PDF-电刺激和延迟冷却对牛肉食用品质的影响

中国农业科学2008,41(1):188-194ScientiaAgriculturaSinica收稿日期：2006-10-30；接受日期：2006-12-15基金项目：国家“十五”科技攻关计划资助（2004BA514A04）作者简介：罗欣（1961-），男，博士，现为山东农业大学食品学院教授，研究方向为畜产品加工。Tel：[phone]；E-mail：[e-mail]电刺激和延迟冷却对牛肉食用品质的影响罗欣，周光宏（南京农业大学食品科技学院，南京210095）摘要：【目的】探讨电刺激和延迟冷却对宰后牛胴体温度、pH降低速率和肉的食用品质的影响。【方法】24头鲁西黄牛杂交牛按试验设计进行电刺激（刺激时间60s、电压42V、电流0.7A、频率50Hz）和延迟冷却（温度15±2℃、时间3h，随后转入常规冷却间至24h）处理，研究不同处理对牛肉食用品质的影响。【结果】电刺激处理没有改变胴体温度的降低速率、但显著加快了胴体pH的降低速率；电刺激和延迟冷却没有改变胴体的冷却失重，但降低了背最长肌的保水性。两种处理均可以有效预防冷收缩、降低肉的剪切力值，改善肉的嫩度。【结论】在肉牛屠宰加工流程中，采用电刺激技术或延迟冷却处理可以有效改善肉的食用品质。关键词：电刺激；延迟冷却；嫩度；食用品质；剪切力值；牛肉EffectofElectricalStimulationandDelayChillingonEatingQualityofBeefLUOXin,ZHOUGuang-hong(CollegeofFoodScienceandTechnology,NanjingAgriculturalUniversity,Nanjing210095)Abstract:【Objective】TheobjectiveofthispaperwastostudytheeffectsofelectricalstimulationanddelaychillingondroprateoftemperatureandpHofcarcassandeatingqualityofbeef.【Method】Thisarticlestudiedtheeffectofelectricalstimulation(ES60s,42V,0.7A,50Hz)anddelaychilling(DC(15±2)℃for3h,thenchangedintoconventionalchillingtill24h)oneatingqualityofbeefL-muscle.【Result】Electricalstimulationofcarcasshadnoeffectonthecarcasstemperaturedrop,increasedtherateofpHdrop.BothESandDCdecreasedwaterholdingcapacityofbeef,thoughdidnotchangetheshrinkageofcarcass.【Conclusion】Theresultssuggestedthatelectricalstimulationanddelaychillingcouldpreventcoldshorteningandloweredtheshearforceofbeef.Keywords:Electricalstimulation;Delaychilling;Tenderness;Eatingquality;Shearforce;Beef0引言【研究意义】牛肉的嫩度（客观指标是剪切力值）是牛肉最重要的食用品质。研究表明，美国人可以接受的牛肉的剪切力值小于4.2kg。为了改善牛肉的嫩度，通常对牛肉进行2～3周的低温成熟。然而长时间的成熟既增加了牛肉的生产成本、降低了产业的经济效益，又降低了牛肉的微生物安全性和保质期。因此，如何采用新技术在保持牛肉食用品质的前提下加快牛肉的成熟，一直是肉类研究的热点问题。