排酸方式对成熟过程中滩羊肉品质和水分变化的影响

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(宁夏大学农学院,宁夏银川 750021)

排酸方式对成熟过程中滩羊肉品质和水分变化的影响

杨文婷,柏霜,罗瑞明*,李俊丽,张同刚

(宁夏大学农学院,宁夏银川 750021)

本研究分别测定经过快速、常规、延迟冷排酸处理后不同时间点滩羊肉的pH、色泽、系水力、冷却失重等指标,运用低场核磁共振仪检测宰后滩羊肉样品水分的变化规律。结果表明:随着成熟时间的延长,延迟冷排酸处理组的pH下降速率较快,L*值先升高后降低,a*值先降低后升高,冷却失重较大,不易流动水的含量较低;快速冷排酸处理组的pH下降速率较慢,系水力呈先增大后减小的趋势,冷却失重较小,不易流动的水分含量较高,且不易流动水的弛豫时间显著高于其他两组(p<0.05);三组滩羊肉的T21、T22、T23、T24的峰面积之间差异显著(p<0.05);低场核磁图像能够快速反应滩羊肉的水分含量。综合指标看,快速冷却排酸处理组羊肉具有冷却失重小、系水力高的优点,明显优于其他两种排酸方式。

滩羊肉,肉品质,低场核磁共振,水分

排酸肉,又叫冷鲜肉,是现代肉品卫生学及营养学所提倡的一种肉品后成熟工艺[1]。羊肉排酸是指羊在被屠宰后,身体内部进行无氧呼吸,产生大量乳酸,在一定的温度、湿度和风速下,使乳酸分解成二氧化碳和水,同时有鲜味物质基苷IMP生成,排酸肉的酸碱度被改变,使肉质鲜嫩,利于人体消化吸收,成为我国城市居民生肉消费的主流[2]。排酸过程是冷鲜肉生产的关键因素,由于冷却排酸工序要严格控制室内温度、湿度及风速,是冷鲜肉加工企业生产过程中能源消耗最大的环节。因此,选择合适的冷却排酸方式,对提高滩羊肉品质和降低企业生产成本具有重要的实际意义。

羊肉的粗蛋白含量为12.8%～18.6%,粗脂肪含量为16%～37%,水分含量为78%[3]。肉中的水分含量与肉品贮藏性呈函数关系,水分多易使细菌、霉菌生长繁殖,水分少易导致肉脱水干缩,使肉品失重及脂肪氧化[4]。目前,关于排酸时间和温度对牛肉、猪肉、兔肉、呼伦贝尔羊肉品质的影响的报道很多,刘佳东研究了宰后冷却牦牛肉排酸过程中肉用品质的变化,结果表明:随着排酸时间的延长,牦牛肉pH上升,亮度增加,红度下降,小片化指数迅速提高并趋于稳定,嫩度提高[5];孙玉杰研究了猪肉排酸时间与温度变化规律,结果表明:经合理排酸的猪肉,肌肉组织趋于酸性,当pH达到5.8～6.4时,肌肉组织变得柔软多汁,经烹调后,肉汤透明而芳香,肌纤维鲜嫩[6];樊金山研究了不同冷却处理对兔肉品质和肌原纤维超微结构的影响,结果表明:快速冷却能加快兔肉温度下降速率,使肉色泽改善,保水性提高[7];陈槟颖研究了不同排酸时间对呼伦贝尔肉羊宰后品质的影响,结果表明:在排酸期间,羊肉pH、蒸煮损失率、剪切力值差异显著(p<0.05)[8]。但排酸方式对滩羊肉品质的影响未见报道。

本研究以宰后滩羊羊腿肉为原料,分别测定经冷却排酸处理后滩羊肉的pH、剪切力、色泽、冷却失重、水分等理化指标,研究不同排酸方式对羊肉成熟过程中品质的影响,为改善滩羊肉品质及选择合适的冷排酸方式提供参考。

