宰后牦牛肉水分分布變化與持水性能關(guān)系研究

郭兆斌 余群力 陳 騁 韓 玲 孔祥穎 石紅梅

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院， 蘭州 730070； 2.海北州畜牧獸醫(yī)科學(xué)研究所， 海北 810200； 3.甘南藏族自治州畜牧獸醫(yī)科學(xué)研究所， 甘南 747000)

0 引言

我國(guó)牦牛(Bosgrunniens)占世界牦牛總數(shù)的95%，其種屬和起源不同于任何黃牛、肉牛，是世界三大源種動(dòng)物之一[1]。牦牛具有很強(qiáng)的適應(yīng)寒冷高山牧區(qū)的能力，其肉質(zhì)具有高蛋白、低脂肪、礦物質(zhì)含量高(尤其是鐵)的特點(diǎn)。肉的保水性也稱作持水力(Water-holding capacity，WHC)，是肉用品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。我國(guó)生產(chǎn)的冷鮮牛肉保水性較低，影響牛肉品質(zhì)和貨架期，據(jù)統(tǒng)計(jì)，零售冷鮮肉的汁液流失率為1%～3%，每年僅因汁液流失造成企業(yè)直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)30多億元[2]。

目前用于測(cè)定肉品保水性的常用方法有加壓損失法、近紅外分析技術(shù)、滴水損失法、電導(dǎo)率法等[3]。這些方法表征保水性只能定性反映肉的持水力，而無(wú)法表征肉中不同水分群的存在狀態(tài)及遷移過(guò)程。LF-NMR(低場(chǎng)核磁共振)作為一種新型、快速、無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，是目前研究肌肉中水分分布及遷移最有效的手段之一[4]。通過(guò)弛豫信息測(cè)定肌肉組織持水性，與常規(guī)方法相比具有較高的相關(guān)性，相關(guān)研究通過(guò)測(cè)定肉制品的LF-NMR弛豫信息來(lái)反映肉宰后保水性的變化，以及不同的凍結(jié)、解凍方式對(duì)持水性的影響[5]。

文獻(xiàn)[6]論述了利用LF-NMR技術(shù)研究宰后肌肉中水分的遷移和分布規(guī)律，發(fā)現(xiàn)肌纖維結(jié)構(gòu)顯著影響肌肉中水分分布，肌纖維網(wǎng)絡(luò)外部的水分與保水性有密切的關(guān)系，弛豫時(shí)間可反映肉的持水性。文獻(xiàn)[7]利用LF-NMR研究了蛋白氧化及解凍方式對(duì)牛肉保水性的影響，結(jié)果顯示，新型解凍方法能減緩解凍過(guò)程中肌肉水分狀態(tài)的改變，從而降低解凍損失，提高解凍牛肉的保水性。文獻(xiàn)[8]利用LF-NMR研究了不同處理對(duì)醬牛肉保水性的影響，結(jié)果表明，超高壓處理、加熱處理及未處理在貯藏期均會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量的損失，超高壓處理組及加熱處理組損失分別為4.36%和6.53%，同時(shí)檢測(cè)到3個(gè)明顯的水分群，代表肉中的結(jié)合水、不易流動(dòng)水和自由水3種存在狀態(tài)；核磁成像結(jié)果顯示第0天時(shí)對(duì)照組、超高壓處理組、加熱處理組的圖像依次變亮，表明醬牛肉中自由水的含量依次增多。文獻(xiàn)[9]利用LF-NMR研究冷卻方式對(duì)豬肉保水性的影響，結(jié)果表明，快速冷卻方式可縮短成熟時(shí)間，并且提高肉的保水性。

本文以牦牛肉為研究對(duì)象，以肉牛為對(duì)照，研究牛肉宰后成熟過(guò)程中保水性能指標(biāo)(加壓損失、滴水損失、蒸煮損失、肌原纖維蛋白表面疏水性)的變化規(guī)律，同時(shí)利用LF-NMR技術(shù)分析牛肉宰后水分的分布與遷移，及其與保水性能的關(guān)系，以期為建立和完善肉品保水性理論及肉產(chǎn)品深加工提供指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

