木瓜蛋白酶处理对牛肉品质影响的研究

白玲燕

（北京可佳食品配料有限公司，北京 100176）

牛肉蛋白质丰富，脂肪含量少，营养丰富、风味独特、味道鲜美，民间传言常吃牛肉可以改善人们的体质，能提高机体抗病能力。嫩化和赋味增香为牛肉加工两大问题。通常牛肉嫩化策略有机械嫩化、滚揉嫩化、排酸嫩化、化学法嫩化和生物法嫩化等。在牛肉加工中还可以使用添加剂来改善肉品的质构，比如添加木瓜蛋白酶、复合磷酸盐等。木瓜蛋白酶为含疏基肽链内切酶，在酸性、中性、碱性环境下均能分解蛋白的酶[1]，能适当降解结缔组织、胶原蛋白及弹性蛋白，具有增脆、化渣、保水和润色等作用。本文以质构特性和感官品质为指标，考察木瓜蛋白酶对牛肉嫩化的影响，进一步控制牛肉质构化条件，使处理过的牛肉消化吸收营养品质更高，从而提高食用者的机体抗病能力。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器设备

牛肉（市售）、木瓜蛋白酶、复合磷酸盐、五香料液；电磁炉、蒸锅、冰箱、电子天平、电子分析天平、电热恒温水浴锅、烧杯（50 mL）、玻璃棒、保鲜膜、刀、砧板、吸管、量筒（50 mL）。

1.2 试验方法

1.2.1 牛肉嫩化和腌制

牛肉100 g，五香料液20 mL，盐29 g，味精0.59 g，黄酒2 mL，酱油1 mL，醋1 mL，姜0.59 g，添加不同量的木瓜蛋白酶，将以上腌制材料和嫩化的木瓜蛋白酶充分溶解，并水浴加热到对应的不同处理温度备用。

1.2.2 嫩化温度不同对牛肉品质的影响

添加1.5 mg/kg的木瓜蛋白酶，嫩化时间3 h，蒸煮时间30 min，添加磷酸盐0.15 g，在其他工艺条件不变的条件下，针对不同的嫩化温度（40 ℃、45 ℃、50 ℃、55 ℃、60 ℃和65 ℃）进行试验，研究嫩化温度对牛肉感官品质和质构的影响。

1.2.3 嫩化时间不同对牛肉品质的影响

添加1.5 mg/kg的木瓜蛋白酶，嫩化反应温度50 ℃，蒸煮时间30 min，添加磷酸盐0.15 g，在其他处理条件相同情况下，嫩化处理不同时间（2 h、3 h、4 h、5 h、6 h和7 h），研究嫩化处理时间对牛肉质构特性和感官品质的影响。

1.2.4 磷酸盐的添加量对牛肉保水品质的影响

添加1.5 mg/kg的木瓜蛋白酶，嫩化反应温度50 ℃，嫩化时间4 h，蒸煮时间30 min，其他处理条件相同，以不同的磷酸盐的添加量（0.11 g、0.13 g、0.15 g、0.17 g、0.19 g和0.21 g）进行嫩化处理，研究磷酸盐的添加量对牛肉质构特征和感官品质的影响。

1.2.5 蒸煮处理时间对质构特性和感官品质的影响

嫩化处理温度50 ℃，木瓜蛋白酶添加量1.5 mg/kg，嫩化时间4 h，添加磷酸盐0.17 g，在其他处理条件相同情况下，以不同的蒸煮时间（30 min、35 min、40 min、45 min、50 min和55 min）进行嫩化处理，研究蒸煮时间对牛肉质构特性和感官品质的影响。

1.2.6 牛肉的TPA测定方法

TPA全质构分析将牛肉样品切成厚约5 cm的块状，置于质构仪探头下，分析其样品质构。使用探头P/50，试验前速2.0 mm/s，试验速度10.0 mm/s，返回速度10.0 mm/s，测试距离30 mm。

1.2.7 牛肉的感官评定标准

牛肉感官评价标准见表1。

2 结果与分析

2.1 木瓜蛋白酶添加量对牛肉硬度和感官品质的影响

在嫩化温度55 ℃条件下嫩化处理3 h，考察木瓜蛋白酶不同添加量的影响，其中木瓜蛋白酶的酶活力为800 000 U/g，结果如表2所示。随着木瓜蛋白酶添加量的增加，牛肉的硬度呈现先下降后上升的趋势，这说明牛肉中的结缔组织、弹性蛋白以及结构较复杂的胶原蛋白等，在木瓜酶的作用下进行了不同程度的降解，牛肉中的肌纤维结构在一定的程度上受到了破坏，溶解性和保水性提升，使牛肉的嫩度提高，到达提高适口性的效果。但是随着木瓜蛋白酶添加量进一步上升，水解活性增强，牛肉的感官品评分呈现下降趋势，可能是因为添加量过多而使蛋白质过分水解，生成了低分子小肽氨基酸类小分子物质。这些物质很容易被微生物利用，导致牛肉腐败变质加速，影响牛肉的贮藏，而且肉质过度软化，使得保水性降低，营养品质也劣变，牛肉的感官品质受到影响而且产品得率也降低。另外，据报道在使用木瓜蛋白酶时应该进行酶的活化，如加入一定量的复合磷酸盐，可以增加外源性Ca2+，使得Ca2+浓度升高，增强木瓜蛋白酶活性[2]。

