超低压电刺激和热剔骨工艺对牦牛肉品品质的影响*

张睿，罗欣，朱立贤，孙宝忠，韩明山

1(山东农业大学食品科学与工程学院，山东 泰安，271018)2(中国农业科学院北京畜牧兽医研究所，中国北京，100193)3(内蒙古科尔沁牛业股份有限公司，内蒙古 通辽，028000)

牦牛起源于我国，藏语称Yak，是一个古老的牛种，是我国青藏高原地区特有的畜种资源。牦牛肉营养丰富，而且具有低脂肪、高蛋白、肉色鲜红等特点，同时还有良好的加工特性［1］。但是，牦牛肉的适口性和嫩度较差［2］。因此，改善牦牛肉的嫩度和适口性成为一个亟需解决的问题。

研究表明，牛肉品质因素包括肉的可口性、持水能力、颜色、营养价值和安全性等［3］。其中，嫩度是消费者购买牛肉制品时十分重视的一项品质指标。影响牛肉嫩度的因素有很多，可概括为宰前因素和宰后因素。宰前因素主要包括品种、年龄、性别、部位、营养状况和基因调控等，宰后因素主要包括电刺激技术、机械嫩化技术、吊挂和拉伸技术、成熟方式等［4－5］。

热剔骨工艺相较于冷剔骨在冷却肉生产加工过程中所具有的优势已被详细的研究和阐明。热剔骨工艺可以降低冷却过程中大约1.5%的干耗，降低储藏过程中0.1%～0.6%的滴水损失，减少了50%～55%的冷却空间，节约40%～50%的能耗［6］。而且，热剔骨工艺加工的肉制品具有较高的出品率，同时可以节约大量的劳动力和运输成本［7］。但同时，由于热剔骨的肌肉在冷却过程中失去了骨骼对其的约束，从而具有了更高的冷收缩风险，遇冷时收缩更明显，进而严重影响肉的嫩度［8－9］。因此在保证其质量安全的前提下采取有效措施对其肉品品质进行改善是非常必要的。为了降低热剔骨工艺引起的品质劣变，同时保留热剔骨工艺降低成本能耗和提高出品率的优点，一个常用的方法是采用电刺激。Hwang等发现屠宰后对胴体进行电刺激，能够显著改善肉嫩度［10］。同时，诸多研究表明，电刺激处理可以得到更加鲜亮的肉色［11－12］。

按照电刺激电压的高低可将电刺激分为3种类型，高压电刺激(电压大于500V)、低压电刺激(电压在45～90V)和超低压电刺激(电压小于 45V)［13］。相对于高压电刺激，超低压电刺激同样具有改善肉品品质的效果，而且超低压电刺激还具有更高的安全性和可操作性。然而，电刺激在中国的牦牛企业中几乎没有应用。如果热剔骨工艺结合电刺激，能够在保持热剔骨工艺优势的同时，还能保证牦牛肉的食用品质，该加工方式则有广阔的应用前景和商业价值。

本课研究在分析不同作用时间(1min＆2min)的超低压电刺激和热剔骨对宰后牦牛西冷剪切力值、持水力、肉色的影响。同时，研究不同作用时间(1min＆2min)的超低压电刺激对热剔骨牦牛肉品质的改善效果。以此促进电刺激和热剔骨工艺的推广，提高牦牛肉的肉品品质，提高我国牦牛企业的生产效率，增强我国牦牛企业的市场竞争力。

1 材料与方法

1.1 实验材料

随机挑选6～7岁，体重相近的甘南公牦牛18头，屠宰前12 h禁食禁水。

1.2 实验仪器

ES-4型查维斯电刺激仪，查维斯机械制造(北京)有限公司生产;BS224S型赛多利斯电子天平，北京赛多利斯科学仪器有限公司生产;YYW-2型应变式控制式无侧限压力仪，南京土壤仪器厂有限公司生产;TA.XT型质构仪，英国Stable Micro System公司生产;HH-4数显恒温水浴锅，江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司生产;CR-400型色差计，KONICA MINOLTA SENSING，INC(日本)生产;Oakton 300型热电耦测温仪，美国Oakton分析仪器有限公司生产。

1.3 实验设计

牦牛按照伊斯兰屠宰方式屠宰，生产工艺流程为:

肉牛验收→宰前休息与禁食→宰前淋浴→刺杀放血→超低压电刺激(21V，50Hz，0.25A，1min＆2min)→去头、蹄→剥皮→开膛去内脏→二分体(称质量:热胴体量)→0～4℃成熟

