李升升 孫 璐

(1青海大學(xué)畜牧獸醫(yī)科學(xué)院,青海 西寧 810016;2國(guó)家牦牛肉加工技術(shù)研發(fā)專(zhuān)業(yè)中心,青海 西寧 810016)

平滑肌是存在于動(dòng)物胃、腸等內(nèi)臟中的肌肉,又稱(chēng)為“內(nèi)臟肌”[1]。長(zhǎng)期以來(lái),富含平滑肌的內(nèi)臟主要作為副產(chǎn)物處理,被用來(lái)制作“麻辣牛肚”、“紅燒牛肚”、“牛雜湯”等,而用于工業(yè)化和規(guī)?；a(chǎn)的較少,因此,對(duì)其進(jìn)行深度加工和開(kāi)發(fā)的潛力巨大。

目前,對(duì)于平滑肌食用品質(zhì)的研究較少,主要集中于平滑肌中牛肚的腌制、漲發(fā)和冷藏品質(zhì)變化。高菲菲[2]報(bào)道了牛肚蛋白質(zhì)在0.6 mol·L-1NaCl 濃度下腌制有較好的溶解性、起泡性和乳化性;羅天林[3]研究表明牛瘤胃經(jīng)4℃冷藏3 d后食用品質(zhì)得到改善,而皺胃卻不適宜4℃冷藏。這些研究為平滑肌的加工提供了一定的研究基礎(chǔ),然而對(duì)平滑肌的熟制方式研究較少,限制了平滑肌熟制品的開(kāi)發(fā)。肉制品的熟制方式主要是鹵、煮、蒸、烤、炒、涮等[4],Modzelewska-Kapitula等[5]研究指出牛肉的蒸煮損失隨熟制溫度的升高而顯著增加;郎玉苗等[6]指出當(dāng)煎制牛排的熟制溫度為80℃、切片厚度為10 mm 以及肌纖維走向?yàn)榇怪奔±w維時(shí),牛排具有較好的品質(zhì);靳燁等[7]報(bào)道高壓處理可顯著改善牛肉的嫩度;李升升[8]研究表明牦牛肉在80℃熟制時(shí)其肉質(zhì)感官品質(zhì)較好;孫圳等[9]研究得出定量鹵制產(chǎn)品工藝的產(chǎn)品的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)含量較高;李升升等[10]指出適宜的加熱溫度可保持牦牛瘤胃平滑肌的加工品質(zhì)和組織結(jié)構(gòu)。大量的研究表明不同熟制方式下肉品的品質(zhì)不同,然而關(guān)于熟制方式對(duì)平滑肌剪切力、質(zhì)構(gòu)、蒸煮損失及其微觀(guān)結(jié)構(gòu)的影響尚鮮見(jiàn)報(bào)道。

為此,在前期研究溫度、時(shí)間、介質(zhì)和不同壓力對(duì)牦牛平滑肌食用品質(zhì)影響的基礎(chǔ)上,選擇水浴熟制方式1(80℃、60 min)、水浴熟制方式2(100℃、60 min)、蒸汽熟制(100℃、60 min)、高壓熟制(0.20 MPa、10 min)4種熟制方式,研究不同熟制方式對(duì)牦牛平滑肌蒸煮損失、熱收縮率、剪切力、質(zhì)構(gòu)、膠原蛋白含量和微觀(guān)結(jié)構(gòu)的影響,旨在為平滑肌的加工提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

牦牛瘤胃,選取12頭36～48月齡的青海天峻縣的放牧牦牛,在青海裕泰食品有限公司按照清真的方式屠宰,宰后取牦牛瘤胃,除去瘤胃內(nèi)容物,清水沖洗后,于3±1℃保溫箱中運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室,待用。

硫酸、氯胺T、對(duì)二甲氨基苯甲醛、無(wú)水乙醇、二甲苯、蘇木精染液、伊紅等試劑均為分析純,購(gòu)于天津市富宇精細(xì)化工有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

