巴西內洛爾牛不同部位肉品質特性分析

孫靈霞，李嘉輝，祝超智，趙改名，魏法山

（1.河南農業大學食品科學技術學院, 河南鄭州 450002；2.河南省產品質量監督檢驗院, 河南鄭州 450004）

近年來，隨著我國居民生活水平的不斷提高，加上非洲豬瘟對豬肉市場的影響，極大地促進了消費者對牛肉的消費熱情[1]。根據預測[2]，我國牛肉的消費量在2030年將上升至1646萬噸。但我國肉牛生產能力受飼養成本上升、投入產出效率低等因素制約而發展緩慢，國內牛肉產量從2011年610萬噸僅增長到了2020年670萬噸。隨著國內消費量的增加，產需缺口將進一步增大[3-4]。

隨著產需缺口的增大，牛肉進口量增長迅猛，2015年我國重啟巴西牛肉進口貿易，2016年巴西便躍升成為我國進口牛肉的第一來源地，2018年我國從巴西進口牛肉貿易額達13.75億美元，2020年便增至41.75億美元[5]，而在巴西牛業養殖中超過80%的牛是瘤牛，其中內洛爾牛占據了90%[6]。

巴西以其資源和環境的優勢，通過大規模的放牧散養控制牛肉成本，繼而大量出口。但巴西國內以育種、飼養管理和產肉性能等方面研究居多，針對國內多變的加工方式并未有所涉及；同時國內對于內洛爾牛各部位肉間的品質特性研究甚少，針對其加工適宜性更少見報道。因此，本實驗通過對36月齡巴西內洛爾牛不同部位肉進行營養、食用品質等方面的研究，針對其不同部位肉的差異性進一步研究其加工適宜性，為巴西內洛爾牛肉在中國市場的精細化利用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

選取36月齡巴西內洛爾牛腱肉、肩肉、霖肉、臀肉、腩肉、大黃瓜條等 6 個部位肉樣（圖1）作為研究對象，所有樣品肉均來自巴西馬托格羅索第42廠。胴體在0～4 ℃排酸72 h后分割，在-18 ℃真空包裝條件下運輸至實驗室后-40 ℃保存備用；異丙醇 分析純，洛陽昊華化學試劑有限公司；硫酸、鹽酸 優級純，廣州和為醫藥科技有限公司；氫氧化鈉、正丙醇、硫酸鉀、硫酸銅、磷酸氫二鈉、磷酸氫二鉀、氯化鉀、磷酸二氫鉀、一水合檸檬酸 均為分析純，國藥集團化學試劑有限公司；大豆油 上海嘉里食品工業有限公司。

圖1 巴西內洛爾牛不同部位分割圖Fig.1 Segmentation of different parts of Brazilian Nelore cattle

MJ-PB80料理機 廣東美的有限公司；MLM3B沃布剪切力儀 東北農業大學工程學院；HI 99163 pH計、EC-215電導率儀 德國Hanna公司；TMS-Pro物性測試儀 英國Stable Micro Systems公司；Minolta CR-5臺式色差儀 日本Konica Minolta公司；X-64R臺式離心機 美國Beckman Coulter公司；35172 BRUZ拍打均質機 法國AES Chemunex公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 營養特性測定

1.2.1.1 樣品前處理 肉樣于0～4 ℃環境中解凍，剔除肉樣表面的脂肪和肌膜，以及肌肉中的筋膜，切塊，并用料理機將肉塊絞成糜狀。

1.2.1.2 水分含量 按照GB 5009.3-2016《食品安全國家標準食品中水分的測定》進行測定。

1.2.1.3 蛋白質含量 按照GB/T 5009.5-2016《食品安全國家標準食品中蛋白質的測定》進行測定。

1.2.1.4 脂肪含量 按照GB/T 5009.6-2016《食品安全國家標準食品中脂肪的測定》進行測定。

1.2.1.5 膠原蛋白含量 通過樣品中羥脯氨酸含量來計算膠原蛋白的含量。參照 GB/T9695.23-2008《肉與肉制品羥脯氨酸含量測定》進行。

1.2.2 pH的測定 采用便攜式pH計，按照GB 5009.237-2016《食品安全國家標準食品pH值的測定》中的方法進行測定，每個樣品做三次平行取其平均值。

