本文摘要：摘要：以牛肉為原料，生姜汁為嫩化劑，研究其對(duì)牛肉的嫩化效果.對(duì)生姜汁添加量、浸泡溫度、浸泡時(shí)間進(jìn)行單因素試驗(yàn).并通過(guò)L(934)正交試驗(yàn)對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化.結(jié)果表明，生姜汁嫩化牛肉最佳條件為：生姜汁添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%，浸泡溫度為30℃，浸泡時(shí)間為80min.對(duì)生姜
摘要：以牛肉為原料，生姜汁為嫩化劑，研究其對(duì)牛肉的嫩化效果.對(duì)生姜汁添加量、浸泡溫度、浸泡時(shí)間進(jìn)行單因素試驗(yàn).并通過(guò)L(934)正交試驗(yàn)對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化.結(jié)果表明，生姜汁嫩化牛肉最佳條件為：生姜汁添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%，浸泡溫度為30℃，浸泡時(shí)間為80min.對(duì)生姜汁嫩化牛肉的影響因素次序?yàn)椋航輹r(shí)間>浸泡溫度>生姜汁添加量.通過(guò)對(duì)牛肉持水力和質(zhì)構(gòu)的測(cè)定結(jié)果分析，表明生姜汁能顯著提高牛肉的嫩度.DSC測(cè)定表明生姜汁處理后牛肉內(nèi)的蛋白質(zhì)性質(zhì)發(fā)生了變化.電鏡觀察表明生姜汁處理后的牛肉肌原蛋白被分解，肌原纖維斷裂，肌肉紋理較細(xì)膩，斷面較光滑，肉的結(jié)構(gòu)組織被破壞，說(shuō)明生姜汁對(duì)牛肉有一定的嫩化作用.
關(guān)鍵詞：生姜汁;牛肉;嫩化
牛肉蛋白質(zhì)含量高，而脂肪含量低，是當(dāng)今世界食品肉類(lèi)中位列第三的消耗肉品，在中國(guó)僅次于豬肉的消費(fèi)肉類(lèi)食品[1].牛肉制品的嫩度是由肌肉蛋白質(zhì)分子之間的相互作用力、肌肉中結(jié)締組織的分布、密度和性質(zhì)等因素共同控制的[2].反映著肉中各種蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)形態(tài)和特性，直接影響著肉的食用價(jià)值和商品價(jià)值，決定了肉在食用時(shí)口感的老嫩[3-7].肉的嫩度包含肉對(duì)舌或頰的柔軟性，肉對(duì)牙齒壓力的抵抗性，咬斷肌纖維的難易程度和嚼碎程度[8].肌肉中膠原蛋白的含量及其中熱穩(wěn)定性交鏈鍵數(shù)目不同，肉嫩度也不同，因此要提高肉的嫩度，就要降低肉中膠原蛋白的含量[9].
食品論文投稿刊物：《食品科學(xué)》(FoodScience)創(chuàng)刊于1980年，由中國(guó)商業(yè)聯(lián)合會(huì)主管，北京市食品研究所主辦，《食品科學(xué)》編輯部編輯出版的國(guó)內(nèi)外公開(kāi)發(fā)行的食品專(zhuān)業(yè)技術(shù)性期刊。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)刊號(hào)：1002-6630，國(guó)內(nèi)統(tǒng)一刊號(hào)：11-2206/TS，復(fù)合影響因子：1.093，綜合影響因子：0.717，郵發(fā)代號(hào)：2-439。
生姜是一種人們生活中不可或缺的調(diào)味劑，價(jià)格比較便宜，姜汁嫩化法操作簡(jiǎn)單、成本低、安全、風(fēng)味好，是一種理想的肉類(lèi)嫩化方法[10].目前研究表明生姜中含有大量的生姜蛋白酶對(duì)肉類(lèi)有一定的嫩化作用，原因可能是生姜汁中的一種巰醇蛋白酶[11].生姜蛋白酶能有效同時(shí)降解肌原纖維和結(jié)締組織，提高肉的嫩度[12].主要是由于植物蛋白酶可以對(duì)肉類(lèi)的結(jié)締組織及纖維中結(jié)構(gòu)復(fù)雜的彈性蛋白和膠原蛋白進(jìn)行適當(dāng)分解，使部分氨基酸之間的連接鍵發(fā)生斷裂，破壞了它們的分子結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)嫩化效果[13].本文通過(guò)研究生姜汁對(duì)牛肉的嫩化效果，為牛肉的進(jìn)一步加工利用提供嫩度更高的原料，從而提高牛肉深加工產(chǎn)品的質(zhì)量.
