宰后放置時(shí)間對(duì)牛肉勻漿物熱誘導(dǎo)凝膠特性的影響

劉 萌,余小領(lǐng),王紫燕

(河南科技學(xué)院食品學(xué)院,河南新鄉(xiāng) 453003)

宰后放置時(shí)間對(duì)牛肉勻漿物熱誘導(dǎo)凝膠特性的影響

劉 萌,余小領(lǐng)*,王紫燕

(河南科技學(xué)院食品學(xué)院,河南新鄉(xiāng) 453003)

通過(guò)對(duì)宰后1、2、3、4、5d的牛肉勻漿物的可溶性蛋白質(zhì)濃度、凝膠的保水特性、凝膠強(qiáng)度及質(zhì)構(gòu)特性等指標(biāo)的測(cè)定,研究宰后放置不同時(shí)間對(duì)牛背最長(zhǎng)肌勻漿物熱誘導(dǎo)凝膠特性的影響。結(jié)果表明,勻漿物的蛋白質(zhì)濃度與凝膠保水性隨放置時(shí)間呈現(xiàn)相同的先降后升的變化趨勢(shì),而凝膠強(qiáng)度、脫水率、硬度、粘性與咀嚼性則呈現(xiàn)相反的先升后降趨勢(shì)。宰后放置時(shí)間較短時(shí)(1～3d),凝膠彈性呈現(xiàn)先升后降的顯著變化,當(dāng)放置較長(zhǎng)時(shí)間(≥4d),彈性值有所回升,但變化并不顯著。宰后放置較短時(shí)間(1～3d),內(nèi)聚性隨宰后時(shí)間的增加顯著降低,宰后放置較長(zhǎng)時(shí)間(≥4d),內(nèi)聚性增加并趨于穩(wěn)定。由此可知,宰后放置不同時(shí)間對(duì)牛肉勻漿物的凝膠特性影響較大,且各指標(biāo)隨宰后時(shí)間的變化趨勢(shì)存在明顯的相關(guān)性,可為凝膠類(lèi)肉制品生產(chǎn)的原料選擇提供理論依據(jù)。

牛肉勻漿物,凝膠特性,宰后放置時(shí)間

牛肉具有高蛋白質(zhì)、低脂肪、低膽固醇、營(yíng)養(yǎng)豐富、肉質(zhì)鮮美等特點(diǎn),是一種營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高的保健型肉食品,深受?chē)?guó)際國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的青睞[1-2]。隨著生活水平的提高,人們對(duì)牛肉的消費(fèi)需求量日益增加。肌肉蛋白質(zhì)形成熱誘導(dǎo)凝膠的特性是肉制品加工的重要特性,在很大程度上決定了肉糜類(lèi)和重組類(lèi)肉制品的質(zhì)地、外觀(guān)和出品率等[3]。肌肉蛋白質(zhì)凝膠的功能特性主要包括凝膠的保水性、凝膠強(qiáng)度和質(zhì)構(gòu)特性。其中,保水性影響肉制品的風(fēng)味、營(yíng)養(yǎng)成分、多汁性、嫩度等感官品質(zhì),與肉制品的出品率和經(jīng)濟(jì)效益關(guān)系密切。凝膠的質(zhì)構(gòu)特性和凝膠強(qiáng)度是考察肌肉蛋白質(zhì)凝固狀況的重要參數(shù)。肌肉蛋白質(zhì)形成凝膠的過(guò)程比較復(fù)雜,除受蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)特征和分子特征影響外,加工條件、環(huán)境因素及其它成分相互作用也會(huì)導(dǎo)致凝膠特性發(fā)生變化[4]。

