食鹽添加量對灘羊肉蒸煮損失、嫩度及水分分布的影響

吳亮亮，羅瑞明，孔 豐，田 銀，張赫宇，蘇春霞（寧夏大學農學院，寧夏銀川750021）

食鹽添加量對灘羊肉蒸煮損失、嫩度及水分分布的影響

吳亮亮，羅瑞明*，孔 豐，田 銀，張赫宇，蘇春霞
（寧夏大學農學院，寧夏銀川750021）

為探究不同食鹽添加量對灘羊肉蒸煮損失、嫩度以及水分分布的影響，以灘羊肉為實驗材料，借助低場核磁共振技術研究不同食鹽添加量處理下灘羊肉的蒸煮損失、剪切力以及水分子T2弛豫特性。結果表明：隨著食鹽添加量的增加，灘羊肉的蒸煮損失和剪切力都明顯減小（p＜0.05），當食鹽添加量大于2.5%時，差異不顯著（p＞0.05）。LF-NMR檢測到了四個明顯的水分群，代表肉中的弱結合水、強結合水、不易流動水和自由水四種存在狀態。增加食鹽添加量，弛豫時間逐漸變短，不易流動水逐漸增多，自由水逐漸減少。核磁成像結果顯示，隨著食鹽添加量的增加圖像的亮度依次減弱。相關性分析結果表明，蒸煮損失與T23、T24呈顯著正相關（p＜0.05）；剪切力與T23、T24峰面積百分比呈顯著正相關（p＜0.05），與T23峰面積百分比呈顯著負相關（p＜0.05）。由此表明，不同食鹽添加量處理下灘羊肉的水分分布具有顯著地變化。

食鹽添加量，灘羊肉，水分分布，低場核磁共振，核磁共振成像

灘羊為寧夏優勢特色畜種，是中國獨特的名貴裘肉兼用型綿羊品種，其肉質細嫩，膻腥味輕，味道鮮美，營養豐富，風味獨特，深受消費者的青睞［1-2］。腌制是其肉品加工過程中的一個重要環節，是決定肉品質的重要因素之一，通過腌制使食鹽進入組織中，提高滲透壓，降低水分活度，從而抑制腐敗菌的生長，同時能夠提高肉品的保水性和嫩度［3］。相關研究表明：食鹽質量濃度為2%～3%時，保水性較強，如果小于或超出這個范圍，保水性則下降［4］。對于改變肉制品嫩度方面，Barbut等［5］研究認為高的食鹽含量可提高煮制后的禽肉糜的嫩度。

水分作為肉與肉制品的主要成分，以一定數量定位、定向的存在于其中，并以結合水（與大分子相互作用的水）、不易流動水（肌原纖維和網狀組織中的水）和自由水（細胞外水）三種形式存在，而結合水又分為強結合水和弱結合水［6］。水分子的存在形式和活性分布狀態決定了蛋白質的保水能力，這不僅會直接影響產品的嫩度，也會對肉制品的食用品質、出品率以及產品貨架期等產生顯著影響。

低場核磁共振技術（LF-NMR）為一種新型的無損檢測方法被用于測定肌肉中的水分狀態和流動性［3］。近年來廣泛用于研究凍融過程肉的持水力變化［7］、不同蒸煮溫度下肉的保水性［8］、屠宰前后肌肉中肌原纖維水分的分布和遷移特征［9］，但對不同食鹽添加量對灘羊肉水分分布的影響的研究鮮見報道。因此，本研究采用LF-NMR對不同食鹽添加量處理下的灘羊肉的水分分布影響做初步探究，將為今后LF-NMR技術用于熟肉制品水分分布的評定提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

羊后腿肉 鹽池灘羊，6月齡，購置于寧夏鹽池縣大夏牧場清真食品有限公司；食鹽 購置于寧陽生活超市。

H-SY2L-NI 6-C型恒溫水浴鍋 北京長源實驗設備廠；AL204型電子天平 梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；NMI20低場脈沖核磁共振分析儀上海紐邁電子科技有限公司；TA-XT2i型質構儀 英國Stable Microsystem公司。

1.2 實驗方法

灘羊后腿經剔骨、去皮等預處理后，分割成大小形狀相似，重50 g左右的肉塊。將預處理的灘羊肉平均分成四組，按肉∶鹽水=1∶1.5（m/V）的比例放入配制好的腌制液（0.5%、1.5%、2.5%、3.5%）中腌制6 h，并在腌制過程中不斷翻動肉塊，使肉塊腌制均勻。腌制好的肉塊分別置于四個燒杯中，加入10倍肉塊體積的水，置于溫度為80℃的水浴鍋中加熱至灘羊肉中心溫度75℃蒸煮30 min。蒸煮完成瀝水并冷卻至室溫后進行蒸煮損失的測定，并置于0～4℃條件下冷卻12 h。然后將羊肉分成兩部分，一部分修整成2 cm×2 cm×2 cm（剔除筋腱及結締組織）的肉樣，用于測定羊肉剪切力值；另一部分用于LF-NMR的測定。每個指標測三個平行，且每組做3個重復。

