肉類嫩化原理與方法

1、 6/6 肉類嫩化原理及方法肉的嫩度是肉類最重要的感官品質(zhì)之一，它在很大程度上決定了消費(fèi)者對(duì)肉類食品的消費(fèi)。因此，國(guó)內(nèi)外學(xué)者在最近的二三十年里一直致力于肉類嫩化的技術(shù)，并已取得大量成果。影響肉類嫩度的因素有很多，其中主要包括宰前因素（品種，年齡，性別，年齡生產(chǎn)用途，是否經(jīng)肥育）和宰后因素（成熟情況，是否添加外源蛋白酶，電刺激等）。常見的肉類嫩化方法包括以下幾種：一、物理嫩化法1. 低溫吊掛自動(dòng)排酸法 肌纖維的肌小節(jié)連結(jié)狀態(tài)對(duì)嫩度有影響,肌節(jié)越長(zhǎng)或斷裂,則肉就越嫩。拉伸嫩化即將屠宰后胴體吊掛,借本身重力作用,根據(jù)不同的吊掛方式使相應(yīng)部分肌肉肌節(jié)拉長(zhǎng),使肉嫩化,傳統(tǒng)為后腿吊掛。試驗(yàn)表明骨盆吊掛效果

2、較好,但肉體懸掛需在冷藏情況下應(yīng)用,并且損失大、損耗多,還易受嗜冷微生物的侵?jǐn)_。加之,冷庫(kù)費(fèi)用高,帶來(lái)一定經(jīng)濟(jì)損失。2. 電刺激嫩化法 電刺激是采用探針或電極,利用電流對(duì)放血完全的胴體進(jìn)行刺激的一種方法。利用電刺激提高嫩度最早始于1949年，美國(guó)本杰明富蘭克林發(fā)現(xiàn)電擊昏的火雞“異常的嫩”。這主要是因?yàn)殡姶碳ぜ铀倭穗伢w的糖酵解反應(yīng),使動(dòng)物胴體在較高溫度下獲得較低的H值。有效減少了能誘發(fā)冷收縮產(chǎn)生H值/溫度出現(xiàn)的幾率。應(yīng)用時(shí),有人建議電刺激與快速冷卻相接合,使肌肉產(chǎn)生過(guò)強(qiáng)或過(guò)弱的收縮,提高嫩度。而在電壓上各國(guó)研究差異較大,美某用30006000,日本采用3550,瑞典采用5500。目前傾向于采用低

3、電壓進(jìn)行電刺激。由于電刺激這一技術(shù)本身具有一定的難度及危險(xiǎn)性,在我國(guó)工廠中未能推廣。3. 機(jī)械嫩化法 利用機(jī)械力的作用使肉嫩化,根據(jù)作用方式不同可分為滾揉嫩化法, 絞碎嫩化法,再成型嫩化法。滾揉嫩化法分為按摩(messaging)與滾打(tumbling)破壞肌纖維,提高嫩度,滾打賦予肌肉塊沖擊力,利用滾筒旋轉(zhuǎn),使肉塊由筒的上方落至下方,或利用軸上裝有葉片打擊肉塊,此方法在歐洲肉品加工業(yè)中普遍采用處理較堅(jiān)實(shí)的肉類,許多滾筒裝備有真空系統(tǒng),減低空氣導(dǎo)入及增加腌漬液的擴(kuò)散,按摩是一種比較溫和的作用,以摩擦力抽出牛肉塊中鹽溶蛋白質(zhì),它是將肉塊置于槽中利用旋轉(zhuǎn)混合單元強(qiáng)迫肌肉塊互相磨擦及與桶壁互相磨擦

4、。絞碎嫩化。僅適用于灌腸、香腸類制品。再成型嫩化即為重組嫩化,即將肉粒減小為顆粒或改變其形態(tài),用食鹽、磷酸鹽混合攪勻再成形而成。此方法可利用嫩度較差的肉,適用于各類肉,但較耗時(shí)耗能。4. 聲波嫩化法 此方法是90年代同long提出的一種與其它嫩化原理不同的全新嫩化技術(shù)。它利用炸藥在水中引爆,產(chǎn)生聲波,聲波在水中傳遞至肉時(shí),由于聲耦作用,肉受迫振動(dòng),肉快速的壓縮和收X使肌肉結(jié)構(gòu)破壞,肉得以嫩化。此過(guò)程以秒計(jì),肉嫩化效果明顯,不影響其營(yíng)養(yǎng)和風(fēng)味。由于聲波嫩化具有的高效性、瞬時(shí)性及生產(chǎn)中低運(yùn)行成本及原料的低選擇性使得此項(xiàng)技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景。5. 冷凍嫩化處理 冷凍能夠提高肉的嫩度(Winger和

