不同盐类对牦牛肉嫩化效果的影响研究

杨 敏，刘 洋，杨富民，杨继涛，张 媛

（1.中国农业科学院兰州畜牧与兽药研究所甘肃省牦牛繁育工程重点实验室，甘肃兰州730050；2.甘肃农业大学理学院，甘肃兰州730070；3.甘肃农业大学食品科学与工程学院，甘肃兰州730070）

不同盐类对牦牛肉嫩化效果的影响研究

杨 敏1，2，刘 洋2，杨富民3，杨继涛2，张 媛2

（1.中国农业科学院兰州畜牧与兽药研究所甘肃省牦牛繁育工程重点实验室，甘肃兰州730050；2.甘肃农业大学理学院，甘肃兰州730070；3.甘肃农业大学食品科学与工程学院，甘肃兰州730070）

以牦牛肉为原料，以剪切力和肌原纤维断裂指数为指标，考察了牛肉嫩化处理常用无机盐：氯化钙、焦磷酸钠、焦磷酸二氢钠、三聚磷酸钠浓度及四种无机盐的处理时间对牦牛肉嫩化效果的影响。结果显示，不同盐类在不同浓度、不同天数下对牦牛肉嫩化效果影响极显著（p＜0.01），不同盐类和浓度的交互作用对牦牛肉剪切力影响极显著（p＜0.01），综合考虑W-B剪切力和肌原纤维小片化指数变化，以减少盐用量和嫩化时间为目的，确定出CaCl2嫩化的最佳条件是浓度4%，处理2d；焦磷酸钠嫩化的最佳条件是浓度4%，处理1d；焦磷酸二氢钠嫩化的最佳条件是浓度5%，处理3d；三聚磷酸钠嫩化的最佳条件是浓度3%，处理4d。研究结果为牦牛肉的嫩化处理提供参考依据。

牦牛肉，嫩化，剪切力，肌原纤维小片化指数

牦牛是我国青藏高原特有的畜种，长年生活在海拔3000m以上高寒地带。我国牦牛存量大，且属再生资源，牦牛肉肉质鲜美、品质优良、蛋白质含量高、矿物质丰富、脂肪少，是广受消费者青睐的天然绿色食品之一[1-2]。然而，牦牛肉的嫩度是决定其附加值的主要因素。

肉类嫩度是决定肉食用品质的重要指标之一。牛肉常见的嫩化方法有物理法、化学法和生物法等[3]，其中常用的化学嫩化法有氯化钙法和磷酸盐法。嫩化作用的盐类主要有氯化钙、多聚磷酸盐等。众多研究指出，CaCl2嫩化法对肉的嫩化效果较好，但影响肉的风味和色泽[4-5]。多聚磷酸盐是较为理想的肉类嫩化剂，其主要嫩化机制是调节pH，增加离子强度，促使肌动球蛋白解离，鳌合金属离子等[6-9]。

目前，肉质嫩度评价最常用的方法为物理方法，即W-B剪切法。除此之外，有研究者发现肌肉的嫩度与肌原纤维的断裂有关，提出了利用肌原纤维断裂指数（myofibril fragmentation index，MFI），即肌原纤维小片化指数来考察肉质的嫩度，该指数越高，肉质越嫩[10-12]。

本实验以甘南成年牦牛肉大腿肌为研究对象，选用氯化钙（CaCl2）、焦磷酸钠（TSPP）、焦磷酸二氢钠（SDPP）、三聚磷酸钠（STPP）溶液对牦牛肉进行嫩化处理，以剪切力（W-B）和肌原纤维小片化指数（MFI）为嫩度评价依据，通过综合分析确定不同盐类嫩化处理的最佳条件。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

甘南成年牦牛肉，大腿肌（4岁龄） 购于甘肃省临夏州临夏市，屠宰后常温密封，置于备有冰袋的采样箱迅速带回实验室进行处理；无水氯化钙 天津福晨化学试剂厂；焦磷酸钠 上海试剂二厂；焦磷酸二氢钠 上海达瑞精细化学品有限公司；三聚磷酸钠 天津市凯信化学工业有限公司；磷酸氢二钠、磷酸二氢钠 天津市化学试剂第二厂；以上试剂 均为分析纯。

TGL-20M型高速冷冻离心机 长沙湘仪离心机仪器有限公司；AL204型电子天平 梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；肌肉嫩度仪 东北农业大学；酸度计 上海精密科学仪器有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 样品处理 4℃下，将牦牛肉沿肌纤维方向切成10cm×5cm×5cm的肉块备用。