試驗(yàn)材料：選取青海百德投資發(fā)展有限公司在相同條件下飼喂的發(fā)育正常、健康無(wú)病、體重相近、年齡在36～48月齡的公牦牛10頭，宰前24 h禁食禁水。同時(shí)以甘肅康美現(xiàn)代農(nóng)牧產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司飼喂的年齡在36～48月齡的肉牛(西門塔爾牛)為對(duì)照。

試驗(yàn)試劑：氯化鉀、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀、氯化鎂、五水合硫酸銅、四水合酒石酸鉀鈉、乙二醇雙(2-氨基乙基醚)四乙酸(EGTA)、氫氧化鈉、溴酚藍(lán)等，分析純，天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

PQ-001型低場(chǎng)核磁共振分析儀，上海紐邁電子科技有限公司；MesoMR23-060H-I型核磁共振成像分析儀，上海紐邁電子科技有限公司；Eppendorf 5417R型低溫臺(tái)式冷凍離心機(jī)，德國(guó)Eppendorf生物公司；TU-1810 型紫外可見分光光度計(jì)，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；YYW-2型應(yīng)變式控制式無(wú)側(cè)限壓力儀，南京土壤儀器廠有限公司；PHS-2C型pH計(jì)，上海雷磁儀器廠；XHF-DY型高速分散器，寧波新芝生物科技股份有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1樣品采集和制備

將上述牛進(jìn)行屠宰，屠宰后取背最長(zhǎng)肌(M.Longissimusdorsi，LL)，除去表面結(jié)締組織，采用聚乙烯收縮薄膜單層包裹。每頭牛取50 g肉樣，用于0 d的樣品，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定表觀持水性(加壓損失率、滴水損失率、蒸煮損失率)，將其余背最長(zhǎng)肌裝入帶有冰袋的保溫盒帶回實(shí)驗(yàn)室，分別取成熟到各個(gè)時(shí)間點(diǎn)(0.5、1、3、5、7 d)的肉樣20 g，測(cè)定牛肉T2弛豫時(shí)間和牛肉核磁共振成像；同時(shí)進(jìn)行表觀持水性的測(cè)定。

同時(shí)取0 d的肉樣，以及成熟到0.5、1、3、5、7 d 的樣品20 g，放入液氮中迅速冷凍，然后置于實(shí)驗(yàn)室-80℃條件下，用于肌原纖維蛋白(Myofibrillar protein，MP)表面疏水性的測(cè)定。

1.3.2加壓損失率

參照文獻(xiàn)[10]的加壓濾紙法測(cè)定。取1 cm厚的肉樣，在其中央用直徑為2.523 cm的取樣器(圓面積為5.0 cm2)在不吸水的硬橡膠板上切取肉樣、稱質(zhì)量M1，將肉樣置于兩層醫(yī)用紗布之間，上、下各墊18層濾紙，置于壓縮儀平臺(tái)上，勻速加壓至343 N，保持5 min，撤除壓力后立即稱肉塊質(zhì)量M2，試驗(yàn)重復(fù)進(jìn)行3次，取其平均值。肉樣的加壓損失率計(jì)算公式為

A=(M1-M2)/M1×100%

(1)

1.3.3滴水損失率

參照文獻(xiàn)[11]的方法測(cè)定。沿著肌纖維方向取20 g左右的牛背最長(zhǎng)肌肉樣，將肉樣吊于聚氯乙烯袋中并系緊袋口，使肉樣不與包裝袋接觸，并懸掛于0～4℃條件下，成熟到相應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)后，取下肉樣，用濾紙瀝干其表面水分后稱量，肉樣的滴水損失率計(jì)算公式為

B=(W1-W2)/W1×100%

(2)

