電刺激和吊掛對羊肉貯藏期肉質嫩化效果的影響

賈文婷，盧士玲

(新疆石河子大學食品學院，新疆石河子832000)

新疆羊肉因其味道鮮美，深受廣大消費者的喜愛。但近年來，消費者提出了羊肉的嫩度、保水性差等品質問題，嚴重制約了新疆冷鮮羊肉銷往內地和出口。為提高羊肉的嫩度，人們多采用跟腱吊掛的方式。據報道，如果將臂部用鉤掛起，不但腰大肌受到牽引，而且半腱肌、背最長肌都可受到拉伸作用，可以得到較好的嫩度［1］。Maricha報道H－骨(骨盆)吊掛可以提高羊肉品質［2］。馬儷珍［3］研究了跟鍵吊掛法，通過12～15℃預冷8h，后在0～4℃ 108h成熟的羊肉嫩度較好。而 Hope－Jones 和 Toohey［4－5］分別對牛肉和羊肉采用中壓電刺激，也可以顯著提高其嫩度。因而，許多研究人員提出將幾種嫩化方法聯合使用是否比單一使用效果好，但結果并非如此。Fisher采用電刺激、肌肉拉伸等多種嫩化方法處理牛肉，結果發現聯合使用效果并不顯著［6］。Moller［7］報道將羊肉用電刺激處理后再用肌肉拉伸處理，效果也不顯著。Abdullah［8－9］研究了不同的成熟時間對蒸煮損失和嫩度的影響，結果表明，成熟時間越長(2℃，7d)，其蒸煮損失越小，嫩度也越好。而馬儷珍［3］卻認為在0～4℃會引起冷收縮，將宰后的羊肉直接放入0～4℃環境中嫩度不好。如果不加處理的羊肉在0～4℃保鮮期為3～6d。在中國的許多牛羊肉加工廠，如何解決肉的嫩度已成為主要關注的問題。冷卻排酸作為吸引消費者購買的廣告詞被提了出來。然而，將牛羊肉嫩度作為觀測點來研究宰后工藝流程的研究報道不多，宰后采用什么方式處理以及貯藏的溫度和時間等一系列問題一直未得到很好的解決。如何能縮短成熟的時間，而不影響最終肉的嫩度，需要進一步探討。本實驗采用電刺激和吊掛兩種不同宰后處理方式，并結合0～4℃排酸成熟，測定影響羊肉嫩度的一些相關指標變化，從而尋找最佳的宰后處理方式，為實際生產提供指導方法。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

羊肉 取自新疆石河子市中心農貿市場，為當日清晨宰殺后2h的羊肉。選取背最長肌后分別采用吊掛、電刺激兩種不同方式進行處理;氯化鉀、NaOH、硼酸、氧化鎂、飽和碘化鉀、三氯甲烷、硫代硫酸鈉、淀粉指示劑、鹽酸 均為分析純。

JL－C2電刺激器 上海中勝科教設備有限公司;C－LM3B嫩度剪切儀 東北農業大學工程學院;Neofuge臺式高速冷凍離心機 15R方康發展有限公司;Uvmini－1240紫外可見分光光度計 SHIMADZU CORPORATIDN;H18424NEW pH計 北京哈納科技有限公司;T25－DS25勻漿機 UCTRA－TURRAX。

1.2 實驗方法

1.2.1 處理方式 電刺激處理條件為:畜體的通電電壓為50V(方波)，頻率為13.8Hz，電刺激時間為60s。處理后放入0～4℃冷庫貯藏;吊掛處理即將羊肉樣品懸掛吊至于4℃冷庫貯藏;空白處理為未經任何處理的羊肉樣品。

1.2.2 嫩度的測定 參照國家農業行業標準NY/T 1180－2006進行測定。

1.2.3 蒸煮損失率的測定 取一塊羊里脊肉準確稱量后，以80℃恒溫水浴加熱肉樣中心溫度至40℃，翻轉肉塊，加熱至肉樣中心溫度達到70℃，結束加熱，于0～4℃條件下冷卻12h，再準確稱量。蒸煮損失率計算公式如下:

