宰后成熟對生鮮肉品質影響的研究進展

劉澤超，羅 欣，張一敏，毛衍偉，董鵬程，張文華，楊嘯吟,*，梁榮蓉,*

（1.山東農業大學食品科學與工程學院，山東 泰安 271018；2.國家肉牛牦牛產業技術體系中衛試驗站，寧夏 中衛 755000）

肉的品質指標主要包括肉色、多汁性、風味、嫩度和保水性，這些指標是決定消費者是否購買肉品的關鍵因素。為消費者提供性質穩定的高品質肉品一直是肉品行業追求的目標，而高品質肉制品生產技術也相應地成為了當前肉品工業生產迫切需要的技術[1]。

生鮮肉的成熟過程能顯著提高肉的嫩度、風味和整體接受度，是肉類品質提升的重要手段。目前，主要的成熟方法有干法成熟和濕法成熟兩種，這兩種成熟方法在改善肉的適口性方面都有著積極的影響[2]。成熟早期的宰后生化變化及成熟過程中的酶系統、小熱休克蛋白（small heat shock proteins，sHSPs）作用以及蛋白質修飾等都對肉的品質發揮著重要影響。另外，干、濕法成熟對肉品質的作用效果還取決于成熟條件和時間、肉的質量和成分（如肌肉類型、肌內脂肪和胴體質量）等因素，所以，為最大程度地提高肉品品質，研究人員一直在優化成熟方案，開發新型成熟技術。因此，關于肉品成熟技術的研究近年來始終是肉品領域的熱點。

因此，本文系統地綜述宰后早期的生化變化及其對肉品質的影響，并對成熟技術的成熟機制和目前尚存在的技術難題進行闡述；還詳細介紹干濕法成熟的優化方案和近期涌現出來的一大批新型成熟技術，以及它們對肉品品質的改善效果，以期推動肉品成熟新技術的開發，提升肉品品質。

1 宰后生化變化對肉品質的影響

在成熟早期，伴隨著肌肉向肉的轉化，宰后肌肉發生了復雜的生理生化變化。其中磷酸肌酸的分解、糖酵解和氧化磷酸化進程等能量代謝過程、蛋白翻譯后修飾（蛋白質巰基亞硝基化修飾和蛋白質磷酸化修飾）、宰后酶系統（鈣蛋白酶系統、過氧化物還原酶（peroxiredoxins，Prdx）6、半胱天冬蛋白酶介導的細胞凋亡過程）和sHSPs等會影響宰后肌肉的pH值、肌原纖維的性質、肌肉收縮、細胞凋亡以及結構蛋白的降解等，進而對肉的嫩度、保水性、肉色及其穩定性等品質產生重要的影響[3]。

1.1 宰后能量代謝對肉品質的影響

動物屠宰放血后，肌肉組織供氧中斷，肌肉細胞隨即進入缺氧狀態。為了維持此期間的細胞穩態，肌肉會發生一系列能量代謝進程，如磷酸肌酸的分解、糖酵解和氧化磷酸化進程等，其中以糖酵解途徑尤為重要，會直接影響肉的品質（pH值、肌原纖維蛋白的性質和肉的嫩度等）[4]。宰后肌肉無氧狀態下產生ATP的能力較低，腺嘌呤核苷三磷酸（adenosine triphosphate，ATP）的下降會引起肌球蛋白和肌動蛋白發生不可逆結合進而導致肌肉收縮，影響肉的嫩度和保水性。同時，宰后能量代謝過程中由pH值降低所引起的肉的酸化，以及累積產生的CO2、HCO-3、NH+4和乳酸等代謝副產物會影響肉的風味和質地[5]。而一些參與糖酵解和三羧酸循環的酶（丙酮酸激酶、磷酸葡萄糖變位酶-1、果糖-二磷酸醛縮酶、3-磷酸甘油醛脫氫酶、3-磷酸甘油脫氫酶、蘋果酸脫氫酶、黃素還原酶等）可以生成琥珀酸或煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（nicotinamide adenine dinucleotide，NADH）等，提高肌紅蛋白的氧化穩定性，進而改善肉色及其穩定性。另外，Sergeeva等[6]研究表明胞漿pH值的下降可以在宰后早期階段誘導細胞凋亡。

宰后肌肉的無氧糖酵解和ATP水解會使pH值發生顯著的變化，pH值從7.2逐漸下降到5.6左右。宰后代謝的速率和程度會顯著影響肉的品質。如肌肉的快速代謝，促使宰后pH值在1 h內迅速降低至極限pH值（pH 5.6左右），導致了蒼白松軟滲水（pale, soft, and exudative，PSE）肉的產生；而宰前應激導致的糖原缺失則會引起宰后代謝的過早終止，從而限制了pH值下降，產生黑干（dry, firm, and dark，DFD）肉。因此，宰后肌肉的異常代謝會影響宰后pH值的下降，進而對肉的顏色、嫩度和保水性產生不利影響[7]。