1.2.3 色差 參考馮靜等[7]的方法進行測定，待樣品解凍后，用色差儀對肉樣的亮度（L*值）、紅度（a*值）、黃度（b*值）等進行測定，記錄參數。

1.2.4 保水性

1.2.4.1 解凍損失 參考趙改名等[8]的方法進行測定，0～4 ℃環境中解凍，解凍前質量記為m1（g）；解凍后質量記為m2（g）。按照公式（1）計算。

1.2.4.2 蒸煮損失 參考 Li等[9]的方法進行測定，樣品置于密封袋，在85 ℃的恒溫水浴鍋中煮至中心溫度75 ℃，撈出樣品后室溫平衡30 min，吸水紙擦干表面水分。水浴前質量記為m3（g）；水浴后的質量記為m4（g），按照公式（2）計算。

1.2.5 質構 質構測定：將肉樣裝入蒸煮袋中后置于水浴鍋中，于85 ℃熱水中煮至中心溫度達到70 ℃，冷卻至溫度為25 ℃，用刀修整肉塊的邊沿,找出肌纖維的自然走向，之后用刀沿肌纖維的自然走向將肉樣修整為1.5 cm×1.5 cm×0.5 cm的肉塊進行測定。測定條件：采用TMS-Pro物性測試儀，使用P50探頭，測前速率2.0 mm/s，測試速率2.0 mm/s，測后速率10.0 mm/s，壓縮變形率50%，探頭2次測定間隔時間5 s，觸發類型自動。對樣品的硬度、彈性、咀嚼性進行測定。每個部位肉樣測定10～15次求平均值。

剪切力測定： 測量樣品使用經過1.2.4.2步驟后的樣品，參考Silva等[10]的方法，將樣品沿肌纖維方向修整成 1.5 cm×1 cm×1 cm 形狀，使用剪切力儀對樣品的剪切力值進行測量。

1.2.6 乳化性測定

1.2.6.1 乳化能力 參考汪張貴等[11]的測定方法，使用料理機破碎樣品，加入緩沖液并過濾制得鹽溶性蛋白溶液，使用電導率儀對鹽溶性蛋白溶液的電導率進行測定。

1.2.6.2 乳化穩定性 選擇1.2.6.1乳化能力測定過程中處于乳化崩解點時的樣品管，吸取少量乳化液于離心管，記離心前的重量為m5（g），離心管密封后馬上80 ℃水浴 30 min，室溫冷卻后于4000 r/min條件下離心5 min，離心完畢后去除管內水分稱其質量記為m6（g）。乳化穩定性按照公式（3）計算。

1.2.7 凝膠性測定

1.2.7.1 凝膠的制備 參考郝婉名等[12]的方法進行凝膠的制備。

1.2.7.2 凝膠保水性的測定 將制備好的凝膠轉移出來，裝入離心管后稱重記為 m7；稱重密封后在4 ℃、5000 r/min的條件下離心10 min，離心完畢去除管內水分后稱重記為m8（g）。凝膠保水性按照公式（4）計算。

1.2.7.3 凝膠質構的測定 使用TMS-Pro 物性測試儀對樣品的硬度、咀嚼性等指標進行測定。測定條件：使用P50探頭，測前速率2.0 mm/s，測試速率2.0 mm/s，測后速率10.0 mm/s，壓縮變形率50%，探頭2次測定間隔時間5 s，觸發類型自動。

1.3 數據處理與統計分析

數據使用 SPSS 16.0 軟件統計分析，使用Origin 8.5 進行繪圖。采用 Duncan’s 進行顯著性差異檢驗，顯著性水平為P＜0.05。結果以平均值±標準差表示。

