溫凱欣 徐晨晨 張楊 豐永紅 葉治兵 崔繁榮 王煦 朱廷新 孫寶忠

摘 要：頸臂束縛技術(shù)是一種在跟腱吊掛基礎(chǔ)上，于牛胴體前臂遠(yuǎn)端與頸前端之間施加一徑向外力使之收緊，從而加快肉牛胴體成熟的技術(shù)。為研究該技術(shù)對(duì)牛肉品質(zhì)的影響，選取6 頭年齡和活體質(zhì)量相近的新疆褐牛，屠宰后左半側(cè)胴體采用頸臂束縛技術(shù)成熟（實(shí)驗(yàn)組），右半側(cè)胴體采用傳統(tǒng)跟腱吊掛方式成熟（對(duì)照組），分別于宰后0、1、2、3、7、14、21 d測(cè)定牛臂三頭肌、背最長(zhǎng)肌和股二頭肌三部位的pH值、失水率、蒸煮損失率、剪切力和肌纖維超微結(jié)構(gòu)等指標(biāo)。結(jié)果表明：與對(duì)照組相比，實(shí)驗(yàn)組肉樣失水率增加、剪切力降低、肌原纖維小片化指數(shù)增大，且差異顯著，肌原纖維結(jié)構(gòu)破壞更為嚴(yán)重。頸臂束縛成熟技術(shù)可以縮短牛肉的宰后成熟時(shí)間，降低工廠生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞：牛肉;頸臂束縛;宰后成熟時(shí)間;品質(zhì)分析;嫩度

Abstract： The neck-arm restraint technique is a technique for accelerating the aging of beef carcasses by imposing a radial external force between the distal end of the forearm and the front end of the neck on the basis of Achilles tendon suspension. In order to study the effect of this treatment on beef quality， six Xinjiang brown cattle with similar ages and body masses were selected and slaughtered. Postmortem aging of the left half of the carcass was carried out with Achilles tendon suspension plus neck-arm restraint， while Achilles tendon suspension was used for postmortem aging of the right half. The pH value， water loss rate， cooking loss， shear force and ultrastructure of Triceps brachii， Longissimus dorsi and Biceps femoris were measured at 0， 1， 2， 3， 7， 14 and 21 d after slaughter. The results showed that compared with the control group， the experimental group had increased water loss rate， reduced shear force and increased myofibrillar fragmentation index， with significant differences being observed between the two groups. In addition， the muscle fiber structure in the experimental group was more severely damaged. To conclude， neck-arm restraint can significantly shorten the aging time of beef carcasses， reduce the production cost， and improve the production efficiency.

Keywords： beef; neck-arm restraint; aging time; quality analysis; tenderness

肉類商品的價(jià)值取決于其食用品質(zhì)，在很多因素中，嫩度是肉類品質(zhì)指標(biāo)中消費(fèi)者最為關(guān)注的[1-2]。影響肉類嫩度的因素主要包括宰前因素（品種和基因型[3]、動(dòng)物性別和年齡[4]、飼養(yǎng)與宰前管理）與宰后因素（宰后肌肉pH值和溫度變化[5-6]、電刺激處理[7]、胴體吊掛[8-9]、肉的成熟和烹飪方法[10]等），決定肉嫩度優(yōu)劣的主要因素是宰后僵直過(guò)程中肌原纖維的收縮和蛋白酶降解關(guān)鍵肌纖維骨架蛋白的程度[11]，而如何快速提高宰后牛肉嫩度和縮短牛肉成熟時(shí)間是工廠急需解決的問(wèn)題。