1材料與方法
1.1材料與設(shè)備
牛肉(冷凍)、生姜，購(gòu)于當(dāng)?shù)厥袌?chǎng).CMD-20X恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上�，樮帉�(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司;TDL-40B臺(tái)式離心機(jī)，上海安亭科學(xué)儀器廠制造;DZKW-D-Z電熱恒溫水浴鍋，北京市永光明醫(yī)療儀器廠;BS124S電子天平，賽多利斯科學(xué)儀器(北京)有限公司;雷磁PHS-3CpH數(shù)字酸度計(jì)，上海精科;JYL-350A打漿機(jī)，山東九陽(yáng)小家電有限公司;T-500型電子天平(精確度0.1g)，美國(guó)雙杰兄弟(集團(tuán))有限公司;Q200型DSC，美國(guó)TA公司;CB-400色彩色差計(jì)，日本KONICAMINOLTN;TA.XT-plus物性測(cè)定儀，英國(guó)StableMicroSystem公司;Quanta200掃描電子顯微鏡，美國(guó)FEI公司.
1.2試驗(yàn)方法
1.2.1牛肉處理流程
牛肉→解凍→清洗、修正→生姜汁(浸泡)→冷卻→取樣→樣品測(cè)試將冷凍的牛肉從冰箱中取出，放入水槽中用自來(lái)水解凍，約3h.將解凍好的牛肉取出，去除脂肪、筋膜，用清水稍沖洗一下即可，并且擦干表面的水分.
1.2.2生姜汁制備
選取新鮮干凈的生姜，去皮后清洗一下，然后切成小塊狀，用打漿機(jī)榨汁，先用四層紗布進(jìn)行粗濾，再用離心機(jī)離心分離(4000r/min，15min)，取上清液放進(jìn)冰箱備用[14].
1.2.3單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)
1.2.3.1生姜汁添加量對(duì)牛肉嫩化效果的影響
在室溫和一定的浸泡時(shí)間下，分別添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%、4%、5%、6%、7%的生姜汁對(duì)牛肉進(jìn)行嫩化，比較不同添加量下生姜汁對(duì)牛肉的嫩化效果.
1.2.3.2溫度對(duì)牛肉嫩化效果的影響
以1.2.3.1得出的生姜汁最佳添加量，將牛肉在20、30、40、50、60℃溫度下浸泡相同的時(shí)間進(jìn)行嫩化.比較不同溫度條件下的嫩化效果.1.2.3.3時(shí)間對(duì)牛肉嫩化效果的影響以1.2.3.1確定的生姜汁最佳添加量在室溫下將牛肉分別浸泡0、30、60、90、120min，比較不同時(shí)間下的嫩化效果.
1.2.4正交試驗(yàn)優(yōu)化根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，以生姜汁添加量、浸泡溫度和浸泡時(shí)間3個(gè)因素作為自變量，以牛肉持水為指標(biāo)，采用L(934)正交試驗(yàn)對(duì)生姜汁嫩化牛肉進(jìn)行優(yōu)化.
1.2.5牛肉持水力測(cè)定
肉的持水量是指肉在壓榨、加熱、切碎、攪拌等外界因素的作用下，保持原有水分和添加水分的能力.其實(shí)質(zhì)是肉的蛋白質(zhì)所形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)在單位空間以物理狀態(tài)所捕獲的水分量的反映.肉的持水力是一項(xiàng)重要的肉質(zhì)性狀，它影響著肉的嫩度、質(zhì)地等多種指標(biāo)，具有重要的意義.肉的持水力大，其保持水的能力強(qiáng)、肉的汁液多、肉質(zhì)富有彈性，具有良好的加工和食用品質(zhì)，但持水力過(guò)大時(shí)，硬度變大，嫩度變小.這種特性對(duì)肉品加工的質(zhì)量和產(chǎn)品的數(shù)量都有很大的影響[15].
