不同的制样温度、方向和剪切速度对猪肉剪切力测定的影响

张廷焕，陈　磊，潘红梅，王金勇，邱进杰（重庆市畜牧科学院，农业部养猪科学重点实验室，重庆402460）

不同的制样温度、方向和剪切速度对猪肉剪切力测定的影响

张廷焕，陈磊，潘红梅，王金勇，邱进杰*
（重庆市畜牧科学院，农业部养猪科学重点实验室，重庆402460）

嫩度是猪肉食用品质的重要影响因素，但目前嫩度评估常用的剪切力缺乏一套标准化的评定方法。本文旨在研究样品不同制样方向（肌肉方向、肌纤维方向）、不同水浴温度（72、80℃）和不同剪切速度（1、2和3 mm/s）对猪肉最大剪切力、硬度和平均剪切力的影响。结果表明：不同的制样方向、水浴温度和剪切速度对剪切力测定影响较大，而且肉样预处理最佳的水浴温度为72℃，最佳的剪切速度为2 mm/s，最佳的制样方向为平行于肌纤维方向。本文结果可为制定标准化的猪肉嫩度评定方法提供理论依据。

剪切力，水浴温度，剪切速度，制样方向

我国是世界上最大的猪肉消费国，猪肉消费主导了国内肉类生产消费水平，猪肉食用品质的好坏直接关系到肉类的商品价值和人们的生活质量。嫩度是猪肉的食用品质中重要的参考指标，目前，我国主要采用剪切力法评定嫩度指标［1］。但嫩度受到许多因素的影响，不同的肉样预处理和测量条件都会影响评定结果，而我国在这方面没有统一规定，造成不同的实验方法和结果间无可比性［2］。虽然目前猪肉嫩度的研究报道已有很多，但是大多数对猪肉嫩度的评价只是取某一种测定参数，在规范化的测定方法基础上，系统的研究方法间的差异性报道较少。

目前，利用剪切力仪测定肉品嫩度时，为改善肌肉的成型条件，在取样前需要对肌肉进行处理。其中加热对肌肉嫩度有双重效应，它既可以使肉变嫩，又可使其变硬，这取决于加热的温度［3-6］。不同温度处理对肉的食用品质有重要影响，会造成最终肉样的嫩度出现差异。Vasanthi指出不同的热处理温度对牛肉剪切力值有明显的影响［7］。黄明研究发现不同热处理对猪肉的保水性、嫩度、颜色、形状和pH等都有显著影响［8］。因此肉样的热处理温度不同会导致研究结果的不同，而肉的剪切力大小主要是由肌原纤维决定［9］，肌原纤维蛋白中的肌动蛋白热稳定性较高［10］，开始变性温度为71℃，到83℃时完全变性，这种变性会导致肉的剪切力值上升［11-12］。所以目前常选择的温度为开始变性时72℃左右［13］和快变性结束时80℃左右［14］，但两种温度没有明确的统一标准。

猪肉类嫩度测定通常采用猪最后肋骨部位的背最长肌样品，该块肌肉成圆柱形，肌肉走向与身体纵轴平行，但其中的肌纤维却往往与纵轴倾斜一定角度，因此利用圆柱形取样器制样过程中就存在取样方向的问题。早在1978年就有研究表明，平行肌纤维的方向制样（肌纤维方向）要替代垂直于样品表面制样（肌肉方向）［15］，但美国肉类科学协会（AMSA，1995）［16］仍然建议垂直于肌肉方向制样，Otremba（1999）［17］发现平行肌纤维的方向制样和垂直于样品表面制样对剪切力的测定结果不同，但随后的研究中这两种肌肉制样方向的差异却很少提及。

剪切力仪测对肉样进行剪切过程中的速度也没有统一的标准，肉鸡常用的剪切速度约为3或8 mm/s［18-19］，牛肉常用的约3或4 mm/s［17，20］，猪肉剪切速度常使用约1、2或3 mm/s［21-23］，然而鲜有报道来对不同剪切速度测量效果进行评定。

因此，本文针对猪肉剪切力测定过程中不同水浴温度（72、80℃）、不同制样方向（肌纤维方向、肌肉方向）以及不同剪切速度（1、2、3 mm/s）对剪切力各指标的影响，达到猪肉嫩度评定方法标准化的目的。

1　材料与方法

1.1材料与仪器

选择10头5～6月龄，体重约100 kg杜洛克×（长白×大约克）杂交商品猪屠宰，现场采集第十至最后肋骨处的背最长肌，除去周边的脂肪和结缔组织，放入干净的包装袋，标明编号进行下一步处理。

DK-8D型水浴锅三孔恒温水浴公司，用于样品水浴加热；TES-1314A型热电耦测温仪台湾泰仕电子，用于测量样品温度；TA.XT.plus型物性测试仪英国stable micro systems公司，用于样品剪切力测定；星星陈列柜冰箱用于冷却样品；取样器用于制作规格相同的样品。