蒸煮損失率(%)=(肉樣煮制前重量－肉樣煮制后重量)/肉樣煮制前重量×100

1.2.4 pH測定 參照國標GB/T 9695.5－2008進行測定。

1.2.5 揮發性鹽基氮(TVBN)的測定 參照國標GB/T5009.44－2003進行測定。

1.2.6 肌原纖維小片化指數(MFI)的測定 參照Culler的方法［10］，略加修改后進行。取4g剪切好的肌肉(除去肉眼可見的脂肪和結締組織)，在40mL 2℃的MFI緩沖溶液中(緩沖溶液含 100mmol/L KCl、20mmol/L 磷酸鉀、0.1mmol/L EGTA、1mmol/L CaCl2、1mmol/L MgCl2、1mmol/L NaN3，后用 HCl調 pH7.0)，用組織搗碎機搗碎攪勻。勻漿液在1000×g離心10min，將上清液緩慢倒出，沉淀繼續在40mL緩沖液中，攪拌制成懸液，1000×g離心10min。慢慢倒出上層清液。沉淀在10mL的緩沖溶液中制成懸液，通過銅制篩網(20目)以除去結締組織和碎片。肌原纖維懸液的蛋白質濃度根據雙縮脲法測定。然后用MFI緩沖溶液調整懸浮液蛋白濃度為0.5mg/mL，在540nm測吸光度，將所得結果乘以200后便得到羊肉的MFI值。

1.2.7 SDS－PAGE蛋白電泳 2.5g解凍的肌肉勻漿后，加入4倍體積的僵直提取緩沖液(l00mmol/L Tris，10mmol/L EDTA，pH8.3)。均質的溶液 1000 ×g離心20min收集沉淀。沉淀分散在4倍體積的標準鹽溶液(SSS)(100mmol/L KCl，20mmol/L K2HPO4/KH2PO4，2mmol/L MgCL2，1mmol/L EGTA，1mmol/L NaN3，pH7.0)，1000 ×g離心10min收集沉淀，重復三次，在兩次離心之間用高速分散器分散約30s。沉淀重新分散在4倍體積的SSS含1%TritonX－100，而后1500×g離心10min收集沉淀，重復兩次。沉淀加入4倍體積0.1mol/L KCl，1500×g離心10min，重復2次。最后沉淀加入4倍體積0.lmol/L NaCl，1500×g離心10min收集沉淀，得到純化的肌原纖維蛋白。提取的肌原纖維蛋白在24h內用完。

將提取的肌原纖維蛋白樣品與溴酚藍上樣處理液按4∶1體積混合，煮沸5min使蛋白質變性。電泳條件:分離膠濃度為12%，濃縮膠濃度為5%，電壓60V，電泳時間4h。電泳結束后，用考馬斯亮藍染色液染色1h，然后脫色至背景清晰。

2 結果與分析

2.1 不同處理方式對羊肉貯藏期間嫩度變化的影響

從表1可以看出，在相同貯藏溫度條件下，不同處理組，羊肉的剪切力值變化差異顯著(p＜0.05)。隨著貯藏時間的不同，羊肉的剪切力值也呈顯著性差異(p＜0.05)。不同處理組的羊肉剪切力值在貯藏期間均呈下降趨勢。電刺激組在貯藏1d后剪切力值迅速下降到(9.95±0.051)kg/cm2，到第2d時升至(10.47±0.24)kg/cm2，說明此時其肌肉收縮加劇，可能伴隨尸僵的開始。而吊掛組和空白組在第1d時剪切力值下降幅度較小。在貯藏第16d時，電刺激組的剪切力顯著下降，而吊掛組和空白組的剪切力值仍在4kg/cm2以上?？梢娊涍^16d的成熟，電刺激組的嫩度要明顯好于其他兩組。由此可見，經電刺激處理后，羊肉完成僵直解僵和成熟的速度快，剪切力值下降的速度就越快。一方面電刺激處理誘導局部肌漿網鈣離子的過量釋放導致肌肉強直收縮，從而導致了背最長肌超微結構的改變，破壞了肌纖維的物理結構，使肌原纖維的完整性喪失;另一方面，電刺激后的高溫低pH環境提高了肌肉嫩化的內源酶的活性，加快了蛋白質的降解速度，從而改善了肉的嫩度［11］。

