吳亮亮，羅瑞明，孔 豐，田 銀，張赫宇，蘇春霞（寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院，寧夏銀川750021）

食鹽添加量對(duì)灘羊肉蒸煮損失、嫩度及水分分布的影響

吳亮亮，羅瑞明*，孔 豐，田 銀，張赫宇，蘇春霞
（寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院，寧夏銀川750021）

為探究不同食鹽添加量對(duì)灘羊肉蒸煮損失、嫩度以及水分分布的影響，以灘羊肉為實(shí)驗(yàn)材料，借助低場(chǎng)核磁共振技術(shù)研究不同食鹽添加量處理下灘羊肉的蒸煮損失、剪切力以及水分子T2弛豫特性。結(jié)果表明：隨著食鹽添加量的增加，灘羊肉的蒸煮損失和剪切力都明顯減小（p＜0.05），當(dāng)食鹽添加量大于2.5%時(shí)，差異不顯著（p＞0.05）。LF-NMR檢測(cè)到了四個(gè)明顯的水分群，代表肉中的弱結(jié)合水、強(qiáng)結(jié)合水、不易流動(dòng)水和自由水四種存在狀態(tài)。增加食鹽添加量，弛豫時(shí)間逐漸變短，不易流動(dòng)水逐漸增多，自由水逐漸減少。核磁成像結(jié)果顯示，隨著食鹽添加量的增加圖像的亮度依次減弱。相關(guān)性分析結(jié)果表明，蒸煮損失與T23、T24呈顯著正相關(guān)（p＜0.05）；剪切力與T23、T24峰面積百分比呈顯著正相關(guān)（p＜0.05），與T23峰面積百分比呈顯著負(fù)相關(guān)（p＜0.05）。由此表明，不同食鹽添加量處理下灘羊肉的水分分布具有顯著地變化。

食鹽添加量，灘羊肉，水分分布，低場(chǎng)核磁共振，核磁共振成像

灘羊?yàn)閷幭膬?yōu)勢(shì)特色畜種，是中國(guó)獨(dú)特的名貴裘肉兼用型綿羊品種，其肉質(zhì)細(xì)嫩，膻腥味輕，味道鮮美，營(yíng)養(yǎng)豐富，風(fēng)味獨(dú)特，深受消費(fèi)者的青睞［1-2］。腌制是其肉品加工過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是決定肉品質(zhì)的重要因素之一，通過(guò)腌制使食鹽進(jìn)入組織中，提高滲透壓，降低水分活度，從而抑制腐敗菌的生長(zhǎng)，同時(shí)能夠提高肉品的保水性和嫩度［3］。相關(guān)研究表明：食鹽質(zhì)量濃度為2%～3%時(shí)，保水性較強(qiáng)，如果小于或超出這個(gè)范圍，保水性則下降［4］。對(duì)于改變?nèi)庵破纺鄱确矫?，Barbut等［5］研究認(rèn)為高的食鹽含量可提高煮制后的禽肉糜的嫩度。

水分作為肉與肉制品的主要成分，以一定數(shù)量定位、定向的存在于其中，并以結(jié)合水（與大分子相互作用的水）、不易流動(dòng)水（肌原纖維和網(wǎng)狀組織中的水）和自由水（細(xì)胞外水）三種形式存在，而結(jié)合水又分為強(qiáng)結(jié)合水和弱結(jié)合水［6］。水分子的存在形式和活性分布狀態(tài)決定了蛋白質(zhì)的保水能力，這不僅會(huì)直接影響產(chǎn)品的嫩度，也會(huì)對(duì)肉制品的食用品質(zhì)、出品率以及產(chǎn)品貨架期等產(chǎn)生顯著影響。

