王 亮 ，張寶善，李林強(qiáng),劉永鋒

(1.陜西師范大學(xué)食品工程與營(yíng)養(yǎng)科學(xué)學(xué)院，陜西 西安 710119)

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豬牛羊肌肉組織質(zhì)構(gòu)特性差異比較及肌纖維分析

王 亮 ，張寶善，李林強(qiáng),劉永鋒

(1.陜西師范大學(xué)食品工程與營(yíng)養(yǎng)科學(xué)學(xué)院，陜西 西安 710119)

本文探討豬、牛、羊肉質(zhì)構(gòu)特性和肌纖維差異。采用剪切力儀和質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定豬、牛、羊肉剪切力和各項(xiàng)質(zhì)構(gòu)參數(shù)，環(huán)境掃描電鏡和原子力顯微鏡表征三者肌纖維和肌原纖維形貌特征。結(jié)果表明：牛、羊肉剪切力均顯著高于豬肉(P<0.05)，牛肉高于羊肉，但二者無顯著差異(P>0.05)；牛、羊肉位移應(yīng)力顯著高于豬肉(P<0.01)，牛肉則顯著高于羊肉(P<0.05)；牛肉硬度顯著高于豬肉和羊肉(P<0.01)，羊肉則顯著高于豬肉(P<0.01)；羊肉黏著性顯著高于豬肉和牛肉(P<0.01)，豬肉則顯著高于牛肉(P<0.01)；豬、牛、羊肉彈性無顯著差異(P>0.05)；牛肉咀嚼感和咀嚼性均顯著高于豬肉和羊肉(P<0.01)，豬肉和羊肉則均無顯著性差異(P>0.05)；牛肉和羊肉恢復(fù)性顯著高于豬肉(P<0.05)，牛肉和羊肉則無顯著性差異(P>0.05)；豬肌纖維排列結(jié)構(gòu)松散，牛和羊肌纖維排列方向一致，結(jié)構(gòu)緊密；肌纖維直徑和肌原纖維碎片牛>羊>豬。肌纖維排列結(jié)構(gòu)和直徑大小是影響肉質(zhì)構(gòu)特性的主要直接因素。

豬肉；牛肉；羊肉；質(zhì)構(gòu)特性；肌纖維

食品質(zhì)構(gòu)是指用力學(xué)的、觸覺的，甚至包括視覺的、聽覺的方法感知的食品流變學(xué)特性的綜合感覺，是食品感觸品質(zhì)的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)[1]。肉的質(zhì)構(gòu)特性是反映肌肉組織力學(xué)特性的一組物理指標(biāo)，主要與其嚼碎過程中力學(xué)特性的變化有關(guān)[2]，主要包括硬度、粘聚性、彈性、咀嚼性和回復(fù)性等。通過感官評(píng)價(jià)對(duì)食物的質(zhì)構(gòu)特性做出評(píng)價(jià)，方法直觀簡(jiǎn)單，但易受人的主觀感覺和外界條件影響，缺乏客觀性，重復(fù)性差[3,4]。質(zhì)構(gòu)儀把食品樣品的感官特性與其力學(xué)和幾何特性結(jié)合起來，可以快速、客觀地對(duì)食品的質(zhì)構(gòu)特性進(jìn)行定量測(cè)定，能客觀反映食品的質(zhì)構(gòu)品質(zhì)，已在米面制品[5,6]、乳制品[7,8]、果蔬[9,10]等食品的質(zhì)構(gòu)品質(zhì)評(píng)價(jià)中得到了廣泛的應(yīng)用，特別是在肉及肉制品方面[11-15]。

目前國內(nèi)外對(duì)肉及肉制品質(zhì)構(gòu)的研究主要集中在魚肉[16-20]、香腸、火腿[21-24]、兔肉[25]、牛肉[26-28]、鴨肉[29]、豬肉[30,31]等畜禽、水產(chǎn)肉類，主要研究不同加工手段、不同調(diào)味料和食品添加劑對(duì)肌肉組織質(zhì)構(gòu)性狀的影響，而對(duì)羊肉質(zhì)構(gòu)特性的研究尚未見報(bào)道，也鮮有對(duì)豬、牛、羊肉質(zhì)構(gòu)特性差異較為系統(tǒng)比較及其差異機(jī)理的分析。本文以豬、牛、羊肉為研究對(duì)象，采用國際上通用的全質(zhì)構(gòu)分析法，比較三者質(zhì)構(gòu)品質(zhì)的差異，并從其肌肉組織基本的組成單位肌纖維及其骨架結(jié)構(gòu)差異探討三者質(zhì)構(gòu)性狀差異機(jī)理,以揭示影響肌肉組織質(zhì)構(gòu)特性的主要因素，為畜肉的精深加工提供基礎(chǔ)理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