式中W1——肉樣初始質(zhì)量，g

W2——吊掛后瀝干水分的肉樣質(zhì)量，g

1.3.4蒸煮損失率

取50 g左右的肉樣放入蒸煮袋密封，記錄質(zhì)量X1，置于80℃的恒溫水浴中，待肉樣中心溫度達(dá)到70℃并保持20 min，然后將樣本冷卻至室溫(20℃)，記錄質(zhì)量X2，蒸煮損失率計(jì)算公式為

C=(X1-X2)/X1×100%

(3)

1.3.5MP表面疏水性

(1)MP提取

參照文獻(xiàn)[12]的方法并稍作修改。具體操作為：將1 g左右的樣品攪碎后，加入10倍體積的標(biāo)準(zhǔn)鹽溶液(20 mmol/L磷酸鉀緩沖液，0.1 mol/L KCl， 2 mmol/L EGTA，2 mmol/L MgCl2，pH值 6.8)，勻漿(12 000 r/min)15 s，離心(4℃、2 000g)10 min棄上清液，沉淀用8倍體積標(biāo)準(zhǔn)鹽溶液溶解后，4℃離心(2 000g)10 min棄上清液，重復(fù)兩次。沉淀用8倍體積含1% Triton X-100的上述標(biāo)準(zhǔn)鹽溶液溶解后，4℃離心(2 000g)10 min棄上清液，重復(fù)兩次。沉淀用8倍體積100 mmol/L KCl溶液溶解后，4℃離心(2 000g)10 min棄上清液，重復(fù)兩次。沉淀中加4 mL濃度為100 mmol/L的KCl溶液溶解后，用雙縮脈法測(cè)定蛋白含量，用牛血清白蛋白做標(biāo)準(zhǔn)曲線。

(2)MP表面疏水性

參照文獻(xiàn)[13]方法并稍作修改。具體如下：將上述提取的肌原纖維蛋白溶液用磷酸鹽緩沖液調(diào)整質(zhì)量濃度為1 mg/mL，將40 μL 1 mg/mL溴酚藍(lán)溶液(BPB)懸入1 mL的1 mg/mL蛋白溶液，充分混勻，室溫渦旋振蕩10 min，并離心(4℃、4 000g)15 min。空白對(duì)照為1 mL磷酸鹽緩沖液加入40 μL的1 mg/mL BPB，其余操作同上。取上清液稀釋10倍后在595 nm下測(cè)定吸光度。用BPB結(jié)合疏水性殘基的量作為表面疏水性指數(shù)。表面疏水性指數(shù)計(jì)算公式為

S=40(A1-A2)/A1

(4)

式中S——表面疏水性指數(shù)，μg

A1——對(duì)照組的吸光度

A2——樣品的吸光度

1.3.6牛肉水分分布與遷移

參照文獻(xiàn)[14]的方法，使用LF-NMR技術(shù)，通過(guò)檢測(cè)肌肉中氫原子核在磁場(chǎng)中的弛豫特性來(lái)獲得肌肉中水分分布的信息并研究水分流動(dòng)的規(guī)律，具體方案如下：將約2 g樣品放入直徑12 mm、容積1.5 mL的樣品管中，為防止水分蒸發(fā)，用封口膜封口，再放入核磁管中進(jìn)行分析。使用核磁共振分析軟件及CPMG序列采集樣品T2信號(hào)，使用SIRT算法100 000次迭代擬合。T2分布曲線縱坐標(biāo)信號(hào)強(qiáng)度除以相應(yīng)樣品質(zhì)量得到歸一化T2分布曲線。同時(shí)進(jìn)行MRI磁共振成像：使用紐邁核磁共振成像軟件及MSE序列進(jìn)行成像，并用Image-J軟件測(cè)定樣品灰度。核磁共振分析儀參數(shù)：頻率23 MHz，磁體強(qiáng)度0.5 T，線圈直徑為40 mm，磁體溫度為32℃。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)結(jié)果均采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，數(shù)據(jù)均平行測(cè)定3次，用SPSS 22.0軟件進(jìn)行方差分析，用Origin 2018軟件制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 加壓損失率