2 結果與討論

2.1 巴西內洛爾牛不同部位肉的營養特性

由表1可知，巴西內洛爾牛不同部位之間營養特性均存在較大的差異（P＜0.05）。水分含量是牛肉品質評價標準中的基本參數，對牛肉的品質特性以及儲藏期等具有較大影響[13]。巴西內洛爾牛腱肉水分含量（77.94%）最高，腩肉（77.69%）次之，大黃瓜條（70.39%）最低（P＜0.05），與Anaruma等[13]所測得閹割雄性內洛爾牛宰后24 h平均74%的水分含量范圍基本一致，從水分含量方面看，經過長時間的冷凍儲運過程，內洛爾牛的水分含量前后并未有較大變化。據研究，巴西肉類行業采用真空包裝方式，以控制長時間儲運過程中的水分損失[5]。

表1 巴西內洛爾牛不同部位肉的營養特性Table 1 Nutritional characteristics of meat in different parts of Brazilian Nellore cattle

蛋白質是肉類以及肉制品中的重要營養物質之一，蛋白質含量對牛肉風味物質的產生、保水性以及乳化性能有著重要影響[14-15]。巴西內洛爾牛霖肉的蛋白質含量（19.41%）最高，腱肉（16.85%）最低（P＜0.05）；肩肉、臀肉、大黃瓜條和腩肉蛋白質含量沒有較大差異，基本維持在18.50%左右。與趙改名等[16-17]測定新疆褐牛、西門塔爾牛不同部位蛋白質含量平均20%的含量相比，巴西內洛爾牛肉的蛋白質含量明顯較低。該實驗結果與Malheiros等[18]的研究結果一致，巴西內洛爾牛的蛋白質含量較國內相關品種偏低，可能與該品種的品質特性有關。

脂肪的沉積對于牛肉制品的風味形成極其關鍵，研究發現肉制品中揮發性香氣物質中60%來自于肉類加工過程中的脂質氧化過程[19-20]。且脂肪的沉積會使大理石花紋更加明顯，直接反映牛肉的嫩度，剪切力等方面指標[21-22]。巴西內洛爾牛大黃瓜條的脂肪含量（6.26%）最高（P＜0.05），臀肉和腩肉次之，且兩者無明顯差異（P＞0.05），腱肉脂肪含量（1.97%）最低。除大黃瓜條外，其他部位與國內肉牛相比，脂肪水平基本一致，均屬于低脂肪水平，該結果與郭同軍等[23]研究結果一致。根據實驗過程中的觀察，大黃瓜條肌纖維中有明顯的脂肪沉積，大理石花紋明顯，因而脂肪含量較高。

膠原蛋白是肉中的重要組成部分，與肉的嫩度，保水性等品質及加工方式有較大關系[24]。表1顯示，內洛爾牛腩肉（32.05%）最高（P＜0.05），大黃瓜條（10.78%）最低（P＜0.05），其他部位均存在明顯差異性。根據相關報道[25-26]，膠原蛋白含量高的部位適宜于采用醬鹵的加工方式，因為在鹵煮類產品長時間的煮制過程中，膠原蛋白發生溶解性變化和凝膠化，可以達到提高嫩度和口感的目的。膠原蛋白含量明顯較高，根據相關研究[27]，其差異性可能與不同部位肉的運動量和活動性存在差異有關。此結果顯示，進口巴西內洛爾牛更適宜于醬鹵制品的加工工藝。

2.2 巴西內洛爾牛不同部位肉的pH

牛肉pH與肉中糖原酵解速度與程度有關，在屠宰階段，pH的下降速度和最終pH會影響肉的品質，主要原因為肉中糖原分解產生乳酸進而使pH產生變化[28-29]。由圖2可知，巴西內洛爾牛腱肉pH較高，為6.39，腩肉部位pH次之，為5.92，可能與宰前有較強的應激反應有關，導致該部位糖原在宰前大量消耗，影響了pH的下降速度和程度，使得最終pH較高[30]；根據Muchenje等[31]的研究，牛肉最終pH大于5.8和L*值小于28時，可能會出現黑干肉（dark，firm and dry，DFD），在本實驗中，腱肉和腩肉pH雖然較高，但L*值處在正常范圍，因此并未出現DFD肉現象。其他各部位肉pH均在正常范圍內，存在差異性的原因可能為不同部位肉的肌纖維特性與糖酵解能力不同[32]。

