电刺激和吊挂对羊肉贮藏期肉质嫩化效果的影响

贾文婷，卢士玲

(新疆石河子大学食品学院，新疆石河子832000)

新疆羊肉因其味道鲜美，深受广大消费者的喜爱。但近年来，消费者提出了羊肉的嫩度、保水性差等品质问题，严重制约了新疆冷鲜羊肉销往内地和出口。为提高羊肉的嫩度，人们多采用跟腱吊挂的方式。据报道，如果将臂部用钩挂起，不但腰大肌受到牵引，而且半腱肌、背最长肌都可受到拉伸作用，可以得到较好的嫩度［1］。Maricha报道H－骨(骨盆)吊挂可以提高羊肉品质［2］。马俪珍［3］研究了跟键吊挂法，通过12～15℃预冷8h，后在0～4℃ 108h成熟的羊肉嫩度较好。而 Hope－Jones 和 Toohey［4－5］分别对牛肉和羊肉采用中压电刺激，也可以显著提高其嫩度。因而，许多研究人员提出将几种嫩化方法联合使用是否比单一使用效果好，但结果并非如此。Fisher采用电刺激、肌肉拉伸等多种嫩化方法处理牛肉，结果发现联合使用效果并不显著［6］。Moller［7］报道将羊肉用电刺激处理后再用肌肉拉伸处理，效果也不显著。Abdullah［8－9］研究了不同的成熟时间对蒸煮损失和嫩度的影响，结果表明，成熟时间越长(2℃，7d)，其蒸煮损失越小，嫩度也越好。而马俪珍［3］却认为在0～4℃会引起冷收缩，将宰后的羊肉直接放入0～4℃环境中嫩度不好。如果不加处理的羊肉在0～4℃保鲜期为3～6d。在中国的许多牛羊肉加工厂，如何解决肉的嫩度已成为主要关注的问题。冷却排酸作为吸引消费者购买的广告词被提了出来。然而，将牛羊肉嫩度作为观测点来研究宰后工艺流程的研究报道不多，宰后采用什么方式处理以及贮藏的温度和时间等一系列问题一直未得到很好的解决。如何能缩短成熟的时间，而不影响最终肉的嫩度，需要进一步探讨。本实验采用电刺激和吊挂两种不同宰后处理方式，并结合0～4℃排酸成熟，测定影响羊肉嫩度的一些相关指标变化，从而寻找最佳的宰后处理方式，为实际生产提供指导方法。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

羊肉 取自新疆石河子市中心农贸市场，为当日清晨宰杀后2h的羊肉。选取背最长肌后分别采用吊挂、电刺激两种不同方式进行处理;氯化钾、NaOH、硼酸、氧化镁、饱和碘化钾、三氯甲烷、硫代硫酸钠、淀粉指示剂、盐酸 均为分析纯。

JL－C2电刺激器 上海中胜科教设备有限公司;C－LM3B嫩度剪切仪 东北农业大学工程学院;Neofuge台式高速冷冻离心机 15R方康发展有限公司;Uvmini－1240紫外可见分光光度计 SHIMADZU CORPORATIDN;H18424NEW pH计 北京哈纳科技有限公司;T25－DS25匀浆机 UCTRA－TURRAX。

1.2 实验方法

1.2.1 处理方式 电刺激处理条件为:畜体的通电电压为50V(方波)，频率为13.8Hz，电刺激时间为60s。处理后放入0～4℃冷库贮藏;吊挂处理即将羊肉样品悬挂吊至于4℃冷库贮藏;空白处理为未经任何处理的羊肉样品。

1.2.2 嫩度的测定 参照国家农业行业标准NY/T 1180－2006进行测定。

1.2.3 蒸煮损失率的测定 取一块羊里脊肉准确称量后，以80℃恒温水浴加热肉样中心温度至40℃，翻转肉块，加热至肉样中心温度达到70℃，结束加热，于0～4℃条件下冷却12h，再准确称量。蒸煮损失率计算公式如下:

蒸煮损失率(%)=(肉样煮制前重量－肉样煮制后重量)/肉样煮制前重量×100

1.2.4 pH测定 参照国标GB/T 9695.5－2008进行测定。

1.2.5 挥发性盐基氮(TVBN)的测定 参照国标GB/T5009.44－2003进行测定。

1.2.6 肌原纤维小片化指数(MFI)的测定 参照Culler的方法［10］，略加修改后进行。取4g剪切好的肌肉(除去肉眼可见的脂肪和结缔组织)，在40mL 2℃的MFI缓冲溶液中(缓冲溶液含 100mmol/L KCl、20mmol/L 磷酸钾、0.1mmol/L EGTA、1mmol/L CaCl2、1mmol/L MgCl2、1mmol/L NaN3，后用 HCl调 pH7.0)，用组织捣碎机捣碎搅匀。匀浆液在1000×g离心10min，将上清液缓慢倒出，沉淀继续在40mL缓冲液中，搅拌制成悬液，1000×g离心10min。慢慢倒出上层清液。沉淀在10mL的缓冲溶液中制成悬液，通过铜制筛网(20目)以除去结缔组织和碎片。肌原纤维悬液的蛋白质浓度根据双缩脲法测定。然后用MFI缓冲溶液调整悬浮液蛋白浓度为0.5mg/mL，在540nm测吸光度，将所得结果乘以200后便得到羊肉的MFI值。

1.2.7 SDS－PAGE蛋白电泳 2.5g解冻的肌肉匀浆后，加入4倍体积的僵直提取缓冲液(l00mmol/L Tris，10mmol/L EDTA，pH8.3)。均质的溶液 1000 ×g离心20min收集沉淀。沉淀分散在4倍体积的标准盐溶液(SSS)(100mmol/L KCl，20mmol/L K2HPO4/KH2PO4，2mmol/L MgCL2，1mmol/L EGTA，1mmol/L NaN3，pH7.0)，1000 ×g离心10min收集沉淀，重复三次，在两次离心之间用高速分散器分散约30s。沉淀重新分散在4倍体积的SSS含1%TritonX－100，而后1500×g离心10min收集沉淀，重复两次。沉淀加入4倍体积0.1mol/L KCl，1500×g离心10min，重复2次。最后沉淀加入4倍体积0.lmol/L NaCl，1500×g离心10min收集沉淀，得到纯化的肌原纤维蛋白。提取的肌原纤维蛋白在24h内用完。

将提取的肌原纤维蛋白样品与溴酚蓝上样处理液按4∶1体积混合，煮沸5min使蛋白质变性。电泳条件:分离胶浓度为12%，浓缩胶浓度为5%，电压60V，电泳时间4h。电泳结束后，用考马斯亮蓝染色液染色1h，然后脱色至背景清晰。

2 结果与分析

2.1 不同处理方式对羊肉贮藏期间嫩度变化的影响

从表1可以看出，在相同贮藏温度条件下，不同处理组，羊肉的剪切力值变化差异显著(p＜0.05)。随着贮藏时间的不同，羊肉的剪切力值也呈显著性差异(p＜0.05)。不同处理组的羊肉剪切力值在贮藏期间均呈下降趋势。电刺激组在贮藏1d后剪切力值迅速下降到(9.95±0.051)kg/cm2，到第2d时升至(10.47±0.24)kg/cm2，说明此时其肌肉收缩加剧，可能伴随尸僵的开始。而吊挂组和空白组在第1d时剪切力值下降幅度较小。在贮藏第16d时，电刺激组的剪切力显著下降，而吊挂组和空白组的剪切力值仍在4kg/cm2以上。可见经过16d的成熟，电刺激组的嫩度要明显好于其他两组。由此可见，经电刺激处理后，羊肉完成僵直解僵和成熟的速度快，剪切力值下降的速度就越快。一方面电刺激处理诱导局部肌浆网钙离子的过量释放导致肌肉强直收缩，从而导致了背最长肌超微结构的改变，破坏了肌纤维的物理结构，使肌原纤维的完整性丧失;另一方面，电刺激后的高温低pH环境提高了肌肉嫩化的内源酶的活性，加快了蛋白质的降解速度，从而改善了肉的嫩度［11］。

