劉純友 付春婷 殷朝敏 許金蓉 黃承都 靳國(guó)鋒

(1. 廣西科技大學(xué)生物與化學(xué)工程學(xué)院食品科學(xué)與工程系，廣西 柳州 545006；2. 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品 科技學(xué)院，湖北 武漢 430070；3. 湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工與核農(nóng)技術(shù)研究所，湖北 武漢 430064)

水牛是生長(zhǎng)在熱帶、亞熱帶地區(qū)的重要特色經(jīng)濟(jì)畜種。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)[1]，全球水牛主要分布在印度、中國(guó)、巴基斯坦等42個(gè)國(guó)家和地區(qū)，中國(guó)位居世界第二，年產(chǎn)水牛肉62萬(wàn)t，占世界水牛肉總產(chǎn)量的17.26%，其中又以廣西水牛存欄量位居全國(guó)首位[2]。與普通黃牛肉相比，水牛肉中的總脂肪含量低，總蛋白質(zhì)、必需氨基酸含量高，膽固醇含量低，還含有豐富的磷、鉀和鎂等礦物元素[1,3]，可以顯著降低人體患心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)[4]，具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

質(zhì)地是評(píng)價(jià)肉類(lèi)食用品質(zhì)的關(guān)鍵指標(biāo)之一。長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)內(nèi)外研究者對(duì)肉類(lèi)質(zhì)地品質(zhì)評(píng)價(jià)都采用以人為主觀的感官評(píng)定，容易受評(píng)定人員主觀意識(shí)的影響，存在不準(zhǔn)確、重復(fù)性差等缺點(diǎn)[5]。多面剖析法(texture profile analysis，TPA)是將食品的質(zhì)構(gòu)特性與食品力學(xué)性質(zhì)及幾何特性相結(jié)合進(jìn)行定義，實(shí)現(xiàn)對(duì)食品質(zhì)地進(jìn)行評(píng)價(jià)彌補(bǔ)了人為主觀的感官評(píng)價(jià)的不足[6]。目前，多面剖析法被國(guó)內(nèi)外學(xué)者[7-11]廣泛應(yīng)用于肉類(lèi)質(zhì)構(gòu)特性的研究，肉類(lèi)質(zhì)構(gòu)特性主要包括硬度、內(nèi)聚性、彈性、咀嚼性和膠著性等，試驗(yàn)主要考察貯藏過(guò)程中水牛肉這5個(gè)指標(biāo)的變化規(guī)律。

冷藏和冷凍是肉類(lèi)貯藏保鮮的主要方法之一，且低溫肉制品是未來(lái)肉類(lèi)制品的重要發(fā)展方向。截至目前，關(guān)于黃牛肉[12]、牦牛肉[13]、驢肉[14]和水產(chǎn)品[15]質(zhì)構(gòu)特性的文獻(xiàn)報(bào)道相對(duì)較多，但有關(guān)冷藏或凍藏過(guò)程中水牛肉質(zhì)構(gòu)特性的變化中國(guó)未見(jiàn)相關(guān)報(bào)道。試驗(yàn)選取廣西水牛肉為原料，模擬冷鏈運(yùn)輸貯藏過(guò)程中4 ℃冷藏、-18 ℃凍藏和-60 ℃凍藏3個(gè)貯藏條件，采用多面剖析法研究低溫貯藏過(guò)程中水牛肉質(zhì)構(gòu)特性的變化規(guī)律，以期為水牛肉的貯藏保鮮提供理論依據(jù)與技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料

