郭曉，胡祎榮，陳騁，吳成帆，韓玲，余群力

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，甘肅 蘭州 730070)

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牛肉冷藏過程中品質(zhì)變化的動(dòng)力學(xué)分析

郭曉，胡祎榮，陳騁，吳成帆，韓玲，余群力

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，甘肅 蘭州 730070)

【目的】 研究宰后冷藏過程中牦牛肉和西門塔爾雜交牛肉的肉用品質(zhì).【方法】 試驗(yàn)以3～5歲的牦牛肉和西門塔爾雜交牛肉背最長(zhǎng)肌為研究對(duì)象，分析了4 ℃冷藏過程中樣品肉用品質(zhì)(pH、失水率、熟肉率、剪切力和肉色)的變化，采用動(dòng)力學(xué)探究了樣品肉用品質(zhì)的變化規(guī)律.【結(jié)果】 在4 ℃有氧貯藏條件下，牦牛肉和西門塔爾雜交牛肉的pH、熟肉率均先降低后升高，在第5天達(dá)到最小值，剪切力先升高后降低，第3天達(dá)到最大值，失水率和b*值均先升高后降低，在第5天達(dá)到最大值，L*值和a*值持續(xù)降低；與西門塔爾雜交牛肉相比，牦牛肉的pH、失水率、L*值低于西門塔爾雜交牛肉，剪切力、熟肉率、a*值和b*值高于西門塔爾雜交牛肉.【結(jié)論】 貯藏過程中牦牛肉的剪切力、L*值、a*值可以進(jìn)行線性擬合，a*值的擬合度最高；pH、失水率、熟肉率和b*值不可以進(jìn)行線性擬合，失水率的擬合度最低.貯藏過程中西門塔爾雜交牛肉的L*值、a*值可以進(jìn)行線性擬合，a*值的擬合度最高；pH、失水率、熟肉率、剪切力和b*值不可以進(jìn)行線性擬合，b*值的擬合度最低.

牛肉；肉用品質(zhì)；動(dòng)力學(xué)分析

近年來，我國(guó)的畜牧業(yè)得到了空前發(fā)展，肉類產(chǎn)量已連續(xù)10 a居世界第一，牛肉生產(chǎn)也繼美國(guó)、巴西之后成為世界第三大牛肉生產(chǎn)國(guó)[1].牛肉是主要肉類產(chǎn)品之一，具有高蛋白、低脂肪、維生素及豐富的礦物質(zhì)，含有人們所需要的一切必需氨基酸[2]，是一種營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高的保健型肉食品，深受國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的青睞[3].與此同時(shí)消費(fèi)者對(duì)牛肉品質(zhì)的要求也越來越高，如何評(píng)價(jià)牛肉品質(zhì)也越來越受到重視.

牛肉宰后貯藏過程中肉色、pH、失水率、熟肉率、剪切力等是極其重要的肉用品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)[4]，通過對(duì)這些指標(biāo)的研究可以很好地預(yù)測(cè)牛肉在有氧貯藏過程中肉用品質(zhì)達(dá)到最佳狀態(tài)時(shí)的時(shí)間.郭兆彬等[5]研究表明，對(duì)于牛肉品質(zhì)的評(píng)價(jià)，一方面牛肉的色澤是決定消費(fèi)者購買行為的最直觀的感官評(píng)定指標(biāo)之一[8-11]，直接影響肉類產(chǎn)業(yè)的各種經(jīng)濟(jì)指標(biāo)[9].另一方面嫩度反映了肉中各種蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)特性，直接影響著肉的食用價(jià)值和商品價(jià)值.而嫩度又受pH、失水率、熟肉率、剪切力等指標(biāo)的影響，其中剪切力是肉嫩度最直接的反映[6]，剪切力越低肉的嫩度越好.pH值也是衡量牛肉品質(zhì)的一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，它不僅直接影響肉的適口性、嫩度，還與牛肉肉色等顯著相關(guān)[7].

