烹饪熟度对牛肉制品品质的影响研究进展

韩 頔1,2,钱 聪3,胡俊伟4,谢 鹏1,刘晓畅1,张松山1,孙宝忠1,臧明伍1,雷元华1,*

(1.中国农业科学院北京畜牧兽医研究所,北京 100193;2.中国农业大学食品科学与营养工程学院,北京 100083;3.平凉市畜牧渔业站,甘肃 平凉 744000;4.甘肃省平凉红牛研究院,甘肃 平凉 744000)

摘 要:在肉类加工过程中,加热可通过改变蛋白质、脂肪和水分的状态影响肉的感官特性,而烹饪熟度会影响肉品的物理化学性质和感官品质,进而影响其适口性和消费者满意度,但肉品随其内部终点温度的提高所发生的品质变化及其成因仍有待深入探索。本文综述牛肉烹饪熟度分级标准,并讨论熟度对肉制品色泽、风味、嫩度及多汁性的影响及其机制,以期为牛肉烹饪与深加工提供理论参考。

关键词:烹饪熟度;牛肉制品;颜色;风味;嫩度;多汁性

随着生活水平的提高,消费者对肉制品在感官特性和营养价值方面的要求逐渐提高[1]。为满足消费者需求,深入了解消费者对肉制品的需求、探究影响肉制品品质的因素均至关重要。肉制品品质主要受烹饪方法[2-3]和熟度[4]的影响。熟度是指食物烹煮到可食用状态的程度,其往往与食物嫩度、多汁性、风味、色泽、适口性等品质指标密切相关,也是影响消费者满意度和忠诚度的重要指标[5-6]

肉制品的组成主要包括水、蛋白质和脂肪等主要成分和维生素、矿物质等微量营养素[7]。热加工过程中,这些组分间发生复杂的物理化学反应(如蛋白变性、脂质氧化等),导致其微观结构与化学组成发生显著改变,进而影响其感官特性和营养价值[8]。研究[9]表明,外观、香气、滋味和口感等感官特性是决定消费者接受度的关键因素。近年来的研究重点聚焦于不同烹饪熟度对肉制品物理化学性质和感官特性的影响。例如,Yao Yishun等[10]研究发现,分段加热有助于改善猪肉的嫩度和多汁性,Wang Yujiao等[11]采用气相色谱-离子迁移谱和高效液相色谱研究烹饪熟度对平凉红牛肉挥发性风味物质和非挥发性物质(脂肪酸、核苷酸和氨基酸)的影响,Holman等[12]比较不同烹饪熟度下羊肉脂肪酸和矿物质含量差异,Han Yu等[13]研究烹饪熟度对猪肉蛋白质分子和消化率的影响,发现随着烹饪熟度的提高,肌原纤维蛋白的表面疏水性增加、巯基含量降低、蛋白质消化率下降。这些研究结果对提高肉制品感官特性和营养价值具有指导性意义。本文综述牛肉烹饪熟度分级标准,综合分析烹饪熟度对肉制品感官特性(色泽、风味、嫩度及多汁性)的影响及其机制,以期为牛肉烹饪与相关制品加工提供理论指导。

1 牛肉熟度分级

在食品加工行业,熟度常用于表示食品的烹饪终点。与中式烹饪不同,西式烹饪对牛排的熟度有明确的定义,其根据牛排的嫩度和颜色将熟度分为近生、1分熟、3分熟、5分熟、7分熟和全熟6 个程度。不同烹饪熟度的牛肉特点见表1。

表1 不同烹饪熟度的牛肉特点[14]
Table 1 Characteristics of beef with different cooking doneness[14]

熟度中心温度/℃牛肉状态近生46~49牛肉渗出的汁液较多且为深红色1分熟52~55内部肉色为血红色,汁液不易渗出,肉已经开始凝胶化3分熟55~60外部为棕褐色,内部为玫瑰红色,肉汁为鲜红色,肉手感稍硬且有弹性5分熟60~65外部为棕褐色,内部为浅粉色,肉汁为浅白色,肉手感较硬且有弹性7分熟65~69外部为浅灰色和棕褐色,内部为浅粉白色,肉汁为浅白色,肉手感硬全熟70~80外部和内部均为浅灰色,手感干硬,弹性较小

2 熟度对牛肉制品感官品质的影响

2.1 色泽

肉品内部色泽随烹饪熟度的变化而变化,消费者常将其内部色泽与烹饪熟度相关联,也常将肉品的内部色泽作为评价其熟度和食用安全性的重要指标[15]。在消费者看来,内部肉色呈暗棕色是肉品熟透的标志,而内部肉色呈粉红色则代表肉品熟度较低,是未熟和食用安全性较低的标志[16]

在烹饪过程中,肉品内部温度会影响色素的转化程度[17]。Liu Fang等[18]研究发现,在50~80 ℃时,肉的红度值随温度升高而显著降低,在80 ℃时达到最低,此时肌红蛋白能够完全变性。Prill等[19]研究牛里脊肉熟度对色泽的影响发现,肉内部色泽取决于烹饪熟度,烹饪熟度较低的牛里脊肉颜色更浅、更红,而烹饪熟度较高的牛里脊肉颜色较深。

