不同的制樣溫度、方向和剪切速度對豬肉剪切力測定的影響

張廷煥，陳　磊，潘紅梅，王金勇，邱進杰（重慶市畜牧科學院，農業部養豬科學重點實驗室，重慶402460）

不同的制樣溫度、方向和剪切速度對豬肉剪切力測定的影響

張廷煥，陳磊，潘紅梅，王金勇，邱進杰*
（重慶市畜牧科學院，農業部養豬科學重點實驗室，重慶402460）

嫩度是豬肉食用品質的重要影響因素，但目前嫩度評估常用的剪切力缺乏一套標準化的評定方法。本文旨在研究樣品不同制樣方向（肌肉方向、肌纖維方向）、不同水浴溫度（72、80℃）和不同剪切速度（1、2和3 mm/s）對豬肉最大剪切力、硬度和平均剪切力的影響。結果表明：不同的制樣方向、水浴溫度和剪切速度對剪切力測定影響較大，而且肉樣預處理最佳的水浴溫度為72℃，最佳的剪切速度為2 mm/s，最佳的制樣方向為平行于肌纖維方向。本文結果可為制定標準化的豬肉嫩度評定方法提供理論依據。

剪切力，水浴溫度，剪切速度，制樣方向

我國是世界上最大的豬肉消費國，豬肉消費主導了國內肉類生產消費水平，豬肉食用品質的好壞直接關系到肉類的商品價值和人們的生活質量。嫩度是豬肉的食用品質中重要的參考指標，目前，我國主要采用剪切力法評定嫩度指標［1］。但嫩度受到許多因素的影響，不同的肉樣預處理和測量條件都會影響評定結果，而我國在這方面沒有統一規定，造成不同的實驗方法和結果間無可比性［2］。雖然目前豬肉嫩度的研究報道已有很多，但是大多數對豬肉嫩度的評價只是取某一種測定參數，在規范化的測定方法基礎上，系統的研究方法間的差異性報道較少。

目前，利用剪切力儀測定肉品嫩度時，為改善肌肉的成型條件，在取樣前需要對肌肉進行處理。其中加熱對肌肉嫩度有雙重效應，它既可以使肉變嫩，又可使其變硬，這取決于加熱的溫度［3-6］。不同溫度處理對肉的食用品質有重要影響，會造成最終肉樣的嫩度出現差異。Vasanthi指出不同的熱處理溫度對牛肉剪切力值有明顯的影響［7］。黃明研究發現不同熱處理對豬肉的保水性、嫩度、顏色、形狀和pH等都有顯著影響［8］。因此肉樣的熱處理溫度不同會導致研究結果的不同，而肉的剪切力大小主要是由肌原纖維決定［9］，肌原纖維蛋白中的肌動蛋白熱穩定性較高［10］，開始變性溫度為71℃，到83℃時完全變性，這種變性會導致肉的剪切力值上升［11-12］。所以目前常選擇的溫度為開始變性時72℃左右［13］和快變性結束時80℃左右［14］，但兩種溫度沒有明確的統一標準。

豬肉類嫩度測定通常采用豬最后肋骨部位的背最長肌樣品，該塊肌肉成圓柱形，肌肉走向與身體縱軸平行，但其中的肌纖維卻往往與縱軸傾斜一定角度，因此利用圓柱形取樣器制樣過程中就存在取樣方向的問題。早在1978年就有研究表明，平行肌纖維的方向制樣（肌纖維方向）要替代垂直于樣品表面制樣（肌肉方向）［15］，但美國肉類科學協會（AMSA，1995）［16］仍然建議垂直于肌肉方向制樣，Otremba（1999）［17］發現平行肌纖維的方向制樣和垂直于樣品表面制樣對剪切力的測定結果不同，但隨后的研究中這兩種肌肉制樣方向的差異卻很少提及。

剪切力儀測對肉樣進行剪切過程中的速度也沒有統一的標準，肉雞常用的剪切速度約為3或8 mm/s［18-19］，牛肉常用的約3或4 mm/s［17，20］，豬肉剪切速度常使用約1、2或3 mm/s［21-23］，然而鮮有報道來對不同剪切速度測量效果進行評定。

因此，本文針對豬肉剪切力測定過程中不同水浴溫度（72、80℃）、不同制樣方向（肌纖維方向、肌肉方向）以及不同剪切速度（1、2、3 mm/s）對剪切力各指標的影響，達到豬肉嫩度評定方法標準化的目的。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

選擇10頭5～6月齡，體重約100 kg杜洛克×（長白×大約克）雜交商品豬屠宰，現場采集第十至最后肋骨處的背最長肌，除去周邊的脂肪和結締組織，放入干凈的包裝袋，標明編號進行下一步處理。

DK-8D型水浴鍋三孔恒溫水浴公司，用于樣品水浴加熱；TES-1314A型熱電耦測溫儀臺灣泰仕電子，用于測量樣品溫度；TA.XT.plus型物性測試儀英國stable micro systems公司，用于樣品剪切力測定；星星陳列柜冰箱用于冷卻樣品；取樣器用于制作規格相同的樣品。

