熱剔骨工藝及改進方法研究進展

趙會平，孫志昶，李永鵬，張松山，孫寶忠，*

（1.中國農(nóng)業(yè)科學院北京畜牧獸醫(yī)研究所，北京 100193；2.河北農(nóng)業(yè)大學動物科技學院，河北保定 071001；3.甘肅農(nóng)業(yè)大學食品科學與工程學院，甘肅蘭州 730070）

熱剔骨工藝及改進方法研究進展

趙會平1，2，孫志昶1，3，李永鵬3，張松山1，孫寶忠1，*

（1.中國農(nóng)業(yè)科學院北京畜牧獸醫(yī)研究所，北京 100193；2.河北農(nóng)業(yè)大學動物科技學院，河北保定 071001；3.甘肅農(nóng)業(yè)大學食品科學與工程學院，甘肅蘭州 730070）

闡述了現(xiàn)代化熱剔骨工藝的特點及熱剔骨工藝中的肉品成熟嫩化過程，同時介紹了國際熱剔骨工藝研究領(lǐng)域及肉類成熟領(lǐng)域的研究進展，對這一領(lǐng)域的發(fā)展進行了總結(jié)，并提出在該研究領(lǐng)域中引入電刺激等品質(zhì)改良方法以提高熱剔骨工藝肉品品質(zhì)的建議。

熱剔骨，品質(zhì)改善，成熟

我國現(xiàn)行的熱剔骨工藝尚未形成統(tǒng)一的標準，還沒有對工藝中的微生物監(jiān)控進行全面準確的評估。因此，很有必要對我國現(xiàn)行的熱剔骨工藝進行全國范圍的調(diào)研，以期全面了解熱剔骨工藝的具體工藝參數(shù)，并對之進行適當?shù)母倪M，使之更適用于現(xiàn)代化的肉類工業(yè)生產(chǎn)。由于國內(nèi)針對牛肉熱剔骨工藝的研究幾乎為零，因此很有必要對國內(nèi)熱剔骨牛肉的品質(zhì)特性加以研究，并根據(jù)肉的成熟機理，對改善熱剔骨牛肉品質(zhì)的方法加以研究。

1 冷卻肉生產(chǎn)過程中的熱剔骨工藝以及成熟過程

冷卻肉是指經(jīng)獸醫(yī)檢驗無病的肉用動物，在國家批準的屠宰廠內(nèi)進行屠宰后，進行分割、剔骨、包裝，并始終在低溫下儲藏、運輸?shù)娜?。冷卻肉的肉溫始終要保持在－2.2～5℃之間。

冷卻分割肉的加工允許有兩種剔骨工藝，即冷剔骨和熱剔骨。冷剔骨指胴體的二分體在冷卻后再進行分割剔骨；熱剔骨指不經(jīng)冷卻過程而直接進行分割剔骨，然后再進行冷卻。

將近一個世紀以來，大型屠宰場實行的都是冷剔骨工藝。胴體去內(nèi)臟后，先被冷卻，然后剔骨分割被加工成各種分割肉及邊角料[1]。為了適應更低能耗的商業(yè)要求，發(fā)達國家從80年代開始就越來越重視對熱剔骨工藝的研究[2]。這里所謂的熱剔骨，與我國作坊式的分割剔骨不同，這是一種能夠應用于現(xiàn)代化肉類工業(yè)生產(chǎn)中的技術(shù)。例如其對衛(wèi)生安全的要求就相當高，不但要有嚴格的控制條件，還必須具備完整的微生物監(jiān)控和風險評估機制[3-4]。

成熟過程是肉在完成分割剔骨工藝后自然的嫩化過程。人們還不完全了解成熟的機理，只是知道蛋白水解是成熟過程中最主要的變化，而肉中的內(nèi)源性蛋白酶起到了主要作用[5-6]。雖然還沒有完全弄清成熟的機理，但人們早就開始通過成熟來改善肉的品質(zhì)，如利用電擊加速成熟過程等[7]。

