木瓜蛋白酶對(duì)牛肚嫩化品質(zhì)效果的影響研究

安陽市食品藥品審評(píng)中心 河南安陽 455000

隨著人們生活水平和生活質(zhì)量的提高，人們對(duì)肉類的品質(zhì)要求越來越高，在肉類的眾多品質(zhì)指標(biāo)中，其中代表質(zhì)地品質(zhì)的嫩度是一種極其重要的指標(biāo)，是消費(fèi)者評(píng)判肉質(zhì)優(yōu)劣最常用的指標(biāo)和影響消費(fèi)的重要因素[1]。肉的嫩度是指在食用時(shí)口感的老嫩，反映了肉的質(zhì)地，它是由肌肉中各種蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)特性決定的[2]。剪切力值是反應(yīng)肌肉嫩度的最主要指標(biāo)，值越小，肌肉越嫩[3]。如何提高肉的嫩度是眾多學(xué)者研究的熱點(diǎn)，他們分別從宰前和宰后兩個(gè)方面進(jìn)行研究，宰前主要從豬品種、年齡、性別、營(yíng)養(yǎng)狀況等方面研究；宰后主要從加工方法和加工過程中的生物化學(xué)變化等方面進(jìn)行研究[4]。

目前，提高肉的嫩化主要方法有生物嫩化法、化學(xué)嫩化法、物理嫩化法等[5]。蛋白酶嫩化法是目前較先進(jìn)的嫩化法，具有操作簡(jiǎn)便、所用時(shí)間短、條件溫和、專業(yè)性強(qiáng)，且成品無有害成分殘留等特點(diǎn)[6]。

本文采用木瓜蛋白酶嫩化牛肚，并用正交法優(yōu)化其嫩化工藝，以期為牛肚嫩化提供一種新的嫩化方法。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

牛肚，購于雙匯專賣店；木瓜蛋白酶(6 000U/g)，南寧龐博生物技術(shù)有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

TA-XT2i物性儀，英國(guó)Stable MicroSystem公司；

HH-M4數(shù)顯恒溫水浴鍋，上海赫田科學(xué)儀器有限公司；

BSA124S電子分析天平，賽多利斯科學(xué)儀器(北京)有限公司；

數(shù)字顯示溫度計(jì)，美國(guó)Delta TRAK公司；

PHB-4便攜式pH計(jì)，上海圣科儀器設(shè)備有限公司；

GR-20真空滾揉機(jī)，諸城市美邦機(jī)械有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 牛肚嫩化的處理方法

將從雙匯專賣店購買的牛肚，經(jīng)修正、整理，去除不整齊部分，將其切成大小約為1cm×1cm×3cm的肉塊，配置用磷酸緩沖液調(diào)節(jié)不同pH值的木瓜蛋白酶溶液，置于100mL燒杯中，恒溫水浴鍋中保溫，將浸泡在蛋白酶液中的牛肚進(jìn)行注射蛋白酶液處理(按肉重的5mL/100g注射)，然后用自封袋密封，置于滾揉機(jī)滾揉20min，最后置于水浴鍋中保溫，取出待測(cè)。

1.3.2 剪切力的測(cè)定

取適量大小的肉塊置于蒸煮袋中，把袋子中的空氣排出干凈，封袋密封，在80℃恒溫水浴鍋中加熱，當(dāng)豬肉塊中心溫度達(dá)到70℃時(shí)，維持20min，冷卻至室溫時(shí)，取樣。然后沿著肌纖維方向切取1cm厚，1cm寬的肉條，在TA-XT2i型物性儀上測(cè)定其剪切力。重復(fù)測(cè)量3次并取平均值。

