入清水中，将其表面多余的脂肪和肌肉去除后，将其漂洗干净。把洗净的牛蹄筋放入加有适量食用小苏打的沸水锅中，搅动脱脂，小苏打、牛筋和水的质量比为1∶50∶150，时间为40 min。

1.3.3 干燥

将牛蹄筋放入预热到40 ℃的烤箱中进行干燥，时间为42 min。

1.3.4 膨化

将干燥过的牛蹄筋摊放在烤盘上，牛蹄筋之间的距离为2 cm左右，对其进行烘烤加工直至膨化完全且香味浓郁方可结束。

1.4 牛蹄筋气膨化试验设计

气膨化牛蹄筋试验一共有4个关键因素。在保证其他条件一致的情况下，对第1阶段不同烤制温度、第1阶段不同烤制时间、第2阶段不同烤制温度和第2阶段不同烤制时间这4个因素分别进行单因素五水平的平行对照试验，分析它们对牛蹄筋气膨化涨发品质的不同影响。试验参数设计见表1～表4。

表1 气膨化牛蹄筋第1阶段温度试验方案设计Table 1 Design of the first stage temperature test scheme of gas puffing expansion of beef tendon

表2 气膨化牛蹄筋第1阶段时间试验方案设计Table 2 Design of the first stage time test scheme of gas puffing expansion of beef tendon

表3 气膨化牛蹄筋第2阶段温度试验方案设计Table 3 Design of the second stage temperature test scheme of gas puffing expansion of beef tendon

表4 气膨化牛蹄筋第2阶段时间试验方案设计Table 4 Design of the second stage time test scheme of gas puffing expansion of beef tendon

1.5 牛蹄筋感官评定

气膨化牛蹄筋涨发的感官评分标准参考GB/T 22210—2008，再由来自食品行业的10名专业人士组成评分小组，根据表5中关于色泽、组织状态、香味和弹性的标准，对气膨化牛蹄筋的情况进行评估。总分为 100 分，取评分小组10人评分的平均分为最后得分。

表5 牛蹄筋气膨化涨发感官评分标准Table 5 Sensory scoring criteria for gas puffing expansion of beef tendon

1.6 气膨化牛蹄筋正交试验设计

在以上4个单因素试验的基础上，分别选择3个比较好的水平进行L9(34)正交试验，根据表5的感官评分标准，得到气膨化牛蹄筋的最佳工艺条件。气膨化牛蹄筋的正交试验因素和水平设置见表6。

表6 牛蹄筋气膨化涨发正交试验因素水平表Table 6 Factors and levels of orthogonal test of gas puffing expansion of beef tendon

1.7 气膨化牛蹄筋挥发性盐基氮测定

采用 GB/T 5009.44-2003[11]中的方法测定挥发性盐基氮。

1.8 气膨化牛蹄筋菌落总数测定

参考童光森等[10]的方法，依据 GB 4789.2-2016《食品安全国家标准 食品微生物学检验 菌落总数测定》的方法进行测定。

2.1 单因素试验

2.1.1 第1阶段不同烤制温度对牛蹄筋气膨化涨发品质的影响

在第1阶段中，牛蹄筋的烤制时间是45 min，在第2阶段中，牛蹄筋的烤制温度是上火220 ℃、下火220 ℃，烤制时间是2.5 min，保证这些条件不变，把第1阶段的烤制温度取5个水平进行对照试验，结果见图1。

图1 第1阶段不同烤制温度对牛蹄筋气膨化涨发品质的影响Fig.1 Effect of different roasting temperatures on the gas puffing expansion quality of beef tendon at the first stage

由图1可知，第3组牛蹄筋的感官得分最高，为90分，此时，第一阶段的烘烤温度为上火90 ℃、下火100 ℃，烘烤时间为45 min。随着温度的持续升高，感官评分先逐渐变大，并在第3组的条件下评分达到最高，随后温度再升高，感官评分则慢慢回落。如果第1阶段的温度太低，就会出现牛蹄筋的中心未膨化的现象，而这一阶段的温度太高则会使得牛蹄筋的色泽发黄，还会使牛蹄筋在第二阶段的膨化过程中出现泡破裂。