水牛肉(股二頭肌)：廣西柳州市桂中農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)。

1.2 主要儀器與設(shè)備

質(zhì)構(gòu)儀：CT-3型，美國(guó)Brookfield公司；

探頭：TA44型，美國(guó)Brookfield公司；

超低溫冰箱：DW-86L386型，青島海爾特種電氣有限公司；

冰箱：BCD-198型，博西華家電有限公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品處理 將從市場(chǎng)上購(gòu)得的水牛肉隨機(jī)分成3組，去除表面的脂肪、筋腱和結(jié)締組織后，垂直于肌纖維方向切成2 cm× 2 cm × 2 cm肉塊，置于低密度聚乙烯保鮮袋，分別于4，-18，-60 ℃下貯藏。4 ℃條件下分別于貯藏0，2，4，6，8，10，12 d時(shí)取樣檢測(cè)；-18，-60 ℃條件下分別于貯藏0，5，10，15，20，25，30 d時(shí)取樣檢測(cè)。

1.3.2 樣品測(cè)定 參照Maqsood等[16]方法，并做適當(dāng)修改：采用TPA模式測(cè)定，選用的探頭型號(hào)為T(mén)A44。具體條件：對(duì)樣品進(jìn)行兩次壓縮，探頭回升到樣品表面高度30 mm；測(cè)試前速率2 mm/s，測(cè)試速率1 mm/s，測(cè)試后速率1 mm/s，觸發(fā)力5 g，形變百分率40%，通過(guò)力量—時(shí)間曲線(xiàn)獲得TPA參數(shù)，每個(gè)樣品進(jìn)行5次平行試驗(yàn)，結(jié)果取其平均值。

1.3.3 數(shù)據(jù)處理 采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，水牛肉的硬度、彈性、咀嚼性、膠著性和內(nèi)聚性等品質(zhì)指標(biāo)獨(dú)立進(jìn)行5次平行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果以(平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差)表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 硬度的變化

由圖1可知，在低溫貯藏期間，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，水牛肉的硬度總體呈下降趨勢(shì)。且冷藏(4 ℃)條件下水牛肉硬度的下降速度明顯大于凍藏(-18，-60 ℃)的水牛肉，特別是冷藏前8 d，水牛肉硬度的下降率高達(dá)64.54%；-18，-60 ℃凍藏前10 d，水牛肉硬度的下降率分別為32.14%，38.49%，隨后下降趨勢(shì)趨于平緩。Huidobro等[17]研究了西班牙雜交品種牛肉在低溫(4 ℃)成熟過(guò)程中硬度的變化，發(fā)現(xiàn)第1天成熟后公牛牛肉硬度為2 375 g，經(jīng)6 d低溫成熟后硬度降為1 886 g，下降了20.59%。貯藏過(guò)程中，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，水牛肉硬度不斷下降，可能是由于其內(nèi)源性蛋白酶作用使肌原纖維蛋白發(fā)生水解，導(dǎo)致肌肉組織變軟，硬度下降；相對(duì)于凍藏而言，冷藏溫度較高，可以增強(qiáng)肉樣中內(nèi)源蛋白酶活性[18]，加快肌原纖維蛋白的降解速度，故4 ℃條件下水牛肉硬度下降較快。

圖1 低溫貯藏過(guò)程中水牛肉硬度的變化

2.2 內(nèi)聚性的變化

由圖2可知，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，不同貯藏條件下水牛肉的內(nèi)聚性總體呈不斷增加趨勢(shì)，且貯藏溫度越高，內(nèi)聚性增加越大。3種貯藏條件下，4 ℃冷藏水牛肉的內(nèi)聚性增加幅度最大，其次是-18 ℃的。這因?yàn)榧∪獾膬?nèi)聚性與ATP酶活性密切相關(guān)，但ATP酶活性與貯藏溫度有密切聯(lián)系，由于4 ℃冷藏較-60，-18 ℃凍藏可以提高肌肉中的肌球蛋白ATP酶活性，進(jìn)一步促進(jìn)ATP的分解和減少，隨著ATP的喪失促使肌球蛋白細(xì)絲和肌動(dòng)蛋白粗絲之間交聯(lián)形成肌動(dòng)球蛋白，從而引起肌肉連續(xù)性收縮，進(jìn)而使得肌肉肌原纖維產(chǎn)生較高的緊張度，使得肌肉內(nèi)聚性增加[19-20]，故4 ℃冷藏水牛肉的內(nèi)聚性最大，-60 ℃凍藏水牛肉的內(nèi)聚性最小。

