不同部位牦牛肉宰后成熟過程中肉色穩定性研究

王琳琳，陳煉紅*，張巖

1(西南民族大學 食品科學與技術學院，四川 成都，610041)2(西南民族大學 畜牧獸醫學院，四川 成都，610041)

牦牛被譽為“高原之舟”，生活在嚴寒高原地區，是我國草原畜牧業的支柱[1]。獨特的生存環境使牦牛肉具有肉質鮮美，高蛋白及低熱量、含多種氨基酸和多種礦物質元素等特點，被稱為天然綠色有機食品，受到國內外廣泛關注[2]。肉類的品質主要包括嫩度、肉色、多汁性和風味等[3]，而肉色是消費者用以判斷鮮肉貨架期和可接受性的最常用標準，也是影響其購買意向的重要因素之一[4]。

鮮亮的櫻桃色被認為是肉質優良的標志，消費者通常將其與新鮮和健康聯系起來。在銷售、貯藏過程中鮮肉的顏色極易變為暗紅、蒼白或暗綠色，這些肉色通常被消費者認為不健康而被拒絕[5]。動物屠宰放血后，肌紅蛋白(myoglobin，Mb)在無氧環境條件下常以脫氧肌紅蛋白(deoxymyoglobin，DeoMb)狀態存在，使肉呈紫紅色；而在氧充足條件下，DeoMb與氧結合形成氧合肌紅蛋白(oxymyoglobin，OMb)，使肉呈鮮紅色。這2種狀態的Mb被氧化后形成高鐵肌紅蛋白(metmyoglobin，MMb)使肉呈棕褐色，MMb的積累導致了肉色的劣變[6]，而肌肉細胞中MetMbR可將其還原成Mb，起到穩定肉色的作用。活體動物中不同部位肌肉具有特定的解剖位置和生理功能，由于肌纖維類型[慢速氧化型(I型)、快速氧化型(IIa型)、中間型(IIx型)和快速酵解型(IIb型)]不同而導致肌肉化學組成和新陳代謝具有差異性，故不同部位肉的宰后生化特性和肉色穩定性存在一定差異[7]。原因在于肌纖維類型不同，Mb含量具有較大的差異，Mb在氧化型肌纖維中含量較高，因此氧化型Ⅰ、Ⅱa型肌纖維含量高的肌肉肉色鮮紅，肉品質較好；而酵解型Ⅱb型肌纖維含量高的肌肉顏色蒼白，肉品質較低[8]。辛建增[9]研究指出羊背最長肌、半膜肌和腰大肌的肉色在成熟過程中存在一定差異。RYU等[10]研究發現，豬肉肉色與I型和Ⅱa型肌纖維所占比例呈正相關，而與IIb型肌纖維所占比例呈負相關。目前，關于肌肉部位、肌纖維類型與肌肉品質之間研究主要集中在其對肌肉嫩度的影響。而關于不同部位及肌纖維類型對川西北牦牛肉成熟過程中肌肉色澤和肉色穩定性影響尚未見報道，且牦牛不同部位肉的肉色變化與肉色穩定性和pH之間的關系尚不清楚。因此，為充分了解成熟過程中川西北牦牛不同部位肉、肌纖維類型與肉色形成之間潛在關系，有必要進行相關研究。

本研究以川西北麥洼牦牛背闊肌、背最長肌和半腱肌為研究對象，測定分析不同部位牦牛肉在宰后成熟過程中色澤、肉色穩定性評價指標、pH值及不同部位上述指標之間的相互關系，確定不同部位牦牛肉在宰后成熟過程中其肉色穩定性的變化情況及與肌纖維類型之間的潛在關系，以期為提高不同部位肉的加工適宜性和穩定肉色品質提供可靠依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

材料：選取產自四川省紅原縣同一牧場，平均年齡3.5歲、生長發育良好、體重約(300±50) kg的公牦牛4頭。屠宰后立即從胴體上取下牦牛背闊肌、背最長肌和半腱肌各約1.2 kg。試劑：磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、氯化鈉、氫氧化鈉、濃鹽酸等，均為分析純，成都市科龍化工試劑廠；MR ELISA檢測試劑盒，上海酶聯生物科技有限公司。