1.2實驗方法

1.2.1樣品處理取10頭豬的第十至最后肋骨的背最長肌，每塊背最長肌等分成3份，用塑料袋包裹樣品置于水浴鍋中，同時插入測溫儀探頭至肉樣中心，待肉樣中心溫度達到70℃，取出肉樣，放入冰箱冷卻至中心溫度為0～4℃。隨后用直徑為1.27 cm的圓形取樣器鉆切肉樣。

1.2.2水浴溫度設置利用72℃和80℃水浴加熱到肉樣中心溫度達到70℃，其他條件均相同，對不同溫度處理的肉樣進行剪切力測定。

1.2.3制樣方向的設置利用垂直肌纖維走向和垂直肌肉方向兩種方向制，其他條件均相同，對不同制樣方向的肉樣進行剪切力測定。

1.2.4剪切速度的設置利用1、2、3 mm/s的速度對肉樣進行剪切，其他條件均相同，統計不同剪切速度下剪切力測定結果。

1.2.5W-B剪切力（warner-bratzler shearing force）測定剪切力測定參照Chiavaro等的方法［24］，使用TA. XT.plus型物性測試儀加載warner-bratzler剪切刀具對肉樣進行測定。測得刀具切割這一用力過程的力量變化，得到一條剪切力隨距離或時間變化的曲線，根據此曲線分析得到最大剪切力、硬度和平均剪切力［25］。

1.3數據統計分析

對W-B剪切力測定所得到的最大剪切力、硬度和平均剪切力數據進行收集，采用SPSS 12.0軟件（美國SPSS公司）對所收集的實驗數據進行分析，再利用如下公式計算變異系數、重復力和準確性效率。

變異系數（C·V）又稱“標準差率”，是衡量資料中各觀測值變異程度的另一個統計量。其中SD為標準偏差；Mean為平均值。

C·V（%）=（SD/Mean）×100式（1）

重復力（re）是衡量一個數量性狀在同一個體多次度量值之間的相關程度的指標。其中，MSB為單因素方差分析中的組間均方；MSE為單因方差分析中的組內均方；k為每個個體的度量次數。

re=（MSB-MSE）/（MSB+（k-1）×MSE）式（2）

以重復力為基礎，多次度量可提高度量準確性效率（Q），一般情況下，Q達到0.9以上的度量次數為最佳度量次數。

2　結果與分析

2.1不同水浴溫度比較

表1結果表明在最大剪切力、硬度和平均剪切力的重復力方面，72℃的水浴加熱溫度全面優于80℃；在變異系數方面72℃各項指標也表現最佳。從測量的準確性效率上（表2），在相同測量次數下72℃測量最大剪切力、硬度和平均剪切力的準確性效率明顯高于80℃，而且為達到準確性效率90%，72℃下的各項指標最多只需測量3次，但80℃下至少需要測量5次，其中硬度測量10次，準確效率都未達90%。因此以上結果表明，水浴72℃加熱時，肉樣指標測定的重復力高，變異系數小，測量次數少，是最佳的肉樣處理溫度。

表1　不同水浴溫度重復力、變異系數對比Table1　Comparison of different temperature to repeat force and coefficient of variation

2.2不同剪切速度比較

表3結果表明2 mm/s的剪切速度，在最大剪切力和平均剪切力的重復力方面優于其他兩種速度，硬度的重復力高于3 mm/s，略低于1 mm/s；在變異系數方面，2 mm/s的剪切速度僅在硬度指標的變異上略高于1 mm/s的方法，其他指標表現最佳。由表4可知，在測量準確性效率上，相同測量次數下，2 mm/s的最大剪切力和平均剪切力最明顯高于其他速度，硬度略低于1 mm/s，高于3 mm/s。準確性效率達到90%，2 mm/s的最大剪切力和平均剪切力只需要測定1～2次，硬度需4次；1 mm/s的最大剪切力需測定4次，平均剪切力需測定3次，硬度需2次；而3 mm/s的最大剪切力需測量10次，平均剪切力和硬度都需7次。綜合以上結果表明，在利用物性測定儀測定豬肉剪切力時，采用2 mm/s是最佳的剪切速度。

表2　不同水浴溫度測量準確性效率對比Table 2　Comparison of different temperature to the accurate efficiency of the measurement

表3　不同剪切速度重復力、變異系數對比Table 3　Comparison of different shear speed to repeat force and coefficient of variation

2.3不同制樣方式的比較

表5表明在對同一塊肌肉樣品重復測定時，沿肌纖維方向制樣在最大剪切力、平均剪切力和硬度的重復力上優于沿肌肉方向制樣；而在最大剪切力、平均剪切力的變異系數方面肌纖維方向制樣略高于肌肉方向制樣，但硬度指標的變異系數沿肌肉方向制樣的方法較高，反映出這種方法的測試穩定性較差。表6說明在相同測量次數下，肌纖維方向各項指標測量準確性效率均高于肌肉方向。準確性效率達到90%，肌纖維方向最大剪切力和平均剪切力需要測量4次，硬度需3次；肌肉方向最大剪切力需要測量6次，平均剪切力需4次，硬度需9次。因此以上結果表明，在利用背最長肌測定豬肉嫩度時，將肌肉縱向剖開并分辨肌纖維走向后，沿肌纖維方向制樣是最佳的制樣方式。

