肉类嫩化技术的研究进展与思考

卢彩霞，李洪军

（西南大学食品科学学院，重庆4007l6）

肉类嫩化技术的研究进展与思考

卢彩霞，李洪军*

（西南大学食品科学学院，重庆4007l6）

肉的嫩度是肉品品质的重要指标，肉嫩度的改善一直是国内外肉品科学研究的热点之一。本文阐述了肉品嫩化的电刺激技术、嫩化吊挂技术、成熟技术、钙离子注射法、机械法、盐和有机酸嫩化法以及酶法嫩化等，并对这些技术进行了探讨，提出了看法和建议。

电刺激，成熟技术，盐和有机酸，嫩化酶

嫩度是肉类重要的感官指标，也是影响消费的重要因素之一［l］。因此，如何改善肉的嫩度，多年来一直是国内外肉品科学研究工作的热点问题之一。影响肉品嫩度的因素很多，主要包括：动物的品种、基因、胴体部位、肌节长度、肌肉结构蛋白的水解敏感性、pH等，对于同一畜禽品种来说，肌原纤维中结构蛋白的降解被认为是肉品嫩度提高的根本原因。目前，肉类嫩化的理论及其工艺一直不断地为各国研究者探索和研究，肉类嫩化新工艺也不断出现，肉类嫩化的方法有电刺激技术、嫩化吊挂技术、成熟技术、钙离子注射法、机械法以及酶法嫩化等。

1 肉类嫩化的理论

影响肉嫩度的因素可概括为宰前因素和宰后因素。宰前因素包括动物品种、年龄、性别、肌肉部位和营养状况等，宰后因素主要指使肉嫩度得到改善所采用的特定宰后技术手段，是目前主要的研究方向。在宰后成熟期间，肉的嫩度得到改善，一般认为是肌肉内源蛋白质水解酶的作用所致。

然而，各种肉类嫩化技术，归根到底主要是影响肉的基本组织结构——肌原纤维与结缔组织的结构和生化特性，从而导致了肉嫩度产生差异。

2 肉类嫩化新技术

2.1 电刺激技术

电刺激的应用被认为是肉类科学上的一次革命，是采用探针或电极，利用电流对放血完全的胴体进行刺激的一种方法。电刺激技术可以提高肉的嫩度，还有助于放血和剥皮，是一项常规应用的提高肉品质量的技术。原理：电刺激可以加快宰后的糖酵解速度，使肌肉僵直快速出现，从而避免冷收缩［2］，同时在一定程度上造成肌原纤维结构的物理性破坏和肌原纤维蛋白的生物化学降解［3］，从而达到嫩化的作用。肌原纤维结构的变化包括肌节拉长、明带和暗带的撕裂等，加速了肉在成熟早期的嫩化进程［4］。

电刺激技术目前已经被国内外许多大型屠宰企业应用，以生产高品质的品牌肉类产品为主。一些小型的、传统的屠宰场，由于没有足够的空间来安全实施电刺激技术而未能使用。在国外，电刺激技术已经广泛应用于大型屠宰场。电刺激有时会对肉的总体品质产生副作用，所以电刺激并非总能成功地用于肉的嫩化［5-6］。

2.2 嫩化吊挂技术

通常半胴体在跟腱部（Achilles tendon）吊挂，而嫩化吊挂是在不劈半的情况下在臀骨处吊挂牛胴体。Hosteler提出盆腔吊挂可以拉伸牛腿部肌肉，使肌节长度变大，肌纤维直径减小，导致肉嫩度改善［7］，后来的许多实验也都证明了嫩化吊挂可以改善部分肉块嫩度。

嫩化吊挂技术在许多国家得到广泛应用，主要是被生产高附加值的品牌牛肉采用。但由于骨盆吊挂时所需要的冷藏空间较大，扩充冷藏空间的费用有时高于因吊挂提高肉质而带来的经济效益，使得这一技术在应用上具有一定的局限性。