1.2.2 盐浓度对牦牛肉嫩度的影响 4℃下，依据相关标准，将CaCl2、焦磷酸钠（TSPP）、焦磷酸二氢钠（SDPP）、三聚磷酸钠（STPP）分别配制为1%、2%、3%、4%和5%的溶液，将肉样浸泡于溶液中（质量比，肉∶溶液=1∶2），浸泡时间为3d。将浸泡后的肉样用于测定剪切力和肌原纤维小片化指数（MFI），以上处理各设3个重复，选择出各种盐嫩化处理最佳浓度。

1.2.3 嫩化时间对牦牛肉嫩度的影响 在最佳浓度下，采用CaCl2、焦磷酸钠（TSPP）、焦磷酸二氢钠（SDPP）、三聚磷酸钠（STPP）溶液分别浸渍1、2、3、4、5d的肉样（质量比，肉∶溶液=1∶2），用于剪切力及MFI的测定。以上处理各设3个重复，确定各种盐类适宜的嫩化时间。

1.2.4 W-B剪切力测定 剪切力的测定参照雷昌贵等的方法测定[7-8]。将备用的肉块，包装后放入80℃水浴锅中，用数显温度计记录加热过程中肉块中心温度的变化，加热至中心温度为70℃，取出冷却至室温，用直径1.27cm的取样器顺肌纤维方向取样钻取肉柱（尽可能多的取样，同时注意避开筋腱），然后用嫩度仪测定每个肉柱的剪切力值，求其平均值即可。

1.2.5 肌原纤维小片化指数（MFI）的测定 肌原纤维小片化指数（MFI）的测定按照雷昌贵的方法测定[8]。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100 mmoL/L KCl，20mmol/L磷酸钾，0.1mmol/L EGTA，1mmol/L CaCl2，1mmol/L MgCl2，1mmol/L NaN3），用HCl调pH7.0，用组织捣碎机捣碎搅匀。匀浆液在10000r/ min离心2min，将上清液缓慢倒出，沉淀继续在40mL缓冲液中，搅拌制成悬液，10000r/min离心2min。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Gomall等双缩脲法测定。然后用MFI缓冲溶液调整悬浮液蛋白浓度为（0.5±0.05）mg/mL，在540nm测吸光度，将所得结果乘以200后即为牦牛肉的MFI值。

1.3 数据处理与统计

所测数据采用Origin8.0及SPSS 19.0统计软件进行记录和分析处理。

2 结果与分析

图1 不同盐浓度对牦牛肉剪切力的影响Fig.1 The influence of different concentration of salts on the sheaer force of yak meat

2.1 盐浓度对牦牛肉嫩化效果的影响

2.1.1 盐浓度对牦牛肉剪切力的影响 由图1a可知，与对照相比，经1%和2%的CaCl2嫩化处理的牦牛肉剪切力增大，因为低浓度的盐未完全与肌肉细胞达到平衡，无法发挥嫩化效果，牦牛肉自身也进行着排酸熟化过程；而浓度3%～5%CaCl2处理的牦牛肉剪切力发生了明显下降，则说明CaCl2溶液与牦牛肉中钙激活酶双重作用使肉样嫩化[14]。

由图1b可知，经1%、2%、3%的TSPP嫩化处理的牦牛肉的剪切力出现了增大趋势，由于低浓度的盐未完全与肌肉细胞达到平衡，而且磷酸盐类能与Ca2+螯合，从而降低或无法发挥嫩化效果，同时牦牛肉自身也进行着排酸熟化过程；而浓度4%的TSPP处理的牦牛肉剪切力发生了明显下降，则说明TSPP溶液与牦牛肉肌肉细胞达到溶解平衡，并发挥调节pH的作用，使得胶原蛋白解离，剪切力下降[6]。但浓度5%的TSPP处理的牦牛肉剪切力发生了明显上升，则可能是随着溶液浓度的增大，溶液pH发生较大变化，使得溶解酶过早分解消耗，减弱了嫩化效果。

由图1c可知，与对照相比，经1%～4%的SDPP嫩化处理的牦牛肉的剪切力增大，而浓度5%的SDPP处理的牦牛肉剪切力发生了明显下降，说明焦磷酸二氢钠溶液与牦牛肉肌肉细胞达到溶解平衡，提高了胶原蛋白溶解度，使得剪切力下降。