1.3 測定方法

1.3.1 蒸煮損失的測定 取腌制好的四組肉樣進行稱重（m0），分別置于四個燒杯中并加入10倍肉塊體積的水，置于溫度為80℃的水浴鍋中加熱至灘羊肉中心溫度75℃，蒸煮30 min后取樣，瀝水并冷卻至室溫進行稱重（m1），按式（1）計算蒸煮損失：

式中：c—蒸煮損失，%；m0—煮前肉樣重，g；m1—煮后肉樣重，g。

1.3.2 剪切力的測定 樣品處理：用平行刀將蒸煮的灘羊肉切成2 cm×2 cm×2 cm的肉樣（剔除筋腱及結締組織），切面要平整垂直，每組重復3次。質構參數確定：參照文獻［10］，略有修改。實驗選用HDP/WBV探頭，設置參數為：測試前速度：2 mm/s，測試速度：2 mm/s，測試后速度：5 mm/s，壓縮比為50%。物性測試儀測定灘羊肉樣品的剪切力，單位分別是g。

1.3.3 NMR橫向弛豫時間（T2）測定 NMR弛豫特性的測量是在NMI20低場脈沖核磁共振分析儀上進行。質子共振頻率為18.384 MHz，溫度為32℃。T2用CPMG序列測量，所使用的參數為：η值（90°脈沖和180°脈沖之間的時間）為200 μs。重復采樣4次，重復間隔TR時間為1200 ms，得到以指數形式衰減的核磁信號。將大約2 g樣品放入直徑15 mm核磁管中，而后放入分析儀中。每個測試至少3個重復。

1.3.4 NMR微成像 NMR成像采用多層自旋回波（Multi-slice Spin Echo，MSE）序列來產生自旋回波圖像。

1.4 統計分析

所有實驗數據用Origin 8.0進行繪圖，SPSS 19.0軟件進行方差分析（Ducan法進行多重比較）和雙變量相關分析，上述實驗進行3次重復，結果采用平均值±標準差表示。

2 結果與分析

2.1 食鹽添加量對灘羊肉蒸煮損失的影響

圖1 食鹽添加量對灘羊肉蒸煮損失的影響Fig.1 Effect of different salt addition on cooking loss in Tan sheep

由圖1可知，隨著食鹽濃度的增加，蒸煮損失逐漸下降；當食鹽添加量從0.5%增加至2.5%，灘羊肉的蒸煮損失呈現出顯著的下降趨勢（p＜0.05）；當食鹽的添加量繼續增至3.5%時，灘羊肉的蒸煮損失下降不顯著（p＞0.05）。有研究認為：食鹽質量濃度小于3%時，保水性較強，如果超越這個范圍，保水性則下降［4］。可能是由于食鹽使得肌原纖維發生膨脹，大量氯離子被束縛在肌原纖維中，增加了負電荷引起的靜電斥力，使得肉的離子強度增大，肌纖維蛋白質數量增多，在這些纖維狀肌肉蛋白質加熱變性的情況下，將水分和脂肪包裹起來凝固，使肉的保水性提高［4］。Trout等［11］研究發現，當食鹽添加量從1.33%提高到2.9%，牛肉保水性顯著提高，蒸煮損失降低的結果與本實驗一致。

2.2 食鹽添加量對灘羊肉嫩度的影響

由圖2可知，隨著食鹽添加量的增加，灘羊肉的剪切力呈下降趨勢，當食鹽添加量為0.5%～2.5%，剪切力下降比較明顯（p＜0.05），大于2.5%時，下降不顯著（p＞0.05）。這是因為食鹽使肉的離子強度提高，能活化蛋白質，肌球蛋白溶出量增多，從而改善肉制品的質地，改善多汁性，增加其嫩度［12］。這與Baublits［13］的研究結果也是一致的。

圖2 食鹽添加量對灘羊肉剪切力的影響Fig.2 Effect of salt addition on shear force in Tan sheep

2.3 弛豫特性

在LF-NMR測量中得到的兩個主要參數是自旋-晶格弛豫時間（用T1來表示，又稱為縱向弛豫時間）和自旋-自旋弛豫時間（用T2來表示，又稱為橫向弛豫時間）。在肉與肉制品研究中，常用T2弛豫時間來作為測定肉品持水性的指標，因為T2變化范圍較大，并且對水分分布狀態比T1更加敏感。不同的T2弛豫時間，能夠容易區分自由水和結合水［14］。