5、Fennemn,1976),一方面是由于冷凍對(duì)肌纖維的破壞作用及對(duì)結(jié)締組織的破壞和拉伸作用。組織學(xué)檢查表明,嫩度的增加與肌纖維間冰的形成呈正比(Hiner等,1945)。如果解凍之后立即烹飪,冷凍的嫩化效果往往不一致(Smith等,1968)。這可能是由于冷凍溫度和速度不一致(Hankins和Hiner,1940;Hiner等,1945)。此外,最近的研究還發(fā)現(xiàn),液氮凍結(jié)對(duì)控制肌節(jié)縮短有效(Koohmaraie等,1998),這也可能是肉嫩度得以改善的一個(gè)原因。對(duì)冷凍法嫩化肉的研究,主要集中在對(duì)肥臀羊(callipyge lamb)肉的嫩度改善方面。研究發(fā)現(xiàn), 將肉于成熟之前進(jìn)行一定時(shí)間的冷凍

6、處理,可以大幅度降低肥臀羊(callipyge lamb)肉中的CDP抑制劑活性,結(jié)合解凍之后一定時(shí)間的成熟嫩化,可以顯著降低肉的剪切力值,肉的感官嫩度明顯改善,其效果比單獨(dú)成熟處理的效果好得多(Duckett等,1997,1998)。研究還表明,于成熟前進(jìn)行冷凍處理對(duì)成熟沒(méi)有影響,而且對(duì)解凍和加工引起的失重也沒(méi)有影響(Stuby等,1995)。但有人發(fā)現(xiàn),牛肉冷凍后經(jīng)解凍再放置肉色變暗,影響消費(fèi)者對(duì)冷凍處理牛肉的接受性(Moore等,1993)。關(guān)于冷凍處理的工藝參數(shù),專門的研究報(bào)道資料不多,一般試驗(yàn)結(jié)果是在-70以下的溫度條件下取得的,冷凍有效時(shí)間為4天以上,但延長(zhǎng)冷凍時(shí)間,嫩度大的肉比例

7、還上升。6. 超高壓嫩化法 高壓嫩化(110)具有嫩化效果明顯、作用均一等優(yōu)點(diǎn),不僅合乎衛(wèi)生條件(處理前進(jìn)行真空包裝),不會(huì)增加微生物污染的機(jī)會(huì),而且可以起到殺菌作用,風(fēng)味也明顯改善。這種嫩化方法在國(guó)內(nèi)應(yīng)用較少,是一種較新的嫩化技術(shù)。其原理是:(1)機(jī)械作用即在高壓作用下使肌肉體積收縮,肌膜和肌原纖維破裂,肌動(dòng)蛋白和肌球蛋白之間發(fā)生一定錯(cuò)位,造成肌肉結(jié)構(gòu)松散而提高肉質(zhì)嫩度,起到嫩化效果。(2)蛋白酶的水解作用利用高壓的作用使肌肉中溶酶體破裂,釋放組織蛋白酶,同時(shí)由于高壓下肌質(zhì)網(wǎng)的破壞導(dǎo)致a2+濃度升高,激活鈣激活酶系統(tǒng),利用酶的作用達(dá)到嫩化的目的。其工序是先將肉進(jìn)行真空包裝,在高壓下處理10m

8、in,即可提高肉的嫩度,可延長(zhǎng)保質(zhì)期。 由于高壓處理所需能耗較低,且不會(huì)造成污染,有利于環(huán)境保護(hù),還順應(yīng)了目前小包裝分割冷卻肉的國(guó)際消費(fèi)趨勢(shì),極具發(fā)展前景。然而投資較大對(duì)該工藝的發(fā)展起到了限制作用。研究表明高壓會(huì)導(dǎo)致構(gòu)成肌原纖維蛋白主體的-肌動(dòng)蛋白、肌球蛋白復(fù)合體(即肌動(dòng)球蛋白)的解離及解離出的鏈狀-肌動(dòng)蛋白,再解離為球狀-肌動(dòng)蛋白,使膠原纖維小活化?？梢哉J(rèn)為蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)的高壓變化是上述組織結(jié)構(gòu)變化的主要原因,研究表明高壓不僅使肌原纖維內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化而且還導(dǎo)致肌內(nèi)周膜和肌外周膜剝離及肌原纖維間隙增大,促使了肌肉嫩化。美國(guó)沃爾特肯尼克研究所得的高壓嫩化的方法是將原料肉切塊真空包裝后經(jīng)100、2