1.2.5.1牛肉含水量的測(cè)定
(恒溫干燥法)取潔凈玻璃制的扁形干燥皿，置于100±5℃干燥箱中，加熱0.5~1h后取出，置于干燥器中0.5h后稱(chēng)量，并重復(fù)干燥至恒溫.稱(chēng)取10g切碎的牛肉，放入干燥皿中，樣品厚度為5mm，精密稱(chēng)量(干燥皿+肉質(zhì)量)后，置于100±5℃干燥箱中，干燥2h后取出，放入干燥器內(nèi)冷卻0.5h后，稱(chēng)量(干燥皿+肉質(zhì)量)后，再放入100±5℃干燥箱中干燥1h左右，取出，放入干燥器內(nèi)冷卻0.5h后再稱(chēng)量(干燥皿+肉質(zhì)量)，至前后兩次質(zhì)量差不超過(guò)2mg。
即為恒質(zhì)量.含水量計(jì)算公式為牛肉含水量/%=(干燥前質(zhì)量-干燥后質(zhì)量)/肉質(zhì)量×100.1.2.5.2牛肉離心損失率的測(cè)定(離心法)稱(chēng)取10g牛肉，用濾紙擦干表面水分，將其用搗臼搗碎，置于離心管中，稱(chēng)質(zhì)量后放在離心機(jī)中離心(轉(zhuǎn)速4000r/min，20min)，取出離心管，將離心管中的水分倒出，并且用濾紙將其表面的水分吸干，將樣品及離心管一起稱(chēng)質(zhì)量，計(jì)算公式為離心損失率/%=(離心前質(zhì)量-離心后質(zhì)量)/離心前質(zhì)量×100.1.2.5.3牛肉持水力的測(cè)定持水率測(cè)定公式為持水力=牛肉含水量-離心損失率
1.2.6DSC測(cè)定
采用DSC測(cè)定儀進(jìn)行熱量測(cè)定：取3~4mg未經(jīng)處理過(guò)牛肉(對(duì)照組)放進(jìn)小器皿內(nèi)再放進(jìn)DSC測(cè)定儀里進(jìn)行測(cè)試，再用同樣的方法測(cè)試經(jīng)正交試驗(yàn)得出的最佳嫩滑方法處理過(guò)的樣品.1.2.7TPA測(cè)定采用TA.XT-plus物性測(cè)定儀進(jìn)行硬度和其他物性的測(cè)定.將牛肉根據(jù)正交試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行嫩化處理，然后把處理過(guò)的牛肉和未處理的牛肉(對(duì)照組)擦干表面水分，順著肌纖維方向切取30mm的正方體，最后放在質(zhì)構(gòu)儀上測(cè)定其硬度值，重復(fù)測(cè)定3次，取平均值.測(cè)定條件：P/50平底圓柱形探頭。
操作模式：壓力測(cè)定;操作類(lèi)型：TPA;測(cè)試前速度：2.00mm/s;測(cè)試速度：2.00mm/s;測(cè)試后速度：2.00mm/s;測(cè)試距離：樣品高度的50%.數(shù)據(jù)分析：硬度、彈性、膠著性、咀嚼性、黏性及回復(fù)性等物性數(shù)據(jù)采用TPA-macro軟件分析，Excel2000統(tǒng)計(jì)分析其他數(shù)據(jù).1.2.8SEM觀察采用顯微掃描電鏡法[16-18].將對(duì)照組和用最佳方案嫰化處理的牛肉順肌纖維走向切成1cm的正方體，用體積分?jǐn)?shù)為10%的甲醛溶液浸泡固定24h，然后用液體石蠟掩埋數(shù)小時(shí)后切成1mm的薄片，用曙紅染色，晾干后在顯微鏡下觀察結(jié)構(gòu)形態(tài)的變化情況.
2結(jié)果與分析
2.1單因素試驗(yàn)
2.1.1生姜汁添加量對(duì)牛肉嫩化效果的影響
不同生姜汁添加量嫩化，持水力測(cè)定結(jié)果，不同的生姜汁用量對(duì)牛肉的持水力有一定的影響.與對(duì)照組相比，生姜汁處理的牛肉持水力明顯提高，隨著生姜汁用量的增加，持水力逐漸增加，當(dāng)生姜汁添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%時(shí)，持水力最大;此后隨生姜汁添加量的增加，持水力逐漸減小.由此表明，生姜汁添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%時(shí)對(duì)牛肉的嫩化效果最佳.
2.1.2不同浸泡溫度對(duì)牛肉嫩化效果的影響
在不同溫度條件下用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的生姜汁嫩化牛肉，持水力測(cè)定結(jié)果，在20~40℃之間經(jīng)過(guò)生姜汁的浸泡，牛肉的持水力有明顯的提高，隨著浸泡溫度的增加持水力下降趨于水平，40℃時(shí)的持水力明顯的高于其他溫度，最佳的浸泡溫度為40℃.
2.1.3不同浸泡時(shí)間對(duì)牛肉嫩化效果的影響
在不同浸泡時(shí)間的條件下用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的生姜汁嫩化牛肉，與對(duì)照組相比較0~60min內(nèi)嫩化效果比較明顯，隨著時(shí)間的增加持水力有所上升，在60min時(shí)達(dá)到最大，所以浸泡時(shí)間為60min較合適.
2.2正交試驗(yàn)
在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用L(934)正交設(shè)計(jì)，比較生姜汁的添加量、浸泡溫度、浸泡時(shí)間對(duì)牛肉嫩度的影響，確定各因素的最優(yōu)配比方案。
2.3生姜汁處理后牛肉熱量的變化
用DSC測(cè)定儀分別測(cè)定未經(jīng)處理的牛肉(對(duì)照組)和經(jīng)過(guò)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%的生姜汁在30℃的溫度下浸泡80min的牛肉的熱量，經(jīng)過(guò)生姜汁處理過(guò)的牛肉和對(duì)照組相比較，兩者的圖譜輪廓形似.在峰1部分，牛肉中肌球蛋白的變性溫度由60.28℃提前到51.51℃，在其變性過(guò)程中的熱焓值由1.070J/g提升到了2.987J/g.在峰2時(shí)，肌動(dòng)蛋白的變性溫度由80.77℃延遲到84.09℃，其變性過(guò)程中的熱焓值由0.1573J/g降低至0.1523J/g.肌球蛋白變性過(guò)程中的熱焓值增大，肌動(dòng)蛋白的熱焓值減小.綜上所述，生姜汁處理后的牛肉，牛肉中某些蛋白質(zhì)的性質(zhì)改變了.
