维普资讯 http://www.cqvip.com 食品加工中原料肉嫩度影响因素研究 刘冠勇李慧东 滨州职业学院生物工程系食品生物技术研究室 山东滨州 ２５６６２４ 众所周知，肉的营养丰富，是人们日常膳食中 不可缺少的优质蛋白质及脂溶性维生素的主要来 ２宰后因素对肌肉嫩度的影响 源，也是食品加工中的重要原料。在肉的加工过程 中，其嫩度至关重要，是评价肉及肉制品综合品质 的一项重要指标，直接影响着肉的食用价值和商品 价值，反映着肉中各种蛋白质的结构状态与特性。 在市场竞争日益激烈的今天，如何生产出嫩度高， 口感好的肉及肉制品，已经成为食品行业一项非常 重要而又实际的研究内容。本文主要从宰前因素和 宰后因素对原料肉嫩度的影响加以阐述。 １宰前因素对原料肉嫩度的影响 １．１年龄 幼龄家畜的肉一般比老龄家畜的嫩。老龄家畜 因胶元蛋白共价交联键较多，有较高的热稳定性， 同时对酸碱等的敏感性也相对较差，而幼龄家畜肌 肉中胶元蛋白的交联程度低，热稳定性差，因而嫩 度存在差异。Ｓｈｏｒｔｈｏｓｅ和Ｈａｒｒｉｓ通过对１～６０个 月龄牛的研究发现：随着牛年龄的增加，肉的嫩度 明显下降（Ｐ＜０．０１）…。这与肌原纤维蛋白质的 关系不大而主要与结缔组织的强度有关。 １．２解剖部位不同原料肉的嫩度也不同 ４８个月龄牛肉的西冷（Ｔｅｎｄｅｒｌｏｉｎ）、尾龙扒 （Ｌｕｍｐ）、牛柳（Ｆｉｌｌｅｔ）具有可以接受的嫩度，而 对２４个月龄牛霖肉（Ｋｎｕｃｋｌｅ）、真扒（Ｔｏｐｓｉｄｅ） 则肉质粗老不可接受。对于脍扒（Ｓｉｖｅｒｓｉｄｅ）和胸 扒（Ｂｒｉｓｋｅｔ）即使低于２４个月龄，也同样具有不 可接受的硬度。这一现象则主要与不同解剖部位结 缔组织的含量与构成有关。 １．３营养状况对肉嫩度的影响 营养良好的家畜，肌肉间脂肪含量高，呈现出 丰富的大理石花纹。脂肪有冲淡结缔组织的作用， 也相当于降低了肌肉中结缔组织的含量，从而提高 了肉的嫩度，而消瘦动物的肌间脂肪含量低，肉质 老，嫩度较差。 ２６ ２００７年第８期总第３１６期 ２．１尸僵和成熟 宰后发生尸僵时，肉的硬度会大大增加，这主 要源于宰后肌肉缺氧，有氧氧化途径被破坏，只能 进行糖原酵解，其反应式为（ Ｈｌ０Ｏ５）ｎ＋３ＡＤＰ ＋３磷酸一２乳酸＋２Ｈ２Ｏ＋３ＡＴＰ＋（Ｃ６Ｈ１０ ） 。由于糖原酵解产生乳酸致使肉的ｐＨ值下 降，向肉中肌球蛋白和肌动蛋白等主要蛋白质的等 电点靠近，使肌肉蛋白所带净电荷减少，这样就缩 小了肌肉蛋白之间的间隙，束缚水分减少，降低了 肉的嫩度，同时糖原酵解产生ＡＴＰ远远少于有氧 氧化所产生的ＡＴＰ的能量，在肌纤维中，开始 ＡＴＰ的减少可由ＣＰ含量（磷酸肌酸）的分解产 生，而随着ＣＰ含量的急骤降低，ＡＴＰ的含量因得 不到补充也急骤降低，ＡＴＰ的减少和ｐＨ值的下 降，使肌浆中的Ｃａ“浓度增高；肌原纤维粗丝中 的肌球蛋白头部ＡＴＰ酶被 一激活，加快了 ＡＴＰ的分解，结果肌球蛋白和肌动蛋’白结合形成 紧密的肌动球蛋白；从宏观上就表现为肌肉的尸僵 （ｒｉｇｏｒ）。