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牛肉从加工至烹饪中嫩化工艺研究进展

  来源:中国肉类机械网     发布日期:2013-01-30
 
核心提示:牛肉嫩度是决定牛肉食用品质最重要因素。一般来说结缔组织含量愈低,肌束中肌纤维数密度愈大,肌纤维愈细,肉质就愈细嫩。
  牛肉嫩度是决定牛肉食用品质最重要因素。一般来说结缔组织含量愈低,肌束中肌纤维数密度愈大,肌纤维愈细,肉质就愈细嫩。我国牛屠宰加工业生产的烹调用牛肉普遍处于粗老、风味欠佳、质量不稳定的状态。在烹饪中,牛肉是一种很重要的食物原料,但长期以来,牛肉的嫩度无法达到一个理想状态,影响了牛肉的广泛使用。因此,在牛肉的加工至烹饪过程中如何改善牛肉嫩度,多年来一直是国内外肉品科学研究工作的热点问题之一。
  1牛肉嫩度影响因素
  1.1牛肉所属的品种
  “物性不良,虽易牙烹之,亦无味也”。因此在选择牛肉原料时,要根据其品种、畜龄与营养状况及其烹饪与食品加工分档取料等几方面来考虑。在黄牛、水牛、牦牛3种牛中,以牦牛肉质量佳,黄牛肉次之,水牛肉质最差。在目前运用的牛肉中,以3年左右的黄牛肉质量较好。
  1.2牛肉本身固有属性
  嫩度是决定牛肉食用品质最主要的因素,影响牛肉嫩度的主要因素包括结缔组织、大理石花纹、肌节长度、内源蛋白酶等多种生物因素。
  1.2.1结缔组织和肌内脂肪
  结缔组织主要是通过肌内膜和肌束膜内的胶原。Nakamura研究发现,对于不同部位肌肉切块,其肌内膜结构没有差异。与运动较少的肌肉相比,经常运动的肌肉中肌束膜由更多胶原纤维束组成且较发达,并且认为,这是造成不同肌肉切块嫩度不同的一个重要原因。肌内脂肪含量对牛肉嫩度也有一定影响。同样条件下,大理石花纹越丰富,肌肉的嫩度就越好。Nishimura研究认为肌内脂肪的沉积冲淡并弱化了肌肉结缔组织,从而改善了肉的嫩度。虽然肌内脂肪和结缔组织对牛肉嫩度都有影响,但很多实验发现它们对牛肉嫩度的贡献不大。
  1.2.2肌节长度
  活体哺乳动物的松弛肌肉中的肌节长度约2.5μm,但经宰杀之后,供氧系统及呼吸链的断裂,从而导致胴体的正常生理生化功能破坏,导致肌节缩短和尸僵的发生,尸僵时肌节长度可缩至1.5μm-2μm。有研究者通过控制哺乳动物在尸僵时肌节长度的办法,研究了肌节长度对嫩度的影响。实验发现,刚屠宰哺乳动物肌节不发生收缩都具有中等程度的嫩度,随着尸僵的进行,肌节的缩短,其嫩度越来越差。在僵直时嫩度最差,而随后嫩度又逐步改善,而肌节几乎没有变化。
  1.2.3内源蛋白酶
  肌原纤维是决定肌肉嫩度的决定因素,也是构成肌纤维的物质基础。肌原纤维由多种蛋白构成,其中目前已证实的伴肌球蛋白、伴肌动蛋白、肌间线蛋白等蛋白和肉的嫩度关系密切。另外还有人试验发现宰后成熟的肌肉中肌球蛋白的变化与肉的保水性有关。肌间线蛋白是肌原纤维间蛋白质,也是一种不溶性蛋白质,其广泛存在于脊椎动物的骨骼肌、心肌和平滑肌细胞中,它对于牛肉的嫩度也具有密切的联系。
  1.3外在影响因素
  影响牛肉嫩度的因素还有牛的性别及其生理部位、以及在加工过程中的加工条件、环境和保存的时间、温度、pH值、熟制加工的温度和时间、工艺技术等因素都会对牛肉的嫩度产生不同程度的影响。
  2牛肉在加工中嫩化工艺技术
  随着人们日常饮食对牛肉的消费日益增多,对于牛肉的质量改良,尤其是嫩化工艺的研究也日益关注。目前对于牛肉嫩化工艺方法的研究,主要有悬挂排酸自然成熟法、机械嫩化法、电刺激嫩化法、高压嫩化法、外源酶嫩化法以及离子溶液注射法等。
  2.1吊挂排酸自然成熟法
  通常情况下,宰杀后的家畜胴体都要经过僵直、解僵和成熟的过程,会有一个胴体头部朝下的悬挂状态,也就是这个悬挂自然排酸法。其悬挂的环境温度要处于5-10°C,以免受到有害微生物的污染。在这个排酸成熟过程中,其与牛肉的嫩化效果具有非常密切的联系。胡铁军等研究表明骨盆吊挂嫩化效果最好。但并非肌节拉伸越长嫩度越大,当超过一定限度,嫩化作用反而减小。