低場(chǎng)核磁共振技術(shù)（LF-NMR）為一種新型的無(wú)損檢測(cè)方法被用于測(cè)定肌肉中的水分狀態(tài)和流動(dòng)性［3］。近年來(lái)廣泛用于研究?jī)鋈谶^(guò)程肉的持水力變化［7］、不同蒸煮溫度下肉的保水性［8］、屠宰前后肌肉中肌原纖維水分的分布和遷移特征［9］，但對(duì)不同食鹽添加量對(duì)灘羊肉水分分布的影響的研究鮮見(jiàn)報(bào)道。因此，本研究采用LF-NMR對(duì)不同食鹽添加量處理下的灘羊肉的水分分布影響做初步探究，將為今后LF-NMR技術(shù)用于熟肉制品水分分布的評(píng)定提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

羊后腿肉 鹽池灘羊，6月齡，購(gòu)置于寧夏鹽池縣大夏牧場(chǎng)清真食品有限公司；食鹽 購(gòu)置于寧陽(yáng)生活超市。

H-SY2L-NI 6-C型恒溫水浴鍋 北京長(zhǎng)源實(shí)驗(yàn)設(shè)備廠；AL204型電子天平 梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；NMI20低場(chǎng)脈沖核磁共振分析儀上海紐邁電子科技有限公司；TA-XT2i型質(zhì)構(gòu)儀 英國(guó)Stable Microsystem公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

灘羊后腿經(jīng)剔骨、去皮等預(yù)處理后，分割成大小形狀相似，重50 g左右的肉塊。將預(yù)處理的灘羊肉平均分成四組，按肉∶鹽水=1∶1.5（m/V）的比例放入配制好的腌制液（0.5%、1.5%、2.5%、3.5%）中腌制6 h，并在腌制過(guò)程中不斷翻動(dòng)肉塊，使肉塊腌制均勻。腌制好的肉塊分別置于四個(gè)燒杯中，加入10倍肉塊體積的水，置于溫度為80℃的水浴鍋中加熱至灘羊肉中心溫度75℃蒸煮30 min。蒸煮完成瀝水并冷卻至室溫后進(jìn)行蒸煮損失的測(cè)定，并置于0～4℃條件下冷卻12 h。然后將羊肉分成兩部分，一部分修整成2 cm×2 cm×2 cm（剔除筋腱及結(jié)締組織）的肉樣，用于測(cè)定羊肉剪切力值；另一部分用于LF-NMR的測(cè)定。每個(gè)指標(biāo)測(cè)三個(gè)平行，且每組做3個(gè)重復(fù)。

1.3 測(cè)定方法

1.3.1 蒸煮損失的測(cè)定 取腌制好的四組肉樣進(jìn)行稱重（m0），分別置于四個(gè)燒杯中并加入10倍肉塊體積的水，置于溫度為80℃的水浴鍋中加熱至灘羊肉中心溫度75℃，蒸煮30 min后取樣，瀝水并冷卻至室溫進(jìn)行稱重（m1），按式（1）計(jì)算蒸煮損失：

式中：c—蒸煮損失，%；m0—煮前肉樣重，g；m1—煮后肉樣重，g。

1.3.2 剪切力的測(cè)定 樣品處理：用平行刀將蒸煮的灘羊肉切成2 cm×2 cm×2 cm的肉樣（剔除筋腱及結(jié)締組織），切面要平整垂直，每組重復(fù)3次。質(zhì)構(gòu)參數(shù)確定：參照文獻(xiàn)［10］，略有修改。實(shí)驗(yàn)選用HDP/WBV探頭，設(shè)置參數(shù)為：測(cè)試前速度：2 mm/s，測(cè)試速度：2 mm/s，測(cè)試后速度：5 mm/s，壓縮比為50%。物性測(cè)試儀測(cè)定灘羊肉樣品的剪切力，單位分別是g。

