牛肉的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及牛肉嫩化技術(shù)的研究進(jìn)展

蚌埠學(xué)院食品與生物工程學(xué)院 安徽蚌埠 233030

牛肉營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，味道鮮美，經(jīng)常吃牛肉，可以補(bǔ)氣養(yǎng)血，滋養(yǎng)益胃，利水消腫，強(qiáng)健肌肉和筋骨。在寒冬吃牛肉，可以暖胃。牛肉蛋白質(zhì)含量一般在20%以上，高于羊肉和豬肉。而牛肉的脂肪含量較低，在10%左右。牛肉中還富含B族維生素，如維生素B6、維生素B12，并且牛肉中所含礦物質(zhì)種類(lèi)也較齊全，如鈣、鋅、鐵等[1]。牛肉嫩度是指肉進(jìn)入口內(nèi)進(jìn)行咀嚼時(shí)所產(chǎn)生的感覺(jué)，其決定了肉的食用價(jià)值，它是由肌肉蛋白質(zhì)分子之間的相互作用力、肌肉中結(jié)締組織的分布、密度和性質(zhì)等因素共同控制的[2]。嫩度影響牛肉的質(zhì)量以及消費(fèi)者對(duì)牛肉及其制品的喜愛(ài)[3]。本文就牛肉的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及牛肉嫩化技術(shù)予以概述，并展望了其開(kāi)發(fā)應(yīng)用前景，旨在為牛肉食品的開(kāi)發(fā)應(yīng)用提供參考。

1 牛肉營(yíng)養(yǎng)價(jià)值概述

牛肉含有豐富的蛋白質(zhì)、維生素以及礦物質(zhì)。并且脂肪與膽固醇含量比其他肉類(lèi)要低，味道鮮美、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，可以提高機(jī)體的抗病能力，有多重功效[4]；牛肉可以補(bǔ)血和加快受傷組織恢復(fù)，促進(jìn)身體痊愈，所以受傷患者可以在膳食中適當(dāng)?shù)脑黾优Ｈ獾臄z入量；研究表明，牛肉具有抑制癌細(xì)胞病變的活性成分，因此常吃牛肉可以防癌；牛肉中蛋白質(zhì)含量豐富并且種類(lèi)較多，與人體所需的蛋白質(zhì)構(gòu)成相近，所以可為人體提供充足的能量。牛肉的蛋白質(zhì)含量遠(yuǎn)高于豬肉的蛋白質(zhì)含量，但脂肪和膽固醇的含量低于豬肉，因此減肥人群、高血壓人群等較適宜食用牛肉，在日常消費(fèi)中，可以適當(dāng)減少豬肉的用量，增加牛肉的含量。牛肉中所含的維生素B6，有助于治療口腔潰瘍以及預(yù)防糖尿病的作用；牛肉中所含的維生素B12有助于增強(qiáng)記憶力以及促進(jìn)碳水化合物、脂肪等代謝；牛肉中富含有鋅，有助于傷口和創(chuàng)傷的愈合、促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育以及增強(qiáng)人體免疫力；牛肉中含有的鎂則可加快胰島素合成代謝的速度，保護(hù)神經(jīng)，有助于預(yù)防糖尿??；牛肉中含有的鉀可以調(diào)節(jié)體內(nèi)酸堿平衡，防止泌尿系統(tǒng)發(fā)生病變[5]。

2 影響牛肉嫩度的因素

2.1 年齡對(duì)嫩度的影響

牛肉在不同年齡的牛之間差異很大。一般來(lái)說(shuō)，幼年牛肉嫩度比老年牛肉的嫩度高。盡管老年牛結(jié)締組織含量降低，但肌肉的內(nèi)源蛋白酶抑制劑活性較高，蛋白質(zhì)分子間相互作用力增大，膠原纖維含量下降，在加熱或酸堿條件下，膠原纖維發(fā)生收縮，肉的嫩度變小。因此，在正常情況下，老年牛肉的嫩度低于幼年牛肉的嫩度[6]。