此外，AMP-激活蛋白激酶復合物（AMP-activated protein kinase，AMPK）作為一種絲氨酸/蘇氨酸激酶，在能量代謝調節中發揮關鍵作用，它由一個α催化亞基和兩個β和γ調節亞基組成[8]。AMPK在維持細胞穩態的過程中會受到Ca2+濃度、激素和升高的AMP/ATP等生化信號的影響。同時，AMPK是多種應激條件下細胞凋亡的重要調控因子，AMPK的激活可以調節下游信號分子促進細胞的凋亡[9]。Gao Yongfang等[10]研究發現，在宰后肌肉成熟過程中，CaCl2激活了AMPK，不僅可以通過增加糖酵解中乳酸脫氫酶和丙酮酸激酶的活性來提高糖酵解代謝水平，還可通過改變肌內環境誘導細胞凋亡，促進肉嫩度的改善，起到加速成熟的效果。

1.2 宰后酶系統對肉品質的影響

肉的成熟是一個復雜的過程，多種不同內源性蛋白酶都參與其中。這一過程從動物屠宰后就開始，酶對牛肉蛋白質的水解作用能夠維持兩周[11]。內源性蛋白水解系統對肌肉中肌原纖維蛋白細胞骨架的降解可以顯著改善肉的食用品質，提高肉的嫩度、多汁性和風味等品質特性[12]。在眾多內源性蛋白酶中，目前普遍認為鈣蛋白酶系統在肉品品質方面起著至關重要的作用，也在研究中報道最多。然而，最新研究發現由半胱天冬蛋白酶介導的細胞凋亡過程、過氧化物還原酶家族以及蛋白質的翻譯后修飾都會影響成熟肉品的品質。這些研究將進一步補充人們對宰后酶系統作用機制的認識。

1.2.1 鈣蛋白酶系統對肉品質的影響

鈣激活蛋白酶是一大類細胞內半胱氨酸蛋白酶，在骨骼肌的生理pH值下最活躍。鈣蛋白酶系統包括μ-鈣蛋白酶和m-鈣蛋白酶、鈣蛋白酶3和鈣蛋白酶抑制蛋白四大成員[13]。現有證據表明μ-鈣蛋白酶在蛋白質水解及肉類嫩化方面起著關鍵作用。μ-鈣蛋白酶在Ca2+的作用下會發生自溶，激活后靶向作用于肌間線蛋白、肌聯蛋白、伴肌動蛋白、肌鈣蛋白T等骨架蛋白。而肌間線蛋白等主要結構蛋白的水解正是成熟過程中肉的保水性和嫩度得到改善的主要原因[14]。線粒體作為鈣緩沖系統的一部分可以維持細胞內的鈣穩態，是鈣蛋白酶系統功能調控的重要細胞器。Dang等[15]研究表明線粒體可以通過調節細胞內的鈣水平來提升μ-鈣蛋白酶的活性，從而促進宰后蛋白質水解和肉的嫩化。此外，鈣蛋白酶和其他蛋白酶（20S蛋白酶體）可能也會導致肌纖維骨架蛋白的降解[16]，而肌纖維骨架蛋白的降解會使肌原纖維膨大，吸收肌原纖維外腔的水分，最終提高了肉的保水能力[17]。Qian Shuyi等[18]研究發現在宰后前4 d，鈣蛋白酶通過調控肌肉中水分的分布和遷移，使得肌肉保持較高的持水力，而成熟后期肌肉的保水性則由肌間線蛋白酶、肌聯蛋白酶和整合素蛋白酶控制。

據報道，m-鈣蛋白酶的穩定性較μ-鈣蛋白酶更高，但肌肉中的Ca2+濃度往往低于其激活濃度，因此，該酶無法有效促進肌原纖維蛋白的降解。鈣蛋白酶3僅存在于骨骼肌中，且不受鈣蛋白酶抑制蛋白的抑制作用，在蛋白水解及嫩度方面并沒有發揮重要作用[13]。而鈣蛋白抑制蛋白含有4 個抑制域，每個抑制域都能抑制鈣蛋白酶的活性，影響宰后肌肉的蛋白水解和肉的嫩化進程[13]。

1.2.2 半胱天冬蛋白酶介導的細胞凋亡過程對肉品質的影響

宰后細胞凋亡過程主要是由半胱天冬蛋白酶家族介導產生凋亡信號，進而啟動凋亡程序。半胱天冬酶系統是一類半胱氨酸天冬氨酸特異性蛋白水解酶，在動物宰后保持較高的活性，有助于肉的嫩化[19]。根據在細胞凋亡中的作用可以將半胱天冬酶分為引發半胱天冬酶（半胱天冬酶8、9、10、12）和效應半胱天冬酶（半胱天冬酶3、6、7）兩大類[19]。效應半胱天冬酶可以被上游的啟動子激活，一旦激活就會切割特定的底物（肌原纖維蛋白和細胞骨架蛋白），導致細胞凋亡。據報道，半胱天冬蛋白酶介導的細胞凋亡對宰后骨骼肌的蛋白水解和肉的嫩度都有積極影響[20]。