牦牛肉宰后成熟期加壓損失率的變化如圖1所示。圖中不同小寫字母表示同一種牛肉在成熟過(guò)程中指標(biāo)差異顯著(p<0.05)，**或*表示不同牛種牛肉在每個(gè)成熟時(shí)間點(diǎn)指標(biāo)差異極顯著(p<0.01)或差異顯著(p<0.05)，下同。由圖1可知，在1 d之后，除了第5天牦牛肉加壓損失率顯著高于肉牛(p<0.05)，其余時(shí)間點(diǎn)牦牛肉加壓損失率極顯著高于肉牛(p<0.01)，說(shuō)明宰后肉牛的保水性高于牦牛。隨著時(shí)間的遞增，加壓損失率均呈現(xiàn)先上升后下降的變化趨勢(shì)，宰后0～3 d加壓損失率顯著升高(p<0.05)，第3天達(dá)到最大值，牦牛和肉牛分別為42.10%和34.01%，比0 d分別增加了28.48、21.32個(gè)百分點(diǎn)，3 d后又緩慢下降，并于7 d時(shí)降至37.46%和30.37%。加壓損失越大即肌肉的WHC持水性越差[15]，肌肉內(nèi)部大部分保水性蛋白都存在于細(xì)胞內(nèi)部，這些蛋白質(zhì)對(duì)水分有一定的結(jié)合能力，在宰后貯藏期細(xì)胞內(nèi)的水分不易流出，但是在加壓作用力下，這些水分會(huì)從細(xì)胞內(nèi)流出，可以反映出肌肉細(xì)胞的保水情況[16]。在加壓條件下，氫鍵通常是比較穩(wěn)定的，而疏水相互作用會(huì)受損，同時(shí)對(duì)共價(jià)鍵有一定的影響[17]。在肉類組織中，水是包含在肌肉纖維內(nèi)部和肌纖維之間的，因此，蛋白質(zhì)基質(zhì)內(nèi)外的水分子在蛋白質(zhì)與水的相互作用中起著重要的作用，直接影響肉樣品的WHC。

2.2 滴水損失率

牛肉滴水損失是指畜禽肉僅在重力作用條件下肌肉系統(tǒng)的液體損失，牛肉在貯運(yùn)、 加工過(guò)程中滴水損失現(xiàn)象嚴(yán)重，導(dǎo)致嚴(yán)重的質(zhì)量損耗，品質(zhì)劣變，使肉類加工企業(yè)經(jīng)濟(jì)損失巨大[18-19]。牦牛肉宰后成熟期滴水損失率變化如圖2a所示，在第0天牦牛肉滴水損失率極顯著(p<0.01)高于肉牛，高出了0.58個(gè)百分點(diǎn)；第3天牦牛肉滴水損失率顯著高于肉牛(p<0.05)，高出了0.35個(gè)百分點(diǎn)，其余時(shí)間點(diǎn)無(wú)顯著性變化。宰后牦牛肉在0.5～3 d滴水損失顯著上升，第3天達(dá)到最大值，為3.19%，然后顯著下降；肉牛在0～3 d滴水損失率顯著上升，從0 d的1.38%到第3天達(dá)到最大值，為2.84%，然后顯著下降，第5天和第7天無(wú)顯著性差異。滴水損失受很多因素影響，包括肌肉組織的不同處理方式和生化變化等，目前的研究多集中在肌肉組織結(jié)構(gòu)改變、蛋白修飾和變性導(dǎo)致水分通道的變化，最終導(dǎo)致滴水損失的發(fā)生[20]。