由图1d可知，经1%、3%、4%、5%的STPP嫩化处理的牦牛肉的剪切力出现了减小趋势，而浓度2%的STPP处理的牦牛肉剪切力发生了明显上升，可能因为此浓度的STPP与Ca2+螯合程度较大，无法发挥嫩化效果，而其他浓度下STPP与Ca2+未达到螯合平衡。同时离子强度的变化与pH的变化影响着肌肉中蛋白的解离，其交互效果使得剪切力发生了波动[15]。

表1 不同浓度盐类对牦牛肉剪切力的影响方差分析结果Table 1 The variance analysis about influence of different concentration of salts on yak meat shear force

由表1可知，不同浓度盐类嫩化处理对牦牛肉剪切力的影响差异均极显著（p＜0.01）表明这四种盐的不同浓度溶液对牦牛肉嫩化效果影响较大，且不同盐类的影响效果不相同。综上所述，5%的氯化钙、4%的焦磷酸钠、5%的焦磷酸二氢钠、4%的三聚磷酸钠对牦牛肉具有较好的嫩化作用。其中，4%的三聚磷酸钠嫩化处理使牦牛肉剪切力降低最为明显。

2.1.2 盐浓度对牦牛肉肌原纤维小片化指数的影响

由图2可知，CaCl2处理的牦牛肉样的MFI随浓度的增大先下降后上升，在浓度为4%时达到最高，而MFI值越高说明嫩化效果越好，4%浓度的CaCl2的嫩化效果最好；同样，经过焦磷酸二氢钠和三聚磷酸钠处理的牦牛肉MFI也出现了最高值，继而可以确定5%的焦磷酸二氢钠和3%的三聚磷酸钠的嫩化效果较好；而经过焦磷酸钠处理的牦牛肉样MFI值均低于对照样，可能因为焦磷酸钠通过调节pH及螯合作用对牦牛肉肌原纤维未产生实质影响，从而没有使肌节断裂，蛋白溶出[16]。

综合上述盐类嫩化后肉样剪切力和MFI变化情况，尽可能降低盐类浓度以节约成本，减少盐类对肉样其他品质的影响，不同盐类对牦牛肉嫩化处理的最佳浓度选择为4%的氯化钙、4%的焦磷酸钠、5%的焦磷酸二氢钠、3%的三聚磷酸钠。

图2 不同盐浓度对牦牛肉肌原纤维小片化指数的影响Fig.2 The influence of different concentration of salts on the MFI of yak meat

2.2 嫩化处理时间对牦牛肉嫩化效果的影响

2.2.1 处理时间对牦牛肉剪切力的影响 在2.1最佳浓度下，考察了嫩化时间对牦牛肉剪切力的影响，结果见图3。

由图3a可知，所有天数CaCl2嫩化处理的牦牛肉的剪切力出现了明显下降趋势，显然CaCl2溶液与牦牛肉中钙激活酶双重作用使得嫩化效果明显，而且在第2d下降幅度达到了最大。

图3 嫩化时间对牦牛肉剪切力的影响Fig.3 The influence of tenderizer time on the sheer force of yak meat

表2 不同天数盐类对牦牛肉剪切力的影响方差分析Table 2 The variance analysis about influence of different tenderize time of salts on yak meat shear force

由图3b可知，不同天数TSPP嫩化处理的牦牛肉的剪切力出现了下降趋势，但降幅不大，说明其嫩化效果随处理时间变化不明显，这是因为多聚磷酸盐类能与Ca2+螯合，从而制约了钙激活酶的嫩化效果，同时牦牛肉自身也进行着排酸熟化过程，使得嫩化效果并不明显。

由图3c可知，与对照相比，所有天数的SDPP嫩化处理的牦牛肉剪切力出现了上升趋势。考虑到不同批次肉样的差异，加之随着贮藏时间的延长，牦牛肉自身也进行着排酸熟化过程，使得嫩化效果并不明显。

由图3d可知，与对照相比，只有经过2d的STPP嫩化处理的牦牛肉的剪切力出现了上升趋势，其他天数处理的肉样剪切力均出现了下降。因为经2d处理的牦牛肉中离子强度还不大，还未发挥多聚磷酸盐的嫩化作用，因而制约了嫩化效果，同时牦牛肉自身也进行着排酸熟化过程，使得嫩化效果并不明显[17-19]。