2.2 基因型及生長(zhǎng)環(huán)境

牛的基因型會(huì)影響嫩度。不同品種牛的嫩度也會(huì)存在差別，但事實(shí)上環(huán)境因素也起到了很大作用，生長(zhǎng)在野外或者經(jīng)常放養(yǎng)的牛肉嫩度要低于圈養(yǎng)、很少放養(yǎng)的牛肉嫩度。肉的嫩度30%取決于基因型,而70%取決于其生長(zhǎng)環(huán)境。不同品種牛肉的嫩度差別等于或者稍低于相同品種的嫩度差別。所有牛肉品種中46%的嫩度受基因型影響，54%受環(huán)境因素影響。由研究結(jié)果可知，環(huán)境因素對(duì)牛肉嫩度的影響要高于基因型對(duì)牛肉嫩度的影響，因此，在牛的養(yǎng)殖過(guò)程中，可以選用嫩度高的基因型牛以及在適宜環(huán)境下對(duì)牛進(jìn)行飼養(yǎng)[7]。

2.3 烹調(diào)方法和加熱溫度

通過(guò)改變牛肉的烹調(diào)方法和加熱溫度，可以提高牛肉的嫩度。當(dāng)牛肉在烹飪過(guò)程中，采用煮、燜、燒等烹飪方法時(shí)，肉的嫩度要高于采用炒、炸、烤等方法。加熱可以使蛋白質(zhì)發(fā)生變性，從而影響嫩度。加熱溫度的差異也會(huì)對(duì)牛肉嫩度產(chǎn)生影響，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，控制加熱溫度分別為60℃及68℃，其他條件不變，研究表明，加熱溫度為60℃的牛肉嫩度更高。此外，烹調(diào)大理石紋少的肌肉時(shí)間短，而烹調(diào)大理石紋多的肌肉時(shí)間長(zhǎng)。當(dāng)牛肉的中心溫度在71～77℃時(shí)，達(dá)到最佳烹調(diào)溫度，此時(shí)牛肉口感最好[8]。

2.4 膠原蛋白

膠原蛋白是牛肉結(jié)締組織的重要組成部分，對(duì)肉的嫩度影響較大。通常情況下，肌肉中含有較多膠原蛋白的嫩度反而低，老齡牛肌肉中含有的膠原蛋白比幼年牛肌肉中含有的膠原蛋白多，嫩度卻低于幼年牛的肌肉嫩度。然而事實(shí)并非如此,實(shí)際上，膠原蛋白分子間的作用力大小決定了嫩度的高低[9]。HillF[10](1991)根據(jù)年齡大小把牛分為三組，分別為幼、中、老年組，再測(cè)它們膠原蛋白含量，由研究結(jié)果得出，中年組膠原蛋白含量低于幼年與老年組。由此可知，總膠原蛋白含量與牛的年齡大小沒(méi)有明顯關(guān)聯(lián)性，隨著牛歲數(shù)的增長(zhǎng)，膠原蛋白分子之間作用力增大，所以膠原蛋白結(jié)構(gòu)更加牢固,導(dǎo)致肉的嫩度降低[11]。

3 牛肉嫩化的方法

3.1 物理方法

3.1.1 機(jī)械嫩化法

指利用機(jī)械力使肉嫩化，其嫩化原理是通過(guò)外力，破壞肌纖維細(xì)胞及肌間結(jié)締組織，分離肌動(dòng)蛋白和肌球蛋白，使肉的結(jié)構(gòu)被破壞，保水性與黏著性增加，從而提高肉的嫩度[12]。機(jī)械嫩化法適用于嫩度低的肉，嫩化過(guò)程所需時(shí)間較長(zhǎng)，可提高20%～50%的嫩度。其可以分為滾揉嫩化法、重組嫩化法等。滾揉嫩化法是先將肉塊腌好，再進(jìn)行滾揉，破壞肌纖維，從而增強(qiáng)牛肉的系水力，來(lái)提高嫩度。重組嫩化法是先把肉切成小肉塊，然后與磷酸鹽和食鹽攪拌均勻至成型[13]。

