蒸汽加熱對伊拉兔肉及其蛋白質熱變性的影響

陳紅霞，賀稚非，王 毅，朱慧敏，李洪軍

(西南大學食品科學學院，重慶400715)

伊拉兔是法國歐洲兔業公司在上世紀七十年代末培育成的雜交品系，具有遺傳性能穩定，生長發育快、飼料轉化率高、抗病力強、產仔率高、出肉率高及肉質鮮嫩等特點。伊拉兔75 日齡體重為2.5kg，凈肉量為1.5kg。伊拉兔產仔數高于一般家兔，一般家兔的產仔在6～8 只左右，而伊拉兔能達到9～10 只，多的能達到11～12 只，成活率也一般在95%以上。據專家介紹，其他兔的出肉率一般在50%左右，伊拉兔出肉率在58%～60%，比一般兔子的出肉率高8%～10%左右，肉質鮮嫩，富含卵磷脂、高蛋白、低脂肪，常被稱為“美容”食品［1］。蒸煮是兔肉加工的普遍方式，在這個過程中肌肉受熱收縮失水，導致重量的減少和水分含量的降低以及在加熱后蛋白質的熱變性。在工業生產過程中，蒸煮時間和失水率是很重要的指標，實驗探討兔肉蒸煮過程中的最小損失，達到生產的最大效益［2］。目前，我國對于兔的研究，主要集中在養殖條件［3］、疾病［4-5］和加工工藝［6-7］方面，對兔肉特性的研究較少，特別是加工過程中兔肉的理化指標以及蛋白質的變化規律。本文從蒸汽加熱過程中蛋白質的動態變化入手，研究了熱的傳導、蛋白質的組分在蒸汽加熱過程中的變化規律以及中心溫度升高后失重率和失水率的變化趨勢，以期通過對加熱過程中這一基本變化的研究，對工業生產有一定的指導意義。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

伊拉兔 重慶阿興記食品有限公司統景養兔場購買，品種為伊拉配套系父母代的母兔，北碚農貿市場宰殺去皮去頭去內臟后，運至實驗室-18℃冷凍保存;濃硫酸 重慶川東化工(集團)有限公司化學試劑廠;三氯乙酸、磷酸氫二鈉及磷酸二氫鈉 成都市科龍化工試劑廠;所用試劑均為分析純。

H-2050R 型冷凍離心機 長沙湘儀離心機儀器有限公司;XHF-D 型勻漿機 寧波新芝生物科技股份有限公司;FA1004A 型電子天平 重慶泰瑞儀器有限公司;TP3001 食品中心溫度計 北京飛揚天地科技有限公司;MJ-25BM04A 攪拌機 廣東美的精品電器制造有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 原料的預處理 將伊拉兔胴體在4℃冰箱內放置24h 解凍后，取后腿肌肉，分割成大小適宜的長方塊，并分別編號后裝入保鮮袋，并放置于4℃冰箱備用。

1.2.2 樣品的加熱 將中心溫度計(精度為0.1℃)的探針插入肉塊的幾何中心，然后將肉塊迅速放入已經沸騰的蒸煮鍋中隔水加熱至實驗所需的中心溫度。

1.2.3 傳熱曲線的測定 將后腿肌肉切成6cm ×4cm ×3cm 的長方塊，放入蒸煮鍋后，立刻開始按下秒表開始計時。每隔10s 記下溫度計的讀數，直到肉塊的中心溫度達到80℃。以肉塊的中心溫度對加熱時間作圖，即為此肉塊的傳熱曲線。

1.2.4 樣品的處理 兔肉后腿肌肉切成長為4cm ×3cm ×3cm 的長方塊，分別隔水加熱至中心溫度為20、40、60、80℃后，立即取出并迅速置于冰水混合物中冷卻，中心溫度降至10℃以下后，將肉拿出并用濾紙擦干表面，放置備用。

1.2.5 蛋白質的分離 伊拉兔肌肉的分離參照Visessanguan［8］的方法進行。根據蛋白質的溶解性，將兔肉蛋白分離成非蛋白氮、水溶性蛋白、鹽溶性蛋白、堿溶蛋白和堿不溶蛋白，所有蛋白質和非蛋白氮含量的分析均采用凱氏定氮法。

