牛肉的营养价值及牛肉嫩化技术的研究进展

蚌埠学院食品与生物工程学院 安徽蚌埠 233030

牛肉营养价值高，味道鲜美，经常吃牛肉，可以补气养血，滋养益胃，利水消肿，强健肌肉和筋骨。在寒冬吃牛肉，可以暖胃。牛肉蛋白质含量一般在20%以上，高于羊肉和猪肉。而牛肉的脂肪含量较低，在10%左右。牛肉中还富含B族维生素，如维生素B6、维生素B12，并且牛肉中所含矿物质种类也较齐全，如钙、锌、铁等[1]。牛肉嫩度是指肉进入口内进行咀嚼时所产生的感觉，其决定了肉的食用价值，它是由肌肉蛋白质分子之间的相互作用力、肌肉中结缔组织的分布、密度和性质等因素共同控制的[2]。嫩度影响牛肉的质量以及消费者对牛肉及其制品的喜爱[3]。本文就牛肉的营养价值及牛肉嫩化技术予以概述，并展望了其开发应用前景，旨在为牛肉食品的开发应用提供参考。

1 牛肉营养价值概述

牛肉含有丰富的蛋白质、维生素以及矿物质。并且脂肪与胆固醇含量比其他肉类要低，味道鲜美、营养价值高，可以提高机体的抗病能力，有多重功效[4]；牛肉可以补血和加快受伤组织恢复，促进身体痊愈，所以受伤患者可以在膳食中适当的增加牛肉的摄入量；研究表明，牛肉具有抑制癌细胞病变的活性成分，因此常吃牛肉可以防癌；牛肉中蛋白质含量丰富并且种类较多，与人体所需的蛋白质构成相近，所以可为人体提供充足的能量。牛肉的蛋白质含量远高于猪肉的蛋白质含量，但脂肪和胆固醇的含量低于猪肉，因此减肥人群、高血压人群等较适宜食用牛肉，在日常消费中，可以适当减少猪肉的用量，增加牛肉的含量。牛肉中所含的维生素B6，有助于治疗口腔溃疡以及预防糖尿病的作用；牛肉中所含的维生素B12有助于增强记忆力以及促进碳水化合物、脂肪等代谢；牛肉中富含有锌，有助于伤口和创伤的愈合、促进生长发育以及增强人体免疫力；牛肉中含有的镁则可加快胰岛素合成代谢的速度，保护神经，有助于预防糖尿病；牛肉中含有的钾可以调节体内酸碱平衡，防止泌尿系统发生病变[5]。

2 影响牛肉嫩度的因素

2.1 年龄对嫩度的影响

牛肉在不同年龄的牛之间差异很大。一般来说，幼年牛肉嫩度比老年牛肉的嫩度高。尽管老年牛结缔组织含量降低，但肌肉的内源蛋白酶抑制剂活性较高，蛋白质分子间相互作用力增大，胶原纤维含量下降，在加热或酸碱条件下，胶原纤维发生收缩，肉的嫩度变小。因此，在正常情况下，老年牛肉的嫩度低于幼年牛肉的嫩度[6]。

2.2 基因型及生长环境

牛的基因型会影响嫩度。不同品种牛的嫩度也会存在差别，但事实上环境因素也起到了很大作用，生长在野外或者经常放养的牛肉嫩度要低于圈养、很少放养的牛肉嫩度。肉的嫩度30%取决于基因型,而70%取决于其生长环境。不同品种牛肉的嫩度差别等于或者稍低于相同品种的嫩度差别。所有牛肉品种中46%的嫩度受基因型影响，54%受环境因素影响。由研究结果可知，环境因素对牛肉嫩度的影响要高于基因型对牛肉嫩度的影响，因此，在牛的养殖过程中，可以选用嫩度高的基因型牛以及在适宜环境下对牛进行饲养[7]。