如圖1所示，半胱天冬蛋白酶介導的細胞凋亡會受線粒體的調控，在細胞凋亡上游途徑和半胱天冬蛋白酶途徑以及其他下游凋亡途徑中，線粒體位于整個凋亡通路的中心，是各個通路互相交匯的重要節點[21]。它釋放的細胞色素c（cytochrome c，Cyt c）是整個凋亡通路的關鍵性分子。而Cyt c所介導的凋亡途徑與Ca2+的濃度水平和線粒體膜間隙中B細胞淋巴瘤2（B cell lymphoma 2，Bcl-2）家族蛋白的調節控制有關[21]。最新研究發現，Bcl-2家族蛋白中促凋亡蛋白可加速Cyt c的釋放，并與細胞凋亡因子結合形成凋亡復合體，聚集半胱天冬蛋白酶酶原9形成凋亡體，進而激活半胱天冬蛋白酶3、7，引發半胱天冬蛋白酶級聯反應，導致細胞凋亡。同時，細胞凋亡蛋白抑制劑（inhibitor of apoptosis，IAPs）是半胱天冬酶3、7的抑制劑，一些促凋亡蛋白（Omi和Smac等）會抑制IAPs的產生，進而共同促進細胞凋亡反應的發生。此外，血液中殘留的氧氣也會使乳酸、琥珀酸等代謝物氧化產生活性氧自由基（reactive oxygen species，ROS），進而刺激線粒體膜上的通透性過濾孔（mitochondrial permeability transition pore，MPTP）釋放Cyt c，激活下游的半胱天冬酶，導致細胞凋亡[22]。

圖1 線粒體氧化磷酸化及凋亡通路途徑[21-22]Fig. 1 Mitochondrial oxidative phosphorylation and apoptosis pathways[21-22]

然而，在線粒體固有凋亡通路的某些凋亡模型中，半胱天冬蛋白酶的廣譜抑制劑并不能完全阻止細胞凋亡。這說明除了半胱天冬蛋白酶凋亡途徑外，尚存在其他的細胞凋亡通路。所以，研究人員又提出了另一種線粒體凋亡通路——凋亡誘導因子（apoptosis-inducing factors，AIF）通路[22]。線粒體蛋白AIF是第一個不依賴于半胱天冬蛋白酶的凋亡因子，其作為特殊的胞外信號分子，可以觸發MPTP釋放AIF，導致細胞凋亡。Chen Cheng等[23]研究發現，在宰后成熟過程中，線粒體中AIF水平的變化與肉的嫩度和細胞凋亡密切相關，ROS誘導的氧化應激會提高線粒體膜的通透性，促進AIF的釋放，從而導致AIF介導的細胞凋亡，進一步提高肉的嫩度。

因此，線粒體和線粒體中相關的蛋白酶在細胞凋亡中起著至關重要的作用。但是，最新研究發現，線粒體凋亡進程介導的肉類嫩化效果還與肌肉的肌纖維類型有關。Zhang Jiaying等[24]通過研究發現，與牛背最長肌相比，宰后初期牛腰大肌的線粒體凋亡發生速率較快，但并沒有促進后續成熟過程中肌纖維蛋白的降解，這表明線粒體凋亡介導的嫩化過程可能存在肌肉類型特異性，關于這方面的內在機理還需進一步研究。

1.2.3 過氧化物還原酶6對肉品質的影響

Prdx6是一類非硒依賴型過氧化物酶家族，可以還原過氧化氫和烷基氫過氧化物。該家族共有6 個成員，過氧化物氧化還原酶1～5均含有兩個半胱氨酸（Cys）殘基，而Prdx6僅含有一個Cys殘基。與其它成員不同，Prdx6具有非鈣依賴型磷脂酶A2的活性[25]，在控制哺乳動物細胞氧化還原狀態和維持細胞膜的磷脂代謝中起關鍵作用，參與細胞內或細胞間的信號傳導，促進細胞再生和增殖，并防止細胞凋亡[26]。

最近研究發現，Prdx6可能利用其過氧化物還原酶活性和磷脂酶A2活性參與對成熟肉品嫩度的調控。Jia等[27]通過對牛肉嫩度相關的蛋白質組進行研究發現Prdx6的表達量與嫩度呈正相關，而嫩度高的肉通常經歷了較低的氧化應激，所以他們提出Prdx6可能是標記牛肉嫩度的潛在生物標簽。另外，Prdx6具有谷胱甘肽過氧化物酶和非鈣依賴型磷脂酶A2這兩種功能酶的活性，Gagaoua等[28]發現Prdx6不僅改善了肉的嫩度，還與pH值的下降以及肉色穩定性等品質特征有關。

然而，目前大部分報道都集中在對Prdx6活性和生理作用的研究上，關于Prdx6對肉品質影響的研究則相對較少。動物宰后細胞的穩態被破壞，劇烈的環境變化會破壞機體的氧化還原體系和細胞膜結構，導致細胞內蛋白質和脂質氧化生成ROS并造成細胞損傷，最終影響肉的嫩度。而Prdx6具有的氧化還原酶活性可以清除骨骼肌細胞產生的ROS，進而調控一系列生物學進程來維持細胞內氧化還原穩態，提高肉的嫩度和肉色穩定性。Wu Wei等[29]研究發現Prdx6可作為肉品變色的生物標簽，Prdx6的表達量與脂質氧化成顯著的正相關，這可能是由于在貯藏后期ROS可以誘導肉品產生抗氧化蛋白，進而改善肉色。此外，Prdx6還可通過調控對過氧化脂質的還原來影響肉的嫩度。綜上，Prdx6不僅可以清除宰后骨骼肌產生的過多ROS，還可以抑制ROS造成的脂質氧化，進而減緩蛋白質氧化和細胞程序性死亡進程。但目前還需更多研究來證實Prdx6與肉品質之間的關系。據報道，Prdx6或可成為預測、調控牛肉嫩度的一個新的關鍵因子[28]。

