猪牛羊肌肉组织质构特性差异比较及肌纤维分析

王 亮 ，张宝善，李林强,刘永锋

(1.陕西师范大学食品工程与营养科学学院，陕西 西安 710119)



猪牛羊肌肉组织质构特性差异比较及肌纤维分析

王 亮 ，张宝善，李林强,刘永锋

(1.陕西师范大学食品工程与营养科学学院，陕西 西安 710119)

本文探讨猪、牛、羊肉质构特性和肌纤维差异。采用剪切力仪和质构仪测定猪、牛、羊肉剪切力和各项质构参数，环境扫描电镜和原子力显微镜表征三者肌纤维和肌原纤维形貌特征。结果表明：牛、羊肉剪切力均显著高于猪肉(P<0.05)，牛肉高于羊肉，但二者无显著差异(P>0.05)；牛、羊肉位移应力显著高于猪肉(P<0.01)，牛肉则显著高于羊肉(P<0.05)；牛肉硬度显著高于猪肉和羊肉(P<0.01)，羊肉则显著高于猪肉(P<0.01)；羊肉黏着性显著高于猪肉和牛肉(P<0.01)，猪肉则显著高于牛肉(P<0.01)；猪、牛、羊肉弹性无显著差异(P>0.05)；牛肉咀嚼感和咀嚼性均显著高于猪肉和羊肉(P<0.01)，猪肉和羊肉则均无显著性差异(P>0.05)；牛肉和羊肉恢复性显著高于猪肉(P<0.05)，牛肉和羊肉则无显著性差异(P>0.05)；猪肌纤维排列结构松散，牛和羊肌纤维排列方向一致，结构紧密；肌纤维直径和肌原纤维碎片牛>羊>猪。肌纤维排列结构和直径大小是影响肉质构特性的主要直接因素。

猪肉；牛肉；羊肉；质构特性；肌纤维

食品质构是指用力学的、触觉的，甚至包括视觉的、听觉的方法感知的食品流变学特性的综合感觉，是食品感触品质的重要评价指标[1]。肉的质构特性是反映肌肉组织力学特性的一组物理指标，主要与其嚼碎过程中力学特性的变化有关[2]，主要包括硬度、粘聚性、弹性、咀嚼性和回复性等。通过感官评价对食物的质构特性做出评价，方法直观简单，但易受人的主观感觉和外界条件影响，缺乏客观性，重复性差[3,4]。质构仪把食品样品的感官特性与其力学和几何特性结合起来，可以快速、客观地对食品的质构特性进行定量测定，能客观反映食品的质构品质，已在米面制品[5,6]、乳制品[7,8]、果蔬[9,10]等食品的质构品质评价中得到了广泛的应用，特别是在肉及肉制品方面[11-15]。

目前国内外对肉及肉制品质构的研究主要集中在鱼肉[16-20]、香肠、火腿[21-24]、兔肉[25]、牛肉[26-28]、鸭肉[29]、猪肉[30,31]等畜禽、水产肉类，主要研究不同加工手段、不同调味料和食品添加剂对肌肉组织质构性状的影响，而对羊肉质构特性的研究尚未见报道，也鲜有对猪、牛、羊肉质构特性差异较为系统比较及其差异机理的分析。本文以猪、牛、羊肉为研究对象，采用国际上通用的全质构分析法，比较三者质构品质的差异，并从其肌肉组织基本的组成单位肌纤维及其骨架结构差异探讨三者质构性状差异机理,以揭示影响肌肉组织质构特性的主要因素，为畜肉的精深加工提供基础理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

新鲜猪、牛、羊半腱肌购自西安三宝双喜国际清真食品商贸港。

1.2 方法

1.2.1 剪切力测定 将猪、牛、羊肉可视脂肪和结缔组织剔除，修整为5×5×5 cm肉块，真空包装，于85℃水浴加热30 min，冷却至室温用直径1.27 cm的中空取样器沿肌纤维方向钻取肉柱，然后用剪切力仪(Warner-Bratzler，英国)垂直肌纤维方向测定每个肉柱的剪切力值。每个处理重复5次。

1.2.2 全质构分析 肉样在冷藏0～2℃条件下修整为5×5×5 cm肉块，每种肉各5块, 采用质构仪(TA.XT.Plus，英国stable micro system，型号)，选择P/36R探头，对肉样进行国际上通行的全质构分析(TPA-Texture Profile Analysis)。探头位移设置为10 mm，触发力为5 g，应变为80%。

1.2.3 肌纤维形貌表征 肉样在冷藏0～2℃条件下修整约为0.1×0.1×0.1 cm肉块，-40℃冻结，真空冷冻干燥(LGJ-18C, 北京四环科学仪器厂)24 h，喷金，采用低真空模式进行环境扫描电镜(Quanta 200，日本FEI公司)分析。