肉品色泽与肌肉中的色素类物质含量与组成直接相关,其中最主要的色素类物质为肌红蛋白和血红蛋白[20]。肌红蛋白主要有3 种存在形式,包括氧化态(高铁肌红蛋白)、还原态(脱氧肌红蛋白)和氧合态(氧合肌红蛋白)[21],3 种状态肌红蛋白的热稳定性不同,脱氧肌红蛋白热稳定性不佳,氧合肌红蛋白具有中等热稳定性,高铁肌红蛋白热稳定性相对较强[22]。生肉的鲜红色主要由氧合肌红蛋白和脱氧肌红蛋白的动态平衡决定,而熟肉色泽变化则源于亚铁血红素的热稳定性差异及氧化反应。在热加工过程中,脱氧肌红蛋白首先与氧结合形成氧合肌红蛋白,亚铁血红素中铁离子仍保持二价状态;随着加热持续或温度升高,亚铁血红素中的铁离子进一步氧化为三价铁状态,并可能伴随血红素环的变性或降解,最终形成熟肉特征性的褐色色泽[15]。因此,在烹饪过程中,随着肉内部温度的升高,肌红蛋白发生变性,肉的颜色逐渐从鲜红色变为棕色[19]。肌红蛋白的热变性并非发生于某一温度点,而是发生在一定的温度范围内。在热加工过程中,肌红蛋白的珠蛋白部分发生热变性,导致其三级结构展开,血红素基团暴露后更易发生氧化,且珠蛋白热变性导致熟肉中的色素凝结,不易溶于水[23]

随着烹饪温度的升高,肉品内部色泽由红色向棕色转变。然而,随着温度的升高,肌红蛋白的变性速率变慢,这可能与烹饪过程中肉的pH值上升有关[16]。此外,肌红蛋白分子的构象状态可能会影响其向棕褐色高铁血色素的转化速率。

在肉类烹饪过程中,表面的褐变是美拉德反应、脱水和焦糖化反应共同作用的结果[20]。美拉德反应是一种氨基酸和还原糖在80 ℃以上进行的化学反应,影响因素包括温度、水分含量、脂质氧化、pH值等。烤肉外表的棕色主要来源于美拉德反应中产生的色素[24]。因此,在烘烤下,肉的表面棕色加深。此外,熟肉表面棕色的形成也与脂质氧化以及美拉德反应中形成的化合物与脂质氧化产物的相互作用有关[25]

2.2 风味

风味包括滋味和气味2 个方面。其中,滋味通过味蕾的味觉受体细胞感知,主要识别5 种基本滋味:甜、咸、酸、苦和鲜[26]。气味感知则通过鼻腔嗅觉上皮的嗅觉感受器实现。挥发性风味物质在食物入口前形成第一感官印象;咀嚼过程中,挥发性风味物质经鼻后通路激活嗅觉系统,产生“口腔后香气”[27]。根据van Ba等[27]的研究,熟肉香气特征是肉品食用品质的重要组成部分,可直接影响消费者的接受度和满意度。因此,了解香气与异味的产生机制对满足消费者需求至关重要。

在宰后成熟过程中,脂肪酶和蛋白酶将大分子物质(如甘油三酯、肌原纤维蛋白等)降解为小分子风味前体物质(如游离脂肪酸、游离氨基酸、核苷酸代谢物等)[28]。这些降解产物不仅直接贡献特定的香气和滋味,更作为关键底物参与后续热加工中的美拉德反应、脂肪氧化以及两者的交互反应(如Strecker降解和醛醇缩合等),生成特征挥发性风味物质[29]

肉品香气组成具有高度复杂性,其挥发性风味物质包括醛类、醇类、酸类、烃类、酯类、呋喃类、含硫化合物等[30]。热加工过程中,风味前体物质(如还原糖、游离氨基酸、5’-肌苷酸和多不饱和脂肪酸)通过多种反应途径(如美拉德反应、脂质氧化、脂质氧化产物与美拉德反应产物之间的相互作用,以及硫胺素分解等)转化为风味物质,进而产生诱人的风味[31-33]。烹饪熟度较低的肉品中,脂肪来源的挥发性化合物含量较高,美拉德反应来源的挥发性化合物含量较低,而烹饪熟度较高的肉品则相反[34]

美拉德反应是肉品风味形成的关键途径[35]。一般情况下,美拉德反应产物种类随烹饪温度的升高而增多,因此,肉品风味强度可能会受其熟度、脂肪氧化程度及其他因素的影响[36]。在美拉德反应的初始阶段,主要涉及氨基化合物与还原糖或其他羰基化合物之间的羰氨缩合和分子重排,产生的糠醛、呋喃酮衍生物、羟基酮及二羰基化合物等与胺类物质、氨基酸、醛类物质、硫化氢等相互作用,形成芳香化合物,如呋喃、吡嗪、吡咯、恶唑、噻吩、噻唑及其他杂环化合物[33]

脂肪氧化是肉品风味形成的另一重要途径[37]。脂质氧化包含2 个关键步骤:首先,不饱和脂肪酸中的双键发生氧化,产生的过氧化物通过降解形成醛类、酮类、烃类、醇类和羧酸类等挥发性物质;其次,反应产物中的醇类和羧酸类经酯化反应生成多种酯类物质。同时,羟基酸还可自我环化,生成带有肉香味的内酯化合物[33]。另外,肉中的脂肪能够通过自动氧化产生大量的挥发性物质,如醛类、醇类和酮类,并促进含氮和含硫化合物的形成[34]。除形成的典型熟肉风味外,脂肪氧化(如自动氧化、光氧化和酶促氧化)也可能导致异味产生。例如,脏器味的产生与铁、肌红蛋白、脂肪酸含量及脂肪氧化有关[38]。值得注意的是,当肉被加热至中度熟度(70~80 ℃)时,肌细胞膜结构被破坏,导致膜脂和胞内组分释放。这一过程将加速多不饱和脂肪酸氧化,通过自由基链式反应生成醛类和酮类等次级氧化产物,产生回锅味(食物被反复加热的味道)[39]

烹饪温度、方式和时间可通过影响自由基生成速率调控肉品脂质氧化程度,进而显著改变风味特征[40]。适度的脂质氧化可产生特征性脂肪香气和风味[36],而过度的脂肪氧化则会导致次级氧化产物积累,引发风味劣变(如产生回锅味),造成营养物质流失,甚至产生潜在的有毒物质[6]。因此,氧化程度在烹饪过程中至关重要。Roldan等[41]研究发现,将烹饪温度从60 ℃升至80 ℃时,次生脂质氧化产物含量大幅降低。