1 材料与方法

1.1材料与仪器

滩羊肉(育龄8个月) 由宁夏盐池县大夏牧场清真食品有限公司提供。

MDF-382ECN型低温冰箱 松下冷链(大连)有限公司;AL204型电子天平 杭州万特衡器有限公司;CR-400型自动色差仪 上海图新电子科技有限公司;PHS-3C型数字酸度计 上海光学仪器厂;608-CF型防水式探针温度计 绍兴中仪电子有限公司;NMR20型低场脉冲核磁共振分析 上海纽迈电子科技有限公司。

1.2实验方法

1.2.1 前处理方式 严格按照无菌技术和要求取清真屠宰后的滩羊羊腿肉,剔除筋腱、肌束膜,分割为长×宽×高=15 cm×10 cm×10 cm的块状,放入经过灭菌的PP塑料托盘,用PE保鲜膜包装后进行冷却排酸处理。实验分为A、B、C三组,分别为快速冷却排酸、常规冷却排酸、延迟冷却排酸处理组。

1.2.2 快速冷却排酸 将宰后分割并包装好的羊肉先放入-20 ℃低温冰箱进行快速冷却,当羊肉中心温度达4 ℃时,迅速转移至4 ℃冰箱成熟至宰后7 d。

1.2.3 常规冷却排酸 将宰后分割并包装好的羊肉放入4 ℃冰箱进行冷却,当羊肉中心温度达4 ℃后,羊肉继续成熟至宰后7 d。

1.2.4 延迟冷却排酸 将宰后分割并包装好的羊肉先放入10 ℃冰箱,羊肉中心温度降至10 ℃时,迅速转移至4 ℃冰箱,当羊肉中心温度达4 ℃后,羊肉继续成熟至宰后7 d。

1.3测定指标及方法

1.3.1 pH的测定 参考文献[9]的方法:准确称取5.00 g肉样,先用小刀切成碎末,再用研钵磨成肉泥,边搅拌边将45 mL水逐渐加入研钵内,常温下静置10 min,用数字酸度计测定pH。

1.3.2 色泽的测定 参考文献[10]的方法:切取肉样厚度为1 cm左右的薄片,用手持色差计测定滩羊肉的色泽。采用双面测定法,在滩羊肉的正反两面分别选取三个测量点,三个测量点均匀的分布在最长对角线上,对每个测试点进行三次重复测定亮度值(L*)和红度值(a*)。

1.3.3 系水力的测定 参考文献[11]的方法:切取肉样(10 g左右),用无纺布擦拭其表面水滴后称取质量,离心1200 s(2500 r/min),再用无纺布擦拭其表面水滴后称取质量,按式(1)计算系水力:

式(1)

式中:A-系水力,%;m0-离心前滩羊肉的质量,g;m1-离心后滩羊肉的质量,g。

1.3.4 冷却失重的测定 参考文献[12]的方法:对宰后分割羊肉冷却前称重记为M1,预冷24 h后再次称重记为M2,按式(2)计算冷却失重:

式(2)

式中:WA-冷却失重,%;M1-冷却前滩羊肉的质量,g;M2-冷却后滩羊肉的质量,g。

1.3.5 横向弛豫时间(T2)的测定 低电场核磁共振(NMR)条件参考李斌[13]的测试方法进行。根据肌纤维走向将肉样切为1.5 g左右的块状,放入直径为15 mm的核磁专用管中,再放入分析仪中。横向弛豫时间T2用CPMG序列进行测量,具体测试条件:质子共振频率22.6 MHz,线圈温度 32 ℃,CPMG脉冲序列,τ值200 μs,重复采样3次。

1.3.6 核磁微成像 核磁微成像采用多层自旋回波序列产生的自旋回波图像[14]。

1.4统计分析

每个处理组的实验结果均取3次重复测定的平均值,并以平均值±标准偏差表示,采用Origin 8.0进行绘图,数据采用IBM SPSS Statistics 21.0进行单因素方差分析,用LSD和Duncan对各处理组平均数间进行多重比较,并进行显著性分析,若p<0.05则为差异显著。