【前人研究进展】畜禽宰后冷却的目的在于保证食品安全、最大限度地延长产品的保质期并降低导致最终产品食用品质劣化的胴体变化——尽可能快地降低胴体的温度、抑制微生物的生长并减缓肌肉蛋白质的变性，最佳的冷却程序在于尽可能地降低冷却时间和胴体失重，并提供最佳的肉品品质[1]。工业中应用的冷却方式包括常规冷却、延迟冷却、快速冷却、喷淋冷却等。延迟冷却是指将胴体在冷却间外放置一定的时间后，再进行冷却加工的胴体冷却过程[2]。1976年，Will[3]首次研究了两种冷却方式（1.1℃、48h的常规冷却和16℃放置3、5、7h的延迟冷却）对肉剪切力值的影响，结果发现两种冷却程序对肉的品质影响不显著。随后，1期罗欣等：电刺激和延迟冷却对牛肉食用品质的影响189Marsh[4]将牛半片胴体在37℃条件下放置3h，然后进入冷却间常规冷却，发现肉的嫩度比单纯的常规冷却更好。Fields[5]将阉牛和奶牛的半片胴体在14～19℃条件下放置20h，与传统冷却方式相比获得了更嫩的肉，同时，高温成熟7d的牛排，其嫩度的感观评分更高。国内在此领域的研究仍是空白。到目前为止，尽管大部分的研究结果证实延迟冷却对改变牛肉的嫩度方面具有积极的作用，然而延迟冷却在改善肉的食用品质方面的研究尚没有完全一致的结果。电刺激是指对屠宰后的牛、羊胴体，在一定的电压、频率下作用一定的时间。1749年，BenjaminFranklin首次对宰后火鸡进行电刺激，发现刺激后火鸡肉的嫩度提高；1951年，美国人Harsham和Deatherage获得了利用电刺激使肉嫩化的第一个专利，但直到1978年美国旧金山的Lefield公司才首次将电刺激技术应用于肉品工业[6]。电刺激最早是用来预防牛、羊肉因冷收缩所致的韧化作用的[1]。刺激电流通过神经系统（宰后4～6min内）或是直接使肌膜去极化引起肌肉收缩，使肉的糖酵解速率提高大约100倍[6]，导致肉的pH快速降低，从而使肉在较高的温度下进入尸僵状态，避免冷收缩的发生。同时，电刺激可以加快牛肉的死后嫩化过程，减少肉的成熟时间，是一种肉类的快速成熟技术[7]。另外，电刺激还具有改善肉的颜色和外观，避免热环（heat-ring）的产生等作用[8]。目前，电刺激技术以其适用性和有效性已为国外很多肉牛屠宰企业应用。【本研究切入点】屠宰过程中的电刺激处理、宰后胴体的冷却速度（冷却方式）影响冷却过程中肌肉的时间－温度－pH关系[9]，决定了胴体僵直的性质、肌纤维收缩的程度、肉嫩化过程的启始时间和肉的嫩化程度，对肉的食用品质有显著影响。不同温度对肌肉僵直的研究发现，离体肌肉12～15℃开始尸僵，肉的收缩程度最小，肉的嫩度最好[10,11]。低于12℃导致胴体产生冷收缩，高于15℃则产生热收缩[12]。合理冷却程序的开发，使肌肉在12～15℃开始尸僵，可以有效降低尸僵对肉品质的影响。但关于电刺激和延迟冷却对牛肉食用品质的影响迄今未见系统的研究报道。【拟解决的关键问题】探讨延迟冷却和电刺激对宰后肉的pH、胴体温度降低速率和牛肉食用品质的影响，以期获得更佳的胴体宰后处理程序和工序参数。1材料与方法1.1材料及处理挑选24月龄左右、体重相近的鲁西黄牛、西门塔尔杂交牛24头[体重（529.5±65.3）kg；胴体重（279.1±28.3）kg]，随机分成2组。电刺激处理组：12头肉牛刺杀放血后采用德国Freund公司生产的EST-601型电刺激仪进行电刺激（刺激时间60s、电压42V、电流0.7A、频率50Hz），经正常流程屠宰后，再随机分为常规冷却处理（温度0～4℃、风速0.5m·s-1、时间24h；EC，electricalstimulation）和延迟冷却处理组[温度15±2℃、时间3h，随后转入常规冷却间至24h；EC&DC，electricalstimulationanddelaychilling]；对照组：12头肉牛常规屠宰后随机分为常规预冷组（N，normalchilling）和延迟冷却组（DC，delaychilling）。