2 熱剔骨工藝的特點

中國傳統(tǒng)屠宰工藝及現(xiàn)在很多中小屠宰場所實行的剔骨工藝，從剔骨的時間來講就是熱剔骨工藝，但這還不能夠直接應用于現(xiàn)代化肉類工業(yè)生產(chǎn)。熱剔骨真正要應用于大工業(yè)生產(chǎn)中必須具備良好的衛(wèi)生條件，以達到將微生物風險控制在可接受范圍內(nèi)的目的。根據(jù)中華人民共和國商務部所頒布的《出口商品技術(shù)指南》，采用熱剔骨工藝時應確保以下原則：熱剔骨工藝的分割間環(huán)境溫度不應超過15℃；從放血到剔骨分割加工成分割成品的時間不應超過90min；冷卻間的環(huán)境溫度在0～4℃之間，肉的中心溫度應在24h內(nèi)降低至7℃以下；冷凍肉的中心最終溫度應保持在－15℃以下。只有具備了嚴格的衛(wèi)生管理條件，熱剔骨工藝才能應用于大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)中。

2.1 熱剔骨工藝對實際生產(chǎn)的意義

來自熱剔骨工藝的肉，是在冷卻前從胴體上取下來的，這既包括僵硬發(fā)生前的肉，也包括已經(jīng)進入僵硬期的肉。熱剔骨工藝對于冷卻肉整個生產(chǎn)流程的影響已經(jīng)被詳細地研究過：該工藝可以降低冷卻過程中大約1.5%的干耗，降低儲藏過程中0.1%～0.6%的滴水損失，減少了50%～55%的冷卻空間，節(jié)約40%～50%的能耗[8]。熱剔骨工藝能降低干耗和滴水損失是因為經(jīng)由這種工藝的肉通常具有更高的pH，從而提高了肌肉蛋白的持水力。但是對于最終產(chǎn)品的持水力而言，這個優(yōu)勢就不一定存在了。這是因為盡管初始pH很高，但成熟后就會下降到5.5左右的最終pH水平上，這恰是很多肌肉蛋白的等電點，因此會抵消掉較高的初始pH給肉品持水力所帶來的好處。

對于大宗的肉品交易而言，熱剔骨工藝能使其更快地完成。例如，如果屠宰場實行的是冷剔骨工藝，某交易日結(jié)束時一大筆買賣成交，而此時買主買到的肉還是胴體或二分體形式，這些產(chǎn)品還必須在賣主的冷藏間過夜冷卻，直到第二天才能被剔骨分割成最終產(chǎn)品；如果采用熱剔骨工藝，則買賣成交之時，成品肉就已經(jīng)用紙箱裝好，被整齊地碼放在控溫冷庫中了，此時買主可以將產(chǎn)品在第一時間運往目的地，從而在競爭中搶占市場先機。熱剔骨工藝提高了資金回籠速度，從而降低了企業(yè)的資金成本，因而該工藝具有巨大的商業(yè)價值[1]。

此外，來自熱剔骨的肉制品往往具有更高的產(chǎn)量，并可節(jié)約出20%的勞動力和運輸成本[9]。尤其對于切碎類肉制品的生產(chǎn)而言，熱剔骨工藝出產(chǎn)的原料肉具有很多優(yōu)勢。這種肉具有更高的pH、更好的蛋白溶解性、更強的乳化能力[10]。來自熱剔骨工藝的肉在熟制過程中具有更高的脂肪保留率，而用這種肉制作的肉餅則具有更高的產(chǎn)率和更誘人的粉紅色[11]。不僅是肉，通過該工藝所獲得的脂肪也能增加面包的最終產(chǎn)量[10]。

2.2 熱剔骨工藝對牛肉品質(zhì)的不良影響

盡管熱剔骨工藝具有巨大的經(jīng)濟價值，但是卻會對肉品的最終品質(zhì)造成更多的負面影響。受影響最嚴重的品質(zhì)指標就是肉的嫩度。

肉在熱剔骨工藝中具有更高冷收縮和變硬的風險，這是因為熱剔骨的肌肉在冷卻時沒有骨骼的約束，遇冷時收縮更大[12-13]。宰后早期，冷收縮是肌肉暴露在低于10～15℃低溫時的正常反應，此時pH高于6.20，而三磷酸腺苷（ATP）水平也高到足以讓肌纖維發(fā)生收縮，同時熱剔骨工藝中不帶骨的肉的冷凍速度極快，這些都是引起肉的冷收縮及硬化的誘發(fā)因素[14]。Sales等[15]曾得出結(jié)論：如果肉在宰后30～45min內(nèi)被從胴體上分離下來，就會有發(fā)生冷收縮和硬化的風險。