综上所述，各种盐类对牦牛肉的嫩化处理时间为焦磷酸钠2d、氯化钙2d、三聚磷酸钠4d。

2.2.2 处理时间对牦牛肉肌原纤维小片化指数的影响 由图4可知，经过不同天数盐类处理的牦牛肉样的MFI值均出现了最大值，表明嫩化时间对牦牛肉样嫩化效果影响较大。CaCl2的MFI最大值出现在5d，焦磷酸钠出现在1d，焦磷酸二氢钠出现在3d，三聚磷酸钠出现在5d。由于各种盐类的渗透速率与螯合能力具有差异，嫩化机理也不尽相同，因而MFI最大值出现的天数具有差异。这些天数下，相应的盐类与肉样达到了渗透、调节及螯合平衡，蛋白溶出达到最大值[8]。

2.3 单因变量多因素方差分析

由表3可知，不同盐类和盐类的浓度对牦牛肉剪切力影响极显著（p＜0.01），而不同盐类和浓度的交互作用也对牦牛肉剪切力影响极显著（p＜0.01），说明不同的盐类及浓度可影响牦牛肉嫩度。

表3 不同盐类及浓度多因素方差分析Table 3 The multi-factor variance analysis about different concentration of salts

综合上述因素，考虑到经济成本和肉样存放时间，选择、氯化钙2d、焦磷酸钠1d、三聚磷酸钠4d、焦磷酸二氢钠3d为最佳嫩化时间。

上述研究结果显示，三聚磷酸钠嫩化对剪切力和肌原纤维断裂指数影响均较为明显，嫩化效果较好。由于盐类对肉的嫩化机理较为复杂，有无机离子直接对肉品的作用，也有酶类在特定离子作用下活性发生变化，间接作用于肉品，并且在贮藏过程中，肉品本身也在发生一系列生物化学变化，因此嫩化机理较为复杂。

图4 嫩化时间对牦牛肉肌原纤维小片化指数的影响Fig.4 The influence of tenderizer time on the MFI of yak meat

3 结论

盐类对牦牛肉的嫩化作用机理较为复杂。以剪切力和肌原纤维断裂指数为指标，考察了不同盐类浓度、处理时间对牦牛肉嫩化效果的影响，并进行差异显著性分析及单因变量多因素方差分析。不同盐类在不同浓度，不同天数下对牦牛肉嫩化效果影响极显著（p＜0.01），以及不同盐类和浓度的交互作用对牦牛肉剪切力影响极显著（p＜0.01），进而确定了不同盐类嫩化处理的牦牛肉样的最佳条件为：CaCl2嫩化的最佳条件是浓度4%，处理2d；TSPP嫩化的最佳条件是浓度4%，处理1d；SDPP嫩化的最佳条件是浓度5%，处理3d；STPP嫩化的最佳条件是浓度4%，处理4d。

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Study on yak meat tenderizer processing conditions by different salts

YANG Min1，2，LIU Yang2，YANG Fu-min3，YANG Ji-tao2，ZHANG Yuan2
（1.Lanzhou Institute of Animal Science，CAAS Key Laboratory for Yak Genetics，Breeding&Reproduction Engineering of Gansu Province，Lanzhou 730050，China；2.College of Science，Gansu Agricultural University，Lanzhou 730070，China；3.College of Food Science and Engineering，Gansu Agricultural University，Lanzhou 730070，China）

Yak meat was selected as raw material and tenderized by calcium chloride，sodium pyrophosphate（TSPP），sodium dihydrogen pyrophosphate（SDPP）and sodium tripolyphosphate（STPP）.The Warner-Bratzle shear force and myofibrillar fragmentation index（MFI）were chose as indicator，the optimum tender treatment condition of four salts solution on yak meat were determined.Results showed that，the meat tenderizer effects of different salts in different concentration under different times on yak meat were significant（p＜0.01），the interaction between salts and concentration on sheer force of yak meat were significant（p＜0.01）.The best condition for tenderizer treatment on yak meat were calcium chloride concentration of 4%with two days，sodium pyrophosphate concentration of 4%with one day，sodium dihydrogen pyrophosphate concentration of 5%with 3d，sodium tripolyphosphate solution concentration of 3%with 4d.Results could provide references for yak meat industrially tenderizer processed.

Yak meat；tenderization；shearing force；myofibril fragmentation index

TS252.1

B

1002-0306（2014）08-0290-06

10.13386/j.issn1002-0306.2014.08.057

2013－08－27

杨敏（1981-），女，在读博士，讲师，研究方向：食品科学与技术。

甘肃省牦牛繁育工程重点实验室开放课题资助项目。