牦牛、黃牛不同部位制作肉干嫩度的差異

柳艷霞，張麗萍，趙改名*，祝超智，李苗云，貝翠平，參木友，張繼才

1(河南農(nóng)業(yè)大學 食品科學技術(shù)學院，河南省肉制品加工與質(zhì)量安全控制重點實驗室，河南 鄭州，450002) 2(拉薩綜合實驗站，西藏 拉薩，850000)3(昆明綜合實驗站，云南 昆明，650000)

我國牛肉產(chǎn)量僅次于美國和巴西，是世界第三大肉牛生產(chǎn)國。牛肉是第二大肉類食品[1]，其膽固醇、脂肪含量較低[2]，加工制作的牛肉干風味獨特、營養(yǎng)健康、含有人體必需的蛋白質(zhì)，深受大家的喜愛[3-4]。西門塔爾牛體型小，生長發(fā)育遲緩，生產(chǎn)性能較低[5]，將西門塔爾牛與本地黃牛雜交，可顯著提高雜交后代的體型，雜交一代的生產(chǎn)發(fā)育性能一般能提高30%以上，雜交二代生長發(fā)育性能好于雜交一代，隨著雜交代次的增加，雜交牛生長速度更快，生長發(fā)育性能更好[6]。牦牛是中國青藏高原特有的畜種，中國牦牛存量世界排第一位，牦牛肉肉質(zhì)鮮美、高蛋白、低脂肪，是一種天然綠色食品，具有巨大的商業(yè)開發(fā)潛力[7-8]。2010年青海高原型牦牛存欄數(shù)約為260萬頭，其中4.5歲成年公、母牦牛平均體重分別為440、260 kg[9]。國內(nèi)有研究指出牛肉不同品種和不同部位間品質(zhì)存在差異，其中牛肉的蛋白質(zhì)和脂肪含量相差較大，最后加工得到的產(chǎn)品風味差異性也比較明顯[10]。崔樹和等[11]和王勇峰等[12]分別研究了延邊黃牛和新疆褐牛不同部位之間的品質(zhì)特性，延邊黃牛不同部位之間的嫩度存在極顯著性差異，而新疆褐牛不同部位之間的嫩度顯著差異。GALBRAITH 等[13]研究也表明野牛外脊的嫩度較低，脂肪含量也較低。牛體后部比外脊部位的嫩度好，所以牛體后部部位廣泛應用于食品行業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)[14-15]。

目前多數(shù)研究認為，肌纖維類別與肉的品質(zhì)特性(如水分含量、水分活度、剪切力和水分遷移等)有直接的關(guān)系，但是對于肌纖維類別與肉的品質(zhì)特性的差異性仍有不同意見[16-17]。趙改名等[18]研究青海高原型牦牛不同部位肉品質(zhì)差異性，結(jié)果表明霖肉和肩肉適宜加工成高檔牛肉干。張麗萍等[19]研究西門塔爾雜交黃牛不同部位肉制作牛肉干，選取肩肉、臀肉、黃瓜條、米龍、霖肉5個部位，結(jié)果表明米龍部位適宜加工成牛肉干。目前，西門塔爾雜交黃牛和牦牛2種肉牛間不同部位的嫩度差異性研究尚少，本研究選取西門塔爾雜交黃牛和青海高原型牦牛胴體上肩肉、霖肉、米龍、黃瓜條、臀肉5個部位分割肉，加工成干制品，分別研究其感官特性、剪切力、水分含量、水分活度、水分遷移、微觀結(jié)構(gòu)等6項指標，并通過統(tǒng)計學方法研究其特征，為后期牦牛和西門塔爾黃牛不同部位間加工適宜性提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 主要實驗材料