1.3 蛋白質翻譯后修飾對肉品質的影響

蛋白質翻譯后修飾在研究蛋白質多樣性和復雜生物學調控方面發揮著重要作用，目前蛋白質翻譯后修飾途徑主要有磷酸化、乙酰化、亞硝酸化、羥基化、甲基化、泛素化等20多種常見的蛋白修飾[30]。蛋白質翻譯后修飾在蛋白結構、功能、細胞信號和酶活性等方面都具有調節作用，賦予了改性蛋白新的功能和活性[31]。據報道，蛋白質翻譯后修飾可以調節能量代謝、Ca2+釋放、肌肉收縮和細胞凋亡等過程，從而影響肉的嫩度、保水性、肉色穩定性等品質指標變化，目前在研究蛋白質修飾影響肉品品質方面，以蛋白質亞硝基化和磷酸化修飾的研究報道最多，而其他宰后修飾對品質影響的研究也正成為該領域最新的研究熱點之一。

1.3.1 蛋白質巰基亞硝基化修飾

一氧化氮（NO）作為一種重要的信號分子，具有多種控制肌肉代謝活動的功能，由骨骼肌細胞中高度表達的一氧化氮合成酶（nitric oxide synthase，NOS）持續催化產生[32]。蛋白質巰基亞硝基化是指由NO基團和蛋白質半胱氨酸的巰基共價結合形成S-亞硝基半胱氨酸殘基（S-nitrosocysteine，SNO）的過程，是一種典型的氧化還原依賴的蛋白翻譯后修飾，影響蛋白質在細胞內的構象、活性和功能，是發揮生物學作用的重要途徑。蛋白質S-亞硝基化的程度取決于NOS的定位表達，且不同肌肉類型和不同動物宰后肌肉的NOS濃度和活性不同[31]。蛋白質S-亞硝基化可以參與調節蛋白質的活性、定位、穩定性及其相互作用，從而可能直接決定著翻譯后的磷酸化、乙酰化、泛素化和基于胞嘧啶氧化還原等關鍵修飾。因此，人們推測蛋白質S-亞硝基化可能通過對成熟過程中的主要代謝過程（能量代謝、Ca2+釋放、肌肉收縮和細胞凋亡等）的調節，在肉類品質變化方面發揮其潛在作用。

諸多研究已發現宰后蛋白質亞硝基化會通過多條途徑影響肉的嫩度。Hou Qin等[33]研究發現，經NO供體處理的牛半膜肌的鈣蛋白酶會加速自我降解，導致肌纖維蛋白和肌間線蛋白的降解量減少，而經NOS抑制劑處理的樣品則加速這些蛋白的降解；因此，他們推測蛋白S-亞硝基化可能通過調節鈣蛋白酶自溶和肌纖維蛋白的降解來影響肉的嫩度。相反，Liu Rui等[34]研究發現，成熟樣品中許多蛋白質都具有較高的S-亞硝基化水平，這表明宰后肌肉中出現了S-亞硝基化而且該現象不斷積累。同時，他們還發現S-亞硝基化可能作為肌肉細胞凋亡的調節因子，有利于成熟過程中肉嫩度的改善。另外，亞硝基化反應可以改變鈣蛋白酶的活性基團，促進肌原纖維蛋白的降解，進而改善肉的嫩度。Wen Pengcheng等[35]研究發現μ-鈣蛋白酶亞硝基化在一定程度上改善了肉的嫩度，這是由于μ-鈣蛋白酶經亞硝基化后活性增加并抑制了其自身的降解，進而促進了肌纖維蛋白的降解。但是，此研究是以分離純化的肌原纖維蛋白為底物，與肉內部復雜的真實環境存在區別，所以，μ-鈣蛋白酶亞硝基化對肉嫩度的影響還需要做進一步的研究。也有學者認為，NO和蛋白質S-亞硝基化可以調節Ca2+信號調節，并對細胞凋亡過程中的Ca2+功能異常起重要作用。Cottrell等[36]發現，NO供體二乙胺可以提高羊肌漿網Ca2+攝取的最大速率，且降低了Ca2+攝取的敏感性，導致細胞質中的Ca2+濃度增加。肌漿中過多的Ca2+必然會加強肌動蛋白和肌球蛋白的結合，導致持續的肌肉收縮，不利于肉品嫩度的改善。所以，蛋白質S-亞硝基化對肉類嫩度的影響還需要進一步的研究。

此外，也有研究發現，糖原磷酸化酶、磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶的過度亞硝基化修飾會抑制這些酶的活性，表明蛋白質的S-亞硝基化可以通過調節酶的活性來部分調控宰后糖酵解途徑，減少PSE肉的產生[32]。

1.3.2 蛋白質磷酸化修飾

蛋白質磷酸化作為最重要的翻譯后修飾之一，是指在蛋白激酶催化下將ATP或鳥嘌呤核苷三磷酸（guanosine triphosphate，GTP）上的磷酸基團轉移到蛋白質氨基酸殘基上的過程[37]。蛋白磷酸化對蛋白質功能及穩定性方面具有重要作用，據報道，宰后肌肉中的磷酸化蛋白與嫩度、肉色穩定性、pH值下降速率等有關。