1.3.3 NMR橫向弛豫時(shí)間（T2）測(cè)定 NMR弛豫特性的測(cè)量是在NMI20低場(chǎng)脈沖核磁共振分析儀上進(jìn)行。質(zhì)子共振頻率為18.384 MHz，溫度為32℃。T2用CPMG序列測(cè)量，所使用的參數(shù)為：η值（90°脈沖和180°脈沖之間的時(shí)間）為200 μs。重復(fù)采樣4次，重復(fù)間隔TR時(shí)間為1200 ms，得到以指數(shù)形式衰減的核磁信號(hào)。將大約2 g樣品放入直徑15 mm核磁管中，而后放入分析儀中。每個(gè)測(cè)試至少3個(gè)重復(fù)。

1.3.4 NMR微成像 NMR成像采用多層自旋回波（Multi-slice Spin Echo，MSE）序列來(lái)產(chǎn)生自旋回波圖像。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用Origin 8.0進(jìn)行繪圖，SPSS 19.0軟件進(jìn)行方差分析（Ducan法進(jìn)行多重比較）和雙變量相關(guān)分析，上述實(shí)驗(yàn)進(jìn)行3次重復(fù)，結(jié)果采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 食鹽添加量對(duì)灘羊肉蒸煮損失的影響

圖1 食鹽添加量對(duì)灘羊肉蒸煮損失的影響Fig.1 Effect of different salt addition on cooking loss in Tan sheep

由圖1可知，隨著食鹽濃度的增加，蒸煮損失逐漸下降；當(dāng)食鹽添加量從0.5%增加至2.5%，灘羊肉的蒸煮損失呈現(xiàn)出顯著的下降趨勢(shì)（p＜0.05）；當(dāng)食鹽的添加量繼續(xù)增至3.5%時(shí)，灘羊肉的蒸煮損失下降不顯著（p＞0.05）。有研究認(rèn)為：食鹽質(zhì)量濃度小于3%時(shí)，保水性較強(qiáng)，如果超越這個(gè)范圍，保水性則下降［4］?？赡苁怯捎谑雏}使得肌原纖維發(fā)生膨脹，大量氯離子被束縛在肌原纖維中，增加了負(fù)電荷引起的靜電斥力，使得肉的離子強(qiáng)度增大，肌纖維蛋白質(zhì)數(shù)量增多，在這些纖維狀肌肉蛋白質(zhì)加熱變性的情況下，將水分和脂肪包裹起來(lái)凝固，使肉的保水性提高［4］。Trout等［11］研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)食鹽添加量從1.33%提高到2.9%，牛肉保水性顯著提高，蒸煮損失降低的結(jié)果與本實(shí)驗(yàn)一致。

2.2 食鹽添加量對(duì)灘羊肉嫩度的影響

由圖2可知，隨著食鹽添加量的增加，灘羊肉的剪切力呈下降趨勢(shì)，當(dāng)食鹽添加量為0.5%～2.5%，剪切力下降比較明顯（p＜0.05），大于2.5%時(shí)，下降不顯著（p＞0.05）。這是因?yàn)槭雏}使肉的離子強(qiáng)度提高，能活化蛋白質(zhì)，肌球蛋白溶出量增多，從而改善肉制品的質(zhì)地，改善多汁性，增加其嫩度［12］。這與Baublits［13］的研究結(jié)果也是一致的。

圖2 食鹽添加量對(duì)灘羊肉剪切力的影響Fig.2 Effect of salt addition on shear force in Tan sheep

2.3 弛豫特性

在LF-NMR測(cè)量中得到的兩個(gè)主要參數(shù)是自旋-晶格弛豫時(shí)間（用T1來(lái)表示，又稱為縱向弛豫時(shí)間）和自旋-自旋弛豫時(shí)間（用T2來(lái)表示，又稱為橫向弛豫時(shí)間）。在肉與肉制品研究中，常用T2弛豫時(shí)間來(lái)作為測(cè)定肉品持水性的指標(biāo)，因?yàn)門2變化范圍較大，并且對(duì)水分分布狀態(tài)比T1更加敏感。不同的T2弛豫時(shí)間，能夠容易區(qū)分自由水和結(jié)合水［14］。

