超低壓電刺激和熱剔骨工藝對牦牛肉品品質的影響*

張睿，羅欣，朱立賢，孫寶忠，韓明山

1(山東農業大學食品科學與工程學院，山東 泰安，271018)2(中國農業科學院北京畜牧獸醫研究所，中國北京，100193)3(內蒙古科爾沁牛業股份有限公司，內蒙古 通遼，028000)

牦牛起源于我國，藏語稱Yak，是一個古老的牛種，是我國青藏高原地區特有的畜種資源。牦牛肉營養豐富，而且具有低脂肪、高蛋白、肉色鮮紅等特點，同時還有良好的加工特性［1］。但是，牦牛肉的適口性和嫩度較差［2］。因此，改善牦牛肉的嫩度和適口性成為一個亟需解決的問題。

研究表明，牛肉品質因素包括肉的可口性、持水能力、顏色、營養價值和安全性等［3］。其中，嫩度是消費者購買牛肉制品時十分重視的一項品質指標。影響牛肉嫩度的因素有很多，可概括為宰前因素和宰后因素。宰前因素主要包括品種、年齡、性別、部位、營養狀況和基因調控等，宰后因素主要包括電刺激技術、機械嫩化技術、吊掛和拉伸技術、成熟方式等［4－5］。

熱剔骨工藝相較于冷剔骨在冷卻肉生產加工過程中所具有的優勢已被詳細的研究和闡明。熱剔骨工藝可以降低冷卻過程中大約1.5%的干耗，降低儲藏過程中0.1%～0.6%的滴水損失，減少了50%～55%的冷卻空間，節約40%～50%的能耗［6］。而且，熱剔骨工藝加工的肉制品具有較高的出品率，同時可以節約大量的勞動力和運輸成本［7］。但同時，由于熱剔骨的肌肉在冷卻過程中失去了骨骼對其的約束，從而具有了更高的冷收縮風險，遇冷時收縮更明顯，進而嚴重影響肉的嫩度［8－9］。因此在保證其質量安全的前提下采取有效措施對其肉品品質進行改善是非常必要的。為了降低熱剔骨工藝引起的品質劣變，同時保留熱剔骨工藝降低成本能耗和提高出品率的優點，一個常用的方法是采用電刺激。Hwang等發現屠宰后對胴體進行電刺激，能夠顯著改善肉嫩度［10］。同時，諸多研究表明，電刺激處理可以得到更加鮮亮的肉色［11－12］。

按照電刺激電壓的高低可將電刺激分為3種類型，高壓電刺激(電壓大于500V)、低壓電刺激(電壓在45～90V)和超低壓電刺激(電壓小于 45V)［13］。相對于高壓電刺激，超低壓電刺激同樣具有改善肉品品質的效果，而且超低壓電刺激還具有更高的安全性和可操作性。然而，電刺激在中國的牦牛企業中幾乎沒有應用。如果熱剔骨工藝結合電刺激，能夠在保持熱剔骨工藝優勢的同時，還能保證牦牛肉的食用品質，該加工方式則有廣闊的應用前景和商業價值。

本課研究在分析不同作用時間(1min＆2min)的超低壓電刺激和熱剔骨對宰后牦牛西冷剪切力值、持水力、肉色的影響。同時，研究不同作用時間(1min＆2min)的超低壓電刺激對熱剔骨牦牛肉品質的改善效果。以此促進電刺激和熱剔骨工藝的推廣，提高牦牛肉的肉品品質，提高我國牦牛企業的生產效率，增強我國牦牛企業的市場競爭力。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

隨機挑選6～7歲，體重相近的甘南公牦牛18頭，屠宰前12 h禁食禁水。

1.2 實驗儀器

ES-4型查維斯電刺激儀，查維斯機械制造(北京)有限公司生產;BS224S型賽多利斯電子天平，北京賽多利斯科學儀器有限公司生產;YYW-2型應變式控制式無側限壓力儀，南京土壤儀器廠有限公司生產;TA.XT型質構儀，英國Stable Micro System公司生產;HH-4數顯恒溫水浴鍋，江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司生產;CR-400型色差計，KONICA MINOLTA SENSING，INC(日本)生產;Oakton 300型熱電耦測溫儀，美國Oakton分析儀器有限公司生產。

1.3 實驗設計

牦牛按照伊斯蘭屠宰方式屠宰，生產工藝流程為:

肉牛驗收→宰前休息與禁食→宰前淋浴→刺殺放血→超低壓電刺激(21V，50Hz，0.25A，1min＆2min)→去頭、蹄→剝皮→開膛去內臟→二分體(稱質量:熱胴體量)→0～4℃成熟