圖2 巴西內洛爾牛不同部位肉的pHFig.2 pH meat in different parts of Brazil Nellore cattle

2.3 巴西內洛爾牛不同部位肉的色差

肉色是消費者在購買過程中最直觀的評判標準[33]，肉色由肌紅蛋白含量、肌肉纖維類型、飼料中葉綠素等多方面因素決定[34-35]。由圖3可知，巴西內洛爾牛腩肉和肩肉L*值較高，臀肉和大黃瓜條L*值較低，可能與腩肉和肩肉含有較高比例I型肌纖維有關。宰后排酸過程中I型肌纖維與肌紅蛋白競爭氧氣，導致肌紅蛋白氧化程度降低，進而影響肉色[36]。

圖3 巴西內洛爾牛不同部位肉的色澤Fig.3 Color of meat in different parts of Brazil Nellore cattle

Olivera等[37]認為紅度值（a*值）是肉最重要的顏色參數，將會極大影響消費者的購買欲望。其中霖肉和大黃瓜條a*值較高，腩肉a*值最低（4.76）；而腩肉L*值較高，導致腩肉顏色較淡，出現紅度值過低的狀況。a*值主要受到肉中氧合肌紅蛋白與高鐵肌紅蛋白比例的影響，氧合肌紅蛋白比例高則a*值較高[38]，霖肉和大黃瓜條a*值較高，可能是該部位氧合肌紅蛋白比例較高導致肉色更加鮮紅[39]。b*值在各個部位中并未有太大差異。綜合國外[40-41]對巴西內洛爾牛的肉色評定，L*、a*和b*值均在內洛爾種群中屬于正常水平。且與國內牛肉相比，肉色并未有太大區別。

2.4 巴西內洛爾牛不同部位肉的保水性

由圖4可知，霖肉（12.06%）和肩肉（10.25%）的解凍損失較大；霖肉的蒸煮損失（26.44%）最高；據報道[42-43]，內洛爾牛肉的蒸煮損失在14.1%～20.8%之間，最高可達27.7%。不同部位肉的蒸煮損失存在差異性，可能與肌纖維的橫向和縱向收縮、蛋白質和膠原蛋白變性有關[44]。本實驗中，巴西內洛爾牛蒸煮損失平均為20.6 %，較國內相關品種30%左右的蒸煮損失[16-17]，具有一定程度的優勢，因而進口巴西內洛爾牛較適宜于蒸煮類和鹵煮類加工工藝。

圖4 巴西內洛爾牛不同部位肉的保水性Fig.4 Water retention of meat in different parts of Brazil Nellore cattle

2.5 巴西內洛爾牛不同部位肉的質構

肉的嫩度受到組成成分等因素的影響。肉的組成成分差異則包括肌纖維類型和組成比例、膠原蛋白含量、脂肪含量等方面[45-46]。由表2可知，巴西內洛爾牛大黃瓜條硬度（2352.30 g）最高，臀肉硬度（809.67 g）最低，腱肉次之；大黃瓜條咀嚼性（2281.64 g）最高，臀肉咀嚼性（618.53 g）最低，腱肉次之。可以看到，肉樣硬度與咀嚼性變化趨勢基本相同。根據相關報道[25-26]，膠原蛋白含量與嫩度呈正相關，與此對應的大黃瓜條膠原蛋白含量（10.78 %）最低，其硬度最高，咀嚼性最差。

表2 巴西內洛爾牛不同部位肉的質構Table 2 Texture of meat in different parts of Brazilian Nellore cattle

