宰后不同冷卻方式對羊肉品質的影響

胡 鵬,孫蘇軍,汝 醫,王維婷,杜鵬飛,王守經,周 萌,柳堯波,*

(1.山東省農產品精深加工技術重點實驗室,山東濟南 250100;2.山東省農業科學院農產品研究所,山東濟南 250100;3.濟南市畜產品質量安全監測中心,山東濟南 250100)

羊肉的品質主要由食用品質、營養品質以及安全品質等組成,其中食用品質決定著羊肉的商品價值,肉的嫩度是食用品質中重要的因素[1]。影響肉嫩度的因素包括宰前因素(品種、年齡、宰前管理等)和宰后處理(冷卻溫度、pH變化、肉的成熟等)[2],其中宰后24 h內的溫度和pH變化是肉食用品質分析的關鍵控制點[3],而且宰后24 h溫度變化對肉食用品質的影響遠大于基因調控[4]。

目前,國內外學者對宰后冷卻溫度對肉品質的影響也做了大量研究。Fields等研究發現將牛胴體在14～19 ℃下放置20h與常規冷卻處理相比,肉的顏色和嫩度評分較高[5];Kim[6]研究表明宰后僵直前期高溫(38 ℃)引起肌節過度收縮,降低了肉的嫩度。還有學者研究認為僵直前期高溫引起蛋白質變性,限制了μ-calpain酶水解蛋白質的活性,降低了隨后的成熟潛力[7]。Devine等[8]研究發現在35 ℃條件下,羊肉的硬度顯著增加,但也有學者研究發現將36 ℃處理的牛肉,嫩度要好于5 ℃或者15 ℃[9]。目前,宰后較高溫度處理對肉嫩度的影響仍存在爭議,對嫩度的影響機制有待深入研究。

本研究以湖羊為研究對象,通過研究宰后不同冷卻方式對羊肉品質的影響,探討宰后較高溫度處理影響羊肉品質的機制,為優化冷卻方式、改善羊肉品質提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

公湖羊選取8月齡,體重為50 kg左右的公湖羊15只,由臨清潤林清真食品有限公司提供;牛血清蛋白、5,5′-二疏代雙(2-銷基)苯甲酸(DTNB)、鹽酸胍、2,4-二硝基苯肼、考馬斯亮藍均為分析純,上海生工生物工程股份有限公司。

MP-120型酸度計 梅特勒-托利多儀器有限公司;T6型紫外可見分光光度計 北京普析通用儀器有限責任公司;CR-400型便捷式色差儀 日本柯尼卡美能達公司;SCR20BC型高速冷凍離心機 湖南平凡科技有限公司;FSH-2型可調高速勻漿機 金壇市鴻科儀器廠;TA-XT2型質構儀 英國Stable Micro Systems公司;No.11063穿刺式溫度計 Deltatrak公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品處理 采用清真方式屠宰后取羊的背最長肌,用滅菌自封袋進行封口,將每只羊的背肌進行編號,放入帶有冰盒的保溫箱中,30 min內帶回實驗室。將帶回的15份羊背最長肌隨機分成3組,每組5份,按照分組分別于0～4 ℃冷卻96 h(常規冷卻);(15±0.5) ℃先冷卻8 h,然后在0～4 ℃條件下冷卻至96 h(延遲冷卻);(25±0.5) ℃冷卻2 h,然后放置在0～4 ℃條件下繼續冷卻至96 h(高溫冷卻),分別于宰后2、8、16、24、48、72、96 h測定羊肉的品質指標,所有樣品均要避光保存。

1.2.2 蒸煮損失率的測定 將肉塊稱重W1后,封口包裝,在80 ℃水浴中加熱至肉塊中心溫度達到75 ℃,保持20 min,0～4 ℃過夜,用濾紙吸干肉塊表面汁液,稱質量,記作W2;按公式計算蒸煮損失率。

蒸煮損失率(%)=(W1-W2)/W1×100

1.2.3 剪切力值的測定 用Warner-Bratzler法測定樣品的剪切力值。樣品水浴加熱至中心溫度75 ℃,保持20 min,0～4 ℃冰箱過夜。用直徑1.27cm的中空取樣器沿肌纖維方向取樣(注意避開筋腱),測定剪切力值(n=6)。

1.2.4 肉色測定 取厚約1 cm,長寬各3 cm左右的長方體肉樣,在空氣中暴露30 min,用便攜式色度儀測定L*(亮度)、a*(紅度)、b*(黃度)值。

1.2.5 菌落總數測定 依照國標GB 4789.2-2016食品微生物菌落總數的測定方法測定。

1.2.6 肌原纖維蛋白氧化指標的測定 肌原纖維蛋白的提取:參考潘君慧[10]的方法提取,并用提取液將蛋白濃度稀釋為2 mg/mL,稀釋后的蛋白溶液用以羰基含量和巰基含量的測定。

