梯度加熱對羊肉嫩度的影響

達迪拉·買買提+李芳+張文+楊正宇+孔令明

摘 要：以色澤、系水力、膠原蛋白溶解性、剪切力為評價指標，研究在常規加熱的基礎上，水浴與烘烤2種加熱處理在50～60 ℃溫度范圍內保溫一段時間是否對羊半腱肌與背最長肌嫩度有影響。結果表明：梯度加熱過程中，羊半腱肌剪切力值有顯著上升的趨勢（P<0.05），其中兩段式加熱的這一趨勢較三段式加熱更明顯，與常規加熱方式相比，梯度加熱對肉色及系水率無明顯影響，但對膠原蛋白溶解性影響顯著（P<0.05），與常規加熱相比，梯度加熱過程是相對比較理想的加熱方式。

關鍵詞：羊肉；梯度加熱；嫩度；剪切力；膠原蛋白溶解性

Influence of Gradient Heating on Mutton Tenderness

Dadila·MAIMAITI1， LI Fang2， ZHANG Wen1， YANG Zhengyu1， KONG Lingming1，*

（1.College of Food and Pharmacy， Xinjiang Agricultural University， ?rümqi 830052， China；

2.Xinjiang Institute of Light Industry Techonology， ?rümqi 830052， China）

Abstract： This study aimed to check whether either oven or water bath heat treatment affects the tenderness of mutton semitendinosus or longissimus dorsi muscles as evaluated by color， water holding capacity， collagen solubility and shear force. Samples were heated directly or stepwise （the intermediate temperatures were maintained for 15 min） to 4 different internal temperatures. The results showed that during gradient heating process， the shear force of semitendinosus muscle significantly increased （P < 0.05）， and the trend was more obvious in two-step heat treatment than in the three-step one. Compared with the routine control， gradient heat treatments had no evident effect on the color or water holding capacity of mutton， but showed a significant impact on collagen solubility （P < 0.05）， thereby being a better heating method.

Key words： mutton； gradient heating； tenderness； shear force； collagen solubility

中圖分類號：TS251.4 文獻標志碼：A 文章編號：1001-8123（2016）04-0011-06

DOI： 10.15922/j.cnki.rlyj.2016.04.003

引文格式：

達迪拉·買買提， 李芳， 張文， 等. 梯度加熱對羊肉嫩度的影響[J]. 肉類研究， 2016， 30（4）： 11-16. DOI： 10.15922/j.cnki.rlyj.2016.04.003. http：//rlyj.cbpt.cnki.net

Dadila·MAIMaiti， LI Fang， ZHANG Wen， et al. Influence of gradient heating on mutton tenderness[J]. Meat Research， 2016， 30（4）： 11-16. （in Chinese with English abstract） DOI： 10.15922/j.cnki.rlyj.2016.04.003. http：//rlyj.cbpt.cnki.net

肉的嫩度本質上反映的是切斷一定厚度的肉塊所需要的力量[1]，影響嫩度的基本因素有肌肉的結構和組成[2]，其中起決定性作用的因素為肌原纖維和結締組織的特性[3]。嫩度同樣也是消費者對肉制品最關鍵的評定要求，然而剪切力值是直接影響肌肉嫩度的重要指標，剪切力值越小，肉樣嫩度越好[4-5]。

羊肉有綿羊肉、山羊肉和野羊肉。綿羊肉既能御風寒，又可補身體，對一般風寒咳嗽、慢性氣管炎、虛寒哮喘、氣血兩虧、腰膝酸軟等一切虛狀均有治療和補益效果[6-7]，綿羊肉較豬肉的肉質要細嫩，較豬肉和牛肉的脂肪、膽固醇含量少[8]，但隨著綿羊年齡的增加，肉質也會逐漸變得粗糙，嫩度也遠不及小羊羔肉的嫩度，如需提高其食用品質，必將采取一定的改善措施[9-10]。本研究以細毛羊（7齡細毛羊）半腱肌與背最長肌為實驗材料，以色澤、系水力、膠原蛋白溶解性、剪切力為評價指標，探討了水浴與烘烤加熱結合梯度加熱法對肌肉嫩度的影響。