肉品风味的形成与烹饪终点温度密切相关,这源于不同挥发性化合物具有特定的释放温度[28]。Wang Yujiao等[11]研究不同烹饪方法和烹饪熟度对平凉红牛肉风味物质的影响发现,烹饪熟度可显著影响平凉红牛肉中挥发性和非挥发性化合物(游离脂肪酸、氨基酸和5′-核苷酸)含量,这导致不同烹饪熟度平凉红牛肉的风味特征存在显著差异。5′-腺苷酸和5′-肌苷酸含量随着熟度的增加而降低,表明较低的熟度有利于保持牛肉的鲜味[11]。Smith等[42]研究发现,对烤肉而言,烹饪到更高的内部终点温度会使牛肉的烧烤味和鲜味增强、血腥味减弱。姚力为等[43]采用气相色谱-离子迁移谱从不同烹饪熟度牛排中共鉴定出88 种挥发性化合物,且其含量随烹饪熟度的增加而增加。Kerth等[44]研究发现,相较于中心温度低于80 ℃的牛排,中心温度80 ℃的牛排中醛类、酮类和吡嗪类物质含量显著提高。张浩等[45]研究烧烤温度对牦牛肉风味物质的影响,发现当烧烤温度达240 ℃时,牛肉风味最佳,呈现烤肉味、脂肪香气和花果香,当烧烤温度达120 ℃和180 ℃时,牛肉具有坚果味、烤面包味和烟熏风味。黄佳等[46]研究发现,随着牛排熟度的增加,蘑菇味、花香味、奶油香味减弱,总体香味以油脂香和肉香为主。

2.3 嫩度

肉品嫩度是影响消费者满意度和接受度的关键指标,是指肉品在口腔咀嚼过程中所表现的机械特性,主要反映肌原纤维和结缔组织的物理状态[47]。肉品嫩度的评价指标主要包括穿透力、剪切力、压缩力及弹力等,其中剪切力最为常用[48]。肉品剪切力与其烹饪熟度密切相关[6]。King等[49]研究发现,提高内部终点温度可导致肉品嫩度降低。Wereńska[50]研究发现,真空低温慢煮时间和温度均会对鹅肉嫩度产生影响,烹饪时间相同的情况下,烹饪温度40 ℃鹅肉嫩度显著高于烹饪温度80 ℃鹅肉。Christensen等[51]研究加热温度对牛肉半膜肌剪切力的影响,发现50~60 ℃时剪切力下降可能是由于胶原蛋白的部分变性和收缩导致结缔组织的断裂强度下降,60~80 ℃时剪切力上升可能是由于肌纤维蛋白变性导致肌纤维强度增加。

肉类蛋白主要分为3 种:肌原纤维蛋白、肌浆蛋白、结缔组织蛋白[52]。肉的嫩度主要取决于控制肌肉强度的2 种蛋白质,即控制收缩强度的肌原纤维蛋白和控制拉伸强度的结缔组织蛋白[53]。肌原纤维蛋白主要由肌球蛋白、肌动蛋白和其他蛋白组成,其中肌球蛋白约占肌原纤维蛋白总含量的45%,肌动蛋白约占25%[52]。肌球蛋白凝胶化过程主要分为2 步:30~50 ℃时,肌球蛋白头部聚集形成凝胶,高于50 ℃时,肌球蛋白尾部螺旋结构发生变化,进一步促进凝胶化[6]。肌动蛋白的热稳定性较高,温度高于71 ℃时开始变性,84 ℃时可完全变性[52]。肌原纤维蛋白的变性和聚集导致肌节收缩。温度高于60 ℃时,I带发生解体,温度高于73 ℃时,A带收缩并解体。I带和A带的变化使肌节间产生间隙,持水力下降[6]。Huang Yechuan等[54]研究高温高压处理对猪肉肌原纤维蛋白性质和结构的影响发现,肌原纤维溶解度在35 ℃达到最高,55 ℃时降至最低。结缔组织蛋白主要由胶原蛋白和弹性蛋白组成,其中胶原蛋白主要包括I型胶原蛋白和II型胶原蛋白[52]。结缔组织蛋白含量对嫩度的影响主要体现在肌纤维的断裂过程中。肌肉被外围的结缔组织层包裹,称为肌外膜,肌外膜向内延伸,将肌肉分为多个肌束,形成肌束膜,肌束膜进一步向内延伸,包裹单个肌纤维,形成肌内膜[55]。在加热过程中,胶原蛋白三股螺旋肽链间的氢键发生断裂,交联结构被破坏,胶原蛋白的空间结构发生改变[52]。50~60 ℃时,胶原蛋白发生收缩;50~70 ℃时,结缔组织网络和肌肉纤维共同纵向收缩[6]。当温度达到90 ℃时,纵向收缩达到最大[56]。随着烹饪时间的延长和温度的升高,胶原蛋白逐渐转化为明胶,肉品嫩度随之增加。Christensen等[51]研究发现,用水煮法烹饪肉类时,当肉内部温度从70 ℃升至80 ℃时,胶原蛋白开始转化为明胶,肌原纤维收缩加剧。Chang Haijun等[57]研究水浴加热和微波加热对牛肉结缔组织胶原蛋白的影响发现,2 种烹饪方式下,随着加热温度的增加和时间的延长,总胶原蛋白和可溶性胶原蛋白含量均增加;65 ℃时,胶原蛋白溶解度相对较高;60 ℃时,胶原蛋白结构发生明显改变。刘晶晶等[58]研究不同中心温度对牛肉胶原蛋白特性及嫩度的影响发现,随着中心温度的升高,牛半腱肌胶原蛋白含量及其热溶解性和剪切力均降低,且牛肉肉质的改善与胶原蛋白含量以及共价交联相对含量增加有关,牛肉硬度下降与肌束膜肌内膜被破坏有关。