表1 不同處理方式對羊肉貯藏期間剪切力的影響(kg/cm2)Table 1 The influence of different processing modes on share force during storage(kg/cm2)

2.2 不同處理方式對羊肉貯藏期間蒸煮損失率的影響

肌肉的蒸煮損失率與其遇冷收縮有著必然的聯系。宰后肌肉的pH下降到等電點，蛋白質的保水性下降，肌肉收縮后，肌動蛋白和肌球蛋白之間的間隙減小，會導致肌肉的保水性下降［7］。實驗結果(表2)表明:隨著成熟時間延長，羊肉的蒸煮損失率呈上升趨勢，這是由于動物死后沒有足夠的ATP解開肌動球蛋白，肌肉處于緊縮狀態，其中空間減少，導致系水力下降，蒸煮損失率上升。隨著成熟時間的延長，尸僵逐漸消失，系水力又重新回升，蒸煮損失減少。與空白組相比，電刺激組和吊掛組均使羊肉的蒸煮損失率增加，其中，電刺激組增加最為明顯。本實驗中，電刺激組經冷收縮和尸僵雙重作用，保水性最差，蒸煮損失率最高。這可能是因為高溫低pH使某些蛋白沉淀變性，失去了本身的保水性，而且由于變性的肌漿蛋白沉淀到肌原纖維上，又進一步使肌原纖維的保水性降低。Channon等人［12］也有低壓電刺激使牛背最長肌汁液損失增加的報道。Klont等［13］的研究表明，糖原酵解較快的肌肉有較大的蒸煮損失，但其未闡明原因，其機理有待于進一步探討。

表2 不同處理方式對羊肉貯藏期間蒸煮損失率的影響(%)Table 2 The influence of different processing modes on mutton cooking loss during storage(%)

2.3 不同處理方式對羊肉貯藏期間pH的影響

畜體正常屠宰后是呈中性或偏弱堿性，pH在7.1～7.3之間［14］。從表3中可以看出，在4℃貯藏條件下，電刺激的羊肉pH由7.1降到了6.03。這一階段也稱為酵解階段，是肌體為了維持宰前狀態的新陳代謝，糖原在缺氧的條件下進行酵解，生成乳酸。第4d時，pH降低到5.8，這一階段稱為僵直階段，主要是ATP的大量消耗。后pH開始回升。隨著時間的推移，pH回升至6.0左右，此時羊肉完成成熟階段，緊接著進入自溶階段。吊掛組至第7d才完成成熟。與吊掛組和空白組羊肉的pH變化相比，電刺激組的羊肉成熟過程比較迅速，pH隨著成熟的過程變化比較明顯，羊肉很快完成了僵直和解僵的過程。電刺激處理加快了宰后胴體ATP的消耗，使肉的糖酵解速率提高大約100倍，較高的糖原酵解速度使肉的pH 下降速度加快［15］。

表3 不同處理方式對羊肉貯藏期間pH的影響Table 3 The influence of different processing modes on mutton pH during storage

