肉嫩度形成的基礎(chǔ)

肉的嫩度是肉類最重要的感官品質(zhì)之一，在很大程度上決定了消費(fèi)者對(duì)肉類食品的消費(fèi)。肉的嫩度是指肉易切割的程度，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)單位為N/cm2，以剪切力表示。嫩度的口感主要以咬開、咀嚼的難易程度和咀嚼后的殘?jiān)棵枋?。影響肉嫩度的因素可分為宰前和宰后因素。屠宰前嫩度主要由肌肉組織成分及肌肉纖維結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定。宰后的尸僵和熟化過(guò)程改變肌肉物質(zhì)組成從而影響肉嫩度。肌肉的化學(xué)組成是肉嫩度的物質(zhì)基礎(chǔ)。肌肉的大致化學(xué)組成為：水分60％ 蛋白質(zhì)20％ 脂質(zhì)15％ 礦物質(zhì)4％ 碳水化合物1％；肉中的脂質(zhì)主要以甘油三酯及微量的磷脂形式存在。

肉品嫩化理論

宰后畜禽肉伴隨著僵直、解僵、成熟和腐敗等一系列生理生化變化過(guò)程，可引起膠原蛋白含量、蛋白溶解度、肌肉短縮程度及成熟過(guò)程中結(jié)構(gòu)蛋白的變化，使肉品保水性、色澤、嫩度等受到影響。當(dāng)前研究表明，參與宰后肌肉蛋白質(zhì)降解的蛋白酶中以鈣蛋白酶起主要作用。鈣蛋白酶可降解肌原纖維中的關(guān)鍵蛋白質(zhì)，包括伴肌動(dòng)蛋白、肌聯(lián)蛋白、肌鈣蛋白-T和肌間線蛋白等，它們可破壞肌肉超微結(jié)構(gòu)、促進(jìn)肌原纖維小片化、改善肌肉嫩度。鈣蛋白酶嫩化作用途徑為（圖1）：1）鈣蛋白酶降解肌球蛋白與肌動(dòng)蛋白、弱化粗絲與Z線的相互作用，破壞I帶與Z線的結(jié)合力，使纖維變?nèi)趸驍嗔眩?）鈣蛋白酶水解肋節(jié)、肌間線蛋白后，肌纖維有序結(jié)構(gòu)、肌纖維與外周或肌纖維之間的完整性被破壞；3）鈣蛋白酶降解 類原肌球蛋白，弱化粗絲和細(xì)絲之間的鍵合，刺激肉品解僵；4）促進(jìn)肌鈣蛋白中原肌球蛋白結(jié)合亞基Tn-T的降解，弱化細(xì)絲結(jié)構(gòu)，提高嫩度。

圖1 鈣蛋白酶嫩化途徑

物理法嫩化及機(jī)理

1.傳統(tǒng)物理法嫩化

電刺激多用于大型動(dòng)物（牛、羊、鹿等），可加快三磷酸腺苷（ATP）降解與糖原分解速率、pH值下降，冷加工后可防止肌節(jié)縮短（冷收縮）；電刺激引起溶酶體水解酶的釋放，可破壞肌肉組織，加快蛋白水解，使肉質(zhì)變嫩。水分灌注技術(shù)（如Ca2＋溶液注射技術(shù)）亦能有效改善肉品嫩度及多汁性[7]。機(jī)械嫩化法則是通過(guò)對(duì)肉進(jìn)行柔和切割，破壞肌間結(jié)締組織和肌纖維細(xì)胞以增強(qiáng)嫩度。尸僵時(shí)肉品嫩度與肌肉收縮程度密切相關(guān)，傳統(tǒng)嫩度拉伸技術(shù)可通過(guò)施加與收縮張力相反的力，提高肌原纖維小片化指數(shù)，阻止肌節(jié)縮短，但也可能引起肌肉破壞和嫩化。

2.新興物理法嫩化

新興物理技術(shù)主要是通過(guò)對(duì)肌肉結(jié)構(gòu)的物理破壞、增強(qiáng)蛋白水解與加快成熟進(jìn)程、促進(jìn)肌肉相關(guān)蛋白的變性與溶解，以達(dá)到嫩化目的。

2.1 高壓加工技術(shù)

