負(fù)向近冰點(diǎn)溫度下綿羊宰后肌肉主要理化指標(biāo)變化

崔麗娟，仁慶考日樂，王政綱，張艷萍，景 慧，德力格爾桑，*

（1.包頭輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院乳品工程系，內(nèi)蒙古包頭014040；2.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，內(nèi)蒙古呼和浩特010018）

負(fù)向近冰點(diǎn)溫度下綿羊宰后肌肉主要理化指標(biāo)變化

崔麗娟1，仁慶考日樂2，王政綱2，張艷萍2，景 慧2，德力格爾桑2，*

（1.包頭輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院乳品工程系，內(nèi)蒙古包頭014040；2.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，內(nèi)蒙古呼和浩特010018）

以宰后未經(jīng)速冷處理的綿羊左后大腿為對照組，以宰后經(jīng)過6h速冷處理的綿羊左后大腿為處理組，在-1～1℃貯存，并對其3～216h內(nèi)肌肉中糖原、巰基、pH、失水率、游離鈣離子濃度、游離氨基酸、游離羥脯氨酸的變化進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，在宰后3～216h內(nèi)處理組的糖原含量、pH、失水率始終顯著（P<0.05）高于對照組；處理組巰基含量始終稍低于對照組，游離羥脯氨酸含量處理組稍低于對照組，但差異不顯著；游離鈣離子濃度、游離氨基酸含量宰后3～48h先下降隨后逐漸升高到最大值后轉(zhuǎn)為下降的（p<0.05）變化規(guī)律基本一致。并且得出了部分相應(yīng)的相關(guān)方程。利用主成分分析及METLAB軟件對肉樣的七項指標(biāo)進(jìn)行分析可知，在3～216h內(nèi)糖原含量、pH、失水率、巰基含量、游離氨基酸含量等對肌肉僵直化進(jìn)程起著重要的作用。所測定的肉樣在宰后9h就進(jìn)入了僵直起始階段，在宰后48h僵直結(jié)束。

綿羊，骨骼肌，近冰點(diǎn)，僵直化

目前，市場上出售的生肉有3種：一是活畜宰殺不久、直接上市的白條肉，俗稱“熱鮮肉”（多見于集貿(mào)市場）；二是將肉品進(jìn)行快速深度冷凍（-23℃以下的溫度并在-18℃左右貯藏）的“冷凍肉”；三是將肉品迅速進(jìn)行冷卻處理（即排酸）使其中心溫度（一般為后腿內(nèi)部肌肉的溫度）在24h內(nèi)降到0~4℃，且在之后的冷藏、運(yùn)輸直到消費(fèi)的一系列過程中也處于0~ 4℃，保持相對鮮態(tài)的“冷卻肉”[1]。冷卻肉相對其它兩種鮮肉在安全衛(wèi)生、風(fēng)味、營養(yǎng)方面都是最佳的[2]。20世紀(jì)80年代，我國才開始冷卻肉的研究與生產(chǎn)，由于經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等方面的原因，進(jìn)展相對滯后。我國肉類總產(chǎn)量雖居世界第一，但90%以上都是未經(jīng)深加工的熱鮮肉和冷凍肉，冷卻肉的比例很低。目前，我國只有少量大型企業(yè)生產(chǎn)冷卻肉，如河南雙匯、湖南唐人神、江蘇雨潤、北京千喜鶴、山東金鑼、山東得利斯，而且只在一些大型超市中才有銷售。而在國外，早在20世紀(jì)50年代和60年代，發(fā)達(dá)國家就開始冷卻肉的研究與推廣。目前，國外冷卻肉生產(chǎn)已經(jīng)按標(biāo)準(zhǔn)、成體系、成規(guī)則。國外的生肉消費(fèi)市場上90%以上都是冷卻肉。歐美和日本等國家都有了科學(xué)的加工工藝和流通技術(shù)，以及完善有效的質(zhì)量控制體系，這些國家的食品超市和商店中出售的都是冷卻肉。英美等發(fā)達(dá)國家甚至提出口號不吃凍肉，澳大利亞、新西蘭、丹麥等國家生產(chǎn)的冷卻肉，除滿足國內(nèi)市場外，還出口到其他國家。目前，優(yōu)質(zhì)冷卻肉已成為國際生鮮肉生產(chǎn)的主流。本文旨在從測定綿羊宰后骨骼肌理化指標(biāo)的角度推測出羊肉的僵直化進(jìn)程，從而對羊肉的冷卻加工及保藏起到一定的指導(dǎo)作用。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

