一种预制牛排冷冻/解冻品质劣变的复合控制方法

本发明涉及一种预制牛排冷冻/解冻品质劣变的复合控制方法，属于食品加工。背景技术：1、随着经济的发展，国民收入的增加，消费观念逐渐改变，膳食结构也更加多元化，牛肉不再是普通消费者可望不可及的肉食产品。中国牛肉年产量于2022年达到718万吨，年消费量在2021年达到971万吨。在肉类消费占比方面，由1980年的2.24％上升到了2021年的10％，成为消费比例增长最快的肉类之一。牛排是西餐中的常见菜肴。近年来，与传统的肉制品相比，冷冻调理牛排由于其货架期长、食用方便、高附加值和营养均衡等优点倍受消费者的青睐，在市场上具有很好的发展前景。冷冻调理牛排是以牛肉为主要原料，剔除多余的筋膜和脂肪，修整成块，然后添加适量的调味料或辅料，经过腌制后，以包装或散装形式在冷冻(-18℃)条件下进行贮藏、运输、销售，消费者进行简单的热处理即可食用的一类调理肉制品。2、冷冻调理牛排生产时会遇到如下问题：首先，腌制效率低。腌制是一种广泛应用于肉类和肉制品加工和保鲜的方法，可以提高肉类的品质、风味、嫩化等。肉类的传统腌制方法主要有湿腌制、干腌制和混合腌制。湿腌是将盐和其他香辛料溶解在水里，然后将肉或多或少放置很长时间的腌制过程。在腌制过程中，可以发生两种主要的传质，包括从肉到卤水的水流和盐从卤水到肉的扩散。由于扩散和肉组织的复杂基质以及肌肉中的肌间和肌内脂肪，盐水成分进入肉的吸收速度很慢。因此会出现盐分布不均匀、固化时间长等现象。在食品工业中，真空滚揉技术被广泛应用于肉类的腌制中，但是滚揉对牛排的机械损伤较大，破坏了牛排的外观品质；另外，水不溶性的香辛料在湿腌过程中也难以进入牛排内部赋予风味。因此需要找到一种能够高效腌制牛排的新方法。其次，由于长时间的储藏以及冷冻解冻等过程，冷冻调理牛排的风味会被破坏，现有牛排产品往往将调味料制作成单独的调味料包，牛排制作完成后淋上调味包中的酱汁来达到调味的目的，这样不仅风味无法与牛排很好的融合，也增加了成本。最后，肉类在冷冻和解冻过程中，肉的品质会有大幅度的下降。3、付丽等人(专利申请号：cn201711291248.8)公开了一种超声波辅助腌制牛肉的方法，在最适超声频率28khz，最适超声功率180w，最适超声时间180min，最适超声温度8℃的工艺条件下对牛肉进行超声处理。与静止湿腌对照组相比，腌制速度大大提高，腌制时间缩短1/3，同时牛肉的嫩度提高了38％。该方法的腌制时间仍然较长，且需要控制的温度过低，能源耗费大，成本高。4、曾新安等人(专利申请号：cn202011454018.0)公开一种超声波协同脉冲电场预处理香菇的干燥方法，将香菇放入装有护色液的脉冲电场处理室进行预处理；再放入超声机中进行超声波预处理；接着进行热风干燥，最后得到干燥后的香菇产品。提高香菇热风干燥的干燥速率以及复水特性等，并且更好地保留香菇的色泽和营养物质，这体现了超声波和脉冲电场处理良好的协同效应。zhang(2022)等人研究了脉冲电场预处理对牛肉腌制过程中传质、微观结构和食用品质的影响。结果表明，脉冲电场能在0.78～12.50kj/kg的能量输入范围内达到较好的促卤效果。在最佳条件(2.0kv/cm,125脉冲，12.50kj/kg)下，腌制时间缩短了近33％，嫩度提高22.9％。结果表明，脉冲电场预处理是一种很有前途的、有效的肉制品腌制前处理方法。5、在风味调理牛排制备方面，周辉等人(专利申请号：cn202010324869.7)公开了一种提高牛排口感与风味的加工方法。该方法制备了一种包括40％～45％油茶籽油、0.1％～0.15％卵磷脂、0.1％～0.2％葡萄籽提取物、1.0％～1.2％全脂乳粉、0.8％～1.0％甲基纤维素，余量为水的油茶籽油不饱和脂肪酸乳化液，并将乳化液注射入肉块内，注射率为35％～40％。经过两次呼吸式真空滚揉后切片得到调理牛排产品。该方法虽然提升了调理牛排的脂肪风味，但是需要注射液含量较多，调理成本较高。