高壓加工技術(shù)是一種通過(guò)液體介質(zhì)對(duì)產(chǎn)品施加靜電壓力的技術(shù)，高壓應(yīng)用時(shí)會(huì)發(fā)生絕緣增熱現(xiàn)象（大氣受到壓縮而升溫且無(wú)熱量損失），高壓加工技術(shù)嫩化效果與宰后肉所處狀態(tài)密切相關(guān)。

2.2 沖擊波加工技術(shù)

沖擊波又稱流體動(dòng)力學(xué)壓力，可于毫秒內(nèi)瞬間產(chǎn)生高達(dá)1GPa的壓力波，通常以水為液體介質(zhì)對(duì)肉品進(jìn)行施壓。肌肉由質(zhì)量分?jǐn)?shù)75%的水分構(gòu)成，沖擊波可在流體（如水）中傳播，同時(shí)產(chǎn)生與水相匹配的機(jī)械阻抗，從而產(chǎn)生“破裂效應(yīng)”。

圖2 沖擊波嫩化肉品示意圖

2.3 超聲波嫩化

超聲是一種基于聲能的非熱技術(shù)，聲波在高、低壓之間傳播產(chǎn)生微小氣泡并使氣泡逐漸增大，直至它們破裂形成空化現(xiàn)象，超聲空化效應(yīng)引起的氣泡聚集于肉塊表面，爆裂后形成微射流，沖蝕表層，形成裂縫；空化氣泡成核過(guò)程中崩塌可產(chǎn)生沖擊波，連續(xù)的能量輸出引起液體介質(zhì)湍流；超聲機(jī)械效應(yīng)對(duì)肉塊具有機(jī)械破壞作用；液體介質(zhì)超聲后可產(chǎn)生自由基，影響肉塊組織及內(nèi)部蛋白。此外，空化作用還會(huì)引起分子破裂、誘導(dǎo)自由基形成并加速化學(xué)反應(yīng)、促進(jìn)蛋白氧化、引起二硫鍵交聯(lián)和蛋白聚集物的形成，從而影響蛋白溶解度，宏觀上表現(xiàn)為肉質(zhì)變硬，需合理控制超聲時(shí)間及強(qiáng)度，避免過(guò)多的自由基形成，從而影響肉品嫩度。

圖3 超聲波作用肉塊示意圖

圖4 超聲波嫩化肉品機(jī)理

2.4 脈沖電場(chǎng)嫩化

脈沖電場(chǎng)通過(guò)在兩個(gè)電極之間以直流電壓脈沖形成電場(chǎng)，其作為改善食品結(jié)構(gòu)及生物活性的綠色新型非熱技術(shù)，亦可用于肉類嫩化。肉品組織由于細(xì)胞尺寸大，一般不需要高強(qiáng)度電場(chǎng)，形成孔徑的電場(chǎng)強(qiáng)度約在1～10 kV/cm范圍內(nèi)。肉品成熟前對(duì)肌肉進(jìn)行脈沖電場(chǎng)處理，可通過(guò)提高細(xì)胞膜通透性致使細(xì)胞器釋放Ca2＋、鈣激活蛋白酶，從而促進(jìn)肉的嫩化；宰后成熟的嫩化也得益于脈沖電場(chǎng)對(duì)蛋白的水解，其余因素如溶酶體組織蛋白酶的釋放、僵直前肌肉中Ca2＋釋放引起的糖酵解加速及肌肉的物理性破壞也可能對(duì)肉品嫩度的提高有一定的貢獻(xiàn)。

圖5 脈沖電場(chǎng)嫩化肉品相關(guān)脈沖參數(shù)應(yīng)用導(dǎo)圖

展望

新興嫩化技術(shù)能否獲得最佳利用，還需針對(duì)不同胴體肌肉、不同市場(chǎng)（食品服務(wù)行業(yè)、鮮品、出口品）、不同消費(fèi)群體喜好進(jìn)行不斷地調(diào)整。過(guò)往研究表明，消費(fèi)者愿意為有保證的嫩化肉多付費(fèi)，因此，這些新興技術(shù)可引起人們的興趣，它們?cè)诠I(yè)上的實(shí)施將取決于經(jīng)營(yíng)者的創(chuàng)新意愿、技術(shù)資本、運(yùn)營(yíng)成本與投資-效益價(jià)值。

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