表1 不同处理方式对羊肉贮藏期间剪切力的影响(kg/cm2)Table 1 The influence of different processing modes on share force during storage(kg/cm2)

2.2 不同处理方式对羊肉贮藏期间蒸煮损失率的影响

肌肉的蒸煮损失率与其遇冷收缩有着必然的联系。宰后肌肉的pH下降到等电点，蛋白质的保水性下降，肌肉收缩后，肌动蛋白和肌球蛋白之间的间隙减小，会导致肌肉的保水性下降［7］。实验结果(表2)表明:随着成熟时间延长，羊肉的蒸煮损失率呈上升趋势，这是由于动物死后没有足够的ATP解开肌动球蛋白，肌肉处于紧缩状态，其中空间减少，导致系水力下降，蒸煮损失率上升。随着成熟时间的延长，尸僵逐渐消失，系水力又重新回升，蒸煮损失减少。与空白组相比，电刺激组和吊挂组均使羊肉的蒸煮损失率增加，其中，电刺激组增加最为明显。本实验中，电刺激组经冷收缩和尸僵双重作用，保水性最差，蒸煮损失率最高。这可能是因为高温低pH使某些蛋白沉淀变性，失去了本身的保水性，而且由于变性的肌浆蛋白沉淀到肌原纤维上，又进一步使肌原纤维的保水性降低。Channon等人［12］也有低压电刺激使牛背最长肌汁液损失增加的报道。Klont等［13］的研究表明，糖原酵解较快的肌肉有较大的蒸煮损失，但其未阐明原因，其机理有待于进一步探讨。

表2 不同处理方式对羊肉贮藏期间蒸煮损失率的影响(%)Table 2 The influence of different processing modes on mutton cooking loss during storage(%)

2.3 不同处理方式对羊肉贮藏期间pH的影响

畜体正常屠宰后是呈中性或偏弱碱性，pH在7.1～7.3之间［14］。从表3中可以看出，在4℃贮藏条件下，电刺激的羊肉pH由7.1降到了6.03。这一阶段也称为酵解阶段，是肌体为了维持宰前状态的新陈代谢，糖原在缺氧的条件下进行酵解，生成乳酸。第4d时，pH降低到5.8，这一阶段称为僵直阶段，主要是ATP的大量消耗。后pH开始回升。随着时间的推移，pH回升至6.0左右，此时羊肉完成成熟阶段，紧接着进入自溶阶段。吊挂组至第7d才完成成熟。与吊挂组和空白组羊肉的pH变化相比，电刺激组的羊肉成熟过程比较迅速，pH随着成熟的过程变化比较明显，羊肉很快完成了僵直和解僵的过程。电刺激处理加快了宰后胴体ATP的消耗，使肉的糖酵解速率提高大约100倍，较高的糖原酵解速度使肉的pH 下降速度加快［15］。

表3 不同处理方式对羊肉贮藏期间pH的影响Table 3 The influence of different processing modes on mutton pH during storage

2.4 不同处理方式对羊肉贮藏期间挥发性盐基氮值的影响

由表4可以看出，羊肉在贮藏前3d，不同处理组的挥发性盐基氮变化差异不显著(p≥0.05)，随着时间延长，电刺激组的挥发性盐基氮含量与吊挂组和空白组的差异显著(p＜0.05)。对数据进行分析，电刺激组的挥发性盐基氮数值与吊挂组和空白组的差异显著(p＜0.05)，在随后的贮藏期中，电刺激组的挥发性盐基氮值呈急速上升趋势。在挥发性盐基氮数值增高的2次变化中，第一次肉中挥发性盐基氮含量呈现较平稳的增高变化趋势，仅肉中自身内环境中的蛋白酶促进蛋白质的水解，产生盐基氮类含氮物，不会有明显增高变化。而第二次肉中挥发性盐基氮含量骤然增高，是由于时间的推移，从空气中降落的各种微生物开始在肉的表面大量进行繁殖，同时一些蛋白质分解菌产生胞外蛋白酶，还会继续分解蛋白质。所以在内外环境的共同作用下，肉中的蛋白质等物质，分解产生大量的含氮物。因此使得挥发性盐基氮的含量大幅度的提高。