2.6 巴西內洛爾牛不同部位肉的剪切力

肉嫩度是影響肉品質的重要因素之一，與品種、飼養時間、部位、肌肉組織和結締組織含量等多種因素有關[47]。內洛爾種群的肉嫩度具有較大的差異性，本實驗結果顯示，霖肉剪切力最高（9.66 kg）；腩肉剪切力最低（6.15 kg）。有報道指出[25,26]，牛肉剪切力與膠原蛋白含量有關，膠原蛋白含量越高的部位，剪切力越低。與本實驗中對應的，腩肉膠原蛋白含量（32.05%）最高，嫩度也最好。根據剪切力值，Malheiros等[48]對內洛爾牛種群中劃分了三個等級：嫩肉（3.5 kg）、硬肉（5.8 kg）和極硬肉（8.2 kg）。Custódio等[49]和Sant'anna等[40]也觀察到內洛爾品種的高變異性（平均6.05 kg，范圍在1.79～11.35 kg）。本實驗中各部位剪切力值均在6.0 kg以上，根據Custódio和Sant'anna的研究結果，本實驗所用胴體在內洛爾牛種群中屬于嫩度較差的群體，在消費市場，普遍認為巴西內洛爾牛嫩度遠不及歐洲和亞洲品種[50]。

2.7 巴西內洛爾牛不同部位肉的乳化特性和凝膠特性

圖5 巴西內洛爾牛不同部位肉的剪切力Fig.5 Shear force of meat in different parts of Brazil Nellore cattle

乳化特性和凝膠特性是主要的蛋白質功能特性[51]，該特性與肉糜類產品的穩定性有著直接關系。由表3可知，巴西內洛爾牛腩肉乳化能力（13.59 g/mL）最高，肩肉（6.47 g/mL）最低；肩肉的乳化穩定性（67.24%）最好，與趙改名等[17]的研究結果一致。乳化特性與多種因素有關，其中鹽溶性蛋白含量越高，乳化穩定性越好[52]。研究發現[53]pH會影響鹽溶性蛋白的溶解度，進而影響肉類的乳化凝膠特性，pH越高，保水性越好，因此腩肉較高的pH有助于維持較好的乳化特性。

肉的凝膠特性對肉制品的加工過程影響較大，加工過程中的蛋白質受熱發生膠凝作用，從而對肉制品的結構產生影響。凝膠特性會較大程度地影響產品的質構、粘著力、保水保油性和感官特性等方面。表3數據顯示，巴西內洛爾牛霖肉的凝膠保水性（98.16%）最高；腩肉的凝膠硬度（157.08 g）和凝膠彈性（0.49）均為最低，不適合肉糜和凝膠類產品，這與趙改名等[54]關于云嶺牛相關特性的研究結果一致。臀肉、霖肉和大黃瓜條的凝膠保水性、硬度和彈性綜合表現較好，可能與這些部位蛋白質含量較高有關，從而具有更加穩定的凝膠結構，相關特性表現更好[55]。

表3 巴西內洛爾牛的乳化和凝膠特性Table 3 Emulsifying and gel characteristics of different parts of meat of Brazilian Nellore cattle

3 結論

巴西內洛爾牛各部位肉品質存在較大差異。霖肉蒸煮損失較大，但其膠原蛋白含量較高，且乳化特性和凝膠特性較好，適宜于肉糜類產品的加工；腩肉具有低解凍損失高蒸煮損失的特點，適宜于冷凍儲藏類產品的加工；肩肉解凍損失和蒸煮損失均較高，但其擁有良好的色澤和居中的乳化特性和凝膠特性，可以采用肉糜類和烤制的加工工藝；臀肉保水性最好，嫩度最佳，乳化特性和凝膠特性較高，可以采用蒸煮、醬鹵、干制和烤制的加工方式；腱肉解凍保水性較好，且膠原蛋白含量高，適宜于蒸煮和醬鹵類產品的開發；大黃瓜條蒸煮損失較小，脂肪含量高，肌間脂肪明顯，適宜于蒸煮和烤制的加工工藝。

綜合來看，進口自巴西的內洛爾牛，雖在經過長時間的冷凍儲運過程后，保水性較國內一些品種牛肉更好，適合于蒸煮類和醬鹵類產品的開發利用；但其因品種問題，導致該牛肉嫩度較差，會影響肉制品加工行業的使用；另外，可能由于其自身品種特性原因，導致其蛋白質含量較低，營養品質方面存在缺陷。