尸僵程度的大小受多种因素的影响，如家 畜屠宰后以较快的速度冷却，在肌肉还没有发生尸 僵时而被冻结，在解冻时则会发生较强的解冻僵直 收缩，这主要由于肉在冻结状态前，肌肉中还有大 量的ＡＴＰ存在，而在低温或解冻时，肌质网和线 粒体失去了重新吸收被释入肌浆的Ｃａ一的能力， 从而激活了肌球蛋白ＡＴＰ酶，在较高水平的ＡＴＰ 下使发生了较正常情况下明显的肌肉收缩，收缩率 甚至高达５０％。而在肌肉发生最大尸僵后再进行 冻结，解冻后则不会发生解冻僵直收缩。另外牛、 羊肉还会有发生寒冷收缩的可能。在牛羊肉僵直状 态末完成之前，温度降至１０℃以下，肉尸ｐＨ值＞ ６．０，这些肌肉更会发生强烈的寒冷收缩，红色肌 肉的收缩率高于白色和中间型肌肉，这主要因为红 色肌肉中含线粒体较多，而线粒体和内质网由于受 冷的刺激，释放出大量的Ｃａ一，使肌肉发生了强 烈的收缩，Ｙｏｕｌｉｎｇ等人将尸僵前的牛羊肉分别在 １５℃，０１２，一２９℃条件下贮存，经过一定时间之 后（将一２９℃贮存下的肉解冻）测它们的肌肉收缩 维普资讯 http://www.cqvip.com 产品开发・试验研究 肉类工业 Ａ／ｆｅａｔ ／ｎｏ／ｕｓｔｒＶ 情况，发现三者在１５℃，０℃，一２９℃条件下贮存 的肌肉收缩率分别为６％，２９％，５０％。１５℃下贮 存反映了正常情况下的尸僵情况，０℃反映了发生 寒冷收缩情况下的尸僵。一２９℃则反映了解冻僵直 收缩的情况 。 ２．２肉的成熟 用。Ｓｈｉｂｋｏｓ等对分离纯化的溶酶体的稳定性做了 系统的研究，认为在低ｐＨ值和高温（３７℃以上） 促进溶酶体的裂解，而低温则使溶酶体稳定。动物 屠宰后随ｐＨ值的下降，会促进溶酶体膜的破裂， 释放出组织蛋白酶，降解肌纤维结构蛋白，其作用 主要表现在成熟后期。但提纯溶酶体破裂规律是否 与肌肉内溶酶体膜的破裂规律相吻合，还有待于进 尸僵时肉的僵硬是肌纤维收缩的结果。经过一 定时间的放置，肌肉又逐渐变软，解除僵直状态。 关于解僵的机理，很多人进行了大量的研究，至今 尚未得到的判明，但主要有以下几种论点。 （１）肌原纤维的小片化。由数十个到数百个肌 节沿长轴方向的肌原纤维，在肉成熟时断裂成１～ ４个肌节相连的碎片，同时在相邻肌节的Ｉ带Ｚ 线，变得脆弱，受机械作用很易断裂。小片化主要 由以 作用引起，由于肌浆网破裂，释放出 Ｃａ２ 使肌浆中的Ｃａ２ 浓度为活细胞肌浆中的１００ 倍。高浓度的 长时问作用于ｚ线，使ｚ线蛋 白变性而脆弱。 （２）肌动蛋白和肌球蛋白纤维之间的结合变 弱。随着保藏时间的延长，肌原纤维分解量逐渐增 加，如家兔肌肉在１０℃条件下保存２０ｄ的肌原纤 维只分解５％，而６ｄ时近５０％的肌原纤维被分离。 （３）肌肉中结构弹性网状蛋白发生了变化。结 构弹性网状蛋白是指肌原纤维中除去粗丝、细丝及 ｚ线蛋白后，不溶性的并且具有较高弹性的蛋白 质。