胴體吊掛成熟技術(shù)通過(guò)肌肉肌節(jié)長(zhǎng)度的拉伸，減少了肌節(jié)的過(guò)度縮合，從而改善肉的嫩度[12]。牛胴體的傳統(tǒng)吊掛方式為后腿跟腱吊掛，這種吊掛方式使脊柱呈彎曲狀態(tài)，減弱了僵直過(guò)程中對(duì)背最長(zhǎng)肌相關(guān)部位肉收縮的抑制[13]。頸臂束縛成熟技術(shù)是在跟腱吊掛基礎(chǔ)上，在前肢遠(yuǎn)端和頸部前端之間施加一徑向拉力使之收緊的技術(shù)，可以有效抑制背最長(zhǎng)肌在尸僵過(guò)程中縮合，使沿脊椎肌肉呈輕微拉伸的狀態(tài)，增加肌節(jié)長(zhǎng)度，可以預(yù)防背最長(zhǎng)肌及前肢相關(guān)肌肉發(fā)生收縮。實(shí)驗(yàn)室前期研究發(fā)現(xiàn)，頸臂束縛技術(shù)能夠加快肉的成熟，提高嫩度的一致性，且操作簡(jiǎn)單，減少人力負(fù)擔(dān)，胴體前肢被束縛使其所占冷庫(kù)空間變小，有利于提高排酸成熟間的空間利用率，減少冷卻能耗。

本研究探究頸臂束縛成熟技術(shù)對(duì)新疆褐牛胴體臂三頭肌、背最長(zhǎng)肌和股二頭肌品質(zhì)的影響，為優(yōu)化牛肉屠宰加工技術(shù)提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

實(shí)驗(yàn)牛選自新疆伊寧縣伊新牛羊養(yǎng)殖專業(yè)合作社，并由該社屠宰加工廠協(xié)助開展屠宰實(shí)驗(yàn)。選取6 頭30 月齡新疆褐牛公牛，按照GB/T 19477—2018《畜禽屠宰操作規(guī)程 ?！穂14]屠宰后，右半側(cè)胴體采用傳統(tǒng)跟腱吊掛方式成熟，左半側(cè)胴體采用頸臂束縛吊掛方式成熟，胴體排列整齊，推入排酸冷庫(kù)，間距不少于10 cm，排酸冷庫(kù)設(shè)定溫度0～4 ℃，相對(duì)濕度85%～90%。用尼龍繩在牛前臂遠(yuǎn)端和牛第一、二頸椎連接處捆綁，持續(xù)施加30 kg的徑向拉力，分別在宰后0、1、2、3、7、14、21 d取背最長(zhǎng)肌和股二頭肌樣品，由于臂三頭肌質(zhì)量不足以取到7 個(gè)時(shí)間點(diǎn)，故舍去2 d和21 d 2 個(gè)時(shí)間點(diǎn)，在宰后0、1、3、7、14 d取臂三頭肌樣品，按照各具體指標(biāo)檢測(cè)要求處理、貯藏樣品。

氯化鉀、磷酸氫二鉀、磷酸二氫鉀、氯化鎂、疊氮化鈉、乙二醇-雙-（2-氨基乙醚）四乙酸（ethylenebis（oxyethylenenitrilo）tetraacetic acid，EGTA）、氫氧化鈉、酒石酸鉀鈉、鋨酸 天津市光復(fù)科技發(fā)展有限公司;胰蛋白酶、牛血清白蛋白標(biāo)準(zhǔn)品（均為生化試劑） 北京索萊寶科技有限公司;試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

FJ200-S高速均質(zhì)機(jī) 北京維欣儀奧科技有限公司;LG10-24A高速離心機(jī) 北京京立離心機(jī)有限公司;XS105電子天平 瑞士梅特勒-托利多儀器有限公司;H721可見(jiàn)分光光度計(jì) 天津普瑞斯儀器有限公司;TA-XT2i質(zhì)構(gòu)儀 英國(guó)Stable Micro System公司;DK-S28電熱恒溫水浴鍋 上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司;H-7500透射電子顯微鏡 日本日立公司;GelDoc EZ凝膠成像系統(tǒng) 美國(guó)Bio-Rad公司;SX-500高壓滅菌鍋 日本Tomy公司。

1.3 方法

1.3.1 pH值測(cè)定

參照GB 5009.237—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品pH值的測(cè)定》[15]。

1.3.2 失水率測(cè)定

參照NY/T 1333—2007《畜禽肉質(zhì)的測(cè)定》[16]，采用應(yīng)變控制式無(wú)側(cè)限壓力儀測(cè)定失水率。

1.3.3 蒸煮損失率測(cè)定

取長(zhǎng)×寬×高不小于6 cm×3 cm×3 cm的整塊肉樣，去除表面筋膜、脂肪，稱取肉塊質(zhì)量（m1）后，將樣品用蒸煮袋封裝，80 ℃恒溫水浴加熱，至肉樣中心溫度達(dá)到70 ℃時(shí)取出，冷卻，用濾紙吸干表面水分，稱取肉塊質(zhì)量（m2）。蒸煮損失率按下式計(jì)算。