选择18头6～7岁体重相近的甘南公牦牛，随机分成3组，每组6头，分别进行1 min电刺激(ES 1 min)、2 min电刺激(ES 2 min)和未电刺激(对照组)。将所有牦牛左半胴体宰后45 min内进行热剔骨处理(HB)，0～4℃离体肉成熟3 d，右半胴体进行常规跟腱吊挂处理(AS)，按照目前的常规屠宰工艺，将半胴体0～4℃吊挂成熟3 d。分别在宰后45 min、24、48、72 h，将西冷分割成厚3 cm左右的肉块，测定牦牛西冷剪切力值、持水力、肉色。

1.4 检测方法

1.4.1 蒸煮损失的测定

取约200 g的西冷肉块，精确称质量计作 m1(g);用热收缩膜真空包装后于80℃下蒸煮熟制，直至其中心温度达到70℃，解开包装，擦干肉表面水分，晾干，称质量计作m2(g)，计算蒸煮损失:

1.4.2 剪切力的测定

按照NY/T 1180－2006《肉嫩度的测定 剪切力测定法》。

1.4.3 持水力的测定

按照NY/T 1333－2007《畜禽肉质的测定》。

1.4.4 肉色的测定

厚度不小于1 cm的肉样新切开横断面在室温下氧合40 min，色差计进行白板校正后，将色差计探头垂直放在样品横断面上测量，每个肉样设置3个重复肉样，每个重复肉样测定6～9次，取均值作为该重复肉样的色差值。

1.5 统计分析

采用Excel及SPSS17.0数据统计分析软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 电刺激和热剔骨对牦牛西冷剪切力值的影响

如表1所示，随着成熟时间的延长，各处理组牦牛西冷的剪切力值均显著降低(P＜0.05)。在第0 h时，各处理组之间牦牛西冷的剪切力值均无明显差异(P＞0.05)。在之后72 h成熟过程中，电刺激1 min结合跟腱吊挂(ES＆AS 1 min)和电刺激2 min结合跟腱吊挂(ES＆AS 2 min)处理组牦牛西冷剪切力值始终低于其他各组，而且2处理组剪切力值差异不显著(P＞0.05)。电刺激1 min结合热剔骨(ES＆HB 1 min)和电刺激2 min结合热剔骨(ES＆HB 2 min)处理组牦牛西冷剪切力值逐渐降低并最终与未电刺激跟腱吊挂(AS)处理组持平。而6个处理组中，未电刺激热剔骨(HB)处理组牦牛西冷的剪切力值始终高于其余各组。

表1 电刺激和热剔骨处理对牦牛西冷剪切力值的影响 kgTable 1 Effect of electrical stimulation and hot-boning treatment on shear force values of yak sirloin kg

因此，热剔骨工艺会对牦牛西冷的嫩度造成较大的负面影响。电刺激能有效的改善牦牛西冷的嫩度，同时可以有效抵消热剔骨工艺对牦牛西冷嫩度所造成的负面影响。在相同剔骨条件下，电刺激2 min对牦牛西冷的嫩化效果与电刺激1 min处理组差异不显著(P＞0.05)。

2.2 电刺激和热剔骨处理对牦牛西冷持水力的影响

由图1可知，经过不同宰后处理方式处理的牦牛西冷的持水力均呈缓慢上升趋势。如图1所示，在第0 d时，各处理组之间牦牛西冷持水力并无显著差异(P＞0.05)。而在随后的3 d成熟过程中，ES＆AS 1 min、ES＆AS 2 min和AS处理组牦牛西冷持水力均显著高于ES＆HB 1 min、ES＆HB 2 min以及HB处理组(P ＜0.05)。在各个时间点，ES＆AS 1 min、ES＆AS 2 min处理组牦牛西冷持水力与AS处理组相比均无显著差异(P＞0.05)，与之相同，其他3组的牦牛西冷持水力差异也不显著(P＞0.05)。

因此可知，热剔骨工艺处理会导致牦牛西冷的持水力下降，增加成熟过程中的水分流失。而2种电刺激处理(1、2 min)均未对牦牛西冷持水力造成影响，而且，电刺激处理并未有效抵消热剔骨处理对牦牛西冷持水力造成的负面影响。

2.3 电刺激和热剔骨处理对牦牛西冷蒸煮损失的影响

由表2可知，在成熟过程中，6种不同宰后因素处理的牦牛西冷的蒸煮损失均呈缓慢下降趋势，在成熟过程中，6个处理组牦牛西冷蒸煮损失均无显著差异(P＞0.05)。

因此，牦牛西冷蒸煮损失随成熟时间的延长逐渐降低。电刺激(1、2 min)处理与热剔骨处理对牦牛西冷蒸煮损失均无影响(P＞0.05)。

图1 电刺激和热剔骨处理对牦牛西冷持水力的影响Fig.1 Effect of electrical stimulation and hot-boning treatment on water-holding capacity of yak sirloin

表2 电刺激和热剔骨处理对牦牛西冷蒸煮损失的影响 %Table 2 Effect of electrical stimulation and hot-boning treatment on cooking loss of yak sirloin %

