不同鹽類對牦牛肉嫩化效果的影響研究

楊 敏，劉 洋，楊富民，楊繼濤，張 媛

（1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蘭州畜牧與獸藥研究所甘肅省牦牛繁育工程重點(diǎn)實驗室，甘肅蘭州730050；2.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院，甘肅蘭州730070；3.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，甘肅蘭州730070）

不同鹽類對牦牛肉嫩化效果的影響研究

楊 敏1，2，劉 洋2，楊富民3，楊繼濤2，張 媛2

（1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蘭州畜牧與獸藥研究所甘肅省牦牛繁育工程重點(diǎn)實驗室，甘肅蘭州730050；2.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院，甘肅蘭州730070；3.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，甘肅蘭州730070）

以牦牛肉為原料，以剪切力和肌原纖維斷裂指數(shù)為指標(biāo)，考察了牛肉嫩化處理常用無機(jī)鹽：氯化鈣、焦磷酸鈉、焦磷酸二氫鈉、三聚磷酸鈉濃度及四種無機(jī)鹽的處理時間對牦牛肉嫩化效果的影響。結(jié)果顯示，不同鹽類在不同濃度、不同天數(shù)下對牦牛肉嫩化效果影響極顯著（p＜0.01），不同鹽類和濃度的交互作用對牦牛肉剪切力影響極顯著（p＜0.01），綜合考慮W-B剪切力和肌原纖維小片化指數(shù)變化，以減少鹽用量和嫩化時間為目的，確定出CaCl2嫩化的最佳條件是濃度4%，處理2d；焦磷酸鈉嫩化的最佳條件是濃度4%，處理1d；焦磷酸二氫鈉嫩化的最佳條件是濃度5%，處理3d；三聚磷酸鈉嫩化的最佳條件是濃度3%，處理4d。研究結(jié)果為牦牛肉的嫩化處理提供參考依據(jù)。

牦牛肉，嫩化，剪切力，肌原纖維小片化指數(shù)

牦牛是我國青藏高原特有的畜種，長年生活在海拔3000m以上高寒地帶。我國牦牛存量大，且屬再生資源，牦牛肉肉質(zhì)鮮美、品質(zhì)優(yōu)良、蛋白質(zhì)含量高、礦物質(zhì)豐富、脂肪少，是廣受消費(fèi)者青睞的天然綠色食品之一[1-2]。然而，牦牛肉的嫩度是決定其附加值的主要因素。

肉類嫩度是決定肉食用品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。牛肉常見的嫩化方法有物理法、化學(xué)法和生物法等[3]，其中常用的化學(xué)嫩化法有氯化鈣法和磷酸鹽法。嫩化作用的鹽類主要有氯化鈣、多聚磷酸鹽等。眾多研究指出，CaCl2嫩化法對肉的嫩化效果較好，但影響肉的風(fēng)味和色澤[4-5]。多聚磷酸鹽是較為理想的肉類嫩化劑，其主要嫩化機(jī)制是調(diào)節(jié)pH，增加離子強(qiáng)度，促使肌動球蛋白解離，鰲合金屬離子等[6-9]。

目前，肉質(zhì)嫩度評價最常用的方法為物理方法，即W-B剪切法。除此之外，有研究者發(fā)現(xiàn)肌肉的嫩度與肌原纖維的斷裂有關(guān)，提出了利用肌原纖維斷裂指數(shù)（myofibril fragmentation index，MFI），即肌原纖維小片化指數(shù)來考察肉質(zhì)的嫩度，該指數(shù)越高，肉質(zhì)越嫩[10-12]。

本實驗以甘南成年牦牛肉大腿肌為研究對象，選用氯化鈣（CaCl2）、焦磷酸鈉（TSPP）、焦磷酸二氫鈉（SDPP）、三聚磷酸鈉（STPP）溶液對牦牛肉進(jìn)行嫩化處理，以剪切力（W-B）和肌原纖維小片化指數(shù)（MFI）為嫩度評價依據(jù)，通過綜合分析確定不同鹽類嫩化處理的最佳條件。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

