氢氧化铵处理对牦牛肉理化性质的影响

史智佳　臧明伍　吕玉

摘 要：以牦牛肉为研究对象，研究了不同氢氧化铵添加量对牦牛肉的pH值、嫩度、胶原蛋白溶解性、离心损失和蒸煮得率的影响，以及滚揉处理的协同作用。结果表明：添加一定量的氢氧化铵可以显著的提高牦牛肉的pH值、蒸煮得率和胶原蛋白溶解性，降低离心损失和剪切力值，而滚揉处理可以显著促进氢氧化铵对牦牛肉的嫩化作用。

关键词：牦牛肉；嫩度；胶原蛋白；蒸煮得率；氢氧化铵

中图分类号：S823.85 文献标志码：A 文章编号：1001-8123（2013）08-0008-03

氨在自然界及食品中广泛存在，氨和铵离子是正常新陈代谢过程的必要成分，其在人类生理机能中扮演重要角色。肉类加工过程中使用氢氧化铵已有几十年的历史[1]。20世纪70年代，美国FDA便已将氢氧化铵纳入GRAS（Generally Recognized as Safe）目录，认为其是安全的，对残留量不做限制。因此，氢氧化铵被广泛应用于食品加工中，如烘焙食品、干酪、凝胶、巧克力、焦糖和布丁等，在肉中可用作抗菌剂[2]。

牦牛是少有的能在海拔3000米以上地区放牧生活的节粮型特有畜种，长期生活于无现代工业污染的高原严寒地带，是地道的、无污染的“绿色食品”。但是，由于高寒气候和恶劣环境的影响，牦牛肉肌纤维较粗，胶原蛋白含量较高，因此嫩度相对较低，肉质较差。嫩度是评价肉类品质的重要衡量指标，在一定程度上决定着肉类加工终产品的品质。当前，肉类嫩化方法主要分为物理嫩化法[3-5]、生化嫩化法[6-10]和化学嫩化法[11-13]3大类，以及不同方法之间的组合[14-15]。本实验主要研究了氢氧化铵（ammonium hydroxide，AH）对牦牛肉的理化性质的影响，以及滚揉处理对促进氢氧化铵作用的影响。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

冷冻牦牛牛前肉 青藏高原绿色肉食品公司；氢氧化铵溶液、硫酸铜、氢氧化钠、过氧化氢、浓硫酸、正丙醇溶液均为分析纯 北京科拓器化玻璃有限公司；二甲氨基苯甲醛 天津市福晨化学试剂厂。

1.2 仪器与设备

TA-XT plus型质构仪 英国Stable Micro System公司；冷冻离心机 日本Hitachi公司；B-260型恒温水浴锅 上海亚荣生化仪器厂；2257型分析天平 上海民桥精密科学仪器有限公司；PHT810型pH计 德国Ebro公司；FSP-625型匀浆机 日本Nihonseiki Kaisha公司；UV-2000型紫外-可见分光光度计 美国优尼科公司。

1.3 方法

1.3.1 氢氧化铵处理牦牛肉

首先将氢氧化铵分别依次配制成质量分数0.1%、0.5%、1.0%、1.5%的溶液，测定其pH值。将牦牛肉剔除表面筋腱后，切成5cm×5cm×5cm的肉块，随机分成5组。其中1组加入蒸馏水，其余4组分别加入不同质量分数氢氧化铵的溶液，添加量为肉自身质量的15%。静置浸泡20h后，取样测定牦牛肉的pH值、离心损失、蒸煮损失、胶原蛋白溶解性和剪切力值。

1.3.2 牦牛肉的滚揉处理

将牦牛肉剔除表面筋腱后，切成5cm×5cm×5cm的肉块，随机分成3组，实验条件如表1所示。

1.3.3 pH值的测定

浸泡液pH值的测定：依次配制质量分数0.1%、0.5%、1.0%、1.5%的氢氧化铵溶液，然后使用pH计直接测定；牦牛肉pH值的测定：取10g肉样，加入50mL蒸馏水用匀浆机均质，然后使用pH计直接测定。牦牛肉pH值分别于浸泡前和浸泡后测定。