羰基含量的測定:參考Levine等[11]方法并略作修改。取0.1 mL 稀釋后的蛋白溶液,然后加入0.5 mL 2 mol/L HCl溶液(含10 mmol/L 2,4-二硝基苯肼),空白樣品中加入0.5 mL 2 mol/L HCl溶液。溶液混勻于室溫下靜置40 min后,再加入0.5 mL 20%的三氯乙酸混勻,于11000×g,4 ℃條件下離心5 min,棄去上清液,沉淀用乙醇-乙酸乙酯溶液(體積比為1∶1)洗滌3次后,再將沉淀懸浮于1 mL 6 mol/L鹽酸胍溶液中,在37 ℃水浴中保溫30 min 后,于370 nm波長下測定吸光值,蛋白羰基含量(nmol/mg)使用摩爾吸光系數22000 L/(mol·cm)計算。

巰基含量的測定:參考李銀等[12]方法并稍作修改。取1 mL稀釋后的蛋白溶液,加入1 mL 50 mmol/L Tris-HCl緩沖液(pH8.3)(含6 mol/L鹽酸胍、1 mmol/L EDTA)及10 μL 100 mmol/L Tris-HCl溶液(pH7.6)(含10 mmol/L DTNB),將上述溶液混勻后室溫下靜置25 min,于 412 nm波長下測定吸光值,巰基含量(nmol/mg)使用摩爾吸光系數13600 L/(mol·cm)計算。

1.3 數據處理

采用SPSS 20.0軟件進行數據分析,測定結果以平均值±標準差表示。實驗數據采用ANOVA進行鄧肯氏(Duncan’s)差異分析,以P<0.05為差異顯著。

2 結果與分析

2.1 不同冷卻方式對羊肉蒸煮損失率的影響

如圖1所示,各組處理的羊肉蒸煮損失率隨宰后時間的延長呈先上升后下降的趨勢,這說明通過羊肉的成熟,保水性均得到改善。宰后2和96 h,延遲冷卻和高溫冷卻處理的羊肉蒸煮損失率均與常規冷卻處理無顯著差異(P>0.05),但產生的原因有所不同,宰后2 h羊肉均處于僵直前期,各處理的保水性相差不大。但宰后96 h,各處理的羊肉處于成熟后期,內源酶釋放并消耗殆盡,肌原纖維蛋白快速降解,羊肉的保水性也趨于穩定;宰后8 h,延遲冷卻和高溫冷卻處理的羊肉蒸煮損失率顯著高于常規冷卻組(P<0.05),至宰后16 h,兩處理組的羊肉蒸煮損失率卻顯著低于常規冷卻組(P<0.05),這可能是延遲冷卻和高溫冷卻處理較高的溫度使羊肉先于常規冷卻處理進入尸僵造成的;宰后24、48、72 h,延遲冷卻和高溫冷卻羊肉蒸煮損失率顯著高于常規冷卻組(P<0.05),這可能由于較高的溫度引起了蛋白變性程度加大而導致羊肉失水率增加,說明延遲冷卻和高溫冷卻顯著增加了羊肉的蒸煮損失率,這與王玉寧等[13]的研究結果一致,而劉騰等[14]研究卻認為延遲冷卻對牛肉的蒸煮損失沒有影響,與本研究相矛盾,可能原因是延遲冷卻溫度、冷卻時間以及冷卻速率等不同所引起的。

圖1 不同冷卻方式對羊肉蒸煮損失率的影響Fig.1 Effects of different cooling methods on cooking loss of mutton

2.2 不同冷卻方式對羊肉嫩度的影響

圖2所示,隨著宰后時間的延長,各處理組的羊肉剪切力值呈現先上升后下降的趨勢,這說明羊肉的成熟顯著改善了嫩度。延遲冷卻和高溫冷卻處理的羊肉剪切力最大值出現在宰后8 h左右,而常規冷卻組的最大剪切力值延后至宰后16 h,這說明延遲冷卻和高溫冷卻加速了羊肉進入尸僵期,隨后進入了成熟過程;宰后16、24、48和72 h,延遲冷卻和高溫冷卻處理組羊肉的剪切力值顯著低于常規冷卻組(P<0.05),這說明延遲冷卻和高溫冷卻處理加快了羊肉的成熟過程,縮短了羊肉的成熟時間,明顯提高了羊肉嫩度;宰后96 h,三組處理之間剪切力值差異不顯著(P>0.05),嫩度趨于穩定,可能成熟處于末期。

圖2 不同冷卻方式對羊肉剪切力值的影響Fig.2 Effects of different cooling methods on shearing force of mutton

