韩美澳牛肉的肉质研究

文│伍佰鑫（湖南省畜牧兽医研究所）

牛肉胴体的价值是由肉质等级决定的，高含量的肌内脂肪（大理石纹）可以改善牛肉的质地和汁液，提高牛肉的感官适口性，因此，大理石纹是牛肉质量等级的决定性因素。牛肉的感官适口性不仅受肌内脂肪数量的影响，而且受肌内脂肪中脂肪酸组成的影响。牛肉中的脂肪碎块一般占4%～15%，取决于基因型（品种）、肌肉类型和饲养方式等因素。谷物含量高的日粮饲养出的家畜，肌肉中含有更高浓度的n-6多不饱和脂肪酸（PUFA）；草料含量高的日粮饲养出的家畜，肌肉中含有更高浓度的n-3PUFA。单不饱和脂肪酸（MUFA）的含量较高可导致脂肪熔点较低，脂肪变得柔软，牛肉味道令人喜欢。为了探究优质牛肉的成因，韩国对当地牛肉加工厂2个等级的牛肉、（超市）进口的美国牛肉和澳大利亚牛肉进行了研究。其研究数据对于国内制定优质牛肉（雪花牛肉）等级评定标准、优质牛肉的生产、肉牛养殖以及对进口牛肉的质量检测都具有参考价值和启发意义。

一、研究方法

在牛肉加工厂选择10头韩宇牛（韩国地方品种、棕色）阉牛的胴体，其中5头牛胴体因为大理石纹较多，定为1＋＋级雪花牛肉，（经溯源得知）先前的活体牛是用谷物料含量高的日粮饲养的，为了便于描述，将这种牛肉简称韩谷牛肉。另外5头因大理石纹较少被定为2级雪花牛肉，先前的活体牛是用草料含量高的日粮饲养的，这种牛肉简称韩草牛肉。取里脊肉切块（韩谷与韩草牛肉各5块）作为分析用样品，真空包装，1℃保存7天。从超市购买10块进口里脊肉，其中5块来自美国杂交肉牛，先前的活体牛是用谷物料含量高的日粮饲养的，简称美谷牛肉；另外5块来自澳大利亚杂交肉牛，先前的活体牛是用草料含量高的日粮饲养的，简称澳草牛肉。所有进口里脊肉在标记的屠宰日期起1个月内取样并真空包装。

1.牛肉的化学成分和脂肪酸组成分析。水分、粗蛋白质和灰分含量根据AOAC（2000）的方法进行分析。粗脂肪的分析方法是取3克均质后的肉样溶于A号溶液（三氯甲烷∶甲醇＝2∶1），用1号过滤纸过滤进入量筒，加入0.88%的氯化钠搅拌均匀，呈现2层溶液；用10毫升B号溶液（三氯甲烷∶甲醇∶水＝3∶47∶50）清洗量筒壁之后记录底层的体积，用吸液器移除上层溶液（甲醇和水），将底层溶液（含有脂类提取物的三氯甲烷）移入一个器皿中，50℃干燥，器皿干燥前后称重，差值即粗脂肪含量。

脂肪酸组成的分析方法是：先用1.0N甲醇氢氧化钠再用甲基三氟化硼，对提取的粗脂肪进行皂化，准备甲酯；用配备了自动取样器（HP7683）的气相色谱仪（HP6890N，美国）分析脂肪酸甲酯；用毛细管柱（0.25毫米规格，0.20微米膜厚，美国）分开脂肪酸甲酯；以氮气为载体（流速1毫升/分钟），柱式加热炉的温度从50℃升到180℃（10℃/分钟）、再升到220℃（5℃/分钟）和240℃（2℃/分钟）并保持20分钟；样品注射器（1微升）和检测器维持在250℃；该项分析重复执行。通过与标准保留时间（脂肪酸甲酯Supelco37组件，美国）的比较鉴别单个脂肪酸；根据观察到的总的高峰区域面积，确定总的脂肪酸的百分率。

致动脉粥样硬化指数是根据1991年Ulbricht和Southgate提出的公式进行计算：AI＝［C12∶0＋4（C14∶0）＋C16∶0］/［MUFA＋PUFA］，式中AI表示致动脉粥样硬化指数；C表示碳原子；MUFA表示单不饱和脂肪酸；PUFA表示多不饱和脂肪酸。

胶原蛋白含量是根据AOAC（2000）分析：大约4克切碎的肉样，添加30毫升硫酸，105℃水解16小时；添加去离子水至500毫升、滤纸过滤；将5毫升过滤液稀释至100毫升；取2毫升稀释之后的溶液，添加1毫升氧化剂溶液；涡旋处理后室温保持20分钟；添加1毫升染色剂（246mM的4-二甲氨基苯甲醛、35%溶液体积的高氯酸、65%溶液体积的2-丙醇）；涡旋处理后用银箔覆盖、60℃水浴15分钟；自来水冷却3分钟、在波长558纳米处测量其吸光度；根据标准曲线（1毫升水中有1.2微克、2.4微克、3.6微克、4.8微克的羟脯氨酸）计算羟脯氨酸含量；胶原含量=羟脯氨酸含量×8，单位用毫克/克表示。