1.3.4 剪切力測(cè)定

參照NY/T 1180—2006《肉嫩度的測(cè)定 剪切力測(cè)定法》[17]。

1.3.5 肌原纖維小片化指數(shù)（myofibrillar fragmentation index，MFI）測(cè)定

參照黃明[18]的方法測(cè)定。去除肉樣可見(jiàn)脂肪后，精確稱取2.00 g，加入溫度為2 ℃的MFI緩沖液（含100 mmol/L KCl、11.2 mmol/L K2HPO4、8.8 mmol/L KH2PO4、1 mmol/L EGTA、1 mmol/L MgCl2和1 mmol/L?NaN3）20 mL，于勻漿器中勻漿3 次，每次20 s，間隔1 min;勻漿液在4 ℃條件下10 000 r/min離心15 min，棄去上清液，沉淀中再次加入20 mL MFI緩沖液重新勻漿、離心棄去上清液;沉淀中加入5 mL MFI緩沖液進(jìn)行勻漿，用200 目尼龍篩網(wǎng)過(guò)濾，去除結(jié)締組織，再用5 倍體積的MFI緩沖液沖洗離心管并過(guò)濾，合并濾液，即為肌原纖維蛋白懸濁液。用雙縮脲法測(cè)定所得肌原纖維蛋白懸濁液質(zhì)量濃度后，將其質(zhì)量濃度用MFI緩沖液調(diào)整至0.5 mg/mL，在540 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度，所得數(shù)值乘以200即為MFI。

1.3.6 透射電鏡觀察微觀結(jié)構(gòu)

參考Li等[19]的方法，并稍作修改。用透射電子顯微鏡觀察肌纖維的超微結(jié)構(gòu)，將肉樣切成3 mm×1 mm×1 mm的長(zhǎng)方體，用預(yù)冷的2.5%戊二醛溶液固定4 h以上，0.1 mol/L磷酸緩沖液（pH 7.4）沖洗，依次經(jīng)體積分?jǐn)?shù)50%、70%、80%、95%、100%乙醇脫水15 min，無(wú)水丙酮置換后，包埋、切片、染色，用透射電子顯微鏡進(jìn)行觀察和拍照。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 20.0軟件及Microsoft Excel 2010軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行t檢驗(yàn)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 吊掛方式和成熟時(shí)間對(duì)牛臂三頭肌、背最長(zhǎng)肌和股二頭肌pH值的影響

由表1可知，實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組宰后3 個(gè)部位牛肉的pH值沒(méi)有顯著差異。從宰后不同成熟時(shí)間看，宰后牛肉pH值下降顯著（P<0.05），這是由于牛被宰殺后，牛肉組織細(xì)胞開始進(jìn)行無(wú)氧呼吸，細(xì)胞內(nèi)的糖類物質(zhì)經(jīng)生化反應(yīng)生成乳酸，故在排酸成熟前期，乳酸以持續(xù)較快的速率生成，使得牛肉的pH值下降較快[20]。

