牛肉的质构特性研究进展

夏亚男，侯丽娟，王颉

（河北农业大学食品科技学院，河北保定071001）

牛肉的质构特性研究进展

夏亚男，侯丽娟，王颉*

（河北农业大学食品科技学院，河北保定071001）

牛肉深受人们喜爱，其质构问题已经成为人们日益关注的问题。从不同嫩化处理、杀菌方式、贮藏方式的角度对牛肉品质的研究进展进行了综述，试图展示国内外牛肉品质的研究现状，提出今后值得关注的研究方向，以期对今后的研究有所帮助。

牛肉；质构；嫩化；杀菌；贮藏

牛肉是一种营养价值较高的保健型肉食品，具有高蛋白、低脂肪、低胆固醇的特点。在美国、澳大利亚、加拿大等肉业发达国家，牛肉一直是人们消费的首选肉类。在国内，近年来随着人们对草食动物肉品消费观念的改变，牛肉也越来越成为人们消费的亮点。牛肉肌纤维直径比猪肉、禽肉的粗，吃起来口感也较猪肉、禽肉粗硬，因此，牛肉品质一直是国内外牛肉生产者、消费者和科研人员关注的重要问题[1]。通常所说的牛肉品质包括嫩度、色泽、风味、多汁性等方面。在加工过程中，嫩化处理、杀菌方式、贮藏方式对牛肉的质构特性有很大影响，下面就国内外研究概况进行综述。

1 牛肉的质构特性

1.1 牛肉食用品质

食用品质的优劣是决定肉类商品价值的最重要因素，人们大都从嫩度、色泽、风味、多汁性等方面对肉类食用品质进行评价。

1.1.1 嫩度

消费者普遍认为嫩度为肉类的首要品质指标。肉的嫩度也称作肉的硬度，反映了肉对舌感觉的柔软性、对牙齿压力的抵抗性、咬断肌纤维的难易程度和嚼碎程度，一般用剪切力值反映，单位为牛顿/平方厘米（N/cm2），主要由肌肉各组织成分含量与化学结构状态所决定[2]。

1.1.2 肉色

肉色本身不会对肌肉滋味有多大贡献，它是肌肉生理生化和微生物学变化的外部表现，其深浅及均匀度主要由肌肉色素含量、分布及其化学状态决定。肉色与屠宰年龄、性别、肌纤维类型、终pH、冷却速度等因素有关。年龄越大，肉色越深。与黄牛肉相比牦牛肉色泽更深，这是由于牦牛生长在高海拔、空气稀薄地区，使得决定肉色的肌红蛋白、血红蛋白含量明显要高[3]。

1.1.3 风味

风味形成机理很复杂，是各种化合物共同作用的结果。肌苷和肌苷酸是肉中重要的风味物质之一。动物屠宰后，三磷酸腺苷（ATP）在一系列酶的作用下分解成肌苷酸，部分肌苷酸会在磷酸酶的作用下形成肌苷，因此肉中肌苷和肌苷酸的含量跟肉的保存条件有关。刘海珍等采用口感品尝法评定出牦牛肉的口感和咀嚼时感受不同于黄牛肉，具有独特的牦牛肉质地和风味，但均具牛肉特有的气味和牛油香味，而且香味浓郁[3]。

1.1.4 多汁性

多汁性（juiciness）也是影响肉食用品质的一个重要因素，尤其对肉的质地影响较大，据测算，10%～40%肉质地的差异是由多汁性好坏决定的。烹调时发生的缩水程度直接与口腔中感觉到的多汁性降低有关。烹调肉的多汁性包括两种感觉：第一是在最初咀嚼时的湿感，这是肉汁迅速释放产生的；第二是持续多汁感，这主要是脂肪对唾液分泌的刺激作用产生的。