雄性西門塔爾雜交黃牛(西門塔爾?！聊详桙S牛，6歲)及青海高原型牦牛(6歲)宰后72 h分割的部位肉(臀肉、霖肉、肩肉、黃瓜條、米龍)，寧夏夏華肉食品股份有限公司；食鹽、醬油、白砂糖、料酒、生姜、香辛料等，鄭州市金水區(qū)豐產(chǎn)路雙匯連鎖店；乙醚為分析純。

1.2 主要儀器與設(shè)備

沃-布剪切儀, BONINE-ELECTRIC-COMPANY；4TE水分活度測定儀，康寶貝萊科技有限公司；全自動智能水分測定儀，常州市幸運電子設(shè)備有限公司；核磁共振成像儀，蘇州紐邁分析儀器股份有限公司；5—3000 N掃描電鏡，日本日立精密儀器有限公司；精密鼓風干燥箱，上海恒科技有限公司；冷凍干燥機，北京松源華興科技發(fā)展有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 工藝流程

原料選擇整理→初煮切塊→復煮→烘烤→冷卻→成品

1.3.2 操作要點

操作過程中的要點參照文獻[20]。

1.3.2.1 原料選擇整理

選擇新鮮的原料肉，除去骨、皮、硬筋、淋巴腺、脂肪、淤血以及其他雜質(zhì)，放在清水中浸泡1 h，除去血水。

1.3.2.2 初煮切塊

將牛肉加入水中進行煮制，水要淹沒肉塊。煮制時間根據(jù)肉塊大小而異，煮制過程中撇去湯面浮末，添加少量的鮮姜塊，煮制的湯汁過濾后備用。肉塊冷卻10 min后，切成長2～3 cm、寬0.4～0.6 cm的塊，要求肉塊形狀、大小一致。

1.3.2.3 復煮

取20%～40%(質(zhì)量分數(shù))的初煮湯，各輔料添加量占肉質(zhì)量百分比：食鹽1.0%、醬油3.0%、白糖4.0%、生姜0.4%、料酒1.0%、花椒3%、茴香3%、肉蔻3%。配方中不溶解的調(diào)味料如花椒、茴香等用紗布包扎后放入鍋中，除料酒外其他可溶性輔料則直接入鍋。先用大火煮沸，待湯料減少到1/3時，用小火煮1 h，加入料酒即可起鍋。

1.3.2.4 烘烤

將牛肉放在烘箱中，烘烤溫度63 ℃，烘烤時間120 min，期間翻面2次，保證水分均衡。

1.3.2.5 冷卻、包裝

在清潔室內(nèi)攤涼、自然冷卻，選擇市售PET+PE復合材質(zhì)真空包裝。

1.3.3 牛肉干感官評定

6名有經(jīng)驗的食品專業(yè)人員采用Williams的9點評分法[21]，對表皮色澤、外觀、滋味、香味、嫩度和總體可接受性分別進行打分：9分為極好，8分為很好，7分為好，6分為次好，5分為一般，4分為一般以下，3分為差，2分為很差，1分為極差。評分≥5分為可接受。

表1 牛肉干感官評定Table 1 Sensory evaluation standard of jerky

1.3.4 水分含量和水分活度的測定

參照GB 5009.3—2016《食品安全國家標準 食品中水分的測定》[22]測定水分含量，每組樣品重復3次。參考李龍祥等[23]的方法，將肉樣攪碎，每次稱量1.00 g,在水分活度儀中測定水分活度，每組樣品重復3次。