孙宗保等人(专利申请号：cn202210433370.9)公开了一种乳酸菌协同发酵冷鲜调理牛排的方法，将冻干乳酸菌粉与已经腌制好的调理牛排以0.05～0.2:200的质量比均匀混合，使冻干菌粉均匀涂抹于牛排表面，然后拍打牛排至冻干菌粉分散融化，再将牛排用保鲜膜包装后进行发酵，发酵后再经真空包装、杀菌，得到乳酸菌协同发酵冷鲜调理牛排。这使得牛排延缓脂肪和蛋白质氧化的能力提升了31.26％，货架期延长10～15天，并赋予了牛排特殊的乳酸菌发酵风味。该方法虽风味独特，但是冻干菌粉不仅成本较高，而且菌粉活性无法保障全部一致，会使得不同部位的牛肉腌制程度不一从而导致风味不同。6、向食品中添加的风味强化剂和营养增强剂等物质，往往并不稳定，遇热、氧和光时会分解。微胶囊技术将活性物质用各种天然的或合成的高分子化合物连续薄膜(壁或外相)完全包覆起来，而对目的物的原有化学性质丝毫无损，然后逐渐地通过某些外部刺激或缓释作用使目的物的功能再次在外部呈现出来，使风味配料、生理活性物质融入食品体系，并能保持生理活性。徐炜等人(专利申请号：cn201910955355.9)公开了一种乳风味微胶囊香精的制备方法，奶油和蛋白一起酶解,而且在酶解过程中加入了风味蛋白酶,丰富了产品的口味和香气,酶解结束后,继续加香,通过调香的方式将产品调制成各类以奶香打底的香精应用在各种场景中,将调香后酶解液与包裹载体一起经过剪切均质后喷粉,将所有风味物质包裹在载体中,避免的香气等有效成分的挥发和损失,同时也大大减少了操作步骤,提供了生产效率,降低了生产成本。谢鹏等人(专利申请号：cn202210093410.x)公开了一种富含dha的儿童牛排酱汁包及其制作方法，该发明利用疏水微胶囊包埋保护技术对富含dha、epa的微藻油进行包埋,有效防止烹饪过程中氧气和高温对dha、epa氧化。将该胶囊添加入牛排酱汁包中,能够满足儿童对dha摄入需求,具有良好市场前景。7、精油是从植物中提取的挥发性次生亲脂代谢物的复杂天然混合物，它们赋予了植物的独特风味，其还有良好的杀菌和抗氧化能力，因而被广泛应用于食品领域。通过微胶囊化技术，精油等不稳定物质可以被封装在连续壁材料中，保护芯材免受环境因素和不良反应的影响。杨帅帅等人(专利申请号：cn202110298704.1)公开了一种花椒精油微胶囊的制备方法及其在煎炸食品中的应用，花椒精油作为芯材,辛烯基琥珀酸淀粉钠和麦芽糊精作为复合壁材,通过一定的包埋工艺制备乳液喷雾干燥而成。制得的花椒精油微胶囊在煎炸食品应用适合的添加量为1.0％～2.0％,在高温煎炸下其花椒香气得以保留,麻味物质延缓释放,起到了防止花椒风味物质损失的作用。8、冷冻是一种广泛使用的保存技术。与其他保存方法相比，冷冻具有不使用防腐剂和加热的优点，从而保存了大部分食品营养成分，且具有相当长的保质期。然而，传统的速冻方法也会导致肉质下降，如水分和营养物质流失严重。已有一些新型技术用于肉制品的快速冷冻。9、徐保才等人(专利申请号：cn202110068654.8)公开了一种降低调理牛排在冷冻过程中品质劣变的方法，将采用抗冻腌制液腌制的调理牛排置于低压脉冲电场中,且距离放电板10～60cm,输出电压为2500v、温度为-25℃的低压脉冲电场环境中进行速冻。该方法显著缩短冷冻时间,抑制调理牛排在冷冻过程中冰晶生长和重结晶,保护了肌纤维结构的完整,减少汁液损失率,提高了产品的质构特性。吴泽宇等人(专利申请号：cn202110843769.x)公开了一种种超声波辅助浸渍冷冻制备调理肉馅的方法，采用该方法来制备调理肉馅,不仅能够显著缩短调理肉馅的冷冻时间,还可以有效抑制速冻过程中分布不均大冰晶的形成,降低冰晶对调理肉馅肌肉纤维的损害,达到提高调理肉馅的品质、抑制水分迁移、减少对微观结构损坏的目的。肖亚东等人(专利申请号：cn202110674816.2)公开了一种磁场辅助冷冻提高速冻蚕豆瓣品质的方法，磁场强度为4.5mt～8.5mt、冻结温度为-35℃～-40℃。该工艺通过采用磁场辅助冷冻,显著降低了速冻蚕豆瓣的冰晶尺寸,提高了冰晶分布的均匀性,降低冻结时间的同时蚕豆瓣中细胞结构破坏程度和营养物质的损失率较小,获得的速冻蚕豆瓣色泽好、营养成分保留率高,且蚕豆瓣解冻后色泽保留率提高了6％～10％、硬度提高了12％～16％。