新鮮豬、牛、羊半腱肌購自西安三寶雙喜國際清真食品商貿(mào)港。

1.2 方法

1.2.1 剪切力測(cè)定 將豬、牛、羊肉可視脂肪和結(jié)締組織剔除，修整為5×5×5 cm肉塊，真空包裝，于85℃水浴加熱30 min，冷卻至室溫用直徑1.27 cm的中空取樣器沿肌纖維方向鉆取肉柱，然后用剪切力儀(Warner-Bratzler，英國)垂直肌纖維方向測(cè)定每個(gè)肉柱的剪切力值。每個(gè)處理重復(fù)5次。

1.2.2 全質(zhì)構(gòu)分析 肉樣在冷藏0～2℃條件下修整為5×5×5 cm肉塊，每種肉各5塊, 采用質(zhì)構(gòu)儀(TA.XT.Plus，英國stable micro system，型號(hào))，選擇P/36R探頭，對(duì)肉樣進(jìn)行國際上通行的全質(zhì)構(gòu)分析(TPA-Texture Profile Analysis)。探頭位移設(shè)置為10 mm，觸發(fā)力為5 g，應(yīng)變?yōu)?0%。

1.2.3 肌纖維形貌表征 肉樣在冷藏0～2℃條件下修整約為0.1×0.1×0.1 cm肉塊，-40℃凍結(jié)，真空冷凍干燥(LGJ-18C, 北京四環(huán)科學(xué)儀器廠)24 h，噴金，采用低真空模式進(jìn)行環(huán)境掃描電鏡(Quanta 200，日本FEI公司)分析。

1.2.4 豬、牛、羊肉肌原纖維碎片提取和原子力顯微鏡形貌分析 去除豬、牛、羊肉可視脂肪和結(jié)締組織，各稱取約5 g，置入勻漿器，加入10 mL分離介質(zhì)(100 mmol/L KCl、20 mmol/L K3PO4、0.1 mmol/L EDTA、1 mmol/L CaCl2，用HCl調(diào)整溶液pH值為7.0)，低溫均漿后于低溫離心機(jī)4℃、3 000 g離心15 min，傾出上層清液。再重復(fù)上述離心步驟一次，傾出上層清液，離心管加入2.5 mL分離介質(zhì)，漩渦混合器混勻，200目篩網(wǎng)濾去結(jié)締組織，調(diào)整懸液體積為50 mL，混勻，吸取1L肌原纖維懸液滴于云母片上，自然風(fēng)干，進(jìn)行原子力顯微鏡(WET-SPM-9500J3，島津，日本)分析。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

運(yùn)用SPSS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與處理，結(jié)果以平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±SD)表示，采用LSD法檢驗(yàn)組間顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 豬、牛、羊肉剪切力

圖1結(jié)果表明牛、羊肉剪切力均顯著高于豬肉(P<0.05)，牛肉高于羊肉，但二者無顯著差異(P>0.05)。剪切力是反映肌肉組織嫩度的指標(biāo)之一，其值越高嫩度越差，所以結(jié)果提示這三種肉的嫩度大小依次為豬>羊>牛，而肉的嫩度與其他質(zhì)構(gòu)指標(biāo)位移應(yīng)力、硬度、咀嚼性、咀嚼感、恢復(fù)性等相關(guān)，而肉的黏著性、黏聚性、彈性均影響肉的質(zhì)構(gòu)性狀，因此，要綜合評(píng)價(jià)肉的物理性狀還有待于進(jìn)行全質(zhì)構(gòu)分析。

圖1 豬、牛、羊肉剪切力比較

注：圖中不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。

2.2 豬、牛、羊肉全質(zhì)構(gòu)分析

表1結(jié)果表明牛、羊肉位移應(yīng)力顯著高于豬肉(P<0.01)，牛肉則顯著高于羊肉(P<0.05)；牛肉硬度顯著高于豬肉和羊肉(P<0.01)，羊肉則顯著高于豬肉(P<0.01)；羊肉黏著性顯著高于豬肉和牛肉(P<0.01)，豬肉則顯著高于牛肉(P<0.01)；豬、牛、羊肉彈性和黏聚性無顯著差異(P>0.05)；牛肉咀嚼感和咀嚼性均顯著高于豬肉和羊肉(P<0.01)，豬肉和羊肉則均無顯著性差異(P>0.05)；牛肉和羊肉恢復(fù)性顯著高于豬肉(P<0.05)，牛羊和羊肉則無顯著性差異(P>0.05)。位移應(yīng)力、硬度、咀嚼感、咀嚼性、恢復(fù)性測(cè)定結(jié)果和上文剪切力測(cè)定結(jié)果趨勢(shì)基本一致。肌纖維是構(gòu)成肌肉組織的基本單位，應(yīng)該可能是影響其質(zhì)構(gòu)特性的直接因素。

