高壓加工技術對肉類嫩化的影響

姚慶偉，姚浩展，陳 敏

（1.汕頭市食品檢驗檢測中心，廣東汕頭 515041；2.華南理工大學 食品科學與工程學院，廣東廣州 510641）

嫩度是評價肉類品質的重要指標之一。優質的肉類食品易被零售商和消費者所接受，具有更高的商業價值。通過肉類工業的新加工技術，可以將低等級的肉類加工成具有相似口感的優質產品，節約肉類資源，利于肉類工業的發展。動物屠宰后，肉的嫩化過程開始，蛋白水解系統啟動，改變肌肉結構，嫩化完成后，肉達到最佳的嫩度狀態，可供加工或食用。一般來說，傳統的肉類嫩化是由肌肉組織中的內源性酶引起的，人工嫩化相比自然嫩化，能獲得更高品質的肉類食品。新興的人工嫩化技術包括高壓技術[1]。SUN等研究表明，高壓處理的肉類嫩化效果受到多種因素的影響，如壓力值大小，溫度和肉的僵直期。過高的壓力值的會導致肉類剪切力升高，過低的溫度可能會減弱高壓嫩化的效果。高壓處理肉類不改變營養特性，可用于肉類的嫩化。本文從正面和負面的影響來討論高壓加工技術對肉類嫩化的影響和其在肉類加工業的商業價值。

1 高壓處理改善肉的嫩度

內源性酶在肉的陳化和嫩化過程中起重要作用。鈣蛋白酶是嫩化過程中必需的蛋白酶。OKAMOTO等研究發現高壓能夠提高細胞質液的鈣濃度，破壞肌質網膜，促進鈣蛋白酶的釋放，在100～200 MPa的壓力值下，可通過破壞溶酶體膜釋放組織蛋白酶到細胞質液中。MACFARLANE等也發現高壓會促進鈣蛋白酶激活，有利于破壞肉的肌纖維結構。SIKES等發現在高壓下，肌肉組織中的ATP被立即消耗，肌原纖維延伸，使肌絲軟化，提高肉的嫩度。LOCKER等提出高壓能夠在嫩化過程中保持膠原蛋白的熱變性，提高肉的剪切力，得到更好的嫩度。此外，BUCKOW等發現高壓處理引起的肌肉蛋白結構變化可導致蛋白質變性，促進蛋白質底物的水解。這些變化是由高壓處理的參數決定的，包括溫度、壓力和持續時間等。肌肉蛋白質的破壞提高了肉的嫩度，適當的高壓配合高溫有利于肉的嫩化。

SUN和HOLLEY的研究表明高壓可能會引起酶失活，這取決于壓力值的大小。通常認為，僵直期的肉在較低的壓力值下（小于200 MPa），有利于肉的嫩化。SIKES和WAENER發現當壓力大于10 MPa時，鈣蛋白酶活性明顯下降，在300 MPa時被完全抑制。因此，適當的高壓能讓鈣蛋白酶發揮更大的作用，有效促進肉的嫩化。

研究人員探究了高壓技術和肉類嫩化之間的關系。MACFARLANE的研究表明，經過高壓處理的肉類比通過口味面板和剪切值測試的對照組相比，有更高的柔韌性。MORTON等以去骨的牛肉作為樣品，進行實驗得出，在175 MPa下處理僵直的牛腰肉3 min，或在250 MPa下處理2 min，都比空白對照的樣品嫩化效果好，并且在250 MPa下，牛肉樣品更嫩。與冷藏熟化完成的牛肉相比，實驗組樣品具有與其相似的嫩度，因此能節約熟化過程中所需的資源。在牛肉高壓處理中，NETO使用了100～400 MPa的壓力值，結果發現，在100 MPa和200 MPa下處理牛肉樣品能明顯的提高牛肉嫩度。

MCARDLE等在高壓處理肉類的同時使用高溫，結果表明，能有效地提高高壓嫩化的效果。LEDWARD的研究表明高溫能促進蛋白質的水解作用，SIKES和WARNER也發現高溫能夠促進肌球蛋白的溶解，及肌動蛋白的解聚合，這在肉的嫩化中發揮了關鍵的作用。對于僵直后期肉的嫩化，高溫可能是高壓處理中不可或缺的。RATCLIFF等的實驗說明，在30 ℃以下的高壓處理不能降低肉的剪切力。羊肉在40 ℃以下的高壓處理都不能顯著降低其剪切力，僅有經過60 ℃高溫配合200 MPa高壓處理，才能夠顯著降低羊肉的剪切力。

2 高壓處理對肉的嫩度的負作用

DURANTON等發現在壓力值過大的情況下，高壓會對肉的嫩度產生負面影響。高壓力值處理降低了肉類的持水能力和嫩度。GROSSI等的研究中發現，豬肉樣品在過高壓力處理下，肉中的蛋白質變性，之后高壓又引發了蛋白質的聚合，最終導致豬肉樣品嫩度降低。肉中的蛋白質轉變成小分子肽能提高肉的嫩度，而在肉中蛋白質的聚合意味著嫩度的降低。另在MARCOS和MULLEN將牛肉在200 MPa、400 MPa、600 MPa的高壓、溫度20 ℃下，處理20 min，研究發現，肌纖維蛋白溶解度不隨壓力值變化，但當壓力高于200 MPa時，肌漿蛋白溶解度隨壓力值的升高而降低。在高壓處理下，肉類分子間的二硫鍵或疏水相互作用導致肌漿蛋白溶解度降低，引起蛋白質變性和聚集。因此，為了獲得肉類嫩化的最佳狀態，壓力值的選擇至關重要[2]。

目前多數高壓處理肉類的研究，證實了壓力值過高會降低肉類的嫩度。NETO等的研究指出，當陳化后的牛肉經過15 min，300 MPa的處理后，與未經高壓處理的樣品相比，嫩度并沒有得到改善。且牛肉樣品在400 MPa壓力值下處理后，與對照組樣品相比，剪切力升高。DURANTON處理后豬肉的剪切力明顯高于未加高壓處理的豬肉，高壓處理降低了豬肉的嫩度。GROSSI等的研究結果與其一致，豬肉在600 MPa高壓下20～25 ℃處理6 min，顯著降低了實驗組樣品的嫩度。MCARDLE等也發現，用600 MPa加工僵直后期的牛肉，其剪切力要高于400 MPa處理的樣品。

3 高壓技術在肉加工產業的商業應用

TONELLO表示若將高壓技術引入肉類嫩化的商業應用中，需考慮高壓技術的關鍵因素，包括投資成本、運營成本和生產率，投資成本取決于高壓設備的容量，運行成本與壓力值、加工時間和溫度有關。SIKES和WARNER提出加工的肉類產品的容積效率決定了生產速率[3-5]。

新興的肉類人工嫩化技術，還包括高強度超聲和高壓均質技術。XUE等研究指出，與高強度超聲和高壓均質相比，高壓處理的雞胸肉顯著增加了肌纖維蛋白的溶解性，并且減少了蒸煮損失。因此，在肉類的嫩化上，高壓技術比高強度超聲和高壓均質更有優勢，更適合工業化的生產模式。

4 結語

高壓加工技術對肉類的嫩度有顯著作用，適當的壓力可改善肉類的嫩度，提高肉類品質，而過高的壓力值則會使肉質變硬，降低嫩度。肉類的嫩化效果，取決于參與嫩化過程的酶對肉中蛋白質的作用，尤其是肌纖維蛋白和肌漿蛋白。與其他新興的肉類人工嫩化技術相比，高壓技術在肉類行業中占有優勢，具有巨大的發展潛力。