2.3 成熟技术

提高肉类嫩度最有效、最常用的方法之一就是成熟技术，任何一项技术都不能替代肉在适当条件下的贮藏和成熟。原理：将肉在0～4℃下进行长时间成熟，在成熟过程中肌肉的骨架蛋白发生降解，同时肉的保水性提高，从而使肉的嫩度和风味得到改善［8］。在牛肉成熟过程中，使其嫩度提高的主要影响因素是Calpains酶系统［9］。应用成熟技术，牛肉最短的成熟时间是l4d，l4d后约有80%的硬度被缓解。

2.4 钙离子注射法

将钙离子注入肉中，激活Calpains系统，提高肉的嫩度是在Calpains被证明是宰后降解肌肉蛋白的主要酶类后发展起来的一项新技术。起初是将肉浸泡在钙离子溶液中，随后发展为胴体动脉注射，最后首选的方法是分割肉块的注射。在宰后的任何时候应用此项技术处理牛肉，都会有嫩化的效果［l0-ll］，且不会引起肉类的过度嫩化。目前，钙离子溶液注射技术正在牛羊肉生产中尝试应用。

2.5 机械法

目前，应用于肉品嫩化的机械法主要是超高压加工技术和超声波技术，始于上世纪90年代。

2.5.l 高压技术 高压对肉类的嫩化是高压在肉类领域研究和应用的主要领域之一。自Macfarlane首次报道具有实用价值的高压处理能改善肉（牛肉和羊肉）的嫩度以来，相继有许多研究者对压力对肌肉嫩度的影响进行研究［l2］。很多研究显示高压有利于提高肉的嫩度，但其嫩化机理还不明确。有学者称高压处理使分子之间距离增大和极性区域暴露，使肉保水性提高，嫩度提高；也有学者认为高压处理激活Calpains，提高嫩化。实验表明［l3］，3000以上大气压的压力，可起到杀菌、抑菌的效果，不破坏食品的特色及营养成分并使肉质得到嫩化。

白艳红等研究发现，在压力为700MPa、室温、保压20min的处理条件下，牛、羊肌肉显微组织结构变化明显：肌节发生明显收缩，牛肉肌节收缩率为34.8%，羊肉肌节收缩率达22.2%；同时肌原纤维的Z线断裂，M线降解，I带变白。与此同时，在室温下用250MPa的压力处理宰后热剔骨（6h以内）真空包装的牛肉l0min，0～4℃冷藏条件下贮存2～3d，可获得嫩度好、其它感官指标不低于低温吊挂成熟7～l0d的产品。

2.5.2 超声波技术 超声波嫩化肉目前研究较少，这是上世纪90年代美国的Solomon和Long提出的一种与其它的肉类嫩化原理不同的全新嫩化技术。它利用炸药在水中引爆，产生声波，声波在水中传递至肉时，由于声耦作用，肉受迫振动，快速的压缩和收张使肌肉结构破坏，使牛肉嫩度提高了40%～70%，同时不影响其营养和风味。

Roberts等在室温下用40kHz，2W/cm2的超声波处理肉产品2h，可以清楚地看到结缔组织的减少。国内也有人开始超声波嫩化肉品的研究，李兰会［l4］用频率为40kHz，电功率l000W，强度为l.33W/cm2的超声波水浴处理山羊肉块3～5min，发现明显提高了肉块的嫩化速率。超声波处理是一种加速肉品成熟嫩化的新技术，比其它方法更安全、经济，且效果明显，有着广阔的应用前景。

2.6 盐和有机酸肉品嫩化中的应用

2.6.l 盐的嫩化作用 盐类通常会影响肉制品的功能特性，并且与蛋白质之间的相互作用、蛋白质的溶解度、蛋白水解酶的活性以及蛋白质的晶格膨胀有关。对肉起嫩化作用的盐类主要有氯化钙、多聚磷酸盐、氯化钠等。