1.3.5 剪切力的測定

參考LI等[24]的方法稍作修改，將牛肉干樣品沿著肌原纖維方向修整成4 cm×1 cm的肉條，在沃-布剪切儀上測量，重復測定10次，剪切力以千克的力為單位。

1.3.6 水分遷移的測定

參考HAN等[25]的方法進行測定。

1.3.7 微觀結(jié)構(gòu)的測定

參考MA等[26]的方法，將2 cm×2 cm×0.7 cm的肉樣放入250 mL的錐形瓶中，加入100 mL的乙醚溶液浸泡30 min，將樣品取出晾置30 min，使樣品表面殘留的乙醚溶液晾干。樣品放入自封袋中在-40 ℃冰箱中冷凍12 h，將冷凍好的樣品放入干燥機中干燥24 h后取出。將冷凍干燥后的樣品順著肌纖維方向修整為2 cm×1 cm×0.7 cm的肉塊，取切面較平整的樣品固定、噴金，置于掃描電鏡，放大500倍下觀察微觀結(jié)構(gòu)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2016和Oringin 9.0，SPSS 20.0，Image-pro plus 6.0數(shù)據(jù)處理軟件，指標分析采用單因素方差分析、相關(guān)性分析、主成分分析、線性回歸方程。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同部位牛肉干感官評定分析

由表2可知，不同部位制作的西門塔爾雜交黃牛肉干感官評分差異不顯著(P>0.05)。不同部位制作的牦牛肉干表皮色澤、滋味、嫩度評分差異顯著(P<0.05)。以霖肉部位制作的黃牛肉干有牛肉本身淡淡的清香味而且口感較佳，適合工業(yè)化生產(chǎn)。以米龍部位制作的牦牛肉干口感比其他部位得分高，比較受消費者歡迎。

表2 不同部位牛肉干感官評定Table 2 Sensory evaluation of beef jerky made from different parts

2.2 不同部位牛肉干剪切力分析

剪切力是評判肉類嫩度的品質(zhì)指標之一[27-28]，剪切力值大小與肉的嫩度呈負相關(guān)。由表3可知,肩肉部位制作的黃牛肉干的剪切力顯著高于米龍部位(P<0.05)，其他部位之間無顯著性差異(P>0.05)；米龍部位制作的牦牛肉干的剪切力顯著低于臀肉和黃瓜條部位(P<0.05)，除米龍外，其他部位之間無顯著性差異(P>0.05)。不同部位制作的黃牛肉干剪切力從大到小依次為肩肉﹥霖肉﹥臀肉﹥黃瓜條﹥米龍，這與牛蕾[29]研究不同部位黃牛肉干時得出的剪切力結(jié)果(中部<前肢<后肢)一致。以米龍部位制作的黃牛肉干和牦牛肉干保水性能高，更適宜工業(yè)化大生產(chǎn)[30]。

表3 不同部位牛肉干剪切力、水分含量和水分活度Table 3 Shear force, moisture content and water activity of beef jerky made from different carcass parts

2.3 不同部位牛肉干水分含量和水分活度分析

由表3可知，米龍部位制作的黃牛肉干的水分含量顯著高于霖肉(P<0.05)，其他部位之間無顯著性差異(P>0.05)；水分活度5個部位之間無顯著性差異(P>0.05)。以霖肉部位制作的黃牛肉干水分含量最低，可能霖肉的筋膜較少，較適宜制作成干制品。以臀肉制作的牦牛肉干水分含量和水分活度顯著低于其他部位(P<0.05)最低，更適宜工廠大規(guī)模生產(chǎn)化。

2.4 不同部位牛肉干嫩度指標相關(guān)性分析

表4 不同部位牦牛肉干品質(zhì)指標相關(guān)性分析Table 4 Correlation analysis of quality indexes of different parts of beef jerky

表5 不同部位黃牛肉干品質(zhì)指標相關(guān)性分析Table 5 Correlation analysis of quality indexes of different parts of beef jerky

表6 不同部位牛肉干嫩度與外觀回歸方程Table 6 Regression equations of tenderness and appearance of different parts of beef jerky

2.5 不同部位牛肉干主成分分析

不同部位牦牛肉干主成分分析得出，主成分1特征值為1.724，主成分2特征值為1.071，兩者特征值都大于1，兩個主成分累計貢獻率達到93.18%，能夠反映不同部位牛肉干品質(zhì)指標大部分的信息。由圖1-a可知，主成分1與水分活度和水分含量相關(guān)系數(shù)較大，主成分2與剪切力相關(guān)系數(shù)較大。使用SPSS主成分分析得出因子得分散點圖(圖2)，再進行主成分分析排序，將原始數(shù)據(jù)標準化處理，標準化值與因子得分系數(shù)相乘得出各主成分得分，表達式如下：