1.2实验方法

1.2.1样品处理取10头猪的第十至最后肋骨的背最长肌，每块背最长肌等分成3份，用塑料袋包裹样品置于水浴锅中，同时插入测温仪探头至肉样中心，待肉样中心温度达到70℃，取出肉样，放入冰箱冷却至中心温度为0～4℃。随后用直径为1.27 cm的圆形取样器钻切肉样。

1.2.2水浴温度设置利用72℃和80℃水浴加热到肉样中心温度达到70℃，其他条件均相同，对不同温度处理的肉样进行剪切力测定。

1.2.3制样方向的设置利用垂直肌纤维走向和垂直肌肉方向两种方向制，其他条件均相同，对不同制样方向的肉样进行剪切力测定。

1.2.4剪切速度的设置利用1、2、3 mm/s的速度对肉样进行剪切，其他条件均相同，统计不同剪切速度下剪切力测定结果。

1.2.5W-B剪切力（warner-bratzler shearing force）测定剪切力测定参照Chiavaro等的方法［24］，使用TA. XT.plus型物性测试仪加载warner-bratzler剪切刀具对肉样进行测定。测得刀具切割这一用力过程的力量变化，得到一条剪切力随距离或时间变化的曲线，根据此曲线分析得到最大剪切力、硬度和平均剪切力［25］。

1.3数据统计分析

对W-B剪切力测定所得到的最大剪切力、硬度和平均剪切力数据进行收集，采用SPSS 12.0软件（美国SPSS公司）对所收集的实验数据进行分析，再利用如下公式计算变异系数、重复力和准确性效率。

变异系数（C·V）又称“标准差率”，是衡量资料中各观测值变异程度的另一个统计量。其中SD为标准偏差；Mean为平均值。

C·V（%）=（SD/Mean）×100式（1）

重复力（re）是衡量一个数量性状在同一个体多次度量值之间的相关程度的指标。其中，MSB为单因素方差分析中的组间均方；MSE为单因方差分析中的组内均方；k为每个个体的度量次数。

re=（MSB-MSE）/（MSB+（k-1）×MSE）式（2）

以重复力为基础，多次度量可提高度量准确性效率（Q），一般情况下，Q达到0.9以上的度量次数为最佳度量次数。

2　结果与分析

2.1不同水浴温度比较

表1结果表明在最大剪切力、硬度和平均剪切力的重复力方面，72℃的水浴加热温度全面优于80℃；在变异系数方面72℃各项指标也表现最佳。从测量的准确性效率上（表2），在相同测量次数下72℃测量最大剪切力、硬度和平均剪切力的准确性效率明显高于80℃，而且为达到准确性效率90%，72℃下的各项指标最多只需测量3次，但80℃下至少需要测量5次，其中硬度测量10次，准确效率都未达90%。因此以上结果表明，水浴72℃加热时，肉样指标测定的重复力高，变异系数小，测量次数少，是最佳的肉样处理温度。

表1　不同水浴温度重复力、变异系数对比Table1　Comparison of different temperature to repeat force and coefficient of variation

2.2不同剪切速度比较

表3结果表明2 mm/s的剪切速度，在最大剪切力和平均剪切力的重复力方面优于其他两种速度，硬度的重复力高于3 mm/s，略低于1 mm/s；在变异系数方面，2 mm/s的剪切速度仅在硬度指标的变异上略高于1 mm/s的方法，其他指标表现最佳。由表4可知，在测量准确性效率上，相同测量次数下，2 mm/s的最大剪切力和平均剪切力最明显高于其他速度，硬度略低于1 mm/s，高于3 mm/s。准确性效率达到90%，2 mm/s的最大剪切力和平均剪切力只需要测定1～2次，硬度需4次；1 mm/s的最大剪切力需测定4次，平均剪切力需测定3次，硬度需2次；而3 mm/s的最大剪切力需测量10次，平均剪切力和硬度都需7次。综合以上结果表明，在利用物性测定仪测定猪肉剪切力时，采用2 mm/s是最佳的剪切速度。

表2　不同水浴温度测量准确性效率对比Table 2　Comparison of different temperature to the accurate efficiency of the measurement

表3　不同剪切速度重复力、变异系数对比Table 3　Comparison of different shear speed to repeat force and coefficient of variation

2.3不同制样方式的比较

表5表明在对同一块肌肉样品重复测定时，沿肌纤维方向制样在最大剪切力、平均剪切力和硬度的重复力上优于沿肌肉方向制样；而在最大剪切力、平均剪切力的变异系数方面肌纤维方向制样略高于肌肉方向制样，但硬度指标的变异系数沿肌肉方向制样的方法较高，反映出这种方法的测试稳定性较差。表6说明在相同测量次数下，肌纤维方向各项指标测量准确性效率均高于肌肉方向。准确性效率达到90%，肌纤维方向最大剪切力和平均剪切力需要测量4次，硬度需3次；肌肉方向最大剪切力需要测量6次，平均剪切力需4次，硬度需9次。因此以上结果表明，在利用背最长肌测定猪肉嫩度时，将肌肉纵向剖开并分辨肌纤维走向后，沿肌纤维方向制样是最佳的制样方式。