2.5 不同处理方式对羊肉贮藏期间肌原纤维小片化指数的影响

肌原纤维小片化指数的值是反映肌细胞内部肌原纤维及其骨架蛋白完整程度的指标。MFI值越大，则表明肌原纤维内部结构完整性受到破坏的程度越大。经研究显示，MFI值和肉的嫩度密切相关，并将MFI值作为预测肉嫩度的一个重要指标［10］。

不同处理组的羊肉MFI值差异显著(p＜0.05)。随着成熟时间延长，MFI值逐渐增加。成熟2和6d时，三组处理均有显著差异(p＜0.05)，其中以电刺激组MFI值最大。成熟10d时，电刺激组和吊挂组的MFI值均显著高于空白组(p＜0.05)。说明电刺激处理以及适宜的冷却方式对于肉的嫩化效果有非常重要的作用，这与Bruee和Ball年研究的结论一致［16］。

表4 不同处理方式对羊肉贮藏期间挥发性盐基氮的影响(mg/100g)Table 4 The influence of different processing modes on TVBN during storage(mg/100g)

表5 不同处理方式对羊肉贮藏期间肌原纤维小片化指数的影响Table 5 The influence of different processing modes on MFI during storage

2.6 蛋白质降解情况

羊肉的肌原纤维蛋白主要由肌球蛋白重链、C－蛋白、a－肌动素、肌动蛋白、肌钙蛋白T、原肌球蛋白、肌球蛋白轻链1、肌钙蛋白1、肌钙蛋白C、肌球蛋白轻链2 组成［17］。

图1 SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳图谱Fig.1 The electropHoresis figure of SDS－PAGE

通过SDS－PAGE蛋白电泳，如图1所示:电刺激组在贮藏期第6d的25ku左右的蛋白发生明显降解。吊挂处理组在贮藏第12d时肌球蛋白轻链1和肌钙蛋白1发生降解，生成了小分子的蛋白片段。空白处理组在贮藏第6d时，29ku左右的蛋白发生降解。实验结果表明，电刺激和吊挂处理可以加速蛋白质降解速率，提高羊肉嫩度。电刺激后的高温低pH环境提高了肌肉嫩化的内源酶的活性，加快了蛋白质的降解速度，从而改善了肉的嫩度［18］。

3 结论

电刺激和吊挂处理均能不同程度的降低羊肉剪切力值，使羊肉的嫩度得到改善;电刺激在贮藏初期(前3d内)，pH迅速降低，羊肉从尸僵到成熟的时间缩短;电刺激使蒸煮损失率增加，对羊肉的保水性有不利影响;在贮藏期间电刺激组的TVBN值在第7d后呈显著增高趋势(p＜0.01)，加速了羊肉的腐败;肌原纤维小片化指数与羊肉的嫩度密切相关，电刺激和吊挂均能增加羊肉肌原纤维小片化指数值，结合SDS－PAGE电泳图谱分析，电刺激加快了蛋白质的降解速度。综上所述，电刺激和吊挂均能够显著提高羊肉的嫩度，与吊挂相比，电刺激处理能缩短羊肉的成熟时间，根据目前的研究表明，电刺激只是促进了宰后的嫩化，未经电刺激而贮藏的肉同样有一个自然成熟的过程。如只是从提高嫩度的角度考虑，对于较长时间贮藏的产品而言，电刺激是没有必要的。然而随着肉类工业的发展，电刺激技术能有效防止冷收缩，促进宰后嫩化，且操作相对简便，有利于流水线生产加工，具有很好的应用前景。

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