分離方法如下:精確稱取5g 碎肉機絞碎的肉糜，加入10 倍體積預先冷卻到4℃的提取液A(pH7.5，15.6mmol/L Na2HPO4，3.5mmol/L KH2PO4)，用勻漿機在5000r/min 下勻漿1min(工作10s 停10s)后，在5000r/min、4℃離心下15min，重復此提取過程1 次。合并兩次得上清液，加入50% 三氯乙酸(TCA)使上清液的TCA 濃度達到10%，再用離心機在5000r/min、4℃下離心15min，所得上清液為非蛋白氮(Non-Protein-Nitrogen，NPN)，沉淀為水溶性蛋白(Water-soluble protein)。首次分離所得沉淀的處理:加入10 倍體積預先冷卻到4℃的提取液B(pH7.5，0.45mol/L KCl，15.6mmol/L Na2HPO4，3.5mmol/L KH2PO4)，5000r/min 下勻漿1min(工作10s 停10s)后，在5000r/min、4℃下離心15min。重復操作1 次。合并兩次上清液得鹽溶性蛋白(Saltsoluble protein)。沉淀部分加入10 倍體積0.1mol/L的NaOH 溶液，勻漿后在4℃下放置4h 后，離心(4℃，5000r/min，15min)，所得上清液為堿溶性蛋白(Alkali-soluble protein，ASP)，沉淀則為堿不溶性蛋白(Alkali-insoluble protein)。

1.2.6 蒸煮失重率的測定 肉塊在蒸煮前用濾紙將其表面水分吸干，迅速用電子天平精確稱重，記錄數據。蒸汽加熱后在冰水混合物中冷卻，用濾紙拭干表面水分后，再次用電子天平精確稱重并記錄數據。將試樣加熱前的重量與加熱后的重量的差值與加熱前重量的百分比作為該試樣的蒸煮失重率，按公式(1)計算:

1.2.7 蒸煮失水率的測定 將未加熱和加熱冷卻的試樣，分別用剪刀剪碎，參照國標GB5009.3-2010［9］的方法測定其水分含量。將干燥前的樣品質量與恒重后質量的差值與干燥前的樣品質量的百分比作為試樣的蒸煮失水率，按式(2)計算:

1.2.8 數據分析 采用Microsoft Excel 作圖，SPSS 16.0 進行顯著性分析。

2 結果與討論

2.1 伊拉兔肌肉在蒸汽加熱過程中的傳熱曲線

肉塊在加熱過程中表面最先受熱，很快達到蒸汽溫度，在肉塊表面和內部產生了很大的溫度梯度，使得熱量由表面向內部傳遞，使中心溫度升高。熱傳遞速度與肉的種類、肉塊大小以及加熱方式等有關。

由圖1 可以看出，隨著加熱時間的延長，肉塊中心部位的溫度不斷升高。在開始加熱時，溫度升高的速度較慢，可能是由于表面到中心有一定的距離，熱量從表面傳遞到中心需要一定的時間。隨著時間的推移，中心溫度的升溫速度增大，之后又維持比較穩定的升溫速度一直到中心溫度達到45℃左右，中心溫度開始大幅升高。當中心溫度接近80℃時，升溫速度緩慢，達到80℃之后溫度升高進一步減緩。加熱后期升溫速度之所以減緩一方面可能是因為加熱使表面的蛋白質變性，產生了不溶性的凝膠，阻礙了熱量從表面向中心傳遞［10］，另一方面可能是表面溫度和中心溫度的溫差減小，使得升溫速度減慢。

圖1 伊拉兔大腿肌肉的傳熱曲線Fig.1 Heat transfer curve during steam cooking of IRA rabbit muscle

2.2 加熱對伊拉兔肌肉蛋白質的影響

伊拉兔鮮肉中含非蛋白氮較多，為2.01g/100g濕基，遠高于孫麗等［11］報道的金槍魚680mg/100g 濕基的非蛋白氮含量。非蛋白氮主要是由游離氨基酸、核苷酸和小分子的多肽組成，而這些成分是肉類食品的主要成味物質，一般說來，非蛋白氮含量越高，風味越好［12-13］，所以兔肉的風味很好。兔肉蛋白中水溶部分含氮量(包括非蛋白氮和水溶性蛋白)占總蛋白氮的25.2%，兔肉做湯滋味豐富、營養價值高;兔肉中的總基質蛋白(包括堿溶蛋白部分和堿不溶性蛋白部分)含量占總蛋白質的74.8%，這部分決定了兔肉的加工性質和質地［13］。

由表1 可以看出，在蒸汽加熱過程中，隨著中心溫度的升高，堿溶蛋白的含量不斷增加，水溶性蛋白、鹽溶性蛋白和堿不溶性蛋白的含量不斷減少，而非蛋白氮的含量隨溫度的升高先增加再減小。隨著加熱的不斷進行，中心溫度的不斷升高，各蛋白質組分的含量有了明顯的變化，其中以水溶性蛋白、堿溶性蛋白和堿不溶蛋白的變化最為明顯。當中心溫度達到80℃后，水溶性蛋白、鹽溶性蛋白和堿不溶蛋白比未加熱樣品分別減少了92.6%、68.4%和67.3%，堿溶性蛋白則增加了200.91%，而非蛋白氮的含量先增加后減少，并且加熱到不同中心溫度后，同一組分的蛋白質含量具有顯著性差異(p ＜0.05)。產生這些變化的原因是水溶性的的肌漿蛋白和鹽溶性的肌原纖維蛋白因為受熱而變性，使其不溶于水而減少［14］，而溶于0.1mol/L 的NaOH，使堿溶性蛋白增加。同時隨著溫度的增加，膠原蛋白受熱變性與熱收縮，也促使堿溶性蛋白含量隨溫度增加而增加，而堿不溶性蛋白含量則減少［15］。非蛋白氮的含量在受熱過程中先增加，這主要是分子量較大的肌漿蛋白分子受熱降解成多肽、氨基酸和小分子物質的結果［16-17］，隨后減少是因為溶出的這些小分子物質隨著水分的散失而溶出。

