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电刺激结合冷却排酸对牦牛细胞骨架蛋白 (Desmin、Troponin-C、Integrin) 降解影响的研究进展

2014-03-22,,

食品工业科技 2014年3期
关键词:排酸嫩化嫩度

, ,

(甘肃农业大学食品科学与工程学院,甘肃兰州 730070)

牦牛主要分布在高海拔、低气压的高寒高山的草原,气候特点冷季长、暖季短[1]。我国是世界牦牛主产国,占世界牦牛总数的92%。牦牛肉营养丰富,色泽鲜红,味道鲜美无腥味,生长环境远离工矿区,环境良好,无污染,因此受到消费者的青睐[2]。

牦牛肉的生产起源于20世纪50年代的欧洲[3]。在国际市场上,牦牛肉价格不菲,美国每千克的上等牦牛白肉售价达到27美元。与其相比,最优级的牛肉,售价只有14美元/kg。在荷兰市场上,上等牦牛白肉售价为每千克高达42欧元,与同档次的牛肉、猪肉相比,其售价高达2~4倍。我国盛产牦牛,资源丰富,国内需求空间很大,市场潜力极大,这些都为我国发展牦牛肉提供了有利因素。

肉的嫩度是一个高价值的消费特征,这是消费者普遍反映的结果,为了提高肉的质量和价值,对肉嫩度的研究具有瞩目的前瞻性。肉嫩度改变的过程是极其复杂的,嫩度的改变依赖于蛋白体系结构和骨骼肌细胞的完整性,并且与一些蛋白质的破坏和相互作用有关。蛋白质降解和破坏的过程和蛋白质被氧化的过程确定为肉的嫩化过程,这些过程之间的相互关系决定了嫩化的速度与程度。降解的蛋白质,例如desmin,filamin,dystrophin和talin(全部位于Z线的外围),可能会破坏肌原纤维本身及外层肌原纤维膜的完整性。肌原纤维中粗细丝蛋白质的降解,可能会导致样品肌节的横向移动或者发生断裂。titin、nebulin和troponin-T之间的相互作用和Z线蛋白质之间的相互作用对保持肌肉完整性发挥着关键作用。这些蛋白质的破坏,特别是titin和nebulin的降解,会引起进一步的理化性质和结构的变化,导致肌原纤维断裂,使肌肉细胞的完整性遭到破坏,最终改善肉的嫩度[4]。

目前对于电刺激后牦牛肉品质的研究,国内外学者很少有对其进行详细的介绍。同时牦牛肉也具有肉质粗糙较硬的缺点,为了提高牦牛肉的食用品质,满足消费者需求,提高牦牛肉的商业价值,扩大市场,对其嫩化机理的研究具有划时代的意义。

本综述从电刺激对牦牛细胞骨架蛋白(Desmin、Troponin-C、Integrin)降解的影响揭示电刺激对牦牛肉嫩化的机理,以期提高我国牦牛肉的品质,为其开发利用和产业化发展提供理论依据。

1 电刺激技术的发展与应用

1.1 电刺激技术的发展

早在1749年,美国的富兰克林首次对屠宰后的火鸡应用电刺激,结果发现经电刺激后的火鸡肉较之前的肉嫩度显著提高。在此基础上,1951年美国的Harshan和Deatherge共同应用高压电刺激嫩化牛肉,并获得了有关专利。电刺激最早是用来预防由于冷收缩导致牛羊肉发生的韧化作用,后来经研究发现,电刺激不仅能加快屠宰后的嫩化过程,缩短成熟时间[5],同时还可以改善肉的颜色,避免热环(Heat-ring)等的产生[6],是肉类的一种快速成熟技术。电刺激技术首先出现在新西兰进行工业应用,用以改善羊肉的嫩度,现如今,电刺激已经成为大多数国家改善肉类食用品质的重要技术之一。

