《Meat Science》：Novel cooking techniques and their impact on livestock meat quality: A comprehensive review of processing, eating, nutritional, and safety quality
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传统烹饪方法易导致营养流失和微生物风险，新兴技术如超声波辅助烹饪（UAC）、真空烹饪（SV）、微波烹饪（MC）和电阻加热（OH）在保留营养、改善肉质及安全方面表现突出。UAC通过空化效应提升持水性和嫩度，SV精准控温减少蛋白质变性，MC快速加热破坏纤维结构，OH控制氧化和微生物滋生。研究构建四维质量评估体系（加工、食用、营养、安全），提出需结合物联网和人工智能开发智能烹饪系统以实现大规模工业应用。
刘家鑫|李建芳|孔星星|杨旭|陈家鑫|王瑞燕|陈新同|刘桂山
宁夏大学食品科学与工程学院，中国宁夏银川750021
摘要
传统的肉类烹饪方法，如煮、煎和烤，往往会导致营养流失、风味减弱以及微生物安全风险增加。为了提高营养价值并满足现代消费者的需求，出现了超声波辅助烹饪（UAC）、真空低温烹饪（SV）、微波烹饪（MC）和电阻加热（OH）等创新技术。其中，UAC能够改善肉类的水分保持能力、增加嫩度并提升风味，同时延缓变质。SV可以减少烹饪过程中的营养损失，保持肉类的自然风味，增强嫩度和营养价值，并确保食品安全。MC能够增加肉类的嫩度，精确调节pH值，减少营养流失，并维持微生物安全。值得注意的是，SV和MC技术在实现加工、食用、营养和安全等关键质量维度的平衡优化方面具有特殊优势。因此，这些技术成为传统方法的有效替代方案，为肉类加工提供了更高效、更高质量的烹饪方法。本文旨在：（1）阐明SV和UAC等新型烹饪技术的核心原理；（2）研究这些技术对肉类加工质量、食用质量、营养质量和安全质量的影响，并批判性地评估现有技术在质量提升方面的局限性；（3）提出未来研究方向，包括智能烹饪系统的开发。这些系统需要集成先进的传感器、高速连接性和人工智能算法以及计算机视觉技术，以实现烹饪过程中的精确控制和反馈，从而促进其大规模工业应用。
引言
畜禽肉（如牛肉、羊肉、猪肉等）富含蛋白质和脂质等营养成分，是全球许多人饮食中的重要组成部分。它们为身体提供充足的能量和营养（Jiang等人，2025；Ren等人，2024）。根据联合国粮食及农业组织（FAO）的数据（2025年），包括牛肉、猪肉和羊肉在内的全球畜禽肉产量预计到2025年将超过2.33亿吨。畜禽肉贸易依然活跃，其中牛肉和猪肉的贸易量预计分别增长3.1%和1.5%，这凸显了它们在全球食品贸易体系中的核心作用（FAO，2025）。传统的烹饪方法，如煎炸和烘焙，可以为肉类赋予独特的风味（Yao等人，2025）。然而，这些高温处理过程经常导致蛋白质变性及营养成分降解，同时在精确调控肉质特性（尤其是嫩度和多汁性）方面存在挑战。因此，这些局限性推动了创新精密烹饪技术的发展，以满足对高质量、高营养价值和良好感官特性的肉类产品的日益增长的需求（Wang等人，2023）。
近年来，出现了多种创新的烹饪技术，作为传统热加工方法的替代方案，包括UAC（Liu等人，2023）、SV（Kathuria等人，2022）、MC（Guo等人，2017）和OH（ángel-Rendón等人，2019）（图1）。实施这些创新烹饪技术需要建立一个多维度的评估框架。传统的评估方法通常只关注单一的感官或营养指标，忽视了各种质量维度之间的复杂内在关系。因此，本文采用了一个“四维质量”（4D Quality）系统，包括四个相互关联的维度：加工质量、食用质量、营养质量和安全质量。该框架旨在系统地评估烹饪技术对肉类质量的多方面影响：首先，它全面涵盖了从生产加工到最终消费者接受的整个价值链；其次，各个维度之间存在动态互动。例如，旨在优化加工质量的过程参数（如减少烹饪损失）会直接影响蛋白质变性和水分分布，从而改变食用质量（如嫩度和多汁性）（Echegaray等人，2022）。