本實驗所用肉羊為錫林郭勒盟地區(qū)烏珠穆沁肥尾羊及其雜交后代。將羊宰殺后，取其左后腿平均分割為十塊后，當(dāng)天將對照組肉樣胴體置于溫度為-1~1℃的冷藏庫中貯藏，處理組肉樣置于-25℃冷庫中速冷6h后轉(zhuǎn)移到溫度為-1~1℃的冷藏庫中貯藏，連續(xù)貯藏216h，每天將胴體左后大腿部的肌肉攪碎后測定其生化指標(biāo)。實驗結(jié)束后整理分析數(shù)據(jù)，研究確定胴體在宰后各階段（尸僵前、尸僵建立、解僵、成熟）的生化變化。

1.2 實驗方法

1.2.1 糖原的測定 蒽酮比色法[3-5]。

1.2.2 巰基的測定 Ellman氏試劑法[6]。

1.2.3 羊肉的pH測定 國標(biāo)ISO2917-1974[5，7]。

1.2.4 肉保水性（濾紙法）的測定 加壓重量法[8-9]。肌肉的持水力與其失水率呈高度的負(fù)相關(guān)。

1.2.5 游離鈣離子濃度的測定 乙二胺四乙酸鈉（EDTA-Na2）滴定法[10-11]。

1.2.6 游離氨基酸的測定 茚三酮比色法[12-14]。

1.2.7 游離羥脯氨酸的測定 比色法[15-16]。

2 結(jié)果與分析

將各項指標(biāo)對照組與處理組繪于同一坐標(biāo)上，并在組間進(jìn)行方差分析。

2.1 糖原含量變化

圖1 對照組與處理組肉樣糖原含量變化Fig.1 Changes of the glycogen concentration of the control group and the treatment group

由圖1可以看出，對照組與處理組肉樣在宰后3～216h中糖原含量總體變化是不斷減少的，而且對照組與處理組糖原含量在宰后3～216h中均呈顯著下降趨勢（p<0.05）；其中處理組的糖原含量始終高于對照組。對肉樣對照組與處理組糖原含量進(jìn)行差異顯著性檢驗，結(jié)果表明對照組與處理組糖原含量在宰后第9、24、48、72、96、192h均差異顯著（p<0.05）；在宰后第120、144、168h差異極顯著（p<0.01）。

當(dāng)宰后肌肉糖原的含量不是限制因素時，對于不同類型的肌肉，宰后pH下降到最終值5.4～6.3左右。但是Immonen和Puolanne報道牛肉在宰后變化后仍有部分糖原殘留，此時肌肉最終pH為5.75以下，糖原殘留量為10～85mmol/kg[17]。在本實驗中當(dāng)對照組與處理組pH分別為5.96和6.01時糖原含量分別為40.047mg/100g和59.673mg/100g，且一直到宰后216h時仍有一部分殘留（7.051mg/100g，13.297mg/100g）。這表明綿羊骨骼肌中糖原并沒有完全降解，與Immonen和Puolanne報道結(jié)果吻合。