1.2 牛肉品质的影响因素

影响牛肉品质的因素有很多，包括遗传因素、年龄因素、营养状况及部位因素、饲料因素、机械损伤、肉组织的熟化程度等。许多学者研究了各种因素对牛肉品质的影响。

高雪，许尚忠研究了影响牛肉品质的宰前因素，包括体重减少、暗黑色牛肉、集中厢中滞留时间、电解质和集中厢中营养补充，表示在肉牛出场前后、运输途中以及集中厢应加强宰前管理水平，以便减少牛肉数量和质量的损失，提高肉牛的经济效益[4]。

陈红跃，左福元对影响牛肉肉质的饲养水平、能量和蛋白水平、矿物质及维生素等主要营养因素作了综述。他认为在肉质控制上，营养起着重要的作用，利用营养调控来改善牛肉品质是可行的。饲粮能量、蛋白质、脂肪、矿物质及维生素是调控肉质的基础[5]。

李林强，昝林等采用Box-Behnken响应曲面中心组合设计法，对乳酸菌制剂添加量、发酵时间、NaCl添加量在发酵中的作用，建立了乳酸发酵中乳酸菌制剂添加量、发酵时间、NaCl质量浓度对牛肉酸度、挥发性盐基氮（TVB-N）、嫩度影响响应模型。在乳酸菌制剂添加量为2.50 g/L，NaCl添加量为30.00 g/L，发酵时间为2.50 h的条件下牛肉品质较为理想[6]。

孔保华，马芙俊，刁亚琨分析了粘结剂使用条件对重组牛肉品质的影响。采用转谷氨酰胺酶（TG）和酪蛋白酸钠（SC）组成的粘结剂对重组牛肉进行品质改性，研究粘结剂的最佳反应条件。结果表明：通过对加工过程中粘结剂反应时间、反应温度和反应压强3个条件的研究，重组牛肉的解冻损失、蒸煮损失、硬度、弹性、咀嚼性等物理性质存在显著差异，实验得出的最佳反应条件为：反应时间3 h，反应温度4℃，反应压强4N/m2[7]。

万红玲，雒林通，吴建平从牦牛肉化学组成、营养价值、食用品质、技术品质及卫生品质等方面总结了近年来人们对牦牛肉品质特性的研究。作为中国西部肉类蛋白的重要来源，牦牛肉具有安全、高蛋白、低脂肪、良好的氨基酸和脂肪酸组成等优点。而有关“牦牛肉较老”的观点可以归因于屠宰年龄较大并且没有进行分档，宰后成熟处理对提高牦牛肉嫩度及其它肉品质效果显著[3]。

随着人民生活水平提高，牛肉的需求量不断增加，其品质受到了消费者和养牛生产者的重视。综合国内外肉牛生产的状况，我们必须结合以上影响因素来提高肉牛产业的竞争力，进一步提高肉牛饲养的工厂化、集约化程度。

2 嫩化处理对牛肉质构特性的影响

尽管牛肉深受消费者的喜爱，但与猪肉、羊肉相比，牛肉的纤维较粗、肉质偏老、咀嚼性差、口感欠佳，因此在牛肉加工中需要进行嫩化处理。嫩化效果直接影响牛肉制品的品质，因此，选择良好的嫩化方法和对嫩化方法效果的评价在牛肉加工中非常重要。

2.1 嫩化方法研究现状

目前对于牛肉嫩化工艺方法的研究，主要有悬挂排酸自然成熟法、机械嫩化法、电刺激嫩化法、高压嫩化法、外源酶嫩化法以及离子溶液注射法等。

王玉宁等研究了电刺激和延迟冷却法对宰后牛肉肌原纤维蛋白降解变化的影响。结果表明：电刺激和延迟冷却提高了肌原纤维小片化的程度，促进了肌间线蛋白和伴肌动蛋白的降解，缩短了成熟时间，提高了牛肉嫩度。电刺激嫩化法目前已经被国内外许多大型屠宰企业应用，以生产高品质的品牌肉类产品。但一些小型的、传统的屠宰场，由于设备条件的限制而未能使用[8]。