動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)分析是牛肉宰后品質(zhì)變化規(guī)律研究中的一種手段，旨在用模型量化變化規(guī)律，以期最終為品質(zhì)監(jiān)控提供有效的工具.Zamora等[12]曾經(jīng)使用線性函數(shù)來擬合牛肉宰后品質(zhì)及生理生化指標(biāo)的變化，從而將其變化規(guī)律量化為方程參數(shù)，這類函數(shù)也因此成為牛肉品質(zhì)與成熟時(shí)間的主要擬合函數(shù).關(guān)于牛肉品質(zhì)變化的研究中，較少涉及動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)分析方法.鑒于此，本試驗(yàn)通過運(yùn)用動(dòng)力學(xué)來研究4 ℃有氧貯藏過程中牦牛肉和西門塔爾雜交牛肉(西雜牛)肉用品質(zhì)的變化規(guī)律，以期為牛肉的加工、運(yùn)輸和消費(fèi)提供科學(xué)依據(jù).

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)儀器

儀器：CR-10型色差儀；便攜式酸度計(jì)；C-LM4型數(shù)顯式肌肉嫩度儀；YYW-2型應(yīng)變式控制式無側(cè)限壓力儀；AL-104型電子天平.

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 肉樣采集及處理 試驗(yàn)選取健康、無病、生長(zhǎng)發(fā)育正常、牛齡在3～5歲的牦牛和西門塔爾雜交牛(西雜牛)各5頭，屠宰前禁食24 h，禁水2 h，宰后立即取背最長(zhǎng)肌，剔除表面脂肪、筋膜及結(jié)締組織，垂直肌纖維方向切分成50 g左右的塊狀，裝入透氧的聚乙烯保鮮袋，在4 ℃有氧條件下貯藏，分別在第1、3、5、7、9天測(cè)定肉用品質(zhì).

1.2.2 肉用品質(zhì)測(cè)定

1.2.2.1 色澤 用色差計(jì)測(cè)定樣品表面的L*、a*、b*值，隨機(jī)選擇測(cè)定位置并至少重復(fù)3次，記錄數(shù)據(jù)，計(jì)算平均值.

1.2.2.2 pH 將pH電極用蒸餾水沖洗干凈，濾紙輕輕蘸干，插入肉樣中，待數(shù)值穩(wěn)定后記錄數(shù)值，取出電極，清洗電極，再換另一不同的位置測(cè)定，共測(cè)定3次(每次測(cè)定前都應(yīng)將電極沖洗干凈)，分別記錄3次數(shù)據(jù)，取平均值.

1.2.2.3 失水率 截取5 cm肉樣，平置于干凈薄板上，用取樣器從背最長(zhǎng)肌上順肌纖維方向的橫向切約1 cm厚的肉片，再在肉片中央截取截面積約為5 cm2、厚度為1 cm的小塊(厚度的方向就是肌纖維方向)，用分析天平稱質(zhì)量，記作M1.

稱質(zhì)量后迅速在上下各襯一層脫脂紗布，再各襯14～16層吸水紙(以水分不透出，全部吸凈為度)，然后置于測(cè)定儀平臺(tái)上施加35 kg壓力保持5 min，之后將肉樣取出再稱質(zhì)量，記作M2，失水率計(jì)算公式如下：

W=(M1-M2)/M1×100%

1.2.2.4 熟肉率 取肉樣約60 g，用電子天平進(jìn)行稱量，記作W1，將稱量好的肉樣放入蒸煮袋中.插入溫度計(jì)，將電磁爐溫度調(diào)到80 ℃，在80 ℃條件下進(jìn)行蒸煮，隨時(shí)觀察溫度計(jì)溫度變化，當(dāng)肉樣中心溫度達(dá)到70 ℃時(shí)開始計(jì)時(shí)，使肉樣中心溫度保持在70 ℃繼續(xù)蒸煮30 min，取出冷卻至室溫后稱量，記作W2，熟肉率計(jì)算公式如下：