2.4 不同處理方式對羊肉貯藏期間揮發性鹽基氮值的影響

由表4可以看出，羊肉在貯藏前3d，不同處理組的揮發性鹽基氮變化差異不顯著(p≥0.05)，隨著時間延長，電刺激組的揮發性鹽基氮含量與吊掛組和空白組的差異顯著(p＜0.05)。對數據進行分析，電刺激組的揮發性鹽基氮數值與吊掛組和空白組的差異顯著(p＜0.05)，在隨后的貯藏期中，電刺激組的揮發性鹽基氮值呈急速上升趨勢。在揮發性鹽基氮數值增高的2次變化中，第一次肉中揮發性鹽基氮含量呈現較平穩的增高變化趨勢，僅肉中自身內環境中的蛋白酶促進蛋白質的水解，產生鹽基氮類含氮物，不會有明顯增高變化。而第二次肉中揮發性鹽基氮含量驟然增高，是由于時間的推移，從空氣中降落的各種微生物開始在肉的表面大量進行繁殖，同時一些蛋白質分解菌產生胞外蛋白酶，還會繼續分解蛋白質。所以在內外環境的共同作用下，肉中的蛋白質等物質，分解產生大量的含氮物。因此使得揮發性鹽基氮的含量大幅度的提高。

2.5 不同處理方式對羊肉貯藏期間肌原纖維小片化指數的影響

肌原纖維小片化指數的值是反映肌細胞內部肌原纖維及其骨架蛋白完整程度的指標。MFI值越大，則表明肌原纖維內部結構完整性受到破壞的程度越大。經研究顯示，MFI值和肉的嫩度密切相關，并將MFI值作為預測肉嫩度的一個重要指標［10］。

不同處理組的羊肉MFI值差異顯著(p＜0.05)。隨著成熟時間延長，MFI值逐漸增加。成熟2和6d時，三組處理均有顯著差異(p＜0.05)，其中以電刺激組MFI值最大。成熟10d時，電刺激組和吊掛組的MFI值均顯著高于空白組(p＜0.05)。說明電刺激處理以及適宜的冷卻方式對于肉的嫩化效果有非常重要的作用，這與Bruee和Ball年研究的結論一致［16］。

表4 不同處理方式對羊肉貯藏期間揮發性鹽基氮的影響(mg/100g)Table 4 The influence of different processing modes on TVBN during storage(mg/100g)

表5 不同處理方式對羊肉貯藏期間肌原纖維小片化指數的影響Table 5 The influence of different processing modes on MFI during storage

2.6 蛋白質降解情況

羊肉的肌原纖維蛋白主要由肌球蛋白重鏈、C－蛋白、a－肌動素、肌動蛋白、肌鈣蛋白T、原肌球蛋白、肌球蛋白輕鏈1、肌鈣蛋白1、肌鈣蛋白C、肌球蛋白輕鏈2 組成［17］。

圖1 SDS－聚丙烯酰胺凝膠電泳圖譜Fig.1 The electropHoresis figure of SDS－PAGE

通過SDS－PAGE蛋白電泳，如圖1所示:電刺激組在貯藏期第6d的25ku左右的蛋白發生明顯降解。吊掛處理組在貯藏第12d時肌球蛋白輕鏈1和肌鈣蛋白1發生降解，生成了小分子的蛋白片段。空白處理組在貯藏第6d時，29ku左右的蛋白發生降解。實驗結果表明，電刺激和吊掛處理可以加速蛋白質降解速率，提高羊肉嫩度。電刺激后的高溫低pH環境提高了肌肉嫩化的內源酶的活性，加快了蛋白質的降解速度，從而改善了肉的嫩度［18］。

3 結論

電刺激和吊掛處理均能不同程度的降低羊肉剪切力值，使羊肉的嫩度得到改善;電刺激在貯藏初期(前3d內)，pH迅速降低，羊肉從尸僵到成熟的時間縮短;電刺激使蒸煮損失率增加，對羊肉的保水性有不利影響;在貯藏期間電刺激組的TVBN值在第7d后呈顯著增高趨勢(p＜0.01)，加速了羊肉的腐敗;肌原纖維小片化指數與羊肉的嫩度密切相關，電刺激和吊掛均能增加羊肉肌原纖維小片化指數值，結合SDS－PAGE電泳圖譜分析，電刺激加快了蛋白質的降解速度。綜上所述，電刺激和吊掛均能夠顯著提高羊肉的嫩度，與吊掛相比，電刺激處理能縮短羊肉的成熟時間，根據目前的研究表明，電刺激只是促進了宰后的嫩化，未經電刺激而貯藏的肉同樣有一個自然成熟的過程。如只是從提高嫩度的角度考慮，對于較長時間貯藏的產品而言，電刺激是沒有必要的。然而隨著肉類工業的發展，電刺激技術能有效防止冷收縮，促進宰后嫩化，且操作相對簡便，有利于流水線生產加工，具有很好的應用前景。