注：表中不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05); 不同大寫字母表示差異極顯著(P<0.01)。

2.3 豬、牛、羊肉肌纖維形貌特征分析

由1可見豬肌纖維排列結(jié)構(gòu)松散，為交錯(cuò)網(wǎng)狀，牛和羊肌纖維排列方向一致，結(jié)構(gòu)緊密，結(jié)果提示豬肌纖維間分子相互作用力弱，而牛、羊肌纖維則相反；肌纖維直徑牛>羊>豬。豬、牛、羊肉肌纖維排列結(jié)構(gòu)和直徑測(cè)定結(jié)果和上文剪切力、位移應(yīng)力、硬度、咀嚼感、咀嚼性、恢復(fù)性測(cè)定結(jié)果明顯呈正相關(guān)，表明肌纖維排列結(jié)構(gòu)和直徑大小是影響肉的嫩度和其他質(zhì)構(gòu)特性的主要因素。

圖2 豬、牛、羊肉肌纖維形貌環(huán)境電鏡掃描

注：圖A、B、C依次為豬、牛、羊肌纖維。

2.4 豬、牛、羊肉肌原纖維碎片原子力顯微鏡分析

由圖3可見牛肌肉組織的肌纖維碎片大小牛>羊>豬，肌原纖維是肌纖維的基本組成單位，這和上文環(huán)境掃描電鏡肌纖維分析結(jié)果相近；豬肌肉組織肌纖維碎片數(shù)明顯豬>羊>牛，肌原碎片指數(shù)是衡量肉嫩度的指標(biāo)之一，指數(shù)越大嫩度越大，這和上文剪切力、位移應(yīng)力、硬度、咀嚼感、咀嚼性、恢復(fù)性測(cè)定結(jié)果趨勢(shì)基本一致。結(jié)果進(jìn)一步表明肌纖維差異是引起豬、牛、羊肉質(zhì)構(gòu)差異性的直接因素。

圖3 豬、牛、羊肉肌原纖維碎片指數(shù)和大小比較

注：圖中A、B、C依次代表豬牛羊肌原纖維碎片。

3 討論

肉的嫩度是肉類感官品質(zhì)的首要指標(biāo)，也稱作肉的硬度，反映舌對(duì)肉柔軟性的感覺，對(duì)牙齒咬斷肌肉組織和嚼碎程度的抵抗性，常用剪切力值大小來表示[32]。本文研究結(jié)果表明牛、羊肉剪切力均顯著高于豬肉(P<0.05)，牛肉高于羊肉，即豬、牛、羊肉嫩度依次為豬>羊>牛。肌纖維排列結(jié)構(gòu)、直徑大小、肌原纖維指數(shù)均與肌肉組織嫩度相關(guān)[33,34]，本文對(duì)豬牛、羊、肉以上3個(gè)指標(biāo)測(cè)定結(jié)果與其剪切力、位移應(yīng)力、硬度、咀嚼感、咀嚼性、恢復(fù)性測(cè)定結(jié)果趨勢(shì)基本一致，表明肌纖維排列結(jié)構(gòu)、肌纖維直徑和肌原纖維大小是影響肌肉組織質(zhì)構(gòu)特性的直接因素。

本文研究結(jié)果表明黏著性羊肉>豬肉>牛肉(P<0.01)，而三者黏聚性則無顯著差異(P>0.05)，這并完全不符合黏著性和內(nèi)聚力反向關(guān)系的理論[35]，同時(shí)本文豬、牛、羊肉彈性無顯著差異(P>0.05)的結(jié)果也與其他質(zhì)構(gòu)指標(biāo)測(cè)定結(jié)果趨勢(shì)并不一致，這可能與肌肉組織水分含量、蛋白含量和組成等有關(guān)，需進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

肌肉組織肌纖維排列結(jié)構(gòu)和直徑大小是影響肉的嫩度和其他質(zhì)構(gòu)特性的直接因素，至于其化學(xué)組成差異仍需進(jìn)一步研究。

[1] 賀麗霞,王敏,黃忠民.質(zhì)構(gòu)儀在我國食品品質(zhì)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用綜述[J].食品工業(yè)科技,2011,32(9):446-449.