1.2.4 猪、牛、羊肉肌原纤维碎片提取和原子力显微镜形貌分析 去除猪、牛、羊肉可视脂肪和结缔组织，各称取约5 g，置入匀浆器，加入10 mL分离介质(100 mmol/L KCl、20 mmol/L K3PO4、0.1 mmol/L EDTA、1 mmol/L CaCl2，用HCl调整溶液pH值为7.0)，低温均浆后于低温离心机4℃、3 000 g离心15 min，倾出上层清液。再重复上述离心步骤一次，倾出上层清液，离心管加入2.5 mL分离介质，漩涡混合器混匀，200目筛网滤去结缔组织，调整悬液体积为50 mL，混匀，吸取1L肌原纤维悬液滴于云母片上，自然风干，进行原子力显微镜(WET-SPM-9500J3，岛津，日本)分析。

1.3 数据统计与分析

运用SPSS软件进行数据分析与处理，结果以平均数±标准差(±SD)表示，采用LSD法检验组间显著性。

2 结果与分析

2.1 猪、牛、羊肉剪切力

图1结果表明牛、羊肉剪切力均显著高于猪肉(P<0.05)，牛肉高于羊肉，但二者无显著差异(P>0.05)。剪切力是反映肌肉组织嫩度的指标之一，其值越高嫩度越差，所以结果提示这三种肉的嫩度大小依次为猪>羊>牛，而肉的嫩度与其他质构指标位移应力、硬度、咀嚼性、咀嚼感、恢复性等相关，而肉的黏着性、黏聚性、弹性均影响肉的质构性状，因此，要综合评价肉的物理性状还有待于进行全质构分析。

图1 猪、牛、羊肉剪切力比较

注：图中不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。

2.2 猪、牛、羊肉全质构分析

表1结果表明牛、羊肉位移应力显著高于猪肉(P<0.01)，牛肉则显著高于羊肉(P<0.05)；牛肉硬度显著高于猪肉和羊肉(P<0.01)，羊肉则显著高于猪肉(P<0.01)；羊肉黏着性显著高于猪肉和牛肉(P<0.01)，猪肉则显著高于牛肉(P<0.01)；猪、牛、羊肉弹性和黏聚性无显著差异(P>0.05)；牛肉咀嚼感和咀嚼性均显著高于猪肉和羊肉(P<0.01)，猪肉和羊肉则均无显著性差异(P>0.05)；牛肉和羊肉恢复性显著高于猪肉(P<0.05)，牛羊和羊肉则无显著性差异(P>0.05)。位移应力、硬度、咀嚼感、咀嚼性、恢复性测定结果和上文剪切力测定结果趋势基本一致。肌纤维是构成肌肉组织的基本单位，应该可能是影响其质构特性的直接因素。

注：表中不同小写字母表示差异显著(P<0.05); 不同大写字母表示差异极显著(P<0.01)。

2.3 猪、牛、羊肉肌纤维形貌特征分析

由1可见猪肌纤维排列结构松散，为交错网状，牛和羊肌纤维排列方向一致，结构紧密，结果提示猪肌纤维间分子相互作用力弱，而牛、羊肌纤维则相反；肌纤维直径牛>羊>猪。猪、牛、羊肉肌纤维排列结构和直径测定结果和上文剪切力、位移应力、硬度、咀嚼感、咀嚼性、恢复性测定结果明显呈正相关，表明肌纤维排列结构和直径大小是影响肉的嫩度和其他质构特性的主要因素。

图2 猪、牛、羊肉肌纤维形貌环境电镜扫描

注：图A、B、C依次为猪、牛、羊肌纤维。

2.4 猪、牛、羊肉肌原纤维碎片原子力显微镜分析

由图3可见牛肌肉组织的肌纤维碎片大小牛>羊>猪，肌原纤维是肌纤维的基本组成单位，这和上文环境扫描电镜肌纤维分析结果相近；猪肌肉组织肌纤维碎片数明显猪>羊>牛，肌原碎片指数是衡量肉嫩度的指标之一，指数越大嫩度越大，这和上文剪切力、位移应力、硬度、咀嚼感、咀嚼性、恢复性测定结果趋势基本一致。结果进一步表明肌纤维差异是引起猪、牛、羊肉质构差异性的直接因素。

图3 猪、牛、羊肉肌原纤维碎片指数和大小比较

注：图中A、B、C依次代表猪牛羊肌原纤维碎片。

3 讨论

肉的嫩度是肉类感官品质的首要指标，也称作肉的硬度，反映舌对肉柔软性的感觉，对牙齿咬断肌肉组织和嚼碎程度的抵抗性，常用剪切力值大小来表示[32]。本文研究结果表明牛、羊肉剪切力均显著高于猪肉(P<0.05)，牛肉高于羊肉，即猪、牛、羊肉嫩度依次为猪>羊>牛。肌纤维排列结构、直径大小、肌原纤维指数均与肌肉组织嫩度相关[33,34]，本文对猪牛、羊、肉以上3个指标测定结果与其剪切力、位移应力、硬度、咀嚼感、咀嚼性、恢复性测定结果趋势基本一致，表明肌纤维排列结构、肌纤维直径和肌原纤维大小是影响肌肉组织质构特性的直接因素。