從圖2b可以看出，第3天時(shí)pH值達(dá)到極限pH值，同時(shí)此刻滴水損失率最大，這是因?yàn)殛笈Ｔ缀蠹∪饨┲遍_始，肌肉轉(zhuǎn)變?yōu)槿獾倪^(guò)程中產(chǎn)生乳酸導(dǎo)致pH值下降[21]，pH值降低至蛋白質(zhì)等電點(diǎn)(5.3～5.5)后，蛋白質(zhì)的正負(fù)電荷相等，蛋白質(zhì)相互吸引，靜電荷為零，降低了對(duì)水分的吸引，蛋白溶解度下降，滴水損失增加，此時(shí)水分損失最為嚴(yán)重，保水性最差[22]。同時(shí)過(guò)低的pH值也會(huì)導(dǎo)致儲(chǔ)存水分的蛋白質(zhì)變性、交聯(lián)，另外肌原纖維之間距離減小，肌節(jié)變短，肌纖維空隙面積增大也會(huì)造成水分的流失[23]。

圖2 牦牛和肉牛肉宰后成熟過(guò)程中滴水損失率及pH值Fig.2 Drip loss and pH value of yak meat during postmortem aging

2.3 蒸煮損失率

牛肉蒸煮損失同樣是衡量肌肉保水性的重要指標(biāo)之一，如圖3所示，隨著宰后成熟時(shí)間的增加，牦牛和肉牛背最長(zhǎng)肌的蒸煮損失率呈先增大后減小的趨勢(shì)，并且在整個(gè)成熟過(guò)程中，兩種牛肉的蒸煮損失率無(wú)顯著性差異。宰后0～3 d兩組牛肉蒸煮損失率隨成熟時(shí)間的增加顯著升高(p<0.05)，第3天達(dá)到最大值，牦牛和肉牛分別為42.82%和42.01%，比0 d分別增加了12.36、12.91個(gè)百分點(diǎn)，3 d后又緩慢下降，并于7 d時(shí)降至38.14%和38.99%。整個(gè)成熟過(guò)程中蒸煮損失率先上升，第3天達(dá)到峰值后又下降的現(xiàn)象可能是由于宰后肌肉蛋白質(zhì)變性，肌肉骨架蛋白逐漸降解，結(jié)構(gòu)被破壞，結(jié)合水能力降低，與文獻(xiàn)[24]研究結(jié)果相似。同時(shí)在宰后成熟初期，蒸煮損失率增加也有可能是因?yàn)閜H值下降誘導(dǎo)肌原纖維網(wǎng)格結(jié)構(gòu)收縮，同時(shí)在蒸煮條件下，肌肉蛋白的熱變性作用使肌原纖維緊縮，儲(chǔ)存不易流動(dòng)水的空間變小，部分不易流動(dòng)水態(tài)變?yōu)樽杂伤魇25]。在熱加工過(guò)程中，保水能力主要與肌原纖維蛋白熱變性的程度有關(guān)，最初肌原纖維未完全變性，肌纖維產(chǎn)生的壓力和張力較小，水分溢出較小，隨著蒸煮溫度的升高，肌纖維完全變性而產(chǎn)生較大的壓力和張力，水分不斷溢出，導(dǎo)致蒸煮損失顯著增大。