剪切力測(cè)定參數(shù)如下。

探頭HDP/BSW；

測(cè)試模式TPA；

測(cè)試前速度2.00mm/s，測(cè)試速度2.00mm/s，測(cè)試后速度10.00mm/s；

下壓距離30.00mm；

負(fù)載類型Auto-20g；

數(shù)據(jù)獲得率500PPS；

樣品規(guī)格3cm×3cm×5cm。試驗(yàn)平行3次。

1.3.3 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)根據(jù)預(yù)試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)影響剪切力的酶添加量、pH值、嫩化溫度、嫩化時(shí)間4個(gè)因素進(jìn)行單因素試驗(yàn)，每次稱取5份樣品進(jìn)行嫩化處理，在固定其中3個(gè)因素水平的條件下，對(duì)剩余1個(gè)因素進(jìn)行5個(gè)水平的試驗(yàn)，以剪切力為指標(biāo)進(jìn)行單因素試驗(yàn)。

1.3.3.1 不同酶添加量對(duì)剪切力的影響

準(zhǔn)確稱取10g牛肚樣品，經(jīng)磷酸緩沖溶液調(diào)節(jié)pH值為6，添加木瓜蛋白酶量分別為200、300、400、500、600U/g，嫩化溫度50℃，嫩化時(shí)間20min，對(duì)牛肚樣品按1.3.1的方法進(jìn)行嫩化處理，然后測(cè)定其剪切力。

1.3.3.2 不同pH值對(duì)剪切力的影響

準(zhǔn)確稱取10g牛肚樣品，經(jīng)磷酸緩沖溶液分別調(diào)節(jié)pH值為4、5、6、7、8，添加木瓜蛋白酶量為400U/g，嫩化溫度50℃，嫩化時(shí)間20min，對(duì)牛肚樣品按1.3.1的方法進(jìn)行嫩化處理，然后測(cè)定其剪切力。

1.3.3.3 不同嫩化溫度對(duì)剪切力的影響

準(zhǔn)確稱取10g牛肚樣品，經(jīng)磷酸緩沖溶液調(diào)節(jié)pH值為6，添加木瓜蛋白酶量為400U/g，嫩化溫度分別為30、40、50、60、70℃，嫩化時(shí)間20min，對(duì)牛肚樣品按1.3.1的方法進(jìn)行嫩化處理，然后測(cè)定其剪切力。

1.3.3.4 不同嫩化時(shí)間對(duì)剪切力的影響

準(zhǔn)確稱取10g牛肚樣品，經(jīng)磷酸緩沖溶液調(diào)節(jié)pH值為6，添加木瓜蛋白酶量為400U/g，嫩化溫度為50℃，嫩化時(shí)間分別為10、15、20、25、30min，對(duì)牛肚樣品按1.3.1的方法進(jìn)行嫩化處理，然后測(cè)定其剪切力。

1.3.4 木瓜蛋白酶嫩化處理的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選取酶添加量、pH值、嫩化溫度、嫩化時(shí)間這4個(gè)因素，選取L9(34)設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)，探討木瓜蛋白酶嫩化處理工藝的最佳工藝參數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 木瓜蛋白酶嫩化處理的單因素研究

2.1.1 不同酶添加量對(duì)剪切力的影響

由圖1可知，隨著木瓜蛋白酶添加量的增加，剪切力先減小后增大。這是因?yàn)?，隨著木瓜蛋白酶量的增加，酶對(duì)肉的組織降解作用加大，剪切力變小，嫩度較好；當(dāng)酶用量過大時(shí)，肉的蛋白過度裂解和結(jié)締組織過分降解，使肌肉的超微網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)破壞，導(dǎo)致松散的肌肉過度收縮，汁液流出，造成肉的硬度升高，剪切力增大，嫩度下降。本試驗(yàn)最佳的酶添加量為400U/g。

圖1 酶添加量對(duì)剪切力的影響Fig.1 Effect of papain quantity on shear force

2.1.2 不同pH值對(duì)剪切力的影響

由圖2可知，隨著pH值的不斷增大，剪切力先減小后增大。當(dāng)pH值為6時(shí)，剪切力最小，肉的嫩度最好。這是因?yàn)閜H為6時(shí)，是木瓜蛋白酶的最適pH值，酶活力最大，酶解最徹底，剪切力最小，嫩化效果最好，pH值過大和過小都影響酶活力。因此，本試驗(yàn)最佳的pH值為6。