1 材料與方法

1.1 材料

細毛羊 新疆昭蘇縣綠源食品有限責任公司。7齡細毛羊切取半腱肌與背最長肌，剝離其他的肌肉，各分割成質量、大小、形狀相近的49 塊，去除可見的皮下脂肪和肌外膜，將每個實驗組肉樣都裝入預先寫好標簽的真空包裝袋中，備用。

1.2 儀器與設備

PL203電子天平 梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；Testo205便攜式pH計 德圖儀表（深圳）有限公司；TES1310數字顯示溫度計 泰仕電子工業股份有限公司；電熱恒溫水浴鍋 北京市永光明醫療儀器有限公司；微波爐 美的集團有限公司，M1-L236A TA-XT2i型物性儀 英國Stable Micro System公司；高速冷凍離心機 上海安亭科學儀器廠；Tu-1810型紫外-可見分光光度計 北京普析通用儀器有限責任公司。

1.3 方法

1.3.1 羊肉的加熱處理

取預先真空冷藏的半腱肌與背最長肌各49 塊肌肉，用吸水紙吸干肌肉表面的水分，稱質量，肌肉的平均質量在（50±2）g范圍內，蒸煮包裝袋包裝備用。實驗的加熱條件分為烘烤加熱與水浴加熱，每個加熱條件下又分常規加熱、兩段式與三段式加熱3 種加熱方式。

常規加熱：將肉樣放入烘箱或水浴鍋中，連接K型熱電偶探頭的數顯溫度計，插入肉塊中心部位，隨時記錄肉樣中心溫度的變化，當中心溫度達到70、80、90、95 ℃時，立即取出肉塊，用吸水紙吸干表面的水分，稱質量，待分析[11]。每組4個平行。

兩段式加熱：將肉樣放入烘箱或水浴鍋中，將起始溫度調至57 ℃，當肉樣中心溫度達到55 ℃后需繼續加熱15 min（保溫階段），繼而將肉樣轉移至97 ℃的烘箱或水浴鍋中繼續加熱，當肉樣中心溫度達到70、80、90、95 ℃，后續步驟同常規加熱[11]。

三段式加熱：將肉樣放入烘箱或水浴鍋中（起始溫度為97℃），加熱至肉樣中心溫度達到55℃后，繼而將肉樣轉移至57℃的水浴鍋或烘箱中繼續加熱15 min（保溫階段），最終再將肉樣轉移至97℃的水浴鍋或烘箱中繼續加熱，當肉樣中心溫度達到70、80、90、95 ℃，后續步驟同常規加熱[11]。

羊肉半腱肌、背最長肌水浴與烘烤不同梯度加熱所需時間見表1。

1.3.2 指標測定

1.3.2.1 失水率和系水力

失水率用壓力法度量肌肉失去水分的比例來表示，利用圓形取樣器（面積約為5 cm2）切取厚度為1 cm的肉塊，稱量（精確至0.001 g），然后放置于鋪有多層定性濾紙的壓力儀平臺上，要以水分不滲出來確定濾紙的厚度，一般為18 層左右。同時在肉樣的上方覆蓋18 層定性濾紙，加壓至35 kg，保持5 min。撤除壓力后，對肉樣進行稱量，肉樣加壓前后質量的差值為失水重[12-13]。失水率、系水率分別按式（1）、（2）計算。

（1）

（2）

式（2）中：肉總水量/g=肉總質量/g×72。

1.3.2.2 色澤

將預先處理好的肉樣表面用吸水紙吸干，色差儀進行黑白版自動校正，進入標準測量，記錄L*、a*和b*。

1.3.2.3 剪切力值

將加熱后肉樣，沿肌纖維方向分割為5 cm×1 cm×1 cm，然后在TA-XT2i型物性儀上測定剪切力，用肌肉嫩度儀沿肌纖維垂直方向剪切圓柱，每個肉樣測量3 次，取其平均值。剪切力測定參數：探頭：HDP/BSW；測試前速率：2.00 mm/s；測試速率：2.00 mm/s；測試后速率：15.00 mm/s；下壓距離：15 mm；負載類型：Auto-20g；數據獲得率：500 pps。