1.2 儀器與設備

PL303電子天平，梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司；Thermo Scientific Revco ULT-1786-6V超低溫冰箱，美國賽默飛科技公司；MP511 Lab pH計，上海三信儀表廠；UV2100紫外可見分光光度計，上海尤尼柯儀器有限公司；Centrifuge 5804 R高速冷凍離心機，德國Eppendorf公司；CR-400便攜式色差儀，日本Konica Minolta公司；FSH-2A可調高速組織勻漿機，金壇市華城海龍實驗儀器廠；Rayto RT-6100酶標儀，濟南駿馳生物科技有限公司；pH STAR胴體肌肉pH值直測儀，德國Ingenieurhuro R.Matthaus公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 樣品處理

立即分別取3個部位宰后30 min內的肉樣(稱重約60 g)各4份作為0 h樣本，快速剔除表面脂肪和結締組織后，置于液氮中備用。將剩余3個部位肉樣切成體積大小均勻且每塊重量約60 g各12份，置于4 ℃條件下成熟，時間點分別設置為6、12、24、72、120、168 h，并在相應成熟時間點對肉色、MetMbR活性、pH值等指標進行測定。

1.3.2 指標測定方法

1.3.2.1 肉色

在相應的成熟時間點取樣，采用已經進行白板校正的色差儀測定肉色，每個肉樣取3個不同的點測定其L*值、a*值和b*值，取其平均值。并計算H*，如公式(1)所示：

(1)

1.3.2.2 Mb氧化狀態

參照KRZYWICKI[11]的方法，略做修改。將留取備用的待測肉樣從-80 ℃冰箱中取出，用少量生理鹽水沖洗，并用濾紙吸干多余水分，立即將肉樣切碎。取肉樣10 g，加入0.04 mol/L、pH 6.8的磷酸鹽緩沖液20 mL，勻漿25 s。勻漿液在4 ℃條件下靜置1 h后，在3 300 r/min條件下離心30 min。用濾紙過濾所取上清液并用上述緩沖液定容至25 mL，測定波長分別為525、545、565、572 nm處樣品的吸光度。總肌紅蛋白(total myoglobin,TMb)、OMb、MMb、計算如公式(2)、公式(3)、公式(4)所示：

TMb/(mg·g-1)=-0.166A572+0.086A565+0.088A545+0.099A525

(2)

OMb/%=(0.882R1-1.267R2+0.809R3-0.361)×100

(3)

MMb/%=(-2.514R1+0.777R2+0.800R3+1.098)×100

(4)

式中：R1、R2、R3分別是吸光率比值A572/A525、A565/A525、A545/A525

1.3.2.3 MetMbR活性

取肉樣約1.0 g，放入預冷的離心管中，按照1∶9(g∶mL)加入9 mL的冷凍磷酸鹽緩沖溶液(0.01 mmol/L，pH 7.2～7.4)，在12 000 r/min條件下冰浴勻漿。然后4 ℃、6 000 r/min冷凍離心20 min，取上清液備用。具體操作參照牛MR ELISA檢測試劑盒的說明書。

1.3.2.4 pH值

使用胴體pH計測定。取各樣品3個不同位置點進行測定，計算并取其平均值。

1.4 數據處理分析

數據均取3次重復測定的平均值并用平均值±標準差表示。利用SPSS 20.0對數據進行統計分析獲得平均值和標準差，采用Duncan多重比較進行顯著性方差分析，顯著性水平P<0.05。作圖采用Microsoft 2016 Excel軟件。

2 結果與分析

2.1 不同部位牦牛肉成熟期間色澤的變化

肌纖維類型的組成直接影響著肌肉顏色。由表1可知，3個部位的L*值隨著成熟時間的延長呈先上升后下降趨勢，背闊肌L*值在72 h達到最大值，背最長肌和半腱肌的L*值在120 h達到最大，此變化與陳景宜等[12]研究結果相一致。背闊肌L*值在6 h和24 h顯著高于其他2個部位肉(P<0.05)，而在其他時間點，三者的L*值無顯著性差異。L*值表示亮度，L*值越大表示肌肉亮度越高[13]，說明背闊肌的亮度在這2個時間點顯著高于其他部位肉。

表1 不同部位牦牛肉成熟期間肉色的變化Table 1 Changes of meat color in different parts of yak meat during postmortem aging