本文研究结果表明黏着性羊肉>猪肉>牛肉(P<0.01)，而三者黏聚性则无显著差异(P>0.05)，这并完全不符合黏着性和内聚力反向关系的理论[35]，同时本文猪、牛、羊肉弹性无显著差异(P>0.05)的结果也与其他质构指标测定结果趋势并不一致，这可能与肌肉组织水分含量、蛋白含量和组成等有关，需进一步研究。

4 结论

肌肉组织肌纤维排列结构和直径大小是影响肉的嫩度和其他质构特性的直接因素，至于其化学组成差异仍需进一步研究。

[1] 贺丽霞,王敏,黄忠民.质构仪在我国食品品质评价中的应用综述[J].食品工业科技,2011,32(9):446-449.

[2] 赵改名,郝红涛,柳艳霞,等.肉糜类制品质地的感官评定方法[J].中国农业大学学报,2015,15(2):100-105.

[3] 杨欢欢.低温肉制品质构评定方法的建立[D].河南农业大学,2012,4-8.

[4] 张秋会,赵改名,李苗云,等.肉制品的食用品质及其评价[J].肉类研究,2011,25(5):58-61.

[5] Tian Y-X, Zhao J-W, Xie Z-Y, et al. Effect of different pressure-soaking treatments on color, texture, morphology and retrogradation properties of cooked rice [J]. LWT-Food Science and Technology, 2014, 55(1): 368-373.

[6] Mirhosseini H, Rashid N F A, Amid B T, et al. Effect of partial replacement of corn flour with durian seed flour and pumpkin flour on cooking yield, texture properties, and sensory attributes of gluten free pasta [J]. LWT-Food Science and Technology, 2015, 63(1): 184-190.

[7] Ren D-X, Chen B, Chen Y-L, et al. The effects of κ-casein polymorphism on the texture and functional properties of mozzarella cheese [J]. International Dairy Journal, 2013, 31(2): 65～69.[8] Diamantino V R, Beraldo F A, Sunakozawa T N, et al. Effect of octenyl succinylated waxy starch as a fat mimetic on texture, microstructure and physicochemical properties of Minas fresh cheese [J]. LWT - Food Science and Technology, 2014, 56(2): 356-362.

[9] Singh V, Guizani N, Al-Alawi A, et al. Instrumental texture profile analysis (TPA) of date fruits as a function of its physico-chemical properties [J]. Industrial Crops and Products, 2013, 50: 866-873.

[10] García-Segovia P, Andrés-Bello A, Martínez-Monzó J. Textural properties of potatoes (Solanum tuberosum L., cv. Monalisa) as affected by different cooking processes [J]. Journal of Food Engineering, 2008, 88(1): 28-35.

[11] 林芳栋,蒋珍菊,廖珊,等.质构仪检测参数与食用肌肉嫩度相关性研究[J].食品科技,2009,34(12):176-179.

[12] 夏亚男,侯丽娟,王颉.牛肉的质构特性研究进展[J].食品研究与开发,2015,36(7):144-148.

[13] 郝红涛,赵改名,柳艳霞,等.肉类制品的质构特性及其研究进展[J]. 食品与机械,2009,25(3):125-128.

[14] 田晓静,王俊.质构分析在肉制品检测中的应用[J].食品安全质量检测学报,2014,5(6):1654-1660.

[15] Lorenzo J M，Pateiro M，Franco D. Influence of muscle type on physicochemical and sensory properties of foal meat [J]. Meat Science, 2013, 94(1): 77-83.

[16] 张立敏.电子束辐照技术对鱼类过敏原活性及质构的影响[D].中国海洋大学,2013:32-34.

[17] 林婉玲,杨贤庆,李来好,等.脆肉鲩质构与感官评价的相关性研究[J].现代食品科技,2013,29(1):1-8.

[18] 朱志伟,李汴生,阮征,等.脆化脆肉鲩与普通鲩鱼鱼肉理化特性比较研究[J].现代食品科技,2007,24(2):109-112,119.

[19] 徐坤华,赵巧灵,廖明涛,等.金枪鱼质构特性与感官评价相关性研究[J].中国食品学报,2014,14(12):190-197.

[20] 王欣欣.罗非鱼片水分冻结率与质构关联性的研究[D].海南大学,2013,20-25.