2.3 烹调方法和加热温度

通过改变牛肉的烹调方法和加热温度，可以提高牛肉的嫩度。当牛肉在烹饪过程中，采用煮、焖、烧等烹饪方法时，肉的嫩度要高于采用炒、炸、烤等方法。加热可以使蛋白质发生变性，从而影响嫩度。加热温度的差异也会对牛肉嫩度产生影响，通过实验，控制加热温度分别为60℃及68℃，其他条件不变，研究表明，加热温度为60℃的牛肉嫩度更高。此外，烹调大理石纹少的肌肉时间短，而烹调大理石纹多的肌肉时间长。当牛肉的中心温度在71～77℃时，达到最佳烹调温度，此时牛肉口感最好[8]。

2.4 胶原蛋白

胶原蛋白是牛肉结缔组织的重要组成部分，对肉的嫩度影响较大。通常情况下，肌肉中含有较多胶原蛋白的嫩度反而低，老龄牛肌肉中含有的胶原蛋白比幼年牛肌肉中含有的胶原蛋白多，嫩度却低于幼年牛的肌肉嫩度。然而事实并非如此,实际上，胶原蛋白分子间的作用力大小决定了嫩度的高低[9]。HillF[10](1991)根据年龄大小把牛分为三组，分别为幼、中、老年组，再测它们胶原蛋白含量，由研究结果得出，中年组胶原蛋白含量低于幼年与老年组。由此可知，总胶原蛋白含量与牛的年龄大小没有明显关联性，随着牛岁数的增长，胶原蛋白分子之间作用力增大，所以胶原蛋白结构更加牢固,导致肉的嫩度降低[11]。

3 牛肉嫩化的方法

3.1 物理方法

3.1.1 机械嫩化法

指利用机械力使肉嫩化，其嫩化原理是通过外力，破坏肌纤维细胞及肌间结缔组织，分离肌动蛋白和肌球蛋白，使肉的结构被破坏，保水性与黏着性增加，从而提高肉的嫩度[12]。机械嫩化法适用于嫩度低的肉，嫩化过程所需时间较长，可提高20%～50%的嫩度。其可以分为滚揉嫩化法、重组嫩化法等。滚揉嫩化法是先将肉块腌好，再进行滚揉，破坏肌纤维，从而增强牛肉的系水力，来提高嫩度。重组嫩化法是先把肉切成小肉块，然后与磷酸盐和食盐搅拌均匀至成型[13]。

3.1.2 超高压技术嫩化法

在超高压情况下，牛肉的肌球蛋白与肌动蛋白之间的作用力减小，在环境温度20℃的情况下，增加压力可以使pH值上升，酸度增加使细胞膜中的结缔组织发生软化[14]；同时，溶酶体在高压条件下发生破裂产生蛋白酶，导致肌纤维的结构蛋白被分解。在这两方面共同作用下，牛肉的嫩度增加。白艳红[15](2004)等研究了超高压下牛羊肌肉的感官特征、结构和剪切力大小，以及这些因素对牛羊肌肉的嫩化作用。研究表明，在超高压处理条件下，牛羊肌肉的剪切力都明显降低，超高压处理嫩化效果较好、作用均一，可以改善肉的风味、色泽。

3.1.3 超声波嫩化法

超声波嫩化目前研究较少，它是利用声波对浸入水中需要嫩化的肉产生作用力，造成肌纤维断裂，溶酶体破裂，导致可溶性蛋白浓度增加，组织结构发生改变。这个过程需要很短的时间就可以让肉快速嫩化[16]。超声波嫩化法是一项新型技术,有安全、经济的优点，可以改善肉的口感、质构和持水力。

3.1.4 电刺激嫩化法

电刺激嫩化法的原理是利用电流对肉进行刺激，导致肌纤维结构被破裂，保水性增加，来提高肉的嫩度。电刺激加快了肉体内发生的糖酵解反应，使肉的pH值降低，促进蛋白质分解，使肉的嫩度提高[17]。电刺激嫩化法具有简单、高效的优点，可以改善肉的外观、肉色以及口感[18]。但由于电刺激嫩化法存在危险性，所以使用较少。