1.2 电刺激技术

电刺激技术的差别主要表现在应用模式,其主要分为电流类型、脉冲频率、电压、电刺激时间、宰后时间等。其中按电压高低可将电刺激分为高压电刺激(U>100V)、低压电刺激(45~100V)、超低压电刺激(<45V)3种类型。而电刺激的部位一般是在胴体的胸部和跟腱部位。电刺激在肉类工业中应用,方法简单方便,适合流水线上的大量生产使用,成本低,对企业发展具有重要意义。电刺激仪使用简单易学、结构简单、操作方便、使用安全、对环境没有任何污染、占地面积小、易操作。

1.2.1 电刺激影响因素

1.2.1.1 宰杀后放置时间 从击晕宰杀到进行电刺激,时间间隔越长,效果越差,研究证明,应该在放血完全,30s之后,10min之内进行电刺激。

1.2.1.2 电压 电刺激使用电压,从击晕宰杀到电刺激,时间越短,所用电压就越低。对于高压电刺激,推荐110~220V。

1.2.1.3 脉冲频率 脉冲频率低,胴体pH下降速度最快,脉冲频率高,可有效防止蹬踢现象。对于高压电刺激,建议110V/220V,60Hz/50Hz。

1.2.1.4 电刺激时间 从击晕宰杀到电刺激,时间间隔越长,电刺激时间就越久,一般电刺激时间为50~90s,应避免时间过长造成“过热收缩”和时间过短达不到刺激效果。

1.2.2 电刺激技术的作用 胴体电刺激的研究是为了减少胴体冷却效应的发生,提高肉的嫩度,研究者发现,电刺激不仅可以提高肉的嫩度,还有助于动物屠宰后的放血和剥皮。因此电刺激可以作为一项常规的,提高肉类品质最好的技术来应用。电刺激嫩化效应主要表现在促进僵直的快速出现,从而避免冷收缩,同时在一定程度上对肌原纤维的结构造成破坏。胴体电刺激后采用快速排酸工艺,可以减少排酸时间,减少肌肉中有害物质,进行热剔骨工艺时,可以避免分割肉的冷却收缩效应。

2 电刺激嫩化机理

2.1 电刺激的原理

电刺激的原理是采用电极或探针,利用电流对宰后放血完全的胴体进行刺激的一种技术,电刺激按使用电压的高低分为低压电刺激和高压电刺激。根据研究者的结果显示,低压和高压电刺激都能达到同样的效果,低压相对安全,因此,大多数研究者和企业都趋向于使用低压电刺激。

根据目前国内外的研究成果,可从三个方面解释嫩化机理:

电刺激引发的尸僵过程,可以减少冷收缩,原因是电刺激过程加快了肌肉中ATP的降解,糖原的分解速度也加快,导致胴体pH快速降到6以下,此时再对胴体进行冷加工,就可以防止冷收缩现象的发生,提高肉的嫩度[7]。

电刺激导致强烈的肌肉收缩,导致肌动蛋白细丝过度插入而使Z线断裂,肌原纤维间的结构松弛,这样也可以容纳更多的水分,从而提高嫩度[8-9]。

电刺激使肉的pH迅速下降,酸性蛋白酶的活性增加,分解能力增强,嫩度就增加[8-9]。

2.2 电刺激和冷却排酸对骨架蛋白的影响

嫩度是决定牛肉食用品质最重要的因素,在宰后的24h内,牛肉的嫩度因为僵直过程和肌节的缩短变得较差,在后来的成熟过程中,因为肌原纤维结构的破坏和骨架蛋白的降解,使肉的嫩度得到改善[10]。电刺激略微加快了肌细胞骨架蛋白和伴肌动蛋白的降解,还发现电刺激增加了三种类型的肌原纤维I带的断裂和造成I带较早的断裂,通过机械性破坏肌纤维的结构和增加蛋白的水解提高肉的嫩度。Agnieszka Iwanowska[11]在肉的冷却处理中观察到desmin的降解和随着时间的延长降解产物也随之增加,在第10d肌原纤维蛋白的降解率最高。