盐的嫩化机制可能涉及到以下几方面：a.提高肉的保水性；b.降低胶原蛋白热稳定性；c.离子强度对蛋白质-蛋白质、蛋白质-水之间相互作用的影响；d.加速了蛋白水解酶（主要是钙激活酶）的激活。

彭增起等利用钙盐对牛肉进行了研究，认为氯化钙浓度为300mmol/L，注射量为肉重的l0%可取得最佳嫩化效果。多聚磷酸盐处理可以提高肉的pH，并通过协助肌球蛋白和肌动蛋白溶解以及提高肉的保水性来改善嫩度。氯化钠是肉制品中必不可少的添加剂。Stevenson-Barry和Kauffman报道，对热剔骨肌肉注射氯化钠或焦磷酸钠可以降低因温度导致的变硬。他们指出这与抑制收缩无关，因为肌节长度没有改变。此外，他们认为离子强度是引起嫩化的主要因素。

2.6.2 有机酸的嫩化作用 在酸性溶液中浸渍处理是传统的嫩化及增加风味的方法，如醋酸或乳酸，降低了肉的机械抵抗力，包括那些结缔组织含量高的组织。用于肉类嫩化的有机酸主要有醋酸、柠檬酸和乳酸，采用的嫩化方法有浸渍法和注射法。由于外源酸的渗透缓慢，有机酸浸渍处理达到充分浸渍的时间长，嫩化过程较缓慢，而有机酸的注射则可使酸溶液较快的扩散而加快嫩化速度。

2.7 嫩化酶在肉品嫩化中的应用

肉类嫩化酶主要有内源嫩化酶和外源嫩化酶。内源嫩化酶存在于肌肉组织中，对肌原纤维和结缔组织蛋白质削弱和分解起着重要作用。在宰后成熟期间，肉的嫩度得到改善，一般认为是肌肉内源蛋白质水解酶的作用所致。外源嫩化酶可以分为植物蛋白酶、动物蛋白酶和微生物蛋白酶，可将肌肉中的肌纤维蛋白、胶原蛋白、肌动球蛋白以及弹性蛋白水解成氨基酸。

目前，已用于商业的肉类嫩化剂在欧美主要为植物蛋白水解酶，如木瓜蛋白酶（Papain）、菠萝蛋白酶（Bromelain）、无花果蛋白酶（Ficin），其中最常用的是木瓜蛋白酶。除此之外，动物蛋白酶如胰酶（Trypsin）、胶原酶（Collagenase），微生物蛋白酶如枯草杆菌蛋白酶、米曲霉蛋白酶、弹性蛋白酶等正处于研究实验阶段［l5］。酶的使用方法主要有注射和浸渍两种。酶法嫩化时，通常采用5%～l0%的酶溶液，在肉畜屠宰前30min内进行注射，或者先将蛋白酶配制成水溶液，在屠宰放血后用压力注射器将酶注入畜体内，同样可达到嫩化的效果。嫩化效果与酶的种类、处理时间和处理方式有关。

3 结论

综上所述，肉品的成熟嫩化是一个复杂的过程，在上述所有的嫩化技术中，成熟技术、电刺激技术、盐和有机酸技术在中国应用已经比较普遍；酶处理技术具有高效特性，不过大量的嫩化酶还有待进一步研究开发；嫩化吊挂方式由于需要改变原有生产工艺并增加了冷却成本使得在中国目前状况下不太可行；高压、超声波处理作为一种加速肉品成熟的新技术，安全、经济、效果明显，有着广阔的应用前景；钙离子注射技术在中国刚刚起步。随着物理学、生物学、化学以及机械学的不断发展，我们将通过更多的学习来进一步研究肉品的嫩化技术，创造出更新、更嫩、更美的肉品，努力把我国的肉品加工业推上一个新的台阶。

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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 *通讯联系人

卢彩霞（l982-），女，硕士生，研究方向：肉类科学与酶工程。

重庆市科委重点自然科学基金项目（CSTC2007BAl0l6）。