1.3.3 膠原蛋白含量及溶解性分析

1.3.3.1 樣品硝化處理

本實驗采用Ringers試劑溶解法分離可溶性和不溶性膠原蛋白。

總膠原蛋白：取2.0 g肉樣，加入7 mL 6 mol/L濃鹽酸直接在110 ℃消化18 h，將消化后的樣液過濾并且定容至100 mL，吸取2 mL到小燒杯中，用0.3 mol/L NaOH調節至接近中性，再加入蒸餾水定容至20 mL，搖勻，取0.5 mL樣液于20 mL試管中，依次加入1 mL異丙醇和0.5 mL氧化劑，搖勻，靜置4 min，加入6.5 mL艾氏試劑，混勻，60 ℃水浴反應25 min，流水冷卻2 min，于560 nm波長處測定吸光度。

不溶性膠原蛋白：取肉樣2.0 g，加入8 mL 1/4 Ringers試劑，混勻溶脹1 h后，77 ℃水浴鍋中加熱1 h。加熱后冷卻至室溫，6 000 r/min離心15 min，去除上清液，沉淀中加入7 mL 6mol/L濃鹽酸在110 ℃消化18 h。后續處理同總膠原蛋白測定。

1.3.3.2 膠原蛋白含量及溶解性計算

膠原蛋白在硝化過程中會分解為各種氨基酸，其中羥脯氨酸含量相對穩定，占膠原蛋白含量的13%～14%[14-15]，因此可用羥脯氨酸的含量來反映膠原蛋白的含量，將最終算出的羥脯氨酸的含量乘以系數7.25可換算出膠原蛋白的含量[16]。羥脯氨基含量測定按照GB 9695.23—1990《肉與肉制品L（-）-羥脯氨酸含量測定》進行。其中不溶性膠原蛋白含量可由沉淀樣液中羥脯氨酸換算，可溶性膠原蛋白含量可由上清液中羥脯氨酸換算[19]。膠原蛋白含量、溶解性計算分別按照式（3）、（4）計算。

（3）

（4）

式中：X為羥脯氨酸含量/μg；M表示羥脯氨酸分子質量。

1.4 數據處理

剪切力采用Stable Micro System自帶的Exponent處理軟件進行數據分析，其他數據采用Excel軟件進行分析。

2 結果與分析

2.1 水浴與烘烤不同梯度加熱下羊肉半腱肌與背最長肌系水率的變化

Fig.1 Changes in water holding capacity of mutton semitendinosus and longissimus dorsi muscles subjected to gradient heat treatments （n = 4）

由圖1可知，兩種加熱條件下羊肉半腱肌的系水率均高于對照組，水浴加熱下的羊肉半腱肌的系水率明顯高于烘烤加熱（P<0.05）。其中，水浴常規加熱條件下肉樣的保水性達到最高，兩段式加熱過程中，肉樣的系水率又出現了逐漸降低的趨勢，三段式加熱對肉樣的系水率影響最明顯，在這一加熱過程中，肉樣的保水性較兩段式又有了提高，說明梯度加熱對羊肉半腱肌保水性有顯著影響（P<0.05）。烘烤加熱條件下的肉樣系水率明顯低于水浴加熱，尤其是兩段式加熱過程中，肉樣的系水率達到了最低值，保水性能較對照組肉樣還差，但與水浴三段式加熱處理相同，烘烤三段式加熱處理后肉樣的保水性又有了提高，但這一過程未對其有顯著影響。相比較兩種加熱方式，水浴加熱過程中水溫是恒定且維持不變的，避免了加熱過程中因溫度的不穩定而對肌肉蛋白的熱變性影響以及肌肉本身水分的受熱蒸發等[20]，因此水浴加熱較烘烤加熱對肉樣的保水性要好、系水率高。背最長肌與半腱肌系水率實驗結果則相反，其中兩種加熱條件下肉樣的系水率均高于對照組，但水浴加熱下的羊背最長肌的系水率明顯低于烘烤加熱

（P<0.05）。與半腱肌相類似，水浴常規加熱處理下肉樣的保水性可以達到最高值，兩段式加熱過程中，肉樣的系水率逐漸降低，在三段式加熱過程中肉樣的系水率達到最低值，說明梯度加熱對羊背最長肌較羊半腱肌的影響相對不顯著（P<0.05）。