不同食鹽添加量處理下灘羊肉中水分子T2弛豫特性見圖3。擬合后的T2分布按弛豫時間呈現四個峰：0.01～0.45 ms和1.2～3.0 ms各出現一個小峰，20.4～118.4 ms出現一個大峰，118.4～285.2 ms又明顯出現一個峰。根據出峰時間及各自峰面所占總峰面積比，認為四個峰代表灘羊肉蒸煮過程中水分的四種不同存在狀態，既弱結合水（T21）、強結合水（T22）、不易流動水（T23）和自由水（T24）［15］。圖3中橫向弛豫時間可以反應水分的自由度，水分遷移的程度。隨著食鹽添加量的增加，不易流動水的出峰時間在提前，說明蒸煮時間的改變，導致結合水朝向不易流動水的方向遷移，使得不易流動水提前出現。

圖3 不同食鹽添加量下灘羊肉的低場核磁弛豫時間（T2）Fig.3 T2relaxation time of water molecular from Tan sheep at different salt addition treatment

弛豫時間（T2）分布的變化表征經不同食鹽添加量處理后灘羊肉中存在的多種狀態水分群的分布情況，即各狀態下水分的結合狀態和自由移動程度；而弛豫峰面積百分數可以估算氫質子的相對含量，從而反映各種狀態水分群的含量，其變化可以表征經不同食鹽添加量處理后灘羊肉中各種狀態水分子的含量變化情況，即各種狀態水分群的流動轉移情況。表1為不同食鹽添加量處理后灘羊肉中水分子T2弛豫時間的變化。

由表1可以看出隨著食鹽添加量的增加，四種不同狀態的水分向快弛豫方向移動，但T21和T22變化不顯著（p＞0.05），這主要是因為T21和T22反映的是與大分子緊密結合的那部分水，所以食鹽添加量很難對其造成顯著影響；當食鹽添加量為0.5%～2.5%時，T23和T24顯著下降（p＜0.05），當食鹽添加量超過2.5%時，T23和T24沒有顯著變化（p＞0.05）。這一結果與前人報道的食鹽質量濃度超過3%時，保水性將會下降［4］相對應。隨著食鹽添加量的增加，T23和T24向快弛豫方向移動，既弛豫速度增加，T2弛豫時間減少，表明不易流動水和自由水的移動性明顯減弱（p＜0.05）。

表1 不同食鹽添加量處理灘羊肉的低場核磁弛豫時間（T2）變化Table1 Effect of different salt addition treatment on Trelaxation time of water（T2）from Tan sheep

表2 不同食鹽添加量處理灘羊肉的低場核磁弛豫峰面積百分數變化Table2 Effect of different salt addition treatment on T2peak area fraction of water from Tan sheep

表2為不同食鹽添加量處理下灘羊肉中水分子T2弛豫峰面積百分數的變化，由表2可知，隨著食鹽添加量的增加，T21和T23峰面積百分數都在逐漸增大，且T23的增大顯著（p＜0.05），而T24峰面積百分數逐漸下降，說明隨著食鹽添加量的增加，可以提高灘羊肉的保水性。有文獻指出，決定肉保水性的主要是不易流動水（T23），存在于纖絲、肌原纖維及膜之間，它能溶解鹽類及其他物質，使得食鹽在水中電離出Na+和Cl-，由于Cl-與肌肉蛋白質中帶正電荷的基團結合，使蛋白質分子的靜電斥力增強，使肌原纖維蛋白質分子間的內聚力降低，網狀結構松弛，結合了大量的不易流動水，提高肉的保水性［16］。

圖4是用核磁微成像技術得到的4個處理組灘羊肉的圖像，NMR圖像法是通過選擇合適的脈沖序列得到回波信號，在二維傅里葉變化法中，通過三個互相垂直的可控線性梯度定位，將樣品的體素與圖像上的像素一一對應，然后根據樣品截面上不同點的信號強度的差異，經過計算機處理得到明暗對比、再將這些像素組合起來得到的圖像。檢測中一般用的是二維圖像，即得到某一截面的圖像，通過信號顏色的亮暗反映樣品中水等組成物質的含量，水分含量越多，在圖中顯示越亮［17］。

圖4 不同食鹽添加量處理灘羊肉的核磁成像圖Fig.4 The NMR images of different salt addition treatment from Tan sheep

由圖4可以看出，經不同食鹽添加量處理的羊肉的NMR圖像亮度隨著濃度的增大而減弱，表明隨著食鹽添加量的增加，灘羊肉表面的水分逐漸減少。這與不同食鹽添加量處理下的T24峰面積百分數的變化是一致的，說明核磁成像可在一定程度上反應肉品中水分含量與分布的變化，可以快捷、方便、無損的檢測肉品水分分布的變化情況。