2 结果与分析

2.1不同排酸方式对宰后分割羊肉pH的影响

由图1可知,不同排酸方式的pH的下降速率不同。宰后6 h内,快速冷却排酸与常规冷却排酸组的pH分别由6.4下降为6.32和6.16,差异不显著(p>0.05),这是可能由于快速冷却温度较低,抑制了已糖激酶的活性,降低了肌糖原的分解和乳酸的蓄积,使得pH下降速度较慢,进入僵直期的时间延长[15]。而延迟冷却排酸与其它两种冷却排酸方式相比,pH下降速率显著加快(p<0.05)宰后6 h内,pH由6.4降为5.82,宰后16 h内,降为5.42。这是由于延迟冷却排酸的温度较高,使宰后羊肉的内源酶活性下降较少,促进宰后肌肉的糖酵解速率,使pH下降速率增加,加快羊肉进入僵直期。

表1 不同排酸方式对宰后分割羊肉L*和a*值的影响Table 1 Effects of different acid discharge methods on L* and a* values of Tan sheep meat

注:同一列中不同字母表示数值差异显著(p<0.05),A:快速冷却排酸;B常规冷却排酸;C:延迟冷却排酸,表2、表3同。

图1 不同排酸方式对滩羊肉pH的影响Fig.1 Effects of different acid discharge methodson the pH of Tan sheep meat

2.2不同排酸方式对宰后分割羊肉色泽(L*、a*值)的影响

由表1可知,不同排酸方式的滩羊肉在成熟过程中,L*值均呈现先增加后下降的变化。快速冷却排酸的L*值在排酸第3 d时,达到最大,变化趋势由33.90±0.931增加为38.84±1.046,在第7 d时下降为35.57±0.650,快速冷却排酸处理的滩羊肉在成熟过程中L*值与常规冷却排酸对比,第0、1、3 d没有显著差异(p>0.05),第5 d和第7 d时差异显著(p<0.05),表明快速冷却排酸处理在成熟后期使滩羊肉亮度变暗,这与Cristina Alamprese[16]的研究结果相一致,他认为快速冷却会使羊肉的肉色变暗,原因可能是快速冷却排酸处理组肉品先处于-20 ℃下冷却,低温状态水结冰所形成的细小冰晶会破坏蛋白质的空间结构,使得某些蛋白质变性后对羊肉颜色有一定的负面影响。延迟冷却排酸处理组的肉样在成熟过程中,L*值显著高于其他两组(p<0.05),在成熟第1 d和3 d时,L*值显著上升(p<0.05),产生该实验结果的原因是宰后羊肉进入僵直前在较高温度下冷却,加快了宰后肌肉的糖酵解进程,pH下降速率较快,当接近极限pH时,僵直达到最大限度,致使肉色发亮,L*值升高[17]。

随着成熟时间的延长,不同排酸方式下滩羊肉的a*值变化均呈现先降低后升高的趋势,快速冷却排酸和常规冷却排酸组在第1 d时a*达到最小值,分别为12.93±0.475和13.87±0.401,延迟冷却排酸在第3 d时a*值达到最小值,为16.06±0.418。快速冷却与常规冷却排酸之间滩羊肉a*的变化差异不显著(p>0.05),而延迟冷却排酸组的a*值均大于常规冷却和快速冷却排酸组,在第1 d时,差异显著(p<0.05),产生该变化的原因是滩羊肉经排酸处理后,其色泽变化一般受到温度和pH两大因素影响,由于延迟冷却排酸温度较高,促进肌肉中氧合肌红蛋白的形成,使肉色的红度增加[18]。

2.3不同排酸方式对宰后分割羊肉系水力的影响

由图2可知,快速冷却排酸和常规冷却排酸组在第3 d时系水力降至最小值,分别为80.04±0.592和78.51±0.463,延迟冷却排酸组在第1 d时达到最小值为77.31±0.671,然后系水力回升,说明羊肉的保水性增强。随着成熟时间的延长,快速冷却排酸组的系水力值显著高于其他两组(p<0.05),与常规排酸方式相比,延迟冷却排酸组的系水力在第5 d时差异显著(p<0.05),而其他时间不显著(p>0.05)。宰后分割羊肉在成熟过程中,滩羊肉的系水力均呈先下降后上升的趋势,产生这一变化的原因是在僵直前期,随着滩羊肉pH的不断降低,蛋白质的持水力不断降低,第3 d后,快速和常规冷却排酸处理组的羊肉从尸僵阶段进入解僵阶段,肌肉的持水力不断上升[19]。