就加工质量而言，UAC可以有效减少烹饪损失，这主要是由于增强了肉中的盐溶性蛋白质含量，提高了肌肉纤维的保水能力（Zhao等人，2024）。例如，SV能够精确控制烹饪温度和时间，有效缓解高温烹饪引起的常见蛋白质结构变化，如巯基氧化和羰基含量增加。因此，这种方法更好地保留了肉类的原始风味（Jiang等人，2022）。在食用质量方面，经过2分钟和2.5分钟OH处理的肉样b*值显著降低，这可能是由于加热时间缩短和氧气暴露减少，从而降低了肌红蛋白的氧化（ángel-Rendón等人，2019）。此外，经过MC处理的肉样仅需5分钟即可达到75°C的中心温度。这种快速加热过程破坏了肌肉纤维结构，分解了肌肉纤维和胶原蛋白颗粒，从而显著提高了肉的嫩度（Abdel-Naeem等人，2021）。此外，新兴的烹饪技术在营养质量方面也表现出显著优势，特别是在保留食物营养成分方面（Misu等人，2024）。研究表明，与传统的高温烹饪方法相比，长时间的低温处理（如SV）能保留更多的B族维生素（Latoch等人，2023）。在安全质量方面，这些创新技术能有效控制微生物并延缓肉类的变质。
然而，大多数现有研究仅关注单一技术和单一研究维度，未能整合包括加工、食用、营养和安全在内的多维质量评估系统。Latoch等人（2023）系统地探讨了SV的物理化学性质、生化变化和微生物安全性。然而，他们的研究仅限于SV本身，未与其他现代烹饪技术进行比较，这限制了对SV技术整体优势和潜在缺点的全面评估。同样，Suleman等人（2020）详细评估了烹饪对羊肉营养质量、感官特性和安全性的影响，但关于SV、UAC和其他创新技术如何提升肉类整体质量的讨论仍然相对有限。为解决这些研究空白，本研究首次系统地探讨了四种新型烹饪技术——UAC、SV、MC和OH的原理。它深入研究了这些新技术如何影响畜禽肉的加工质量（如烹饪损失、风味和pH值）、食用质量（颜色、嫩度）、营养质量（脂肪酸、氨基酸、维生素和矿物质）以及安全质量（微生物安全），并批判性地评估了现有技术在质量提升方面的局限性。此外，它还探讨了这些新技术在技术创新和应用方面的主要挑战和未来研究方向。这种全面的、多维度的肉类烹饪质量评估不仅为优化肉类加工技术提供了理论基础，还促进了肉类产业向精准化、营养化和高质量的方向发展。
章节片段
超声波辅助烹饪技术
超声波是一种新兴技术，可以在不污染或损害食品质量的情况下提高食品加工的效果。在食品加工行业中，超声波技术的工作频率范围为16至100 kHz，功率强度在10至1000 W/cm2之间（Zou等人，2018）。该技术的工作原理基于在这些参数下超声波产生的空化效应。
烹饪技术对畜禽肉及其产品四维质量的影响
肉类质量本质上是一个综合系统，包括四个关键维度：加工质量、食用质量、营养质量和安全质量。这些维度通过复杂的物理和化学过程相互作用，形成动态平衡。现代烹饪技术的创新突破在于它们能够在这四个维度上产生协同优化效果，从而提升肉制品的整体质量。因此，本章将重点分析
技术创新
当前的烹饪技术，如UAC、SV和MC，在提升肉类质量方面显示出巨大潜力。然而，在参数优化和质量控制方面仍存在挑战。为了克服这些限制，物联网（IoT）和智能厨房系统正通过数据驱动的方法推动烹饪向精准化和适应性发展。未来，基于物联网的烹饪设备将为食品加工带来前所未有的精确度
结论
与传统烹饪方法相比，UAC、SV、MC和OH等技术显著减少了烹饪损失，改善了风味和嫩度，降低了营养流失，并有效抑制了微生物生长。UAC通过空化效应促进蛋白质变性，显著提高了肉制品的保水能力，改善了风味和嫩度，并延缓了变质。SV采用精确的温度控制和真空密封技术
刘家鑫：撰写——初稿撰写，数据整理。李建芳：指导，数据整理。孔星星：验证，指导。杨旭：指导。陈家鑫：指导，软件开发。王瑞燕：指导，软件开发。陈新同：软件开发。刘桂山：撰写——审稿与编辑，资金申请。
致谢
本研究得到了中国宁夏回族自治区2025年自然科学基金项目、中国国家自然科学基金2025年项目（项目编号：32560574）、中国银川市2025年科学技术计划项目（项目编号：2025NY03）、中国宁夏回族自治区2025年县级科技成果推广项目（项目编号：2025DQN06113）以及中国宁夏自然科学基金的支持