W=W2/W1×100%

1.2.2.5 剪切力 垂直于肌纖維方向切取約60 g肉樣，將肉樣放入蒸煮袋中，置于水浴鍋中，插入溫度計(jì)(溫度計(jì)插入深度至肉樣中心).將水浴鍋溫度調(diào)到80 ℃，在80 ℃條件下進(jìn)行蒸煮，隨時(shí)觀察溫度變化，當(dāng)肉樣中心溫度達(dá)到70 ℃時(shí)開始計(jì)時(shí)，使肉樣中心溫度保持在70 ℃繼續(xù)煮30 min，將肉樣取出在室溫下冷卻.用取樣器順著肌纖維的方向取樣(避開筋腱)，用嫩度儀測(cè)定樣品剪切力，每個(gè)樣品至少測(cè)定3次，取平均值.

1.3 數(shù)據(jù)處理

分析結(jié)果采用Microsoft Excel進(jìn)行處理，并用SPSS 19.0軟件對(duì)兩種牛貯藏過程中肉用品質(zhì)進(jìn)行方差分析和動(dòng)力學(xué)分析，其中方差分析采用LSD法，為了定量描述肉用品質(zhì)于宰后貯藏過程中的變化規(guī)律，采用動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)分析，具體參考Zamora等[12]所描述的方法.線性函數(shù)模型：Yx=K×x+YL0，其中，x為成熟時(shí)間，Yx為x時(shí)刻的相對(duì)變化量(下同)，K代表變化速率，YL0代表成熟時(shí)品質(zhì)指標(biāo)的初始值.

2 結(jié)果與分析

2.1 宰后貯藏過程中肉用品質(zhì)的變化

2.1.1 宰后貯藏過程中肉色變化 由圖1可以看出，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，牦牛肉和西雜牛肉的L*值明顯下降，7 d后趨于平緩.在第1、3、5天牦牛肉L*值極顯著低于西雜牛肉(P<0.01).牦牛肉和西雜牛肉的a*值均呈下降趨勢(shì).在第1、3、5、7、9天牦牛肉a*值極顯著高于西雜牛肉(P<0.01).牦牛肉與西雜牛肉的b*值變化始終維持在12～15，變化不明顯.L*值變化與吳菊清等[14]的研究結(jié)果一致，亮度取決于光的散射或折射，與圖3相對(duì)應(yīng)，貯藏過程中，隨著水分的損失，肌肉對(duì)光線的散射和折射率降低，因此有的亮度在貯藏過程中有所下降.但由于水分滲出到肉表面時(shí)受到蒸發(fā)速率的影響，加上西雜牛肉的保水性較差，肌肉表面水分滲出量高于牦牛，短時(shí)內(nèi)反而對(duì)光的反射能力增強(qiáng)，所以其L*值在前期高于牦牛肉.a*值表征肌肉的紅色度，其變化決定了肉色的變化.a*值變化與程志斌等[15]的研究一致，肉中的肌紅蛋白對(duì)a*值有決定性作用，肌紅蛋白有3種主要的化學(xué)狀態(tài)，分別是氧合肌紅蛋白、高鐵肌紅蛋白和脫氧肌紅蛋白，在氧氣存在的條件下，肉中肌紅蛋白主要以氧合肌紅蛋白(鮮紅色)和高鐵肌紅蛋白(褐色)的形式存在，氧合肌紅蛋白中金屬鐵離子以二價(jià)態(tài)存在，這就導(dǎo)致了肌紅蛋白的不穩(wěn)定性，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，F(xiàn)e2+會(huì)被氧化成Fe3+，從而使氧合肌紅蛋白轉(zhuǎn)化為高鐵肌紅蛋白[16]，此時(shí)，肉的紅色度降低，當(dāng)高鐵肌紅蛋白積累到一定程度時(shí)，肉色就會(huì)發(fā)生褐變.

