肉類嫩化技術(shù)的研究進展與思考

盧彩霞，李洪軍

（西南大學食品科學學院，重慶4007l6）

肉類嫩化技術(shù)的研究進展與思考

盧彩霞，李洪軍*

（西南大學食品科學學院，重慶4007l6）

肉的嫩度是肉品品質(zhì)的重要指標，肉嫩度的改善一直是國內(nèi)外肉品科學研究的熱點之一。本文闡述了肉品嫩化的電刺激技術(shù)、嫩化吊掛技術(shù)、成熟技術(shù)、鈣離子注射法、機械法、鹽和有機酸嫩化法以及酶法嫩化等，并對這些技術(shù)進行了探討，提出了看法和建議。

電刺激，成熟技術(shù)，鹽和有機酸，嫩化酶

嫩度是肉類重要的感官指標，也是影響消費的重要因素之一［l］。因此，如何改善肉的嫩度，多年來一直是國內(nèi)外肉品科學研究工作的熱點問題之一。影響肉品嫩度的因素很多，主要包括：動物的品種、基因、胴體部位、肌節(jié)長度、肌肉結(jié)構(gòu)蛋白的水解敏感性、pH等，對于同一畜禽品種來說，肌原纖維中結(jié)構(gòu)蛋白的降解被認為是肉品嫩度提高的根本原因。目前，肉類嫩化的理論及其工藝一直不斷地為各國研究者探索和研究，肉類嫩化新工藝也不斷出現(xiàn)，肉類嫩化的方法有電刺激技術(shù)、嫩化吊掛技術(shù)、成熟技術(shù)、鈣離子注射法、機械法以及酶法嫩化等。

1 肉類嫩化的理論

影響肉嫩度的因素可概括為宰前因素和宰后因素。宰前因素包括動物品種、年齡、性別、肌肉部位和營養(yǎng)狀況等，宰后因素主要指使肉嫩度得到改善所采用的特定宰后技術(shù)手段，是目前主要的研究方向。在宰后成熟期間，肉的嫩度得到改善，一般認為是肌肉內(nèi)源蛋白質(zhì)水解酶的作用所致。

然而，各種肉類嫩化技術(shù)，歸根到底主要是影響肉的基本組織結(jié)構(gòu)——肌原纖維與結(jié)締組織的結(jié)構(gòu)和生化特性，從而導致了肉嫩度產(chǎn)生差異。

2 肉類嫩化新技術(shù)

2.1 電刺激技術(shù)

電刺激的應用被認為是肉類科學上的一次革命，是采用探針或電極，利用電流對放血完全的胴體進行刺激的一種方法。電刺激技術(shù)可以提高肉的嫩度，還有助于放血和剝皮，是一項常規(guī)應用的提高肉品質(zhì)量的技術(shù)。原理：電刺激可以加快宰后的糖酵解速度，使肌肉僵直快速出現(xiàn)，從而避免冷收縮［2］，同時在一定程度上造成肌原纖維結(jié)構(gòu)的物理性破壞和肌原纖維蛋白的生物化學降解［3］，從而達到嫩化的作用。肌原纖維結(jié)構(gòu)的變化包括肌節(jié)拉長、明帶和暗帶的撕裂等，加速了肉在成熟早期的嫩化進程［4］。

電刺激技術(shù)目前已經(jīng)被國內(nèi)外許多大型屠宰企業(yè)應用，以生產(chǎn)高品質(zhì)的品牌肉類產(chǎn)品為主。一些小型的、傳統(tǒng)的屠宰場，由于沒有足夠的空間來安全實施電刺激技術(shù)而未能使用。在國外，電刺激技術(shù)已經(jīng)廣泛應用于大型屠宰場。電刺激有時會對肉的總體品質(zhì)產(chǎn)生副作用，所以電刺激并非總能成功地用于肉的嫩化［5-6］。

2.2 嫩化吊掛技術(shù)

通常半胴體在跟腱部（Achilles tendon）吊掛，而嫩化吊掛是在不劈半的情況下在臀骨處吊掛牛胴體。Hosteler提出盆腔吊掛可以拉伸牛腿部肌肉，使肌節(jié)長度變大，肌纖維直徑減小，導致肉嫩度改善［7］，后來的許多實驗也都證明了嫩化吊掛可以改善部分肉塊嫩度。