然而，通常这些新型加工手段的成本都较为高昂。结合几种不同的技术进行冷冻，通过协同效应来降低能耗被认为是一种可行的方法。技术实现思路1、本发明的目的是提供一种预制牛排冷冻/解冻品质劣变的复合控制方法。通过超声波-脉冲真空辅助腌制，涂抹香辛料精油微胶囊，脉冲电场联合静磁场辅助速冻，微波联合红外线对原料进行解冻的方式，赋予了冷冻调理牛排独特风味并提高了食用品质，减少了冷冻调理牛排生产时的品质劣变。本发明的技术方案：2、一种预制牛排冷冻/解冻品质劣变的复合控制方法，主要步骤为：3、(1)原料牛肉的修整与切分：将原料牛肉进行修整，剔除多余的脂肪和结缔组织，将修整好的牛肉切分成大约8cm×5cm×2cm大小，质量约为100g的牛排块备用；4、(2)牛排腌制：将步骤(1)切分好的牛排放入真空超声波发生器的样品罐中，以1：3的料液比倒入腌制液，同时开启真空泵和超声波发生器，真空度不再变化后关闭真空泵，真空度恢复至大气压后重新打开真空泵，期间超声发生器保持工作状态，重复此操作直至超声辅助腌制时间达到90min，其中，腌制液配方为每100g水，nacl 4g，白砂糖0.5g，异抗坏血酸钠0.12g，碳酸氢钠1.2g，柠檬酸钠0.6g，海藻酸钠0.5g，茶多酚1g；超声辅助腌制参数为超声频率28khz，超声功率300w，超声池温度20℃；5、(3)风味微胶囊的制备：本方法所指的风味微胶囊指的是以食品级香辛料精油为芯材制备得到的微胶囊，所述香辛料精油为花椒精油、藤椒精油、黑胡椒精油、肉桂精油、百里香精油、辣椒精油中的一种；风味微胶囊的制备方法如下：以奇亚籽蛋白和阿拉伯胶为壁材，分别制备它们浓度为1％w/w的水溶液，奇亚籽蛋白需在50℃水浴下溶解，完全溶解后将奇亚籽蛋白溶液和阿拉伯胶溶液以3：1的比例混合，降温至5℃后搅拌30min，芯壁比1:2加入香辛料精油，使用均质机，10000rpm条件下均质5min，得到微胶囊悬浮液；在300rpm的搅拌下使用10％v/w醋酸溶液调节ph至4.3，随后在冷水浴(10℃以下)中搅拌30min。加入10％三聚磷酸钠溶液作为交联剂，添加量为微胶囊质量的20％，室温交联6h，喷雾干燥条件设置为：悬浮液进料流量，20ml/min；进风口和出风口温度分别为180℃和80℃；气压，0.3mpa；6、(4)将步骤(3)中制备好的风味微胶囊按0.5％的质量比均匀涂抹于步骤(2)中制备好的腌制牛排表面7、(5)真空包装：将步骤(3)中均匀涂抹了风味微胶囊的牛排装入聚乙烯材质的蒸煮袋中，抽真空包装；8、(6)速冻和冷冻储藏：将步骤(4)中真空包装的调理牛排放置于脉冲电场联合静磁场发生器中，脉冲电场强度为500v/m，静磁场强度为6mt，工作周期均为8s。在-60℃环境温度下速冻至物料中心温度为-18℃，置于-18℃冰库冷藏；9、(7)预制牛排的解冻：将步骤(6)中冷冻储藏后的预制牛排放置于红外微波发生器的腔体里，轮流开启微波和红外线进行解冻；微波的参数设置为样品微波密度3.6w/g，微波频率2450mhz；红外线参数设置为波长12μm，功率450w；红外微波发生器的腔体温度设置为25℃。红外线开启时间为30s，微波开启时间为20s。10、本发明与现有技术相比的有益效果如下：11、(1)本发明采用超声波-脉冲真空辅助腌制的方法，极大缩短了腌制时间，显著改善了调理牛排的腌制液吸收率、蒸煮损失和嫩度等食用品质指标。12、(2)腌制液中加入天然抗氧化剂茶多酚，食用更健康，并且起到抗氧化，护色，延长保质期的作用。13、(3)本发明采用的微胶囊以奇亚籽蛋白作为壁材，富含不饱和脂肪酸，抗氧化能力更强，营养更丰富。14、(4)本发明采用将香辛料精油微胶囊化后涂抹的方式，赋予了调理牛排独特的感官风味，显著提高了香辛料精油生物活性的保留能力，减小了货架期内冷冻调理牛排的风味损失。15、(5)本发明采用脉冲电场联合静磁场辅助速冻的方式制得冷冻调理牛排，操作简单，成本较低，且有效提升了调理牛排冷冻后品质，适合工业化生产。16、(6)本发明采用微波联合红外线解冻的方法进行解冻，既显著缩短了解冻时间，又有效灭活各致病微生物，具有良好杀菌效果。