圖1 不同品種貯藏過程中肉色變化Fig.1 The changes of meat color of different varieties during the storage

2.1.2 宰后貯藏過程中pH變化 如圖2所示，宰后貯藏過程中牦牛肉和西雜牛肉pH先降低后緩慢升高，在第1天牦牛肉pH值顯著低于西雜牛肉(P<0.05).這與劉佳東等[4]的研究結(jié)果一致，其研究表明pH值發(fā)生這種變化是由于宰后肌肉中氧氣供應(yīng)中斷，肌糖原進(jìn)行無氧糖酵解產(chǎn)生的乳酸、磷酸等酸性物質(zhì)，使pH降低[17]，但隨著pH的降低，與糖酵解有關(guān)的酶活性逐漸受到抑制，且糖原被酵解.此時(shí)pH達(dá)到最低，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，肉中蛋白質(zhì)發(fā)生降解得到的某些產(chǎn)物又會(huì)使pH略微升高.pH的變化與其他品質(zhì)緊密相關(guān)，如剪切力、失水率等[18].

2.1.3 宰后貯藏過程中失水率變化 如圖3所示，在貯藏過程中牦牛肉和西雜牛肉的失水率都是先升高后降低，在第5、7、9天牦牛肉失水率極顯著低于西雜牛肉(P<0.01).這與Li等[18]的研究結(jié)果一致，其研究表明肉的失水率與保水性呈高度負(fù)相關(guān)，肌肉的失水率愈高，保水性愈差，失水率升高意味著肌肉中大量汁液外流，可溶性營(yíng)養(yǎng)成分和風(fēng)味物質(zhì)隨之損失，肌肉也變得干硬無味，造成肉品質(zhì)量下降.這與pH值的測(cè)定結(jié)果一致，由于pH值下降到極限值時(shí)，達(dá)到或接近了肌球蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)(pH=5.40)，此時(shí)肌肉的系水力很差，導(dǎo)致失水率升高.牦牛肉失水率極顯著低于西雜牛肉(P<0.01)，這是由于牦牛肉在冷藏時(shí)的系水力很好，因此在很大程度上造成牦牛肉的食用品質(zhì)高于西雜牛肉.

圖2 不同品種貯藏過程中pH變化Fig.2 The changes of pH of different varieties during the storage

圖3 不同品種貯藏過程中失水率變化Fig.3 The changes of water loss rate of different varieties during the storage

2.1.4 宰后貯藏過程中熟肉率變化 如圖4所示，牦牛肉和西雜牛肉的熟肉率在貯藏過程中先降低后升高，第5天達(dá)到最小值，在第5、7、9天牦牛肉熟肉率極顯著高于西雜牛肉(P<0.01).萬發(fā)春等[8]的研究表明熟肉率是度量蒸煮損失的一項(xiàng)指標(biāo)，與保水性緊密相關(guān)，保水性越好，熟肉率就越大，牦牛肉的保水性高于西雜牛肉，所以牦牛肉的熟肉率極顯著高于西雜牛肉.熟肉率對(duì)產(chǎn)品加工過程中的出品率有直接影響，所以是衡量肉品加工性能的主要指標(biāo)，熟肉率升高，加工損失減少，肉品加工性能好.