JM-B3003 電子稱(chēng),諸暨市超澤衡器設(shè)備有限公司;BG-0.020～150 mm 卡尺,上海申韓量具有限公司;CT-3 質(zhì)構(gòu)儀,美國(guó)布魯克菲爾德工程公司;722N紫外可見(jiàn)分光光度計(jì),上海精密儀器儀表有限公司;IX71 顯微鏡,日本奧林巴斯株式會(huì)社;HH-6 電熱恒溫水浴鍋,上海比朗儀器有限公司;YXQ-LS-SII 全自動(dòng)立式電熱壓力蒸汽鍋,上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠(chǎng)。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 樣品處理 撕去瘤胃表面的絨毛、粘膜層、粘膜下層、漿膜和脂肪,僅留肌層,即牦牛平滑肌。將平滑肌分成150±10 g的肉塊,分別在水浴熟制方式1(80℃、60 min)、水浴熟制方式2(100℃、60 min)、蒸汽熟制(105℃、60 min)、高壓熟制(0.20 MPa、10 min)4種方式下熟制,熟制后將樣品放至常溫直接進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)的測(cè)定。

1.3.2 蒸煮損失和熱收縮率的測(cè)定 參考文獻(xiàn)[8]的方法。

1.3.3 剪切力的測(cè)定 參考文獻(xiàn)[10]的方法。

1.3.4 質(zhì)構(gòu)的測(cè)定 參考文獻(xiàn)[6]的方法。將平滑肌樣品切成為10 mm×10 mm的正方形(沿肌纖維方向),將2～3 塊正方形樣品堆疊至樣品自然高度為10 mm時(shí),使質(zhì)構(gòu)儀壓板下降方向垂直于肌纖維方向,測(cè)定樣品質(zhì)構(gòu)指標(biāo)變化。

1.3.5 膠原蛋白含量的測(cè)定 參考文獻(xiàn)[10]的方法。

1.3.6 平滑肌微觀(guān)結(jié)構(gòu)的分析 從熟制后的樣品上切取10 mm×10 mm的塊狀,于4%多聚甲醛溶液中固定過(guò)夜,隨后用30%～100%乙醇進(jìn)行梯度洗脫,然后用二甲苯洗脫2 次,組織切片,切片厚度5 μm,經(jīng)蘇木精-伊紅染色液染色后制成切片標(biāo)本,用顯微鏡觀(guān)察不同熟制方式下牦牛平滑肌微觀(guān)結(jié)構(gòu)的變化并拍照。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

應(yīng)用SPSS 19.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析,各處理平均數(shù)間采用Duncan 多重比較法進(jìn)行差異顯著性分析,差異顯著水平為P=0.05,極顯著水平為P=0.01;用Excel 2007軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 熟制方式對(duì)牦牛平滑肌膠原蛋白含量的影響

膠原蛋白是肌肉結(jié)締組織的主要成分,結(jié)締組織主要存在于肌束膜中,膠原蛋白含量的變化會(huì)引起肌肉結(jié)構(gòu)的變化,進(jìn)而影響肌肉的品質(zhì)[11-12]。由圖1可知,熟制方式對(duì)牦牛平滑肌膠原蛋白的含量的影響顯著(P＜0.05),膠原蛋白的含量從小到大依次為水浴熟制方式2＜水浴熟制方式1＜高壓熟制＜蒸汽熟制。膠原蛋白根據(jù)其溶解性可分為可溶性和不可溶性,可溶性膠原蛋白會(huì)溶于熟制介質(zhì)中,而不可溶性膠原蛋白在熱和壓力的作用下因變性而減少[13]。水浴熟制方式1、水浴熟制方式2和高壓熟制3種熟制方式的介質(zhì)為水,可溶性膠原蛋白會(huì)大量溶于水中,而蒸汽熟制加熱介質(zhì)為蒸汽,這可能是造成膠原蛋白在水介質(zhì)中含量減少的原因。