F1=0.095X1+0.501X2+0.584X3

F2=0.947X1-0.152X2+0.218X3

式中：X1，剪切力；X2，水分含量；X3，水分活度。以每個主成分對應特征值的方差貢獻率作為權(quán)重建立綜合評價模型，表達式為F綜=0.60F1+0.33F2標準化后的數(shù)值代入方程，計算出5個部位綜合得分值并進行排序。由表7可知不同部位牦牛肉干綜合得分為：肩肉>霖肉>黃瓜條>米龍>臀肉。

a-牦牛肉干; b-黃牛肉干圖1 旋轉(zhuǎn)后因子載荷圖Fig.1 Factor loading diagram after rotation

a-黃牛；b-牦牛圖2 因子得分散點圖Fig.2 Scatter plot of factor

表7 不同部位牦牛肉干主成分分析結(jié)果Table 7 Principal component analysis of yak jerky

不同部位黃牛肉干主成分分析得出，主成分1特征值為1.761，主成分2特征值為1.081，兩者特征值都大于1，兩個主成分累計貢獻率達到94.73%，能夠反映不同部位牛肉干品質(zhì)指標大部分的信息。由圖1-b可知，主成分1與水分活度和水分含量相關(guān)系數(shù)較大，主成分2與剪切力相關(guān)系數(shù)較大。主成分分析排序，將原始數(shù)據(jù)標準化處理，標準化值與因子得分系數(shù)相乘得出各主成分得分，表達式如下：

F1=0.112X1+0.623X2+0.477X3

F2=0.849X1+0.268X2-0.269X3

式中：X1，剪切力；X2，水分含量；X3，水分活度。以每個主成分對應特征值的方差貢獻率作為權(quán)重建立綜合評價模型，表達式為F綜=0.59F1+0.36F2

標準化后的數(shù)值代入方程，計算出5個部位綜合得分值并進行排序。由表8可知不同部位黃牛肉干綜合得分為：米龍>肩肉>臀肉>黃瓜條>霖肉。

表8 不同部位黃牛肉干主成分分析結(jié)果Table 8 Principal component analysis results of beef jerky made from different carcass parts

2.6 不同部位牛肉干水分遷移分析

利用核磁共振成像技術(shù)對食品進行質(zhì)子密度像、T1加權(quán)像及T2加權(quán)像分析，可從切層圖像上直觀地觀察食品內(nèi)部結(jié)構(gòu)、水分的分布及遷移情況的變化，從而實現(xiàn)實時在線、非破壞性和無侵入地檢測食品中水分的性質(zhì)，在無損食品品質(zhì)的情況下改進和控制工藝[31-32]。肉品中存在3個T2弛豫成分：0.1～1 ms，記為T2b，反應和大分子緊密相連的水；1～100 ms，記為T21，反映位于高度組織化的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)內(nèi)部的水或細胞內(nèi)水；100～1 000 ms，記為T22，為肌原纖維蛋白外部的水或細胞外水[33-34]。