明建，李洪军利用TA-XT2i物性测定仪，研究了蛋白酶嫩化处理对牛肉及其制品物性的影响。结果表明：三种蛋白酶处理都能够较好地保持牛肉的持水力，复合蛋白酶、胰蛋白酶和木瓜蛋白酶处理后牛肉的持水力分别比对照牛肉高28.3%、11.1%和15.9%。另外，蛋白酶处理显著降低了牛肉的烹饪失水率、剪切力、咀嚼性、弹性、回复性、黏聚性等物性指标。其中，复合蛋白酶嫩化处理的效果优于胰蛋白酶及木瓜蛋白酶。显微照相表明酶作用后牛肉肌原蛋白被分解，肌原纤维断裂，肌纤维结构完整性的破坏可能是导致牛肉上述物性变化的主要原因[9]。

大量研究发现，氯化钙处理可以明显的改善牛肉的嫩度。邱燕，崔薇，陈韬对其研究进展进行了概述。CaCl2处理能改善肉的嫩度，提升消费者对肉的接受程度，是一种理想的肉品嫩化技术。对于低Ca源的牛肉来说，这种嫩化过程可以作为强化钙的一种方式[10]。

明建，李洪军采用TA-XT2i质构仪研究嫩化牛肉在不同的压缩比条件下硬（脆）度、弹性、咀嚼性、胶着性、黏聚性以及回复性值的变化情况，以确定嫩化牛肉物性值的测定条件。结果表明，压缩比在35%～60%内，各物性指标呈现出很好的相关性[11]。

2.2 嫩度的评定研究现状

目前肌肉嫩度的评定可分为主观检验法和客观检验法两种。主观方法即指通过人口品尝肌肉来判定肌肉的老嫩，主要是根据肌肉的柔软性、易碎性和可咽性来判定。这种检测方法非常直观、简单，但其受人的主观因素的影响较大，无法量化，所以很难做到公正。另一种是客观的检验方法，即从肌肉的化学成分、肌肉组织结构学的角度来分析肌肉的老嫩的机械评价方法。借助于仪器来测量肌肉的切断力、穿透力、咬力、剁碎力、压缩力、弹力和拉力等指标，而最通用的是切断力，又称剪切力（shear force），即用一定钝度的刀切断一定粗细的肉所需的力量。物性测试仪是用于客观评价食品品质的主要仪器，能够根据样品的物性特点做出数据化的准确表述，其在食品行业的应用逐渐广泛，已经得到了研究者们充分的肯定[12]。

林芳栋，蒋珍菊等使用高精密度的TA-XT plus质构仪的不同型号的探头，分别对牛肉、猪肉不同部位肌肉的嫩度进行了细致的研究，比较了不同样品的测试数据参数（包括剪切力最大峰值、曲线所包围的面积以及穿刺距离）之间的相关性。实验结果表明：家畜的种类不同，或是肌肉组织的部位不同，肌肉的嫩度均会有很大的差异。肌肉的嫩度除了可以用质构仪的A/CKB型探头进行切断测试时的最大剪切力值表示外，还可以用P/2N型探头进行穿刺测试时的下行距离来表示。这也说明质构仪的不同探头之间具有一定的相关性[12]。

丁武，魏益民，江胜龙对使用高精密度的TA-X12物性仪穿透测定的不同嫩度肉的曲线进行细致的研究。比较不同嫩度肉的不同穿透数据参数（包括三个极值点、恒定值和曲线所包围的面积）与感官对照值之间的相关性，试验结果表明：用物性仪的穿透法测得的第一个极值点的力来反映肉的嫩度较为适当[13]。

董庆利，胡孟晗利用计算机视觉系统对肉类品质进行自动检测[14]，在评定颜色和大理石花纹、骨骼成熟度和新鲜度[15]，预测嫩度和胴体分级等肉类品质进行了概述。结果表明计算机视觉系统可以避免破坏性测量造成的样品损失[16]，具有对待测物进行跟踪、重复检测的优点[17]。