圖1 熟制方式對(duì)牦牛平滑肌膠原蛋白含量的影響Fig.1 Effect of cooking methods on collagen content of yak smooth muscle

2.2 熟制方式對(duì)牦牛平滑肌蒸煮損失的影響

蒸煮損失是產(chǎn)品加工過(guò)程中的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)之一,蒸煮損失大小決定了產(chǎn)品的出品率,直接影響產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益[14]。由圖2可知,牦牛平滑肌蒸煮損失從小到大依次為水浴熟制方式1＜高壓熟制＜蒸汽熟制＜水浴熟制方式2。肌肉中的主要蛋白是肌動(dòng)蛋白、肌球蛋白和膠原蛋白。肌動(dòng)蛋白開(kāi)始變性溫度約為71℃、膠原蛋白約為64℃,而肌球蛋白在40～60℃基本完成變性[15-16]。4種熟制方式均使蛋白質(zhì)發(fā)生變性,導(dǎo)致肌肉蒸煮損失增加;而水浴熟制方式2、蒸汽熟制和高壓熟制的溫度均高于水浴熟制方式1,說(shuō)明在水浴熟制方式1 下其蛋白變性程度較其他3種方式小,這與其蒸煮損失較小相一致;而膠原蛋白變性后會(huì)變成明膠,明膠具有一定的吸水能力,在壓力作用下膠原蛋白變性程度較大,表現(xiàn)為高壓熟制下其蒸煮損失較水浴熟制方式2和蒸汽熟制小。

圖2 熟制方式對(duì)牦牛平滑肌蒸煮損失的影響Fig.2 Effect of cooking methods on cooking loss of yak smooth muscle

2.3 熟制方式對(duì)牦牛平滑肌熱收縮率的影響

熱收縮是肌肉在外力作用下形狀變化的過(guò)程,熱收縮率反映了肌肉在受熱或經(jīng)其他處理后形狀改變的程度[17]。由圖3可知,水浴熟制方式1、蒸汽熟制和高壓熟制3種處理后平滑肌的熱收縮率差異不顯著(P＞0.05),但均與水浴熟制方式2的熱收縮率差異顯著(P＜0.05)。肌肉由肌纖維及肌束膜組成,肌纖維和肌束膜受熱均會(huì)收縮,導(dǎo)致其收縮率增加,溫度越高其收縮越明顯;水浴熟制方式1 下肌肉的受熱溫度最低,與其熱收縮率較小一致;肌束膜中的主要成分是膠原蛋白,膠原蛋白在64℃以上就會(huì)變性成明膠[18],明膠具有一定的吸水性,導(dǎo)致肌肉收縮率減小;蒸汽凝結(jié)釋放大量熱促使平滑肌膠原蛋白迅速變性,而高壓也會(huì)使膠原蛋白變性,導(dǎo)致蒸汽熟制和高壓熟制下肌肉的熱收縮率減小。

2.4 熟制方式對(duì)牦牛平滑肌剪切力的影響

剪切力是肉品嫩度的直接反映,也是肉品質(zhì)構(gòu)的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)[19-21]。由圖4可知,高壓熟制后平滑肌的剪切力最小,其次為水浴熟制方式2和蒸汽熟制,水浴熟制方式1 平滑肌的剪切力最大。由于水浴熟制方式2、蒸汽熟制和高壓熟制3種熟制溫度均超過(guò)80℃,故表現(xiàn)為水浴熟制方式1 處理后平滑肌的剪切力顯著大于其他3種熟制方式(P＜0.05)。與水浴熟制方式2和蒸汽熟制方式相比,高壓熟制中由于壓力的介入,使其剪切力更小。

2.5 熟制方式對(duì)牦牛平滑肌質(zhì)構(gòu)的影響

圖3 熟制方式對(duì)牦牛平滑肌熱收縮率的影響Fig.3 Effect of cooking methods on heat shrinkage rate of yak smooth muscle

圖4 熟制方式對(duì)牦牛平滑肌剪切力的影響Fig.4 Effect of cooking method on shear force of yak smooth muscle