此外，目前已證實熱剔骨工藝對牛肉宰后早期在肉色和穩(wěn)定性方面的改善作用[16-17]。對于來自熱剔骨工藝的牛肉，pH會對牛肉中蛋白水解、蛋白變性、肌纖維收縮產(chǎn)生作用，從而進一步可能對肉的嫩度和肉色產(chǎn)生不良影響[18-19]。而其后的成熟過程又會進一步加劇這些影響[20]。

熱剔骨工藝的其他相關(guān)問題是：這種肉的成型度差，極易變形；胴體的屠宰、去骨、分割等工藝需要同步進行；衛(wèi)生標準要求更高；專用廠房、設(shè)備、員工培訓的投資成本很高。

3 現(xiàn)行熱剔骨工藝調(diào)研

對全國范圍內(nèi)的中小型屠宰廠現(xiàn)行的熱剔骨工藝進行調(diào)查研究，收集包括環(huán)境溫度、剔骨時間、冷卻溫度、冷卻時間、操作規(guī)范在內(nèi)的工藝參數(shù)。通過分析、研究、改進，以確定之后實驗中所實行的熱剔骨工藝方法。

3.1 現(xiàn)行熱剔骨工藝參數(shù)的微生物指標評估

在確定了屠宰廠所用熱剔骨工藝參數(shù)后，使用微生物快速檢測試紙或試劑盒對所生產(chǎn)的分割牛肉成品進行大腸菌群、金黃色葡萄球菌、沙門氏菌、李斯特菌的檢測。

熱剔骨過程中，參照中華人民共和國商務部所頒布的《出口商品技術(shù)指南》，工藝參數(shù)需遵循以下原則：熱剔骨工藝的分割間環(huán)境溫度不應超過15℃；從放血到剔骨分割加工成分割成品的時間不應超過90min；冷卻間的環(huán)境溫度在0~4℃之間，肉的中心溫度應在24h內(nèi)降低至7℃以下。

根據(jù)國家標準，肉制品中大腸桿菌數(shù)不得超過1×104，其他致病菌均不得檢出。

3.2 熱剔骨工藝衛(wèi)生條件的改進措施

根據(jù)微生物檢測結(jié)果，分析每道工序中的微生物污染危害來源，結(jié)合相關(guān)危害分析及關(guān)鍵控制點技術(shù)（HACCP）中的良好操作規(guī)范（GMP）與衛(wèi)生標準操作程序（SSOP）的要求，對工藝提出改進措施，以確保之后實驗中所采用的熱剔骨工藝在衛(wèi)生方面達標。表1為改進措施示例。

表1 熱剔骨工藝衛(wèi)生條件的改進措施示例Table 1 The improvement example of health condition of process of hot boning

4 國內(nèi)外熱剔骨工藝的研究

Keenan等通過測定冷剔骨和熱剔骨的牛肉及腌制牛肉的蛋白、脂肪、水分等營養(yǎng)品質(zhì)、蒸煮損失、鹽吸收率等加工特性，pH、沃布剪切力等食用品質(zhì)，黏著性、彈性、咀嚼性等質(zhì)構(gòu)儀TPA檢測指標，風味、嫩度、多汁性等感官特性，肌節(jié)長度等指標，分析了冷剔骨和熱剔骨工藝下肉質(zhì)的差異，研究了不同剔骨方式對牛肉肉質(zhì)的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，相比于冷剔骨工藝，熱剔骨牛肉的水分含量顯著更低，而蒸煮損失、pH顯著更高；剪切力顯著更高；在感官檢驗和質(zhì)構(gòu)儀TPA檢測中，熱剔骨牛肉的硬度更高、彈性更差，而其肌節(jié)長度也顯著變短；其他指標差異不大。因此可以看出冷熱剔骨牛肉的主要差異表現(xiàn)在嫩度和持水能力上[21]。

Botha、Hoffman、Britz研究了熱剔骨工藝對鴕鳥肉肉質(zhì)的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，熱剔骨鴕鳥肉的肌節(jié)長度比冷剔骨鴕鳥肉的顯著降低，其硬度和儲藏損失也都顯著升高[22]。Thomas、Anjaneyulu、Kondaiah通過對豬肉的研究發(fā)現(xiàn)：相比于冷剔骨豬肉，熱剔骨豬肉的分割后的中心溫度及pH均顯著升高；對于色度分析而言，代表紅色和黃色的a、b色度值顯著升高；而質(zhì)構(gòu)儀TPA分析中，咀嚼性和膠粘性顯著升高，而硬度卻降低；此外熱剔骨豬肉的TBARS值，即脂肪氧化程度也顯著升高，在感官檢驗中相應的風味評分也更差[23]。Rees等通過動力學研究模型發(fā)現(xiàn)熱剔骨豬肉的pH顯著升高；而成熟初始的小片化指數(shù)升高，結(jié)束時的則降低，熱剔骨豬肉的變化程度不大；熱剔骨豬肉的剪切力則顯著升高[13]。