由圖3-a可知，以不同部位制作的黃牛肉干共出現(xiàn)3個峰，以米龍制作的黃牛肉干第2個峰中核磁共振信號幅值大，水分含量高，而黃瓜條制作的牛肉干水分含量低。由圖3-b可知，以肩肉制作的牦牛肉干核磁共振信號幅值大，水分含量高，而霖肉制作的信號幅值較小，水分含量低。如表9所示，以肩肉部位制作的黃牛肉干結(jié)合水峰面積A21較高為(35.54±56.50)%，以霖肉部位制作的牦牛肉干結(jié)合水峰面積較高為(34.33±57.72)%。以肩肉部位制作的黃牛肉干自由水峰面積A22較高為(35.69±58.71)%，以肩肉部位制作的牦牛肉干自由水峰面積較高為(34.38±55.97)%。由表9中結(jié)合水弛豫時間T21和自由水弛豫時間T22變化可知，霖肉部位制作的黃牛肉干和牦牛肉干T21、T22均低于其他部位，自由水大部分被排出的同時其曲線峰同樣有向右移動的趨勢，代表有少部分結(jié)合水向自由水遷移，并未趨于零。劉宗博等[35]的研究也發(fā)現(xiàn)，少部分結(jié)合水向自由水遷移所對應的信號幅值并未趨于零，是因為T22所對應的峰內(nèi)存在有脂質(zhì)峰，水與脂質(zhì)相結(jié)合使自由水對應的峰面積沒有減小到零。

a-黃牛;b-牦牛圖3 不同部位牛肉干水分遷移Fig.3 Water migration of jerky made from different carcass parts

表9 不同部位牛肉干水分遷移Table 9 Water transfer of jerky made from different carcass parts

2.7 不同部位牛肉干微觀結(jié)構(gòu)分析

不同部位牛肉干微觀結(jié)構(gòu)如圖4所示，以米龍制作的黃牛肉干的肌纖維排列緊密且整齊，以霖肉和黃瓜條制作的黃牛肉干出現(xiàn)斷裂；以肩肉和臀肉制作的黃牛肉干肌纖維斷裂嚴重且雜亂無章，纖維結(jié)構(gòu)之間有縫隙、空洞，出現(xiàn)肌纖維小片化現(xiàn)象。以肩肉和黃瓜條制作的牦牛肉干的肌纖維排列緊密且排列整齊，以米龍和霖肉制作的牦牛肉干出現(xiàn)斷裂；以臀肉制作的牦牛肉干肌纖維斷裂嚴重且雜亂無章，纖維結(jié)構(gòu)之間有縫隙、空洞，出現(xiàn)肌纖維小片化現(xiàn)象。肌纖維的組織學特性與食用品質(zhì)性狀密切相關(guān)[36]，肌纖維和肉中的結(jié)締組織對嫩度起決定性作用。肌纖維絲越細，密度越大，系水力越強，肉質(zhì)越細嫩。肌纖維直徑采用Image-pro plus 6.0軟件測量，以米龍部位制作的黃牛肉干肌纖維直徑最小為35.43 nm，肉質(zhì)最嫩。以肩肉制作的牦牛肉干肌纖維直徑最小為36.15 nm，肉質(zhì)最嫩(表10)。

A1-A5為黃牛肉干5個部位(肩肉、臀肉、黃瓜條、米龍、霖肉);B1-B5為牦牛肉干5個部位(肩肉、臀肉、黃瓜條、米龍、霖肉)圖4 不同部位牛肉干SEM圖Fig.4 The SEM of different parts of beef jerky

表10 不同部位牛肉干肌纖維直徑 單位：nm

3 結(jié)論

本文以西門塔爾雜交黃牛和青海高原型牦牛5個部位(肩肉、臀肉、米龍、黃瓜條、霖肉)制作成肉干，并比較2種肉牛不同部位間嫩度差異性。研究表明以米龍部位制作的西門塔爾雜交黃牛肉干剪切力較小，水分含量和水分活度都較高，肌纖維直徑最小，口感較嫩。以米龍部位制作的牦牛肉干剪切力較小，肩肉部位制作的牦牛肉干水分含量和水分活度都較高，且肌纖維直徑最小，口感較嫩。主成分分析得出黃牛肉干綜合評分排序為米龍>肩肉>臀肉>黃瓜條>霖肉，因此米龍部位適合加工成黃牛肉干，牦牛肉干綜合評分排序為肩肉>霖肉>黃瓜條>米龍>臀肉，因此肩肉部位適合加工成牦牛肉干。