高壓加工技術(shù)對肉類嫩化的影響

姚慶偉 姚浩展 陳敏

摘 要：高壓技術(shù)可通過合適的壓力和溫度，降低剪切力，提高肉類嫩度和品質(zhì)，被廣泛應(yīng)用于肉類加工中。本文從正面和負(fù)面的影響來討論高壓加工技術(shù)對肉類嫩化的影響和其在肉類加工業(yè)的商業(yè)價值。

關(guān)鍵詞：高壓加工;肉類;嫩化品質(zhì)

嫩度是評價肉類品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。優(yōu)質(zhì)的肉類食品易被零售商和消費者所接受，具有更高的商業(yè)價值。通過肉類工業(yè)的新加工技術(shù)，可以將低等級的肉類加工成具有相似口感的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，節(jié)約肉類資源，利于肉類工業(yè)的發(fā)展。動物屠宰后，肉的嫩化過程開始，蛋白水解系統(tǒng)啟動，改變肌肉結(jié)構(gòu)，嫩化完成后，肉達(dá)到最佳的嫩度狀態(tài)，可供加工或食用。一般來說，傳統(tǒng)的肉類嫩化是由肌肉組織中的內(nèi)源性酶引起的，人工嫩化相比自然嫩化，能獲得更高品質(zhì)的肉類食品。新興的人工嫩化技術(shù)包括高壓技術(shù)[1]。SUN等研究表明，高壓處理的肉類嫩化效果受到多種因素的影響，如壓力值大小，溫度和肉的僵直期。過高的壓力值的會導(dǎo)致肉類剪切力升高，過低的溫度可能會減弱高壓嫩化的效果。高壓處理肉類不改變營養(yǎng)特性，可用于肉類的嫩化。本文從正面和負(fù)面的影響來討論高壓加工技術(shù)對肉類嫩化的影響和其在肉類加工業(yè)的商業(yè)價值。

1 高壓處理改善肉的嫩度

內(nèi)源性酶在肉的陳化和嫩化過程中起重要作用。鈣蛋白酶是嫩化過程中必需的蛋白酶。OKAMOTO等研究發(fā)現(xiàn)高壓能夠提高細(xì)胞質(zhì)液的鈣濃度，破壞肌質(zhì)網(wǎng)膜，促進(jìn)鈣蛋白酶的釋放，在100～200 MPa的壓力值下，可通過破壞溶酶體膜釋放組織蛋白酶到細(xì)胞質(zhì)液中。MACFARLANE等也發(fā)現(xiàn)高壓會促進(jìn)鈣蛋白酶激活，有利于破壞肉的肌纖維結(jié)構(gòu)。SIKES等發(fā)現(xiàn)在高壓下，肌肉組織中的ATP被立即消耗，肌原纖維延伸，使肌絲軟化，提高肉的嫩度。LOCKER等提出高壓能夠在嫩化過程中保持膠原蛋白的熱變性，提高肉的剪切力，得到更好的嫩度。此外，BUCKOW等發(fā)現(xiàn)高壓處理引起的肌肉蛋白結(jié)構(gòu)變化可導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性，促進(jìn)蛋白質(zhì)底物的水解。這些變化是由高壓處理的參數(shù)決定的，包括溫度、壓力和持續(xù)時間等。肌肉蛋白質(zhì)的破壞提高了肉的嫩度，適當(dāng)?shù)母邏号浜细邷赜欣谌獾哪刍?/p>

SUN和HOLLEY的研究表明高壓可能會引起酶失活，這取決于壓力值的大小。通常認(rèn)為，僵直期的肉在較低的壓力值下（小于200 MPa），有利于肉的嫩化。SIKES和WAENER發(fā)現(xiàn)當(dāng)壓力大于10 MPa時，鈣蛋白酶活性明顯下降，在300 MPa時被完全抑制。因此，適當(dāng)?shù)母邏耗茏屸}蛋白酶發(fā)揮更大的作用，有效促進(jìn)肉的嫩化。

研究人員探究了高壓技術(shù)和肉類嫩化之間的關(guān)系。MACFARLANE的研究表明，經(jīng)過高壓處理的肉類比通過口味面板和剪切值測試的對照組相比，有更高的柔韌性。MORTON等以去骨的牛肉作為樣品，進(jìn)行實驗得出，在175 MPa下處理僵直的牛腰肉3 min，或在250 MPa下處理2 min，都比空白對照的樣品嫩化效果好，并且在250 MPa下，牛肉樣品更嫩。與冷藏熟化完成的牛肉相比，實驗組樣品具有與其相似的嫩度，因此能節(jié)約熟化過程中所需的資源。在牛肉高壓處理中，NETO使用了100～400 MPa的壓力值，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在