表5　不同制样方向重复力、变异系数对比Table 5　Comparison of different orientation to repeat force and coefficient of variation

3　讨论

本文结果说明了国内目前研究中所涉及到的肉样剪切力的测定并不科学，在没有统一的样品预处理和测定条件下，实验结果缺乏可信度，不同的实验结果和方法间无可比性。

表4　不同剪切速度测量准确性效率对比Table 4　Comparison of different shear speed to the accurate efficiency of the measurement

表6　不同制样方向测量准确性效率对比Table 6　Comparison of different orientation to the accurate efficiency of the measurement

3.1不同加热条件对猪肉剪切力的影响

从表1可以看出，72℃的加热条件在各方面都是优于80℃的，符合王晓宇［2］猪肉加热条件的研究。不同的水浴温度之间重复力、变异系数不同，这是因为加热引起的肉嫩度变化主要源于肉中肌原纤维蛋白和胶原蛋白的热变性所致，不同的温度给肌肉中不同蛋白质带来结构性的变化［10］，而剪切力测量仪器测量结果就是对这种变化的反应，可见，在72℃条件下肌肉蛋白的变化是缓慢的，测定结果更均一，而80℃下肌肉蛋白变化是急剧，相对不均一，从而导致两种不同加热条件下，剪切力的重复力、变异系数会出现差异。

3.2不同的剪切速度对猪肉剪切力的影响

在表3、表4中，不同的剪切速度对猪肉的评定结果有差异，而且不同物种（牛、鸡、猪）肌肉测定速度也不尽相同［17-23］，这可能跟不同物种肉质质构相关，不同质构在剪切时所产生的阻力不一样。在测定剪切力的过程中，肌肉内部的阻力会影响仪器测量结果，速度越快，阻力影响小，速度越慢，阻力影响大，都不能反映肌肉的真实情况，从本文来看，2 mm/s速度是猪肉的测量最优剪切速度，这与Hovenier［22］和Van Oeckel［26］关于猪肉剪切速度的研究结果基本一致。

3.3不同的制样方向对猪肉剪切力的影响

由表3可以知，沿肌纤维方向比垂直肌肉方向制样效果好，但除了硬度外，不同的制样方向在其他两个指标的效果相近，主要是因为背最长肌的肌纤维的方向绝大多数是一致的，两种不同的制样方法使得样品中肌纤维数量基本一致，所以最大剪切力和平均剪切力的较果相近，但剪切方向和肌纤维的角度不相同，所以硬度较果相差较远，这与Otremba［17］在研究腰肌和半腱肌制样方向时相一致。

4　结论

在嫩度测定中，不同的水浴温度、制样方向和剪切速度对猪肉剪切力测定有较大的影响。通过比较不同的测定条件下剪切力重复力和变异系数，本文发现样品最佳水浴温度为72℃，最佳制样方向为平行于肌纤维方向，最佳剪切速度为2 mm/s，而且这些条件可提高度量准确性效率，减少测量次数。

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Effect of evaluating pork shear force by different sampling temperature，orientation and shear speed

ZHANG Ting-huan，CHEN Lei，PAN Hong-mei，WANG Jin-yong，QIU Jin-jie*
（ChongqingAcademyofAnimalScience，KeyLaboratoryoftheMinistryofAgricultureScienceofPig，Chongqing402460，China）

Tenderness is an important factor affecting food quality of pork，but the shear force as a method of evaluating the tenderness lacks a standardized assessment method.The purpose of this paper was to study the influence of the maximum shear force，hardness，average shear force on different water bath temperature （72℃and 80℃），different orientation（the direction of the muscle fiber and the direction of the muscle）and different shear speed（1，2 and 3 mm/s）.As a result，it was found that different water bath temperature，orientation and orientation had important influence on determination of shear force，and the better water bath temperature was 72℃，the best shear speed was 2 mm/s，the best orientation was parallel to the direction of the muscle fiber.To do this，this paper provides the theory basis to develop standardized methods to evaluate the pork tenderness.

shear force；water bath temperature；shear speed；orientation

TS251.7

A

1002-0306（2016）04-0138-05

10.13386/j.issn1002-0306.2016.04.018

2015－05－04

张廷焕（1988-），男，硕士研究生，研究方向：猪数量与分子育种，E-mail：zhangtinghuan713@163.com。

邱进杰（1978-），男，助理研究员，主要从事兽医、猪遗传育种与繁殖方面的研究，E-mail：429482286@qq.com。

重庆市应用开发计划项目（cstc2013yykfC80003）；国家生猪现代产业技术体系（CARS-36）；重庆市基本科研业务费（11611，14440）。