死后肌肉的结构性蛋白的含量随时间的延长而 明显降低，从而促使肉质变软。 （４）内源蛋白酶说。许多学者认为与肌肉成熟 嫩化直接有关的酶系为钙激活中性蛋白酶系（ｅａｌ— ｐａｉｎｓ）和溶酶体组织蛋白酶系（１ｙｓｏｓｏｍａｌ ｃａｔｈｅｐ— ｓｉｎｓ），并认为这两种酶系在动物宰后对蛋白质的降 解作用是使肌肉嫩化变为食用肉的基础。Ｄｒａｎｓ— ｆｉｅｌｄ（１９９３）提出了ｃａｌｐａｌｎｓ活性模型，该模型认 为ｃａｌｐａｉｎｓ对宰后肌肉嫩度的调节是通过对ｃａｌｐａｉｎｓ 的激活与失活来实现的。其过程如下：它被其激活 离子ｃａ２ 激活，此时肌肉ｐＨ值较高，被激活的 ｃａｌｐａｉｎｓ与其抑制剂ｃａｌｐａｓｔａｉｎ结合，从而失去活 性，随着僵直的进行ｐＨ值下降ＡＴＰ减少，ｃａｌ— ｐａｓｔａｉｎ失去活性而ｃａｌｐａｉｎｓ又重新具有分解蛋白质 的活性，从而导致肉的结构变弱。温度、ｐＨ值、 底物、抑制剂等因素可以导致ｃａｌｐａｉｎｓ的失活， ｃａｌｐａｉｎｓ也可以自溶，从而终止了ｃａｌｐａｉｎｓ的蛋白 质水解作用。溶酶体组织蛋白酶包括，Ｂ、Ｄ、Ｈ、 Ｌ等形式，它们都位于溶酶体内，只有当溶酶体膜 破裂时，才被释放到细胞溶质中发挥降解蛋白的作 一步的深入研究 。 ２．３热处理 加热对肌肉嫩度的影响有双重效应，它既可使 肉变嫩，又可使其硬度增加，这取决于加热温度和 时间，加热可以引起肌肉蛋白质的变性，从而发生 凝固、凝集和短缩现象，但另一方面，肌肉中结缔 组织在一定范围逐渐变为明胶，从而使肌肉嫩度增 加。Ｂｅｒｔｏｌａ等人用ＤＳＣ（差式扫描量热法）对牛 肉蛋白质变性温度范围进行了界定，并给出肌肉嫩 度变化的动力学方程，他们发现在６０～６８℃，肌 肉嫩度随蒸煮时间的延长而升高，直到临界值，这 与胶原蛋白在此温度内的降解有关，在６６～８０℃， 硬度开始下降，但接着由于肌动蛋白的变性上升， 在８０－－９０℃肌肉蛋白已全部变性，肌肉硬度保持 在较高水平，他们得出了和试验相吻合的动力学的 方程 Ｊ，方程如下。 ＬｎＤ＝ＩｎＤｏ＋Ｋｈｔ 式中：Ｄｏ一肌肉的初始硬度；Ｄ一不同时间 下的肌肉硬度；ｔ一时间（ｒａｉｎ）；Ｋｈ一动力学常 数。 ２．４ 电刺激 近十几年来科学工作者对宰后直接用电刺激胴 体来改善肉的嫩度进行了广泛研究，研究表明电刺 激能够加快死后肌肉的ｐＨ值下降速度，加快尸僵 的形成，提高肉的质量，尤其是改善肉的嫩度，这 些实验多限于牛羊肉和禽肉，同时电刺激还可避免 牛羊肉胴体发生寒冷收缩，但对肌肉的具体作用机 制还有待于研究，同时，对电刺激的参数，如电 压、刺激时间、频率等参数还有待优化。 ２．５外源酶 利用蛋白酶类可以嫩化肉类。常用酶有木瓜蛋 白酶（Ｐａｐａｉｎ），菠萝蛋白酶（Ｂｒｏｍｅｌｉｎ）和无花果 蛋白酶（Ｆｉｃｉｎ），其作用是使肌肉蛋白降解，降低 肉的硬度。