圖4 不同品種貯藏過程中熟肉率變化Fig.4 The changes of cooking percentage of different varieties during the storage

2.1.5 宰后貯藏過程中剪切力變化 如圖5所示，牦牛肉和西雜牛肉的剪切力先升高后降低，在第1、3、5天牦牛肉剪切力極顯著高于西雜牛肉(P<0.01)，在第7天顯著高于西雜牛肉(P<0.05).郭兆斌等[5]的研究結(jié)果表明剪切力值是反映肌肉嫩度的直接指標(biāo)，剪切力值越低，肌肉越嫩，剪切力值的大小與肌纖維直徑、水分含量、成熟程度等密切相關(guān).在1～3 d剪切力略微升高，可能是因?yàn)殛笈Ｈ夂臀麟s牛肉發(fā)生僵直現(xiàn)象.肌肉剪切力值在食用時(shí)可接受的范圍是4.30～5.20 kgf[20].表明牦牛肉和西雜牛肉在屠宰后的5 d內(nèi)，剪切力值均高于可接受范圍.牦牛肉第9天時(shí)剪切力達(dá)到4.84 kgf，西雜牛肉在第9天時(shí)剪切力達(dá)到4.19 kgf，均達(dá)到最佳食用可接受范圍，即牦牛肉和西雜牛肉在此過程中口感變好.

圖5 不同品種貯藏過程中剪切力變化Fig.5 The changes of shear force of different varieties during the storage

2.2 宰后貯藏過程中肉用品質(zhì)變化的動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)分析

2.2.1 宰后貯藏過程中肉色變化的動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)分析 由圖6可以看出，牦牛肉和西雜牛肉貯藏過程中L*、a*值變化的線性模型擬合度均很高，b*值變化的線性模型擬合度均不高.牦牛肉和西雜牛肉L*值的初始值分別為39.40和38.21，其對(duì)應(yīng)的原始初始值分別為38.08和39.30，因?yàn)長(zhǎng)*值變化可以進(jìn)行線性擬合，故與原始初始值均比較接近.牦牛肉和西雜牛肉a*值的初始值分別為18.23和15.74，其對(duì)應(yīng)的原始初始值分別為18.22和15.72，因?yàn)閍*值變化可以進(jìn)行線性擬合，故與原始初始值均比較接近.牦牛肉和西雜牛肉b*值的初始值分別為12.15和12.00，其對(duì)應(yīng)的原始初始值分別為12.55和12.19，由于b*值變化不可以進(jìn)行線性擬合，故與原始初始值均有一定差距.

圖6 不同品種貯藏過程中肉色變化的動(dòng)力學(xué)分析Fig.6 Dynamics analysis of the changes of meat color of different varieties during the storage

2.2.2 宰后貯藏過程中pH變化的動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)分析 由圖7可以看出，牦牛肉和西雜牛肉貯藏過程中pH變化的線性模型擬合度均不高.牦牛肉和西雜牛肉pH的初始值分別為5.93和6.10，其對(duì)應(yīng)的原始初始值分別為5.88和5.98，由于pH變化不可以進(jìn)行線性擬合，故與原始初始值均有一定差距.

圖7 不同品種貯藏過程中pH值變化的動(dòng)力學(xué)分析Fig.7 Dynamics analysis of the changes of pH of different varieties during the storage

2.2.3 宰后貯藏過程中失水率變化的動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)分析 由圖8可以看出，牦牛肉和西雜牛肉貯藏過程中失水率變化的線性模型擬合度不高.牦牛肉和西雜牛肉失水率的初始值分別為28.11和28.25，其對(duì)應(yīng)的原始初始值分別為30.69和31.06，由于失水率變化不可以進(jìn)行線性擬合，故與原始初始值均有一定差距.

圖8 不同品種貯藏過程中失水率變化的動(dòng)力學(xué)分析Fig.8 Dynamics analysis of the changes of water loss rate of different varieties during the storage

2.2.4 宰后貯藏過程中熟肉率變化的動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)分析 由圖9可以看出，牦牛肉和西雜牛肉貯藏過程中熟肉率變化的線性模型擬合度均不高.牦牛肉和西雜牛肉熟肉率的初始值分別為63.93和62.84，其對(duì)應(yīng)的原始初始值分別為61.70和60.88，由于熟肉率變化不可以進(jìn)行線性擬合，故與原始初始值均有一定差距.