  由于该方法设备成本不高,目前国内外大型的屠宰场广泛的采用此方法。但由于扩充冷藏空间的费用有时高于因吊挂提高肉质而带来的经济效益,使得这一技术在应用上具有一定的局限性。
  2.2机械外力嫩化法
  机械外力嫩化法是利用机械外力的作用,使牛肉组织的肌动蛋白和肌球蛋白分离,从而将肌节增长,其中致密的结缔组织也因机械外力的作用而变得松散断裂,最终达到嫩化的效果。
  在牛肉加工中,主要运用机械滚揉法,通过机械的方法进行翻滚、使肉体表面形成黏液,而增加肉的嫩度。王卫研究了不同方法对传统酱卤牛肉制品嫩度的影响。盐水注射后滚揉4h,采用低温肉制品80°C的热加工温度时得到产品的嫩度最佳;同时考察了肉块盐水注射滚揉后腌制时间对嫩度的影响,结果表明:盐水注射后滚揉时间4h-8h,2°C静腌24h和低温肉制品80°C的热加工工艺能显著改善产品嫩度。在中餐里有“横切牛羊斜切猪”的说法。
  在西餐中,加工牛扒使其成形时,除使用横切的方法外,也常使用肉锤或扒刀进行敲击,拍断其肌纤维,以致其嫩,这与中餐刀工处理有异曲同工之妙。此外,刀工处理中还常用斩、剁、绞、剞等特殊刀工处理方法,使牛肉达到机械致嫩的效果。
  2.3电刺激嫩化法
  电刺激是家畜经屠宰放血后,在一定的电压电流下,对胴体进行通电,达到改善肉质嫩度的目的。它的主要机理是:利用电刺激加快肌肉中ATP的降解,促进糖原的分解速度,使胴体pH值快速下降,减少了冷收缩,提高了肉的嫩度;同时电刺激还能激发强烈的收缩,导致肌原纤维断裂,肌原纤维间的结构变得松弛,使其可以容纳更多的水分,从而提高肉的嫩度。
  王玉宁等研究了电刺激和延迟冷却法对宰后牛肉肌原纤维蛋白降解变化的影响。结果表明:电刺激和延迟冷却提高了肌原纤维小片化的程度,促进了肌间线蛋白(Desmin)和伴肌动蛋白(Nebulin)的降解,缩短了成熟时间,提高了牛肉嫩度。电刺激嫩化法目前已经被国内外许多大型屠宰企业应用,以生产高品质的品牌肉类产品。但一些小型的、传统的屠宰场,由于设备条件的限制而未能使用。
  2.4高压嫩化法
  高压嫩化法主要利用高压使肌肉中溶酶体破裂,释放组织蛋白酶,同时利用高压破坏肌质网,从而导致Ca2+浓度升高,激活钙激活酶系统,通过钙激活酶降解肌纤维的结构蛋白,从而达到嫩化的目的。高压嫩化(1MPa-10MPa)具有嫩化效果明显、作用均一的优点。同时卫生条件良好,不会增加微生物污染的机会,可以起到杀菌作用。
  刘熙等对年龄在2岁-3岁,体重为500kg的西门塔尔公牛的半腱肌进行了高压嫩化处理,结果表明:高压嫩化处理对牛肉的综合指标、SF值和肌组织的结构产生了明显影响,并得到提高嫩度的最佳工艺条件,即高压300MPa、2min。白艳红等研究了牛肌肉的显微结构及剪切力在高压处理下的变化,结果表明在压力为700MPa,室温,保压20min的处理条件下,牛肌肉显微组织结构变化明显:肌节发生明显收缩,其肌节收缩率为34.8%,高压处理后牛肉的剪切力值显著下降(p<0.05),证明超高压处理对牛肉具有嫩化作用。靳烨等研究了高压处理对牛肉感官特性与食用品质的影响,结果表明在室温下用250MPa的压力处理宰后热剔骨(6h以内)真空包装的牛肉10min,0-4°C冷藏条件下贮存2d-3d,可获得嫩度好、其它感官指标不明显低于低温吊挂成熟7d-10d的产品。
  2.5外源酶处理嫩化法
  外源酶处理法,分为宰前处理法和表面浸渍处理法。宰前处理法是在宰前短时间内将酶制剂注射到动物的血管系统,使酶在胴体中均匀分布,从而达到嫩化效果。表面浸渍处理法是宰后用酶对肉进行处理,外加酶的量因不同部位分割肉块而异,可采用粉状酶制剂或液体溶液。
  作为牛肉嫩化的酶类有:植物提取和微生物培养2个方面,其中以植物提取的酶为常用,包括:木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶、生姜蛋白酶及无花果蛋白酶等。这些酶类对结缔组织有较强的分解作用,嫩化效果十分显著。目前国内外用酶处理来嫩度牛肉的主要有单一酶处理以及复合酶处理嫩化法。