但使用此种方法存在着难以控制的缺 点。除植物蛋白酶外，一些微生物蛋白酶类也可用 于肉的嫩化处理。嫩化肌肉的商品酶主要是些水解 ２００７年第８期总第３１６期 ２７ 维普资讯 http://www.cqvip.com 酶类，按来源大致可分为三类。（１）植物蛋白酶 类，如木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶、无花果蛋白酶、 生姜蛋白酶、朝鲜梨蛋白酶以及猕猴桃蛋白酶等。 它们在肉中可分解胶原蛋白（Ｃｏｌｌａｇｅｎ）、弹性蛋白 （Ｅｌａｓｔｉｎ），特别是对弹性蛋白降解作用较大，即使 是老龄牲畜肉，经处理后也都有嫩化效果。（２）微 生物蛋白酶类，如枯草杆菌蛋白酶、米曲霉蛋白 酶、根霉蛋白酶、黑曲霉蛋白酶等。这些酶溶解肌 原纤维后，立即分解蛋白质，其嫩化的程度很快， 溶液与肉类原料混合后放在６Ｏ℃左右的环境中， 以加快嫩肉粉中木瓜蛋白酶分解肉类蛋白质的速 度；大约放置５～８ｍｉｎ，即可用于烹调。 在食品加工中，使用方法主要有两种：宰前注 射法和宰后浸泡法，前者用得较多。实践中通常采 用５％～１Ｏ％的酶溶液，在肉畜屠宰前３０ｍｉｎ内， 在颈静脉按每ｋｇ活体中注射１．１ｍｇ标准的酶溶液 （木瓜蛋白酶），这种活体注射酶的方法被称为 “Ｐｒｏ—Ｔｅｎ”艺，经过该工艺处理的肉称为“Ｐｒｏ— “速效性”是这种酶的嫩化作用的一大特点。（３） 动物蛋白酶，如胰蛋白酶等。这些酶主要是对肌纤 维的分解作用，对结缔组织纤维也有一定的分解效 果。对肌肉的嫩化程度介于前两种之间。其中，前 两种来源是科学研究和实际应用的主要酶。几种常 见酶使用条件及情况见表１。 表ｌ常见酶的使用条件及情况 然而，实际实用得最多的还是木瓜蛋白酶。木 瓜蛋白酶是半胱氨酰基蛋白酶，能降解胶原纤维和 结缔组织蛋白质，它将肌动球蛋白和胶原蛋白降解 成为小分子的多肽甚至氨基酸，令肌肉丝和筋腱丝 断裂，使肉类变得嫩滑爽脆，并简化蛋白质结构而 使食用后易于人体消化吸收。南庆贤等（１９９２）报 道，由于木瓜蛋白酶的水解作用，特别是对胶原蛋 白和弹性蛋白的强烈水解作用，可使老龄畜禽肉得 以嫩化。对较薄的片丝状肉，使用剂以０．０５％～ ０．１％较适宜，而蒸煮肉块以０．２％～０．５％较好。 嫩化效果和处理时间长短也有关，通常以１Ｏ～ ２０ｍｉｎ为宜。经常作为商品而使用的嫩肉粉，其主 要成分就是木瓜蛋白酶。莫琪和蒋治良（１９９６）研 究嫩肉粉对猪、牛肉的适宜作用条件时发现，在 ５Ｏ℃以下嫩化作用进行得很缓慢，７Ｏ℃时活性最 强；肉的ｐＨ值为７．０时最佳；使用量为肉量的 ０．５％左右时肉的口感最好；嫩化时间在２０ｍｉｎ以 内即可 引。 在烹饪中，通常是先将嫩肉粉溶化，然后将切 好的肉片、肉丝放入，拌匀，放置１５～３０ｍｉｎ即可 用于烹制。也可以将嫩肉粉直接加入酱油或其它调 味料中，再一起放人肉丝、肉片，拌后静置１５～ ３０ｍｉｎ再烹调。