甘南成年牦牛肉，大腿?。?歲齡） 購于甘肅省臨夏州臨夏市，屠宰后常溫密封，置于備有冰袋的采樣箱迅速帶回實驗室進(jìn)行處理；無水氯化鈣 天津福晨化學(xué)試劑廠；焦磷酸鈉 上海試劑二廠；焦磷酸二氫鈉 上海達(dá)瑞精細(xì)化學(xué)品有限公司；三聚磷酸鈉 天津市凱信化學(xué)工業(yè)有限公司；磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉 天津市化學(xué)試劑第二廠；以上試劑 均為分析純。

TGL-20M型高速冷凍離心機(jī) 長沙湘儀離心機(jī)儀器有限公司；AL204型電子天平 梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；肌肉嫩度儀 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)；酸度計 上海精密科學(xué)儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品處理 4℃下，將牦牛肉沿肌纖維方向切成10cm×5cm×5cm的肉塊備用。

1.2.2 鹽濃度對牦牛肉嫩度的影響 4℃下，依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，將CaCl2、焦磷酸鈉（TSPP）、焦磷酸二氫鈉（SDPP）、三聚磷酸鈉（STPP）分別配制為1%、2%、3%、4%和5%的溶液，將肉樣浸泡于溶液中（質(zhì)量比，肉∶溶液=1∶2），浸泡時間為3d。將浸泡后的肉樣用于測定剪切力和肌原纖維小片化指數(shù)（MFI），以上處理各設(shè)3個重復(fù)，選擇出各種鹽嫩化處理最佳濃度。

1.2.3 嫩化時間對牦牛肉嫩度的影響 在最佳濃度下，采用CaCl2、焦磷酸鈉（TSPP）、焦磷酸二氫鈉（SDPP）、三聚磷酸鈉（STPP）溶液分別浸漬1、2、3、4、5d的肉樣（質(zhì)量比，肉∶溶液=1∶2），用于剪切力及MFI的測定。以上處理各設(shè)3個重復(fù)，確定各種鹽類適宜的嫩化時間。

1.2.4 W-B剪切力測定 剪切力的測定參照雷昌貴等的方法測定[7-8]。將備用的肉塊，包裝后放入80℃水浴鍋中，用數(shù)顯溫度計記錄加熱過程中肉塊中心溫度的變化，加熱至中心溫度為70℃，取出冷卻至室溫，用直徑1.27cm的取樣器順肌纖維方向取樣鉆取肉柱（盡可能多的取樣，同時注意避開筋腱），然后用嫩度儀測定每個肉柱的剪切力值，求其平均值即可。

1.2.5 肌原纖維小片化指數(shù)（MFI）的測定 肌原纖維小片化指數(shù)（MFI）的測定按照雷昌貴的方法測定[8]。取4g剪切好的肌肉（除去肉眼可見的脂肪和結(jié)締組織），在40mL 2℃的MFI緩沖溶液中（緩沖溶液含100 mmoL/L KCl，20mmol/L磷酸鉀，0.1mmol/L EGTA，1mmol/L CaCl2，1mmol/L MgCl2，1mmol/L NaN3），用HCl調(diào)pH7.0，用組織搗碎機(jī)搗碎攪勻。勻漿液在10000r/ min離心2min，將上清液緩慢倒出，沉淀繼續(xù)在40mL緩沖液中，攪拌制成懸液，10000r/min離心2min。慢慢倒出上層清液。沉淀在10mL的緩沖溶液中制成懸液，通過銅制篩網(wǎng)（20目）以除去結(jié)締組織和碎片。肌原纖維懸液的蛋白質(zhì)濃度根據(jù)Gomall等雙縮脲法測定。然后用MFI緩沖溶液調(diào)整懸浮液蛋白濃度為（0.5±0.05）mg/mL，在540nm測吸光度，將所得結(jié)果乘以200后即為牦牛肉的MFI值。

1.3 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計

所測數(shù)據(jù)采用Origin8.0及SPSS 19.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行記錄和分析處理。

2 結(jié)果與分析

圖1 不同鹽濃度對牦牛肉剪切力的影響Fig.1 The influence of different concentration of salts on the sheaer force of yak meat