9、min處理可得到鮮美軟化易消化的肉食品1。由于高壓處理所需的能耗相對(duì)較低,且不會(huì)造成空氣污染,因而有利于環(huán)境保護(hù),這種方法還順應(yīng)了目前小包裝分割冷卻肉的國(guó)際消費(fèi)形式,極具發(fā)展前景。但由于其投資成本較大限制了這項(xiàng)技術(shù)的普及化發(fā)展。二、化學(xué)嫩化法1. 多聚磷酸鹽嫩化法 磷酸鹽是肉制品加工中常用的品質(zhì)改良劑，在肉制品中可以起到增加產(chǎn)品保水性，改善肉的乳化能力和微觀結(jié)構(gòu)，抑制肉中脂肪的氧化等作用。磷酸鹽具有緩沖作用,使溶液呈堿性,添加至肉中,使肉的pH值向堿性方向偏移至7.27.6,可以結(jié)合二價(jià)金屬離子如Zn2+，Ca2+, Mg2肌肉中與蛋白質(zhì)結(jié)合的離子失去, 肌肉網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)遭破壞, 內(nèi)部親水基團(tuán)外露

10、,提高了持水性。目前常用的有焦磷酸鈉、三聚磷酸鈉、偏磷酸鈉等。復(fù)合磷酸鹽對(duì)肉制品的作用優(yōu)于單一磷酸鹽,當(dāng)聚磷酸鈉、焦磷酸鈉、偏磷酸鈉以221添加0 4%時(shí),效果最佳。2. 有機(jī)酸嫩化法 在酸性溶液中浸漬,如醋酸或乳酸,是傳統(tǒng)的嫩化及增加風(fēng)味的方法。酸浸漬處理降低了肉的機(jī)械抵抗力,包括那些結(jié)締組織含量高的組織。用于肉類嫩化的有機(jī)酸主要有醋酸、檸檬酸和乳酸,采用的嫩化方法有浸漬法和注射法。由于外源酸的滲透緩慢,有機(jī)酸浸漬處理達(dá)到充分浸漬的時(shí)間長(zhǎng),嫩化過(guò)程較緩慢,而有機(jī)酸的注射則可使酸溶液較快的擴(kuò)散而加快嫩化速度。三、生物嫩化法1. 蛋白酶嫩化法 利用各種植物和微生物來(lái)源的蛋白酶類可以有效嫩化粗糙的

11、肌肉組織和結(jié)締組織，常用的植物來(lái)源的蛋白酶包括木瓜蛋白酶，無(wú)花果蛋白酶，獼猴桃蛋白酶等，微生物來(lái)源的主要包括黑曲霉蛋白酶，枯草蛋白酶，米曲蛋白酶，根酶蛋白酶等。 通常蛋白酶是采用拌料，注射和浸漬的方法加入肉中。市場(chǎng)銷售的嫩肉粉的主要有效成分即為木瓜蛋白酶。但在應(yīng)用蛋白酶嫩化肉類時(shí)有一點(diǎn)需要注意，多數(shù)蛋白酶對(duì)肉類蛋白的水解作用都很強(qiáng)烈，并且同時(shí)作用于肌肉組織和結(jié)締組織，因此，需控制好蛋白酶作用于肉類的時(shí)間和用量，防止嫩化過(guò)度，造成不良口感。2. 激活內(nèi)源蛋白酶嫩化法 在肌肉中主要有兩類蛋白酶對(duì)肉類的嫩化起作用，即鈣激活酶系統(tǒng)和組織蛋白酶，鈣激活酶包括鈣激活酶（calpain），m鈣激活酶以及鈣激

12、活酶抑制因子（calpastatin）。動(dòng)物屠宰后在成熟過(guò)程中，鈣激活酶作用于肌原纖維Z盤，使Z盤崩解肌原纖維易于破碎。在肉尸僵過(guò)程中，隨著ATP的消耗，肌質(zhì)網(wǎng)小泡體內(nèi)積蓄的鈣離子被釋放出，激活了鈣激活酶，分解肌原纖維蛋白促進(jìn)肉類嫩化。 在正常情況下，肌肉中的鈣離子濃度只能夠激活鈣激活酶，如要激活m鈣激活酶則需要添加外源鈣離子。通過(guò)宰后注射CaCl2嫩化牛肉和雞胸肉的是近些年來(lái)肉類嫩化領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。當(dāng)嫩化達(dá)到一定程度后，就會(huì)激活鈣激活酶抑制因子，從而抑制鈣激活酶對(duì)肌肉的嫩化作用，因此，鈣鹽注射并不會(huì)造成肌肉過(guò)度嫩化。而且，可以增加肉類中鈣離子的含量，防止因鈣攝入不足而造成的營(yíng)養(yǎng)疾病。國(guó)內(nèi)外牛