表5　不同制樣方向重復力、變異系數對比Table 5　Comparison of different orientation to repeat force and coefficient of variation

3　討論

本文結果說明了國內目前研究中所涉及到的肉樣剪切力的測定并不科學，在沒有統一的樣品預處理和測定條件下，實驗結果缺乏可信度，不同的實驗結果和方法間無可比性。

表4　不同剪切速度測量準確性效率對比Table 4　Comparison of different shear speed to the accurate efficiency of the measurement

表6　不同制樣方向測量準確性效率對比Table 6　Comparison of different orientation to the accurate efficiency of the measurement

3.1不同加熱條件對豬肉剪切力的影響

從表1可以看出，72℃的加熱條件在各方面都是優于80℃的，符合王曉宇［2］豬肉加熱條件的研究。不同的水浴溫度之間重復力、變異系數不同，這是因為加熱引起的肉嫩度變化主要源于肉中肌原纖維蛋白和膠原蛋白的熱變性所致，不同的溫度給肌肉中不同蛋白質帶來結構性的變化［10］，而剪切力測量儀器測量結果就是對這種變化的反應，可見，在72℃條件下肌肉蛋白的變化是緩慢的，測定結果更均一，而80℃下肌肉蛋白變化是急劇，相對不均一，從而導致兩種不同加熱條件下，剪切力的重復力、變異系數會出現差異。

3.2不同的剪切速度對豬肉剪切力的影響

在表3、表4中，不同的剪切速度對豬肉的評定結果有差異，而且不同物種（牛、雞、豬）肌肉測定速度也不盡相同［17-23］，這可能跟不同物種肉質質構相關，不同質構在剪切時所產生的阻力不一樣。在測定剪切力的過程中，肌肉內部的阻力會影響儀器測量結果，速度越快，阻力影響小，速度越慢，阻力影響大，都不能反映肌肉的真實情況，從本文來看，2 mm/s速度是豬肉的測量最優剪切速度，這與Hovenier［22］和Van Oeckel［26］關于豬肉剪切速度的研究結果基本一致。

3.3不同的制樣方向對豬肉剪切力的影響

由表3可以知，沿肌纖維方向比垂直肌肉方向制樣效果好，但除了硬度外，不同的制樣方向在其他兩個指標的效果相近，主要是因為背最長肌的肌纖維的方向絕大多數是一致的，兩種不同的制樣方法使得樣品中肌纖維數量基本一致，所以最大剪切力和平均剪切力的較果相近，但剪切方向和肌纖維的角度不相同，所以硬度較果相差較遠，這與Otremba［17］在研究腰肌和半腱肌制樣方向時相一致。

4　結論

在嫩度測定中，不同的水浴溫度、制樣方向和剪切速度對豬肉剪切力測定有較大的影響。通過比較不同的測定條件下剪切力重復力和變異系數，本文發現樣品最佳水浴溫度為72℃，最佳制樣方向為平行于肌纖維方向，最佳剪切速度為2 mm/s，而且這些條件可提高度量準確性效率，減少測量次數。

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Effect of evaluating pork shear force by different sampling temperature，orientation and shear speed

ZHANG Ting-huan，CHEN Lei，PAN Hong-mei，WANG Jin-yong，QIU Jin-jie*
（ChongqingAcademyofAnimalScience，KeyLaboratoryoftheMinistryofAgricultureScienceofPig，Chongqing402460，China）

Tenderness is an important factor affecting food quality of pork，but the shear force as a method of evaluating the tenderness lacks a standardized assessment method.The purpose of this paper was to study the influence of the maximum shear force，hardness，average shear force on different water bath temperature （72℃and 80℃），different orientation（the direction of the muscle fiber and the direction of the muscle）and different shear speed（1，2 and 3 mm/s）.As a result，it was found that different water bath temperature，orientation and orientation had important influence on determination of shear force，and the better water bath temperature was 72℃，the best shear speed was 2 mm/s，the best orientation was parallel to the direction of the muscle fiber.To do this，this paper provides the theory basis to develop standardized methods to evaluate the pork tenderness.

shear force；water bath temperature；shear speed；orientation

TS251.7

A

1002-0306（2016）04-0138-05

10.13386/j.issn1002-0306.2016.04.018

2015－05－04

張廷煥（1988-），男，碩士研究生，研究方向：豬數量與分子育種，E-mail：zhangtinghuan713@163.com。

邱進杰（1978-），男，助理研究員，主要從事獸醫、豬遺傳育種與繁殖方面的研究，E-mail：429482286@qq.com。

重慶市應用開發計劃項目（cstc2013yykfC80003）；國家生豬現代產業技術體系（CARS-36）；重慶市基本科研業務費（11611，14440）。