首先，蛋白質磷酸化作為糖酵解代謝的關鍵調控因子，通過調節糖代謝酶的活性，影響宰后早期肌肉pH值的下降速率，進而影響肉的僵直進程和肉的品質變化。Chen Li等[37]研究發現，糖酵解的速率與磷酸果糖激酶、烯醇化酶和腺苷酸激酶同工酶的磷酸化水平呈負相關。Müller等[38]也發現糖原磷酸化酶在磷酸化酶激酶的作用下發生磷酸化修飾，轉化為有活性的形式，促進了糖酵解，從而有利于肉的嫩化。同時，Chen Lijuan等[39]研究發現肌原纖維蛋白磷酸化可能通過糖酵解作用影響肉的僵直進程，最終影響肉的嫩度。此外，Li Meng等[40]研究發現，肌漿蛋白質磷酸化通過調節糖酵解的進程來提高pH值下降的速率和乳酸的累積，進而導致肉色穩定性降低，且較高的肌紅蛋白磷酸化水平也不利于維持肉色的穩定。

肌原纖維蛋白磷酸化可能會通過抑制肌動球蛋白的解離來影響肌肉收縮，進而導致肉的嫩度降低。Cao Lichuang等[41]研究發現，肌球蛋白調控輕鏈（myosin regulatory light chain，MRLC）磷酸化與肌肉收縮有關，且MRLC磷酸化水平與肌動球蛋白解離度以及MRLC和肌球蛋白重鏈（myosin heavy chains，MHC）的降解呈負相關，宰后0.5～72.0 h內，MRLC磷酸化水平會隨時間的延長而降低，MRLC-磷酸化可以促進肌動球蛋白的解離以及MRLC和MHC的降解來改善肉的嫩度。然而，值得注意的是，結構蛋白（肌動蛋白、肌鈣蛋白-T和肌間線蛋白等）的磷酸化水平與肌原纖維的降解呈負相關，肌原纖維蛋白磷酸化可以提高肌原纖維蛋白的穩定性來降低鈣蛋白酶對它的降解。Li Zheng等[42]的研究表明肌球蛋白重鏈、肌動蛋白、肌鈣蛋白-T和肌間線蛋白等肌原纖維蛋白的磷酸化，會降低μ-鈣蛋白酶降解肌纖維蛋白的敏感性，表明肌原纖維蛋白磷酸化不利于肉嫩度的改善。

1.4 小熱休克蛋白對肉品質的影響

sHSPs是一種具有多種抗應激功能的伴侶蛋白，具有標記肉嫩度變化的潛力。迄今為止，哺乳動物中已鑒定出10 種sHSPs，但并非所有的sHSPs在哺乳動物中都普遍表達[43]。據報道，HSP20、HSP27和αβ-晶狀體蛋白與肉的品質有關[43]。目前，動物宰后肌肉sHSPs表達和肉嫩度之間的關系尚存在兩種相互矛盾的觀點。Kim等[44]提出sHSPs濃度與牛肉的嫩度呈明顯的負相關，這是因為sHSPs的伴侶功能可以維持蛋白質的完整性，不利于肌原纖維的降解。因此，HSP27和αβ-晶狀體蛋白的下調有助于肌動蛋白和肌球蛋白的降解，從而產生嫩度較好的肉品[44]。相反，Morzel等[45]在金色阿基坦公牛背最長肌中卻發現HSP27的表達與牛肉的嫩度呈正相關，這可能是由于HSP27可以阻止肌動蛋白的聚集，進而促進成熟過程中蛋白酶對肌動球蛋白的水解，他們發現HSP27在生鮮肉中的表達和HSP27片段在成熟后牛肉中的表達能解釋91%的感官嫩度。事實上，一些研究已經推測sHSPs的宰后降解可能加速了細胞骨架蛋白的降解程度[46]。sHSPs降解后失去抗凋亡特性，可能會引起更多酶促蛋白水解的發生，提高了成熟嫩化的潛力，進而對肉的嫩度和多汁性產生正面影響。Ma Danyi等[46]研究發現，HSP27的降解和鈣蛋白酶3的早期激活會導致牛腰背最長肌具有較高的嫩度和多汁性，且sHSPs的蛋白水解程度存在肌肉部位的特異性。

2 不同成熟方式對肉品質的影響

目前，肉類常用成熟方法主要有兩種：干法成熟和濕法成熟。兩種成熟方法均在成熟過程中顯著改善了肉的嫩度和其他品質特性。近幾十年來，隨著長途跨國牛肉貿易的興起，濕法成熟正逐步變得越來越流行。

2.1 干法成熟

干法成熟是將牛肉胴體、二分體、分割部位肉（未包裝）在嚴格控制溫度、風速和相對濕度的環境（冷藏室）中持續放置幾周或幾個月的成熟方法。對牛肉來說，干法成熟的最佳時間一般是14～21 d，長于濕法成熟（0～1 ℃下7～10 d）[2]。干法成熟后，肉的嫩度、風味和多汁性都得到了顯著改善。