圖2 低溫貯藏過(guò)程中水牛肉內(nèi)聚性的變化

2.3 彈性的變化

由圖3可知，水牛肉在低溫貯藏前4 d，水牛肉的彈性呈急劇下降趨勢(shì)，下降率達(dá)24.25%，隨后逐漸趨于平緩，-18，-60 ℃凍藏條件下水牛肉的彈性均大于4 ℃冷藏的。低溫貯藏過(guò)程中水牛肉彈性不斷下降，可能與低溫可以有效抑制內(nèi)源酶活性，肌肉中肌動(dòng)球蛋白發(fā)生變性少肌肉間結(jié)合力較大有關(guān)[21]；也可能是由貯藏過(guò)程中水牛肉滴水損失不斷增加和持水力不斷降低所致。張麗等[13]研究了牦牛肉在溫度4 ℃成熟過(guò)程中質(zhì)構(gòu)特性變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著成熟時(shí)間的延長(zhǎng)，牦牛肉的彈性逐漸降低，7 d后牦牛肉的彈性較屠宰時(shí)減少14.09%。敖冉等[14]研究了驢肉在4 ℃低溫成熟過(guò)程中彈性的變化，發(fā)現(xiàn)成熟7 d后驢肉的彈性由原來(lái)的6.6 mm下降為5.8 mm，下降了12.12%。陳濤等[22]研究了不同貯藏條件下東海馬鮫魚(yú)魚(yú)肉彈性的變化，發(fā)現(xiàn)低溫可以有效降低肌肉中內(nèi)源蛋白酶的活性，減少肌肉間的結(jié)合力。由此可見(jiàn)，不同肉類(lèi)(水牛肉、牦牛肉和驢肉)在低溫貯藏或成熟過(guò)程中彈性下降率存在一定差異，可能與動(dòng)物種類(lèi)、品種、肌肉肌纖維大小以及肌肉內(nèi)源酶活性有著密切聯(lián)系。

2.4 咀嚼性的變化

由圖4可知，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，不同貯藏溫度下水牛肉咀嚼性不斷降低，且冷藏(4 ℃)條件下水牛肉的咀嚼性幾乎呈直線(xiàn)下降趨勢(shì)，下降幅度顯著大于凍藏(-18,-60 ℃)條件下的。凍藏期間，前5 d水牛肉的咀嚼性下降幅度較大，-18，-60 ℃凍藏的水牛肉分別下降了28.01%，44.73%，隨后下降趨勢(shì)減緩；整個(gè)貯藏期間，-60 ℃凍藏的水牛肉咀嚼性始終大于-18 ℃凍藏的。低溫貯藏過(guò)程中水牛肉的咀嚼性不斷降低，可能是由于在某些特殊腐敗微生物、蛋白酶Ⅰ、蛋白酶Ⅱ、組織蛋白酶B、D、H和L等肌肉內(nèi)肽酶的共同作用下，肌肉蛋白質(zhì)發(fā)生降解，肌肉組織變軟，水牛肉口感不斷降低所致[23]。許婷婷等[24]研究了不同貯藏條件下鮐魚(yú)魚(yú)肉咀嚼性的變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，-55 ℃凍藏的鮐魚(yú)咀嚼性高于-20 ℃凍藏的，且凍藏的鮐魚(yú)樣品始終高于5 ℃冷藏的。盡管水牛肉與魚(yú)肉的肌肉來(lái)源不同，但兩者在不同貯藏條件下其咀嚼性呈現(xiàn)類(lèi)似變化趨勢(shì)，證明降低貯藏溫度，可以有效提高肉類(lèi)的咀嚼性，即肉的嚼勁。而且進(jìn)一步證實(shí)了降低貯藏溫度可以增加水牛肉的硬度(圖1)。

