高压对牛肉蒸煮损失和组织结构的影响研究
刘安军1 战虎1 郑捷1 贾培起2 刘东岳1
( 1,天津科技大学,食品工程与生物技术学院,邮编:300457 2,天津市华泰森淼生物工程技术有限公司,邮编:300384)
摘 要
本研究采用不同高压(100-600MPa)处理牛肉,与未经处理的牛肉进行对照, 通过对蒸煮损失,加压损失与 pH 的测定以及组织结构的观察,揭示超高压对牛 肉蒸煮损失与组织结构的影响.结果表明:与未高压处理牛肉相比,不同压力处 理对牛肉蒸煮损失率的影响差异显著(P<0.01),蒸煮损失显著减少,经 300MPa 或 400MPa 处理时,其蒸煮损失减少 12%;同时其 pH 值也发生显著变化,随压 力升高而增加,在 500MPa 时,pH 值增加 5%;经高压处理,牛肉组织超微结构 发生明显变化,肌纤维片段随压力增加逐渐变细长,而且肌节在超高压作用下逐 渐变长,说明高压导致肌纤维拉伸,使其保水性增加. 关键词:高压;蒸煮损失;组织结构;牛肉 1 前沿 随着人民生活水平的不断提高,牛肉的品质也受到前所未有的重视.牛肉保 水性,也称为持水性,是评价肉品的一个比较重要的指标,它是指当肌肉在受到 外力作用时,保持原有水分与添加水分的能力.它不仅影响到肉的色香味,多汁 性以及嫩度等品质,而且因其与出品率成正相关,所以有着重要的经济价值. 食品超高压加工技术始于 19 世纪末,最初用于食品杀菌.食品超高压加工 技术是指将食品原料包装后密封于超高压容器中(常以水或其他流体介质作为传 递压力的媒介物),利用 100MPa 以上的高静压在一定的温度下加工适当的时间, 达到灭菌,物料改性或改变食品某些理化反应速度的一种加工方法,是目前新兴 的食品加工高新技术之一.在肉制品方面,澳大利亚科学家 Macfarlane 首次报 道压力可以提高牛肉的嫩度后, 高压处理技术在肉类加工中的应用引起人们极大 的兴趣,人们开始了高压对肉类各种特性的研究,也取得了很大的成果,主要集 中在研究肉制品在经过超高压处理后的品质变化,包括嫩度,风味,色泽以及凝 胶性等方面.Ma and Ledward (2004)研究发现,经过 200MPa,70℃高压处理后, 肉的硬度有很大降低,认为主要是因为高压处理后组织蛋白酶活性的增加,导致 硬度降低,嫩度升高,而 Gerelt (2006)对牛肌肉进行高压处理后研究表明,显微 结构发生明显变化,Z 线断裂或消失,M 线降解,随着压力升高,显微结构变化 更加明显,酶活性降低.在蒸煮损失研究方面比较少,Sikes and Tobin (2009) 通 过研究超高压对蒸煮损失的影响,发现加入 0.1%食盐的肉产品在经过高压处理 后蒸煮损失大大降低,而对未加食盐的肉产品则无影响. 本文主要目的是研究超高压处理对牛肉蒸煮损失的影响, 以及在高压处理过 程中蛋白质溶解性与组织结构的变化,并通过分析这些变化,探讨压力导致蒸煮 损失变化的机制. 2 材料与方法 2.1 试验材料 2.1.1 材料
试验所用牛肉均为市购的后臀肉. 2.1.2 仪器与设备 超高压设备:天津市华泰森淼生物工程技术有限公司,HPP.L3. 组织匀浆机:上海标本模型厂,FJ-200 高速分散均质机. DYCZ-24D 型垂直电泳槽,DYY-8B 型稳压稳流电泳仪. 数字式 pH 计:上海理达,PHS-3CW. 显微镜: 2.2 试验方法 2.2.1 超高压处理 将购买于市场后的牛肉除去筋膜,按纹理切成约 1.5×3.0×6.0cm 的肉块, 真空密封于蒸煮袋中,置于超高压设备中,分别给予肉样施加 0,100MPa, 200MPa,300MPa,400MPa,500MPa,600MPa,施压时间为 10min,温度为室 温. 2.2.2 蒸煮损失的测定 蒸煮损失的测定是将超高压处理后的牛肉样密封于蒸煮袋中, 72℃左右水浴 直至肉样中心温度达到 70℃,取出,冷却至室温后称重,计算肉样重量损失百 分率. Cooking Loss=(m1-m2)/m1×100%;(m1蒸煮前肉样质量;m2蒸煮后肉样质量) 2.2.3 pH 值测定 pH 值的测定:1g 肉样加 10ml 蒸馏水,在高速匀浆机上匀浆约 1min,重复 两次,静止 30min,过滤,滤液用数字式 pH 计测定其 pH 值. 2.2.4 肌肉蛋白质的溶解性 参照 Joo 等 的方法测定肌浆蛋白,肌原纤维蛋白和肌肉总蛋白的溶解性. 具体步骤如下: 肌浆蛋白质:1g 肉样加 10mL 冰预冷的 0.025M 的磷酸钾缓冲溶液(pH7.2), 冰浴下匀浆(6500rpm)20s×3 次,4℃摇动抽提 12h.1500g 离心 10min,上清用双 缩脉法测定蛋白浓度.溶解度表示为 mg/g 肉. 总可溶解蛋白质: 肉样加 20ml 冰预冷的 1.1M 碘化钾的 0.1M 磷酸钾缓冲 1g 液溶液(pH7.2),冰浴下匀浆(6500r/min)20s×3 次,4℃摇动抽提 12h.1500g 离心 l0min,上清用双缩脉法测定蛋白浓度.溶解度表示为 mg/g 肉. 肌原纤维蛋白溶解度=总蛋白溶解度-肌浆蛋白溶解度. 2.2.5 SDS-PAGE 电泳分析 将总可溶蛋白经过超高压处理, 进行 SDS-PAGE 电泳, 蛋白浓度为 1mg/mL, 浓缩胶与分离胶浓度分别为 4%与 12%, 考马斯亮蓝 R-250 染色, 7%冰乙酸脱色, 凝胶成像仪成像分析. 2.2.6 组织结构的观察 肌纤维片段的观察:将 1g 牛肉按 1:30 比例置于预冷的 0.25M 蔗糖溶液中, 在组织捣碎机中高速捣碎,用滴管取 1 滴于载玻片中在显微镜下观察. 肌节长度的测定:利用 Cross 的方法,测量约 200 个肌节的长度,并计算. 3 结果与分析 3.1 蒸煮损失及 pH 值

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