胴体冷却后，分别取不同处理胴体腰荐椎结合部位到12～13肋间的西冷肉，分割成3mm左右厚的肉块，真空包装后在0～4℃成熟0、3、7、10d，按照试验设计要求检测各项指标。肉牛按照伊斯兰屠宰方式屠宰，生产工艺流程为：肉牛验收→宰前休息与禁食→宰前淋浴→击昏→刺杀放血→电刺激→去头、蹄→预剥皮→机械撕皮→开膛去内脏→二分体（称重：热胴体重）→胴体修整→冷却→成熟。1.2试验仪器与设备电刺激仪，型号EST-601，德国Freund公司产；电热恒温水浴锅，型号DK-S28，上海精宏实验设备有限公司产；酸度计，型号MP-120，梅特勒-托利多仪器有限公司产；数字温度计，型号DM-6801A，深圳胜利高电子科技有限公司产；质构仪，型号TA-XT2i，英国StableMicroSystem公司产。1.3胴体温度与pH的测定宰后1h始，每间隔2h用DM6801A型数字温度计和MP-120型酸度计测定胴体的温度与pH，测定位置为半胴体背最长肌12～13肋处，探头插入深度为2cm，连续测定3次，取平均值。1.4牛肉品质的测定1.4.1冷却失重预冷24h后，对胴体称重，记为冷胴体重，冷却过程中胴体失重按公式（1）计算（重复数为6）：（1）1.4.2汁液损失从半胴体背最长肌第12～13肋处取2.5cm厚肉块，修整去除可见的皮下脂肪和结缔组织。肉块称重（W1）后真空包装，4℃放置24h，打×100热胴体重－冷胴体重热胴体重冷却失重（%）＝190中国农业科学41卷开包装取出肉块，用滤纸吸干肉块表面的汁液，称重（W2）。汁液损失（purgeloss）按公式（2）计算（重复数为9）：（2）1.4.3蒸煮损失称重（W2）后，肉块封口包装在80℃水浴中加热至肉块中心温度达到75℃，保持20min，将熟肉块放于0～4℃过夜，用滤纸吸干肉块表面汁液，称重，记作W3；按公式（3）计算蒸煮损失（cookingloss）（重复数为9）。（3）1.4.4样品剪切力值的测定本试验采用Warner-Bratzler法测定样品的剪切力值。样品水浴加热到中心温度75℃、保持20min，冰箱内过夜。用直径为1cm的空心取样器沿肌纤维方向取肉柱（注意避开筋键），用质构分析仪（TA-XT2i英国StableMicroSystem）的HDP/BSW探头测定肉柱的剪切力值，每个肉块的剪切力值为各肉柱剪切力值的平均值（重复数为12）。1.5肌原纤维MFI（myofibrillarfragmentindex）的测定参考Culler[13]等提出的方法并稍加改进。剪取4g经修整后的牛肉样品，放入匀浆器中，加40ml预冷（4℃）的MFI缓冲液（100mmol·L-1KCl，11.2mmol·L-1K2HPO4，8.8mmol·L-1KH2PO4，1mmol·L-1EGTA，1mmol·L-1MgCl2，1mmol·L-1NaN3），于冰浴中高速匀浆3次（10000r/min），每次20s（中间间隔1min），匀浆后用50ml离心管冷冻离心（1000×g，15min，4℃），弃去上清，将沉淀用40ml预冷后的MFI缓冲液悬浮后再离心（1000×g，15min，4℃），弃去上清，用10ml预冷的MFI缓冲液将沉淀充分悬浮，将悬浮液用150目滤布过滤除去结缔组织后再用10ml预冷的MFI缓冲液洗涤离心管，并再次过滤。将滤液用双缩脲法测蛋白浓度，然后用MFI缓冲液调整悬浮液蛋白浓度为0.5mg·ml-1，在540nm处测吸光度，将所得结果乘以200后即为MFI值。1.6数据统计分析数据用SPSS11.0软件进行统计分析。2结果与分析2.1电刺激和延迟冷却对胴体温度和pH下降的影响2.1.1电刺激和延迟冷却对胴体温度下降的影响如图1所示，宰后1、3、5、7、9、11h内，延迟冷却处理（DC和EC&DC）的胴体温度显著高于常规冷却处理和电刺激处理（N和EC）（P＜0.05），表明延迟冷却处理对胴体温度的下降速率有明显作用，延迟冷