3.2 化学方法

3.2.1 碳酸盐嫩化法

所有碳酸盐包括碳酸钠及碳酸氢钠等，嫩化方法是将其配制成溶液(1%～2%)，然后再注射到肉块中，或者将需要嫩化的肉块等放入溶液中。碳酸盐溶液通常是碱性的，它可以提高肉的pH值，破坏肉的结构，增强持水性，从而使嫩度增加，并改善肉制品的色泽等，但是也会造成部分营养流失[19]。

3.2.2 盐酸半胱氨酸嫩化法

盐酸半胱氨酸的嫩化原理是通过打下酶分子活性基团的-SH基，使酶分子的结构被破坏，激活解胱酶系统，促进活性蛋白酶的释放，肌肉中的部分蛋白质被其水解，最终提高肉制品的嫩度[20]。

3.2.3 多聚磷酸盐嫩化法

肉制品生产、加工中，加入多聚磷酸盐可以抑制脂肪氧化，增加肉的嫩度，使口感极佳，提高切片性和保水性。嫩化方法是将其配制成溶液，然后注射到肉块中。通常情况下添加量为0.125%～0.375%,少于0.5%。它的作用机理：多聚磷酸盐呈碱性，可提高肉的PH值；使肌球蛋白的溶解性增加；增大蛋白质静电斥力；促进肌动球蛋白解离。这种方法可以明显改善肉的质构[21]。

3.3 生物方法

3.3.1 内源蛋白酶

内源蛋白酶包含钙激活酶与组织蛋白酶，钙激活酶的嫩化效果较好，是一种中性蛋白酶，性质稳定，存在于肌纤维Z盘附近及肌质网膜上。可以分解肌原纤维蛋白[22]。其嫩化原理为：动物被屠宰后，肌浆网结构被破坏，钙离子浓度上升，激活钙激活酶,使z线发生裂解，释放肌丝，分解肌原纤维蛋白，破坏其结构，从而提高肉的嫩度[23]。

3.3.2 外源蛋白酶

嫩化肉类的常用外源蛋白酶有植物性蛋白酶(无花果蛋白酶、菠萝蛋白酶、木瓜蛋白酶等)、微生物蛋白酶(根酶蛋白酶、米曲蛋白酶、枯草杆菌的碱性蛋白酶等)、动物性蛋白酶(胰蛋白酶)等几类[24]。这些酶的性质稳定，其中植物性蛋白酶的嫩化效果较好。外源蛋白酶可以分解胶原和纤维蛋白，破坏空间结构，增加肉的保水性，从而使嫩度提高，可以改善肉制品的风味和口感[25]。目前，木瓜蛋白酶是市场中的主要嫩化剂种类。其嫩化原理是通过使蛋白质分子发生水解，来改善牛肉的嫩度[26]。并且，生姜蛋白酶由于其价格较低而引起国内外研究者的关注。也有从一些细菌和真菌中提取的酶，如枯草芽孢杆菌蛋白酶、链霉亲和素和水解蛋白酶等，这些酶中许多都具有水解蛋白质的功能，可以提高肉的嫩度。总的来说，外源蛋白酶具有安全、卫生的优点，可以改善牛肉的嫩度、口感以及减少营养价值的流失[27]。

3.3.3 激素嫩化法

激素嫩化法的嫩化方法是在牛被屠宰之前，向身体内注射适量的激素类制剂例如肾上腺素、胰岛素等。通过注射激素，可以加快糖代谢速度，使肉中糖原和乳酸含量保持在较低水平，提高了肉的pH值，使肌球蛋白数量增加，提高肉的嫩度[28]。

4 展望

牛肉具有很高的营养价值，其食物价值的好处受到越来越多人的重视。由于人们对牛肉品质的重视，牛肉嫩化也愈发重要。牛肉嫩化方法较多，但是一些嫩化方法并不适用于商业化生产，所以应当不断研究和完善；生产加工过程中需要从实际出发，确定合适嫩化方法，通过物理、生物、化学方面对肉的嫩化，提高牛肉价值，推进牛肉市场蓬勃发展，满足人们对牛肉口感和营养的需求。