不同食鹽添加量處理下灘羊肉中水分子T2弛豫特性見(jiàn)圖3。擬合后的T2分布按弛豫時(shí)間呈現(xiàn)四個(gè)峰：0.01～0.45 ms和1.2～3.0 ms各出現(xiàn)一個(gè)小峰，20.4～118.4 ms出現(xiàn)一個(gè)大峰，118.4～285.2 ms又明顯出現(xiàn)一個(gè)峰。根據(jù)出峰時(shí)間及各自峰面所占總峰面積比，認(rèn)為四個(gè)峰代表灘羊肉蒸煮過(guò)程中水分的四種不同存在狀態(tài)，既弱結(jié)合水（T21）、強(qiáng)結(jié)合水（T22）、不易流動(dòng)水（T23）和自由水（T24）［15］。圖3中橫向弛豫時(shí)間可以反應(yīng)水分的自由度，水分遷移的程度。隨著食鹽添加量的增加，不易流動(dòng)水的出峰時(shí)間在提前，說(shuō)明蒸煮時(shí)間的改變，導(dǎo)致結(jié)合水朝向不易流動(dòng)水的方向遷移，使得不易流動(dòng)水提前出現(xiàn)。

圖3 不同食鹽添加量下灘羊肉的低場(chǎng)核磁弛豫時(shí)間（T2）Fig.3 T2relaxation time of water molecular from Tan sheep at different salt addition treatment

弛豫時(shí)間（T2）分布的變化表征經(jīng)不同食鹽添加量處理后灘羊肉中存在的多種狀態(tài)水分群的分布情況，即各狀態(tài)下水分的結(jié)合狀態(tài)和自由移動(dòng)程度；而弛豫峰面積百分?jǐn)?shù)可以估算氫質(zhì)子的相對(duì)含量，從而反映各種狀態(tài)水分群的含量，其變化可以表征經(jīng)不同食鹽添加量處理后灘羊肉中各種狀態(tài)水分子的含量變化情況，即各種狀態(tài)水分群的流動(dòng)轉(zhuǎn)移情況。表1為不同食鹽添加量處理后灘羊肉中水分子T2弛豫時(shí)間的變化。

由表1可以看出隨著食鹽添加量的增加，四種不同狀態(tài)的水分向快弛豫方向移動(dòng)，但T21和T22變化不顯著（p＞0.05），這主要是因?yàn)門21和T22反映的是與大分子緊密結(jié)合的那部分水，所以食鹽添加量很難對(duì)其造成顯著影響；當(dāng)食鹽添加量為0.5%～2.5%時(shí)，T23和T24顯著下降（p＜0.05），當(dāng)食鹽添加量超過(guò)2.5%時(shí)，T23和T24沒(méi)有顯著變化（p＞0.05）。這一結(jié)果與前人報(bào)道的食鹽質(zhì)量濃度超過(guò)3%時(shí)，保水性將會(huì)下降［4］相對(duì)應(yīng)。隨著食鹽添加量的增加，T23和T24向快弛豫方向移動(dòng)，既弛豫速度增加，T2弛豫時(shí)間減少，表明不易流動(dòng)水和自由水的移動(dòng)性明顯減弱（p＜0.05）。

表1 不同食鹽添加量處理灘羊肉的低場(chǎng)核磁弛豫時(shí)間（T2）變化Table1 Effect of different salt addition treatment on Trelaxation time of water（T2）from Tan sheep

表2 不同食鹽添加量處理灘羊肉的低場(chǎng)核磁弛豫峰面積百分?jǐn)?shù)變化Table2 Effect of different salt addition treatment on T2peak area fraction of water from Tan sheep

