木瓜蛋白酶處理對牛肉品質(zhì)影響的研究

白玲燕

（北京可佳食品配料有限公司，北京 100176）

牛肉蛋白質(zhì)豐富，脂肪含量少，營養(yǎng)豐富、風味獨特、味道鮮美，民間傳言常吃牛肉可以改善人們的體質(zhì)，能提高機體抗病能力。嫩化和賦味增香為牛肉加工兩大問題。通常牛肉嫩化策略有機械嫩化、滾揉嫩化、排酸嫩化、化學法嫩化和生物法嫩化等。在牛肉加工中還可以使用添加劑來改善肉品的質(zhì)構(gòu)，比如添加木瓜蛋白酶、復合磷酸鹽等。木瓜蛋白酶為含疏基肽鏈內(nèi)切酶，在酸性、中性、堿性環(huán)境下均能分解蛋白的酶[1]，能適當降解結(jié)締組織、膠原蛋白及彈性蛋白，具有增脆、化渣、保水和潤色等作用。本文以質(zhì)構(gòu)特性和感官品質(zhì)為指標，考察木瓜蛋白酶對牛肉嫩化的影響，進一步控制牛肉質(zhì)構(gòu)化條件，使處理過的牛肉消化吸收營養(yǎng)品質(zhì)更高，從而提高食用者的機體抗病能力。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器設備

牛肉（市售）、木瓜蛋白酶、復合磷酸鹽、五香料液；電磁爐、蒸鍋、冰箱、電子天平、電子分析天平、電熱恒溫水浴鍋、燒杯（50 mL）、玻璃棒、保鮮膜、刀、砧板、吸管、量筒（50 mL）。

1.2 試驗方法

1.2.1 牛肉嫩化和腌制

牛肉100 g，五香料液20 mL，鹽29 g，味精0.59 g，黃酒2 mL，醬油1 mL，醋1 mL，姜0.59 g，添加不同量的木瓜蛋白酶，將以上腌制材料和嫩化的木瓜蛋白酶充分溶解，并水浴加熱到對應的不同處理溫度備用。

1.2.2 嫩化溫度不同對牛肉品質(zhì)的影響

添加1.5 mg/kg的木瓜蛋白酶，嫩化時間3 h，蒸煮時間30 min，添加磷酸鹽0.15 g，在其他工藝條件不變的條件下，針對不同的嫩化溫度（40 ℃、45 ℃、50 ℃、55 ℃、60 ℃和65 ℃）進行試驗，研究嫩化溫度對牛肉感官品質(zhì)和質(zhì)構(gòu)的影響。

1.2.3 嫩化時間不同對牛肉品質(zhì)的影響

添加1.5 mg/kg的木瓜蛋白酶，嫩化反應溫度50 ℃，蒸煮時間30 min，添加磷酸鹽0.15 g，在其他處理條件相同情況下，嫩化處理不同時間（2 h、3 h、4 h、5 h、6 h和7 h），研究嫩化處理時間對牛肉質(zhì)構(gòu)特性和感官品質(zhì)的影響。

1.2.4 磷酸鹽的添加量對牛肉保水品質(zhì)的影響

添加1.5 mg/kg的木瓜蛋白酶，嫩化反應溫度50 ℃，嫩化時間4 h，蒸煮時間30 min，其他處理條件相同，以不同的磷酸鹽的添加量（0.11 g、0.13 g、0.15 g、0.17 g、0.19 g和0.21 g）進行嫩化處理，研究磷酸鹽的添加量對牛肉質(zhì)構(gòu)特征和感官品質(zhì)的影響。

1.2.5 蒸煮處理時間對質(zhì)構(gòu)特性和感官品質(zhì)的影響

嫩化處理溫度50 ℃，木瓜蛋白酶添加量1.5 mg/kg，嫩化時間4 h，添加磷酸鹽0.17 g，在其他處理條件相同情況下，以不同的蒸煮時間（30 min、35 min、40 min、45 min、50 min和55 min）進行嫩化處理，研究蒸煮時間對牛肉質(zhì)構(gòu)特性和感官品質(zhì)的影響。