目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于肌肉凝膠特性的報(bào)道很多,大多致力于研究凝膠的形成機(jī)理[5-6]以及凝膠特性的影響因素(如肌肉類(lèi)型[7]、pH[8-9]、溫度[10]、離子強(qiáng)度[11]、多聚磷酸鹽[12]等)。這些研究往往將肌肉提取分成若干成分,單獨(dú)進(jìn)行成膠實(shí)驗(yàn),或者依據(jù)溶解特性將蛋白(如鹽溶蛋白)提取出來(lái)進(jìn)行單獨(dú)的凝膠實(shí)驗(yàn),而對(duì)宰后時(shí)間沒(méi)有限制,導(dǎo)致不同的研究者得到的結(jié)論有很大差異。有報(bào)道指出,肉的成熟程度影響凝膠特性[13],我們的前期研究也發(fā)現(xiàn),宰后不同時(shí)間豬肉勻漿物凝膠特性差異顯著[3]。然而大多研究關(guān)注的是宰后成熟對(duì)牛肉食用品質(zhì)的影響,關(guān)于宰后放置時(shí)間對(duì)牛肉凝膠特性的影響研究鮮見(jiàn)報(bào)道。因此,本實(shí)驗(yàn)以牛背最長(zhǎng)肌為原料,研究宰后放置不同時(shí)間牛肉勻漿物的可溶性蛋白質(zhì)濃度、凝膠的保水特性、凝膠強(qiáng)度及質(zhì)構(gòu)特性等指標(biāo)的變化趨勢(shì),探討宰后放置時(shí)間對(duì)牛肉勻漿物凝膠特性的影響,以期為凝膠類(lèi)肉制品生產(chǎn)的原料選擇提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

選擇常規(guī)屠宰工藝屠宰后的牛胴體(河南新鄉(xiāng)衛(wèi)輝市世魁清真肉業(yè)有限公司提供),在屠宰后45min內(nèi)從胴體上分割兩條背最長(zhǎng)肌作為實(shí)驗(yàn)材料。剔除可見(jiàn)脂肪和結(jié)締組織,將每條牛背最長(zhǎng)肌分割成質(zhì)量為(100±5)g的小肉塊若干份,在0～4℃條件下貯存。然后分別于宰后1、2、3、4、5、6d取樣,進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)的測(cè)定。

牛血清白蛋白 購(gòu)自北京奧博星生物技術(shù)有限公司；氯化鈉、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、無(wú)水硫酸銅、四水合酒石酸鉀納、氫氧化鈉、鹽酸(分析純) 購(gòu)自天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；TA XT-Plus型質(zhì)構(gòu)分析儀 英國(guó)Stable Micro System公司；3-18K型冷凍離心機(jī)德國(guó)SIGMA公司；Ultra Turrax T25數(shù)顯型高速分散機(jī) 德國(guó)IKA公司；WFJ7200型分光光度計(jì) 尤尼科上海儀器有限公司；DELTA320型pH計(jì) 梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司；BS223S型電子分析天平 上海天平儀器廠(chǎng)；HH-4型數(shù)顯恒溫水浴鍋 常州國(guó)華電器有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 肌肉勻漿物的制備 參照Lesiów等[14]的方法制備勻漿物,并稍作改動(dòng)如下:將肉樣剪碎,準(zhǔn)確稱(chēng)量后加入3倍體積0.67mol/L的NaCl溶液,并進(jìn)行勻漿處理(8000r/min,3×20s),再用0.1mol/L HCl或NaOH將勻漿物的pH調(diào)整到6.33,然后將勻漿物分裝到50mL離心管中,在0～4℃冰箱中靜置過(guò)夜,取上清液進(jìn)行蛋白質(zhì)濃度的測(cè)定。

1.2.2 可溶性蛋白含量的測(cè)定 采用雙縮脲法[15]測(cè)定蛋白濃度。

1.2.3 熱誘導(dǎo)凝膠的制備 參照王祎娟[3]的方法制備凝膠,并加以改進(jìn)如下:將制備好的牛肉勻漿物從冰箱取出,置于恒溫水浴鍋中加熱,以1℃/min的速率從30℃梯度上升至70℃,并在70℃保溫30min,取出離心管冰浴條件下保溫1h即得凝膠,然后置于0～4℃條件下貯存?zhèn)溆?。測(cè)定指標(biāo)前將凝膠從冰箱取出,在室溫下放置30min后再進(jìn)行凝膠脫水率、保水性、凝膠強(qiáng)度及質(zhì)構(gòu)特性的測(cè)定。