在整個實驗過程中處理組糖原含量始終高于對照組可能與冷凍對糖原磷酸化酶和糖原脫支酶的活性有一定的抑制作用有關(guān)。

2.2 巰基含量

由圖2可以看出，宰后肉樣3～216h內(nèi)巰基含量總體變化是不斷減少的。對照組巰基含量從宰后3h的0.0403mmol/mL顯著下降到宰后9h的0.0380mmol/mL，并從宰后24h的0.0320mmol/mL開始緩慢下降到216h的0.0011mmol/mL（p<0.05）；而處理組從宰后9h開始一直是緩慢下降的。處理組肉樣巰基含量在宰后9h稍高于對照組，在宰后24～216h內(nèi)始終稍低于對照組，但差異不顯著。

根據(jù)黃鴻兵、徐幸蓮的研究，活性巰基含量隨著冷凍時間的延長而顯著增加。由此可見速冷處理對肌肉中巰基含量的變化有一定影響。

圖2 對照組與處理組肉樣巰基含量變化Fig.2 Changes of the sulfhydryl group of the control group and the treatment group

2.3 pH的變化

由圖3可以看出，宰后肉樣3～216h內(nèi)pH總體變化是先減少后增加，再趨于平緩。對照組pH由宰后3h的6.44顯著下降到宰后48h的5.95（p<0.05），然后開始緩慢上升，到96h的6.06后趨于平緩。處理組pH由宰后9h的6.34顯著下降到宰后48h的6.01，然后開始緩慢上升（p<0.05），到96h的6.138后趨于平緩。在宰后3～216h內(nèi)處理組pH始終高于對照組。對肉樣對照組與處理組pH進(jìn)行差異顯著性檢驗，結(jié)果表明肉樣對照組與處理組pH在宰后第9、24、96h差異均顯著（p<0.05）。

圖3 對照組與處理組pH變化Fig.3 Changes of the pH value of the control group and the treatment group

最初呈現(xiàn)pH下降至酸性變動可能是由宰后肉中原有的兩種物質(zhì)產(chǎn)酸引起的。一是肉中的肌糖原無氧酵解產(chǎn)生大量乳酸；二是肌糖原分解殆盡時，肌纖維肉漿里的ATP酶促ATP分解出磷酸。第一次pH回升是因為肉在最初的酸性環(huán)境下引起肌間中的結(jié)締組織（即為內(nèi)外肌膜）和其內(nèi)的硬蛋白質(zhì)（主要為膠原纖維蛋白）吸水膨脹軟化，同時消耗酸性介質(zhì)[18]，另外酸性環(huán)境中的肌纖維破碎，釋放肌漿中蛋白酶分解蛋白質(zhì)為眎、胨、肽等，增多肉中雙性電解物質(zhì)；在酸性環(huán)境中，它們顯堿性，使pH略有升高，又因肌漿中的ATP酶促ATP磷酸化過程，仍在繼續(xù)進(jìn)行，所以pH再次下降。肌間結(jié)締組織吸水膨脹軟化，使肌纖維間松弛，因此僵直狀態(tài)的肉就開始松軟。肌間膠體滲透壓和肉的持水性也在增高，所以肉質(zhì)松軟有彈性，又具有香味，這正是肉成熟期的特征[18]。

2.4 保水性

由圖4可以看出，宰后肉樣3～216h內(nèi)失水率總體變化是不斷上升的。其中對照組失水率從宰后3h開始呈緩慢上升趨勢（p<0.05），到宰后192h上升到最大值后下降。處理組變化趨勢基本與對照組一致，并在3～216h內(nèi)始終高于對照組。對肉樣對照與處理組失水率進(jìn)行差異顯著性檢驗，結(jié)果表明肉樣對照組與處理組失水率在宰后第9h時差異極顯著（p<0.01），在宰后48、72h時差異均顯著（p<0.05）。

圖4 肉樣對照組與處理組失水率變化Fig.4 Changes of the water depletion rate of the control group and the treatment group

決定肉保水性的重要因素是凝膠結(jié)構(gòu)和蛋白質(zhì)所帶凈電荷的數(shù)量[19-20]。需要指出的是蛋白質(zhì)變性與否對保水性有直接的影響，這是因為蛋白質(zhì)分子之間關(guān)聯(lián)鍵被破壞而引起分子變性：如經(jīng)凍結(jié)之后的肉類蛋白質(zhì)在加工過程中容易變性，所以凍結(jié)肉的保水性低于鮮肉[21-22]。在本實驗中宰后經(jīng)過速冷處理的處理組肉樣的失水率高于對照組，即保水性低于對照組。