2.牛肉的肉质分析。取3克牛肉样品于27毫升去离子水中、均质化，用pH计（MP230，瑞士）测定牛肉的pH。用美能达比色计（CR-300，日本）随机测定牛肉样品5个表面的色泽（L*亮度、a*红度、b*黄度）再求平均值。取1块直径和厚度都是2毫米的肉样悬挂在一个塑料盒（18×15×10厘米）内，保持24小时，肉样前后重量的差值占肉样初始重的百分率就是滴水损失。取1块直径和厚度都是2厘米的肉样放于塑料袋内，90℃水浴30分钟，沥干后称重，肉样前后重量的差值占肉样初始重的百分率就是蒸煮损失。用拉伸强度试验机（型号3343，带有V形剪切刀片）测定牛肉的剪切力（即嫩度），单位用千克/平方厘米表示；设定剪切速度为100毫米/分钟、满负荷50千克、肉样（大约2.0平方厘米）与刀片成直角。

3.牛肉的感官评定。由8位受过专门培训的专家组成的团队，评定每个处理的牛肉样品的嫩度、汁液、味道和总体适口性。采用9分制评分：味道按极端不喜欢（0分）至极端喜欢（9分）打分；汁液按很干（0分）至很多汁液（9分）打分；嫩度按很坚韧（0分）至很嫩（9分）打分；总体适口性很差（0分）至很好（9分）打分。

二、研究结果

1.高谷物料和高草料饲养出的牛肉化学成分。韩谷、韩草、美谷和澳草牛肉的粗脂肪分别是25.39%、5.94%、10.22%、5.15%；粗蛋白质16.62%、20.42%、19.95%、20.89%；水分56.89%、72.52%、68.63%、72.84；灰分1.05%、1.05%、1.02%、1.05%。韩国（韩谷和韩草）、美国和澳大利亚牛肉之间的化学成分差异极显著（p＜0.001）。韩谷牛肉中的脂肪含量极显著（p＜0.001）高于韩草牛肉；韩谷牛肉中的粗蛋白质和水分都极显著（p＜0.001）低于其他3种牛肉；4种牛肉的灰分无显著差异。

2.高谷物料和高草料饲养出的牛肉脂肪酸组成。虽然韩草牛肉的饱和脂肪酸（SFA，47.23%）和美谷牛肉的SFA（46.28%）差异不显著（p＞0.05），但韩谷牛肉的SFA（39.66%）和澳草牛肉的SFA（51.20%）差异显著（p＜0.05）。主要差别在棕榈酸和硬脂酸，韩谷牛肉中的棕榈酸（26.22%）和硬脂酸（8.98%）比其他3种牛肉中的低（p＜0.05）。韩草、美谷和澳草牛肉的棕榈酸分别是29.29%、27.55%和30.57%，硬脂酸分别是13.32%、14.31%和15.73%。但韩草牛肉的硬脂酸（13.32%）与美谷牛肉的硬脂酸（14.31%）差异不显著（p＞0.05）。

一般来说，脂肪酸组成影响脂肪组织的硬度，因为不同的脂肪酸有不同的熔点，SFA的熔点较高、PUFA的熔点较低。棕榈酸和硬脂酸实质上对牛肉脂肪及脂肪酸组成起主导作用，可增加脂肪的硬度，特别是硬脂酸对牛肉脂肪的熔点影响大，硬脂酸的熔点是70℃左右，而MUFA的熔点大约是20℃。韩谷牛肉中SFA，特别是棕榈酸和硬脂酸占的份额比其他3种牛肉的低，肯定与牛肉的熔点降低和坚韧度降低有关。

高谷物日粮饲养的牛肉与高草料日粮饲养的牛肉中的MUFA差异显著（p＜0.05），特别是韩谷牛肉中的MUFA（57.11%）比其他3种牛肉中的都高（p＜0.05），韩草、美谷和澳草牛肉的MUFA分别是49.07%、50.34%和45.28%，主要因为韩谷牛肉中的油酸占的份额大（50.62%）。油酸份额大的原因可能是，高谷物日粮降低了SFA，同时增加了MUFA，因为韩国牛一般在24月龄以上（甚至达到31月龄）才屠宰，目的是增加大理石纹脂肪含量，获得等级较高的肉质。