1.2.4 凝膠脫水率(Purge Loss)測(cè)定 將凝膠從4℃冰箱取出,準(zhǔn)確稱(chēng)量后,用濾紙吸出凝膠滲出的水分,記錄除水前后離心管與凝膠的總重以及空離心管的重量,按照公式(1)計(jì)算凝膠脫水率。每個(gè)樣品測(cè)定6個(gè)重復(fù)。

式中:W1為除水后凝膠和離心管總重；W2為除水前凝膠和離心管總重；W為離心管重。

1.2.5 凝膠保水性測(cè)定 參照Kocher等的離心法[16]測(cè)定凝膠的保水性(WHC,waterholdingcapacity)。將制備好的凝膠準(zhǔn)確稱(chēng)重后,于4℃條件下以8000r/min離心10min,用濾紙吸出多余的水分,記錄離心前后離心管與凝膠的總重以及空離心管的重量。按照公式(2)計(jì)算凝膠保水性。每個(gè)樣品測(cè)定6個(gè)重復(fù)。

式中:W1為離心后凝膠和離心管總重,g；W2為離心前凝膠和離心管總重,g；W為離心管重,g。

1.2.6 凝膠強(qiáng)度(GelStrength)測(cè)定 參考簡(jiǎn)華君[17]的方法并作稍加修改。測(cè)量參數(shù)設(shè)定:探頭型號(hào):P/0.5R,測(cè)前速率1.0mm/s,測(cè)試速率0.5mm/s,測(cè)后速率1.0mm/s,穿刺測(cè)試距離8mm,感應(yīng)力5g。然后用質(zhì)構(gòu)儀自帶的軟件進(jìn)行分析并計(jì)算凝膠強(qiáng)度(g)。每個(gè)處理測(cè)定6個(gè)重復(fù)。

1.2.7 凝膠質(zhì)構(gòu)特性測(cè)定 參考Kristensen[18]的方法并稍加修改,采用TAXT-PLUS質(zhì)構(gòu)儀的TPA模式對(duì)牛肉勻漿物凝膠的質(zhì)構(gòu)特性進(jìn)行測(cè)定。測(cè)量參數(shù)設(shè)定:探頭型號(hào):P/0.5R,測(cè)前速率2.0mm/s,測(cè)試速率1.0mm/s,測(cè)后速率2.0mm/s,穿刺測(cè)試距離10mm,感應(yīng)力5g。每個(gè)處理測(cè)定6個(gè)重復(fù)。各質(zhì)構(gòu)參數(shù)及定義如下:

硬度(Hardness):樣品達(dá)到一定形變所必須的力,指第一次穿沖樣品時(shí)的壓力峰值,g。

彈性(Springiness):變形樣品在去除變形力后恢復(fù)到變形前的條件下的高度或體積比率,表示為第二次穿刺的測(cè)量高度同第一次測(cè)量高度的商值。

內(nèi)聚性(Cohesiveness):指樣品抵御第二次穿刺變形而相對(duì)于第一次探頭穿刺的程度,表示為第二次穿刺的用功面積除以第一次的用功面積的商值。

粘性(Gumminess):該值模擬表示將半固體樣品破裂成吞咽時(shí)的穩(wěn)定狀態(tài)所需的能量,表示為(硬度×內(nèi)聚性),g。

咀嚼性(Chewiness):該值模擬表示將半固體樣品咀嚼成吞咽時(shí)的穩(wěn)定狀態(tài)所需的能量,表示為(硬度×內(nèi)聚性×彈性),g。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

所有實(shí)驗(yàn)均做6次平行實(shí)驗(yàn),結(jié)果表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差。采用SPSS20.0統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行描述性分析、方差分析和多重比較,并采用Origin7.5軟件繪圖。