圖3 牦牛和肉牛肉宰后成熟過(guò)程中蒸煮損失率Fig.3 Cooking loss of yak meat during postmortem aging

2.4 MP表面疏水性指數(shù)

蛋白表面疏水性指數(shù)反映了蛋白質(zhì)的水合特性，可以用來(lái)評(píng)價(jià)WHC對(duì)MP構(gòu)象穩(wěn)定性的影響，蛋白表面疏水性指數(shù)越低，結(jié)合水能力就越強(qiáng)[26]。牦牛肉宰后成熟過(guò)程中MP表面疏水性指數(shù)變化如圖4所示，在第0.5天和第5天牦牛肉MP表面疏水性指數(shù)顯著高于肉牛(p<0.05)；第3天牦牛肉MP表面疏水性指數(shù)極顯著高于肉牛(p<0.01)，高出3.53 μg，其余時(shí)間點(diǎn)兩種牛無(wú)顯著性變化。宰后牦牛肉在0～3 d MP表面疏水性指數(shù)顯著性上升，第3天達(dá)到最大值，為24.75 μg，然后顯著下降；肉牛在0.5～3 d的MP表面疏水性指數(shù)顯著性上升，從0.5 d的14.46 μg到第3天達(dá)到最大值，為21.22 μg，然后顯著下降，第5天和第7天無(wú)顯著性差異。宰后初期MP表面疏水性指數(shù)的增加可能是由于牛肉宰后成熟過(guò)程中存在明顯的蛋白氧化效應(yīng)，羰基含量逐漸增大，蛋白氧化使蛋白質(zhì)發(fā)生交聯(lián)、降解及變性，肌原纖維結(jié)構(gòu)遭到破壞(主要指肌球蛋白和肌動(dòng)蛋白的降解)，導(dǎo)致非極性氨基酸暴露在蛋白質(zhì)表面，從而疏水性指數(shù)增加，肌肉保水性下降，形成汁液流失，降低肉的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和加工品質(zhì)，這與文獻(xiàn)[27]的結(jié)果一致。疏水作用在水體系的分子結(jié)構(gòu)中起著重要的作用，疏水作用的分子基礎(chǔ)是大部分水分子的強(qiáng)內(nèi)聚力，導(dǎo)致疏水基團(tuán)從水中排出，然而當(dāng)兩個(gè)疏水表面從一個(gè)比較大的間距開始接觸時(shí)，自由能將會(huì)大幅下降，因此疏水作用對(duì)保水性的影響是間接的[28]。

圖4 牦牛和肉牛肉宰后成熟過(guò)程中MP表面疏水性指數(shù)Fig.4 Surface hydrophobicity index of yak meat during postmortem aging

2.5 水分分布與組成

使用SIRT算法100 000次迭代擬合得到樣品T2分布曲線。將T2分布曲線縱坐標(biāo)按樣品質(zhì)量歸一化處理得到牛肉樣品的T2弛豫圖譜。牦牛和肉牛肌肉宰后成熟過(guò)程中T2弛豫圖譜如圖5所示。

圖5 牦牛和肉牛肌肉宰后成熟過(guò)程中T2弛豫圖譜Fig.5 T2 relaxation spectrum of yak and beef cattle muscle during postmortem aging

由圖5可知，牦牛和肉牛宰后成熟過(guò)程中肌肉的水分均為3種相態(tài)：結(jié)合水T21(0.01～10 ms)、不易流動(dòng)水T22(10～100 ms)和自由水T23(>100 ms)。圖譜反演后得到牛肉成熟過(guò)程中不同水分群的水分含量信息如表1所示。

利用LF-NMR測(cè)定水分的T2弛豫信息，可以定量分析肌肉中3種狀態(tài)水的分布及組成。結(jié)合水是一種與蛋白質(zhì)通過(guò)靜電引力緊密結(jié)合的組分，占肉類樣品總水分的1%～5%；不易流動(dòng)水是存在于有序的肌纖維蛋白基質(zhì)內(nèi)部的水分，占總水分的90%以上；自由水是存在胞外能自由流動(dòng)的水，是汁液流失的來(lái)源[29]。從表1可以看出，牛種之間，在成熟第3、5、7天時(shí)，牦牛肉P21顯著高于肉牛(p<0.05)，其他2個(gè)時(shí)間點(diǎn)無(wú)顯著變化；牦牛肉在成熟第3天和第7天時(shí)P21顯著高于其他3個(gè)時(shí)間點(diǎn)(p<0.05)，而肉牛P21則是成熟第3天顯著高于其他4個(gè)時(shí)間點(diǎn)(p<0.05)，每1 g蛋白質(zhì)大約可以緊密吸附0.5 g的結(jié)合水[30]，并且結(jié)合緊密，并不會(huì)發(fā)生水分的遷移，因此結(jié)合水不是衡量水分遷移的主要水分群。

表1 牦牛肉宰后成熟過(guò)程中水分分布及組成Tab.1 Water distribution and composition of yak meat during postmortem aging %

注：同一列不同字母表示不同成熟時(shí)間差異顯著(p<0.05)；同一行**或*表示不同牛種在相同成熟時(shí)間差異極顯著(p<0.01)或差異顯著(p<0.05)。

