在牛肉干的加工過程中，干燥工藝是決定產(chǎn)品最終品質(zhì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。干燥溫度和時(shí)間不僅影響牛肉干的水分含量和出品率，更直接影響其嫩度——即消費(fèi)者最直觀的“嚼勁”體驗(yàn)。中國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 1180-2006《肉嫩度的測(cè)定 剪切力測(cè)定法》為牛肉干嫩度的量化評(píng)價(jià)提供了科學(xué)依據(jù)。牛肉干嫩度測(cè)試儀通過模擬人類咀嚼動(dòng)作，將干燥工藝對(duì)肉質(zhì)的影響轉(zhuǎn)化為可量化的剪切力值（單位：N），為工藝優(yōu)化提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支撐。本文將系統(tǒng)分析不同干燥工藝參數(shù)對(duì)牛肉干剪切力值的影響規(guī)律，為生產(chǎn)企業(yè)提供科學(xué)指導(dǎo)。

一、干燥時(shí)間對(duì)牛肉干剪切力值的顯著影響

研究表明，在恒定的烘干溫度（如60℃）條件下，烘干時(shí)間對(duì)牛肉干品質(zhì)的影響主要與肉中的水分遷移有關(guān)。隨著烘干時(shí)間的延長，牛肉干的出品率、水分活度、水分含量顯著降低，而剪切力值顯著增加。

具體而言，以60℃烘干溫度為例，不同烘干時(shí)間下的品質(zhì)變化呈現(xiàn)如下規(guī)律：

• 烘干1-2小時(shí)：牛肉干水分含量較高，剪切力值相對(duì)較低，肉質(zhì)較為柔軟，但保質(zhì)期較短

• 烘干3小時(shí)：此時(shí)產(chǎn)品獲得了最高的感官評(píng)分，剪切力值處于適中范圍，是口感與保質(zhì)期的最佳平衡點(diǎn)

• 烘干4-5小時(shí)：牛肉干水分顯著降低，剪切力值顯著增加，肉質(zhì)變硬，咀嚼費(fèi)力，感官評(píng)分明顯下降

這一現(xiàn)象可通過低場(chǎng)核磁共振研究結(jié)果解釋：隨著烘干時(shí)間延長，水分子的弛豫時(shí)間T??和T??逐漸向短弛豫時(shí)間方向移動(dòng)，表明水分與肉基質(zhì)的結(jié)合更加緊密，可自由流動(dòng)的水分減少，導(dǎo)致肉質(zhì)硬度增加。

二、超聲波輔助干燥對(duì)剪切力值的降低作用

超聲波輔助腌制技術(shù)近年來在牛肉干加工中受到廣泛關(guān)注。研究表明，在腌制過程中施加超聲波處理，可顯著影響牛肉干的嫩度表現(xiàn)。超聲波的物理空化和聲化學(xué)效應(yīng)能夠引起肉品的物理化學(xué)變化。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，在0.30 W/cm2或0.60 W/cm2的超聲強(qiáng)度下處理60分鐘后，牛肉片的剪切力值顯著降低。組織學(xué)觀察（蘇木精-伊紅染色）證實(shí)，0.60 W/cm2強(qiáng)度下處理30-60分鐘可引起牛肉肌纖維的不同程度損傷。

應(yīng)用建議：在腌制環(huán)節(jié)引入超聲輔助處理，可在不影響產(chǎn)品品質(zhì)的前提下，降低最終產(chǎn)品硬度、縮短干燥時(shí)間。生產(chǎn)企業(yè)在選擇超聲參數(shù)時(shí)，建議采用牛肉干嫩度測(cè)試儀對(duì)不同處理?xiàng)l件下的剪切力值進(jìn)行對(duì)比測(cè)試，篩選超聲工藝。

三、外源酶嫩化法對(duì)剪切力值的調(diào)控

外源酶嫩化是改善牛肉干嫩度的另一有效途徑。研究表明，采用菠蘿蛋白酶與轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶進(jìn)行嫩化處理，可顯著優(yōu)化風(fēng)味牛肉干的剪切力值。

酶法嫩化工藝參數(shù)優(yōu)化：

根據(jù)正交試驗(yàn)結(jié)果，風(fēng)味牛肉干的生產(chǎn)參數(shù)為：復(fù)煮時(shí)間35分鐘，烘干溫度49℃，菠蘿蛋白酶注射量4%，轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶交聯(lián)時(shí)間40分鐘。在此條件下生產(chǎn)的風(fēng)味牛肉干剪切力值適中，感官評(píng)價(jià)值最高。

另一項(xiàng)關(guān)于嫩化型五香風(fēng)味牛肉干的研究進(jìn)一步驗(yàn)證了復(fù)合嫩化劑的效果：木瓜蛋白酶0.03%、復(fù)合磷酸鹽0.3%、氯化鈣1% 的復(fù)合配比，結(jié)合嫩化溫度55℃、嫩化時(shí)間3小時(shí)、復(fù)煮時(shí)間60分鐘、烘干時(shí)間3.5小時(shí)的工藝參數(shù)，可使牛肉干獲得最佳的色澤、風(fēng)味和質(zhì)構(gòu)特性。