圖3 低溫貯藏過(guò)程中水牛肉彈性的變化

圖4 低溫貯藏過(guò)程中水牛肉咀嚼性的變化

2.5 膠著性的變化

由圖5可知，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，水牛肉的膠著性不斷降低。4 ℃冷藏期間，前4 d水牛肉的膠著性呈直線(xiàn)下降，下降率高達(dá)37.43%；凍藏期間，前5 d水牛肉的膠著性下降幅度較大，-18，-60 ℃凍藏的水牛肉分別下降了22.88%，32.24%，隨后水牛肉膠著性下降趨勢(shì)趨于平緩，且兩者變化趨勢(shì)基本一致，而且-60 ℃凍藏的水牛肉膠著性始終大于-18 ℃凍藏的。Maqsood等[25]研究了4 ℃冷藏過(guò)程中駝肉的膠著性的變化，發(fā)現(xiàn)隨著冷藏時(shí)間的延長(zhǎng)，駝肉的膠著性不斷下降，貯藏9 d后駝肉的膠著性下降率高達(dá)65.36%。水牛肉的膠著性隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)不斷降低，可能是低溫貯藏期間，水牛肉肌原纖維發(fā)生了氧化降解，暴露出更多的疏水性基團(tuán)所導(dǎo)致。而且，4 ℃冷藏過(guò)程中，水牛肉膠著性的下降幅度低于駝肉，可能與動(dòng)物肌原纖維種類(lèi)、粗細(xì)程度和肌肉中組織蛋白酶種類(lèi)及其含量密切相關(guān)。

圖5 低溫貯藏過(guò)程中水牛肉膠著性的變化

2.6 質(zhì)構(gòu)指標(biāo)的相關(guān)性分析

2.6.1 4 ℃冷藏過(guò)程中質(zhì)構(gòu)指標(biāo)的相關(guān)性分析 如表1所示，硬度與彈性、膠著性、咀嚼性顯著正相關(guān)(P<0.05)，是由于冷藏過(guò)程中水牛肉的硬度變化與彈性、膠著性和咀嚼性三者變化總體均呈下降趨勢(shì)。內(nèi)聚性與硬度、彈性、膠著性、咀嚼性沒(méi)有顯著的相關(guān)性(P>0.05)；彈性與硬度、膠著性、咀嚼性顯著正相關(guān)，膠著性與硬度、彈性、咀嚼性也有顯著的相關(guān)性(P<0.05)，是由于冷藏過(guò)程中水牛肉彈性、膠著性?xún)烧咦兓c硬度、咀嚼性的變化總體呈降低趨勢(shì)；咀嚼性與硬度、彈性、膠著性三者顯著正相關(guān)(P<0.05)，是由于咀嚼性是硬度、彈性和膠著性等共同作用所致。

表14℃冷藏過(guò)程中水牛肉質(zhì)構(gòu)特性的相關(guān)性分析?

Table1Correlationanalysisamongtextureindexesofbuffalomeatduringrefrigeratedstorage(4℃)

指標(biāo)硬度內(nèi)聚性彈性膠著性咀嚼性硬度 1.000內(nèi)聚性0.0581.000彈性 0.478?0.2501.000膠著性0.595?0.1410.747?1.000咀嚼性0.657?0.1770.547?0.650?1.000

? *表示P<0.05水平(雙側(cè))時(shí)相關(guān)性顯著。

2.6.2 -18 ℃凍藏過(guò)程中質(zhì)構(gòu)指標(biāo)的相關(guān)性分析 由表2可知，-18 ℃凍藏過(guò)程中，水牛肉的硬度與咀嚼性、彈性、膠著性呈顯著的正相關(guān)(P<0.05)；內(nèi)聚性與各指標(biāo)沒(méi)有顯著的相關(guān)性(P>0.05)；彈性與硬度、咀嚼性呈顯著的正相關(guān)，膠著性與硬度、咀嚼性亦呈顯著的正相關(guān)(P<0.05)；咀嚼性與硬度、膠著性、彈性呈顯著的正相關(guān)(P<0.05)。