2 結(jié)果與討論

2.1 宰后放置時(shí)間對(duì)肌肉勻漿物中可溶性蛋白質(zhì)濃度的影響

不同宰后時(shí)間牛肉勻漿物中可溶性蛋白質(zhì)濃度變化見(jiàn)圖1。

圖1 宰后放置時(shí)間對(duì)牛肉勻漿物可溶性蛋白質(zhì)濃度的影響Fig.1 Effect of postmortem chilling time on the soluble protein concentration of beef homogenate注：標(biāo)有不同字母表示差異顯著(p<0.05)。

由圖1可知,隨著宰后時(shí)間的延長(zhǎng),勻漿物中可溶性蛋白質(zhì)濃度呈先降后升的趨勢(shì)。宰后第1d肌肉勻漿物的蛋白質(zhì)濃度達(dá)到最大值,為5.11mg/mL；宰后第3d達(dá)到最低值,為4.25mg/mL。其中,宰后第1d與第3d、第5d與第3d的蛋白質(zhì)濃度差異顯著(p<0.05),其余差異不顯著。蛋白質(zhì)溶解度隨宰后時(shí)間的變化規(guī)律可能與肌肉的宰后變化密切相關(guān),宰后早期肌肉中乳酸的積累導(dǎo)致pH下降,肌肉中的酸性環(huán)境會(huì)導(dǎo)致肌肉蛋白變性,從而引起其溶解度下降。進(jìn)入成熟期后,肌肉中許多酶類(lèi)對(duì)某些蛋白質(zhì)有分解作用,使肽鏈解離,游離氨基酸和鹽基氮類(lèi)含氮物增加,可溶性蛋白質(zhì)含量增加[19]。

2.2 宰后放置時(shí)間對(duì)凝膠的保水特性的影響

不同宰后時(shí)間牛肉勻漿物凝膠的保水特性(脫水率與保水性)的變化趨勢(shì)見(jiàn)表1。

表1 宰后不同時(shí)間對(duì)牛肉勻漿物凝膠保水特性的影響Table 1 Effect of postmortem chilling time on the water holding capacity of beef homogenate gelation

注:數(shù)值表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差(n=6),每行上標(biāo)不同字母者差異顯著(p<0.05)。

凝膠脫水率作為凝膠重要的功能特性之一,是衡量凝膠水分截留程度的變量[4],與凝膠肉制品加工密切相關(guān)。由表1可知,隨著宰后時(shí)間的延長(zhǎng),凝膠脫水率呈先升后降的趨勢(shì),其中第3d達(dá)到最大值,為32.22%。由多重比較結(jié)果可知,宰后第2～4d的脫水率差異不顯著,但顯著高于第1d和第5d的脫水率(p<0.05),而后者差異不顯著。

保水性是考察凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)保持水分的能力,由表1可知,宰后不同時(shí)間對(duì)凝膠保水性有顯著影響。凝膠保水性隨宰后時(shí)間的增加呈現(xiàn)先降后升的趨勢(shì),宰后第1d達(dá)到最大值,為47.33%；在第3d達(dá)到最小值,為36.13%,其中,除了宰后第2d與第4d差異不顯著外,其余均差異顯著(p<0.05)。蛋白凝膠中的水分主要是通過(guò)蛋白水合作用和毛細(xì)管作用束縛在凝膠網(wǎng)絡(luò)中的,宰后放置較短時(shí)間時(shí),肌肉中可溶性蛋白質(zhì)濃度的下降引起蛋白質(zhì)水合作用和毛細(xì)管作用下降,隨著凝膠網(wǎng)絡(luò)中空隙的增多,凝膠的保水力顯著降低[20]。進(jìn)入成熟期后,蛋白質(zhì)濃度增加,凝膠保水性隨之增加。