選擇18頭6～7歲體重相近的甘南公牦牛，隨機分成3組，每組6頭，分別進行1 min電刺激(ES 1 min)、2 min電刺激(ES 2 min)和未電刺激(對照組)。將所有牦牛左半胴體宰后45 min內進行熱剔骨處理(HB)，0～4℃離體肉成熟3 d，右半胴體進行常規跟腱吊掛處理(AS)，按照目前的常規屠宰工藝，將半胴體0～4℃吊掛成熟3 d。分別在宰后45 min、24、48、72 h，將西冷分割成厚3 cm左右的肉塊，測定牦牛西冷剪切力值、持水力、肉色。

1.4 檢測方法

1.4.1 蒸煮損失的測定

取約200 g的西冷肉塊，精確稱質量計作 m1(g);用熱收縮膜真空包裝后于80℃下蒸煮熟制，直至其中心溫度達到70℃，解開包裝，擦干肉表面水分，晾干，稱質量計作m2(g)，計算蒸煮損失:

1.4.2 剪切力的測定

按照NY/T 1180－2006《肉嫩度的測定 剪切力測定法》。

1.4.3 持水力的測定

按照NY/T 1333－2007《畜禽肉質的測定》。

1.4.4 肉色的測定

厚度不小于1 cm的肉樣新切開橫斷面在室溫下氧合40 min，色差計進行白板校正后，將色差計探頭垂直放在樣品橫斷面上測量，每個肉樣設置3個重復肉樣，每個重復肉樣測定6～9次，取均值作為該重復肉樣的色差值。

1.5 統計分析

采用Excel及SPSS17.0數據統計分析軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 電刺激和熱剔骨對牦牛西冷剪切力值的影響

如表1所示，隨著成熟時間的延長，各處理組牦牛西冷的剪切力值均顯著降低(P＜0.05)。在第0 h時，各處理組之間牦牛西冷的剪切力值均無明顯差異(P＞0.05)。在之后72 h成熟過程中，電刺激1 min結合跟腱吊掛(ES＆AS 1 min)和電刺激2 min結合跟腱吊掛(ES＆AS 2 min)處理組牦牛西冷剪切力值始終低于其他各組，而且2處理組剪切力值差異不顯著(P＞0.05)。電刺激1 min結合熱剔骨(ES＆HB 1 min)和電刺激2 min結合熱剔骨(ES＆HB 2 min)處理組牦牛西冷剪切力值逐漸降低并最終與未電刺激跟腱吊掛(AS)處理組持平。而6個處理組中，未電刺激熱剔骨(HB)處理組牦牛西冷的剪切力值始終高于其余各組。

表1 電刺激和熱剔骨處理對牦牛西冷剪切力值的影響 kgTable 1 Effect of electrical stimulation and hot-boning treatment on shear force values of yak sirloin kg

因此，熱剔骨工藝會對牦牛西冷的嫩度造成較大的負面影響。電刺激能有效的改善牦牛西冷的嫩度，同時可以有效抵消熱剔骨工藝對牦牛西冷嫩度所造成的負面影響。在相同剔骨條件下，電刺激2 min對牦牛西冷的嫩化效果與電刺激1 min處理組差異不顯著(P＞0.05)。

2.2 電刺激和熱剔骨處理對牦牛西冷持水力的影響

由圖1可知，經過不同宰后處理方式處理的牦牛西冷的持水力均呈緩慢上升趨勢。如圖1所示，在第0 d時，各處理組之間牦牛西冷持水力并無顯著差異(P＞0.05)。而在隨后的3 d成熟過程中，ES＆AS 1 min、ES＆AS 2 min和AS處理組牦牛西冷持水力均顯著高于ES＆HB 1 min、ES＆HB 2 min以及HB處理組(P ＜0.05)。在各個時間點，ES＆AS 1 min、ES＆AS 2 min處理組牦牛西冷持水力與AS處理組相比均無顯著差異(P＞0.05)，與之相同，其他3組的牦牛西冷持水力差異也不顯著(P＞0.05)。

因此可知，熱剔骨工藝處理會導致牦牛西冷的持水力下降，增加成熟過程中的水分流失。而2種電刺激處理(1、2 min)均未對牦牛西冷持水力造成影響，而且，電刺激處理并未有效抵消熱剔骨處理對牦牛西冷持水力造成的負面影響。

2.3 電刺激和熱剔骨處理對牦牛西冷蒸煮損失的影響

由表2可知，在成熟過程中，6種不同宰后因素處理的牦牛西冷的蒸煮損失均呈緩慢下降趨勢，在成熟過程中，6個處理組牦牛西冷蒸煮損失均無顯著差異(P＞0.05)。

因此，牦牛西冷蒸煮損失隨成熟時間的延長逐漸降低。電刺激(1、2 min)處理與熱剔骨處理對牦牛西冷蒸煮損失均無影響(P＞0.05)。

圖1 電刺激和熱剔骨處理對牦牛西冷持水力的影響Fig.1 Effect of electrical stimulation and hot-boning treatment on water-holding capacity of yak sirloin

表2 電刺激和熱剔骨處理對牦牛西冷蒸煮損失的影響 %Table 2 Effect of electrical stimulation and hot-boning treatment on cooking loss of yak sirloin %