根据国内外肉类工业的发展趋势，很有必要尽早建立肉品的嫩度、弹性、咀嚼性等物理性质及感官指标的检测方法及相应标准，从而提高对肉品加工工艺与肉品质量的科学化管理水平。物性仪是评定肉制品嫩度并进行定量分析的理想选择。

3 不同杀菌方式对对牛肉质构特性的影响

3.1 常见的杀菌方法

目前，常见的杀菌方法有高温加热杀菌技术、超声波杀菌技术、高压杀菌技术、微波杀菌技术、高压脉冲电场杀菌技术、脉冲强光杀菌技术、脉冲磁场杀菌技术、抗生酶杀菌技术、远红外照射杀菌技术等。

高温加热杀菌技术通常指巴氏杀菌，是利用低于100℃的热力杀灭微生物的消毒方法，由德国微生物学家巴斯德于1863年发明，至今国内外仍广泛应用于牛奶、人乳及婴儿合成食物的消毒。现用的巴氏杀菌方法一般有两种：一是加热到61.1℃～65.6℃之间，30min；二是加热到71.7℃，至少保持15 s。由于巴氏消毒法所达到的温度低，故达不到灭菌的程度[2]。

超声杀菌的机理是基于超声生物、物理和化学效应。研究发现在含有空气或其它气体的液体中，在超声辐射下，主要由于空化的强烈机械作用能有效地破坏和杀死某些细菌与病毒或使其丧失毒性[18]。超声波在食品工业上的具体应用包括超声波解冻、干燥、除沫、分离、提取、乳化、均质等。

超高压灭菌的机理是通过破坏菌体蛋白中的非共价键使蛋白质高级结构破坏，从而导致蛋白质凝固及酶失活。超高压还可造成菌体细胞膜破裂，使菌体内化学组分产生外流等多种细胞损伤，这些因素综合作用导致了微生物死亡。超高压杀菌技术的特点超高压技术可实现均匀、瞬时、高效杀菌。一般而言，压力越高杀菌效果越好[2]。

微波杀菌在食品工业中的应用早在1976年就已开始，据日本某公司统计用于糕点、米面等食品杀菌的微波功率容量已占工业微波总量的34%。微波是100MHz-100 000MHz波段的电磁波，以微波杀菌的温度场与电磁场相比较，电磁场是细菌致死的主要因素。微波杀菌具有时间短、速度快、保持药品成份、节约能源、杀菌均匀彻底等优点[19]。

高压脉冲电场杀菌，一种新型的食品冷杀菌技术（High Intensity Pulsed Electric Fields，简称PEF），目前，对于它的杀菌机理尚不明确。多数学者认为高压脉冲电场的杀菌原理包括场的作用和电离作用两种。高压脉冲电场杀菌特点：①杀菌时间短、效率高、能耗远小于热处理法；②脉冲电场杀菌在常温常压下进行，与加热法相比更能有效地保持食品原有的色、香、味及营养成分，对热敏性物料尤其适用[20]。

3.2 最优杀菌方式的选择

理想的消毒杀菌方法应当具有下列特征：不改变食品的色泽、气味、滋味和营养成分；不存在任何残留；不会造成环境污染；消费者或立法部门乐于接受；成本低廉、操作简便；通过灭活致病菌等污染生物后产品货架寿命得以延长。

洪伯铿，赵凯，张庆钢分别采用微波杀菌、高温杀菌和沸水杀菌方式，并在感官、理化、微生物和食品物性方面对杀菌效果进行比较.试验结果，微波杀菌优于其他两种杀菌方式[21]。

孔书敬，段善海，赵凯，洪伯铿，孙国勇分别采用微波杀菌、高温杀菌和沸水杀菌方式处理酱牛肉软罐头，并在感官、理化、微生物和食品物性方面对杀菌效果进行比较。试验结果表明，微波杀菌优于其他两种杀菌方式[22]。