干法成熟對肉風味的改善尤為顯著，長時間的成熟（超過28 d）會使肉品中與風味相關的揮發性化合物含量增加[47]，且干法成熟的肉品在真空包裝中貯藏19 d內風味都較穩定[48]。但成熟過程中往往會伴隨著脂質氧化反應的發生，當牛肉的脂肪氧化后硫代巴比妥酸值超過2 mg/kg時，牛肉就會產生氧化味[49]。與濕法成熟相比，干法成熟14 d對產品適口性改善所帶來的經濟效益足以抵消干法成熟過程中的所出現的質量損失[2]。針對長期成熟過程中存在的脂質氧化和肌紅蛋白氧化問題，研究人員正嘗試通過飼喂VE營養強化劑來延緩成熟肉中的肌紅蛋白氧化問題，進而提高產品肉色穩定性。Jose等[50]發現，添加3.5～4.0 mg/kg VE的羊肉在干法成熟條件下貯藏21 d后再進行托盤包裝展示60 h，肉品表面仍具有令人滿意的肉色，可以彌補成熟肉品在肉色穩定性方面的質量缺陷。

在嫩度改善方面，干法成熟至14～35 d時，牛肉的嫩度評分和剪切力雖然持續改善，但14 d之后的嫩度改善效果顯著降低[51]，因此干法成熟實際操作過程中應注意避免過長時間帶來的牛肉干耗和企業耗能等經濟損失。此外，干法成熟的肉品表面失水比較嚴重，肉品外觀給人以汁液不足的感覺，事實上干法成熟期間肉品的多汁性得到改善[49]。DeGeer等[51]通過感官評定發現干法成熟的牛排的多汁性評分要高于濕法成熟，且干法成熟的牛排烹調后更加美味。

為進一步改善干法成熟的條件，提高肉的品質。最近，Kim等[52]首次嘗試將干法成熟的處理條件（溫度、相對濕度和風速）進行了優化處理，發現溫度3 ℃、氣流速率0.2 m/s、相對濕度49%條件下，成熟3 周的牛腰背最長肌適口性顯著改善。這表明通過進一步優化干法成熟的條件，可實現肉類品質和企業生產效益的進一步提升。

2.2 濕法成熟

濕法成熟通常是將分割肉塊真空包裝后在特定條件下放置成熟，從而有利于肉品的加工、運輸，并提高其產量，延長保質期。濕法成熟是目前肉品產業中最常用（95%的產品）的成熟方法[48]。與傳統干法成熟相比，濕法成熟在一定程度上降低了肉的損耗，縮短了成熟時間，降低了生產成本和肉品價格，但許多消費者對濕法成熟肉品的喜好度偏低，因為濕法成熟的牛肉容易存在酸味和血腥味[51]。然而，一些學者卻發現干法成熟和濕法成熟樣品的風味差異較小或沒有差異，且許多消費者對濕法成熟肉品的風味更加熟悉；而對于喜歡干法成熟肉品的消費者，他們可以接受干法成熟肉品較高的價格[53]。目前，為改善濕法成熟的不足，研究人員正嘗試通過新型活性包裝膜來替代傳統的真空包裝膜（圖2）。Djenane等[54]就利用牛至精油活性真空包裝膜進行濕法成熟，結果發現顯著提高了牛肉的嫩度和產品的質量穩定性，并延長了貨架期，這將是未來濕法成熟技術發展的一個新方向，可為肉品成熟提供更好的選擇。

圖2 成熟對肉類品質的影響[14,16,19,44,47,49-50,54]Fig. 2 Effect of aging on meat quality[14,16,19,44,47,49-50,54]

2.3 干濕法結合成熟技術

考慮到干法成熟成本高且耗時長，長時間的成熟對牛肉適口性的作用效果也會降低[2]。而濕法成熟技術雖然彌補了干法成熟成本上的缺陷，但濕法成熟的肉品有可能存在感官缺陷。因此，有必要對干、濕法成熟技術進行組合以彌補彼此的缺陷。干濕法成熟技術一般先將胴體進行干法成熟，然后再施加一段時間的濕法成熟處理。Kim等[55]研究發現，干濕法成熟（干法成熟10 d+濕法成熟7 d）可在保證牛肉感官品質（嫩度、多汁性、風味和整體喜愛度）和肉色與傳統干法成熟肉差異不顯著的前提下，顯著提高成熟牛肉的保水性和嫩度。他們指出該方法縮短了干法成熟時間，節約了操作成本，從而使當地小型肉類加工企業受益。另外，Ha等[56]調查了不同成熟方法處理的澳洲牛肉在日本市場的受歡迎程度，發現與濕法成熟樣品相比，干濕法成熟（濕法成熟21 d+干法成熟35 d）的牛排在嫩度和多汁性上與之并無顯著差異，但在風味和總體評分上更高，該條件下成熟56 d后牛肉的L*值、b*值較低，而a*值較高，總體上更受日本消費者的喜愛。因此，干濕法結合成熟技術在提高肉品品質方面具有較好的應用前景，且可以在一定程度上縮短成熟時間，但還要進一步優化干濕法成熟技術的成熟時間，實現成熟肉品品質和經濟效益的整體提升。

