《Journal of Food Measurement and Characterization》：Innovative cooking with air jet impingement: Enhancing beef and chicken quality, safety, and efficiency
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为了探索更高效、更健康的肉类烹饪方法，研究人员使用响应面法优化空气射流冲击烤炉的参数，研究其对牛肉和整鸡的烹饪效果。结果表明，与常规烤箱相比，该技术能在更低温度、更短时间内实现高品质和安全烹饪，显著节省能源（牛肉54.41%，整鸡31.19%），并有效减少有害杂环胺（HCAs）的形成。这项研究为促进食品加工领域的节能减排和健康烹饪提供了创新方案。
在追求健康饮食的今天，如何烹饪出既美味又安全的肉类食品，同时还能节约能源，是食品工业和家庭厨房共同面临的挑战。传统的烹饪方法，如烤箱烘烤，虽然应用广泛，但也存在一些问题：热量传递不均匀可能导致食物表面过热而内部未熟，不仅影响口感，还可能因长时间高温烹饪而产生有害物质，如杂环胺（Heterocyclic Amines, HCAs）。此外，传统方法往往耗时耗能。有没有一种技术，能像一阵精准可控的“热风冲锋队”，快速、均匀地将热量送达食物内外，从而破解这些难题呢？
近期发表在《Journal of Food Measurement and Characterization》上的一项研究，就将目光投向了空气射流冲击（Air Jet Impingement）烹饪技术。这项研究系统探讨了如何利用这种技术来优化牛肉和整鸡的烹饪过程，以期在提升品质、保障安全的同时，实现显著的节能效果。
为了回答上述问题，研究人员开展了一项对照研究。他们使用一台改装的原型空气射流冲击烤箱和一台常规家用涡轮模式（强制对流）烤箱，分别对牛肉（牛臀肉）和整鸡进行烹饪。研究采用中心复合可旋转设计（Central Composite Rotatable Design, CCRD）和响应面法（Response Surface Methodology, RSM）来优化烹饪参数，包括烤箱温度、空气流速、烹饪时间和烤盘位置。对烹饪后的样品进行了一系列全面的理化、微生物和安全指标检测，包括：核心温度、烹饪值（Cooking Value）、水分含量、蛋白质含量、脂肪含量、pH值、色泽（内部红度a*值）、质构（硬度）、蒸煮损失、持水力（Water-Holding Capacity, WHC）、持脂力、脂质氧化（通过硫代巴比妥酸反应物TBARS值衡量）、有害杂环胺（HCAs）含量、微生物负载（需氧菌总数、沙门氏菌、单增李斯特菌）以及总能耗。样本来源于土耳其的供应商（牛肉来自P?nar Entegre Et ve Flour San. A.?.，整鸡购自当地超市）。
核心温度与烹饪值
在优化的空气射流冲击条件下，牛肉和整鸡的核心温度均超过了安全阈值（牛肉72°C，整鸡75°C），烹饪值也达到了目标要求，证实了该技术能有效实现安全烹饪。
理化与质构特性
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水分与蛋白质：烹饪参数显著影响水分和蛋白质含量。牛肉在顶层烤盘位置烹饪时水分损失更大，蛋白质含量随温度、时间和风速增加而降低。整鸡则因表皮结壳作用，在类似条件下更好地保留了水分和蛋白质。
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脂质氧化（TBARS）：TBARS值随着温度、风速、烹饪时间增加以及靠近上层喷嘴而升高。但与常规烤箱相比，在优化的空气射流冲击条件下，牛肉的TBARS值降低了约30%，表明更短的烹饪时间有助于减轻脂质氧化。
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色泽（红度a）*：牛肉的红度值随烹饪时间延长而下降，这是肌红蛋白变性的结果。优化烹饪有助于获得理想的熟化色泽。
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硬度：牛肉和整鸡的硬度均随温度和烹饪时间增加而增加。空气射流冲击烹饪的样品硬度高于常规烤箱样品，这可能与高速气流导致的表面脱水强化有关。
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持水力（WHC）与持脂力：持水力和持脂力之间存在关联，持水力高的样品通常持脂力也更高。整鸡在有利于结壳的条件下表现出更高的持水力。
能量消耗
能耗分析显示，在达到相同安全核心温度的前提下，空气射流冲击烹饪比常规烤箱烹饪显著节能。对牛肉的节能率达到54.41%，对整鸡的节能率为31.19%。这得益于其更高的热传递效率缩短了总烹饪时间。
安全指标：杂环胺（HCAs）与微生物
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杂环胺：与常规烤箱烹饪相比，空气射流冲击烹饪显著降低了有害杂环胺的形成。牛肉中的HCA总量减少了约73%，整鸡中减少了约30%。这归因于更均匀的加热和更短的烹饪时间，减少了局部过热和梅拉德反应前体物长时间暴露于高温的机会。
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微生物安全：所有经过烹饪的样品均未检出沙门氏菌和单增李斯特菌等致病菌，符合微生物安全标准。尽管空气射流冲击烹饪样品的需氧菌总数略高于常规烤箱样品，但数量级很低（牛肉约300 CFU/g，整鸡约170 CFU/g），在食品安全可接受范围内，这可能是由于烹饪时间较短所致。
模型优化与最佳条件
通过响应面法优化，确定了空气射流冲击烹饪的最佳参数：对于牛肉，为175°C、15 m/s风速、19分钟、中层烤盘位置；对于整鸡，为200°C、15 m/s风速、20分钟、中层烤盘位置。在这些条件下，产品能同时满足安全阈值和多项品质指标的目标要求。
研究结论与意义
本研究系统论证了空气射流冲击烹饪技术相较于传统对流烤箱的显著优势。该技术通过高速气流增强对流热传递，实现了更快速、更均匀的加热，使得牛肉和整鸡能在更低的温度和更短的时间内达到安全烹饪核心温度，并保持良好的品质特性，如减轻脂质氧化（更低的TBARS值）。尤为重要的是，该技术能大幅减少致癌物杂环胺（HCAs）的生成，并显著降低能耗（牛肉节能54.41%，整鸡节能31.19%），在提升食品安全性的同时体现了环保效益。尽管观察到硬度略有增加和需氧菌计数微幅上升，但这些均未影响产品的微生物安全性和整体可接受度。
这项由H. ??lero?lu等人开展的研究表明，空气射流冲击烹饪是一种极具潜力的创新肉类加工技术。它成功地将品质、安全与效率目标相结合，不仅为食品工业提供了一种节能降耗、产品优质的加工方案，也为家庭厨房迈向更健康、更高效的烹饪方式提供了科学依据和技术参考，具有重要的推广应用价值。