图2 不同排酸方式对滩羊肉系水力的影响Fig.2 Effect of different acid discharge methodson water system of Tan sheep meat注:同一时间不同组间,不同字母代表差异显p<0.05。

2.4不同排酸方式对宰后分割羊肉冷却失重的影响

表2 不同排酸方式对羊肉冷却失重的影响Table 2 Effects of different acid discharge methodson Tan sheep cooling weight loss

由表2可知,不同排酸方式对羊肉冷却失重的影响不同,且差异显著(p<0.05)。快速冷却排酸的羊肉冷却失重比常规冷却和延迟冷却排酸的羊肉冷却失重分别减小12.10%和16.79%。这可能是由于快速冷却排酸的温度较低,羊胴体温度下降速率增大,在较低环境温度下羊肉表面会形成一层冰膜,减小水分的蒸发[20]。但毛衍伟研究认为快速冷却与常规冷却的冷却失重没有差异性,这可能是由于实验样品是未经分割的羊肉胴体,其温度和pH的下降速率不同所致[21]。

2.5不同排酸方式对滩羊肉内部水分变化的影响

2.5.1 弛豫特性 如图3所示,滩羊肉中有四个T2区间,分别为T21(0～1 ms)、T22(1～10 ms)、T23(10～100 ms)和T24(100～1000 ms),表明肌肉中有4种主要组分的水。其中T21表示弱结合水,T22表示强结合水,也被称为蛋白结合水,占水分含量的5%左右,它的流动性较小;T23表示不易流动的水,占80%,存在于细胞内纤丝、肌原纤维及膜之间,通常肌肉系水力及其变化主要指这部分水,有学者研究表明水分含量的高低直接影响到系水力的大小,两者之间关系呈正相关[22];T24表示自由水,也叫毛细管水,存在于细胞外间隙中,占总水量的15%左右,此类水分可被挤出,造成“汁液滴失”。

图3 不同排酸方式下滩羊肉横向弛豫时间(T2)的分布Fig.3 Distribution of transverse relaxation time(T2)ofTan sheep meat under different acid discharge methods

表3 不同排酸方式对滩羊肉横向弛豫时间(T2)及峰面积影响Table 3 Effects of different acid discharge methods on lateral relaxation time(T2)and peak area of Tan sheep meat

由表3可知,不同排酸方式下滩羊肉横向出峰时间各不相同。冷排酸方式对结合水的出峰时间有显著影响,即T21与T22试样间,A处理组显著高于B、C两组(p<0.05),B组与C组之间差异不显著(p>0.05),产生该结果的原因是这两种状态的水都为结合水,A组为快速冷排酸处理,使宰后羊肉在-20 ℃的环境下预冷,可能会出现肌肉的冷收缩,肌肉收缩是肌动蛋白与肌球蛋白周围水结构的形成与破坏的过程,在肌肉收缩过程中,结合水含量升高[23]。而其他两组相对于A组温度较高,对滩羊肉中蛋白质大分子的影响较小,没有对结合水造成显著影响。

由T23比较可知,A组的弛豫时间显著高于B、C两组,B组与C组之间无明显差异。该区间的水为不易流动的水,主要存在于细胞内生物纤维孔隙和织络结构之间。产生这一结果可能是由于A组的弛豫时间较大,水分与内部底物结合越疏松,肉中的不易流动水和蛋白结合水相互转换,对不易流动水的水分分布产生一定的影响[24]。经冷排酸处理的滩羊肉之间T24差异显著(p<0.05)。造成该结果可能是由于该区间的水为自由水,不同冷排酸处理导致各试样的自由水流失量不同,从而导致了自由水弛豫时间的不同。