1.3.4 蒸煮得率（cooking yield，CY）的测定

加热前称量肉样质量，记为m1。称质量后用聚乙烯袋密封，置于90℃条件水浴锅中加热30min；加热后置于（4±1）℃环境中过夜；次日，取出冷藏过夜的肉样并用滤纸吸净表面水分后再次称质量，记为m2；则蒸煮得率CY可按式（1）计算：

（1）

1.3.5 离心损失（centrifugation loss，CL）的测定

牦牛肉的持水能力以其离心水分损失程度表示。称取质量约15g的肉样，记其质量为m3；用双层滤纸包裹后，使用冷冻离心机在9000r/min条件下离心15min，取出后称其质量，记为m4；离心损失按式（2）计算：

（2）

1.3.6 剪切力值的测定

将牦牛肉块装入塑料袋中并置于80℃条件水浴锅中加热，待肉块中心温度达到70℃后取出放入冷藏库中。第2天取出肉样并待其平衡至室温后，用刀延肌丝方向将肉样切成25mm×13mm×13mm规格的肉条，使用质构仪进行测定。测定时使用HDP/BS测试附件之Warner Bratzler刀头（为60°角V形刀头），测试中刀头行进速率0.5mm/s，测试后刀头行进速率10mm/s。

1.3.7 胶原蛋白总含量和可溶性胶原蛋白含量的测定

1.3.7.1 胶原蛋白总含量测定

胶原蛋白总含量的测定以测定样品中羟脯氨酸含量为基础，根据式（3）计算胶原蛋白含量：

胶原蛋白含量/（mg/g）=羟基脯氨酸含量×7.14 （3）

羟脯氨酸含量的测定：参照Nueman等[16]所述方法，并作调整。取2g肉样加入40mL 6mol/L HCl溶液在108℃条件下水解18h。水解产物过滤后用蒸馏水定容至100mL。取50mL定容后的水解产物，用40%的NaOH溶液调pH值至7.0，然后再用蒸馏水定容至100mL。取1mL该溶液加入到试管中，向每只试管中按顺序各加入1mL 0.01mol/L的硫酸铜溶液、2.5mol/L氢氧化钠、6%过氧化氢溶液，混合并间歇性振荡5min。然后置于冰水冷却，并边振荡边加入4mL 3mol/L硫酸。然后加入2mL的二甲氨基苯甲醛溶液并充分混匀。再将试管置于70℃条件水浴加热16min，然后自来水冷却。然后于波长540nm处测定吸光度值，参照标准曲线确定实际含量。

1.3.7.2 可溶性胶原蛋白含量测定

称取5g肉样放入250mL烧杯中，盖上玻璃片后浸于水浴中。加热使水浴沸腾并保持30min，然后，取出肉样切碎，放入均质杯内并加入50mL蒸馏水，在室温条件下均质2min。之后在2000×g条件下离心20min。将离心所得的上清液和加热过程中从肉中流出的汁液混合，按照上述方法测定胶原蛋白含量。

1.4 数据统计分析

运用SPSS 16.0和Sigma Plot 10.0统计软件进行数据及图形处理，各组间比较采用One-way ANOVA过程的LSD双尾检测方法。

2 结果与分析

2.1 牦牛肉pH值的变化

牦牛肉经不同质量分数的氢氧化铵（AH）溶液静置浸泡处理后，其指标测定值如表2所示。由表2可知，质量分数不小于0.5%的AH溶液使牦牛肉的pH值的显著升高（P<0.05），且质量分数越大牦牛肉pH值升高越多。牦牛肉的pH值的变化，主要原因是氢氧化铵溶液呈碱性（pH>10），可解离出OH-，并与肉中的酸性物质发生反应，降低H+的浓度，进而使得牦牛肉的pH值升高。