2.1 鹽濃度對牦牛肉嫩化效果的影響

2.1.1 鹽濃度對牦牛肉剪切力的影響 由圖1a可知，與對照相比，經(jīng)1%和2%的CaCl2嫩化處理的牦牛肉剪切力增大，因為低濃度的鹽未完全與肌肉細(xì)胞達(dá)到平衡，無法發(fā)揮嫩化效果，牦牛肉自身也進(jìn)行著排酸熟化過程；而濃度3%～5%CaCl2處理的牦牛肉剪切力發(fā)生了明顯下降，則說明CaCl2溶液與牦牛肉中鈣激活酶雙重作用使肉樣嫩化[14]。

由圖1b可知，經(jīng)1%、2%、3%的TSPP嫩化處理的牦牛肉的剪切力出現(xiàn)了增大趨勢，由于低濃度的鹽未完全與肌肉細(xì)胞達(dá)到平衡，而且磷酸鹽類能與Ca2+螯合，從而降低或無法發(fā)揮嫩化效果，同時牦牛肉自身也進(jìn)行著排酸熟化過程；而濃度4%的TSPP處理的牦牛肉剪切力發(fā)生了明顯下降，則說明TSPP溶液與牦牛肉肌肉細(xì)胞達(dá)到溶解平衡，并發(fā)揮調(diào)節(jié)pH的作用，使得膠原蛋白解離，剪切力下降[6]。但濃度5%的TSPP處理的牦牛肉剪切力發(fā)生了明顯上升，則可能是隨著溶液濃度的增大，溶液pH發(fā)生較大變化，使得溶解酶過早分解消耗，減弱了嫩化效果。

由圖1c可知，與對照相比，經(jīng)1%～4%的SDPP嫩化處理的牦牛肉的剪切力增大，而濃度5%的SDPP處理的牦牛肉剪切力發(fā)生了明顯下降，說明焦磷酸二氫鈉溶液與牦牛肉肌肉細(xì)胞達(dá)到溶解平衡，提高了膠原蛋白溶解度，使得剪切力下降。

由圖1d可知，經(jīng)1%、3%、4%、5%的STPP嫩化處理的牦牛肉的剪切力出現(xiàn)了減小趨勢，而濃度2%的STPP處理的牦牛肉剪切力發(fā)生了明顯上升，可能因為此濃度的STPP與Ca2+螯合程度較大，無法發(fā)揮嫩化效果，而其他濃度下STPP與Ca2+未達(dá)到螯合平衡。同時離子強(qiáng)度的變化與pH的變化影響著肌肉中蛋白的解離，其交互效果使得剪切力發(fā)生了波動[15]。

表1 不同濃度鹽類對牦牛肉剪切力的影響方差分析結(jié)果Table 1 The variance analysis about influence of different concentration of salts on yak meat shear force

由表1可知，不同濃度鹽類嫩化處理對牦牛肉剪切力的影響差異均極顯著（p＜0.01）表明這四種鹽的不同濃度溶液對牦牛肉嫩化效果影響較大，且不同鹽類的影響效果不相同。綜上所述，5%的氯化鈣、4%的焦磷酸鈉、5%的焦磷酸二氫鈉、4%的三聚磷酸鈉對牦牛肉具有較好的嫩化作用。其中，4%的三聚磷酸鈉嫩化處理使牦牛肉剪切力降低最為明顯。

2.1.2 鹽濃度對牦牛肉肌原纖維小片化指數(shù)的影響

由圖2可知，CaCl2處理的牦牛肉樣的MFI隨濃度的增大先下降后上升，在濃度為4%時達(dá)到最高，而MFI值越高說明嫩化效果越好，4%濃度的CaCl2的嫩化效果最好；同樣，經(jīng)過焦磷酸二氫鈉和三聚磷酸鈉處理的牦牛肉MFI也出現(xiàn)了最高值，繼而可以確定5%的焦磷酸二氫鈉和3%的三聚磷酸鈉的嫩化效果較好；而經(jīng)過焦磷酸鈉處理的牦牛肉樣MFI值均低于對照樣，可能因為焦磷酸鈉通過調(diào)節(jié)pH及螯合作用對牦牛肉肌原纖維未產(chǎn)生實質(zhì)影響，從而沒有使肌節(jié)斷裂，蛋白溶出[16]。