2.5 游離鈣離子濃度

圖5 對照組與處理組游離鈣離子濃度變化Fig.5 Changes of the free calcium concentration of the control group and the treatment group

由圖5可以看出，對照組與處理組肉樣在宰后3～216h內(nèi)游離鈣離子濃度總體變化是先升高后減少的。而且對照組與處理組游離鈣離子濃度變化規(guī)律基本一致，均在宰后前72h中變化平緩，到96h時顯著升高后又減少并趨于平緩（p<0.05）。

宰后肌肉在低溫貯存期間，肌原纖維結(jié)構(gòu)的脆弱化，是由于肌漿中鈣離子濃度的增加所誘發(fā)。鈣也能直接作用而催化肌原纖維的降解，其降解程度和肉的保水性及嫩度變化關(guān)系很大[23]。而隨著肌肉中糖原酵解的進(jìn)行，ATP含量迅速降低導(dǎo)致肌肉僵直的發(fā)生，這樣ATP減少及pH下降的雙重作用，同時肌肉組織受到低溫刺激，使肌漿網(wǎng)功能失常，發(fā)生崩解，肌漿網(wǎng)失去鈣泵的作用，通透性增加，肌漿網(wǎng)里結(jié)合鈣的蛋白質(zhì)松動，內(nèi)部保存的Ca2+被釋放，致使Ca2+濃度增加[24-26]。

2.6 游離氨基酸含量

由圖6可以看出，對照組肉樣游離氨基酸含量由宰后3h的24.919mg/100g下降到宰后48h的9.027mg/100g，隨后逐漸升高到宰后120h的15.557mg/100g后轉(zhuǎn)為下降（p<0.05）。處理組肉樣游離氨基酸含量由宰后9h的14.073mg/100g升高到24h的17.551mg/100g后下降到宰后48h的13.005mg/100g，隨后逐漸升高，到宰后120h達(dá)到最大值25.397mg/100g后轉(zhuǎn)為下降（p<0.05）。處理組游離氨基酸含量在宰后144h以前高于對照組游離氨基酸含量，其中120h時對照組與處理組游離氨基酸含量差異極顯著（p<0.01）。

圖6 對照組與處理組游離氨基酸含量變化Fig.6 Changes of the free amino acid of the control group and the treatment group

新鮮肉中的游離氨基酸是肉中的非蛋白含氮物，屬于含氮浸出物的一種，為肉的重要香氣來源之一，在很大程度上影響肉的風(fēng)味，含量較少[20，27]。但是隨宰后肉進(jìn)入尸僵、解僵、成熟、腐敗各階段游離氨基酸的量會逐漸增加[9，21]。本實驗中游離氨基酸在120h后又逐漸減少可能與肌肉成熟后發(fā)生的黑素反應(yīng)有關(guān)。

2.7 游離羥脯氨酸含量

圖7 對照組與處理組游離羥脯氨酸含量變化Fig.7 Changes of the free hydroxyproline of the control group and the treatment group

由圖7可以看出，宰后肉樣游離羥脯氨酸含量是由宰后3h的0.0171mg/100g升高到0.0252mg/100g，再下降到宰后48h的0.0186mg/100g，隨后逐漸升高到宰后120h達(dá)到最大值0.0300mg/100g后轉(zhuǎn)為下降（p<0.05）。處理組肉樣游離羥脯氨酸含量由宰后9h的0.0171mg/100g升高72h的0.0230mg/100g后到宰后96h轉(zhuǎn)而下降到0.0170mg/100g，隨后逐漸升高到宰后120h達(dá)到最大值0.0275mg/100g后轉(zhuǎn)為下降（p<0.05）。游離羥脯氨酸含量只在宰后第96、120、144h時處理組稍低于對照組，但差異不顯著。