1.2.6 牛肉的TPA測定方法

TPA全質(zhì)構(gòu)分析將牛肉樣品切成厚約5 cm的塊狀，置于質(zhì)構(gòu)儀探頭下，分析其樣品質(zhì)構(gòu)。使用探頭P/50，試驗前速2.0 mm/s，試驗速度10.0 mm/s，返回速度10.0 mm/s，測試距離30 mm。

1.2.7 牛肉的感官評定標準

牛肉感官評價標準見表1。

2 結(jié)果與分析

2.1 木瓜蛋白酶添加量對牛肉硬度和感官品質(zhì)的影響

在嫩化溫度55 ℃條件下嫩化處理3 h，考察木瓜蛋白酶不同添加量的影響，其中木瓜蛋白酶的酶活力為800 000 U/g，結(jié)果如表2所示。隨著木瓜蛋白酶添加量的增加，牛肉的硬度呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢，這說明牛肉中的結(jié)締組織、彈性蛋白以及結(jié)構(gòu)較復雜的膠原蛋白等，在木瓜酶的作用下進行了不同程度的降解，牛肉中的肌纖維結(jié)構(gòu)在一定的程度上受到了破壞，溶解性和保水性提升，使牛肉的嫩度提高，到達提高適口性的效果。但是隨著木瓜蛋白酶添加量進一步上升，水解活性增強，牛肉的感官品評分呈現(xiàn)下降趨勢，可能是因為添加量過多而使蛋白質(zhì)過分水解，生成了低分子小肽氨基酸類小分子物質(zhì)。這些物質(zhì)很容易被微生物利用，導致牛肉腐敗變質(zhì)加速，影響牛肉的貯藏，而且肉質(zhì)過度軟化，使得保水性降低，營養(yǎng)品質(zhì)也劣變，牛肉的感官品質(zhì)受到影響而且產(chǎn)品得率也降低。另外，據(jù)報道在使用木瓜蛋白酶時應該進行酶的活化，如加入一定量的復合磷酸鹽，可以增加外源性Ca2+，使得Ca2+濃度升高，增強木瓜蛋白酶活性[2]。

表2 木瓜蛋白酶添加量對牛肉嫩化品質(zhì)的影響

2.2 木瓜蛋白酶在不同的嫩化溫度下對牛肉品質(zhì)的影響

考察不同嫩化溫度對牛肉質(zhì)構(gòu)特征和感官品質(zhì)的影響，木瓜蛋白酶添加按上面試驗最佳結(jié)果1.5 mg/kg，嫩化處理時間選擇為3 h，其他加工條件保持不變，嫩化試驗結(jié)果如表3所示。隨著木瓜蛋白酶處理溫度的提升，在一定程度上，牛肉的嫩化效果呈現(xiàn)升高的趨勢，溫度超過50 ℃后，嫩化速度又開始呈現(xiàn)逐漸降低趨勢。可以推測，因為木瓜蛋白酶屬于分解蛋白質(zhì)的酶類，有最適酶反應溫度，由表3數(shù)據(jù)結(jié)果可以得出，在嫩化溫度為40～50 ℃時，牛肉的硬度隨著溫度的升高而逐漸下降，木瓜蛋白酶嫩化效果十分明顯；當嫩化溫度大于50 ℃時，牛肉的硬度反而升高。由表3可以看出，在溫度為50 ℃時得到的感官品評得分最高，由此可見，木瓜蛋白酶處理牛肉最佳嫩化溫度為50 ℃，在此溫度條件下，牛肉的嫩化保水效果較好，可以取得較為合適的硬度和較佳的感官評分。

表3 木瓜蛋白酶的嫩化溫度對牛肉品質(zhì)的影響

2.3 木瓜蛋白酶在不同的嫩化時間下對牛肉品質(zhì)的影響

由前面單因素試驗明確木瓜蛋白酶添加量1.5 mg/kg，處理溫度為50 ℃，保持其他工藝條件不變，研究不同嫩化時長對牛肉質(zhì)構(gòu)特征和感官品質(zhì)的影響，試驗結(jié)果見表4。