四、牛肉原料成熟度對(duì)剪切力值的基礎(chǔ)性影響

在干燥工藝調(diào)整之前，原料牛肉的初始嫩度直接決定了最終產(chǎn)品的品質(zhì)上限。研究表明，延邊黃牛臀肉在干法成熟和濕法成熟過程中，剪切力值隨成熟時(shí)間延長而顯著降低——成熟30天時(shí)，剪切力值從91.7 N分別降至51.6 N（干法成熟）和39.8 N（濕法成熟）。

干法成熟與濕法成熟對(duì)比：

• 濕法成熟（真空包裝下成熟）：肌原纖維碎裂程度更強(qiáng)，肌漿蛋白和結(jié)締組織降解更充分，30天時(shí)剪切力值降至39.8 N，對(duì)嫩度改善效果更顯著

• 干法成熟（非包裝條件下成熟）：肌內(nèi)膜、肌原纖維蛋白降解顯著，30天時(shí)剪切力值降至51.6 N

原料成熟度的提升可有效改善牛肉干加工前的初始嫩度，為后續(xù)干燥工藝提供更優(yōu)質(zhì)的原料基礎(chǔ)。牛肉干嫩度測(cè)試儀在原料入庫檢驗(yàn)中的應(yīng)用，可幫助企業(yè)科學(xué)篩選原料，確保批次間品質(zhì)一致性。

五、牛肉干嫩度測(cè)試儀的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)

一臺(tái)符合NY/T 1180-2006標(biāo)準(zhǔn)要求的牛肉干嫩度測(cè)試儀，應(yīng)具備以下核心參數(shù)：

• 測(cè)試力量范圍：≥250 N，覆蓋牛肉干不同干燥程度的剪切力值范圍

• 測(cè)試力量精度：0.5級(jí)，確保力值測(cè)量的準(zhǔn)確性

• 測(cè)試速度范圍：0.1-15 mm/s（無極變速），可精確設(shè)定1 mm/s標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試速度

• 測(cè)試距離精度：0.1 mm

• 刀具規(guī)格：Warner-Bratzler（沃布氏）V型燕尾剪切刀，厚度3.0 mm±0.2 mm，刃口內(nèi)角度60°

• 取樣工具：配備Φ1.27 cm標(biāo)準(zhǔn)圓形取樣器，用于鉆取標(biāo)準(zhǔn)肉柱

測(cè)試原理：將按標(biāo)準(zhǔn)制備的孔樣肉品置于專用V型燕尾剪切刀具上，使肌纖維與刀口走向垂直，以1 mm/s恒定速度進(jìn)行剪切，測(cè)定下行過程中的最大剪切力值。取各個(gè)孔樣剪切力測(cè)定值的平均值扣除空載運(yùn)行的最大剪切力，得到肉樣的嫩度值。

六、結(jié)語

不同干燥工藝對(duì)牛肉干剪切力值的影響規(guī)律表明，烘干時(shí)間、超聲輔助處理、酶法嫩化及原料成熟度是決定產(chǎn)品嫩度的關(guān)鍵變量。通過牛肉干嫩度測(cè)試儀的精準(zhǔn)檢測(cè)，生產(chǎn)企業(yè)可將模糊的“嚼勁”體驗(yàn)轉(zhuǎn)化為精確的“剪切力值”，建立科學(xué)的工藝參數(shù)優(yōu)化體系，實(shí)現(xiàn)牛肉干產(chǎn)品品質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)化與一致性。

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常見問題解答（FAQ）

問：牛肉干的剪切力值多少算合格？與烘烤程度有何關(guān)系？

答：NY/T 1180-2006標(biāo)準(zhǔn)雖未對(duì)牛肉干產(chǎn)品單獨(dú)規(guī)定具體限值，但根據(jù)研究數(shù)據(jù)，烘干3小時(shí)左右（60℃條件下）的牛肉干感官評(píng)分最高，此時(shí)剪切力值處于適中范圍。產(chǎn)品應(yīng)根據(jù)目標(biāo)市場(chǎng)定位建立企業(yè)內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)：軟嫩型建議剪切力值≤30 N；適中嚼勁型建議30-50 N；偏硬耐嚼型建議50-80 N。烘干時(shí)間越長，剪切力值越大，產(chǎn)品越硬。

問：如何利用牛肉干嫩度測(cè)試儀優(yōu)化烘干工藝參數(shù)？

答：可采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)：取不同烘干溫度（如49℃、55℃、60℃）和烘干時(shí)間（如2h、3h、4h）組合制備樣品，分別測(cè)定剪切力值并同步進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。找出剪切力值與感官評(píng)分的最佳擬合區(qū)間，以此確定最佳烘干工藝窗口。研究表明，60℃下烘干3小時(shí)的牛肉干感官評(píng)分最高。

問：超聲波輔助處理對(duì)牛肉干剪切力值的改善效果如何？

答：研究表明，在0.30 W/cm2或0.60 W/cm2的超聲強(qiáng)度下處理60分鐘，牛肉片剪切力值顯著降低。超聲波的空化效應(yīng)可導(dǎo)致肌纖維結(jié)構(gòu)損傷，從而提高嫩度。建議生產(chǎn)企業(yè)使用牛肉干嫩度測(cè)試儀對(duì)不同超聲參數(shù)下的產(chǎn)品進(jìn)行剪切力值對(duì)比測(cè)試，篩選超聲功率和處理時(shí)間組合。