大多数研究证明宰后成熟能改善牛肉嫩度,而在这个过程中认为肌原纤维蛋白的降解是一个重要的因素[12]。肌原纤维蛋白按照其在肌肉中的性质分为直接参与肌肉收缩的蛋白,调节肌肉收缩的蛋白及细胞骨架蛋白三类。调节蛋白包括原肌球蛋白(tropomyosin)和肌原蛋白(troponin)等蛋白。细胞骨架蛋白包括伴肌动蛋白(nebulin)、连接蛋白(titin)以及一些次级的多肽,如肌间线蛋白(desmin)、细丝蛋白(filamin)和zeugmatin等多种蛋白。

Seideman[13]发现对胴体进行电刺激可以提高肉的嫩度,原因可能是减少冷收缩,加速蛋白质的降解和破坏肌原纤维的结构。黄静等[14]做过相关内容的体外实验,结果显示,Calpains可以降解肌纤维等骨架类蛋白,例如连接蛋白、伴肌动蛋白、细丝蛋白、肌间线蛋白和肌钙蛋白-C。大多数学者研究发现电刺激能促进蛋白水解酶活性的提高,其中包括μ-calpain[15]。更有研究表明μ-calpain的自我溶解与desmin的降解和猪肉的滴水损失有关,integrin的低水平降解和desmin的高水平降解均与新鲜猪肉中的滴水损失有关[16],由此可知电刺激可以提高Calpains对骨架蛋白的降解,提高肉的嫩度。Bjarnadóttir等[17]研究显示,电刺激可以减少Hsp70间接加速细胞凋亡,使细胞收缩,线粒体改变,染色质凝聚,降解特定的细胞骨架蛋白,改善肉的嫩度[18]。

2.2.1 肌间线蛋白(Desmin) 肌间线蛋白是一种新发现的蛋白,位于Z线与Z线和肌细胞膜之间,肌原纤维之间的空隙布满了这些纤丝,将其结合到一起,形成肌肉细胞的骨架,维持整个骨骼肌细胞的完整性和有序性。而肌间线蛋白的降解会使肌原纤维的有序结构遭到破坏,因此肉的嫩度提高。

有学者研究显示,电刺激加快desmin的降解率,冷却排酸对牛肉颜色没有显著影响,且Western印迹表明冷却排酸对desmin的降解率有所降低。而电刺激结合冷却排酸,可以降低牛肉的颜色,加速细胞骨架蛋白的降解,提高牛肉嫩度[19]。由于desmin是连接相邻肌原纤维横向运行的元素之一,其降解会导致横向排列肌节的损失。因此,细胞骨架蛋白desmin在肉的嫩度中扮演着重要的角色,desmin的降解,会改变牛肉的嫩度[20]。

Chen Feng等[21]在体外实验研究发现desmin的某一特定位置可以被caspase-6切割产生N-desmin,从而导致肌原纤维的结构遭到破坏。而国内的学者王玉宁[22]做了电刺激和延迟冷却对骨架蛋白desmin和nebulin降解影响的研究,通过对牛肉肌原纤维蛋白的免疫分析得出,电刺激和延迟冷却显著加快了肌肉成熟后肌间线蛋白的降解。

毛衍伟[23]在快速冷却和电刺激对牛肉品质的影响及其机理研究中,从微观方面研究电刺激和快速冷却对牛肉肌原纤维骨架蛋白降解的影响,结果发现,电刺激和快速冷却两者结合加快了desmin的降解,肌原纤维遭到电刺激后的物理性破坏,造成挛缩带和拉伸带大量的形成,加速Z盘的断裂,明带消失,提高牛肉嫩度。而黄明在离体条件下牛肉的嫩化机制研究中发现钙激活酶I对肌间线蛋白有明显的降解作用。

电刺激牛胴体通常是为了提高牛肉嫩度,假设增加蛋白酶的活性,可能会使细胞的结构蛋白被降解,导致肌纤维结构遭到破坏,从而提高肉的嫩度。SDS-PAGE结果显示电刺激的两个样本与未刺激组相比样品中肌间线蛋白的数量有所减少,单克隆抗体标记的肌间线蛋白结果显示,明显标志的38ku肌间线蛋白降解产物电刺激组比未电刺激组多。Koohmaraie等[24]曾提出,desmin的降解对肉嫩度的改善有着显著的贡献。desmin的作用在于维持肌原纤维结构的完整性,desmin的降解会破坏肌原纤维结构[20],导致剪切力降低,提高肉的嫩度[25]。