2.4 電刺激和熱剔骨處理對牦牛西冷肉色的影響

由表3～表5可知，6個處理組牦牛西冷在成熟72 h中L*、a*均呈上升趨勢，而牦牛西冷肉色b*在成熟過程中變化不大。

由表3、表4可知，隨著成熟時間的延長，不同處理組之間牦牛西冷的L*、a*的差異逐漸縮小。在宰后 48 h 內，ES＆AS 1 min、ES＆AS 2 min、ES＆HB 1 min、ES＆HB 2 min處理組牦牛西冷 L*、a*均高于AS和HB 處理組，4個處理組(ES＆AS 1 min、ES＆AS 2 min、ES＆HB 1 min、ES＆HB 2 min)的牦牛西冷 L*、a*值相比均無顯著差異(P＞0.05)。宰后72 h，6個處理組L*、a*、b*均無顯著差異(P＞0.05)。在成熟過程中，AS處理組牦牛西冷的L*、a*值與HB處理組相比差異始終不顯著(P＞0.05)。由表5可知，6個處理組牦牛西冷之間b*值差異均不顯著(P＞0.05)。

因此，電刺激處理可以有效改善宰后72 h內牦牛西冷的L*和a*值，使牦牛西冷肉色顯得更加鮮亮。而熱剔骨工藝對牦牛西冷的L*、a*、b*值均無顯著影響(P＞0.05)。同時，電刺激處理對牦牛西冷的b*值的影響也不顯著(P＞0.05)。

表3 電刺激和熱剔骨處理對牦牛西冷L*的影響Table 3 Effect of electrical stimulation and hot-boning treatment on L*of yak sirloin

表4 電刺激和熱剔骨處理對牦牛西冷a*的影響Table 4 Effect of electrical stimulation and hot-boning treatment on a*of yak sirloin

表5 電刺激和熱剔骨處理對牦牛西冷b*的影響Table 5 Effect of electrical stimulation and hot-boning treatment on b*of yak sirloin

3 討論

電刺激最初是用來防止牛羊肉冷收縮發生導致的韌化［14］，還可以提高肉的顏色和外觀，降低肉的熱環［15］。

本研究結果與前人研究結果基本一致，均表明電刺激有效提高了牛肉顏色的亮度［16－17］。Toohey等的研究結果指出，電刺激羔羊在處理后第1天可以得到更高的a*值［13］。這可能是電刺激處理后，肌原纖維收縮、蛋白質變性程度增加，使肉表面自由水增多，結構變化和外滲水增加了反光。本研究結果表明，熱剔骨工藝對牦牛西冷肉色無顯著影響。然而，Claus和Brown發現熱剔骨工藝會使得肉色發暗［18－19］;Seyfert等則發現熱剔骨處理牛肉在成熟過程的早期，其亮度會有提升［20］。這可能是由于實驗條件，貯藏溫度不同所致，不同貯藏溫度會引起L*不同的變化。

本研究結果與George等一致，盡管電刺激破壞了肌漿蛋白，但肌纖維膜要過較長時間才會變得無法保持水分，因此不用擔心電刺激會增加滴水損失［21］。Li等也發現電刺激作用對于牛肉的持水能力沒有顯著影響［22］。Thomas等研究發現剔骨方式會影響到相應豬肉所制作的香腸的持水能力［23］;Keenan等也發現相對于冷剔骨而言，熱剔骨牛肉的水分含量更低，持水力能力更差［24］。

電刺激作用明顯促進了成熟過程中牦牛西冷剪切力的下降，改善了熱剔骨牦牛西冷的嫩度。與本研究的結論一致，Olsson等指出電刺激有效提高了肉的嫩度［25］。還有研究認為，電刺激不僅可以加速尸僵，增加嫩度，還能減少嫩度的變異［26－27］。與本研究結果相似，Olsson和Koh等研究指出，電刺激可以有效改善熱剔骨工藝所造成的負面影響［25，28］;然而，有些科學家則指出電刺激的應用對肉嫩度的改善效果并不顯著［29］。研究結果的不同，可能是由于電刺激工藝的參數不同所致。

4 結論

超低壓電刺激處理有效改善了宰后3 d牦牛西冷的嫩度，同時有效抵消了熱剔骨工藝對牦牛西冷剪切力值所造成的負面影響。超低壓電刺激處理對牦牛西冷持水力無顯著影響(P＞0.05)，同時并未改善由熱剔骨工藝所造成的牦牛西冷持水力下降。然而，超低壓電刺激結合熱剔骨處理有效改善了牦牛西冷的L*和a*值，而熱剔骨工藝則對牦牛西冷肉色無顯著影響(P＞0.05)。因此，超低壓電刺激在保留熱剔骨工藝優勢的同時，有效改善了熱剔骨工藝對牦牛肉品品質所造成的負面影響，具有較高的商業價值。

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