脂肪酸的组成和含量也会影响肉品的嫩度和多汁性。研究[59]发现,脂肪酸对肉类的嫩度和多汁性的影响由总脂肪酸而非个别脂肪酸决定。烹饪过程会对肉中的脂肪酸组成产生影响,这是热处理过程中水解、聚合和氧化等化学反应共同作用的结果[60]。这些反应可能会影n-3和其他多不饱和脂肪酸的含量[61]。因此,随着烹饪的进行,肉品的熟度逐渐提高,脂肪酸的组成和含量也随之变化,从而影响肉的嫩度和多汁性。

2.4 多汁性

多汁性也是评价肉类食用品质的重要指标[62]。烹饪熟度对肉的多汁性存在显著影响。Heymann等[63]发现提高猪肉内部终点温度会降低其多汁性的感官评分。Yao Yishun等[10]研究发现,低温两段式烹饪(50 ℃、30 min,60 ℃、20 min)猪肉片的多汁性高于传统高温烹饪(100 ℃)。Wall等[64]通过感官评价发现,表面温度232 ℃烤牛排的多汁性得分高于表面温度205 ℃烤牛排。Gomes等[65]研究不同内部终点温度(65、71、77 ℃)对牛腰肉嫩度和多汁性的影响发现,内部终点温度77 ℃牛腰肉的嫩度和多汁性显著低于其他内部终点温度。Smith等[42]研究不同温度和时间(55 ℃、8 h,65 ℃、5 h,95 ℃、45 min)低温慢煮对水牛肉食用品质的影响发现,55 ℃烹饪8 h水牛肉的嫩度和多汁性最高。

肉的初始多汁性受烹饪方法和熟度的影响,而持久多汁性则与肉中脂肪含量和烹饪损失有关[66]。烹饪损失指肉中水和可溶性物质在烹饪过程中的损失[6]。在干热烹饪中,水分损失主要由表面蒸发造成,而在湿热烹饪中,水分损失则主要由扩散和渗出导致[6]。肉类在烹饪过程中的水分流失与多汁性成反比[67]。Hamm[68]指出肉在烹饪过程中流出的汁液是肌原纤维束缚的水分,这部分水分携带可溶性肌浆蛋白和风味化合物(如烷烃类、醛类、醇类、酸类、酯类、酮类、氨基酸、芳香化合物和烯烃类)。王廷敏等[69]研究发现,在牛肉烹饪过程中,半结合水逐渐转变为游离水。牛肉内部温度达到70 ℃时,热敏性结构发生改变、水分发生迁移,牛肉内部温度为100~110 ℃时,蛋白质空间结构破坏程度加剧,水分流失加剧。Bouhrara等[70]研究发现,肌原纤维收缩影响肉对水分的束缚能力,从而影响多汁性。热处理过程中,肉中蛋白质的结构特性与构象变化直接影响烹饪损失。肌原纤维蛋白在温度升高时发生变性,导致其结构破坏与结合力减弱,引发肌肉纤维的横向收缩(50~65 ℃)和纵向收缩(70~75 ℃),同时促使水分流失[12,71]。随着内部终点温度的提高,肌纤维收缩加剧并在纤维间形成间隙,水分迁移加剧,进一步增加烹饪损失[72]。此外,热加工温度通过调控组织蛋白酶的活性影响肌原纤维和细胞骨架的降解程度,从而间接改变烹饪损失的程度[12]。蛋白质在不同温度范围内的构象变化与纤维收缩行为共同导致烹饪损失。

肉品烹饪损失与烹饪时间和温度、肉的最终pH值、肉的水合能力、固态蛋白凝胶的形成等因素有关[6]。牛肉加热至40 ℃左右时产生烹饪损失,但低pH值的肉类,如猪肉(pH值低于5.4),在30 ℃时便产生烹饪损失[20]。Jang等[73]研究3 个不同烹饪熟度(3 分熟、5 分熟、全熟)对煎制猪排烹饪损失的影响,发现随着烹饪熟度的增加,猪排的烹饪损失显著提高。Li Chao等[74]研究不同烹饪方法对鸭胸肉嫩度的影响,发现内部终点温度(70、80、90、95 ℃)对鸭胸肉的烹饪损失存在显著影响,烹饪损失随内部终点温度的升高而增大。

肉中的脂肪主要包括皮下脂肪、肌间脂肪和肌内脂肪,这3 类脂肪共同影响肉品多汁性[75]。Berry[76]研究发现,与脂肪含量4%的肉饼相比,脂肪含量20%的肉饼多汁性评分更高。研究[6]发现,随着肉内部终点温度的提高,脂肪占比逐渐增加,这可能是随着肉内部终点温度的提高,水分流失所导致的。

3 结语

肉类的烹饪熟度对其色泽、风味、嫩度、多汁性等感官品质均存在影响。从分子水平来看,蛋白质、脂肪和水分是影响肉品感官品质的主要因素,这些组分在不同内部终点温度下的动态变化直接导致肉类在不同烹饪熟度下的感官品质差异。当前,虽然已有关于烹饪熟度等级的初步分级标准,但各等级的标准并不十分明确,不利于统一对比肉类在不同熟度下的各类特征。在实验结果指标方面,由于消费者的感官评价具有主观性,其结果难以与各分析仪器的实验结果进行细致的比较分析。此外,肉品感官品质可能与蛋白质、脂肪、水分等组分中的一种或几种在微观层面上的变化有关,其间机制错综复杂,仍需进行深入研究和分析,以更科学、明确地解释肉制品热处理过程中感官品质变化,为更合理地掌控烹饪熟度及肉品加工提供理论指导。未来的研究应聚焦于以下3 个方面:一是完善烹饪熟度分级标准。通过更多的实验数据积累和分析,进一步细化烹饪熟度的分级标准,以便更准确地描述和比较不同熟度下肉品的各类特征;二是开发客观感官评价方法。利用现代传感技术和数据分析方法,开发更加客观、可靠的感官评价方法,以实现对肉品品质的精准量化评估;三是深入探究分子变化机制,通过先进的分子生物学和生物化学技术,深入探讨蛋白质、脂肪、水分等变化与肉品感官品质之间的具体作用机制。

参考文献:

[1] 周琪, 张佳敏, 王博, 等. 肉制品风味形成机制及加工方式对风味影响的研究进展[J]. 西华大学学报(自然科学版), 2024; 43(4): 74-84.DOI:10.12198/j.issn.1673-159X.5498.