周琪，马美湖通过牛肉的煮制预熟化，然后经过微波炉的不同时间和不同功率的处理，对牛肉品质的变化进行研究。测定结果结合感官评定分析可以确定速冻微波煮制牛肉最佳条件：煮制中心温度为65℃，微波功率为80%，微波时间为120 s[23]。

罗章，马美湖等取西藏种萨牦牛肉，研究不同热处理方式（微波加热、高压炖煮和常温水煮）对牛肉风味和质构特性的影响。结果表明：微波加热形成的风味种类最高，达137种。对微波加热、高压炖煮和常温水煮3种加热方式形成的牛肉进行质地剖面分析，表明微波加热形成的牛肉硬度低、弹性高等最佳质感效果。综合风味指标、质构指标和感官评价指标，确认微波加热牦牛肉品质最优[24]。

综上所述，我国应尽早建立肉制品杀菌方法和相应标准，利于肉制品行业快速安全发展。其中牛肉制品的杀菌方式宜采用微波处理。

4 不同贮藏方式对牛肉质构特性的影响

4.1 常见的肉类贮藏方法

肉类的贮藏方法很多，传统方法主要有干燥法、盐腌法、熏烟法等。现代贮藏方法主要有低温冷藏法、罐藏法、照射处理法、化学保藏法等。下面介绍常用的几种方法。

干燥法，也称脱水法，主要是使肉内的水分减少，阻碍微生物的生长发育，达到贮藏目的。各种微生物的生长繁殖，都需要最适宜的含水量，一般来说，至少需要40%～50%的水分。如果没有适当的水分含量，微生物就不能生长繁殖。猪肉的水分含量一般在70%以上，应采取适当方法，使含水量在20%以下或降低水分活性，才能延长贮藏期[2]。

自然风干法，根据要求将肉切块，挂在通风处，进行自然干燥，使含水量降低。例如风干肉、香肠等产品都要经过晾晒风干的过程。

脱水干燥法，在加工肉干、肉松等产品时，常利用烘烤方法，除去肉中水分，使含水量在20%以下，可以较长时间贮存。添加溶质法即在肉中加入食盐、砂糖等溶质，如加工火腿、腌肉等产品时，需用食盐、砂糖等对肉进行腌制，其结果可以降低肉中的水分活性，从而抑制微生物生长[2]。

盐腌法，盐腌法的贮藏作用，主要是通过食盐提高肉的渗透压，脱去部分水分，并使肉中的含氧量减少，造成不利于细菌生长繁殖的环境条件。但有些细菌的耐盐性较强，单用食盐腌制不能达到长期保存的目的。因此，生产中用食盐腌制多在低温下进行，并常常将盐腌法与干燥法结合使用，制作各种风味的肉制品[19]。

低温贮藏法，低温贮藏法即肉的冷藏，在冷库或冰箱中进行，是肉和肉制品贮藏中最为实用的一种方法。在低温条件下，尤其是当温度在-10℃以下时，肉中的水分就结成冰，造成细菌不能生长发育。但当肉被解冻复原时，由于温度升高和肉汁渗出，细菌又开始生长繁殖。所以，利用低温贮藏肉时，必须保持一定的低温，直到食用或加工时为止，否则就不能保证肉的质量。肉的冷藏，可分为冷却肉和冷冻肉两种[25]。4.2 牛肉贮藏方法研究现状

袁先群，贺稚非等以两种黑牛肉为原料，采用0℃～4℃、7℃～11℃两个温度贮藏样品，通过每10天对黑牛肉进行pH、水分含量、色泽、质构和菌落总数、大肠菌群等指标进行测定。结果表明：两种黑牛肉感官评分一致处于下降趋势；pH变化不大，一直处于缓慢下降；两种黑牛肉水分含量变化相反，美好黑牛肉水分含量上升，高金黑牛肉则下降；两种产品的色泽变化一致；两种黑牛肉质构变化相反，可能与水分含量有关；菌落总数处于上升趋势，0℃～4℃贮藏的产品菌落总数比7℃～11℃的增长得缓慢，但都未超过卫生标准，上述说明低温更有利于保持产品品质的稳定性和安全性，延长肉品的货架期[26]。