質(zhì)地剖面分析是模擬口腔對(duì)事物咀嚼而開(kāi)發(fā)出的用于客觀(guān)評(píng)價(jià)產(chǎn)品品質(zhì)的力學(xué)測(cè)定方法,質(zhì)構(gòu)品質(zhì)主要通過(guò)硬度、內(nèi)聚性、彈性、膠著性和咀嚼性等指標(biāo)反映[22-24]。由表1可知,經(jīng)高壓熟制后牦牛平滑肌的硬度最小;水浴熟制方式1 硬度居中;而水浴熟制方式2、蒸汽熟制牦牛平滑肌硬度較大,且二者間差異不顯著(P＞0.05)。4種熟制方式處理后其內(nèi)聚性差異均不顯著(P＞0.05)。高壓熟制后平滑肌的彈性顯著大于其他3種熟制方式(P＜0.05)。4種熟制方式處理后牦牛平滑肌的膠著性和咀嚼性的變化趨勢(shì)與硬度一致?？傮w來(lái)看,水浴熟制方式2和蒸汽熟制牦牛平滑肌的質(zhì)構(gòu)指標(biāo)基本一致,差異不顯著(P＞0.05)。在4種熟制方式中,高壓熟制平滑肌的硬度、膠著性和咀嚼性均顯著小于單獨(dú)熱處理組,表明高壓處理可以顯著改善牦牛平滑肌的硬度、膠著性和咀嚼性;而在單獨(dú)熱處理熟制方式中溫度越高平滑肌的硬度、膠著性和咀嚼性越差,表明溫度越高越不利于牦牛平滑肌硬度、膠著性和咀嚼性的保持。

表1 熟制方式對(duì)牦牛平滑肌質(zhì)構(gòu)的影響Table1 Effect of cooking methods on texture of yak smooth muscle

2.6 微觀(guān)結(jié)構(gòu)

水浴熟制方式1(圖5-A)處理后牦牛平滑肌的肌束膜和肌纖維間的間隙較大,肌纖維和肌束膜受熱收縮明顯;而水浴熟制方式2(圖5-B)、蒸汽熟制(圖5-C)處理后牦牛平滑肌的肌束膜和肌纖維邊界清楚,肌束膜膨脹存在于肌纖維之間,肌纖維有明顯裂痕;高壓熟制(圖5-D)后,其肌纖維中的白色裂痕較多,表明肌纖維斷裂較其他3種熟制方式嚴(yán)重。由于肌肉是由肌內(nèi)膜將若干條肌纖維包裹形成肌束,肌束膜將不同的肌束分開(kāi),最后由肌外膜將肌束包裹形成肌肉[25],肌纖維和肌束膜會(huì)因受熱和壓力而收縮,當(dāng)熱和壓力進(jìn)一步增大時(shí)肌束膜中的膠原蛋白會(huì)變成明膠吸水膨脹,在一定程度上抵消肌纖維的收縮[26],進(jìn)而導(dǎo)致不同熟制方式下牦牛平滑肌微觀(guān)結(jié)構(gòu)的變化。此結(jié)果也驗(yàn)證了不同熟制方式下牦牛平滑肌熱收縮率、剪切力和質(zhì)構(gòu)的變化。

3 討論

熟制是肉制品加工的主要工序之一,不同熟制方式對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)具有顯著的影響[7,19]。在肉制品的熟制過(guò)程中,加熱溫度、加熱時(shí)間、加熱介質(zhì)和壓力[6,10,15]均可能引發(fā)肌肉結(jié)構(gòu)或肌肉蛋白質(zhì)發(fā)生一系列變化,如蛋白質(zhì)會(huì)變性、降解,可溶性物質(zhì)溶解,組織結(jié)構(gòu)收縮、變形等[27-29],進(jìn)而引起肉制品品質(zhì)相應(yīng)的變化。