3.1.2 超高壓技術(shù)嫩化法

在超高壓情況下，牛肉的肌球蛋白與肌動(dòng)蛋白之間的作用力減小，在環(huán)境溫度20℃的情況下，增加壓力可以使pH值上升，酸度增加使細(xì)胞膜中的結(jié)締組織發(fā)生軟化[14]；同時(shí)，溶酶體在高壓條件下發(fā)生破裂產(chǎn)生蛋白酶，導(dǎo)致肌纖維的結(jié)構(gòu)蛋白被分解。在這兩方面共同作用下，牛肉的嫩度增加。白艷紅[15](2004)等研究了超高壓下牛羊肌肉的感官特征、結(jié)構(gòu)和剪切力大小，以及這些因素對(duì)牛羊肌肉的嫩化作用。研究表明，在超高壓處理?xiàng)l件下，牛羊肌肉的剪切力都明顯降低，超高壓處理嫩化效果較好、作用均一，可以改善肉的風(fēng)味、色澤。

3.1.3 超聲波嫩化法

超聲波嫩化目前研究較少，它是利用聲波對(duì)浸入水中需要嫩化的肉產(chǎn)生作用力，造成肌纖維斷裂，溶酶體破裂，導(dǎo)致可溶性蛋白濃度增加，組織結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。這個(gè)過(guò)程需要很短的時(shí)間就可以讓肉快速嫩化[16]。超聲波嫩化法是一項(xiàng)新型技術(shù),有安全、經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)，可以改善肉的口感、質(zhì)構(gòu)和持水力。

3.1.4 電刺激嫩化法

電刺激嫩化法的原理是利用電流對(duì)肉進(jìn)行刺激，導(dǎo)致肌纖維結(jié)構(gòu)被破裂，保水性增加，來(lái)提高肉的嫩度。電刺激加快了肉體內(nèi)發(fā)生的糖酵解反應(yīng)，使肉的pH值降低，促進(jìn)蛋白質(zhì)分解，使肉的嫩度提高[17]。電刺激嫩化法具有簡(jiǎn)單、高效的優(yōu)點(diǎn)，可以改善肉的外觀、肉色以及口感[18]。但由于電刺激嫩化法存在危險(xiǎn)性，所以使用較少。

3.2 化學(xué)方法

3.2.1 碳酸鹽嫩化法

所有碳酸鹽包括碳酸鈉及碳酸氫鈉等，嫩化方法是將其配制成溶液(1%～2%)，然后再注射到肉塊中，或者將需要嫩化的肉塊等放入溶液中。碳酸鹽溶液通常是堿性的，它可以提高肉的pH值，破壞肉的結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)持水性，從而使嫩度增加，并改善肉制品的色澤等，但是也會(huì)造成部分營(yíng)養(yǎng)流失[19]。

3.2.2 鹽酸半胱氨酸嫩化法

鹽酸半胱氨酸的嫩化原理是通過(guò)打下酶分子活性基團(tuán)的-SH基，使酶分子的結(jié)構(gòu)被破壞，激活解胱酶系統(tǒng)，促進(jìn)活性蛋白酶的釋放，肌肉中的部分蛋白質(zhì)被其水解，最終提高肉制品的嫩度[20]。