圖2 pH值對(duì)剪切力的影響Fig. 2 Effect of pH on shear force

2.1.3 不同嫩化溫度對(duì)剪切力的影響

由圖3可知，隨著嫩化溫度的增加，剪切力先減小后增大。這是因?yàn)椋S著溫度的升高，酶解作用不斷增強(qiáng)，酶活力不斷加大，當(dāng)嫩化溫度為50℃時(shí)，酶活力最大，酶解更徹底，剪切力變小，嫩化效果最好；當(dāng)酶解溫度過低或過高時(shí)，酶活力受到一定程度的抑制，導(dǎo)致酶活力下降，剪切力增大，嫩化效果不佳。因此，本試驗(yàn)的最佳嫩化溫度為50℃。

圖3 嫩化溫度對(duì)剪切力的影響Fig. 3 Effect of treating temperature on shear force

2.1.4 不同嫩化時(shí)間對(duì)剪切力的影響

由圖4可知，隨著嫩化時(shí)間的增加，剪切力逐漸減小并趨于平緩。這是因?yàn)殡S著嫩化時(shí)間的增加，木瓜蛋白酶酶解作用逐漸加強(qiáng)，使其剪切力不斷降低，當(dāng)嫩化時(shí)間超過25min后，肉被基本酶解完全，再繼續(xù)增加時(shí)間，酶解作用也不會(huì)明顯增加，剪切力也不會(huì)明顯降低而趨于平緩。因此，本試驗(yàn)最佳的嫩化時(shí)間為25min。

圖4 嫩化時(shí)間對(duì)剪切力的影響Fig. 4 Effect of treating time on shear force

2.2 木瓜蛋白酶嫩化處理工藝條件的優(yōu)化研究

2.2.1 正交試驗(yàn)及分析

在上述單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選取酶添加量、pH值、嫩化溫度、嫩化時(shí)間為試驗(yàn)因素，選取L9(34)進(jìn)行正交設(shè)計(jì)，以剪切力為指標(biāo)，探討木瓜蛋白酶嫩化處理工藝的最佳工藝參數(shù)。試驗(yàn)水平設(shè)計(jì)見表1，正交試驗(yàn)結(jié)果及分析見表2，方差分析見表3。

表1 正交試驗(yàn)因素水平表

表2 正交試驗(yàn)結(jié)果

表3 方差分析結(jié)果

由表2正交試驗(yàn)分析結(jié)果可知，各因素對(duì)剪切力的影響程度為：B>D>C>A，最優(yōu)組合為A3B1C1D3。

由表3分析可知，在顯著水平P=0.05時(shí)，pH值對(duì)嫩化剪切力的影響較大，達(dá)到了顯著水平，其他因素的影響不顯著，經(jīng)對(duì)R值的分析，木瓜蛋白酶嫩化處理工藝的最佳工藝條件為：A3B1C1D3，即pH值5，嫩化時(shí)間30min，嫩化溫度40℃，酶添加量500(U/g)。

2.2.2 驗(yàn)證試驗(yàn)

對(duì)通過正交試驗(yàn)得出的最佳工藝條件進(jìn)行最優(yōu)化驗(yàn)證試驗(yàn)，3次平行試驗(yàn)的牛肚剪切力為4 857g·s。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)采用木瓜蛋白酶對(duì)牛肚進(jìn)行嫩化處理，并對(duì)其工藝進(jìn)行優(yōu)化，得到最佳工藝條件為：pH值5，嫩化時(shí)間30min，嫩化溫度40℃，酶添加量500(U/g)，在此工藝條件下，牛肚剪切力為4 857g·s。本試驗(yàn)為牛肚的嫩化處理提供一種新的方法。