[2] ALFAIFI B M, AL-GHAMDI S, OTHMAN M B, et al. Advanced red meat cooking technologies and their effect on engineering and quality properties: a review[J]. Foods, 2023, 12(13): 2564. DOI:10.3390/foods12132564.

[3] BORELA V L, DE ALENCAR E R, MENDONÇA M A, et al.Influence of different cooking methods on fillet steak physicochemical characteristics[J]. International Journal of Environmental Research and Public Health, 2022, 19(1): 606. DOI:10.3390/ijerph19010606.

[4] ÁNGEL-RENDÓN S V, FILOMENA-AMBROSIO A, HERNÁNDEZCARRIÓN M, et al. Pork meat prepared by different cooking methods.A microstructural, sensorial and physicochemical approach[J]. Meat Science, 2020, 163: 108089. DOI:10.1016/j.meatsci.2020.108089.

[5] 万红兵, 李海鹏, 雷元华, 等. 烹饪熟度对牛肉肌原纤维蛋白结构特性和氧化特性的影响[J]. 食品科学, 2021, 42(13): 17-25.DOI:10.7506/spkx1002-6630-20200717-229.

[6] SCHWARTZ M, MARAIS J, STRYDOM P E, et al. Effects of increasing internal end-point temperatures on physicochemical and sensory properties of meat: a review[J]. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 2022, 21(3): 2843-2872.DOI:10.1111/1541-4337.12948.

[7] SINGH H, GALLIER S. Processing of food structures in the gastrointestinal tract and physiological responses[M]//BOLAND M,GOLDING M, SINGH H. Food structures, digestion and health.Elsevier, 2014: 51-81. DOI:10.1016/B978-0-12-404610-8.00002-5.

[8] TREVISAN A J B, DE ALMEIDA LIMA D, SAMPAIO G R, et al.Influence of home cooking conditions on Maillard reaction products in beef[J]. Food Chemistry, 2016, 196: 161-169. DOI:10.1016/j.foodchem.2015.09.008.

[9] MILLER R K. The eating quality of meat: V sensory evaluation of meat[M]//TOLDRA F. Lawrie’s meat science (8th ed). Woodhead Publishing, 2017: 461-499. DOI:10.1016/B978-0-08-100694-8.00015-7.

[10] YAO Y S, WANG X M, CUI H T, et al. Improved tenderness and water retention of pork pieces and its underlying molecular mechanism through the combination of low-temperature preheating and traditional cooking[J]. Food Chemistry, 2023, 421: 136137. DOI:10.1016/j.foodchem.2023.136137.

[11] WANG Y J, BU X R, YANG D W, et al. Effect of cooking method and doneness degree on volatile compounds and taste substance of Pingliang red beef[J]. Foods, 2023, 12(3): 446. DOI:10.3390/foods12030446.

[12] HOLMAN B W B, FOWLER S M, BAILES K L, et al. Internal endpoint temperature (level of cooking doneness) effects on the fatty acid and mineral profiles of grilled lamb M. longissimus lumborum[J]. Meat Science, 2023, 201: 109192. DOI:10.1016/j.meatsci.2023.109192.

[13] HAN Y, LIU H, LI Q, et al. The degree of doneness affected molecular changes and protein digestibility of pork[J]. Frontiers in Nutrition,2023, 9: 1084779. DOI:10.3389/fnut.2022.1084779.

[14] 万红兵. 高熟度牛肉嫩度特异性及其肌原纤维蛋白结构变化机制研究[D]. 北京: 中国农业科学院, 2020: 2.

[15] SUMAN S P, NAIR M N, JOSEPH P, et al. Factors influencing internal color of cooked meats[J]. Meat Science, 2016, 120: 133-144.DOI:10.1016/j.meatsci.2016.04.006.

[16] KING N J, WHYTE R. Does it look cooked? A review of factors that influence cooked meat color[J]. Journal of Food Science, 2006, 71(4):R31-R40. DOI:10.1111/j.1750-3841.2006.00029.x.

[17] LAWRIE R A. Chemical and biochemical constitution of muscle[M]//Lawrie’s meat science (7th ed). Woodhead Publishing, 2006: 75-127.DOI:10.1533/9781845691615.75.

[18] LIU F, MENG L Y, GAO X G, et al. Effect of end point temperature on cooking losses, shear force, color, protein solubility and microstructure of goat meat: end point cooking temperature on goat meat quality[J].Journal of Food Processing and Preservation, 2013, 37(3): 275-283.DOI:10.1111/j.1745-4549.2011.00646.x.

[19] PRILL L L, DREY L N, OLSON B A, et al. Visual degree of doneness impacts beef palatability for consumers with different degree of doneness preferences[J]. Meat and Muscle Biology, 2019, 3(1): 411.DOI:10.22175/mmb2019.07.0024.

[20] PATHARE P B, ROSKILLY A P. Quality and energy evaluation in meat cooking[J]. Food Engineering Reviews, 2016, 8(4): 435-447.DOI:10.1007/s12393-016-9143-5.