[2] 趙改名,郝紅濤,柳艷霞,等.肉糜類制品質(zhì)地的感官評(píng)定方法[J].中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2015,15(2):100-105.

[3] 楊歡歡.低溫肉制品質(zhì)構(gòu)評(píng)定方法的建立[D].河南農(nóng)業(yè)大學(xué),2012,4-8.

[4] 張秋會(huì),趙改名,李苗云,等.肉制品的食用品質(zhì)及其評(píng)價(jià)[J].肉類研究,2011,25(5):58-61.

[5] Tian Y-X, Zhao J-W, Xie Z-Y, et al. Effect of different pressure-soaking treatments on color, texture, morphology and retrogradation properties of cooked rice [J]. LWT-Food Science and Technology, 2014, 55(1): 368-373.

[6] Mirhosseini H, Rashid N F A, Amid B T, et al. Effect of partial replacement of corn flour with durian seed flour and pumpkin flour on cooking yield, texture properties, and sensory attributes of gluten free pasta [J]. LWT-Food Science and Technology, 2015, 63(1): 184-190.

[7] Ren D-X, Chen B, Chen Y-L, et al. The effects of κ-casein polymorphism on the texture and functional properties of mozzarella cheese [J]. International Dairy Journal, 2013, 31(2): 65～69.[8] Diamantino V R, Beraldo F A, Sunakozawa T N, et al. Effect of octenyl succinylated waxy starch as a fat mimetic on texture, microstructure and physicochemical properties of Minas fresh cheese [J]. LWT - Food Science and Technology, 2014, 56(2): 356-362.

[9] Singh V, Guizani N, Al-Alawi A, et al. Instrumental texture profile analysis (TPA) of date fruits as a function of its physico-chemical properties [J]. Industrial Crops and Products, 2013, 50: 866-873.

[10] García-Segovia P, Andrés-Bello A, Martínez-Monzó J. Textural properties of potatoes (Solanum tuberosum L., cv. Monalisa) as affected by different cooking processes [J]. Journal of Food Engineering, 2008, 88(1): 28-35.

[11] 林芳棟,蔣珍菊,廖珊,等.質(zhì)構(gòu)儀檢測(cè)參數(shù)與食用肌肉嫩度相關(guān)性研究[J].食品科技,2009,34(12):176-179.

[12] 夏亞男,侯麗娟,王頡.牛肉的質(zhì)構(gòu)特性研究進(jìn)展[J].食品研究與開發(fā),2015,36(7):144-148.

[13] 郝紅濤,趙改名,柳艷霞,等.肉類制品的質(zhì)構(gòu)特性及其研究進(jìn)展[J]. 食品與機(jī)械,2009,25(3):125-128.

[14] 田曉靜,王俊.質(zhì)構(gòu)分析在肉制品檢測(cè)中的應(yīng)用[J].食品安全質(zhì)量檢測(cè)學(xué)報(bào),2014,5(6):1654-1660.

[15] Lorenzo J M，Pateiro M，F(xiàn)ranco D. Influence of muscle type on physicochemical and sensory properties of foal meat [J]. Meat Science, 2013, 94(1): 77-83.

[16] 張立敏.電子束輻照技術(shù)對(duì)魚類過敏原活性及質(zhì)構(gòu)的影響[D].中國海洋大學(xué),2013:32-34.

[17] 林婉玲,楊賢慶,李來好,等.脆肉鯇質(zhì)構(gòu)與感官評(píng)價(jià)的相關(guān)性研究[J].現(xiàn)代食品科技,2013,29(1):1-8.

[18] 朱志偉,李汴生,阮征,等.脆化脆肉鯇與普通鯇魚魚肉理化特性比較研究[J].現(xiàn)代食品科技,2007,24(2):109-112,119.

[19] 徐坤華,趙巧靈,廖明濤,等.金槍魚質(zhì)構(gòu)特性與感官評(píng)價(jià)相關(guān)性研究[J].中國食品學(xué)報(bào),2014,14(12):190-197.

[20] 王欣欣.羅非魚片水分凍結(jié)率與質(zhì)構(gòu)關(guān)聯(lián)性的研究[D].海南大學(xué),2013,20-25.

[21] Savadkoohi S, Hoogenkamp H, Shamsi K, et al. Color, sensory and textural attributes of beef frankfurter, beef ham and meat-free sausage containing tomato pomace [J]. Meat Science, 2014, 97(4): 410-418.

[23] Yang H-S, Choi S G, Jeon J T, et al. Textural and sensory properties of low fat pork sausages with added hydrated oatmeal and tofu as texture-modifying agents [J]. Meat Science, 2007, 75(2): 283-289.