2.4生姜汁處理后牛肉的硬度及其他物性
未經(jīng)處理的牛肉(對(duì)照組)和經(jīng)過(guò)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%的生姜汁在30℃的溫度下浸泡80min的牛肉的硬度及其他物性比較結(jié)果，與對(duì)照組相比，被生姜汁處理過(guò)的牛肉的硬度有所下降.生姜汁處理的牛肉的硬度為16908.56，降低了5.3%.嫩化處理對(duì)牛肉的其他物性也有很明顯的影響，回復(fù)性、咀嚼性、膠著性和黏性增大，彈性降低，pH值變化不明顯，亮度增大，紅度和黃度降低，表明此時(shí)牛肉的視覺(jué)效果和口感較好，沒(méi)有口感粗糙、韌性大而咀嚼費(fèi)力的特征.
2.5生姜汁處理后牛肉的超微結(jié)構(gòu)
肉的超微結(jié)構(gòu)是指肉經(jīng)顯微鏡掃描后，擴(kuò)大一定倍數(shù)后所看到的肉的組織結(jié)構(gòu).其好壞主要是通過(guò)肉的紋理的粗細(xì)、肉斷面的光滑程度、肌原蛋白被分解程度、肌原纖維的斷裂情況、肉的組織結(jié)構(gòu)的破壞程度、脂肪存放量和分散程度來(lái)判斷.一般認(rèn)為紋理細(xì)膩、斷面如縐綢般光滑、肌原蛋白大部分被分解、肌原纖維大部分已斷裂、肉的組織結(jié)構(gòu)被破壞的很厲害、脂肪細(xì)膩分散一致，呈大理石紋狀的肉較好.
對(duì)照組的牛肉紋理很粗，肌原蛋白沒(méi)有被分解，肌原纖維較長(zhǎng)，大部分都沒(méi)斷裂，組織結(jié)構(gòu)斷面粗糙，且組織比較完整，基本上沒(méi)被破壞，脂肪的存放量多且分布不均勻.由圖5-b可知，被生姜汁嫩化的牛肉肌原蛋白被分解，肌纖維大部分都斷裂了，組織結(jié)構(gòu)被破壞的也很徹底，紋路不清晰，與對(duì)照組相比嫩度有一定的提高.被生姜汁處理過(guò)的牛肉有一定的嫩化效果，這與以物性作為嫩化指標(biāo)測(cè)定的結(jié)果基本一致.
3結(jié)論與討論
本文通過(guò)單因素和正交試驗(yàn)對(duì)添加生姜汁嫩化牛肉的效果進(jìn)行研究，結(jié)果表明，當(dāng)添加生姜汁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%、溫度為30℃、浸泡時(shí)間為80min時(shí)，嫩化效果最佳.生姜汁處理能夠較好的保持牛肉的持水力，對(duì)牛肉的嫩化有很好的效果.DSC的測(cè)定結(jié)果表明，生姜汁處理后的牛肉中肌球蛋白的變性溫度提前，肌動(dòng)蛋白的變性溫度延后，說(shuō)明生姜汁對(duì)牛肉中蛋白質(zhì)的性質(zhì)有影響.與對(duì)照組相比，生姜汁處理后的牛肉的硬度降低了5.3%.特別是彈性的降低幅度很快，彈性降低了33%.電鏡分析結(jié)果表明，生姜汁嫩化的牛肉紋理比較細(xì)膩，結(jié)構(gòu)比較細(xì)密，斷面相對(duì)比較光滑，牛肉肌原蛋白被分解，肌纖維大部分都斷裂了，組織結(jié)構(gòu)被破壞的也很徹底，紋路也不清晰.由于本次試驗(yàn)購(gòu)買(mǎi)的是冷凍牛肉，因貯存時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，可能使牛肉的組織結(jié)構(gòu)有一定的破壞，容易出現(xiàn)嫩化過(guò)度的現(xiàn)象;在解凍過(guò)程中可能會(huì)丟失一部分水分，使牛肉的持水力下降，失水率提高，這些問(wèn)題有待后續(xù)研究改進(jìn).
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作者：秦躍奇，高海燕，孟可心，王瑩，張麟，姜繼凱，曾潔
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