5 熱剔骨工藝中的肉品成熟嫩化過程

早在1907年，就有科學家發(fā)現(xiàn)宰后肉在冷藏條件下貯藏能增加其嫩度，之后這一現(xiàn)象也得到了普遍認可，因此，通過宰后冷藏的方式來提高嫩度的做法就成為肉品工業(yè)中不可缺少的工藝，既可以有效改善嫩度，又可以降低成本[21]。

由于熱剔骨工藝中肉的冷凍速度極快，肉中的肌纖維很容易發(fā)生冷收縮，其主要的體現(xiàn)指標就是肌節(jié)長度的縮短。雖然相關(guān)蛋白酶活性等因素一直被認為是影響成熟過程及嫩化效果的最主要因素，但肌節(jié)長度一直以來被認為是與肉類成熟密切相關(guān)的重要因素，這是因為肌節(jié)長度會對成熟初始時的嫩度產(chǎn)生影響，從而間接影響最終嫩度[22-25]。

成熟機理主要與以依鈣蛋白酶為主的內(nèi)源性蛋白酶對諸如肌聯(lián)蛋白、肌間線蛋白等肌原纖維蛋白的降解作用有關(guān)[26]，因此根據(jù)這個機理，凡是可以對內(nèi)源性蛋白酶產(chǎn)生正面作用的措施都有可能增加肉品的最終嫩度。常見的人為嫩化方式包括：吊掛拉伸、電刺激、高壓處理、鹽水注射、酶法。

來自熱剔骨工藝的肉的初始pH較高，pH對肌肉內(nèi)依鈣蛋白酶等內(nèi)源性蛋白酶的釋放、激活、失活等作用會明顯影響到蛋白酶活性，進而影響到肌原纖維蛋白的降解和成熟后的最終嫩度[27-30]。電刺激處理就是通過影響pH而達到改善肉類品質(zhì)的目的[7]，并且與其他方法相比，這種方法不會給肉品造成雜質(zhì)殘留和外觀損壞，而且電刺激處理的操作成本很低。

6 小結(jié)

熱剔骨工藝可以節(jié)約巨大的生產(chǎn)成本和資金成本，生產(chǎn)出的原料肉具有很好的加工性能、更適于深加工生產(chǎn)附加值更高的產(chǎn)品。但在其極大地提高商業(yè)價值的同時，卻對以嫩度為主的肉品品質(zhì)產(chǎn)生了極大的不良影響。因此在保證其質(zhì)量安全的前提下，采取有效措施對其肉品品質(zhì)進行改善是非常必要的。由于熱剔骨工藝是和肉的成熟嫩化過程緊密聯(lián)系在一起的，因此，改善以嫩度為主的肉品品質(zhì)最方便有效的途徑就是對成熟工藝的改進。

常見的人為嫩化方式包括：吊掛拉伸、電刺激、高壓處理、鹽水注射、酶法，無論是從嫩化機理還是從實用效果上講，電刺激處理都是改善熱剔骨工藝肉品品質(zhì)的最佳方法。

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Research progress in technology and improvement of hot boning

ZHAO Hui-ping1，2，SUN Zhi-chang1，3，LI Yong-peng3，ZHANG Song-shan1，SUN Bao-zhong1，*
（1.Institute of Animal Sciences，Chinese Academy of Agricultural Sciences，Beijing 100193，China；2.College of Animal Science，Hebei Agricultural University，Baoding 071001，China；3.College of Food Science and Engineering，Gansu Agriculture University，Lanzhou 730070，China）

The objective of this review is mainly to describe properties of modern technology of process of hot boning and natural tenderization in process of hot boning.While research progress in the fields of international process of hot boning and aging of meat were also introduced，and the suggestion that quality improving methods such as electric stimulation should be introduced in this field to improve quality of hot-boned meat was also proposed.

hot boning；quality improvement；aging

TS251.1

A

1002-0306（2012）03-0406-04

2011－03－01 * 通訊聯(lián)系人

趙會平（1985-），女，碩士研究生，研究方向：機能形態(tài)學。

國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)（肉牛）產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系資助項目（nycytx-38）。