有学者对电刺激后的肌肉通过显微图像观察肌纤维的结构,发现电刺激表现出对肌肉更快的降解[26]和蛋白降解产物的出现[27]。在后来的研究中,电刺激(200volts,20Hz)引起牛肉背最长肌产生挛缩现象,同时伴随着nebulin、titin、desmin和troponin-T降解速率的增加。

2.2.2 肌原蛋白C(Troponin-C) 肌原蛋白C(Troponin-C)是一个构成肌钙蛋白复合物的亚基,它对调节肌肉组织收缩起着重要的作用[28]。而Troponin-C是肌钙蛋白复合体的Ca2+的结合亚基,而有学者也已证实Troponin的降解会受到Calpains的影响[29]。

2.2.3 整联蛋白(Integrin) Integrin是一种跨膜骨架蛋白,保持肌肉的完整性,对细胞生长、代谢、调控、生存、增殖和分化起着重要作用。

肉的质量由背最长肌和暗部半腱肌肉的品质性状决定。Titin,nebulin,desmin和integrin水解作用通过SDS-PAGE技术和蛋白印记技术进行了评估,在72h成熟后的检验中integrin已经开始降解[34]。

Lawson[35]在整联蛋白的降解对猪肉滴水损失的作用里研究得出,抑制Calpains的活性不仅抑制整联蛋白的降解也阻碍了细胞膜和细胞骨架之间水通道的形成,因此肌肉持水力就会升高,从而降低猪肉的滴水损失,提高猪肉的嫩度。而Zhang研究过integrin,desmin和μ-calpain的变化对宰后猪肉持水力的影响,结果显示,整联蛋白能够影响细胞膜和细胞骨架之间的水通道形成,而整联蛋白的降解可以促使这个水通道的快速形成,从而使肌肉持水力降低[17]。持水力降低就会影响肉的口感,降低肉的嫩度。

有学者研究发现integrin的β1-chain的降解,参与细胞膜粘附性细胞骨架蛋白的部分,与猪肉中滴水通道的开口有关,因此猪肉中滴水通道开口的形成可能是由于Calpains在细胞表面上对integrin的降解[35]。

由以上可知,电刺激影响Calpains的活性,Calpains活性的升高使骨架蛋白的降解速率增加,因而影响integrin的降解,从而可以提高牛肉嫩度。

3 骨架蛋白降解原因的研究

3.1 钙激活酶

大多数学者发现宰后24h的牛肉中Calpastatin的活性与牛肉的嫩度有很大的负相关性[36-37]。学者Zhang Wangang[38]发现不同的Calpain自我溶解产物与完整的desmin和滴水流失有显著的相关性。这个结果支持他做的假设,蛋白水解作用的desmin对肉的持水力有很大作用。Calpain是通过对细胞骨架蛋白的降解导致肌原纤维超微结构的变化来提高牛肉品质。Koohmaraie[39]的实验数据表明,在宰后储藏过程中肉嫩度的改善,肌原纤维蛋白的水解是主要的原因。Z盘的减弱或降解和desmin的降解(也可能是titin的降解)使宰后胴体在储藏过程中肌肉的肌原纤维结构遭到破坏。有大量的实验表明Calpain水解系统是负责宰后蛋白水解,提高肉的嫩度,Calpain是唯一的蛋白水解系统,电刺激为宰后激活Calpain活性提供了理想的条件。

电刺激使肉的pH降低,致使肉处于一个较低温度下的低pH环境,因而影响了Calpain/Calpastatin 的比率,也可能是电刺激作用使肌浆网的结构遭到破坏,导致大量的钙离子进入到肌浆中,使肌浆中钙离子的浓度升高,较早激活了Calpain的活性,促进了Troponin-T的降解,蛋白质降解显著加快,提高肉的嫩度[40]。