2.1.2 第1阶段不同烤制时间对牛蹄筋气膨化涨发品质的影响

在第1阶段中，牛蹄筋的烤制温度是上火90 ℃、下火100 ℃，在第2阶段中，牛蹄筋的烤制温度是上火220 ℃、下火220 ℃，烤制时间是2.5 min，保证这些条件不变，把第1阶段的烤制时间取5个水平进行对照试验，结果见图2。

图2 第1阶段不同烤制时间对牛蹄筋气膨化涨发品质的影响Fig.2 Effect of different roasting time on the gas puffing expansion quality of beef tendon at the first stage

由图2可知，第 1 阶段的烤制时间太短会影响到后续的膨化过程，使得牛蹄筋的中间部分未能膨化，因此感官表现较差，得分较低；
如若太长，则又会使得涨发过程中出现部分泡破裂的现象，且蹄筋颜色偏黄，使得得分回落。在时间为45 min时感官评分最高，因此在膨化加工过程中应该严格控制烤制时间在45 min。

2.1.3 第2阶段不同烤制温度对牛蹄筋气膨化涨发品质的影响

在第1阶段中，牛蹄筋的烤制温度是上火90 ℃、下火100 ℃，烤制时间是45 min；
在第2阶段中，牛蹄筋的烤制时间是2.5 min，保证这些条件不变，然后把第 2 阶段的烤制温度取5个水平进行对照试验，结果见图3。

图3 第2阶段不同烤制温度对牛蹄筋气膨化涨发品质的影响Fig.3 Effect of different roasting temperatures on the gas puffing expansion quality of beef tendon at the second stage

由图3可知，第3组牛蹄筋的评分最高，为92分，此时，上火、下火均为220 ℃，烘烤时间为2.5 min，从色泽、硬度、弹性等指标来看表现都最好，综合评分最高。如果烘烤温度太低，蹄筋的中心部分未能膨化，因此第1组、第2组的评分都较低。而当温度太高时，又会导致蹄筋颜色变黄甚至变焦，除此之外，气泡性状态也不佳，部分炸裂，使得复水后牛蹄筋的弹性差。牛蹄筋在第3组达到最佳品质后，继续升高温度，感官评分反而下降明显。因此可以确定第3组的条件是第二阶段气膨化的最佳条件。

2.1.4 第2阶段不同烤制时间对牛蹄筋气膨化涨发品质的影响

在第1阶段中，牛蹄筋的烤制温度是上火90 ℃、下火100 ℃，烤制时间是45 min；
在第 2 阶段中，牛蹄筋的烤制温度是上火220 ℃、下火220 ℃，保证这些条件不变，然后把第 2 阶段的烤制时间取5个水平进行对照试验，结果见图4 。

图4 第2阶段不同烤制时间对牛蹄筋气膨化涨发品质的影响Fig.4 Effect of different roasting time on the gas puffing expansion quality of beef tendon at the second stage

由图4可知，在第2阶段的高温膨化中，烘烤时间为1～2 min时，随着时间的增加，感官评分不断上升，并在2 min时达到最高；
然而时间继续增加时，感官评分反而开始回落，这是因为热空气是由外向内传的，时间过短蹄筋的中心部分还未膨化；
若时间过长，牛筋在膨化时也会导致颜色变黄，除此之外，起泡性表现不良且复水后牛蹄筋的弹性差。因此，在膨化加工过程中应该严格控制烤制时间。

2.2 正交试验

通过单因素试验得出第1阶段的烤制温度、第1阶段的烤制时间、第2阶段的烤制温度以及第2阶段的烤制时间这4个因素对牛蹄筋气膨化涨发品质的影响，但并未确定这些因素对其影响的程度，因此为了进一步有效地优化此加工工艺，本试验采取L9(34)正交表对这4个因素进行正交试验，结果与分析见表7。

