低溫貯藏過程中水牛肉質(zhì)構(gòu)特性的變化

劉純友 付春婷 殷朝敏 許金蓉 黃承都 靳國鋒

(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、巴基斯坦等42個國家和地區(qū)，中國位居世界第二，年產(chǎn)水牛肉62萬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[4]，具有較高的營養(yǎng)價值。

質(zhì)地是評價肉類食用品質(zhì)的關(guān)鍵指標(biāo)之一。長期以來，國內(nèi)外研究者對肉類質(zhì)地品質(zhì)評價都采用以人為主觀的感官評定，容易受評定人員主觀意識的影響，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)對食品質(zhì)地進(jìn)行評價彌補(bǔ)了人為主觀的感官評價的不足[6]。目前，多面剖析法被國內(nèi)外學(xué)者[7-11]廣泛應(yīng)用于肉類質(zhì)構(gòu)特性的研究，肉類質(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)主要考察貯藏過程中水牛肉這5個指標(biāo)的變化規(guī)律。

冷藏和冷凍是肉類貯藏保鮮的主要方法之一，且低溫肉制品是未來肉類制品的重要發(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)報道相對較多，但有關(guān)冷藏或凍藏過程中水牛肉質(zhì)構(gòu)特性的變化中國未見相關(guān)報道。試驗(yàn)選取廣西水牛肉為原料，模擬冷鏈運(yùn)輸貯藏過程中4 ℃冷藏、-18 ℃凍藏和-60 ℃凍藏3個貯藏條件，采用多面剖析法研究低溫貯藏過程中水牛肉質(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。

1.2 主要儀器與設(shè)備

質(zhì)構(gòu)儀：CT-3型，美國Brookfield公司；

探頭：TA44型，美國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 將從市場上購得的水牛肉隨機(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時取樣檢測；-18，-60 ℃條件下分別于貯藏0，5，10，15，20，25，30 d時取樣檢測。

1.3.2 樣品測定 參照Maqsood等[16]方法，并做適當(dāng)修改：采用TPA模式測定，選用的探頭型號為TA44。具體條件：對樣品進(jìn)行兩次壓縮，探頭回升到樣品表面高度30 mm；測試前速率2 mm/s，測試速率1 mm/s，測試后速率1 mm/s，觸發(fā)力5 g，形變百分率40%，通過力量—時間曲線獲得TPA參數(shù)，每個樣品進(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，隨著貯藏時間的延長，水牛肉的硬度總體呈下降趨勢。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%。貯藏過程中，隨著貯藏時間的延長，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，隨著貯藏時間的延長，不同貯藏條件下水牛肉的內(nèi)聚性總體呈不斷增加趨勢，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)絲和肌動蛋白粗絲之間交聯(lián)形成肌動球蛋白，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，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 ℃成熟過程中質(zhì)構(gòu)特性變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著成熟時間的延長，牦牛肉的彈性逐漸降低，7 d后牦牛肉的彈性較屠宰時減少14.09%。敖冉等[14]研究了驢肉在4 ℃低溫成熟過程中彈性的變化，發(fā)現(xiàn)成熟7 d后驢肉的彈性由原來的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魚肉彈性的變化，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，不同肉類(水牛肉、牦牛肉和驢肉)在低溫貯藏或成熟過程中彈性下降率存在一定差異，可能與動物種類、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，隨著貯藏時間的延長，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下降趨勢，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%，隨后下降趨勢減緩；整個貯藏期間，-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魚肉咀嚼性的變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著貯藏時間的延長，-55 ℃凍藏的鮐魚咀嚼性高于-20 ℃凍藏的，且凍藏的鮐魚樣品始終高于5 ℃冷藏的。盡管水牛肉與魚肉的肌肉來源不同，但兩者在不同貯藏條件下其咀嚼性呈現(xiàn)類似變化趨勢，證明降低貯藏溫度，可以有效提高肉類的咀嚼性，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 低溫貯藏過程中水牛肉彈性的變化

圖4 低溫貯藏過程中水牛肉咀嚼性的變化

2.5 膠著性的變化

由圖5可知，隨著貯藏時間的延長，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趨于平緩，且兩者變化趨勢基本一致，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 ℃冷藏過程中駝肉的膠著性的變化，發(fā)現(xiàn)隨著冷藏時間的延長，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間的延長不斷降低，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 ℃冷藏過程中，水牛肉膠著性的下降幅度低于駝肉，可能與動物肌原纖維種類、粗細(xì)程度和肌肉中組織蛋白酶種類及其含量密切相關(guān)。

圖5 低溫貯藏過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。內(nèi)聚性與硬度、彈性、膠著性、咀嚼性沒有顯著的相關(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)，是由于冷藏過程中水牛肉彈性、膠著性兩者變化與硬度、咀嚼性的變化總體呈降低趨勢；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))時相關(guān)性顯著。

2.6.2 -18 ℃凍藏過程中質(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))時相關(guān)性顯著。

表3-60℃凍藏過程中水牛肉質(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))時相關(guān)性顯著。

由此可見，冷藏和凍藏過程中，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)；但冷藏和凍藏過程中，水牛肉的內(nèi)聚性與其他指標(biāo)沒有顯著的相關(guān)性。

3 結(jié)論

采用質(zhì)地多面剖析法對3種不同低溫貯藏過程中水牛肉的質(zhì)構(gòu)特性進(jìn)行測定，結(jié)果顯示隨著貯藏時間的延長，水牛肉的硬度、彈性、咀嚼性和膠著性呈不斷降低的趨勢，而水牛肉的內(nèi)聚性呈不斷增加的趨勢；冷藏、凍藏過程中，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 ℃凍藏過程中水牛肉質(zhì)構(gòu)特性的變化，而未探討貯藏過程中水牛肉的色澤、風(fēng)味和微生物的變化情況，后續(xù)可研究貯藏過程中水牛肉的食用品質(zhì)變化規(guī)律。