大多数学者研究发现钙激活酶能降解肌间线蛋白,破坏肌原纤维的结构,还可降解其他蛋白,使肌肉的伸张力减弱,使粗细肌微丝的释放和游离[41-43],因而可以改善肉的嫩度。

3.2 钙离子

Horgan和Kuypers[44]报道电刺激破坏肌肉中肌质网的形成,这就意味着电刺激增加肌浆中钙离子的释放。宰后骨骼的肌浆网功能会丧失,导致钙离子释放到肌浆中,使肌浆中的钙离子浓度升高,达到0.2mmol/L[45]。钙离子可以结合Z线中的磷脂分子,使其从Z线中释放出来,导致Z线结构遭到破坏[46]。而钙离子浓度的升高,可以激活Calpain,特别是μ-钙蛋白酶(μ-Calpain)[47],而Calpain对troponin-T、nebulin等重要的肌原纤维蛋白有降解作用。

黄明等人研究发现在含100μmol/L Ca2+的反应体系中,钙激活酶I对肌间线蛋白有明显的降解作用,而100μmol/L Ca2+单独存在时对肌间线蛋白无降解作用,可能是肌钙蛋白酶I被激活,间接对肌原纤维的降解发挥作用。Takahashi经过多年研究发现0.1mmmol/L钙离子条件下,肌原纤维中的Z盘结构弱化,原因是钙离子和Z线中磷脂分子结合,磷脂分子从Z线中释放出来,导致Z线结构破坏,Geensink等的实验认为一些细胞骨架蛋白的降解是单独的钙离子在牛肉成熟中发生的嫩化作用。当钙离子浓度较高时,酶的活性中心就会暴露,表现出活性[41]。电刺激加快ATP的消耗,肌质网小泡体内的钙离子就会释放出来,激活钙激活酶。不管是电刺激还是冷却排酸,Calpain都会使骨架蛋白降解,破碎的骨架蛋白是否对肌浆网造成破坏,导致肌浆中钙离子浓度升高反过来又影响Calpain酶体系,使骨架蛋白进一步降解,这是一个值得讨论的问题。

3.3 蛋白酶体系

电刺激加快糖酵解的速度,表现为糖原快速的消耗和pH的快速下降,电刺激使剪切力值降低,原因可能是较早激活蛋白酶或者物理作用破坏使肌原纤维结构改变[48]。电刺激后的高温低pH环境提高了内源酶的活性,加速了蛋白质的降解速度,从而提高了肉的嫩度[49]。在1987年Mikami等发现在牛肉、兔肉和鸡肉成熟过程中,组织蛋白酶L水解肌原纤维蛋白的数量最大,其中包括肌钙蛋白T、I、C、伴肌动蛋白、肌联蛋白、原肌球蛋白[50]。

有研究发现Cathepsins可以降解肌肉中重要的蛋白,其中就有:Troponin-T、I(pH<6)和C蛋白[51]。Robert等[52]研究发现蛋白酶体具有水解牛肉肌原纤维蛋白的能力。早期黄明等发现黄牛肉中μ型依钙蛋白酶在体外实验中对肌间线蛋白有明显的降解作用[53]。

Z盘降解的主要作用是促进动物死后嫩化。这些结论似乎已在很大程度上基于实验结果显示,Calpain系统对嫩化起着重大的作用,Z盘降解从而导致肌肉的肌原纤维之间的断裂,这些结构的降解对嫩度有很大的影响。构成这些结构的蛋白质包括nebulin、dtitin、vinculin、desmin和dystrophin且desmin是Calpain优秀的基础,同时发现desmin在3d后检验出对半膜肌有降解作用[54]。