肌肉凝膠保水特性的變化規(guī)律與蛋白濃度呈現(xiàn)出極大的相關(guān)性,宰后初期(1～3d),肌肉勻漿物的蛋白質(zhì)濃度隨宰后時(shí)間呈現(xiàn)下降趨勢(shì),凝膠的保水性也隨之降低,而凝膠的脫水率增加；當(dāng)放置較長(zhǎng)時(shí)間時(shí)(≥4d),蛋白質(zhì)濃度隨宰后時(shí)間呈現(xiàn)上升趨勢(shì),凝膠保水性也隨之增加,脫水率降低。Xiong[21]等的研究表明,蛋白質(zhì)濃度的增加能夠提高凝膠的保水性。徐幸蓮等[22]在研究蛋白質(zhì)濃度、pH、離子強(qiáng)度對(duì)兔骨骼肌肌球蛋白熱凝膠特性的影響時(shí)也得到相同結(jié)論。

2.3 宰后放置時(shí)間對(duì)凝膠強(qiáng)度的影響

不同宰后時(shí)間牛肉勻漿物凝膠強(qiáng)度的變化趨勢(shì)見(jiàn)圖2。

圖2 宰后放置時(shí)間對(duì)牛肉勻漿物凝膠強(qiáng)度的影響Fig.2 Effect of postmortem chilling time on the gel strength of beef homogenate

與凝膠脫水率的結(jié)果相似,肌肉勻漿物的凝膠強(qiáng)度隨宰后時(shí)間整體呈現(xiàn)先升后降的變化趨勢(shì)(見(jiàn)圖2)。由圖2可知,宰后放置時(shí)間對(duì)凝膠強(qiáng)度影響顯著。宰后放置較短時(shí)間內(nèi)(1～3d),凝膠強(qiáng)度隨宰后時(shí)間的增加而顯著增大(p<0.05),由第1d的24.74g增加至32.21g。當(dāng)放置時(shí)間較長(zhǎng)(≥4d)時(shí),隨著宰后時(shí)間的延長(zhǎng),凝膠強(qiáng)度逐漸降低,但差異并不顯著(p>0.05)。這可能是由于肉在宰后成熟過(guò)程中,肌球蛋白的重鏈發(fā)生了有限的蛋白分解作用,從而引起蛋白質(zhì)凝膠強(qiáng)度降低[23]。

2.4 宰后放置時(shí)間對(duì)凝膠質(zhì)構(gòu)特性的影響

不同宰后時(shí)間牛肉勻漿物熱誘導(dǎo)凝膠質(zhì)構(gòu)特性的變化趨勢(shì)見(jiàn)圖3。

圖3 宰后放置時(shí)間對(duì)牛肉勻漿物凝膠質(zhì)構(gòu)特性的影響Fig.3 The effect of postmortem chilling time on the texture properties of beef homogenate gelation注:a：宰后放置時(shí)間對(duì)凝膠硬度的影響； b：宰后放置時(shí)間對(duì)凝膠彈性的影響； c：宰后放置時(shí)間對(duì)凝膠內(nèi)聚性的影響； d：宰后放置時(shí)間對(duì)凝膠粘性的影響； e：宰后放置時(shí)間對(duì)凝膠咀嚼性的影響。

硬度是蛋白凝膠最重要的功能特性之一,凝膠的彈性、內(nèi)聚性、粘性及咀嚼性也影響著凝膠的功能特性。由圖3的結(jié)果可知,宰后放置時(shí)間對(duì)肌肉勻漿物凝膠的質(zhì)構(gòu)特性有顯著影響。隨著宰后時(shí)間的增加,凝膠的硬度、粘性和內(nèi)聚性均呈現(xiàn)規(guī)律性的先上升后下降趨勢(shì),于宰后第2d達(dá)到最大,分別為74.38、41.25、33.50g。宰后放置時(shí)間較短時(shí)(1～3d),彈性呈現(xiàn)先升后降的顯著變化(p<0.05),當(dāng)放置較長(zhǎng)時(shí)間(≥4d),彈性值有所回升,但變化并不顯著(p>0.05)。而凝膠內(nèi)聚性的變化趨勢(shì)與凝膠彈性相反,宰后放置較短時(shí)間(1～3d),內(nèi)聚性隨宰后時(shí)間的增加顯著降低(p<0.05),由第1d的0.55降低至0.35(第3d),最后趨于穩(wěn)定(p>0.05)。