表2為不同食鹽添加量處理下灘羊肉中水分子T2弛豫峰面積百分?jǐn)?shù)的變化，由表2可知，隨著食鹽添加量的增加，T21和T23峰面積百分?jǐn)?shù)都在逐漸增大，且T23的增大顯著（p＜0.05），而T24峰面積百分?jǐn)?shù)逐漸下降，說(shuō)明隨著食鹽添加量的增加，可以提高灘羊肉的保水性。有文獻(xiàn)指出，決定肉保水性的主要是不易流動(dòng)水（T23），存在于纖絲、肌原纖維及膜之間，它能溶解鹽類及其他物質(zhì)，使得食鹽在水中電離出Na+和Cl-，由于Cl-與肌肉蛋白質(zhì)中帶正電荷的基團(tuán)結(jié)合，使蛋白質(zhì)分子的靜電斥力增強(qiáng)，使肌原纖維蛋白質(zhì)分子間的內(nèi)聚力降低，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)松弛，結(jié)合了大量的不易流動(dòng)水，提高肉的保水性［16］。

圖4是用核磁微成像技術(shù)得到的4個(gè)處理組灘羊肉的圖像，NMR圖像法是通過(guò)選擇合適的脈沖序列得到回波信號(hào)，在二維傅里葉變化法中，通過(guò)三個(gè)互相垂直的可控線性梯度定位，將樣品的體素與圖像上的像素一一對(duì)應(yīng)，然后根據(jù)樣品截面上不同點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度的差異，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)處理得到明暗對(duì)比、再將這些像素組合起來(lái)得到的圖像。檢測(cè)中一般用的是二維圖像，即得到某一截面的圖像，通過(guò)信號(hào)顏色的亮暗反映樣品中水等組成物質(zhì)的含量，水分含量越多，在圖中顯示越亮［17］。

圖4 不同食鹽添加量處理灘羊肉的核磁成像圖Fig.4 The NMR images of different salt addition treatment from Tan sheep

由圖4可以看出，經(jīng)不同食鹽添加量處理的羊肉的NMR圖像亮度隨著濃度的增大而減弱，表明隨著食鹽添加量的增加，灘羊肉表面的水分逐漸減少。這與不同食鹽添加量處理下的T24峰面積百分?jǐn)?shù)的變化是一致的，說(shuō)明核磁成像可在一定程度上反應(yīng)肉品中水分含量與分布的變化，可以快捷、方便、無(wú)損的檢測(cè)肉品水分分布的變化情況。

2.4 相關(guān)性分析

本文研究了不同食鹽添加量處理下的灘羊肉蒸煮損失、剪切力和水分分布的變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，經(jīng)不同食鹽添加量處理下的灘羊肉的蒸煮損失和剪切力都有較大影響，這可能與肌原纖維蛋白的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、分子間的內(nèi)聚力以及T2弛豫特性有關(guān)。因此，對(duì)灘羊肉的蒸煮損失、剪切力以及T2弛豫特性進(jìn)行相關(guān)性分析，能夠更好地了解灘羊肉經(jīng)不同食鹽添加量處理后，其蒸煮損失、剪切力以及T2弛豫特性之間的關(guān)系。

表3中顯示了不同食鹽添加量處理下的灘羊肉測(cè)定指標(biāo)的相關(guān)性，從表3中的相關(guān)系數(shù)可以看出，蒸煮損失分別與T23、T24呈極顯著（p＜0.01）正相關(guān)、顯著（p＜0.05）正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.978、0.936；剪切力分別與T23、T23峰面積百分比、T24峰面積百分比呈顯著（p＜0.05）正相關(guān)、顯著（p＜0.05）負(fù)相關(guān)、極顯著（p＜0.01）正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.898、-0.589、0.463；蒸煮損失與剪切力呈顯著（p＜0.05）正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.985。