嫩化吊掛技術(shù)在許多國家得到廣泛應用，主要是被生產(chǎn)高附加值的品牌牛肉采用。但由于骨盆吊掛時所需要的冷藏空間較大，擴充冷藏空間的費用有時高于因吊掛提高肉質(zhì)而帶來的經(jīng)濟效益，使得這一技術(shù)在應用上具有一定的局限性。

2.3 成熟技術(shù)

提高肉類嫩度最有效、最常用的方法之一就是成熟技術(shù)，任何一項技術(shù)都不能替代肉在適當條件下的貯藏和成熟。原理：將肉在0～4℃下進行長時間成熟，在成熟過程中肌肉的骨架蛋白發(fā)生降解，同時肉的保水性提高，從而使肉的嫩度和風味得到改善［8］。在牛肉成熟過程中，使其嫩度提高的主要影響因素是Calpains酶系統(tǒng)［9］。應用成熟技術(shù)，牛肉最短的成熟時間是l4d，l4d后約有80%的硬度被緩解。

2.4 鈣離子注射法

將鈣離子注入肉中，激活Calpains系統(tǒng)，提高肉的嫩度是在Calpains被證明是宰后降解肌肉蛋白的主要酶類后發(fā)展起來的一項新技術(shù)。起初是將肉浸泡在鈣離子溶液中，隨后發(fā)展為胴體動脈注射，最后首選的方法是分割肉塊的注射。在宰后的任何時候應用此項技術(shù)處理牛肉，都會有嫩化的效果［l0-ll］，且不會引起肉類的過度嫩化。目前，鈣離子溶液注射技術(shù)正在牛羊肉生產(chǎn)中嘗試應用。

2.5 機械法

目前，應用于肉品嫩化的機械法主要是超高壓加工技術(shù)和超聲波技術(shù)，始于上世紀90年代。

2.5.l 高壓技術(shù) 高壓對肉類的嫩化是高壓在肉類領(lǐng)域研究和應用的主要領(lǐng)域之一。自Macfarlane首次報道具有實用價值的高壓處理能改善肉（牛肉和羊肉）的嫩度以來，相繼有許多研究者對壓力對肌肉嫩度的影響進行研究［l2］。很多研究顯示高壓有利于提高肉的嫩度，但其嫩化機理還不明確。有學者稱高壓處理使分子之間距離增大和極性區(qū)域暴露，使肉保水性提高，嫩度提高；也有學者認為高壓處理激活Calpains，提高嫩化。實驗表明［l3］，3000以上大氣壓的壓力，可起到殺菌、抑菌的效果，不破壞食品的特色及營養(yǎng)成分并使肉質(zhì)得到嫩化。

白艷紅等研究發(fā)現(xiàn)，在壓力為700MPa、室溫、保壓20min的處理條件下，牛、羊肌肉顯微組織結(jié)構(gòu)變化明顯：肌節(jié)發(fā)生明顯收縮，牛肉肌節(jié)收縮率為34.8%，羊肉肌節(jié)收縮率達22.2%；同時肌原纖維的Z線斷裂，M線降解，I帶變白。與此同時，在室溫下用250MPa的壓力處理宰后熱剔骨（6h以內(nèi)）真空包裝的牛肉l0min，0～4℃冷藏條件下貯存2～3d，可獲得嫩度好、其它感官指標不低于低溫吊掛成熟7～l0d的產(chǎn)品。

2.5.2 超聲波技術(shù) 超聲波嫩化肉目前研究較少，這是上世紀90年代美國的Solomon和Long提出的一種與其它的肉類嫩化原理不同的全新嫩化技術(shù)。它利用炸藥在水中引爆，產(chǎn)生聲波，聲波在水中傳遞至肉時，由于聲耦作用，肉受迫振動，快速的壓縮和收張使肌肉結(jié)構(gòu)破壞，使牛肉嫩度提高了40%～70%，同時不影響其營養(yǎng)和風味。

Roberts等在室溫下用40kHz，2W/cm2的超聲波處理肉產(chǎn)品2h，可以清楚地看到結(jié)締組織的減少。國內(nèi)也有人開始超聲波嫩化肉品的研究，李蘭會［l4］用頻率為40kHz，電功率l000W，強度為l.33W/cm2的超聲波水浴處理山羊肉塊3～5min，發(fā)現(xiàn)明顯提高了肉塊的嫩化速率。超聲波處理是一種加速肉品成熟嫩化的新技術(shù)，比其它方法更安全、經(jīng)濟，且效果明顯，有著廣闊的應用前景。