［1］Tarrant P V.Some recent advances and future priorities in reseach for the meat industry［A］.Proceedings of the 44th international congress of meat science and technology，Bar celona，Spain，1998:2－13.

［2］Dhanda J S，Taylor D G，Murray P J.Growth，carcass and meat quality parameters of male goats:effects of genotype and live weight at slaughter［J］.Small Ruminant Research，2003，50:57－66.

［3］馬儷珍，盧智，朱俊玲，等，宰后處理方式對羊肉品質的影響［J］.農業工程學報，2006(2):173－175.

［4］Hope Jones M，Strydom P E，Frylinck L，et al.The efficiency of electrical stimulation to counteract the negative effects of β－agonists on meat tenderness of feedlot cattle［J］.Meat Science，2010，86:699－705.

［5］Toohey E S，Hopkins D L，Stanley D F，et al.The impact of new generation pre－dressing medium－voltage electrical stimulation on tenderness and colour stability in lamb meat［J］.Meat Science，2008，79:683－691.

［6］Fisher.Post mortem manipulation of beef quality［J］.Meat Focus International，1994，3(2):62－65.

［7］Moller A J，Bouton P E，Harris P V，et al.Effect of electrical stimulation on the tenderization of mutton by aging［J］.Journal of Food Science，1987，48:874－877.

［8］Abdullah Y，Abdullah，Rasha I，et al.Effect of slaughter weight and aging time on the quality of meat from Awassiram lambs［J］.Meat Science，2009，82:309－316.

［9］Martínez－Cerezo，Udo C Sa，Panea B，et al.Breed，slaughter weight and ageing time effects on consumer appraisal of three muscles of lamb［J］.Meat Science，2005，69:797－805.

［10］Culler R A，Parrish F C，Smith G C，et al.Relationship of myofibril fragmentation index to certain chemical，physical and sensory characteristics of bovine LD muscle［J］.Food Science，1978，43:1177－1180.

［11］羅欣.電刺激和延遲冷卻對牛肉食用品質影響及其作用機理［D］.南京:南京農業大學，2006:40－45.

［12］Channon H A，Walker P J，Kerr M G，et al.Application of constant current，low voltage electrical stimulation systems to pig carcasses and its effects on pork quality［J］.Meat Science，2003，65:1309－1313.

［13］Klont R E，Barnier V M H，Smulders F J M，et al.Postmorem variation in pH，temperature，and colour profile of veal carcasses in relation to breed，blood heamglobin content and carcass characteristics［J］.Meat Science，1999，53:195－202.

［14］李利.不同溫度處理對羊肉宰后成熟速度和食用品質的影響［D］.呼和浩特:內蒙古農業大學，2003:13－14.

［15］羅欣，黃明，朱燕.電刺激技術在牛肉快速成熟中的應用研究［J］.農業工程學報，2001，17(6):127－131.

［16］Bruce H L，Jones C R，Ball R O.Interactive effects of low voltage electrical stimulation and leg restraint on meat quality of Charolais crossbred steer carcass［J］.Canalian Journal of Animal Science，1990，70:1131－1135.

［17］Syrovy I.Separation of muscle proteins［J］.Journal of Chromatography，1984，300(2):225－47.

［18］Dransfield E.Optimisation of tenderization，ageing and tenderness［J］.Meat Science，1994，36:105－121.