一些研究發(fā)現(xiàn)膠原蛋白含量與肉的嫩度都有不同程度的相關(guān)性[28-30]。實驗發(fā)現(xiàn)在牛肉成熟的早期（14d）肌肉中膠原的結(jié)構(gòu)并沒受到破壞，其機(jī)械強(qiáng)度也變化很少[29]，Sharp（1959）的研究也證實在成熟過程中膠原蛋白分子并沒有發(fā)生變化，甚至在37℃貯存1年的無菌分割肉中可溶性的羥脯氨酸含量也沒有變化[2]。

2.8 僵直的判斷

圖8 對照組肉樣主要理化指標(biāo)綜合變化Fig.8 The general changes of properties of control group

下面以各項指標(biāo)的值為因變量，時間為自變量分別對對照組與處理組做函數(shù)，結(jié)果如下：

對照組：

糖原：A=2E-10x6-2E-07x5+5E-05x4-0.0061x3+ 0.4081x2-12.414x+168.53

巰基：B=-0.0002x+0.0368

pH：C=3E-13x6-2E-10x5+8E-08x4-1E-05x3+ 0.001x2-0.0399x+6.5136

失水率：D=-3E-13x6+2E-10x5-4E-08x4+5E-06x3-0.0002x2+0.0061x+0.0049

游離鈣：E=-1E-13x6+9E-11x5-2E-08x4+2E-06x3-8E-05x2+0.001x+0.0128

游離氨基酸：F=-9E-12x6+4E-09x5-3E-07x4-0.0001x3+0.0189x2-0.9911x+24.943

游離羥脯氨酸：G=-4E-14x6+3E-11x5-7E-09x4+ 8E-07x3-4E-05x2+0.0008x+0.0168

處理組：

糖原；A=4E-11x6-3E-08x5+9E-06x4-0.0013x3+ 0.092x2-3.6051x+117.58

巰基：B=3E-14x6-2E-11x5+7E-09x4-1E-06x3+ 9E-05x2-0.0036x+0.081

pH：C=-5E-13x6+3E-10x5-7E-08x4+6E-06x3-0.0002x2-0.0097x+6.4431

失水率：D=-2E-13x6+1E-10x5-3E-08x4+3E-06x3-0.0002x2+0.005x+0.0272

游離鈣：E=-7E-13x6+4E-10x5-8E-08x4+7E-06x3-0.0003x2+0.0064x-0.0222

游離氨基酸：F=-1E-10x6+7E-08x5-2E-05x4+ 0.0021x3-0.114x2+2.6038x-1.7509

游離羥脯氨酸：G=2E-15x6-1E-12x5+2E-10x4-1E-08x3-9E-07x2+0.0002x+0.015

圖9 處理組肉樣主要理化指標(biāo)綜合變化Fig.9 The general changes of properties of treatment group

綜合以上結(jié)果，同時做了消除量綱的處理，可得BL=∑（〔A〕+〔B〕+〔C〕+〔D〕+〔E〕+〔F〕+〔G〕），其公式對照組為：y=-3E-09x6+2E-06x5-0.0005x4+0.0697x3-4.553x2+138.47x-1437.7，R2=0.9993。處理組為：BL= -2E-09x6+1E-06x5-0.0004x4+0.0635x3-4.8401x2+ 178.47x-2367.3，R2=0.9996。由METLAB軟件對以上函數(shù)綜合分析，并作圖如圖8、圖9可看出，在宰后9h出現(xiàn)一個小的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，宰后24h是轉(zhuǎn)折點(diǎn)，宰后48h是轉(zhuǎn)折點(diǎn)。以后呈平緩下降趨勢，據(jù)此可以判定僵直在宰后的9h開始發(fā)生，而在接近24h達(dá)到最大化，在48h時僵直結(jié)束。且對照組宰后9h僵直啟動時，糖原、巰基、pH、失水率、游離鈣離子濃度、游離氨基酸及游離羥脯氨酸的值分別為：85.729546mg/100g、0.035mmol/mL、6.2287232、4.69942%、0.016652mg/g、17.479363mg/100g、0.021299mg/100g。48h僵直結(jié)束時，糖原、巰基、pH、失水率、游離鈣離子濃度、游離氨基酸及游離羥脯氨酸的值分別為：55.215324mg/100g、0.0272mmol/mL、6.1738617、22.4815%、0.013205mg/g、9.1732158mg/100g、0.0215096mg/100g。