2.2 吊掛方式和成熟時(shí)間對(duì)牛臂三頭肌、背最長(zhǎng)肌和股二頭肌失水率的影響

保水性是評(píng)價(jià)冷鮮牛肉品質(zhì)的重要指標(biāo)之一，肉在成熟過(guò)程中，結(jié)合水、不易流動(dòng)水和自由水的狀態(tài)和含量會(huì)發(fā)生變化，從而影響生鮮肉的保水性[21]，牛肉的失水率是牛肉的保水性指標(biāo)之一。由表2可知，牛肉的失水率在成熟過(guò)程中呈現(xiàn)持續(xù)穩(wěn)定增加趨勢(shì)。臂三頭肌宰后成熟1 d時(shí)，實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組相比失水率顯著增加（P<0.05）;背最長(zhǎng)肌宰后成熟2 d和3 d時(shí)，實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組相比失水率顯著增加（P<0.05）;股二頭肌宰后成熟3 d時(shí)，實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組相比失水率顯著增加（P<0.05）。成熟過(guò)程中，pH值的下降引起肌動(dòng)球蛋白形成，導(dǎo)致蛋白質(zhì)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)空隙減小，使水分更容易溢出，從而牛肉的保水性降低[22]。Hughes等[23]研究表明，隨著肉成熟的進(jìn)行，細(xì)胞骨架蛋白的降解會(huì)減少肌原纖維收縮力的傳遞，使水分在肉中保留，且成熟過(guò)程中肌原纖維會(huì)發(fā)生腫脹，容納更多的水分，因此在成熟后期肉的保水性會(huì)有所改善，這與臂三頭肌宰后成熟14 d、背最長(zhǎng)肌和股二頭肌宰后成熟21 d時(shí)失水率降低的結(jié)果相一致。

牛肉的蒸煮損失率是肉保水性的指標(biāo)之一。由表3可知，臂三頭肌宰后成熟1 d時(shí)，實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組相比蒸煮損失率顯著降低（P<0.05），背最長(zhǎng)肌宰后成熟1 d時(shí)，實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組相比蒸煮損失率顯著降低（P<0.05），宰后成熟3 d時(shí)，實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組相比蒸煮損失率顯著升高（P<0.05），股二頭肌宰后成熟1 d時(shí)，實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組相比蒸煮損失率顯著升高（P<0.05）。牛肉的蒸煮損失率在成熟過(guò)程中呈現(xiàn)持續(xù)穩(wěn)定增加趨勢(shì)，而在成熟后期蒸煮損失率會(huì)有所改善。

2.4 吊掛方式和成熟時(shí)間對(duì)牛臂三頭肌、背最長(zhǎng)肌和股二頭肌剪切力的影響

嫩度是肉品質(zhì)評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)之一。由表4可知，臂三頭肌宰后成熟1、3 d時(shí)，實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組相比剪切力顯著降低（P<0.05），隨著成熟時(shí)間的增加，剪切力降低程度變小，實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組剪切力趨于一致，實(shí)驗(yàn)組臂三頭肌宰后成熟1 d時(shí)的剪切力與對(duì)照組宰后成熟3 d的剪切力相近，說(shuō)明頸臂束縛吊掛技術(shù)使牛臂三頭肌的成熟加快，嫩度提高。

背最長(zhǎng)肌宰后成熟1、2、3、7 d時(shí)，實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組相比剪切力顯著降低（P<0.05），實(shí)驗(yàn)組宰后成熟3 d的剪切力已經(jīng)達(dá)到對(duì)照組宰后成熟7 d的剪切力，說(shuō)明頸臂束縛吊掛對(duì)牛外脊的影響較大，可以達(dá)到快速成熟的目的。

股二頭肌僅在宰后成熟3 d時(shí)，實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組相比剪切力顯著降低（P<0.05），說(shuō)明頸臂束縛吊掛技術(shù)對(duì)后部肉的拉伸力沒(méi)有前部牽拉力量大，影響程度較小;其他成熟時(shí)間，2 種處理方式股二頭肌剪切力雖然無(wú)顯著性差異，但是實(shí)驗(yàn)組的剪切力均低于對(duì)照組，說(shuō)明頸臂束縛技術(shù)能夠減少成熟時(shí)間，短時(shí)間內(nèi)顯著提高宰后牛臂三頭肌和背最長(zhǎng)肌嫩度，改善股二頭肌的嫩度，是一種牛肉快速成熟技術(shù)。

2.5 吊掛方式和成熟時(shí)間對(duì)牛臂三頭肌、背最長(zhǎng)肌和股二頭肌MFI的影響

肌原纖維斷裂成小片段是導(dǎo)致肌肉自溶和肉質(zhì)變嫩的直接原因，因此MFI被認(rèn)為是衡量肉嫩度的重要指標(biāo)[24]。MFI可以反映肌細(xì)胞內(nèi)部肌原纖維及骨架蛋白的完整程度，MFI越大，肌原纖維內(nèi)部結(jié)構(gòu)完整性受到破壞的程度越大，肌肉成熟度越高。