本研究結(jié)果表明,同一熟制介質(zhì)條件下溫度越高牦牛平滑肌的膠原蛋白含量越低,蒸煮損失和熱收縮率越大,這與常海軍[15]報(bào)道的不同加工條件下牛肉的品質(zhì)變化規(guī)律一致,究其原因,可能是熟制溫度越高,肌肉蛋白變性越嚴(yán)重,進(jìn)而導(dǎo)致了肌肉的持水性降低以及收縮增加。孟祥忍等[30]研究表明牛肉在60℃和65℃低溫加熱條件下,其組織結(jié)構(gòu)較為松散,肌束膜與肌纖維分離度較小,隨著加熱溫度升高,牛肉中肌纖維和肌膜會(huì)進(jìn)一步發(fā)生熱收縮,肌束膜緊密包裹肌纖維,肌肉組織變得致密,這與本研究結(jié)果一致。此外,鄒良亮等[31]發(fā)現(xiàn)在121℃條件下加熱15 min,牛背最長(zhǎng)肌的肌漿蛋白和肌原纖維蛋白含量分別下降了86.9%和89.88%;康懷彬等[32]指出牛肉蛋白中離子鍵和氫鍵的含量會(huì)隨加熱溫度的升高而顯著下降,疏水相互作用和二硫鍵含量顯著升高;這些研究結(jié)果均表明熟制使肌肉蛋白發(fā)生了變性,進(jìn)而導(dǎo)致其食用品質(zhì)發(fā)生相應(yīng)的變化。本研究結(jié)果表明,在高壓熟制方式下牦牛平滑肌的剪切力、硬度和咀嚼性均最小,表明高壓處理會(huì)使肌肉的剪切力和質(zhì)構(gòu)降低,提高肉品的食用品質(zhì)。靳燁等[7]研究表明高壓處理可顯著降低牛肉的剪切力,與本研究結(jié)果一致。熟制過(guò)程中肉品質(zhì)的形成是一個(gè)綜合的過(guò)程,熟制方式對(duì)肉品質(zhì)的影響一方面引發(fā)肌肉蛋白變性,進(jìn)而影響肌肉持水力的變化[33];另一方面引起肌肉組織結(jié)構(gòu)的變化,在熱作用下肌肉收縮導(dǎo)致其質(zhì)構(gòu)變化,這些作用相互促進(jìn)、相互影響,形成了熟制品特殊的食用品質(zhì)。

總體來(lái)看,熟制方式對(duì)平滑肌食用品質(zhì)和微觀(guān)結(jié)構(gòu)的影響較大,這主要是由于溫度不同,肌肉蛋白的變性程度不同;加熱介質(zhì)不同,肌肉中蛋白質(zhì)與介質(zhì)的相互作用不同;在壓力作用下,肌纖維斷裂程度增加。這些因素的相互作用形成了牦牛平滑肌不同的食用品質(zhì)。本研究從食用品質(zhì)和組織結(jié)構(gòu)變化的角度,探討了牦牛平滑肌在不同熟制方式下的品質(zhì)變化,但未對(duì)在不同熟制條件下平滑肌肌纖維蛋白和膠原蛋白的狀態(tài)和變性程度作深入探討,這將是后續(xù)研究的重點(diǎn)。

4 結(jié)論

本研究結(jié)果表明,不同熟制方式下牦牛平滑肌的品質(zhì)變化差異顯著,水浴熟制方式1(80℃、60 min)和蒸汽熟制下牦牛平滑肌的蒸煮損失較小,而剪切力較大;水浴熟制方式2(100℃、60 min)和蒸汽熟制下其蒸煮損失和熱收縮率均較大、質(zhì)構(gòu)較差;高壓熟制后其剪切力較小、質(zhì)構(gòu)較好。牦牛平滑肌在不同熟制方式下組織結(jié)構(gòu)的變化支持了其食用品質(zhì)的變化。綜上所述,高壓熟制(0.20 MPa、10 min)方式下熟制牦牛平滑肌的品質(zhì)較好,且適當(dāng)縮短熟制時(shí)間有利于品質(zhì)的提升。