2.3 加熱對伊拉兔肌肉重量的影響

肉類在加熱過程中，重量有明顯的減輕［18］，引起這種現象的原因是可溶性氮化合物溶出，脂肪分離和水分流失，其中影響最大的是水分流失，即脫水現象。加熱發生脫水現象，是肌肉受熱收縮而排出水分，同時，蛋白質的保水性也因加熱而減弱，形成易脫水的狀態。各種肉類受熱的減輕程度，因加熱溫度、時間和肉的重量等不同而有所差異。

從圖2 可以看出，在蒸汽加熱過程中，隨著中心溫度的升高，兔肉肌肉的蒸煮損失率不斷增加。加熱初期失重不明顯，隨著溫度的升高，加熱失重率越來越大。當中心溫度到達60℃時，失重率達到12.98%不到總失重率的一半，失重主要發生在60～80℃之間，失重率為15.21%，占總失重率的52.97%。

圖2 蒸汽加熱過程中伊拉兔后腿肌肉的失重率的變化Fig.2 Rate of mass loss during steam cooking of IRA muscle

加熱初期失重率緩慢上升，原因是伊拉兔大腿肌肉表面溫度很快到達蒸汽溫度，并向肌肉中心傳遞熱量，表面及接近表面位置的蛋白質受熱變性并將游離水釋放出來，從而重量減輕。當中心溫度到達60℃時，兔肉肌肉大部分到達了變性溫度，肌球蛋白開始變性，肌纖維收縮，在細胞中產生機械力促使被釋放出來的水分從中心遷移至表面，同時，肌纖維的收縮使得從中心到表面的距離縮短，這些作用加速了水分的釋放［10］。

2.4 加熱對伊拉兔肌肉水分含量的影響

從圖3 可以看出，隨著中心溫度的不斷升高，兔肌肉的水分含量不斷減少，加熱前的含水量為78.85%，加熱到中心溫度80℃后，降至了72.68%，總共下降了6%左右，降低幅度不明顯。

從圖4 可以看出，在蒸煮過程中，隨著中心溫度的不斷升高，伊拉兔大腿肌肉的失水率和失重率的變化趨勢是相同的，即隨著中心溫度的升高，伊拉兔大腿肌肉的失重率和失水率不斷增加，不同中心溫度下，失重率有顯著差異，失水率沒有顯著差異(p ＜0.05)。在整個加熱過程中，失重率均高于失水率，這是因為肌肉在受熱失重時，流失的汁液不僅包含水分，還有脂肪、蛋白質小分子等物質［19］，中心溫度在0～20℃時，失重損失主要來自水分流失。

表1 不同中心溫度處理下伊拉兔肌肉各蛋白質組分的含量(g·100g -1濕肉)Table 1 Composition of IRA muscle protein at different temperature(g·100g -1wet)

圖3 伊拉兔肌肉在不同中心溫度下的水分含量Fig.3 Moisture content of IRA rabbit muscle at different cook temperature

圖4 失重率和失水率的比較Fig.4 Rate of mass and moisture loss during steam cooking of IRA rabbit muscle

3 結論

3.1 伊拉兔肌肉在蒸煮過程中，中心溫度隨著加熱時間的延長而不斷升高。在蒸煮后期升溫速率較快，在中心溫度達到80℃后，升溫變得很緩慢。

3.2 在加熱過程中，蛋白質各組分發生了明顯的變化，水溶性蛋白、鹽溶性蛋白和堿溶性蛋白都隨著中心溫度的升高而不斷減少，非蛋白氮和堿不溶性蛋白的含量隨著中心溫度的升高而升高，且呈顯著性變化(p ＜0.05)。

3.3 在加熱蒸煮過程中，樣品的重量和含水量隨著中心溫度的增加而減少。失重率在實驗測定的五個中心溫度點呈顯著性變化，失水率的變化不顯著(p ＜0.05)。在升溫的后期，即中心溫度60～80℃之間，失重率達到了總失重的52.97%;在加熱的最后階段，在原料肉快速失重的同時水分也快速流失。

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