[21] RAMANATHAN R, HUNT M C, MANCINI R A, et al. Recent updates in meat color research: integrating traditional and highthroughput approaches[J]. Meat and Muscle Biology, 2020, 4(2): 9598.DOI:10.22175/mmb.9598.

[22] RAMANATHAN R, LUSK J L, REUTER R, et al. Consumer practices and risk factors that predispose to premature browning in cooked ground beef[J]. Meat and Muscle Biology, 2019, 3(1): 526.DOI:10.22175/mmb2019.10.0043.

[23] KING D A, HUNT M C, BARBUT S, American Meat Science Association guidelines for meat color measurement[J]. Meat and Muscle Biology, 2023, 6(4): 12473. DOI:10.22175/mmb.12473.

[24] KONDJOYAN A, KOHLER A, REALINI C E, et al. Towards models for the prediction of beef meat quality during cooking[J]. Meat Science, 2014, 97(3): 323-331. DOI:10.1016/j.meatsci.2013.07.032.

[25] RUIZ-CARRASCAL J, ROLDAN M, REFOLIO F, et al. Sous-vide cooking of meat: a Maillarized approach[J]. International Journal of Gastronomy and Food Science, 2019, 16: 100138. DOI:10.1016/j.ijgfs.2019.100138.

[26] DASHDORJ D, AMNA T, HWANG I. Influence of specific tasteactive components on meat flavor as affected by intrinsic and extrinsic factors: an overview[J]. European Food Research and Technology,2015, 241(2): 157-171. DOI:10.1007/s00217-015-2449-3.

[27] VAN BA H, HWANG I, JEONG D, et al. Principle of meat aroma flavors and future prospect[M]//AKYAR I. Latest research into quality control. Rijeka: InTech, 2012. DOI:10.5772/51110.

[28] ZHANG R, YOO M J Y, ROSS A B, et al. Mechanisms and strategies to tailor dry-aged meat flavour[J]. Trends in Food Science &Technology, 2022, 119: 400-411. DOI:10.1016/j.tifs.2021.12.023.

[29] ZAMORA R, NAVARRO J L, AGUILAR I, et al. Lipid-derived aldehyde degradation under thermal conditions[J]. Food Chemistry,2015, 174: 89-96. DOI:10.1016/j.foodchem.2014.11.034.

[30] 徐玉霞, 王羽桐, 谢建春. 烤牛肉饼香气成分分析[J]. 食品与发酵工业, 2022, 48(11): 259-267. DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.028525.

[31] CHEN F Y, ZHANG M, FAN K, et al. Non-thermal technology and heating technology for fresh food cooking in the central kitchen processing: a review[J]. Food Reviews International, 2022, 38(4): 608-627. DOI:10.1080/87559129.2020.1740246.

[32] 黄佳, 贾洪锋, 张振宇, 等. 不同成熟度煎制牛排中挥发性物质的研究[J]. 食品科技, 2022, 47(5): 165-172; 181. DOI:10.13684/j.cnki.spkj.2022.05.015.

[33] 崔小燕, 苟钟勇, 蒋守群, 等. 鸡肉风味的形成机制与调控研究进展[J].动物营养学报, 2019, 31(2): 500-508. DOI:10.3969/j.issn.1006-267x.2019.02.002.

[34] ELMORE J S, MOTTRAM D S. Flavour development in meat[M]//KERRY J P, LEDWARD D. Improving the sensory and nutritional quality of fresh meat. Elsevier, 2009: 111-146. DOI:10.1533/9781845 695439.1.111.

[35] SUN A, WU W, SOLADOYE O P, et al. Maillard reaction of food-derived peptides as a potential route to generate meat flavor compounds: a review[J]. Food Research International, 2022, 151:110823. DOI:10.1016/j.foodres.2021.110823.

[36] MYERS A J, SCRAMLIN S M, DILGER A C, et al. Contribution of lean, fat, muscle color and degree of doneness to pork and beef species flavor[J]. Meat Science, 2009, 82(1): 59-63. DOI:10.1016/j.meatsci.2008.12.004.

[37] SHAHIDI F, ABAD A. Lipid-derived flavours and off-flavours in food[M]//MELTON L, SHAHIDI F, VARELIS P. Encyclopedia of food chemistry.Elsevier, 2019: 182-192. DOI:10.1016/B978-0-08-100596-5.21666-1.

[38] GELDENHUYS G, MULLER N, HOFFMAN L C. The influence of season on the sensory profile of egyptian goose (Alopochen aegyptiacus) meat[J]. Poultry Science, 2016, 95(9): 2174-2185.DOI:10.3382/ps/pew135.

[39] BYRNE D V, BREDIE W L P, MOTTRAM D S, et al. Sensory and chemical investigations on the effect of oven cooking on warmed-over flavour development in chicken meat[J]. Meat Science, 2002, 61(2):127-139. DOI:10.1016/S0309-1740(01)00171-1.

[40] KOSOWSKA M, A. MAJCHER M, FORTUNA T. Volatile compounds in meat and meat products[J]. Food Science and Technology, 2017,37(1): 1-7. DOI:10.1590/1678-457x.08416.

[41] ROLDAN M, ANTEQUERA T, ARMENTEROS M, et al. Effect of different temperature-time combinations on lipid and protein oxidation of sous-vide cooked lamb loins[J]. Food Chemistry, 2014, 149: 129-136. DOI:10.1016/j.foodchem.2013.10.079.

[42] SMITH P N, PENA C A, MILLER R K, et al. Influence of cook method and degree of doneness on beef flavor attributes in round steaks[J]. Meat and Muscle Biology, 2019, 3(2): 10720. DOI:10.22175/mmb.10720.