整個(gè)貯藏期，牦牛肉和肉牛P22的變化趨勢(shì)幾乎一致，均為在第0.5、1、5、7天沒(méi)有顯著的變化，而第3天的P22顯著低于第0.5、1、5天的(p<0.05)；牛種之間，牦牛在第3天P22顯著低于肉牛的，其他4個(gè)時(shí)間點(diǎn)無(wú)顯著變化。第3天牦牛肉和肉牛P22最小，說(shuō)明此刻有較多的不易流動(dòng)水轉(zhuǎn)變成了自由水，保水性最差。牦牛肉和肉牛P23在0.5～3 d時(shí)呈現(xiàn)升高趨勢(shì)，第3天達(dá)到最大，牦牛為0.32%，肉牛為0.24%，3～5 d時(shí)P23下降，5～7 d時(shí)P23再次升高；不同牛種之間在5個(gè)時(shí)間點(diǎn)均無(wú)顯著變化。因此牦牛肉和肉牛第3天時(shí)P23最大，說(shuō)明保水性在此時(shí)最差，持水能力最弱，與P22的變化呈顯著的負(fù)相關(guān)。

宰后早期P22減小，一些研究認(rèn)為是由低pH值誘導(dǎo)了肌原纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)收縮而引起胴體(主要指背最長(zhǎng)肌)的物理變化所致，3 d后增大可能是因?yàn)榧∪庠谠缀鬅o(wú)氧條件下引發(fā)的一系列反應(yīng)，使細(xì)胞內(nèi)通透性增加引起了肌絲空間膨脹，使其吸水能力增強(qiáng)，從而胞內(nèi)水增加[31-32]。不易流動(dòng)水和自由水的弛豫時(shí)間延長(zhǎng)，表明水與蛋白質(zhì)的相互作用減弱，導(dǎo)致保水性下降，但是不同水分群之間的轉(zhuǎn)化對(duì)牛肉WHC的影響大于弛豫時(shí)間增加對(duì)牛肉WHC的改善[33]。

2.6 水分空間分布

核磁共振成像是通過(guò)無(wú)損測(cè)定樣品的氫質(zhì)子密度圖譜而反映樣品中水分的空間分布情況。圖6、7為牦牛和肉牛背最長(zhǎng)肌的氫質(zhì)子密度圖譜，這些圖譜中，信號(hào)較強(qiáng)(較亮)的區(qū)域代表樣品中相對(duì)自由的水分(不易流動(dòng)水和自由水)，信號(hào)較弱(較暗)的區(qū)域代表樣品中與蛋白質(zhì)等大分子緊密結(jié)合的水分(結(jié)合水)。本研究中測(cè)定質(zhì)子密度成像時(shí)，成像層面有7層，樣品中間區(qū)域信號(hào)強(qiáng)度高于表層區(qū)域，由于樣品并非規(guī)則的圓柱型，導(dǎo)致表層成像不規(guī)則，因此，核磁共振成像圖譜中間區(qū)域更具代表性，本研究選擇第4層進(jìn)行分析。根據(jù)圖6、7通過(guò)Image-J軟件進(jìn)行圖像分析，計(jì)算出圖像的灰度，可定量表征樣品中的水分含量，如圖8所示。

圖6 牦牛背最長(zhǎng)肌成熟過(guò)程中水分空間分布Fig.6 Water spatial distribution during postmortem aging of yak meat

圖7 肉牛背最長(zhǎng)肌成熟過(guò)程中水分空間分布Fig.7 Water spatial distribution during postmortem aging of beef cattle meat