[21] Savadkoohi S, Hoogenkamp H, Shamsi K, et al. Color, sensory and textural attributes of beef frankfurter, beef ham and meat-free sausage containing tomato pomace [J]. Meat Science, 2014, 97(4): 410-418.

[23] Yang H-S, Choi S G, Jeon J T, et al. Textural and sensory properties of low fat pork sausages with added hydrated oatmeal and tofu as texture-modifying agents [J]. Meat Science, 2007, 75(2): 283-289.

[24] 郭荣荣.甜荞蛋白质组分功能特性评价及对火腿肠质构特性的影响研究[D].华中农业大学,2007,53-60.

[25] Gil M, Ramírez J A, Pla M, et al. Effect of selection for growth rate on the ageing of myofibrils, meat texture properties and the muscle proteolytic potential of m. longissimus in rabbits [J]. Meat Science, 2006, 72(1): 121-129.

[28] Cruzen S M, Kim Y H, Lonergan S M, et al. Effect of early postmortem enhancement of calcium lactate/phosphate on quality attributes of beef round muscles under different packaging systems [J]. Meat Science, 2015, 101(3): 63-72.

[29] 徐慧.酱鸭加工过程中肌肉质构、显微结构以及肌肉蛋白降解的变化[D].南昌大学,2014,22-29.

[30] 张廷焕,陈磊,潘红梅,等.低温嫩化过程中猪肉质构和感官性状的变化[J]. 食品工业科技,2014,35(19):89-92.

[31] Tejerina D, García-Torres S, Cava R. Water-holding capacity and instrumental texture properties of m. Longissimus dorsi and m. Serratus ventralis from Iberian pigs as affected by the production system [J]. Livestock Science, 2012, 148(1-2): 46-51.

[32] 刘太宇.高档牛肉加工技术[M].北京:中国农业出版社,2005,35-50.

[33] 李林强,昝林森,张宝珣.超声辅助氯化钙浸泡处理对牛肉嫩度的影响[J].农业工程学报,2009,25(6):290-295.

[34] 李林强,昝林森.牛肉肌纤维间距与嫩化效果关系的研究[J].食品工业科技,2008,29(12):101-103,197.

[35] Hoseney R C, Smewing J. Instrumental measurement of stickiness of doughs and other foods [J]. Journal of Texture Studies, 1999, 30 (2): 123-136.

Comparisons of Texture Properties of Tissue and Analysis of the Muscle Fibers on Pork, Beef and Mutton

Wang Liang, Zhang Bao-shan, LIN Lin-qiang, LIU Yong-feng

(1.CollegeofFoodEngineeringandNutritionalScience,ShaanxiNormalUniversity,Xi'an,Shaanxi, 710119,China)

The aim of this paper was to study the texture properties and muscle fiber of tissue among pig, cattle and goat. The shear force, texture parameters of pork, beef and mutton were determined by using shear force apparatus and texture analyzer, and the muscle fiber and myofibrillar were described by using environmental morphology and atomic force microscope, respectively. The results showed that the shear forces of beef and mutton were significantly higher than that of pork (P<0.05) , but no significantly difference between them (P>0.05). The displacement stress of beef and mutton were significantly higher than that of pork (P<0.05), and the displacement stress of beef was significantly higher than that of mutton (P<0.05). The hardness of beef was significantly higher than that of pork and mutton (P<0.05), and the hardness of mutton was significantly higher than that of pork (P<0.01). The adhesiveness of mutton was significantly higher than that of pork and beef (P<0.01), and it was significant difference between pork and beef (P<0.01). The springiness of pork, beef, and mutton were not significant (P>0.05), but the gumminess and chewiness of beef was significantly higher than those of pork and mutton (P<0.01), but it was no significant difference between pork and mutton (P>0.05). The resilience of beef and mutton were was significantly higher than that of pork (P<0.05), but it was no difference between beef and mutton (P>0.05). Pig muscle fibers arranged in loose structure, as well as the cattle and goat were on the contrary, and their fibers arranged in the same direction. The muscle fiber diameter and size of myofibrillar fragmentation of them were in the turn: beef>mutton>pork. Importantly, the arrangement structure and diameter of muscle fiber are the two main factors to affect the texture properties of meat.

pork; beef; mutton; texture properties; muscle fiber

2016-00-00

2016-00-00

陕西省科学技术发展计划项目(2014K13-20)；中央高校基本科研业务费专项资金(GK201601007)；陕西省青年科技新星项目(2014KJXX-51)。

王亮 (1971-)，男，陕西陇县人，大学，学士。主要从事食品科学与工程技术研究。E-mail: a454425880@qq.com。

李林强(1971-)，男，陕西扶风人，副教授，博士。主要从事畜产品及功能食品研究。E-mail: lilinq@snnu.edu.cn。

S852.76

A

1001-9111(2016)03-0034-05