表2 木瓜蛋白酶添加量对牛肉嫩化品质的影响

2.2 木瓜蛋白酶在不同的嫩化温度下对牛肉品质的影响

考察不同嫩化温度对牛肉质构特征和感官品质的影响，木瓜蛋白酶添加按上面试验最佳结果1.5 mg/kg，嫩化处理时间选择为3 h，其他加工条件保持不变，嫩化试验结果如表3所示。随着木瓜蛋白酶处理温度的提升，在一定程度上，牛肉的嫩化效果呈现升高的趋势，温度超过50 ℃后，嫩化速度又开始呈现逐渐降低趋势。可以推测，因为木瓜蛋白酶属于分解蛋白质的酶类，有最适酶反应温度，由表3数据结果可以得出，在嫩化温度为40～50 ℃时，牛肉的硬度随着温度的升高而逐渐下降，木瓜蛋白酶嫩化效果十分明显；当嫩化温度大于50 ℃时，牛肉的硬度反而升高。由表3可以看出，在温度为50 ℃时得到的感官品评得分最高，由此可见，木瓜蛋白酶处理牛肉最佳嫩化温度为50 ℃，在此温度条件下，牛肉的嫩化保水效果较好，可以取得较为合适的硬度和较佳的感官评分。

表3 木瓜蛋白酶的嫩化温度对牛肉品质的影响

2.3 木瓜蛋白酶在不同的嫩化时间下对牛肉品质的影响

由前面单因素试验明确木瓜蛋白酶添加量1.5 mg/kg，处理温度为50 ℃，保持其他工艺条件不变，研究不同嫩化时长对牛肉质构特征和感官品质的影响，试验结果见表4。

由表4发现，随着木瓜蛋白酶处理时间的延长，牛肉嫩化效果呈现随着时间先增加而后逐渐降低的趋势。牛肉嫩化是一定程度的水解，酶解一定程度上会破坏肌纤维细胞及其肌间结缔组织，分离肌动蛋白和肌球蛋白，破坏肉的原有结构，改变保水性和黏着性[3-6]。木瓜蛋白酶嫩化有最适反应时间，从表4可知，嫩化时间为2～4 h时，硬度随着嫩化时间的增加而逐渐下降，木瓜蛋白酶嫩化效果十分明显，当时间大于5 h时，硬度升高。在嫩化时间为4 h时，得到的感官品评得分最高，由此可见，木瓜蛋白酶的最佳嫩化时间是4 h，在此条件下牛肉的嫩化最好，可以取得最佳的品评效果。

表4 木瓜蛋白酶的嫩化时间对牛肉品质的影响

2.4 磷酸盐添加量对牛肉质构和感官品质的影响

嫩化温度为50 ℃，嫩化时间4 h，添加木瓜蛋白酶

1.5 mg/kg，其他条件不变，添加不同量的磷酸盐，进行试验，研究磷酸盐添加量对牛肉质构和感官品质的影响，结果见表5

由表5发现，随着磷酸盐的量的增加，在0.11～0.17 g时，牛肉的嫩化程度呈现先增加后降低的现象，稍有嫩化效果，但是变化幅度不大；添加量超过0.17 g后，嫩化速度逐渐降低。磷酸盐的使用，可以增加肉制品的保水性，改善肉品的嫩度。磷酸盐是具有缓冲作用的碱性物质，可以提高肉制品的pH，并且可以通过协助肌球蛋白和肌动蛋白溶解以及提高肉制品的保水性来改善嫩度[7-10]。牛肉的硬度随着磷酸盐添加量增加而逐渐下降，磷酸盐嫩化效果不明显，磷酸盐添加量对感官品评得分效果不明显，由此可见，磷酸盐对于牛肉的嫩化无太大影响。

表5 磷酸盐添加量对牛肉品质的影响

2.5 不同蒸煮时间对牛肉品质的影响

木瓜蛋白酶的添加量为1.5 mg/kg，嫩化温度50 ℃，嫩化时间4 h，磷酸盐添加量0.17 g及其他工艺条件固定，在不同的蒸煮时间下进行试验，研究蒸煮时间对牛肉质构和感官品质的影响，结果见表6。随着蒸煮时间的增加，在一定范围内，牛肉的嫩化效果随着蒸煮时间的延长而减弱。牛肉的感官品评得分差距不大，由此可见，蒸煮时间对于牛肉嫩化效果不明显。

表6 蒸煮时间对牛肉品质的影响

2.6 正交试验设计结果

采用L9（34）正交试验设计，考察木瓜酶添加量、嫩化时间、嫩化温度对牛肉嫩化效果的影响，因素水平及其试验结果如表7、表8所示。

表7 正交试验因素水平表

表8 牛肉嫩化正交试验结果表

比较极差R值的大小，硬度Rh和Rg，均为RA＞RB＞RC。对于牛肉品质影响的主次顺序为A＞B＞C。实验者对感官感受更直接，通过比较K值，感官的最佳组合为A1B1C3。但正交试验表中第4组A2B1C3的感官评价最高，考虑到经济因素，因此选择成本更低的A1B1C3组合作为最终的工艺条件。即在木瓜蛋白酶添加量为1.0 mg/kg、嫩化时间为3 h和嫩化温度为55 ℃时方案最佳。

3 结论

利用生物法进行牛肉嫩化，采用添加外源酶—木瓜蛋白酶进行处理，使牛肉的硬度降低适口性提升，明显改善了牛肉的硬度和感官品质。考察研究了木瓜蛋白酶添加量、嫩化温度和嫩化时间等加工因素对牛肉的硬度和感官品质的影响规律。研究结果表明，木瓜蛋白酶的添加量为1.0 mg/kg、嫩化处理温度为55 ℃、嫩化处理时间为3 h时，对牛肉保水嫩化效果最佳。