3.2.3 多聚磷酸鹽嫩化法

肉制品生產(chǎn)、加工中，加入多聚磷酸鹽可以抑制脂肪氧化，增加肉的嫩度，使口感極佳，提高切片性和保水性。嫩化方法是將其配制成溶液，然后注射到肉塊中。通常情況下添加量為0.125%～0.375%,少于0.5%。它的作用機(jī)理：多聚磷酸鹽呈堿性，可提高肉的PH值；使肌球蛋白的溶解性增加；增大蛋白質(zhì)靜電斥力；促進(jìn)肌動(dòng)球蛋白解離。這種方法可以明顯改善肉的質(zhì)構(gòu)[21]。

3.3 生物方法

3.3.1 內(nèi)源蛋白酶

內(nèi)源蛋白酶包含鈣激活酶與組織蛋白酶，鈣激活酶的嫩化效果較好，是一種中性蛋白酶，性質(zhì)穩(wěn)定，存在于肌纖維Z盤(pán)附近及肌質(zhì)網(wǎng)膜上?？梢苑纸饧≡w維蛋白[22]。其嫩化原理為：動(dòng)物被屠宰后，肌漿網(wǎng)結(jié)構(gòu)被破壞，鈣離子濃度上升，激活鈣激活酶,使z線發(fā)生裂解，釋放肌絲，分解肌原纖維蛋白，破壞其結(jié)構(gòu)，從而提高肉的嫩度[23]。

3.3.2 外源蛋白酶

嫩化肉類(lèi)的常用外源蛋白酶有植物性蛋白酶(無(wú)花果蛋白酶、菠蘿蛋白酶、木瓜蛋白酶等)、微生物蛋白酶(根酶蛋白酶、米曲蛋白酶、枯草桿菌的堿性蛋白酶等)、動(dòng)物性蛋白酶(胰蛋白酶)等幾類(lèi)[24]。這些酶的性質(zhì)穩(wěn)定，其中植物性蛋白酶的嫩化效果較好。外源蛋白酶可以分解膠原和纖維蛋白，破壞空間結(jié)構(gòu)，增加肉的保水性，從而使嫩度提高，可以改善肉制品的風(fēng)味和口感[25]。目前，木瓜蛋白酶是市場(chǎng)中的主要嫩化劑種類(lèi)。其嫩化原理是通過(guò)使蛋白質(zhì)分子發(fā)生水解，來(lái)改善牛肉的嫩度[26]。并且，生姜蛋白酶由于其價(jià)格較低而引起國(guó)內(nèi)外研究者的關(guān)注。也有從一些細(xì)菌和真菌中提取的酶，如枯草芽孢桿菌蛋白酶、鏈霉親和素和水解蛋白酶等，這些酶中許多都具有水解蛋白質(zhì)的功能，可以提高肉的嫩度。總的來(lái)說(shuō)，外源蛋白酶具有安全、衛(wèi)生的優(yōu)點(diǎn)，可以改善牛肉的嫩度、口感以及減少營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的流失[27]。

3.3.3 激素嫩化法

激素嫩化法的嫩化方法是在牛被屠宰之前，向身體內(nèi)注射適量的激素類(lèi)制劑例如腎上腺素、胰島素等。通過(guò)注射激素，可以加快糖代謝速度，使肉中糖原和乳酸含量保持在較低水平，提高了肉的pH值，使肌球蛋白數(shù)量增加，提高肉的嫩度[28]。

4 展望

牛肉具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，其食物價(jià)值的好處受到越來(lái)越多人的重視。由于人們對(duì)牛肉品質(zhì)的重視，牛肉嫩化也愈發(fā)重要。牛肉嫩化方法較多，但是一些嫩化方法并不適用于商業(yè)化生產(chǎn)，所以應(yīng)當(dāng)不斷研究和完善；生產(chǎn)加工過(guò)程中需要從實(shí)際出發(fā)，確定合適嫩化方法，通過(guò)物理、生物、化學(xué)方面對(duì)肉的嫩化，提高牛肉價(jià)值，推進(jìn)牛肉市場(chǎng)蓬勃發(fā)展，滿足人們對(duì)牛肉口感和營(yíng)養(yǎng)的需求。