2.6 鹽和有機酸肉品嫩化中的應用

2.6.l 鹽的嫩化作用 鹽類通常會影響肉制品的功能特性，并且與蛋白質(zhì)之間的相互作用、蛋白質(zhì)的溶解度、蛋白水解酶的活性以及蛋白質(zhì)的晶格膨脹有關(guān)。對肉起嫩化作用的鹽類主要有氯化鈣、多聚磷酸鹽、氯化鈉等。

鹽的嫩化機制可能涉及到以下幾方面：a.提高肉的保水性；b.降低膠原蛋白熱穩(wěn)定性；c.離子強度對蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)-水之間相互作用的影響；d.加速了蛋白水解酶（主要是鈣激活酶）的激活。

彭增起等利用鈣鹽對牛肉進行了研究，認為氯化鈣濃度為300mmol/L，注射量為肉重的l0%可取得最佳嫩化效果。多聚磷酸鹽處理可以提高肉的pH，并通過協(xié)助肌球蛋白和肌動蛋白溶解以及提高肉的保水性來改善嫩度。氯化鈉是肉制品中必不可少的添加劑。Stevenson-Barry和Kauffman報道，對熱剔骨肌肉注射氯化鈉或焦磷酸鈉可以降低因溫度導致的變硬。他們指出這與抑制收縮無關(guān)，因為肌節(jié)長度沒有改變。此外，他們認為離子強度是引起嫩化的主要因素。

2.6.2 有機酸的嫩化作用 在酸性溶液中浸漬處理是傳統(tǒng)的嫩化及增加風味的方法，如醋酸或乳酸，降低了肉的機械抵抗力，包括那些結(jié)締組織含量高的組織。用于肉類嫩化的有機酸主要有醋酸、檸檬酸和乳酸，采用的嫩化方法有浸漬法和注射法。由于外源酸的滲透緩慢，有機酸浸漬處理達到充分浸漬的時間長，嫩化過程較緩慢，而有機酸的注射則可使酸溶液較快的擴散而加快嫩化速度。

2.7 嫩化酶在肉品嫩化中的應用

肉類嫩化酶主要有內(nèi)源嫩化酶和外源嫩化酶。內(nèi)源嫩化酶存在于肌肉組織中，對肌原纖維和結(jié)締組織蛋白質(zhì)削弱和分解起著重要作用。在宰后成熟期間，肉的嫩度得到改善，一般認為是肌肉內(nèi)源蛋白質(zhì)水解酶的作用所致。外源嫩化酶可以分為植物蛋白酶、動物蛋白酶和微生物蛋白酶，可將肌肉中的肌纖維蛋白、膠原蛋白、肌動球蛋白以及彈性蛋白水解成氨基酸。

目前，已用于商業(yè)的肉類嫩化劑在歐美主要為植物蛋白水解酶，如木瓜蛋白酶（Papain）、菠蘿蛋白酶（Bromelain）、無花果蛋白酶（Ficin），其中最常用的是木瓜蛋白酶。除此之外，動物蛋白酶如胰酶（Trypsin）、膠原酶（Collagenase），微生物蛋白酶如枯草桿菌蛋白酶、米曲霉蛋白酶、彈性蛋白酶等正處于研究實驗階段［l5］。酶的使用方法主要有注射和浸漬兩種。酶法嫩化時，通常采用5%～l0%的酶溶液，在肉畜屠宰前30min內(nèi)進行注射，或者先將蛋白酶配制成水溶液，在屠宰放血后用壓力注射器將酶注入畜體內(nèi)，同樣可達到嫩化的效果。嫩化效果與酶的種類、處理時間和處理方式有關(guān)。