由表5可知：臂三頭肌在宰后成熟3 d和7 d時(shí)，實(shí)驗(yàn)組相比于對(duì)照組MFI顯著增大（P<0.05）;背最長(zhǎng)肌宰后成熟2、3、7、14 d時(shí)，實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組差異顯著

（P<0.05）;股二頭肌宰后成熟3 d時(shí)，實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組差異顯著（P<0.05），其他成熟時(shí)間2 種處理方式雖然無(wú)顯著差異，但是實(shí)驗(yàn)組MFI均高于對(duì)照組，說(shuō)明頸臂束縛吊掛技術(shù)加快了牛背最長(zhǎng)肌的嫩化。隨著宰后成熟時(shí)間的延長(zhǎng)，肌原纖維在微生物酶和蛋白酶的作用下結(jié)構(gòu)被破壞，造成肌原纖維的小片化，且隨著成熟過(guò)程的進(jìn)行，小片化程度不斷加深，肌原纖維裂解程度逐漸變大，這與付麗[25]、李可[26]、劉玉青[27]等的研究結(jié)果基本一致。

通過(guò)直接觀察超微結(jié)構(gòu)能夠反映宰后吊掛成熟過(guò)程中肌原纖維的形態(tài)變化[28]。由圖1可知，宰后成熟0 d時(shí)，實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組牛背最長(zhǎng)肌的肌原纖維結(jié)構(gòu)均清晰可見(jiàn)，肌原纖維緊密相連，亮帶、暗帶、M線、Z線和H區(qū)完整，未發(fā)現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。宰后成熟3 d時(shí)，對(duì)照組出現(xiàn)不規(guī)則形變，開始出現(xiàn)幾個(gè)相連肌節(jié)被降解的現(xiàn)象，Z線降解較為明顯，部分區(qū)域出現(xiàn)拉伸帶和痙攣帶;實(shí)驗(yàn)組的肌節(jié)間隙明顯變寬，肌原纖維發(fā)生大面積破壞、溶解，肌原纖維結(jié)構(gòu)被嚴(yán)重破壞。這些現(xiàn)象說(shuō)明牛肉在吊掛成熟過(guò)程中，肌原纖維小片化程度不斷加深，實(shí)驗(yàn)組變化速率快于對(duì)照組，這與本實(shí)驗(yàn)中剪切力發(fā)生顯著變化的結(jié)論相互支持。

3 結(jié) 論

活牛被宰殺后，通過(guò)排酸成熟過(guò)程可以提高牛肉的食用品質(zhì)[29-30]。通過(guò)研究成熟期間不同吊掛方式對(duì)牛肉品質(zhì)的影響發(fā)現(xiàn)：隨著排酸過(guò)程的進(jìn)行，牛肉的硬度先增大后減小，相較于普通跟腱吊掛，頸臂束縛吊掛能夠顯著降低牛肉的硬度;MFI逐漸增大，頸臂束縛吊掛成熟牛肉的MFI在多個(gè)時(shí)間點(diǎn)顯著大于普通跟腱吊掛;pH值則是先降低后升高，而后達(dá)到正常新鮮牛肉的范圍，但是2 種吊掛處理方式對(duì)牛肉的pH值沒(méi)有顯著影響;保水性隨著成熟過(guò)程的進(jìn)行逐漸減小，而在成熟后期又稍有改善;通過(guò)觀察牛背最長(zhǎng)肌的肌原纖維超微結(jié)構(gòu)可以發(fā)現(xiàn)，宰后成熟3 d實(shí)驗(yàn)組牛肉肌節(jié)間隙明顯變寬，肌原纖維發(fā)生大面積破壞、溶解。

由以上結(jié)果得出，頸臂束縛吊掛方式可以使牛背最長(zhǎng)肌宰后成熟3 d的剪切力降低至普通跟腱吊掛宰后成熟7 d的水平，能夠加快肉的成熟，使其嫩度短時(shí)間內(nèi)提高，并且操作簡(jiǎn)單，胴體前肢被束縛使其所占冷庫(kù)空間變小，有利于提高冷庫(kù)的空間利用率，減少冷卻能耗，適宜推廣。

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