2.6.3 -60 ℃凍藏過(guò)程中質(zhì)構(gòu)指標(biāo)的相關(guān)性分析 由表3可知，-60 ℃凍藏過(guò)程中，水牛肉的硬度與咀嚼性、膠著性、彈性呈顯著的正相關(guān)(P<0.05)；內(nèi)聚性與各指標(biāo)沒(méi)有顯著的相關(guān)性(P>0.05)；彈性與咀嚼性、膠著性、硬度呈顯著的正相關(guān)(P<0.05)；膠著性與咀嚼性、硬度、彈性呈顯著的正相關(guān)(P<0.05)；咀嚼性與膠著性、硬度、彈性呈顯著的正相關(guān)(P<0.05)。

表2-18℃凍藏過(guò)程中水牛肉質(zhì)構(gòu)特性的相關(guān)性分析?

Table2Correlationanalysisamongtextureindexesofbuffalomeatduringfrozenstorage(-18℃)

指標(biāo)硬度內(nèi)聚性彈性膠著性咀嚼性硬度 1.000內(nèi)聚性-0.0561.000彈性 0.726?0.2241.000膠著性0.664?0.2170.4621.000咀嚼性0.833?-0.1680.619?0.636?1.000

? *表示P<0.05水平(雙側(cè))時(shí)相關(guān)性顯著。

表3-60℃凍藏過(guò)程中水牛肉質(zhì)構(gòu)特性的相關(guān)性分析?

Table3Correlationanalysisamongtextureindexesofbuffalomeatduringfrozenstorage(-60℃)

指標(biāo)硬度內(nèi)聚性彈性膠著性咀嚼性硬度 1.000內(nèi)聚性-0.2851.000彈性 0.691?-0.0841.000膠著性0.834?-0.2860.809?1.000咀嚼性0.870?-0.3320.825?0.920?1.000

? *表示P<0.05水平(雙側(cè))時(shí)相關(guān)性顯著。

由此可見(jiàn)，冷藏和凍藏過(guò)程中，水牛肉的硬度與彈性、膠著性、咀嚼性呈顯著正相關(guān)，但凍藏水牛肉的硬度與彈性、膠著性、咀嚼性的正相關(guān)系數(shù)(0.664～0.920)高于冷藏的水牛肉(0.478～0.657)，且-60 ℃凍藏水牛肉的硬度與彈性、膠著性、咀嚼性的正相關(guān)系數(shù)(0.691～0.920)高于-18 ℃凍藏的水牛肉(0.664～0.833)；但冷藏和凍藏過(guò)程中，水牛肉的內(nèi)聚性與其他指標(biāo)沒(méi)有顯著的相關(guān)性。

3 結(jié)論

采用質(zhì)地多面剖析法對(duì)3種不同低溫貯藏過(guò)程中水牛肉的質(zhì)構(gòu)特性進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果顯示隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，水牛肉的硬度、彈性、咀嚼性和膠著性呈不斷降低的趨勢(shì)，而水牛肉的內(nèi)聚性呈不斷增加的趨勢(shì)；冷藏、凍藏過(guò)程中，水牛肉的硬度與彈性、膠著性、咀嚼性顯著正相關(guān)(P<0.05)，但水牛肉的內(nèi)聚性與各指標(biāo)沒(méi)有顯著的相關(guān)性(P>0.05)。3種低溫貯藏條件下，-60 ℃凍藏水牛肉質(zhì)構(gòu)特性變化相對(duì)緩慢，其保鮮效果優(yōu)于4 ℃冷藏和-18 ℃凍藏。試驗(yàn)僅探究了4 ℃冷藏和-18，-60 ℃凍藏過(guò)程中水牛肉質(zhì)構(gòu)特性的變化，而未探討貯藏過(guò)程中水牛肉的色澤、風(fēng)味和微生物的變化情況，后續(xù)可研究貯藏過(guò)程中水牛肉的食用品質(zhì)變化規(guī)律。