由以上相關(guān)系數(shù)和顯著性分析可知，經(jīng)不同食鹽添加量處理后，灘羊肉的蒸煮損失和剪切力與不易流動(dòng)水和自由水的弛豫時(shí)間和含量都有著密切的關(guān)系。同時(shí)可以看出，蒸煮損失與T23、T24弛豫時(shí)間呈顯著正相關(guān)，說(shuō)明不易流動(dòng)水和自由水的弛豫時(shí)間越長(zhǎng)，蒸煮損失越大。而剪切力與T23、T24峰比例呈顯著正相關(guān)，與T23峰比例顯著負(fù)相關(guān)，說(shuō)明不易流動(dòng)水的弛豫時(shí)間越長(zhǎng)、含量越大且自由水含量越少，剪切力就越大。

3 結(jié)論

表3 不同食鹽添加量處理下的灘羊肉測(cè)定指標(biāo)的相關(guān)性分析Table3 Correlational analyses of indexes considered in Tan sheep at different salt addition treatment

經(jīng)不同食鹽添加量處理的灘羊肉中水分子的狀態(tài)發(fā)生著顯著地變化。隨著食鹽添加量的增加，灘羊肉中不易流動(dòng)等水分子與肌原纖維蛋白的結(jié)合程度增加，降低了蒸煮損失，提高了灘羊肉的嫩度。核磁成像顯示，經(jīng)不同食鹽添加量處理的羊肉的NMR圖像亮度隨著濃度的增大而減弱，表明隨著食鹽添加量的增加，灘羊肉表面的水分逐漸減少，與上述T24峰面積百分比的變化規(guī)律的結(jié)論相對(duì)應(yīng)。相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，經(jīng)不同方式處理后，灘羊肉的蒸煮損失和剪切力與不易流動(dòng)水和自由水的弛豫時(shí)間和含量都有著密切的關(guān)系；不易流動(dòng)水和自由水的弛豫時(shí)間越長(zhǎng)，蒸煮損失越大；不易流動(dòng)水的弛豫時(shí)間越長(zhǎng)、含量越大且自由水含量越少，剪切力就越大。

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Effect of cooking loss，tenderness and water distribution of Tan sheep at different salt addition treatment

WU Liang-liang，LUO Rui-ming*，KONG Feng，TIAN Yin，ZHANG He-yu，SU Chun-xia
（College of Agricultural，Ningxia University，Yinchuan 750021，China）

The present study was undertaken to investigate the effects of different salt addition treatment on the cooking loss，tenderness and water distribution of Tan sheep.Cooking loss，shear stress and T2relaxation properties of water molecules by low-field NMR technology were assayed in the different treatment.The result showed that the cooking loss and shear stress were significantly decreased（p＜0.05）with the increase of salt content.However，the difference was not significant（p＞0.05）when the salt content was more than 2.5%.LFNMR detected four distinct water group:weakly bound water，strongly bound water，immobilized water and free water.With the increase of salt content，the relaxation time shortened，immobilized water increased and free water reduced.The brightness of the image increased with the increase of the salt addition through the NMR results.The correlation analysis showed that the cooking loss was significantly（p＜0.05）positive correlated with T23and T24，and the shear stress was positively（p＜0.05）correlated with the ratio of T23and T24，and negatively （p＜0.05）correlated with the ratio of T23.The results suggested that the water distribution of Tan sheep had a significant change with the different treatments of salt addition.

salt addition；Tan sheep；water distribution；low-field nuclear magnetic resonance；magnetic resonance imaging

TS251

A

1002-0306（2016）02-0322-05

10.13386/j.issn1002-0306.2016.02.056

2015－08－17

吳亮亮（1989-），男，碩士研究生，研究方向：畜產(chǎn)品加工與貯藏，E-mail：15109511276@163.com。

*通訊作者：羅瑞明（1964-），男，博士，教授，研究方向：畜產(chǎn)品加工與貯藏，E-mail：ruimingluo.nx@163.com。

國(guó)家科技支撐計(jì)劃課題（2015BAD29B05）；寧夏回族自治區(qū)科技攻關(guān)計(jì)劃項(xiàng)目。