由表4發(fā)現(xiàn)，隨著木瓜蛋白酶處理時間的延長，牛肉嫩化效果呈現(xiàn)隨著時間先增加而后逐漸降低的趨勢。牛肉嫩化是一定程度的水解，酶解一定程度上會破壞肌纖維細胞及其肌間結(jié)締組織，分離肌動蛋白和肌球蛋白，破壞肉的原有結(jié)構(gòu)，改變保水性和黏著性[3-6]。木瓜蛋白酶嫩化有最適反應時間，從表4可知，嫩化時間為2～4 h時，硬度隨著嫩化時間的增加而逐漸下降，木瓜蛋白酶嫩化效果十分明顯，當時間大于5 h時，硬度升高。在嫩化時間為4 h時，得到的感官品評得分最高，由此可見，木瓜蛋白酶的最佳嫩化時間是4 h，在此條件下牛肉的嫩化最好，可以取得最佳的品評效果。

表4 木瓜蛋白酶的嫩化時間對牛肉品質(zhì)的影響

2.4 磷酸鹽添加量對牛肉質(zhì)構(gòu)和感官品質(zhì)的影響

嫩化溫度為50 ℃，嫩化時間4 h，添加木瓜蛋白酶

1.5 mg/kg，其他條件不變，添加不同量的磷酸鹽，進行試驗，研究磷酸鹽添加量對牛肉質(zhì)構(gòu)和感官品質(zhì)的影響，結(jié)果見表5

由表5發(fā)現(xiàn)，隨著磷酸鹽的量的增加，在0.11～0.17 g時，牛肉的嫩化程度呈現(xiàn)先增加后降低的現(xiàn)象，稍有嫩化效果，但是變化幅度不大；添加量超過0.17 g后，嫩化速度逐漸降低。磷酸鹽的使用，可以增加肉制品的保水性，改善肉品的嫩度。磷酸鹽是具有緩沖作用的堿性物質(zhì)，可以提高肉制品的pH，并且可以通過協(xié)助肌球蛋白和肌動蛋白溶解以及提高肉制品的保水性來改善嫩度[7-10]。牛肉的硬度隨著磷酸鹽添加量增加而逐漸下降，磷酸鹽嫩化效果不明顯，磷酸鹽添加量對感官品評得分效果不明顯，由此可見，磷酸鹽對于牛肉的嫩化無太大影響。

表5 磷酸鹽添加量對牛肉品質(zhì)的影響

2.5 不同蒸煮時間對牛肉品質(zhì)的影響

木瓜蛋白酶的添加量為1.5 mg/kg，嫩化溫度50 ℃，嫩化時間4 h，磷酸鹽添加量0.17 g及其他工藝條件固定，在不同的蒸煮時間下進行試驗，研究蒸煮時間對牛肉質(zhì)構(gòu)和感官品質(zhì)的影響，結(jié)果見表6。隨著蒸煮時間的增加，在一定范圍內(nèi)，牛肉的嫩化效果隨著蒸煮時間的延長而減弱。牛肉的感官品評得分差距不大，由此可見，蒸煮時間對于牛肉嫩化效果不明顯。

表6 蒸煮時間對牛肉品質(zhì)的影響

2.6 正交試驗設計結(jié)果

采用L9（34）正交試驗設計，考察木瓜酶添加量、嫩化時間、嫩化溫度對牛肉嫩化效果的影響，因素水平及其試驗結(jié)果如表7、表8所示。

表7 正交試驗因素水平表

表8 牛肉嫩化正交試驗結(jié)果表

比較極差R值的大小，硬度Rh和Rg，均為RA＞RB＞RC。對于牛肉品質(zhì)影響的主次順序為A＞B＞C。實驗者對感官感受更直接，通過比較K值，感官的最佳組合為A1B1C3。但正交試驗表中第4組A2B1C3的感官評價最高，考慮到經(jīng)濟因素，因此選擇成本更低的A1B1C3組合作為最終的工藝條件。即在木瓜蛋白酶添加量為1.0 mg/kg、嫩化時間為3 h和嫩化溫度為55 ℃時方案最佳。

3 結(jié)論

利用生物法進行牛肉嫩化，采用添加外源酶—木瓜蛋白酶進行處理，使牛肉的硬度降低適口性提升，明顯改善了牛肉的硬度和感官品質(zhì)?？疾煅芯苛四竟系鞍酌柑砑恿?、嫩化溫度和嫩化時間等加工因素對牛肉的硬度和感官品質(zhì)的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明，木瓜蛋白酶的添加量為1.0 mg/kg、嫩化處理溫度為55 ℃、嫩化處理時間為3 h時，對牛肉保水嫩化效果最佳。