成熟過程中，3個部位肉a*值均呈先上升后下降趨勢，背闊肌a*值在24 h達到最大值而背最長肌和半腱肌的a*值則在12 h達到最大。原因在于宰后初期Mb與O2結合形成了鮮紅色的OMb，使a*值逐漸增大；隨著成熟時間的延長，OMb進一步與O2接觸生成暗褐色的MMb，導致a*值逐漸下降。6～168 h，背闊肌a*值均顯著高于半腱肌(P<0.05)，除24～72 h和168 h外，背闊肌a*值均與背最長肌無顯著差異，說明3種肌肉中背闊肌擁有更高的a*值，原因可能是不同部位肌肉能量代謝所導致pH變化及所含Mb含量及其氧化狀態不同，以及肌纖維微觀結構蛋白質種類和變化情況的不同，也就是受到肌纖維類型的影響。背最長肌中的酵解型肌纖維含量高(Ⅱa、Ⅱb)，Ⅱb型肌纖維比例與肌肉的收縮和糖酵解代謝有關；背闊肌主要以Ⅰ型肌纖維為主，與氧化代謝有關，屬于氧化型肌纖維，所含有的Mb含量高，肌肉較紅；半腱肌所含Ⅱa/Ⅱb比例和Ⅱb型含量高于背闊肌，肌肉顏色顯蒼白，肉色評分較低，本研究結果與文獻報道[9, 14-17]均吻合。

整個成熟過程中，背最長肌和半腱肌的b*值均呈逐漸上升變化，背闊肌的b*值則呈先上升后下降變化并在72 h達到最大值為11.32。隨著成熟時間延長，肌肉與O2充分接觸，使肌肉內脂肪被氧化，從而導致b*值增大[18]。成熟末期(120～168 h)，背闊肌的b*值顯著低于另外2個部位肉(P<0.05)；除此之外，3個部位肉的b*值之間無顯著差異。由表1可知，3個部位肉H*值的變化同b*值相類似。成熟末期(120～168 h)，背闊肌的H*值顯著低于另外2個部位肉(P<0.05)；除此之外，3個部位肉的H*值之間無顯著差異。綜上所述，背闊肌和背最長肌的肉色略優于半腱肌。

2.2 不同部位牦牛肉成熟期間Mb氧化狀態的變化

圖1表征了3個部位肉在成熟過程中Mb氧化狀態和比例變化情況。由圖1-a可知，3個部位肉的TMb含量均呈下降趨勢，此變化趨勢與楊巧能等[19]研究結果相一致。168 h與6 h相比，3種肌肉的TMb含量分別顯著下降32.07%、33.67%、29.69%(P<0.05)。以上結果主要是由于宰后肌肉在成熟過程中Mb氧化所導致，而脂肪的氧化是促使Mb氧化的原因之一，成熟期間脂肪的氧化會產生大量自由基和次級氧化產物,促進了Mb的氧化。其中，自由基通過奪取Mb血紅素輔基中+2價鐵離子的電子，從而促使其氧化[20]，且肌肉中脂類含量、分布與肌纖維類型也有關，氧化型肌纖維可能含有更高的脂質含量和氧化程度[21]。在各成熟時間點，3個部位肉的TMb含量均差異不顯著，但從整體變化情況看，背闊肌和背最長肌的TMb含量均高于半腱肌，并在6～120 h較為明顯，而背闊肌和背最長肌之間沒有明顯規律性差異；不同部位TMb含量下降速率不同，可能是由于各部位肌肉保水性不同，在成熟過程中肌肉表面會出現不同程度的滲水，導致存在于肌漿中的水溶性Mb隨汁液的流失而減少[12]。

由圖1-b可知，3個部位肉的OMb相對含量整體均呈顯著下降變化(P<0.05)，原因在于肌肉在成熟過程中未隔絕O2，DeoMb快速與O2結合形成OMb，而隨著時間的延長，OMb進一步與O2接觸被氧化成MMb。宰后初期(6 h)，牦牛肉中的Mb主要以OMb形式存在，3個部位的OMb相對含量分別為58.46%、59.13%和56.46%；宰后末期(168 h)，3個部位肉的OMb相對含量分別下降至33.14%、35.19%和31.08%，相比于6 h分別下降了43.31%、40.48%和44.95%，且三者的降幅依次為背最長肌<背闊肌<半腱肌。同時，24 h時，背闊肌和背最長肌的OMb相對含量之間無顯著差異但均顯著高于半腱肌(P<0.05)；并在宰后末期(168 h)，背最長肌OMb相對含量顯著高于半腱肌(P<0.05)但與背闊肌之間無顯著差異，造成上述結果的原因可能是部位和肌纖維類型的不同導致肌肉內能量代謝和Mb的氧化程度和速率也不盡相同，擁有氧化型肌纖維更多的背闊肌中OMb相對含量整體高于半腱肌。

