木瓜蛋白酶處理對牛肉品質影響的研究

白玲燕

（北京可佳食品配料有限公司，北京 100176）

牛肉蛋白質豐富，脂肪含量少，營養豐富、風味獨特、味道鮮美，民間傳言常吃牛肉可以改善人們的體質，能提高機體抗病能力。嫩化和賦味增香為牛肉加工兩大問題。通常牛肉嫩化策略有機械嫩化、滾揉嫩化、排酸嫩化、化學法嫩化和生物法嫩化等。在牛肉加工中還可以使用添加劑來改善肉品的質構，比如添加木瓜蛋白酶、復合磷酸鹽等。木瓜蛋白酶為含疏基肽鏈內切酶，在酸性、中性、堿性環境下均能分解蛋白的酶[1]，能適當降解結締組織、膠原蛋白及彈性蛋白，具有增脆、化渣、保水和潤色等作用。本文以質構特性和感官品質為指標，考察木瓜蛋白酶對牛肉嫩化的影響，進一步控制牛肉質構化條件，使處理過的牛肉消化吸收營養品質更高，從而提高食用者的機體抗病能力。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器設備

牛肉（市售）、木瓜蛋白酶、復合磷酸鹽、五香料液；電磁爐、蒸鍋、冰箱、電子天平、電子分析天平、電熱恒溫水浴鍋、燒杯（50 mL）、玻璃棒、保鮮膜、刀、砧板、吸管、量筒（50 mL）。

1.2 試驗方法

1.2.1 牛肉嫩化和腌制

牛肉100 g，五香料液20 mL，鹽29 g，味精0.59 g，黃酒2 mL，醬油1 mL，醋1 mL，姜0.59 g，添加不同量的木瓜蛋白酶，將以上腌制材料和嫩化的木瓜蛋白酶充分溶解，并水浴加熱到對應的不同處理溫度備用。

1.2.2 嫩化溫度不同對牛肉品質的影響

添加1.5 mg/kg的木瓜蛋白酶，嫩化時間3 h，蒸煮時間30 min，添加磷酸鹽0.15 g，在其他工藝條件不變的條件下，針對不同的嫩化溫度（40 ℃、45 ℃、50 ℃、55 ℃、60 ℃和65 ℃）進行試驗，研究嫩化溫度對牛肉感官品質和質構的影響。

1.2.3 嫩化時間不同對牛肉品質的影響

添加1.5 mg/kg的木瓜蛋白酶，嫩化反應溫度50 ℃，蒸煮時間30 min，添加磷酸鹽0.15 g，在其他處理條件相同情況下，嫩化處理不同時間（2 h、3 h、4 h、5 h、6 h和7 h），研究嫩化處理時間對牛肉質構特性和感官品質的影響。

1.2.4 磷酸鹽的添加量對牛肉保水品質的影響

添加1.5 mg/kg的木瓜蛋白酶，嫩化反應溫度50 ℃，嫩化時間4 h，蒸煮時間30 min，其他處理條件相同，以不同的磷酸鹽的添加量（0.11 g、0.13 g、0.15 g、0.17 g、0.19 g和0.21 g）進行嫩化處理，研究磷酸鹽的添加量對牛肉質構特征和感官品質的影響。

1.2.5 蒸煮處理時間對質構特性和感官品質的影響

嫩化處理溫度50 ℃，木瓜蛋白酶添加量1.5 mg/kg，嫩化時間4 h，添加磷酸鹽0.17 g，在其他處理條件相同情況下，以不同的蒸煮時間（30 min、35 min、40 min、45 min、50 min和55 min）進行嫩化處理，研究蒸煮時間對牛肉質構特性和感官品質的影響。

1.2.6 牛肉的TPA測定方法

TPA全質構分析將牛肉樣品切成厚約5 cm的塊狀，置于質構儀探頭下，分析其樣品質構。使用探頭P/50，試驗前速2.0 mm/s，試驗速度10.0 mm/s，返回速度10.0 mm/s，測試距離30 mm。

1.2.7 牛肉的感官評定標準

牛肉感官評價標準見表1。

2 結果與分析

2.1 木瓜蛋白酶添加量對牛肉硬度和感官品質的影響

在嫩化溫度55 ℃條件下嫩化處理3 h，考察木瓜蛋白酶不同添加量的影響，其中木瓜蛋白酶的酶活力為800 000 U/g，結果如表2所示。隨著木瓜蛋白酶添加量的增加，牛肉的硬度呈現先下降后上升的趨勢，這說明牛肉中的結締組織、彈性蛋白以及結構較復雜的膠原蛋白等，在木瓜酶的作用下進行了不同程度的降解，牛肉中的肌纖維結構在一定的程度上受到了破壞，溶解性和保水性提升，使牛肉的嫩度提高，到達提高適口性的效果。但是隨著木瓜蛋白酶添加量進一步上升，水解活性增強，牛肉的感官品評分呈現下降趨勢，可能是因為添加量過多而使蛋白質過分水解，生成了低分子小肽氨基酸類小分子物質。這些物質很容易被微生物利用，導致牛肉腐敗變質加速，影響牛肉的貯藏，而且肉質過度軟化，使得保水性降低，營養品質也劣變，牛肉的感官品質受到影響而且產品得率也降低。另外，據報道在使用木瓜蛋白酶時應該進行酶的活化，如加入一定量的復合磷酸鹽，可以增加外源性Ca2+，使得Ca2+濃度升高，增強木瓜蛋白酶活性[2]。