2.3 不同冷卻方式對羊肉肉色的影響

肉色是評價羊肉品質的重要指標之一,它主要由肌肉中的肌紅蛋白含量決定的。如圖3所示,隨著宰后成熟時間的延長,羊肉的L*值隨之增大,這表明肉樣因汁液滲出導致表面含水率增高,對光的反射作用增強[15]。高溫冷卻和延遲冷卻處理的羊肉L*值顯著高于常規冷卻處理(P<0.05),這可能是宰后羊肉進入僵直前在較高溫度下進行冷卻,蛋白質發生部分變性對羊肉顏色有一定改善作用;隨宰后時間的延長,a*值均呈現先升高后降低的趨勢,在宰后48 h達到最大值。這說明宰后初期,肌紅蛋白與空氣中的氧氣結合,形成了鮮紅色的氧合肌紅蛋白,a*值升高;隨著宰后時間的延長,氧合肌紅蛋白被進一步氧化成褐色的高鐵肌紅蛋白,a*值降低[16];宰后48 h內,高溫冷卻、延遲冷卻與常規冷卻處理之間羊肉的a*值差異顯著(P<0.05),且溫度越高,a*值越大。這可能是由于較高的溫度導致氧氣消耗速率降低或者增加了高鐵肌紅蛋白還原酶的活性[17]。隨著進一步的成熟,各處理的羊肉a*值趨于一致(P>0.05);不同冷卻方式對宰后羊肉的b*值影響不顯著(P>0.05),隨宰后時間的不斷延長,羊肉的b*值先增加后減小,這與Aalhus[18]的研究結果一致。

圖3 不同冷卻方式對羊肉L*值的影響Fig.3 Effects of different cooling methods on L* value of mutton

圖4 不同冷卻方式對羊肉a*值的影響Fig.4 Effects of different cooling methods on a* value of mutton

2.4 不同冷卻方式對菌落總數的影響

如圖6所示,宰后羊肉的初始菌落總數為4.1lg CFU/g。在宰后2 h,高溫冷卻的羊肉菌落生長較快,達到了5.1lg CFU/g,而延遲冷卻僅為4.5lg CFU/g,對照組(0～4 ℃)生長速度最慢,為4.3lg CFU/g。宰后8～48h,三組的羊肉菌落總數生長速度趨緩,排列順序為高溫冷卻>延遲冷卻>對照組;宰后48～96 h,延遲冷卻組和對照組生長速度沒有明顯變化。而高溫冷卻組羊肉菌落數有個加速增殖的過程,至96 h,菌落總數達6.3lg CFU/g,據報道當肉中菌落數達7～9lg CFU/g時,肉品開始腐敗[19],這說明高溫冷卻處理的羊肉在宰后96h存在腐敗的風險。

圖6 不同冷卻方式對羊肉菌落總數的影響Fig.6 Effects of different coolingmethods on the total number of bacterial colonies in mutton

2.5 不同冷卻方式對羊肉肌原纖維蛋白氧化程度的影響

羊肉蛋白帶有氨基基團的氨基酸側鏈由于受到自由基的攻擊斷裂形成羰基,羰基含量越高蛋白氧化程度越大,它是蛋白氧化的重要指標。由圖7顯示,隨著宰后時間的延長,各處理的羊肉肌原纖維蛋白羰基含量均呈增加的趨勢;宰后2～24 h,三組處理的羊肉肌原纖維蛋白羰基含量差異顯著(P<0.05),且溫度越高,羰基含量越高,肌原纖維蛋白氧化程度越大;宰后48h,高溫冷卻處理組羰基含量顯著高于對照組和延遲冷卻組(P<0.05),而延遲冷卻組與對照組之間差異不顯著(P>0.05);至宰后72和96 h,三組處理的羰基含量趨于一致,無顯著差異(P>0.05)。

圖7 不同冷卻方式對羊肉肌原纖維蛋白羰基含量的影響Fig.7 Effect of different cooling methods on carbonyl content of mutton myofibrin注:不同冷卻方式同一時間柱形圖肩標小寫字母不同表示差異顯著(P<0.05),含相同小寫字母表示差異不顯著(P>0.05);圖8同。

肌原纖維蛋白主要由肌球蛋白和肌動蛋白構成,這兩種蛋白都還有大量的巰基,它是肌原纖維蛋白空間結構的穩定劑,因此通過分析巰基含量的變化可以反映出蛋白質的氧化程度。由圖8可知,不同冷卻方式處理的羊肉肌原纖維蛋白巰基含量隨宰后時間的延長而逐漸減少,宰后2～48 h,三組處理的巰基含量差異顯著(P<0.05),且溫度越高,巰基含量越低。巰基含量的顯著降低可能是由于蛋白質空間結構伸展,使得臨近的-SH相互作用形成二硫鍵[20]。

圖8 不同冷卻方式對羊肉肌原纖維蛋白巰基含量的影響Fig.8 Effect of different cooling methods on sulfhydryl content of mutton myofibrin

3 結論

延遲冷卻和高溫冷卻明顯降低了羊肉的剪切力值,提高了羊肉嫩度,有利于改善羊肉的色澤,但增加了羊肉的蒸煮損失率,對羊肉肌原纖維蛋白氧化有明顯影響,尤其是高溫冷卻,而且考慮到高溫冷卻微生物腐敗的風險因素,延遲冷卻處理更適合宰后羊肉的冷卻,建議將羊肉在(15±0.5) ℃先冷卻8 h,再在0～4 ℃放置72 h,嫩度最佳,而常規冷卻達到此嫩度卻需96 h,延遲冷卻大大縮短了羊肉的成熟時間。