2.2 水浴與烘烤不同梯度加熱下羊肉半腱肌與背最長肌色澤的變化

2.2.1 水浴與烘烤不同梯度加熱下羊肉半腱肌色澤的變化

評價肉樣外觀的一個重要指標是色澤，其主要影響因素包括肌紅蛋白和血紅蛋白的含量及其存在的狀態，同時還受反射和氧化作用的影響。

Fig.2 Changes in color parameters of mutton semitendinosus muscle subjected to gradient heat treatments （n = 4）

由圖2可知，水浴與烘烤不同梯度加熱處理對羊肉半腱肌亮度L*和紅色度a*無顯著的影響（P>0.05），但烘烤加熱條件下兩段式與三段式加熱對黃色度b*有顯著的影響（P<0.05）。其中烘烤加熱條件下肉樣亮度L*呈不規則變化，而紅色度a*變化較有規律，基本保持在一條直線，黃色度b*在常規加熱處理下降到最低值；水浴加熱條件下肉樣亮度L*呈不規則變化，而紅色度a*與黃色度b*呈逐漸下降的趨勢，其中三段式加熱處理時，黃色度b*達到最小值。

2.2.2 水浴與烘烤不同梯度加熱羊肉背最長肌色澤的變化

Fig.3 Changes in color parameters of mutton longissimus dorsi subjected to gradient heat treatments （n = 4）

由圖3可知，水浴與烘烤加熱條件下，無論是常規加熱還是兩段式加熱和三段式加熱，羊肉背最長肌的亮度L*值差異都十分顯著（P<0.05），其中水浴三段式加熱處理后的肉樣亮度降到最低值。羊背最長肌的紅色度a*則呈無規則的變化。烘烤梯度加熱處理下的肉樣紅色度a*和黃色度b*較水浴梯度加熱處理變化的穩定，在水浴梯度加熱處理下變化顯著（P<0.05）。

2.3 水浴與烘烤不同梯度加熱下羊肉半腱肌與背最長肌剪切力的變化

2.3.1 水浴與烘烤不同梯度加熱下羊肉半腱肌剪切力的變化

Fig.4 Changes in shear force of mutton semitendinosus muscle subjected to gradient heat treatments （n = 4）

由圖4可知，烘烤加熱與水浴加熱相比，前者處理后的肉樣剪切力明顯大于后者，且在兩種加熱條件下肉樣的剪切力大致呈現隨著溫度的逐漸升高而升高的趨勢；終點溫度在70～80 ℃時，烘烤加熱條件下肉樣剪切力增加趨勢十分顯著（P<0.05）；與此相反，水浴加熱后的肉樣剪切力在此溫度范圍內增長趨勢緩慢，在溫度逐漸升高至90 ℃后剪切力有了顯著增加；隨肉樣中心溫度升高至95℃時，兩種加熱條件下的肉樣剪切力都有了明顯下降的趨勢；其中烘烤加熱條件下，三段式加熱法較常規加熱與兩段式加熱導致肉樣的剪切力降低的趨勢顯著，經常規加熱處理后的肉樣剪切力最大，對肉樣的嫩度無顯著效果；與之相同，水浴加熱條件下，三段式加熱法較其他兩種方法導致肉樣剪切力減小的趨勢顯著，其中常規加熱法與兩段式加熱法處理后的肉樣剪切力均隨著溫度的逐漸升高而逐漸遞增，當溫度達到95℃時，常規加熱法處理后的肉樣剪切力達到最大值?？偨Y兩種不同加熱條件下不同梯度加熱對羊半腱肌肉樣剪切力起關鍵作用的溫度是90 ℃。

2.3.2 水浴與烘烤不同梯度加熱下羊肉背最長肌剪切力的變化

由圖5可知，水浴加熱和烘烤加熱條件下肉樣的剪切力都是隨著溫度的升高而增大，且存在著顯著性差異

（P<0.05），其中烘烤加熱法處理的肉樣剪切力顯著比水浴加熱法的剪切力值高。當加熱終點溫度達到90 ℃時，兩種加熱處理法梯度加熱下的肉樣剪切力都達到了最大值，70～85 ℃這一范圍內，不同加熱條件下的肉樣剪切力之間的差值一直趨于平穩的狀態，但終點溫度達到90 ℃時，水浴常規加熱法與烘烤常規加熱法兩者之間的差值相近，當逐漸升溫至95 ℃時，兩者最終導致剪切力值趨于一致。而比較同一條件下不同梯度加熱的同一肉樣，在90～95 ℃這一關鍵范圍內，水浴與烘烤梯度加熱條件下的肉樣剪切力逐漸都有降低的趨勢（P<0.05）。