韩草牛肉中的PUFA比韩谷牛肉的多；韩谷牛肉和美谷牛肉中的n-6PUFA，特别是亚油酸都比其他2种牛肉的多（韩草和澳草牛肉的亚油酸分别是1.93%和1.69%）。韩草牛肉和澳草牛肉中的n-3PUFA，特别是α-亚麻酸比高谷物日粮饲养的其他2种牛肉的多（韩谷和美谷牛肉的α-亚麻酸分别是0.17%和0.47%）。n-3PUFA和n-6PUFA占的份额不同，可能与味觉有关。韩谷牛肉中的致动脉粥样硬化指数（0.60）比其他3种牛肉的都低（韩草、美谷和澳草牛肉的分别是0.76、0.71和0.84），可能对人类健康有好处。

3.高谷物料和高草料饲养牛的肉质性状。澳草牛肉的pH（5.72）比韩谷牛肉（5.60）的高，差异极显著（p＜0.001）。韩谷牛肉的亮度值（41.64）比澳草牛肉的（35.37）大，差异极显著（p＜0.001），表明它与韩谷牛肉中大量白色脂肪（雪花）含量密切相关。高谷物日粮饲养的（韩谷、美谷）牛肉的色度值（24.03和25.19）比高草料日粮饲养的（韩草、澳草）牛肉（21.70和22.49）高。高谷物日粮饲养的（韩谷、美谷）牛肉的滴水损失（0.72%、1.57%）和蒸煮损失（20.16%、22.32%）低于高草料日粮饲养的（韩草、澳草）牛肉的滴水损失（1.68%、1.98%）和蒸煮损失（23.01%、23.84%），特别是韩谷牛肉的滴水损失极显著低于其他3种牛肉（p＜0.001），证实了大理石纹多的牛肉有较少的滴水损失，大理石纹增加可使牛肉的持水力增加。韩谷牛肉剪切力（2.01千克/平方厘米）和胶原蛋白（0.89克/100克）比其他3种牛肉的都低（p＜0.001），说明大理石纹多的牛肉比较嫩。韩草、美谷和澳草牛肉的剪切力分别是4.11、3.92和4.97千克每平方厘米，胶原蛋白分别是1.27、1.34和1.86克每100克。

4.高谷物料和高草料饲养出的牛肉感官评分。虽然韩草牛肉的味道评分（6.72）比美谷牛肉的（5.80）高（p＜0.001），但从总体上看，谷物料含量高的日粮饲养出的牛肉的味道评分、汁液评分、嫩度评分和总的适口性评分都比草料含量高的日粮饲养出的牛肉高（p＜0.001）。韩谷、美谷、韩草和澳草牛肉的味道评分分别是7.38、5.80、6.72、5.89；汁液评分8.12、7.07、4.58、4.14；嫩度评分7.12、6.43、4.74、3.83；总的适口性评分7.78、6.22、4.94、4.09。因此，通过饲喂谷物料含量高的日粮，增加大理石纹（雪花）脂肪含量，可改善牛肉的适口性。

三、启发和讨论

近些年来，在国家肉牛牦牛产业技术体系支持下，雪花牛肉产业的发展方兴未艾。雪花牛肉是对花纹状牛肉的本土化称呼，即脂肪沉积到肌肉纤维之间，形成明显的红、白相间，状似大理石花纹，主要特点是肉嫩、口感佳。目前企业雪花牛肉品质分级主要以大理石花纹含量为主，以脂肪与肌肉的颜色和大理石花纹分布特征为辅。分级方法有人工评级与机器评级两种。人工评级具有很强的主观性，缺乏公正、客观的评价，分级结果难以让市场消费者信服。机器评级利用机器视觉、图像处理、模式识别等技术进行分级，相对人工评级更加科学客观、高效快捷。雪花牛肉品质评定的最重要的部位是牛胴体的第6～7根肋骨间眼肌（里脊肉）切块。运用图像分析方法提取眼肌颜色信息、有效眼肌面积和轮廓、大理石花纹面积和轮廓等雪花牛肉品质信息，可实现雪花牛肉品质信息智能化检测。韩国的研究中提到2个等级的雪花牛肉，即上上等（1＋＋级）的韩谷牛肉和较好的（2级）韩草牛肉，具有科研数据支撑，可谓十分客观和公正。国内制定优质牛肉评级标准应当以肉质分析数据为前提，将分析数据、图谱和软件“捆绑”到各个等级的牛肉胴体，最终实现人工智能检测和定级。韩国牛饲喂的谷物料（精饲料）比例大，一般在24月龄以上（有时达到31月龄）才屠宰，虽然增加了大理石纹脂肪含量；但生产雪花牛肉的周期太长，养殖成本较大。中国肉牛养殖者应在考虑牛是草食动物（精饲料占的比例有限度）的前提下，探索最佳的精饲料（谷物料）占比和较短的饲养日期，生产出更多的优质牛肉（雪花牛肉），以满足人们需求。