[24] 郭榮榮.甜蕎蛋白質(zhì)組分功能特性評(píng)價(jià)及對(duì)火腿腸質(zhì)構(gòu)特性的影響研究[D].華中農(nóng)業(yè)大學(xué),2007,53-60.

[25] Gil M, Ramírez J A, Pla M, et al. Effect of selection for growth rate on the ageing of myofibrils, meat texture properties and the muscle proteolytic potential of m. longissimus in rabbits [J]. Meat Science, 2006, 72(1): 121-129.

[28] Cruzen S M, Kim Y H, Lonergan S M, et al. Effect of early postmortem enhancement of calcium lactate/phosphate on quality attributes of beef round muscles under different packaging systems [J]. Meat Science, 2015, 101(3): 63-72.

[29] 徐慧.醬鴨加工過程中肌肉質(zhì)構(gòu)、顯微結(jié)構(gòu)以及肌肉蛋白降解的變化[D].南昌大學(xué),2014,22-29.

[30] 張廷煥,陳磊,潘紅梅,等.低溫嫩化過程中豬肉質(zhì)構(gòu)和感官性狀的變化[J]. 食品工業(yè)科技,2014,35(19):89-92.

[31] Tejerina D, García-Torres S, Cava R. Water-holding capacity and instrumental texture properties of m. Longissimus dorsi and m. Serratus ventralis from Iberian pigs as affected by the production system [J]. Livestock Science, 2012, 148(1-2): 46-51.

[32] 劉太宇.高檔牛肉加工技術(shù)[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2005,35-50.

[33] 李林強(qiáng),昝林森,張寶珣.超聲輔助氯化鈣浸泡處理對(duì)牛肉嫩度的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2009,25(6):290-295.

[34] 李林強(qiáng),昝林森.牛肉肌纖維間距與嫩化效果關(guān)系的研究[J].食品工業(yè)科技,2008,29(12):101-103,197.

[35] Hoseney R C, Smewing J. Instrumental measurement of stickiness of doughs and other foods [J]. Journal of Texture Studies, 1999, 30 (2): 123-136.

Comparisons of Texture Properties of Tissue and Analysis of the Muscle Fibers on Pork, Beef and Mutton

Wang Liang, Zhang Bao-shan, LIN Lin-qiang, LIU Yong-feng

(1.CollegeofFoodEngineeringandNutritionalScience,ShaanxiNormalUniversity,Xi'an,Shaanxi, 710119,China)

The aim of this paper was to study the texture properties and muscle fiber of tissue among pig, cattle and goat. The shear force, texture parameters of pork, beef and mutton were determined by using shear force apparatus and texture analyzer, and the muscle fiber and myofibrillar were described by using environmental morphology and atomic force microscope, respectively. The results showed that the shear forces of beef and mutton were significantly higher than that of pork (P<0.05) , but no significantly difference between them (P>0.05). The displacement stress of beef and mutton were significantly higher than that of pork (P<0.05), and the displacement stress of beef was significantly higher than that of mutton (P<0.05). The hardness of beef was significantly higher than that of pork and mutton (P<0.05), and the hardness of mutton was significantly higher than that of pork (P<0.01). The adhesiveness of mutton was significantly higher than that of pork and beef (P<0.01), and it was significant difference between pork and beef (P<0.01). The springiness of pork, beef, and mutton were not significant (P>0.05), but the gumminess and chewiness of beef was significantly higher than those of pork and mutton (P<0.01), but it was no significant difference between pork and mutton (P>0.05). The resilience of beef and mutton were was significantly higher than that of pork (P<0.05), but it was no difference between beef and mutton (P>0.05). Pig muscle fibers arranged in loose structure, as well as the cattle and goat were on the contrary, and their fibers arranged in the same direction. The muscle fiber diameter and size of myofibrillar fragmentation of them were in the turn: beef>mutton>pork. Importantly, the arrangement structure and diameter of muscle fiber are the two main factors to affect the texture properties of meat.

pork; beef; mutton; texture properties; muscle fiber

2016-00-00

2016-00-00

陜西省科學(xué)技術(shù)發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(2014K13-20)；中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金(GK201601007)；陜西省青年科技新星項(xiàng)目(2014KJXX-51)。

王亮 (1971-)，男，陜西隴縣人，大學(xué)，學(xué)士。主要從事食品科學(xué)與工程技術(shù)研究。E-mail: a454425880@qq.com。

李林強(qiáng)(1971-)，男，陜西扶風(fēng)人，副教授，博士。主要從事畜產(chǎn)品及功能食品研究。E-mail: lilinq@snnu.edu.cn。

S852.76

A

1001-9111(2016)03-0034-05