圖8 宰后成熟過(guò)程中圖像灰度的變化Fig.8 Change of grey value during postmortem aging

灰度的高低能直接表征樣品水分含量的高低，從圖8可以看出，在0.5 d時(shí)，牦牛背最長(zhǎng)肌核磁成像灰度顯著低于肉牛(p<0.05)，其余成熟時(shí)間點(diǎn)牦牛灰度極顯著低于肉牛(p<0.01)，說(shuō)明宰后牦牛背最長(zhǎng)肌保水性低于肉牛。隨著成熟時(shí)間的延長(zhǎng)，兩組牛肉灰度在成熟第5天時(shí)達(dá)到了最大值，顯著高于其他成熟時(shí)間點(diǎn)，分別為牦牛145.03、肉牛156.51；宰后初期灰度在第3天時(shí)最低，分別為牦牛109.44、肉牛124.02，說(shuō)明兩組牛肉宰后成熟到第3天時(shí)肉樣中不易流動(dòng)水的含量最低，保水性最差；第5天時(shí)肉樣中不易流動(dòng)水的含量最高，保水性最好，這與前面弛豫信息中3種水分群的水分含量相吻合。

2.7 水分分布與持水性能的相關(guān)性分析

通過(guò)對(duì)宰后5個(gè)成熟時(shí)間點(diǎn)(0.5～7 d)牦牛肉水分分布和持水性能進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果如表2所示。宰后P21與P22呈極顯著負(fù)相關(guān)(R=-0.997，p<0.01)；P22與P23呈顯著負(fù)相關(guān)(R=-0.933，p<0.05)；P23與滴水損失率(R=0.919，p<0.05)、表面疏水性指數(shù)(R=0.924，p<0.05)呈顯著正相關(guān)；加壓損失率與蒸煮損失率呈顯著正相關(guān)(R=0.949，p<0.05)；滴水損失率與蒸煮損失率呈顯著正相關(guān)(R=0.956，p<0.05)、與表面疏水性指數(shù)(R=0.984，p<0.01)呈極顯著正相關(guān)。P21與P22以及P22與P23都呈極顯著負(fù)相關(guān)，表明肌肉中不同狀態(tài)水之間存在相互轉(zhuǎn)變，P23與滴水損失率及表面疏水性指數(shù)顯著正相關(guān)說(shuō)明自由水是滴水損失產(chǎn)生的主要原因，文獻(xiàn)[34]研究認(rèn)為，宰后成熟過(guò)程中，部分內(nèi)源酶導(dǎo)致蛋白降解，疏水殘基的暴露使得表面疏水性增加，蛋白溶解度降低，進(jìn)而對(duì)宰后不同階段肌肉中不同狀態(tài)水的分布和遷移產(chǎn)生影響，致使肌肉WHC發(fā)生變化。基于LF-NMR的水分分布與持水性能的相關(guān)性分析表明，可以用P23來(lái)表征牛肉的保水性，為建立宰后牦牛肉保水性理論體系奠定了一定基礎(chǔ)。

表2 水分分布與持水性能的相關(guān)性分析Tab.2 Correlation analysis of water distribution and water holding capacity

注：*表示兩種指標(biāo)顯著相關(guān)(p<0.05)；**表示兩種指標(biāo)極顯著相關(guān)(p<0.01)。

3 結(jié)束語(yǔ)

在青海牦牛宰后成熟過(guò)程中，牦牛背最長(zhǎng)肌加壓損失率、滴水損失率、蒸煮損失率和表面疏水性指數(shù)均呈先升高、后降低的趨勢(shì)，相互之間存在顯著的正相關(guān)，第3天保水性能最差，牦牛背最長(zhǎng)肌的保水性低于肉牛。利用LF-NMR技術(shù)分析牛肉水分分布規(guī)律，宰后初期蛋白疏水性增大，P22降低，P23升高，不易流動(dòng)水狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樽杂伤∪獾谋Ｋ灾饾u降低，后期恰好相反，因此兩種水分群的狀態(tài)轉(zhuǎn)變成為影響保水性的關(guān)鍵因素，P23同時(shí)與滴水損失率及表面疏水性指數(shù)呈顯著的正相關(guān)也反映出肉中的自由水是引起保水性變化的直接原因。核磁成像顯示第5天氫質(zhì)子密度最大，保水性最好。