4 电刺激嫩化作用的研究

4.1 国外研究

Rosenvold等[55]在电刺激对牛肉品质改善作用的研究中发现,电刺激不仅能有效保护牛肉免受热硬化的影响,显著提高牛肉的嫩度,影响成熟过程中蛋白酶避免被抑制。而Wiklund等[56]对电刺激的研究发现电刺激作用可以降低牛肉最终的剪切力和pH,在品尝实验中发现电刺激作用下的牛肉被消费者评价为嫩度较好。Bekhit等[57]还发现电刺激对肉的嫩度和持水能力有一定的改善效果。

低压电刺激加速胴体pH下降,降低牛肉背最长肌的持水力和提高牛肉嫩度。而快速冷却使胴体温度下降的速度增加,提高了持水力,但是牛肉的剪切力值增加。因此低压电刺激与冷却排酸同时应用是商业牛肉屠宰明智的选择。在观察到肌原纤维和肌动蛋白细胞骨架蛋白的降解时,电刺激样品中desmin和troponin-T这些蛋白质降解速度的加快改善了牛肉的嫩度。也观察到电刺激增加了肌原纤维和肌动蛋白细胞骨架蛋白的降解。同时发现,电刺激24h后样品中的desmin浓度有所降低[58]。desmin浓度在成熟第4d呈减少的趋势,电刺激加快糖酵解速度,pH下降,可能是早期活化的肌原纤维蛋白酶使剪切力值变小,从而改善牛肉嫩度[48]。

电刺激提高肉的嫩度,这种技术曾经被认为是通过胴体放血后幸存的神经系统工作的,但是有学者验证(30min后的检验)加工后的肌肉,仍然有改善嫩度的作用[59-60]。电刺激后肌动蛋白发生降解,在牛肉中不溶性蛋白质分级中得到证实[61]。肌动蛋白先前被认为是共价绑定到肌球蛋白片段,导致较高分子量的移迁[33]。电刺激样品早期观察到肌原纤维和细胞骨架蛋白肌动蛋白,desmin和troponin-T的降解,这可能就是使肌肉嫩度改善的原因。这些结果支持了早期的发现,电刺激通过加速蛋白水解的速度和降解细胞骨架蛋白来提高肉的嫩度[62]

电刺激对肉作用机理的研究中Ferguson等[63]揭示出,电刺激对牛肉品质改善的原因是由于电刺激造成了糖原的快速酵解,从而引起了pH的迅速下降,同时发现未酵解的糖原浓度与最终pH之间具有显著的正相关性。所以糖原酵解越快,pH下降就越快。Eric等[7]研究了电刺激和无电刺激的牛肉在储藏过程中酶的变化,结果发现,电刺激可以加快糖酵解的速度,即加速僵直过程,也就是加速了肌肉ATP的降解,提高了糖原的分解速度,使胴体体内积累了大量的乳酸,从而使胴体的pH快速下降到6以下。此时再对这些肉进行冷加工,就可以达到阻止冷收缩现象的发生,增加了胴体的汁液率,增加了肉的嫩度。Toohey[64]在电刺激后24h发现,电刺激通过增加具有氧合能力的肌红蛋白,来增加肉的颜色,同时发现电刺激对羊肉嫩度有很大改善。而Hope Jones[65]对牛肉进行电刺激,发现肉的嫩度显著提高。电刺激导致肉的pH快速下降,肌肉僵直提前,提高蛋白水解酶的活性,加速肌原纤维和骨架蛋白的降解,加速糖酵解,增加能源消耗,加速desmin的降解[66-67],缩短牛肉成熟时间,使剪切力值降低,从而提高肉的嫩度[68]。

大多数学者认为牛肉的成熟是源于肌肉中内源蛋白酶,即钙激活酶分解肌原纤维细胞骨架蛋白所致,而Mohammad等[69]研究结果表明,电刺激导致胴体肌肉强烈的收缩,引起肌动蛋白细丝过度插入导致Z线断裂,使肌原纤维间的结构发生松弛现象,这样就可以容纳更多的自由水,从而使肉的嫩度增加。电刺激使肉的pH降低,还会提高酸性蛋白酶的活性,使蛋白酶分解能力增强,因而加速了蛋白质的分解,提高嫩度。从目前的研究中发现,电刺激牛胴体,在24h时,可能是通过增加肌红蛋白的充氧能力,使背最长肌的肌肉产生更加明亮的颜色,但是这种影响是随着成熟时间的延长而减弱的。在电刺激后168h,持水能力和蛋白溶解度不再影响肌肉颜色的稳定性。因此这种技术不仅可以提高牛肉的嫩度,对肌肉的颜色也没有负面影响[70]