3 新型成熟技術

3.1 特殊包裝干法成熟技術

在干法成熟過程中使用高透濕性包裝袋（干法成熟包裝袋）可以改進傳統干法成熟無包裝的狀態，是一種新型的干法成熟方法。與傳統的未包裝干法成熟相比，使用干法成熟袋包裝成熟的肉品不僅具有相同的感官品質，還能有效降低修整損失和微生物污染風險，降低了肉品對成熟環境的要求[48]。Ahnstr?m等[57]研究發現傳統干法成熟和新型袋裝干法成熟在嫩度和多數感官性狀方面并沒有明顯差異，這證明了該技術的有效性。而Lee等[58]的研究結果與大多數的報道不同，他們發現新型干法成熟包裝袋并不能抑制微生物污染，并推測傳統干法成熟使胴體表面脫水變硬，可能有效抑制了微生物的滲透繁殖，而這兩種干法成熟方式在化學成分、腺苷酸、總游離氨基酸含量以及剪切力上均無顯著差異。Lepper-Blilie等[59]也指出采用上述兩種干法成熟方式的肉品在感官性狀以及大腸桿菌和乳酸菌數量等方面差異均不顯著，但干法成熟袋成熟牛肉的質量損失更低。因此，使用干法成熟袋既可以達到傳統干法成熟對肉品品質的改善效果，又可降低肉品的干耗，是干法成熟較理想的改進技術。

3.2 差異化肌肉成熟技術

同一牛胴體的不同部位肉由于肌肉生化特性及肌纖維類型的不同，可能會導致牛肉成熟過程中發生不同程度的生化反應，最終造成嫩度、肉色和氧化穩定性的差異[60-61]。Nair等[61]發現不同成熟時間（0、7、14、21 d）對不同部位肌肉（背最長肌、腰大肌、半膜肌）的嫩化程度不同，成熟21 d內背最長肌的嫩度持續改善，而腰大肌只在成熟期前7 d內嫩度得到改善，對于半膜肌嫩度的改善則需要成熟14 d。Kim等[62]研究發現成熟期間不同肌肉類型之所以表現出不同的品質特性主要是由肌肉代謝類型的不同所致，他們確定了成熟過程中與不同肌肉的氧化穩定性有關的代謝物，如酰基肉堿、游離氨基酸、核苷酸和葡萄糖醛酸苷，可作為標記不同肌肉成熟差異程度的關鍵生物標簽。因此，針對不同肌肉類型制定差異化成熟策略對牛肉產業的提升意義重大。而如何為不同部位肉品針對性設計科學合理的成熟時間及配套條件還有待進一步研究。

3.3 新型物理成熟技術

3.3.1 電離輻射技術

電離輻射作為一種有效控制肉品微生物的技術，能夠很好地保證肉的新鮮度和營養品質。同時，電離輻射技術也屬于一種物理成熟技術，一般流程是將屠宰后的牛肉切成牛排進行真空包裝后，再進行不同輻射強度的照射，隨即進行不同時間的成熟。但值得注意的是，目前電離輻射在肉嫩度、肉色等品質改善方面的研究結論不一致。Rowe等[63]發現經過6.4 kGy輻射后再成熟14 d會使生鮮牛肉中μ-鈣蛋白酶活性下降，不利于肉的嫩化。相反，有研究者稱電離輻射會破壞肌原纖維和溶解膠原分子，進而提高肉的嫩度，但輻射過程也會促進肉的脂質氧化、肉色劣變及異味的產生，產生負面影響[64]。同時，Kanatt等[65]研究發現，肉的嫩度與輻射強度呈正相關，且輻射后肉的a*值增加，2.5 kGy的輻射強度不僅改善了肉的嫩度，對其他感官特性也未產生不利影響，但此研究未對成熟后的輻射效果進行評估。Rodrigues等[66]最近研究了不同輻射強度（0、3、6、9 kGy）和不同成熟時間（1、14 d）對真空包裝牛肉品質的影響。結果發現3 kGy和6 kGy輻射強度下牛肉的蛋白水解程度降低，剪切力較高，而高輻射強度（9 kGy）促進了膠原蛋白的溶解，降低了樣品的剪切力，但9 kGy照射下樣品的高鐵肌紅蛋白含量較高，出現明顯的褐變。因此，作為肉類輔助成熟技術，還需要進一步探究不同輻射參數及其與成熟時間的組合對肉類的成熟效果，探索最優組合方案。

3.3.2 冷凍-冷藏結合的成熟技術

最新研究發現冷凍/解凍和濕法成熟技術相結合可以有效改善冷凍對肉品的負面影響，在抑制微生物的同時，顯著提高肉品的嫩度，這可能是冰晶破壞了肌原纖維結構加之冷凍條件下降低了鈣蛋白酶抑制劑活性的協同作用所致[64]。