如果急于烹调，可将溶有嫩肉粉的 ２８ ２００７年第８期总第３１６期 Ｔｅｎ”肉，这种肉受到消费者的好评。活的畜体注 射酶溶液对机体没有损害，这是由于畜体的温度、 组织液的ｐＨ值不在嫩化酶的最适范围内。随着肌 肉的搁置，ｐＨ值下降，烹煮温度达到７０～８５℃ 时，嫩化酶才发挥最大水解能力。 不同的酶水解能力和作用部位不同。大多数酶 对肌纤维蛋白质具有强烈的水解作用，植物酶类还 具有较强的水解结缔组织蛋白质的能力，其中无花 果蛋白酶水解能力最强。由此可见，嫩化效果首先 与酶的种类有关，如０．０００３％的植物蛋白酶即可 使嫩度显著提高；酶浓度对嫩化效果也有重要影 响；提高酶的活性水平可以增加水溶性蛋白质水解 产物的含量。（陈明造等）推荐一种肉类嫩化 剂，其组成为：食盐９．０％、菠萝蛋白酶 ０．００５６％、木瓜蛋白酶０．００２８％、水９１．０％，用 量为肉重的３％。 用外源蛋白酶作为肉类嫩化剂，安全、卫生、 无毒，而且有助于提高肉类的色、香、味，增加肉 的营养价值，并且不产生任何不良风味，是一种极 有前途的肉类嫩化剂。 ３其它因素 近年来，一些提高原料肉嫩度的新技术，如超 高压技术，外源钙的添加技术、ＮａＨＣＯ３或 ＮａＣＯ３添加技术、激素法嫩化技术、维生素嫩化 法、盐酸半胱氨酸嫩化法、强冲击波技术等已成为 研究的热点，随着这些技术的成熟完善将逐步在食 品工业中得到应用。 参考文献 ｌ Ｓｈｏｒｔｈｏｓｅ Ｗ．Ｒ．，Ｐｏｗｅｌｌ Ｖ．Ｈ．，ａｎｄ Ｈａｒｒｉｓ Ｐ．Ｖ． Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ｃｏｏｌｉｎｇ ｒａｔｅｓ ａｎｄ ａｇｉｎｇ ０１３．ｔｈｅ ｓｈｅａｒ ｆｏｒｃｅ ｖ￣ｕｅｓ ｏｆ ｃｈｉｌｌｅｄ ｌａｍｂ，Ｊ．Ａｎｉｍ．Ｓｃｉ． １９８６，（５１）：８８９－－８９２ ２ ［美］杰佛里．佐贝编，曹凯鸣等译，生物化学（上、 下），复旦大学出版社，１９９２． ３黄明、罗欣，内源蛋白酶在肉嫩化中的作用，肉类研 究，１９９２，（２） ４ Ｂｅｒｔｏｌａ Ｎ．Ｃ Ｈｅａｔ ｔｒｅａｍ１ｅｎｔ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｔｅｘｔｕｒｅ ｃｈａｎｇｅｓ ａｎｄ ｔｈｅｒｍａｌ ｄｅｎａｔｕｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｒｏｔｅｉｎｓ ｉｎ￣ｂｅｅｆ ｍｕｓｃｌｅ．Ｊ．ｆｏｏｄ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ａｎｄ ｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ，１９９４，（１８）：３１ （收稿日期２００７—０３—１９）