4.2 国内研究

罗欣等人在电刺激技术在牛肉快速成熟中的应用研究中指出,用最优的电刺激参数对牛胴体进行电刺激可以使牛肉达到快速成熟嫩化的目的,使牛肉的成熟时间由两周减少到一周之内,牛肉的剪切力值也降低了36%。孙清亮[40]等在电刺激和延迟冷却对宰后牛肉肌原纤维Troponin-T降解的影响中发现,电刺激降低了牛背最长肌的剪切力值;显著提高了μ-calpain的活性,也提高了肌原纤维骨架蛋白的降解速度,改善了牛肉的嫩度。贾文婷等[32]在羊肉的电刺激嫩化中发现电刺激加快羊肉pH下降,降低剪切力,使肌原小片化指数升高,加快蛋白质降解,缩短成熟时间,提高羊肉嫩度。

有学者在电刺激对肉的机理作用做了一些研究,例如陈韬等人[71]在电刺激对猪肉品质的影响中发现,电刺激引发了肌肉蛋白质变性和肌原纤维网格结构的收缩,这是汁液流失率增加和形成肌细胞间空隙的原因,而快速冷却对肌肉温度降低、蛋白质变性的减缓、肌细胞间空隙的减小具有一定的效果,因而降低肉的汁液流失。张先锋[72]在电刺激与延迟冷却对牛肉肌原纤维超微结构的影响中发现,电刺激引发约有50%的肌纤维结构区域产生了挛缩带,其程度达到58.78%~61.78%,肌原纤维的超微结构被机械性的破坏,从而提高了牛肉的嫩度。

5 展望

电刺激技术被国内外大小型企业应用,据法国资料显示,电刺激后的牛肉嫩度可提高到原来的15%~16%。不仅节省了肉的成熟时间,也为企业带来了可观的经济效益。

学者普遍认为电刺激能够加速糖酵解,降低pH,加快僵直过程,阻止冷冻和冷却过程中冷收缩现象的发生,降解骨架蛋白,对肌原纤维结构有破坏作用,使剪切力降低,肌原小片化指数升高,提前激活钙激活酶的活性,加快肉的成熟嫩化过程,同时改善肉的颜色和外观。电刺激技术为肉类工业的发展提供了有利的条件,为肉类研究提供理论依据。但是电刺激实验的对象,电刺激的方式、方法、强度、时间、影响因子都会不同程度的影响着实验的结果,由于实验对象,动物本身又有着种类的差异,本身肌肉结构的不同,对不同的动物进行电刺激,效果可能会有所差异,对同一种动物而言,由于不同部位肌肉的差异也会造成电刺激后不同的效果,只有深入了解电刺激的优缺点及其机理,方能根据不同的需要选择最佳方案,使电刺激技术被充分有效的利用。

6 结论

电刺激技术在工业上的应用越来越广泛,技术也越来越成熟,面对世界经济的不断发展,人们生活水平的提高,各种竞争越来越激烈,为了迎接各种挑战,应当继续发展和推广这种技术。

牛肉宰后成熟过程中,电刺激和冷去排酸结合可以提前激活Calpain的活性,增加对骨架蛋白的降解,提高牛肉嫩度。

电刺激和冷却排酸给牛肉的成熟过程提供一个高温低pH的环境,从而影响Calpain的活性,增加对骨架蛋白的降解,改善牛肉嫩度。

电刺激和冷却排酸通过加快糖原酵解速度,使肌肉提前进入尸僵期,从而避免冷收缩,同时伴随着肌原纤维结构被物理性的破坏和肌原纤维蛋白的降解,使肌肉达到嫩化效果。

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