[43] 姚力为, 邓静, 易宇文, 等. 烹饪熟度对牛排挥发性风味物质的影响研究[J]. 中国调味品, 2024, 49(9): 47-53. DOI:10.3969/j.issn.1000-9973.2024.09.007.

[44] KERTH C R, WALL K R, HICKS Z M, et al. Using untargeted metabolomics and volatile aroma compounds to predict expert sensory descriptors and consumer liking of beef loin steaks varying in quality grade, aging time, and degree of doneness[J]. Meat Science, 2023,204: 109255. DOI:10.1016/j.meatsci.2023.109255.

[45] 张浩, 易宇文, 朱开宪, 等. 基于GC-IMS结合化学计量法分析烧烤过程中温度对牦牛肉风味物质的影响[J]. 食品科学, 2023, 44(22):337-344. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20230206-053.

[46] 黄佳, 倪呈, 贾洪锋, 等. 煎制成熟度对牛排挥发性风味物质及感官的影响[J]. 食品与发酵工业, 2024, 50(5): 305-316. DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034344.

[47] 刘鹭, 李洪军. 肉类嫩化方法及技术研究进展[J]. 肉类工业,2001(11): 40-42. DOI:10.3969/j.issn.1008-5467.2001.11.018.

[48] 达迪拉·买买提. 不同加热处理对羊肉嫩度的影响研究[D]. 乌鲁木齐:新疆农业大学, 2016: 3. DOI:10.7666/d.Y3101077.

[49] KING D A, DIKEMAN M E, WHEELER T L, et al. Chilling and cooking rate effects on some myofibrillar determinants of tenderness of beef[J]. Journal of Animal Science, 2003, 81(6): 1473-1481.DOI:10.2527/2003.8161473x.

[50] WEREŃSKA M. Effect of different sous-vide cooking temperaturetime combinations on the functional and sensory properties of goose meat[J]. Poultry Science, 2024, 103(6): 103701. DOI:10.1016/j.psj.2024.103701.

[51] CHRISTENSEN M, PURSLOW P P, LARSEN L M. The effect of cooking temperature on mechanical properties of whole meat, single muscle fibres and perimysial connective tissue[J]. Meat Science, 2000,55(3): 301-307. DOI:10.1016/S0309-1740(99)00157-6.

[52] 李超, 徐为民, 王道营, 等. 加热过程中肉嫩度变化的研究[J].食品科学, 2009, 30(11): 262-265. DOI:10.7506/spkx1002-6630-200911059.

[53] PURSLOW P P, OISETH S, HUGHES J, et al. The structural basis of cooking loss in beef: variations with temperature and ageing[J].Food Research International, 2016, 89: 739-748. DOI:10.1016/j.foodres.2016.09.010.

[54] HUANG Y C, GUO L P, XIONG S L, et al. Property and structure changes of myofibril protein in pork treated by high pressure combined with heat[J]. Food Science and Technology International, 2016, 22(7):647-662. DOI:10.1177/1082013216642610.

[55] 常海军. 不同加工条件下牛肉肌内胶原蛋白特性变化及其对品质影响研究[D]. 南京: 南京农业大学, 2010: 3-5. DOI:10.7666/d.Y1986720.

[56] WARNER R, HA M, SIKES A, et al. Cooking and novel postmortem treatments to improve meat texture[M]//PURSLOW P. New aspects of meat quality (2nd ed). Elsevier, 2017: 387-423. DOI:10.1016/B978-0-08-100593-4.00016-3.

[57] CHANG H J, WANG Q, XU X L, et al. Effect of heat-induced changes of connective tissue and collagen on meat texture properties of beef semitendinosus muscle[J]. International Journal of Food Properties,2011, 14(2): 381-396. DOI:10.1080/10942910903207728.

[58] 刘晶晶, 张松山, 谢鹏, 等. 不同中心温度对牛肉胶原蛋白特性及嫩度的影响[J]. 现代食品科技, 2018, 34(3): 68-76. DOI:10.13982/j.mfst.1673-9078.2018.03.010.

[59] WOOD J D, RICHARDSON R I, NUTE G R, et al. Effects of fatty acids on meat quality: a review[J]. Meat Science, 2004, 66(1): 21-32.DOI:10.1016/S0309-1740(03)00022-6.

[60] HERNÁNDEZ P, NAVARRO J L, TOLDRÁ F. Lipids of pork meat as affected by various cooking techniques/modificaciones de los lípidos de carne de cerdo en función de su guiso[J]. Food Science and Technology International, 1999, 5(6): 501-508.DOI:10.1177/108201329900500608.

[61] CRISTINA M M A, SUSANA P A, ANABELA F L, et al. Effect of cooking methods on fatty acids, conjugated isomers of linoleic acid and nutritional quality of beef intramuscular fat[J]. Meat Science,2010, 84(4): 769-777. DOI:10.1016/j.meatsci.2009.11.014.

[62] 毛建文, 徐恢仲, 赵永聚. 高档羊肉发展现状及生产技术要点[J].黑龙江畜牧兽医(下半月), 2012(5): 64-65. DOI:10.13881/j.cnki.hljxmsy.2012.10.014.

[63] HEYMANN H, HEDRICK H, KARRASCH M, et al. Sensory and chemical characteristics of fresh pork roasts cooked to different endpoint temperatures[J]. Journal of Food Science, 1990, 55(3): 613-617. DOI:10.1111/j.1365-2621.1990.tb05189.x.

[64] WALL K R, KERTH C R, MILLER R K, et al. Grilling temperature effects on tenderness, juiciness, flavor and volatile aroma compounds of aged ribeye, strip loin, and top sirloin steaks[J]. Meat Science, 2019,150: 141-148. DOI:10.1016/j.meatsci.2018.11.009.

[65] GOMES C L, PFLANZER S B, DE FELÍCIO P E, et al. Temporal changes of tenderness and juiciness of beef strip loin steaks[J]. LWTFood Science and Technology, 2014, 59(2): 629-634. DOI:10.1016/j.lwt.2014.07.007.