表2 木瓜蛋白酶添加量對牛肉嫩化品質的影響

2.2 木瓜蛋白酶在不同的嫩化溫度下對牛肉品質的影響

考察不同嫩化溫度對牛肉質構特征和感官品質的影響，木瓜蛋白酶添加按上面試驗最佳結果1.5 mg/kg，嫩化處理時間選擇為3 h，其他加工條件保持不變，嫩化試驗結果如表3所示。隨著木瓜蛋白酶處理溫度的提升，在一定程度上，牛肉的嫩化效果呈現升高的趨勢，溫度超過50 ℃后，嫩化速度又開始呈現逐漸降低趨勢?？梢酝茰y，因為木瓜蛋白酶屬于分解蛋白質的酶類，有最適酶反應溫度，由表3數據結果可以得出，在嫩化溫度為40～50 ℃時，牛肉的硬度隨著溫度的升高而逐漸下降，木瓜蛋白酶嫩化效果十分明顯；當嫩化溫度大于50 ℃時，牛肉的硬度反而升高。由表3可以看出，在溫度為50 ℃時得到的感官品評得分最高，由此可見，木瓜蛋白酶處理牛肉最佳嫩化溫度為50 ℃，在此溫度條件下，牛肉的嫩化保水效果較好，可以取得較為合適的硬度和較佳的感官評分。

表3 木瓜蛋白酶的嫩化溫度對牛肉品質的影響

2.3 木瓜蛋白酶在不同的嫩化時間下對牛肉品質的影響

由前面單因素試驗明確木瓜蛋白酶添加量1.5 mg/kg，處理溫度為50 ℃，保持其他工藝條件不變，研究不同嫩化時長對牛肉質構特征和感官品質的影響，試驗結果見表4。

由表4發現，隨著木瓜蛋白酶處理時間的延長，牛肉嫩化效果呈現隨著時間先增加而后逐漸降低的趨勢。牛肉嫩化是一定程度的水解，酶解一定程度上會破壞肌纖維細胞及其肌間結締組織，分離肌動蛋白和肌球蛋白，破壞肉的原有結構，改變保水性和黏著性[3-6]。木瓜蛋白酶嫩化有最適反應時間，從表4可知，嫩化時間為2～4 h時，硬度隨著嫩化時間的增加而逐漸下降，木瓜蛋白酶嫩化效果十分明顯，當時間大于5 h時，硬度升高。在嫩化時間為4 h時，得到的感官品評得分最高，由此可見，木瓜蛋白酶的最佳嫩化時間是4 h，在此條件下牛肉的嫩化最好，可以取得最佳的品評效果。

表4 木瓜蛋白酶的嫩化時間對牛肉品質的影響

2.4 磷酸鹽添加量對牛肉質構和感官品質的影響

嫩化溫度為50 ℃，嫩化時間4 h，添加木瓜蛋白酶

1.5 mg/kg，其他條件不變，添加不同量的磷酸鹽，進行試驗，研究磷酸鹽添加量對牛肉質構和感官品質的影響，結果見表5

由表5發現，隨著磷酸鹽的量的增加，在0.11～0.17 g時，牛肉的嫩化程度呈現先增加后降低的現象，稍有嫩化效果，但是變化幅度不大；添加量超過0.17 g后，嫩化速度逐漸降低。磷酸鹽的使用，可以增加肉制品的保水性，改善肉品的嫩度。磷酸鹽是具有緩沖作用的堿性物質，可以提高肉制品的pH，并且可以通過協助肌球蛋白和肌動蛋白溶解以及提高肉制品的保水性來改善嫩度[7-10]。牛肉的硬度隨著磷酸鹽添加量增加而逐漸下降，磷酸鹽嫩化效果不明顯，磷酸鹽添加量對感官品評得分效果不明顯，由此可見，磷酸鹽對于牛肉的嫩化無太大影響。

表5 磷酸鹽添加量對牛肉品質的影響

2.5 不同蒸煮時間對牛肉品質的影響

木瓜蛋白酶的添加量為1.5 mg/kg，嫩化溫度50 ℃，嫩化時間4 h，磷酸鹽添加量0.17 g及其他工藝條件固定，在不同的蒸煮時間下進行試驗，研究蒸煮時間對牛肉質構和感官品質的影響，結果見表6。隨著蒸煮時間的增加，在一定范圍內，牛肉的嫩化效果隨著蒸煮時間的延長而減弱。牛肉的感官品評得分差距不大，由此可見，蒸煮時間對于牛肉嫩化效果不明顯。

表6 蒸煮時間對牛肉品質的影響

2.6 正交試驗設計結果

采用L9（34）正交試驗設計，考察木瓜酶添加量、嫩化時間、嫩化溫度對牛肉嫩化效果的影響，因素水平及其試驗結果如表7、表8所示。

表7 正交試驗因素水平表

表8 牛肉嫩化正交試驗結果表

比較極差R值的大小，硬度Rh和Rg，均為RA＞RB＞RC。對于牛肉品質影響的主次順序為A＞B＞C。實驗者對感官感受更直接，通過比較K值，感官的最佳組合為A1B1C3。但正交試驗表中第4組A2B1C3的感官評價最高，考慮到經濟因素，因此選擇成本更低的A1B1C3組合作為最終的工藝條件。即在木瓜蛋白酶添加量為1.0 mg/kg、嫩化時間為3 h和嫩化溫度為55 ℃時方案最佳。

3 結論

利用生物法進行牛肉嫩化，采用添加外源酶—木瓜蛋白酶進行處理，使牛肉的硬度降低適口性提升，明顯改善了牛肉的硬度和感官品質?？疾煅芯苛四竟系鞍酌柑砑恿俊⒛刍瘻囟群湍刍瘯r間等加工因素對牛肉的硬度和感官品質的影響規律。研究結果表明，木瓜蛋白酶的添加量為1.0 mg/kg、嫩化處理溫度為55 ℃、嫩化處理時間為3 h時，對牛肉保水嫩化效果最佳。