李静，李兴民研究了不同真空冷却方式（V、IVC、VCWI）对酱牛肉品质的影响，并与常规冷风冷却方式（BC）做比较。实验结果表明，与VC方式相比较，IVC和VCWI冷却效率略低，但能降低冷却损失3%～5%。VCWI产品的质构特性和BC产品无显著差异，且色泽得到较大改善。感官分析表明，IVC和VCWI对产品的感官特性均有一定改善作用，VCWI与BC方式相比，其产品感官评分无显著差异（p＜0.05）。微生物检测表明，IVC和VCWI产品的初始均数比VC略高，与BC产品相近[27]。

李建雄，谢晶阐述了冰温、气调及保鲜剂3种保鲜方法的原理及研究现状，并根据各自的优缺点，提出在冷鲜肉的保鲜中综合运用冰温＋气调＋保鲜剂的技术路线。0.50%＋CO20.50%或0.70%＋CO230%的气调包装可以维持猪肉的色泽在一个理想的感官水平[28]。用复合保鲜剂处理宰后的猪肉能有效地抑制大肠杆菌的生长繁殖、控制细菌总数的增殖、减缓TVB－N值的上升，从而延长鲜肉保质期[29]。

李飞燕，张一敏，王秀江等以自然污染下的冷却牛肉为介质，对0、4、7、10、15、20℃恒温条件下的菌落总数进行计数，建立了贮藏过程中冷却牛肉微生物模型[30]。结果显示，Modified Compertz方程能很好地反映冷却牛肉中菌落总数的污染情况，恒定温度下的模型拟合度都在0.95以上，表明菌落总数生长模型可以可靠地预测冷却牛肉的微生物污染情况[31]。

张怀珠，徐晓霞，冯晓群等研究了3组中草药防腐剂结合两种包装对冷却牛肉的防腐保鲜效果，对冷却肉的微生物、感官品质和理化指标3方面进行了检测。结果显示，紫丹参提取液在维持冷却牛肉在贮藏期间的感官品质、微生物和理化指标上效果明显，均优于未经保鲜液处理的对照。复配液FP2保鲜效果要好于复配液FP1和紫丹参提取液，且符合国家二级鲜肉标准[32]。

综上所述，我国肉类的贮藏方法有很多，其中低温保藏法应用较广泛。目前，我国应尽早建立肉制品贮藏方法的标准和操作规范，利于我国牛肉行业快速安全发展，早日达到国际先进水平。

5 展望

在中国肉类消费中，牛肉的比重越来越大。牛肉中蛋白质含量丰富，脂肪含量少，而且有较高的营养价值，味道鲜美，深受人们喜爱。但牛肉存在口感坚韧、硬度大等缺点，目前改善肉品质量势在必行。从嫩化处理、杀菌方式、贮藏方式改善牛肉品质，是一条有效的、切实可行的途径。

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The Present Situation of Texture Characteristics in Beef

XIAYa-nan，HOULi-juan，WANGJie*
（College of Food Science and Technology，Agricultural Unirersity of Hebei，Baoding071001，Hebei，China）

Beef is popularwith people，its quality and structure problem has become a growing concern.Based on the different ways of meat tenderizer processing，sterilization，storage methods of beef quality research progress were summarized，trying to display the current research of beef quality，worthy of attention in the future research direction is put forward，in order to be helpful to the beef quality research in China.

beef；texture characteristics；tenderization；sterilization；storage

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.07.038

2013-12-27

夏亚男（1988—），女（满），在读硕士生，研究方向：食品检测与研发。

*通信作者：王颉，教授。