肌肉蛋白質(zhì)凝膠特性不僅與肉制品的感官品質(zhì)和加工工程的關(guān)系十分密切,同時(shí)也受形成凝膠的蛋白質(zhì)濃度和蛋白質(zhì)組分的影響[24]。蛋白質(zhì)的溶解是形成凝膠的前提條件,它可以反映蛋白質(zhì)分子在不同環(huán)境條件和加工時(shí)的變化,可溶性蛋白含量的提高會(huì)導(dǎo)致凝膠特性的增強(qiáng)[25]。肌肉勻漿物凝膠的質(zhì)構(gòu)特性也呈現(xiàn)出與蛋白質(zhì)濃度極大的相關(guān)性。宰后初期,勻漿物的蛋白質(zhì)濃度較高,因此宰后初期凝膠的硬度、內(nèi)聚性、粘性和咀嚼性明顯高于后三天的。而肉在成熟過(guò)程中,隨著游離肌球蛋白向肌動(dòng)球蛋白轉(zhuǎn)化,凝膠硬度也發(fā)生改變,肌球蛋白的成絲能力逐漸喪失,形成的凝膠強(qiáng)度降低。

3 結(jié)論

宰后放置時(shí)間對(duì)肌肉勻漿物的蛋白質(zhì)濃度以及凝膠特性均有顯著影響,各指標(biāo)隨著宰后時(shí)間整體呈現(xiàn)規(guī)律性的變化趨勢(shì)。其中蛋白濃度與凝膠保水性隨宰后時(shí)間呈現(xiàn)先降后升的變化趨勢(shì),在宰后第3d達(dá)到最小值；凝膠強(qiáng)度、脫水率、硬度、粘性與咀嚼性則呈現(xiàn)先升后降趨勢(shì),凝膠的硬度、粘性與咀嚼性第2d達(dá)到最大,而凝膠強(qiáng)度和脫水率則是第3d達(dá)到最大。在宰后1～3d,凝膠彈性呈現(xiàn)先升后降的顯著變化,內(nèi)聚性隨宰后時(shí)間的增加顯著降低；宰后4～5d彈性值和內(nèi)聚性趨于穩(wěn)定。

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Effect of postmortem chilling time on theheat-induced gelation properties of beef homogenate

LIU Meng,YU Xiao-ling*,WANG Zi-yan

(Department of Food Science and Technology,Henan Institute of Science and Technology,Xinxiang 453003,China)

In this paper,the soluble protein concentration of homogenate,the water holding capacity and texture properties of gelation and gel strength were measured to study the effect of postmortem chilling time(1,2,3,4,5d)on the heat-induced gelation properties of beef homogenate. The results showed that the postmortem chilling time influenced significantly on protein concentration,dehydration rate,water retention,hardness,springiness,cohesiveness,gumminess,chewiness of gelation and gel strength,respectively. As the postmortem chilling time prolonged,the protein concentration and the water retention firstly decreased and then increased,while the dehydration rate,hardness,gumminess and chewiness changed conversely. The springiness fall down after it ascended firstly in the first three days,then increased,but the recovery was not significant. The cohesiveness decreased significantly in the first three days,increased then and finally got stabilized. In conclusion,there existed significant effect of postmortem chilling time of fresh beef on protein concentration and gelation properties and the effect existed obvious interaction,which will provide a theoretical basis for the selection of raw material of gelation meat products.

beef homogenate;gelation properties;postmortem chilling time

2014-04-16

劉萌(1988-),女,碩士研究生,主要研究方向:肉品質(zhì)量控制。

*通訊作者:余小領(lǐng)(1973-),女,博士,副教授,主要研究方向:肉品質(zhì)量控制。

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31101310)；河南省高?？萍紕?chuàng)新人才支持計(jì)劃項(xiàng)目(2011HASTIT024)；河南省高?？萍紕?chuàng)新團(tuán)隊(duì)支持計(jì)劃資助(13IRTSTHN006)。

TS251.1

A

1002-0306(2015)03-0086-05

10.13386/j.issn1002-0306.2015.03.009