由圖1-c可知，3個部位肉的MMb相對含量整體均隨著成熟時間的延長呈顯著上升趨勢(P<0.05)。宰后初期(6 h)，3個部位肉的MMb相對含量分別為9.84%、11.06%和12.35%，且無顯著性差異；宰后末期(168 h)，3個部位肉的MMb相對含量分別上升至38.14%、45.23%和49.77%，相比于初始值分別顯著升高了287%、309%和338%，原因主要是脂類氧化的次級代謝產物，可能會使OMb的血紅素基團暴露易氧化，產生的自由基進一步加劇了MMb的積累[22]，從而導致MMb的相對含量逐漸升高，且三者的漲幅順序依次為背闊肌<背最長肌<半腱肌，說明背闊肌和背最長肌中Mb的氧化速率低于半腱肌，此變化規律與肌肉的a*值和H*值相一致。

a-TMb；b-OMb；c-MMb圖1 不同部位牦牛肉成熟期間Mb氧化狀態的變化Fig.1 Changes of Mb forms in different parts of yak meat during postmortem aging注：大寫字母表示不同成熟時間同一肌肉類型的差異性，小寫字母表示相同成熟時間不同肌肉類型的差異性；不同字母表示差異顯著(P<0.05)； 相同字母表示差異不顯著(P>0.05)(下同)

2.3 不同部位牦牛肉成熟期間MetMbR活性的變化

肉的色澤指標和肉色穩定性指標(MMb還原能力或MetMbR活性)是評價肉色的主要指標。肉中MMb的還原不是靠單一的化學物質或化學反應，而是通過線粒體中復雜的生化反應來實現。MetMbR系統的還原能力與Mb自動氧化，以及肌間脂肪發生脂質氧化等的綜合作用決定著肉色穩定性，研究也指出肉色穩定性與肌肉部位高度一致。快縮纖維和慢縮纖維中，線粒體的分布方式和呼吸作用等均存在較大差異[17]。其中，酶促、非酶促和電子鏈傳遞，三者可獨立或選擇性聯合發生作用[23-24]；同時，肌內競爭性或非競爭性耗氧，兩方面作用是影響MMb還原的主要途徑[25]。如圖2所示，成熟過程中，3個部位肉的MetMbR活性均呈顯著下降變化(P<0.05)。宰后168 h與6 h相比，3種肌肉的MetMbR活性分別下降了40.92%、42.96%和46.97%。MetMbR表示的是將MMb還原為OMb或者DeoMb的能力，其活性越高表示肌肉抑制MMb生成的能力越強，肌肉在成熟過程中的肉色穩定性越高。整個成熟過程中，背最長肌和背闊肌的MetMbR均高于半腱肌，但均無顯著性差異。由此可知，成熟期間背最長肌和背闊肌的肉色穩定性優于半腱肌，此結果與3個部位肉MMb的積累情況相吻合。

圖2 不同部位牦牛肉成熟期間MetMbR活性的變化Fig.2 Changes of MetMbR activity in different parts of yak meat during postmortem aging