2.4 水浴與烘烤不同梯度加熱下羊肉半腱肌與背最長肌膠原蛋白溶解性的變化

2.4.1 水浴與烘烤不同梯度加熱下羊肉半腱肌膠原蛋白溶解性的變化

膠原蛋白是一種重要的肌肉組織成分，研究表明膠原蛋白含量與肉的嫩度呈負相關[21-22]，肉中膠原蛋白的溶解性直接影響著肉的嫩度[23]。由圖6可知，無論是水浴加熱還是烘烤加熱，兩段式加熱與常規加熱相比較，兩者肉樣的膠原蛋白溶解度均在各個中心溫度下趨于一條線，差異都不顯著（P>0.05），而兩種加熱處理中三段式加熱后肉樣膠原蛋白溶解度一直處于下降的狀態，但其差異也不顯著（P>0.05）?？傮w可分析，水浴與烘烤兩種加熱條件下梯度加熱與常規加熱處理相比較，梯度加熱對羊肉半腱肌膠原蛋白溶解度影響不顯著。

2.4.2 水浴與烘烤不同梯度加熱下羊肉背最長肌膠原蛋白溶解性的變化

由圖7可知，水浴梯度加熱中的兩段式加熱與常規加熱處理得出的結果是近乎相同的，在各個終點溫度下增長或降低的趨勢均保持一致，兩者之間膠原蛋白溶解度差異不顯著（P>0.05），而其中的三段式加熱處理下的肉樣膠原蛋白溶解度從初始溫度至最終的95 ℃均維持下降的趨勢，但其差異也不顯著（P>0.05）。烘烤加熱與水浴加熱的總體趨勢相同，但烘烤加熱下肉樣的膠原蛋白含量總體比水浴加熱要低，其中三段式加熱的膠原蛋白溶解度達到了最低值。無論是水浴還是烘烤加熱，梯度加熱與常規加熱處理相比較，梯度加熱對羊肉背最長肌膠原蛋白溶解度影響不顯著。

3 討 論

研究了水浴與烘烤2種加熱條件結合梯度加熱法對羊半腱肌和背最長肌嫩度的影響，結果表明，水浴與烘烤加熱相比較，水浴加熱處理對肉樣嫩度有顯著的影響，而梯度加熱在其中起著關鍵性的作用，梯度加熱的目的在于使肉樣在一定溫度范圍內保溫一段時間，這一步驟可促使肌動球蛋白解離[24]，因為肉的嫩度受加熱時間長短的影響，增加一定的加熱時間，隨著保溫時間的延長，肉樣的剪切力值會呈現降低的趨勢，這是由于肌內的膠原蛋白在這一過程中發生了溶解和凝膠化，可溶性膠原蛋白會形成凝膠，這對肉樣的嫩化起了關鍵性的作用[25]。結合預實驗與此次實驗的最終結果，可判斷出梯度加熱過程中決定性的溫度是85～95 ℃，因此在50～60 ℃將肉樣保溫一段時間，實驗結果表明保溫后的梯度加熱處理確實有降低剪切力、改善肉樣嫩度的作用，其中三段式加熱對羊肉半腱肌和背最長肌嫩度的影響最為顯著。在以往的研究中已經證實，低溫長時間加熱對牛肉、豬肉、兔肉和雞肉的嫩度都有改善的作用[3，26-30]，本實驗說明羊肉的半腱肌和背最長肌也符合以往研究的這一規律。本實驗結果還發現，水浴加熱處理下的系水率明顯高于烘烤處理后的肉樣，且得出不同肌肉類型在剪切力值上的不同主要是由膠原蛋白的含量來決定的結論，兩段式加熱與常規加熱和三段式加熱相比較，對肉樣的L*、a*影響相對較大。分析其原因可能跟肉樣在兩段式加熱的保溫時間長于其他兩種加熱法有關，保溫時間的延長會引起肌紅蛋白氧化還原狀態在不同加熱方式之間的變化差異。

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