[66] DREY L N, PRILL L L, OLSON B A, et al. Evaluation of marbling and enhancement’s abilities to compensate for reduced beef palatability at elevated degrees of doneness[J]. Journal of Animal Science, 2019,97(2): 669-686. DOI:10.1093/jas/sky435.

[67] HUGHES J M, OISETH S K, PURSLOW P P, et al. A structural approach to understanding the interactions between colour, waterholding capacity and tenderness[J]. Meat Science, 2014, 98(3): 520-532. DOI:10.1016/j.meatsci.2014.05.022.

[68] HAMM R. Biochemistry of meat hydration[J]. Advances in Food Research, 1961, 10: 355-463. DOI:10.1016/S0065-2628(08)60141-X.

[69] 王廷敏, 谢安国, 付淑亚, 等. 基于低场核磁-近红外二维相关光谱技术研究加热温度对牛肉水分的影响[J]. 食品与发酵工业, 2023,49(20): 288-293. DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032552.

[70] BOUHRARA M, CLERJON S, DAMEZ J L, et al. Dynamic MRI and thermal simulation to interpret deformation and water transfer in meat during heating[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2011,59(4): 1229-1235. DOI:10.1021/jf103384d.

[71] MACHARÁČKOVÁ B, BOGDANOVIČOVÁ K, JEŽEK F, et al.Cooking loss in retail beef cuts: the effect of muscle type, sex, ageing,pH, salt and cooking method[J]. Meat Science, 2021, 171: 108270.DOI:10.1016/j.meatsci.2020.108270.

[72] VASKOSKA R, HA M, NAQVI Z B, et al. Muscle, ageing and temperature influence the changes in texture, cooking loss and shrinkage of cooked beef[J]. Foods, 2020, 9(9): 1289. DOI:10.3390/foods9091289.

[73] JANG A, KIM H J, KIM D, et al. Effects of doneness on the microbial, nutritional, and quality properties of pork steak of different thicknesses[J]. Food Science of Animal Resources, 2019, 39(5): 756-767. DOI:10.5851/kosfa.2019.e63.

[74] LI C, WANG D Y, DONG H, et al. Effects of different cooking regimes on the microstructure and tenderness of duck breast muscle:tenderness of cooked duck meat[J]. Journal of the Science of Food and Agriculture, 2013, 93(8): 1979-1985. DOI:10.1002/jsfa.6003.

[75] DONG J C, KOU X X, LIU L T, et al. Effect of water, fat, and salt contents on heating uniformity and color of ground beef subjected to radio frequency thawing process[J]. Innovative Food Science &Emerging Technologies, 2021, 68: 102604. DOI:10.1016/j.ifset.2021.102604.

[76] BERRY B W. Fat level, high temperature cooking and degree of doneness affect sensory, chemical and physical properties of beef patties[J]. Journal of Food Science, 1994, 59(1): 10-14. DOI:10.1111/j.1365-2621.1994.tb06885.x.

Research Progress on the Impact of Cooking Doneness on the Quality of Beef Products

HAN Di1,2, QIAN Cong3, HU Junwei4, XIE Peng1, LIU Xiaochang1, ZHANG Songshan1, SUN Baozhong1, ZANG Mingwu1, LEI Yuanhua1,*
(1. Institute of Animal Sciences, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100193, China; 2. College of Food Science &Nutritional Engineering, China Agricultural University, Beijing 100083, China; 3. Pingliang Animal Husbandry and Fisheries Station,Pingliang 744000, China; 4. Pingliang Red Cattle Research Institute of Gansu Province, Pingliang 744000, China)

Abstract: During meat processing, heating changes the state of protein, fat and moisture, thus affecting the sensory properties of meat. Cooking doneness affects the physicochemical properties and sensory qualities of meat, which in turn affects the palatability and consumer satisfaction, but the changes that occur in meat as the temperature of the internal endpoint increases and the reason for it remain to be explored in depth. This paper reviews the grading criteria for beef cooking doneness and discusses the effects and underlying mechanism of cooking doneness on meat color, flavor, tenderness,and juiciness, in odor to provide a theoretical basis for beef cooking and deep processing.

Keywords: cooking doneness; beef products; color; flavor; tenderness; juiciness

DOI: 10.7506/rlyj1001-8123-20241106-297

中图分类号:TS251.5

文献标志码:A

文章编号:1001-8123(2025)08-0057-07

引文格式:

韩頔, 钱聪, 胡俊伟, 等. 烹饪熟度对肉制品品质的影响研究进展[J]. 肉类研究, 2025, 39(8): 57-63. DOI:10.7506/rlyj1001-8123-20241106-297. http://www.rlyj.net.cn

HAN Di, QIAN Cong, HU Junwei, et al. Research progress on the impact of cooking doneness on the quality of beef products[J]. Meat Research, 2025, 39(8): 57-63. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/rlyj1001-8123-20241106-297.http://www.rlyj.net.cn

收稿日期:2024-11-06

基金项目:“十四五”国家重点研发计划重点专项(2022YFD1601604);平凉红牛屠宰加工相关标准建设研究与集成示范推广应用项目(PL-STK-2022B-047);乌审黑牛核心群选育和高效扩繁综合配套技术集成与示范项目(ZD20232316);国家现代农业(肉牛牦牛)产业技术体系建设专项(CARS-37);山东省援青技术研发项目(SDYQ2022-32)

第一作者简介:韩頔(2000—)(ORCID: 0009-0002-9421-7739),女,硕士,研究方向为畜产品加工。E-mail: 2366845136@qq.com

*通信作者简介:雷元华(1988—)(ORCID: 0009-0004-1641-8935),男,工程师,学士,研究方向为畜产品质量与安全。E-mail: 410819295@qq.com