2.4 不同部位牦牛肉成熟期間pH的變化

肌肉的pH值與肌肉色澤穩定性之間存在密切聯系，Mb在酸性條件下更容易發生自動氧化，更有利于MMb的累積[9, 26]，所以在提取Mb時，選擇的緩沖液pH值往往在8.0～8.5[26]，然而不同部位肌肉之間可能存在一定差異。由圖3可知，3個部位肉的pH值均隨著成熟時間的延長呈先下降后保持相對穩定趨勢。成熟早期(0～24 h)，pH值的下降速率較顯著(P<0.05)，而24 h后，pH值的下降速率變緩慢(P>0.05)，且背闊肌和背最長肌在宰后168 h時的pH值略有上升，原因是動物宰后肌肉在無氧的條件下進行糖酵解產生乳酸會導致pH值下降，且肌酸和ATP分解產生的磷酸也是加劇pH值下降的另一原因；而隨著成熟時間的延長，Ca2+從肌質網中釋放出來并且激活鈣激活酶，作用于肌間蛋白質使其分解一些堿性物質導致肉的pH值升高[27]。0～12 h，背最長肌pH值均顯著低于背闊肌(P<0.05)，原因可能是背最長肌與背闊肌相較而言，含有的酵解型肌纖維含量高(Ⅱa、Ⅱb)，肌肉的收縮速度較快且糖酵解代謝較強，而背闊肌主要以 Ⅰ 型肌纖維為主，屬于氧化型肌纖維，糖酵解能力和程度弱于背最長肌；且在0～12 h時間段，半腱肌與上述2種肌肉的pH值均無顯著性差異。而在成熟中后期(24～168 h)，3個部位肉的pH值均無顯著性差異。pH值是肉成熟過程中促進肉質形成的關鍵核心指標，過高或過低的pH值均會導致劣質肉的生成[28]。通常認為，宰后45 min pH值小于5.8時，宰后肌肉更容易形成白肌肉(pale soft exudative，PSE)，而宰后24 h pH值大于6.0時，肌肉更容易形成黑干肉(dark，firm and dry，DFD)[29]，本試驗結果顯示以上3種部位肉均屬于正常的生理肉。

圖3 不同部位牦牛肉成熟期間pH的變化Fig.3 Changes of pH in different parts of yak meat during postmortem aging

2.5 不同部位牦牛肉肉色指標相關性分析

由表2～表4可知，3個部位色澤指標和肉色穩定性指標與pH值之間存在一定相關性。L*值與a*值、b*值、H*值之間呈正相關性，并與其他指標間呈負相關性，但差異不顯著；OMb與TMb、MMb、pH值之間呈極顯著正相關性(P<0.01)，而與MMb呈極顯著負相關性(P<0.01)，說明OMb減少的同時，TMb含量也降低，肌肉MMb還原能力減弱，肌肉肉色穩定性下降，同時因糖酵解作用所致pH值得逐漸下降并對OMb的氧化可能產生促進作用，相關機制有待進一步研究。同時，背最長肌和半腱肌中色澤指標和肉色穩定性指標與pH值之間相關性變化相一致，但與背闊肌略有差異，表現為L*值與a*值之間呈負相關性，與MMb相對含量呈顯著正相關性(P<0.05)，b*值與a*值、MetMbR活性之間呈極顯著負相關性，而與MMb相對含量之間呈極顯著負相關性(P<0.01)，造成不同部位肉色指標之間關系存在差異的原因可能是3個部位運動程度不同，所含肌纖維種類不同，肌肉內能量代謝、線粒體內生化反應及肌肉氧化還原能力等不同。綜上所述，部位和肌纖維類型對川西北牦牛肉成熟過程中肌肉色澤及肉色穩定性存在顯著影響，可根據各部位肉色情況積極探索合適的加工烹飪方式，有效維持肌肉色澤品質。

表2 背闊肌成熟期間肉色指標相關性分析Table 2 Correlation analysis between meat color indexes of yak latissimus dorsi meat during postmortem aging

表3 背最長肌成熟期間肉色指標相關性分析Table 3 Correlation analysis between meat color indexes of yak longissimus dorsi meat during postmortem aging

表4 半腱肌成熟期間肉色指標相關性分析Table 4 Correlation analysis between meat color indexes of yak semitendinosus meat during postmortem aging

3 結論

成熟過程中，牦牛背闊肌、背最長肌和半腱肌的L*值、a*值隨著成熟時間的延長呈先上升后下降趨勢，背最長肌和半腱肌的b*值均呈逐漸上升趨勢，背闊肌的b*值則呈先上升后下降變化；3個部位肉的TMb含量、OMb相對含量和MetMbR活性整體均呈顯著下降趨勢(P<0.05)，而MMb相對含量整體均呈顯著上升趨勢(P<0.05)；3個部位肉的pH值均隨著成熟時間的延長呈先下降后保持相對穩定變化，并且背最長肌和半腱肌中色澤指標和肉色穩定性指標與pH值之間相關性變化相一致，但與背闊肌略有差異。

綜上所述，部位和肌纖維類型對川西北牦牛肉成熟過程中肌肉色澤及肉色穩定性存在顯著影響，宰后成熟過程中背闊肌和背最長肌的肉色穩定性優于半腱肌，而背最長肌與背闊肌肉色的穩定性差異不明顯，由此可根據各部位肉色情況積極探索合適的加工烹飪方式，以有效維持肌肉色澤品質。