綜合上述鹽類嫩化后肉樣剪切力和MFI變化情況，盡可能降低鹽類濃度以節(jié)約成本，減少鹽類對肉樣其他品質(zhì)的影響，不同鹽類對牦牛肉嫩化處理的最佳濃度選擇為4%的氯化鈣、4%的焦磷酸鈉、5%的焦磷酸二氫鈉、3%的三聚磷酸鈉。

圖2 不同鹽濃度對牦牛肉肌原纖維小片化指數(shù)的影響Fig.2 The influence of different concentration of salts on the MFI of yak meat

2.2 嫩化處理時間對牦牛肉嫩化效果的影響

2.2.1 處理時間對牦牛肉剪切力的影響 在2.1最佳濃度下，考察了嫩化時間對牦牛肉剪切力的影響，結(jié)果見圖3。

由圖3a可知，所有天數(shù)CaCl2嫩化處理的牦牛肉的剪切力出現(xiàn)了明顯下降趨勢，顯然CaCl2溶液與牦牛肉中鈣激活酶雙重作用使得嫩化效果明顯，而且在第2d下降幅度達(dá)到了最大。

圖3 嫩化時間對牦牛肉剪切力的影響Fig.3 The influence of tenderizer time on the sheer force of yak meat

表2 不同天數(shù)鹽類對牦牛肉剪切力的影響方差分析Table 2 The variance analysis about influence of different tenderize time of salts on yak meat shear force

由圖3b可知，不同天數(shù)TSPP嫩化處理的牦牛肉的剪切力出現(xiàn)了下降趨勢，但降幅不大，說明其嫩化效果隨處理時間變化不明顯，這是因為多聚磷酸鹽類能與Ca2+螯合，從而制約了鈣激活酶的嫩化效果，同時牦牛肉自身也進(jìn)行著排酸熟化過程，使得嫩化效果并不明顯。

由圖3c可知，與對照相比，所有天數(shù)的SDPP嫩化處理的牦牛肉剪切力出現(xiàn)了上升趨勢?？紤]到不同批次肉樣的差異，加之隨著貯藏時間的延長，牦牛肉自身也進(jìn)行著排酸熟化過程，使得嫩化效果并不明顯。

由圖3d可知，與對照相比，只有經(jīng)過2d的STPP嫩化處理的牦牛肉的剪切力出現(xiàn)了上升趨勢，其他天數(shù)處理的肉樣剪切力均出現(xiàn)了下降。因為經(jīng)2d處理的牦牛肉中離子強(qiáng)度還不大，還未發(fā)揮多聚磷酸鹽的嫩化作用，因而制約了嫩化效果，同時牦牛肉自身也進(jìn)行著排酸熟化過程，使得嫩化效果并不明顯[17-19]。

綜上所述，各種鹽類對牦牛肉的嫩化處理時間為焦磷酸鈉2d、氯化鈣2d、三聚磷酸鈉4d。

2.2.2 處理時間對牦牛肉肌原纖維小片化指數(shù)的影響 由圖4可知，經(jīng)過不同天數(shù)鹽類處理的牦牛肉樣的MFI值均出現(xiàn)了最大值，表明嫩化時間對牦牛肉樣嫩化效果影響較大。CaCl2的MFI最大值出現(xiàn)在5d，焦磷酸鈉出現(xiàn)在1d，焦磷酸二氫鈉出現(xiàn)在3d，三聚磷酸鈉出現(xiàn)在5d。由于各種鹽類的滲透速率與螯合能力具有差異，嫩化機(jī)理也不盡相同，因而MFI最大值出現(xiàn)的天數(shù)具有差異。這些天數(shù)下，相應(yīng)的鹽類與肉樣達(dá)到了滲透、調(diào)節(jié)及螯合平衡，蛋白溶出達(dá)到最大值[8]。