2.4 电刺激和热剔骨处理对牦牛西冷肉色的影响

由表3～表5可知，6个处理组牦牛西冷在成熟72 h中L*、a*均呈上升趋势，而牦牛西冷肉色b*在成熟过程中变化不大。

由表3、表4可知，随着成熟时间的延长，不同处理组之间牦牛西冷的L*、a*的差异逐渐缩小。在宰后 48 h 内，ES＆AS 1 min、ES＆AS 2 min、ES＆HB 1 min、ES＆HB 2 min处理组牦牛西冷 L*、a*均高于AS和HB 处理组，4个处理组(ES＆AS 1 min、ES＆AS 2 min、ES＆HB 1 min、ES＆HB 2 min)的牦牛西冷 L*、a*值相比均无显著差异(P＞0.05)。宰后72 h，6个处理组L*、a*、b*均无显著差异(P＞0.05)。在成熟过程中，AS处理组牦牛西冷的L*、a*值与HB处理组相比差异始终不显著(P＞0.05)。由表5可知，6个处理组牦牛西冷之间b*值差异均不显著(P＞0.05)。

因此，电刺激处理可以有效改善宰后72 h内牦牛西冷的L*和a*值，使牦牛西冷肉色显得更加鲜亮。而热剔骨工艺对牦牛西冷的L*、a*、b*值均无显著影响(P＞0.05)。同时，电刺激处理对牦牛西冷的b*值的影响也不显著(P＞0.05)。

表3 电刺激和热剔骨处理对牦牛西冷L*的影响Table 3 Effect of electrical stimulation and hot-boning treatment on L*of yak sirloin

表4 电刺激和热剔骨处理对牦牛西冷a*的影响Table 4 Effect of electrical stimulation and hot-boning treatment on a*of yak sirloin

表5 电刺激和热剔骨处理对牦牛西冷b*的影响Table 5 Effect of electrical stimulation and hot-boning treatment on b*of yak sirloin

3 讨论

电刺激最初是用来防止牛羊肉冷收缩发生导致的韧化［14］，还可以提高肉的颜色和外观，降低肉的热环［15］。

本研究结果与前人研究结果基本一致，均表明电刺激有效提高了牛肉颜色的亮度［16－17］。Toohey等的研究结果指出，电刺激羔羊在处理后第1天可以得到更高的a*值［13］。这可能是电刺激处理后，肌原纤维收缩、蛋白质变性程度增加，使肉表面自由水增多，结构变化和外渗水增加了反光。本研究结果表明，热剔骨工艺对牦牛西冷肉色无显著影响。然而，Claus和Brown发现热剔骨工艺会使得肉色发暗［18－19］;Seyfert等则发现热剔骨处理牛肉在成熟过程的早期，其亮度会有提升［20］。这可能是由于实验条件，贮藏温度不同所致，不同贮藏温度会引起L*不同的变化。

本研究结果与George等一致，尽管电刺激破坏了肌浆蛋白，但肌纤维膜要过较长时间才会变得无法保持水分，因此不用担心电刺激会增加滴水损失［21］。Li等也发现电刺激作用对于牛肉的持水能力没有显著影响［22］。Thomas等研究发现剔骨方式会影响到相应猪肉所制作的香肠的持水能力［23］;Keenan等也发现相对于冷剔骨而言，热剔骨牛肉的水分含量更低，持水力能力更差［24］。

电刺激作用明显促进了成熟过程中牦牛西冷剪切力的下降，改善了热剔骨牦牛西冷的嫩度。与本研究的结论一致，Olsson等指出电刺激有效提高了肉的嫩度［25］。还有研究认为，电刺激不仅可以加速尸僵，增加嫩度，还能减少嫩度的变异［26－27］。与本研究结果相似，Olsson和Koh等研究指出，电刺激可以有效改善热剔骨工艺所造成的负面影响［25，28］;然而，有些科学家则指出电刺激的应用对肉嫩度的改善效果并不显著［29］。研究结果的不同，可能是由于电刺激工艺的参数不同所致。

4 结论

超低压电刺激处理有效改善了宰后3 d牦牛西冷的嫩度，同时有效抵消了热剔骨工艺对牦牛西冷剪切力值所造成的负面影响。超低压电刺激处理对牦牛西冷持水力无显著影响(P＞0.05)，同时并未改善由热剔骨工艺所造成的牦牛西冷持水力下降。然而，超低压电刺激结合热剔骨处理有效改善了牦牛西冷的L*和a*值，而热剔骨工艺则对牦牛西冷肉色无显著影响(P＞0.05)。因此，超低压电刺激在保留热剔骨工艺优势的同时，有效改善了热剔骨工艺对牦牛肉品品质所造成的负面影响，具有较高的商业价值。

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