3 結(jié)論

綜上所述，肉品的成熟嫩化是一個復雜的過程，在上述所有的嫩化技術(shù)中，成熟技術(shù)、電刺激技術(shù)、鹽和有機酸技術(shù)在中國應用已經(jīng)比較普遍；酶處理技術(shù)具有高效特性，不過大量的嫩化酶還有待進一步研究開發(fā)；嫩化吊掛方式由于需要改變原有生產(chǎn)工藝并增加了冷卻成本使得在中國目前狀況下不太可行；高壓、超聲波處理作為一種加速肉品成熟的新技術(shù)，安全、經(jīng)濟、效果明顯，有著廣闊的應用前景；鈣離子注射技術(shù)在中國剛剛起步。隨著物理學、生物學、化學以及機械學的不斷發(fā)展，我們將通過更多的學習來進一步研究肉品的嫩化技術(shù)，創(chuàng)造出更新、更嫩、更美的肉品，努力把我國的肉品加工業(yè)推上一個新的臺階。

［l］Sims T J，Bailey A J.Developments in Meat Science［M］.2nd ED.London：Applied Publishers Ltd，l98l：25.

［2］Bendall J R.The Electrical Ptimulation of Carcass of Meat Animals［M］.London：Applied Science Publishing Ltd，l980：37-59.

［3］Ho C Y，Stromer M H，Robson R M.Effect of electrical stimulation on postmortem titin，nebulin，desmin，and troponin-T degradation and ultrastructural changes in bovine longissimus muscle［J］.Journal of Animal Science，l996，74：l563-l575.

［4］Geesink，G H，Van Laack，et al.Does electrical stimulation affect the speed of ageing or ageing response［J］.Sciences des Aliments，l994，l4（4）：409-422.

［5］Barnier，V M H.Determinants and predictors of beef tenderness PhD thesis［Z］.Nederlands：University of Utrrech，l995.

［6］Maribo，Maribo，H P Ertbjerg，et al.Moeller，Electrical stimulation of pigs effect on pH fall，meat quality and cathep sin B+L activity［J］.Meat Science，l999，52：l79-l87.

［7］Hostetler R L，Landmann W A，Link B A，et al.Influence of carcass position during rigormortison tendernessofbeef muscles：comparison of two muscles［J］.Journal of Animal Science，l970，3l：47-50.

［8］Mestre Prates J A，Costa F J S，RibeiroA M R，et al. Contribution of major structural changes in myofibrils to rabbit meat tenderization during aging［J］.Meat Science，2002，6l：l03-ll3.

［9］Koohmaraie M，Geesink G H.Contribution of postmortem muscle biochemistry to the delivery of consistent meat quality with particular focus on the calpain system［J］.Meat Science，2006，74：34-43.

［l0］湯曉艷，周光宏，徐幸蓮，等.鈣離子浸泡處理對牛肉肌原纖維的影響［J］.南京農(nóng)業(yè)大學學報，2004，27（3）：95-98.

［ll］Kong B H，Diao X P，Xiong Y L.Postmortem calcium chloride injection alters ultrastructure and improves tenderness of mature Chinese Yellow Cattle longissimus muscle［J］.Journal of Food Science，2006，7l（3）：l24-l29.

［l2］Macfarlane，J，J.Pre-rigor pressurization of muscle：Effects on pH，shear value and taste panel assessment［J］.Journal of Food Science，l973，38：294-298.

［l3］朱茵，羅欣.加速肉體成熟的技術(shù)［J］.肉類研究，2000（4）：32-35.

［l4］李蘭會.超聲波處理對羊肉嫩化效果的研究［D］.河北農(nóng)業(yè)大學，2003.

［l5］徐為民.嫩化酶的研究進展［J］.肉類工業(yè)，200l（l0）：45-47.

Study and development thinking on China meat tenderness and techniques

LU Cai-xia，LI Hong-jun*
（College of Food Science，Southwest University，Chongqing 4007l6，China）

As one of the key components of meat quality，tenderness has been the focus of meat sciences for years.The meat product tender electricity stimulation technology，tender hangs the technology，the mature technology，the calcium ion jet method，the machinery method，the salt and the organic acid tender reduction as well as the enzyme law tender and so on were elaborated and discussed.Some opinions and suggestions were also given.

electricity stimulation technology；mature technology；salt and organic acid；tenderizing enzyme

TS25l

A

l002-0306（20l0）ll-0405-03

2009-03-02 *通訊聯(lián)系人

盧彩霞（l982-），女，碩士生，研究方向：肉類科學與酶工程。

重慶市科委重點自然科學基金項目（CSTC2007BAl0l6）。