表7 牛蹄筋气膨化涨发 L9 (34)正交试验设计及结果Table 7 L9(34) orthogonal test design and results of gas puffing expansion of beef tendon

利用极差分析得出，极差R值的大小排列顺序为RB>RC>RA>RD。其中因素B的极差最大，为5.33，说明其在膨化加工过程中是很重要的一环，也就是说，第1阶段烤制时间对牛蹄筋的涨发影响最大，不可随意更改；
其次是因素C，即第2阶段烤制的上、下火温度，RC为5.00，仅次于RB，也是很重要的一个影响因素；
再次是因素A，即第1阶段烤制温度；
最后是因素D，RD仅为2.33，是其中最小的一个R值，即第二阶段烤制时间对结果的影响最小。根据极差分析结果得出，气膨化涨发牛蹄筋的最佳方案是A2B2C2D1，即先用上火90 ℃、下火100 ℃烘烤45 min，再用上、下火均为220 ℃烤制2.5 min。采用此组合条件做验证试验，得到感官评分为96分。

2.3 气膨化牛蹄筋挥发性盐基氮含量分析

挥发性盐基氮(TVB-N)是指动物性食品在细菌和酶的作用下,使蛋白质分解产生的氨及胺类等碱性含氮物质。TVB-N 值是评价动物性食品新鲜度的一项重要指标[12-13]，试验结果见图5。

图5 牛蹄筋中的TVB-N含量(n=4) Fig.5 Content of TVB-N of beef tendon (n=4)

由图5可知,气膨化牛蹄筋的 TVB-N 值范围是 0～15.15 mg/100 g。现今我国主要是对一些动物性食品的TVB-N值有限量要求，而对牛蹄筋并没有相关的限量规定。GB 2707-2005《鲜(冻)畜肉卫生标准》[14]中规定,鲜(冻)畜肉中的TVB-N≤15 mg/100 g。参考上述标准可得出,在测定的30个牛蹄筋样品中，样品TVB-N 值的合格率是96.67%。

2.4 气膨化牛蹄筋菌落总数分析

菌落总数(aerobic plate count)是指食品检样经过处理后，在一定条件下培养所得的每g(mL)检样中形成的微生物菌落总数。其数量一定程度上代表着食品卫生质量的优劣，试验结果见图 6。

图6 牛蹄筋中的菌落总数(n=5) Fig.6 The aerobic plate count of beef tendon (n=5)

由图6可知,气膨化牛蹄筋的菌落总数值范围是 0～450 CFU/g。现今我国主要是针对一些动物性食品的菌落总数值有限量要求，而对牛蹄筋并没有相关的限量规定。GB 2726-2016《食品安全国家标准 熟肉制品》中规定,熟肉制品中的菌落总数≤104CFU/g。参考上述标准可以得出,测定的30个牛蹄筋样品的菌落总数值都未超过该标准的规定，合格率是100%。

经过 L9(34)正交试验分析和感官评定，得出了气膨化涨发牛蹄筋的最佳工艺条件为A2B2C2D1，即先在上火90 ℃、下火100 ℃的温度下烘烤45 min，再在上、下火均为220 ℃下烤制2.5 min。其中，影响牛蹄筋涨发的关键要素排序依次是B>C>A>D。气膨化后的牛蹄筋取30份样品，分别测得挥发性盐基氮的平均值为2.74 mg/100 g，菌落总数的平均值为107CFU/g，都远低于国标的限定要求。在该条件下涨发的牛筋色泽诱人，起泡均匀，外表呈乳黄色且香味浓厚，不仅符合传统油发牛蹄筋所要求的感官性状，而且解决了油发牛蹄筋时不易操作、无法保证品质且有害于人体健康的问题，具有营养、卫生和安全等优点，并且降低了涨发的成本，使得规模化生产更加便利，为未来牛蹄筋食品的开发加工提供了新的思路。

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