冷凍-冷藏結合的成熟技術（freezing/chilling and aging，FCA）處理在成熟早期即可改善肉的嫩度。與常規濕法成熟相比，將屠宰后的牛肉立即于-20 ℃冷凍40 d后，再在4 ℃放置24 h解凍，隨即轉入（1.0±0.5）℃下成熟21 d，可在成熟第1周時顯著改善安格斯牛肉的嫩度，使其具有常規成熟14 d時的嫩度，但這個處理對內洛牛肉的嫩度并沒有改善效果，所以其改善效果因動物品種而異[67]。近期研究發現冷凍/冷藏前進行充分的成熟（aging prior to freezing and chilling，AFC）也可以產出品質更優良的凍肉，且冷凍/冷藏肉品的劣變程度會受到冷凍速率的影響[68]。Kim等[69]研究了成熟和冷凍順序及冷凍速率對肉品質的影響，發現FCA處理的豬背最長肌的剪切力與AFC處理相同，甚至更低，但FCA的解凍損失較大，因此建議采用AFC結合快速冷凍技術來有效克服冷凍肉的質量缺陷。鑒于冷凍可以納入正常的商業貯運過程，因此，將冷凍和成熟技術相結合可以在充分利用現行生產規則前體下改善肉的品質，特別是嫩度，但還需要對解凍條件作進一步的研究，以明確成熟、冷凍順序和參數對肉類品質的影響。

3.3.3 高壓技術

高壓技術在食品工業中主要用于微生物的滅活和肉嫩度的提高。然而，高壓（＞400 MPa）誘導的蛋白質變性會導致肉品的持水能力下降、結構改變、氧化變質和變色等品質缺陷[70]。據報道，適當加壓（100～200 MPa）會使各方面肉品質得到提升，如更好的水合性質和顏色穩定性[70]以及更高的酶活性[71]。高壓可能會通過提高蛋白酶的活性，進而影響肉品的成熟程度和速率。盡管有很多研究報道了適度加壓對肉理化性質的有利影響，但對高壓處理肉成熟后品質的報道則較少。Hwang等[72]最近研究了高壓處理（0.1、150、400 MPa）和不同成熟方法（干法、濕法）對豬背最長肌品質特性的影響，研究發現在400 MPa處理對干法成熟豬肉的嫩度沒有影響，但顯著降低了濕法成熟的豬肉背最長肌的剪切力。150 MPa處理的濕法成熟樣品剪切力最低，且風味與未高壓處理的樣品無差異。因此，150 MPa處理后加濕法成熟技術在提高肉品嫩度和多汁性方面具有潛在的應用價值，但在消費者的喜愛度方面還需要作進一步的研究。

3.3.4 脈沖電場技術

脈沖電場技術（pulsed electric field，PEF）是一種很有前途的食品保藏和改善食品質量的非熱能技術，該技術是將電場強度為0.1～80.0 kV/cm的電場脈沖（持續幾納秒到幾毫秒）應用到食品中[73]，目前已在一些國家的食品加工中得到商業化應用。成熟前使用脈沖電場可以使肌細胞膜通透性增強，迫使細胞器釋放鈣離子，從而激活鈣蛋白酶，促進肌肉的嫩化；還能造成肌纖維的物理性破壞；促進肌鈣蛋白T和肌間線蛋白的水解[74]，這些都可以增加肌肉的嫩度。目前關于PEF對牛肉嫩化方面的研究結果還存在爭議，肌肉類型、電場強度和成熟時間都會影響PEF改善肉嫩度的潛力。雖然許多研究報道了PEF在牛肉成熟過程中對肌肉嫩度的改善作用，但這些研究沒有提供任何關于酶機制的實驗證據。Bhat等[74]發現脈沖電場提高了成熟過程中牛股二頭肌鈣蛋白酶-2的活性，以及肌間線蛋白和肌鈣蛋白T的降解程度，但是PEF對成熟期間（1、7、14 d）肌肉的剪切力并沒有顯著影響，值得注意的是，肉品在成熟前7 d的嫩化速度較快，可能有助于縮短成熟時間，這為PEF誘導嫩化的酶學理論基礎提供了一定的技術支撐。

4 結 語

宰后早期肌肉向肉轉化過程中會發生復雜的生理生化變化，這些變化從不同方面影響著肉品的最終品質特性。磷酸肌酸的分解、糖酵解和氧化磷酸化進程等能量代謝過程會影響pH值、ATP和代謝物水平以及肌原纖維的性質等；蛋白翻譯后修飾會調節宰后能量代謝、Ca2+釋放、肌肉收縮和細胞凋亡等過程；宰后酶系統（鈣蛋白酶系統、Prdx6、半胱天冬蛋白酶介導的細胞凋亡過程）則會影響結構蛋白的降解、細胞凋亡過程等；而sHSPs在維持蛋白完整性，降低肌原纖維降解方面作用明顯，這些生化過程都會對肉的嫩度、保水性、肉色及其穩定性等產生重要的影響。因此，探明并調控宰后的這些生化變化進程可以有效地改善肉的品質。

成熟可以改善肉的嫩度、風味和多汁性等品質，但是目前干、濕法成熟技術還存在各自的局限性，其成熟效果也會受到各種加工條件的限制。這意味著可以繼續優化成熟方案，并在成熟過程中引進新興的物理技術，如冷凍/解凍、電離輻射、高壓以及脈沖電場等，克服傳統干法成熟技術的成本缺陷和濕法成熟中存在的感官缺陷等，生產出消費者更滿意的產品。但是，這些新型技術尚不成熟，還需要進一步的研究與優化，這將是未來肉類科學研究的熱點之一。同時，新興智能監測技術在肉品中的應用也將進一步加快對肉類成熟技術和肉類品質的持續改善。