2.3 單因變量多因素方差分析

由表3可知，不同鹽類和鹽類的濃度對牦牛肉剪切力影響極顯著（p＜0.01），而不同鹽類和濃度的交互作用也對牦牛肉剪切力影響極顯著（p＜0.01），說明不同的鹽類及濃度可影響牦牛肉嫩度。

表3 不同鹽類及濃度多因素方差分析Table 3 The multi-factor variance analysis about different concentration of salts

綜合上述因素，考慮到經(jīng)濟(jì)成本和肉樣存放時間，選擇、氯化鈣2d、焦磷酸鈉1d、三聚磷酸鈉4d、焦磷酸二氫鈉3d為最佳嫩化時間。

上述研究結(jié)果顯示，三聚磷酸鈉嫩化對剪切力和肌原纖維斷裂指數(shù)影響均較為明顯，嫩化效果較好。由于鹽類對肉的嫩化機(jī)理較為復(fù)雜，有無機(jī)離子直接對肉品的作用，也有酶類在特定離子作用下活性發(fā)生變化，間接作用于肉品，并且在貯藏過程中，肉品本身也在發(fā)生一系列生物化學(xué)變化，因此嫩化機(jī)理較為復(fù)雜。

圖4 嫩化時間對牦牛肉肌原纖維小片化指數(shù)的影響Fig.4 The influence of tenderizer time on the MFI of yak meat

3 結(jié)論

鹽類對牦牛肉的嫩化作用機(jī)理較為復(fù)雜。以剪切力和肌原纖維斷裂指數(shù)為指標(biāo)，考察了不同鹽類濃度、處理時間對牦牛肉嫩化效果的影響，并進(jìn)行差異顯著性分析及單因變量多因素方差分析。不同鹽類在不同濃度，不同天數(shù)下對牦牛肉嫩化效果影響極顯著（p＜0.01），以及不同鹽類和濃度的交互作用對牦牛肉剪切力影響極顯著（p＜0.01），進(jìn)而確定了不同鹽類嫩化處理的牦牛肉樣的最佳條件為：CaCl2嫩化的最佳條件是濃度4%，處理2d；TSPP嫩化的最佳條件是濃度4%，處理1d；SDPP嫩化的最佳條件是濃度5%，處理3d；STPP嫩化的最佳條件是濃度4%，處理4d。

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Study on yak meat tenderizer processing conditions by different salts

YANG Min1，2，LIU Yang2，YANG Fu-min3，YANG Ji-tao2，ZHANG Yuan2
（1.Lanzhou Institute of Animal Science，CAAS Key Laboratory for Yak Genetics，Breeding&Reproduction Engineering of Gansu Province，Lanzhou 730050，China；2.College of Science，Gansu Agricultural University，Lanzhou 730070，China；3.College of Food Science and Engineering，Gansu Agricultural University，Lanzhou 730070，China）

Yak meat was selected as raw material and tenderized by calcium chloride，sodium pyrophosphate（TSPP），sodium dihydrogen pyrophosphate（SDPP）and sodium tripolyphosphate（STPP）.The Warner-Bratzle shear force and myofibrillar fragmentation index（MFI）were chose as indicator，the optimum tender treatment condition of four salts solution on yak meat were determined.Results showed that，the meat tenderizer effects of different salts in different concentration under different times on yak meat were significant（p＜0.01），the interaction between salts and concentration on sheer force of yak meat were significant（p＜0.01）.The best condition for tenderizer treatment on yak meat were calcium chloride concentration of 4%with two days，sodium pyrophosphate concentration of 4%with one day，sodium dihydrogen pyrophosphate concentration of 5%with 3d，sodium tripolyphosphate solution concentration of 3%with 4d.Results could provide references for yak meat industrially tenderizer processed.

Yak meat；tenderization；shearing force；myofibril fragmentation index

TS252.1

B

1002-0306（2014）08-0290-06

10.13386/j.issn1002-0306.2014.08.057

2013－08－27

楊敏（1981-），女，在讀博士，講師，研究方向：食品科學(xué)與技術(shù)。

甘肅省牦牛繁育工程重點(diǎn)實驗室開放課題資助項目。