2.2 离心损失（CL）和蒸煮得率（CY）的变化

牦牛肉经过不同质量分数AH溶液处理后，离心损失均显著下降（P<0.05），可见添加氢氧化铵可以改善肉的保水性。肉类持水能力与肉中蛋白质的带电情况密切相关。AH溶液处理使牦牛肉的pH值升高，蛋白质远离等电点，表面携带净负电荷增多。蛋白质表面电荷的增多使得其有更多带电基团可与水相结合，进而增强了牦牛肉的持水能力，降低离心损失。同时，肌原纤维蛋白彼此间的静电斥力因其所带电荷增多而增大，导致肌原纤维膨胀，甚至是部分溶解，亦有助于提高肉的保水性[17-19]。

肌原纤维膨胀提高肉的保水性主要是依赖于毛细管作用，因此不会对肉的蒸煮得率产生显著影响[15]。本实验结果表明：经AH溶液处理后，牦牛肉的蒸煮得率均有不同程度的提高。其中，除质量分数0.1% AH溶液作用不显著外，其余3组牦牛肉的CY均显著提高，其原因可能与氢氧化铵有助于提高盐溶蛋白和总可溶蛋白的可提取性有关[17]。

2.3 氢氧化铵处理对胶原蛋白溶解性的影响

胶原蛋白的溶解性可表示为可溶性胶原蛋白含量与胶原蛋白总含量的比值，其计算公式如下：

相较于胶原蛋白含量，胶原蛋白的溶解性更能反映肉类的嫩度。在胶原蛋白含量相同的情况下，胶原蛋白溶解性越大，肉的嫩度越好。从表2可以看出，氢氧化铵处理可以显著地增加牦牛肉中胶原蛋白的溶解性。究其原因，一方面可能是碱性环境增加了碱溶性胶原蛋白的溶解度，另一方面可能是氢氧化铵作用于胶原蛋白的微观结构，降低其抗热性能，更易发生明胶化。

2.4 氢氧化铵处理对牦牛肉嫩度的影响

胶原蛋白含量及其交联程度是影响肉的嫩度的重要因素[20-21]。一般而言，畜龄越大，胶原蛋白交联程度越高，胶原蛋白溶解性也越低，肉的嫩度也就越差。由表2可知，氢氧化铵处理可以显著提高胶原蛋白的溶解性，因此牦牛肉的剪切力值显著降低，也即氢氧化铵处理可以显著提高牦牛肉的嫩度。此外，氢氧化铵处理还可使肌肉纤维直径减小[17]，同样有助于提高牦牛肉的嫩度。

2.5 滚揉辅助氢氧化铵处理对牦牛肉嫩度的影响

由表3和表2可知，在未添加氢氧化铵的情况下，静置放置时剪切力为（16034.6±1154.3）g，而滚揉处理后剪切力值为（15801.3±1416.5）g，滚揉处理对牦牛肉的嫩化作用有限；而添加氢氧化铵后，滚揉处理的嫩化作用显著增强，如添加质量分数0.1%和0.5%的AH溶液，静置放置时剪切力值分别为（15269.1±1172.3）g和（14524.4±1028.6）g，而滚揉处理后剪切力值分别为（14732.2±1028.6）g和（7148.3±1023.8）g，均显著下降。氢氧化铵处理可导致肌肉纤维直径减小、部分肌原纤维溶解和肌内结缔组织分解等，质量分数越大作用效果越显著，这可能就是氢氧化铵协同滚揉处理嫩化效果更加显著的主要原因。

3 结 论

综上所述，氢氧化铵自身所具有的一些化学性质，可显著提高牦牛肉的pH值、持水能力、蒸煮得率和胶原蛋白溶解性，降低牦牛肉的剪切力值，对提高牦牛肉嫩度具有显著作用。而且，当其与滚揉技术相结合时，嫩化作用效果更加显著。因此，在牦牛肉加工过程中适量使用氢氧化铵，可有效克服牦牛肉pH值偏低、部分肉质嫩度和保水性较差的缺点，提高其加工品质。但是，由于氨具有一定刺激性气味，限制了其使用量和适用产品的范围。

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