各个峰面积占总峰面积的比例可以相应地代表弱结合水、强结合水、不易流动水和自由水含量。由表3可知,三组滩羊肉的T21、T22、T23、T24的峰面积之间差异显著(p<0.05)。T23峰面积占比为A组>B组>C组,这与所测系水力的变化相一致;A组的T24峰面积占比较小,C组的最大,即延迟冷排酸的自由水含量较高,快速冷排酸处理的滩羊肉自由水含量较低,产生这一变化的原因可能是,A试样经历了低温(-20 ℃)到高温(4 ℃)条件的变化,在这个过程中可能会造成肉品的汁液滴失,导致了自由水绝对含量降低[25]。

2.5.2 不同排酸方式下滩羊肉的核磁成像图 图4为A、B、C三组滩羊肉的核磁成像图,该图是样品某一表面的平面图像。根据张文杰等[26]的报道低场核磁技术可以广泛研究水分分布及变化,图像越亮,表明水分含有量越高。由图可知,A组图像的白亮程度最高,其次是B组,最后是C组,该结果与系水力、T23的变化趋势一致,这说明低场核磁图像能够快速反映滩羊肉的水分含量。

图4 不同排酸方式下滩羊肉的核磁成像图Fig.4 Nuclear magnetic imaging ofTan sheep meat in different acid discharge methods

3 结论

延迟冷却排酸处理组的温度较高,使宰后羊肉的pH下降速率增加,加速羊肉进入僵直期,L*、a*显著升高,且冷却失重较大,系水力值较低,不易流动水的含量较低。而常规冷却排酸的羊肉成熟后嫩度较低,且冷却失重较大。

快速冷却排酸处理组的pH下降速度较慢,冷却失重较小,系水力值、不易流动水的弛豫时间显著高于其他两组(p<0.05),不易流动的水分含量较高;快速冷却与常规冷却排酸之间滩羊肉a*的变化差异不显著(p>0.05),L*值在第0、1、3 d无显著差异(p>0.05),第5 d和第7 d时差异显著(p<0.05);在成熟5 d后,快速冷却排酸处理组的羊肉的a*值与其他两组之间并无显著差异,滩羊肉的色泽得到改善。此种冷排酸方式从肉品冷却失重、系水力等指标看,快速冷却排酸处理组优于其他两种排酸方式。另外,核磁成像显示滩羊肉水分含量高,具有良好的应用前景。

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Effectofdifferentaciddischargemethodsontanlambmeatqualityanditsmoistureinmaturingprocess

YANGWen-ting,BOShuang,LUORUI-ming*,LIJun-li,ZHANGTong-gang

(College of Agriculture,Ningxia University,Yinchuan 750021,China)

In this research,effect of different acid discharge methods on tan sheep meat quality,the pH,color,hydraulic system and weight loss of the mutton were measured at different time,the changes of sample moisture were investigated by low field NMR. The results showed that with the extension of the mature time,the decrease rate of pH in the delayed chilled acid treatment group was higher,L*value increased first and then decreased,a*value decreased first and then increased,cooling weight loss was heavier,immobilized water was low. The decrease rate of pH in the rapid cold row acid treatment group was slower,the department of water increased first and then decreased,cooling weight loss was small,easy to flow moisture was higher,and the relaxation time of flowable water was significantly higher than other two groups(p<0.05). The differences of T21,T22,T23and T24among the three groups were significant(p<0.05). Low-field nuclear magnetic images can quickly reflected the moisture content of the beach lamb. Comprehensive indicators showed that,rapid cooling row of acid discharge group of mutton has several advantages over other two groups,and these advantages included low weight loss,high hydraulic capacity.

lamb mutton;meat quality;low field NMR;moisture content

TS251.1

A

1002-0306(2017)19-0040-05

10.13386/j.issn1002-0306.2017.19.008

2017-03-08

杨文婷(1992-)，女，硕士研究生，研究方向：畜产品贮藏与加工，E-mail:yangwenting199209@163.com。

*通讯作者:罗瑞明(1964-)，男，博士，教授，研究方向：畜产品贮藏与加工，E-mail:ruimingluo.nx@163.com。

国家科技支撑计划课题(2015BAD29B05)。