  2.5.1单一酶应用嫩化法
  明建等研究了木瓜蛋白酶嫩化牛肉效果,结果表明:木瓜蛋白酶液的酶活、pH值、处理温度、处理时间对牛肉的持水力、烹饪失水率、剪切力均有显著的影响。木瓜蛋白酶最佳嫩化条件:酶用量20U/g(0.01%)、pH7.0、处理温度37oC、处理时间1.5h;或酶用量40U/g(0.02%)、pH7.0、处理温度20oC、处理时间1.5h。孙国梁等研究了生姜蛋白酶嫩化牛肉效果,结果表明:生姜蛋白酶对牛肉的嫩化效果十分显著,通过正交试验确定的生姜蛋白酶对牛肉嫩化的最佳工艺条件是:酶用量为0.06%,pH为7.0,处理温度为50oC,处理时间为2h。黄业传等研究菠萝汁中菠萝蛋白酶对牛肉的嫩化作用,总结了嫩化的最佳工艺:菠萝汁浓度6%、时间60min、温度50oC、pH7.0。在此条件下,牛肉剪切力可降低50%左右。
  2.5.2复合酶协同嫩化法
  从最初的单一酶对牛肉进行嫩化研究,研究者逐步发现将多种的具有嫩化效果的酶类进行复合作用,这样收到的效果也很显著,同时也确定了一些复合酶嫩化的最佳组合工艺。
  明建等研究了蛋白酶嫩化处理对牛肉及其制品物性的影响。结果表明:3种蛋白酶处理都能够较好地保持牛肉的持水力,复合蛋白酶、胰蛋白酶和木瓜蛋白酶处理后牛肉的持水力分别比对照牛肉高28.3%、11.1%和15.9%。其中,复合蛋白酶嫩化处理的效果优于胰蛋白酶及木瓜蛋白酶。权伍荣等研究了不同嫩化液及重组等处理对牛肉加工的嫩化方法和最佳物质组合。结果表明:在4oC条件下,不同嫩化液对牛肉嫩化优化试验表明:牛肉嫩化效果的主次顺序为CaCl2溶液>木瓜液>苹果梨汁>腌渍时间,3种嫩化液组合注射,其CaCl2溶液、木瓜液、苹果梨汁浓度分别为0.03%、40%、20%,在4oC条件腌制时间为12h,牛肉嫩化效果最佳。
  2.6离子溶液注射嫩化法
  将钙离子溶液注入肉中来改善牛肉的嫩度,是在钙激活酶被证明是宰后降解肌肉骨架蛋白的主要酶类后发展起来的一项技术。最初的研究是将牛肉浸泡在钙离子溶液中,后来发展为通过动脉向胴体注射钙离子溶液,最后发展到向分割肉块中注射钙离子溶液。在宰后的任何时间对牛肉用钙离子溶液处理都会有嫩化效果,且不会引起肉的过度嫩化。目前钙离子溶液注射技术正在其他家畜动物生产中尝试应用。
  马美湖等通过向宰后牛的股二头肌注射CaC12,引起肌原纤维蛋白的水解,从而改善牛肉的嫩度。并于后熟24h左右进行了肌原纤维小片化指数(MFI)、粗钙激活因子活性(CAF)指标的测定。结果表明:对宰后的牛肉注射CaCl2能显著提高牛肉的嫩度。Milligan等研究发现,给牛大腿内侧肌肉注射CaCl2溶液,明显较未注射组提高了肉的嫩度。
  2.7烹饪嫩化法
  在西餐中牛肉的成熟度分为:生、半熟偏生、半生半熟、全熟等。这几个成熟度可充分体现烹饪制嫩法。在烹饪加工过程中,刀口致嫩、保护性致嫩、火候致嫩、烹调技法致嫩及添加某些物质致嫩等是保证和提高菜肴柔嫩度的重要手段。这句话,也主要概括了牛肉在烹饪过程中的主要嫩化措施。对于“添加某些物质”而言,即目前在烹饪牛肉过程中添加的松肉粉(化学成分为木瓜蛋白酶)。而目前在烹饪牛肉过程中添加松肉粉嫩化的效果到底如何,还鲜有报道。另外目前已经研究的各种具有嫩化效果的酶类,而还未能够在烹饪行业中得到普遍的应用。
  目前牛肉的嫩化研究的不断进步,将新的嫩化技术运用于传统的烹饪工艺之中,不但可以改善牛肉菜肴产品的品质,而且可以优化传统烹饪工艺。
  3展望
  随着人们对牛肉的消费逐步走向“家庭餐桌化”,这对于牛肉的品质要求,牛肉的嫩化显得越来越显著。从牛肉的加工到烹饪,相信随着科学技术的进一步发展,人们对于牛肉的消费带来满意的结果。如基因工程技术的应用等,并且目前国外已有相关的报道。目前对于牛肉的嫩化方法各式各样,但更多的还是处于“实验阶段”,需要人们不断的完善并付诸实践。
 
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