2.2.5 宰后貯藏過程中剪切力變化的動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)分析 由圖10可以看出，貯藏過程中牦牛肉剪切力變化的線性模型擬合度高，西雜牛肉剪切力變化的線性模型擬合度低.牦牛肉和西雜牛肉剪切力的初始值分別為6.18和4.97，其對(duì)應(yīng)的原始初始值分別為6.57和5.47，由于牦牛肉剪切力變化可以進(jìn)行線性擬合，而西雜牛剪切力變化不可以進(jìn)行線性擬合，故牦牛肉剪切力的初始值和原始初始值比較接近，而西雜牛肉則存在一定的差距.

圖9 不同品種貯藏過程中熟肉率變化的動(dòng)力學(xué)分析Fig.9 Dynamics analysis of the changes of cooking percentage of different varieties during the storage

圖10 不同品種貯藏過程中剪切力變化的動(dòng)力學(xué)分析Fig.10 Dynamics analysis of the changes of shear force of different varieties during the storage

3 結(jié)論

1) 有氧貯藏條件下，牦牛肉和西雜牛肉的pH和熟肉率均先降低后升高，剪切力、失水率和b*值均先升高后降低，L*值和a*值持續(xù)降低；牦牛肉的pH、失水率、L*值低于西雜牛肉，剪切力、熟肉率、a*值和b*值高于西雜牛肉.

2) 通過線性擬合方程可以看出，隨著冷藏時(shí)間的延長(zhǎng)，牦牛肉的剪切力、L*值和a*值呈線性減小，pH、失水率、熟肉率則呈非線性變化.

3) 通過線性擬合方程可以看出，隨著冷藏時(shí)間的延長(zhǎng)，西雜牛肉的L*值和a*值呈線性減小，pH、失水率、熟肉率、剪切力則呈非線性變化.

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(責(zé)任編輯 趙曉倩)

Changes of beef quality and its dynamics analysisduring cool storage

GUO Xiao,HU Yi-rong,CHEN Cheng,WU Cheng-fan,HAN Ling,YU Qun-li

(College of Food Science and Engineering,Gansu Agricultural University,Lanzhou 730070,China)

【Objective】 To analyze the changes of meat quality during storage.【Method】 Longissimus dorsi muscle of the 3～5 years old of yak meat and Simmental Crossbred Progeny,the pH,water loss rate,cooking percentage,shear force and color were measured under aerobic 4oC,and analyzed by using the method of dynamics analysis.【Result】 The pH and cooking percentage of yak meat and Simmental Crossbred Progeny decreased during 1 to 5 d and then increased,shear force increased during 1 to 3 d and then decreased,water lose rate andb*value increased during 1 to 5 d and then decreased,L*value anda*value continued to decrease.Compared with Simmental Crossbred Progeny,pH,water lose rate andL*value of yak meat were lower；shear force,cooking percentage,a*value andb*value were higher.【Conclusion】 During the storage,yak meat shear force,L*value,a*value were linear fitting,a*value had a highest degree of fit；pH,water lose rate,cooking percentage andb*values were not linear fitting,the fit of the linear model of the water lose rate was the lowest.TheL*value,a*value of Simmental Crossbred Progeny were linear fitting,the fit of the linear model ofa*value was the highest；pH,water lose rate,cooking percentage,shear stress,andb*values were not linear fitting,the fit of the linear model of theb*value was the lowest during the storage.

beef；meat quality；dynamic analysis

郭曉(1993-)，女，本科生，研究方向?yàn)樯锕こ?E-mail：1767681905@qq.com

韓玲，女，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事畜產(chǎn)品加工及貯藏研究.E-mail：hanling5@126.com

甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)生科研訓(xùn)練計(jì)劃(SRTP)(2013)；國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)(肉牛牦牛)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系資助項(xiàng)目(CARS-38)；國(guó)家自然基金項(xiàng)目(31260380).

2015-10-15；

2015-11-14

TS 251.5+2

A

1003-4315(2016)06-0128-06