100 MPa和200 MPa下處理牛肉樣品能明顯的提高牛肉嫩度。

MCARDLE等在高壓處理肉類的同時使用高溫，結(jié)果表明，能有效地提高高壓嫩化的效果。LEDWARD的研究表明高溫能促進(jìn)蛋白質(zhì)的水解作用，SIKES和WARNER也發(fā)現(xiàn)高溫能夠促進(jìn)肌球蛋白的溶解，及肌動蛋白的解聚合，這在肉的嫩化中發(fā)揮了關(guān)鍵的作用。對于僵直后期肉的嫩化，高溫可能是高壓處理中不可或缺的。RATCLIFF等的實驗說明，在30 ℃以下的高壓處理不能降低肉的剪切力。羊肉在40 ℃以下的高壓處理都不能顯著降低其剪切力，僅有經(jīng)過60 ℃高溫配合200 MPa高壓處理，才能夠顯著降低羊肉的剪切力。

2 高壓處理對肉的嫩度的負(fù)作用

DURANTON等發(fā)現(xiàn)在壓力值過大的情況下，高壓會對肉的嫩度產(chǎn)生負(fù)面影響。高壓力值處理降低了肉類的持水能力和嫩度。GROSSI等的研究中發(fā)現(xiàn)，豬肉樣品在過高壓力處理下，肉中的蛋白質(zhì)變性，之后高壓又引發(fā)了蛋白質(zhì)的聚合，最終導(dǎo)致豬肉樣品嫩度降低。肉中的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)變成小分子肽能提高肉的嫩度，而在肉中蛋白質(zhì)的聚合意味著嫩度的降低。另在MARCOS和MULLEN將牛肉在200 MPa、400 MPa、600 MPa的高壓、溫度20 ℃下，處理20 min，研究發(fā)現(xiàn)，肌纖維蛋白溶解度不隨壓力值變化，但當(dāng)壓力高于200 MPa時，肌漿蛋白溶解度隨壓力值的升高而降低。在高壓處理下，肉類分子間的二硫鍵或疏水相互作用導(dǎo)致肌漿蛋白溶解度降低，引起蛋白質(zhì)變性和聚集。因此，為了獲得肉類嫩化的最佳狀態(tài)，壓力值的選擇至關(guān)重要[2]。

目前多數(shù)高壓處理肉類的研究，證實了壓力值過高會降低肉類的嫩度。NETO等的研究指出，當(dāng)陳化后的牛肉經(jīng)過15 min，300 MPa的處理后，與未經(jīng)高壓處理的樣品相比，嫩度并沒有得到改善。且牛肉樣品在400 MPa壓力值下處理后，與對照組樣品相比，剪切力升高。DURANTON處理后豬肉的剪切力明顯高于未加高壓處理的豬肉，高壓處理降低了豬肉的嫩度。GROSSI等的研究結(jié)果與其一致，豬肉在600 MPa高壓下20～25 ℃處理6 min，顯著降低了實驗組樣品的嫩度。MCARDLE等也發(fā)現(xiàn)，用600 MPa加工僵直后期的牛肉，其剪切力要高于400 MPa處理的樣品。

3 高壓技術(shù)在肉加工產(chǎn)業(yè)的商業(yè)應(yīng)用

TONELLO表示若將高壓技術(shù)引入肉類嫩化的商業(yè)應(yīng)用中，需考慮高壓技術(shù)的關(guān)鍵因素，包括投資成本、運營成本和生產(chǎn)率，投資成本取決于高壓設(shè)備的容量，運行成本與壓力值、加工時間和溫度有關(guān)。SIKES和WARNER提出加工的肉類產(chǎn)品的容積效率決定了生產(chǎn)速率[3-5]。

新興的肉類人工嫩化技術(shù)，還包括高強度超聲和高壓均質(zhì)技術(shù)。XUE等研究指出，與高強度超聲和高壓均質(zhì)相比，高壓處理的雞胸肉顯著增加了肌纖維蛋白的溶解性，并且減少了蒸煮損失。因此，在肉類的嫩化上，高壓技術(shù)比高強度超聲和高壓均質(zhì)更有優(yōu)勢，更適合工業(yè)化的生產(chǎn)模式。

4 結(jié)語

高壓加工技術(shù)對肉類的嫩度有顯著作用，適當(dāng)?shù)膲毫筛纳迫忸惖哪鄱?，提高肉類品質(zhì)，而過高的壓力值則會使肉質(zhì)變硬，降低嫩度。肉類的嫩化效果，取決于參與嫩化過程的酶對肉中蛋白質(zhì)的作用，尤其是肌纖維蛋白和肌漿蛋白。與其他新興的肉類人工嫩化技術(shù)相比，高壓技術(shù)在肉類行業(yè)中占有優(yōu)勢，具有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

參考文獻(xiàn)

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