13、肉嫩化技術(shù)目前，中國(guó)已成為世界上第二大牛肉生產(chǎn)國(guó)，養(yǎng)牛業(yè)雖然發(fā)展迅速，但牛肉的品質(zhì)，特別是肉的嫩度較差，加工水平較低，這在一定程度上限制了養(yǎng)牛業(yè)的發(fā)展，而目前國(guó)內(nèi)牛肉生產(chǎn)從品種、飼養(yǎng)到屠宰、加工包裝等，都不能滿足消費(fèi)者對(duì)質(zhì)量的要求?，F(xiàn)在市場(chǎng)和許多大飯店，對(duì)肥牛的需求量越來(lái)越大，而嫩度是肥牛的一個(gè)非常關(guān)鍵的指標(biāo)，如果嫩度不好，也就不能稱其為肥牛。國(guó)外已經(jīng)在肉類工業(yè)化加工中使用許多嫩化技術(shù)，而我國(guó)在這方面還非常欠缺，以下介紹幾種國(guó)內(nèi)外研究可行的牛肉嫩化方法。 1 低溫吊掛自動(dòng)排酸成熟該方法是將胴體后腿朝上，掛在10以下的低溫庫(kù)中進(jìn)行自動(dòng)排酸，自然完成宰后肉的僵直、解僵和成熟過(guò)程。這種方法是目前我國(guó)

14、高檔牛肉生產(chǎn)的主要方法。但也存在著占用冷庫(kù)時(shí)間長(zhǎng)、耗能大、易氧化、干耗高、易受嗜冷性細(xì)菌污染、費(fèi)用高、效率低等缺點(diǎn)。 2 機(jī)械嫩化法此法是利用機(jī)械外力將肌節(jié)拉長(zhǎng)，并使肌膜等結(jié)締組織受到外力的沖擊而變得松散破碎，最終使肉變得柔軟。常用的方法是：機(jī)械滾揉法，此法是把經(jīng)過(guò)腌制的肉塊采用機(jī)械的方法進(jìn)行翻滾，肉體表面形成黏液，從而增加了肉的嫩度；重組嫩化法：即將嫩度低的肉用切片機(jī)切片再混合食鹽及磷酸鹽，直至肉片產(chǎn)生黏度為止，抽取的肌肉中的蛋白使肉片黏在一起，起到改善嫩度的目的。這種方法結(jié)合腌制等工序就能進(jìn)一步提高肉的嫩度，增加肉的持水性和改善肉品的質(zhì)量。此法常用于西式肉制品加工中。 3 電刺激嫩化法電刺

15、激是家畜屠宰放血后，在一定的電壓電流下，對(duì)胴體進(jìn)行通電，改善肉的嫩度，防止寒冷收縮。根據(jù)法國(guó)的資料介紹，刺激后的牛肉可提高嫩度15%16%。電刺激的應(yīng)用減少了胴體冷卻和成熟所用時(shí)間，同時(shí)節(jié)省了胴體吊掛冷卻成熟所占用的空間，為企業(yè)帶來(lái)顯著經(jīng)濟(jì)效益。 4 高壓嫩化法高壓嫩化（1MPa10MPa）具有嫩化效果明顯、作用均一等優(yōu)點(diǎn)，不僅合乎衛(wèi)生條件（處理前進(jìn)行真空包裝），不會(huì)增加微生物污染的機(jī)會(huì)，而且可以起到殺菌作用，風(fēng)味也明顯改善。這種嫩化方法在國(guó)內(nèi)應(yīng)用較少，是一種較新的嫩化技術(shù)。其工序是先將肉進(jìn)行真空包裝，在高壓下處理10分鐘即可提高肉的嫩度，可延長(zhǎng)保質(zhì)期。由于高壓處理所需能耗較低，且不會(huì)造成污染，有利于環(huán)境保護(hù)，還順應(yīng)了目前小包裝分割冷卻肉的國(guó)際消費(fèi)趨勢(shì)，極具發(fā)展前景。然而投資較大，對(duì)該工藝的發(fā)展起到了限制作用。 5 外源酶嫩化法利用外源蛋白酶嫩化肉類，常