處理組僵直啟動時，糖原、巰基、pH、失水率、游離鈣離子濃度、游離氨基酸及游離羥脯氨酸的值分別為：91.695699mg/100g、0.0552058mmol/mL、6.3435322、5.799%、0.0157014mg/g、13.85306mg/100g、0.0167211mg/100g。僵直結(jié)束時，糖原、巰基、pH、失水率、游離鈣離子濃度、游離氨基酸及游離羥脯氨酸的值分別為：53.3544486mg/100g、0.03739775mmol/mL、5.87898878、0.19578%、0.03663089mg/g、3.26359871mg/ 100g、0.02225182mg/100g。

3 結(jié)論

3.1 在宰后10d中處理組的糖原含量、pH、失水率始終顯著高于對照組；處理組巰基含量始終稍低于對照組，處理組游離羥脯氨酸含量稍低于對照組但差異不顯著；游離鈣離子濃度、游離氨基酸含量變化規(guī)律基本一致。

3.2 對肉樣的七項指標(biāo)進(jìn)行主成分分析可知：在肌肉僵直化過程中糖原含量、pH、巰基含量、游離氨基酸含量值越大，失水率越小肌肉骨骼肌僵直化進(jìn)程越小；游離鈣離子濃度和游離羥脯氨酸含量值越大肌肉骨骼肌僵直化進(jìn)程越大。

3.3 由METLAB軟件綜合分析可以判定僵直在宰后的9h開始發(fā)生，而在接近24h達(dá)到最大化，48h時僵直結(jié)束即開始解僵。

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Changes of biochemical properties of sheep muscle stored at the temperature close to cryoscopic point

CUI Li-juan1，Ren-qing-kao-ri-le2，WANG Zheng-gang2，ZHANG Yan-ping2，JING Hui2，De-li-ge-er-sang2，*
（1.Dairy Engineering Department，Baotou Light Industry Vocational Technical College，Baotou 014040，China；2.Food Science and Engineering College，Inner Mongolia Agricultural University，Hohhot 010018，China）

Changes of level of glycogen，sulfhydryl group，pH value，water depletion，free calcium，free amino acid and free hydroxyproline of muscle sample collected from left legs of sheep muscle after slaughter were studied.The samples were divided into two groups.One was the control group stored at the temperature of-1～1℃.The other，the treatment group，treated with-25℃for 6 hours，then stored at the temperature of-1～1℃. Both of the control group and the treatment group were observed for 216 hours.The results showed that the glycogen concentrations，pH，water depletion rate of the treatment group were significantly higher than the control group（P<0.05）；the level of sulfhydryl group of the treatment group was slightly lower than the control group.The free hydroxyproline of the treatment group was slightly lower than the control group.The variation of free calcium concentration and free amino acid of the two groups was much similar.The principal component analysis and METLAB were conducted to indicate influence of properties on rigor setting.Based on the contribution to the rigor setting，the glycogen concentration，level of sulfhydryl group，pH value，water depletion rate and free calcium concentration showed strong influence on the procedure.The rigor mortis stated at the 9th hour after slaughter，and ended at the 48th hour.

sheep；skeletal muscle；close to freezing point；stiffness

TS251.5+3

A

1002-0306（2012）01-0063-05

2010－06－07 *通訊聯(lián)系人

崔麗娟（1981-），女，碩士，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品加工原理及貯藏技術(shù)。

國家自然科學(xué)基金資助項目（3044070）。