2.4 相關性分析

本文研究了不同食鹽添加量處理下的灘羊肉蒸煮損失、剪切力和水分分布的變化，結果發現，經不同食鹽添加量處理下的灘羊肉的蒸煮損失和剪切力都有較大影響，這可能與肌原纖維蛋白的網絡結構、分子間的內聚力以及T2弛豫特性有關。因此，對灘羊肉的蒸煮損失、剪切力以及T2弛豫特性進行相關性分析，能夠更好地了解灘羊肉經不同食鹽添加量處理后，其蒸煮損失、剪切力以及T2弛豫特性之間的關系。

表3中顯示了不同食鹽添加量處理下的灘羊肉測定指標的相關性，從表3中的相關系數可以看出，蒸煮損失分別與T23、T24呈極顯著（p＜0.01）正相關、顯著（p＜0.05）正相關，相關系數分別為0.978、0.936；剪切力分別與T23、T23峰面積百分比、T24峰面積百分比呈顯著（p＜0.05）正相關、顯著（p＜0.05）負相關、極顯著（p＜0.01）正相關，相關系數分別為0.898、-0.589、0.463；蒸煮損失與剪切力呈顯著（p＜0.05）正相關，相關系數為0.985。

由以上相關系數和顯著性分析可知，經不同食鹽添加量處理后，灘羊肉的蒸煮損失和剪切力與不易流動水和自由水的弛豫時間和含量都有著密切的關系。同時可以看出，蒸煮損失與T23、T24弛豫時間呈顯著正相關，說明不易流動水和自由水的弛豫時間越長，蒸煮損失越大。而剪切力與T23、T24峰比例呈顯著正相關，與T23峰比例顯著負相關，說明不易流動水的弛豫時間越長、含量越大且自由水含量越少，剪切力就越大。

3 結論

表3 不同食鹽添加量處理下的灘羊肉測定指標的相關性分析Table3 Correlational analyses of indexes considered in Tan sheep at different salt addition treatment

經不同食鹽添加量處理的灘羊肉中水分子的狀態發生著顯著地變化。隨著食鹽添加量的增加，灘羊肉中不易流動等水分子與肌原纖維蛋白的結合程度增加，降低了蒸煮損失，提高了灘羊肉的嫩度。核磁成像顯示，經不同食鹽添加量處理的羊肉的NMR圖像亮度隨著濃度的增大而減弱，表明隨著食鹽添加量的增加，灘羊肉表面的水分逐漸減少，與上述T24峰面積百分比的變化規律的結論相對應。相關性分析發現，經不同方式處理后，灘羊肉的蒸煮損失和剪切力與不易流動水和自由水的弛豫時間和含量都有著密切的關系；不易流動水和自由水的弛豫時間越長，蒸煮損失越大；不易流動水的弛豫時間越長、含量越大且自由水含量越少，剪切力就越大。

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Effect of cooking loss，tenderness and water distribution of Tan sheep at different salt addition treatment

WU Liang-liang，LUO Rui-ming*，KONG Feng，TIAN Yin，ZHANG He-yu，SU Chun-xia
（College of Agricultural，Ningxia University，Yinchuan 750021，China）

The present study was undertaken to investigate the effects of different salt addition treatment on the cooking loss，tenderness and water distribution of Tan sheep.Cooking loss，shear stress and T2relaxation properties of water molecules by low-field NMR technology were assayed in the different treatment.The result showed that the cooking loss and shear stress were significantly decreased（p＜0.05）with the increase of salt content.However，the difference was not significant（p＞0.05）when the salt content was more than 2.5%.LFNMR detected four distinct water group:weakly bound water，strongly bound water，immobilized water and free water.With the increase of salt content，the relaxation time shortened，immobilized water increased and free water reduced.The brightness of the image increased with the increase of the salt addition through the NMR results.The correlation analysis showed that the cooking loss was significantly（p＜0.05）positive correlated with T23and T24，and the shear stress was positively（p＜0.05）correlated with the ratio of T23and T24，and negatively （p＜0.05）correlated with the ratio of T23.The results suggested that the water distribution of Tan sheep had a significant change with the different treatments of salt addition.

salt addition；Tan sheep；water distribution；low-field nuclear magnetic resonance；magnetic resonance imaging

TS251

A

1002-0306（2016）02-0322-05

10.13386/j.issn1002-0306.2016.02.056

2015－08－17

吳亮亮（1989-），男，碩士研究生，研究方向：畜產品加工與貯藏，E-mail：15109511276@163.com。

*通訊作者：羅瑞明（1964-），男，博士，教授，研究方向：畜產品加工與貯藏，E-mail：ruimingluo.nx@163.com。

國家科技支撐計劃課題（2015BAD29B05）；寧夏回族自治區科技攻關計劃項目。