董智銘，么紫瑤，姜萩婉，蔣博文，王見(jiàn)釗，陳 倩，張文濤

（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150030）

牛肉干是中國(guó)傳統(tǒng)特色干肉制品的代表，但傳統(tǒng)牛肉干多采用手工作坊式生產(chǎn)，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中憑借生產(chǎn)者的經(jīng)驗(yàn)控制產(chǎn)品質(zhì)量，容易存在“質(zhì)地硬、色澤差、品質(zhì)不穩(wěn)”等問(wèn)題[1]。腌制是賦予肉干風(fēng)味、保證產(chǎn)品安全的主要加工環(huán)節(jié)[2]，常用的腌制技術(shù)包括干腌法和濕腌法。干腌法的腌制時(shí)間長(zhǎng)、效率低、腌制效果不均，產(chǎn)品質(zhì)地堅(jiān)硬[3]。濕腌法的腌制效率同干腌法，并且原料長(zhǎng)期處于鹽水中會(huì)導(dǎo)致色澤風(fēng)味欠佳[4]。因此，一些物理輔助腌制技術(shù)，如鹽水注射、變壓滾揉、超聲波輔助腌制等，逐漸被用于原料肉的腌制，以提高腌制效率，改善產(chǎn)品品質(zhì)[5]。

超聲波作為一種綠色安全的物理輔助手段，其與濕法腌制相結(jié)合可加速腌制進(jìn)程、提高保水性、改善食鹽分布以及產(chǎn)品嫩度[6-7]。超聲波輔助腌制對(duì)肉制品的品質(zhì)提升作用可歸因于其“聲空化”效應(yīng)，本質(zhì)是在液體介質(zhì)中，聲波壓力波動(dòng)導(dǎo)致微小氣泡的快速形成與坍塌[8]。在此過(guò)程中能量的大量釋放會(huì)在局部區(qū)域產(chǎn)生極高的溫度和強(qiáng)烈的剪切應(yīng)力[9]，產(chǎn)生的沖擊波、微射流等機(jī)械效應(yīng)增強(qiáng)了腌制過(guò)程中的傳質(zhì)，并引起肌肉組織和蛋白結(jié)構(gòu)的變化，從而影響肌肉的品質(zhì)及感官特性[10]。

目前，超聲輔助腌制技術(shù)多用于改善鮮肉、醬鹵制品品質(zhì)及感官特性[11-12]，缺乏超聲技術(shù)對(duì)牛肉干品質(zhì)與牛肉蛋白結(jié)構(gòu)影響的系統(tǒng)分析?；诖?，本研究采用超聲輔助腌制技術(shù)對(duì)肉干進(jìn)行腌制，探究不同超聲功率對(duì)牛肉干理化、品質(zhì)特性及新鮮牛肉條肌原纖維蛋白結(jié)構(gòu)的影響，以期為牛肉干品質(zhì)特性改善及超聲腌制技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用提供理論參考和技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

牛肉購(gòu)于哈爾濱大莊園實(shí)業(yè)有限公司，中國(guó)西門(mén)塔爾母牛（平均18～20 月齡、活體質(zhì)量450～500 kg）按照GB/T 19477—2018《畜禽屠宰操作規(guī)程 ?！愤M(jìn)行屠宰，于4 ℃下冷卻排酸48 h，取牛胴體左右兩側(cè)背部最長(zhǎng)肌，真空包裝后用保溫箱運(yùn)至東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院肉品實(shí)驗(yàn)室（冰塊的體積為牛肉的兩倍）。

食鹽、姜粉、味精、白糖、食品級(jí)亞硝酸鈉 哈爾濱億人添加劑有限公司；砂仁、桂皮、茴香、胡椒、八角、肉豆蔻、草蔻、丁香、白芷 襄陽(yáng)高新技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)食化香精商行；所用化學(xué)試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

PB-30 pH計(jì) 德國(guó)Sartorius科學(xué)儀器公司；超聲波輔助冷凍機(jī) 南京先歐儀器制造有限公司；ZE6000色差計(jì)日本電色工業(yè)株式會(huì)社；S-3400N掃描電子顯微鏡日本Hitachi公司；TA-XT Plus型質(zhì)構(gòu)分析儀 英國(guó)Stable Micro Systems公司；AquaLab水分活度儀美國(guó)Decagon Devices公司；T6新世紀(jì)紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì) 北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；202型電熱恒溫干燥箱 天津泰斯特儀器有限公司；GL-21M冷凍離心機(jī) 湖南湘儀儀器開(kāi)發(fā)有限公司。

1.3 方法

1.3.1 牛肉干的制作

工藝流程：牛里脊的預(yù)處理→修割切條→制備腌制液→超聲輔助腌制30 min→靜置腌制10 h→自然發(fā)酵6 d→成品

牛肉切條：將牛里脊去除筋膜，順著肌原纖維的方向?qū)⑵淝谐梢?guī)則的2 cm×2 cm×10 cm的長(zhǎng)條狀。

制備腌制液：肉液比1∶3，以4 000 g牛肉計(jì)，配制12 000 mL腌制液。砂仁480 g、草寇120 g、桂皮600 g、茴香240 g、胡椒240 g、八角240 g、肉豆蔻240 g、丁香120 g、白芷120 g，使用料袋包裝備用，用12 000 mL水進(jìn)行熬煮，水沸后繼續(xù)煮30 min，并維持水量在12 000 mL，冷卻。根據(jù)水的總質(zhì)量計(jì)算食鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%，亞硝酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01%。加入姜粉240 g、白糖240 g、味精240 g，攪拌均勻即得到腌制料汁。

超聲處理：根據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，設(shè)置腌制溫度為10 ℃，30 kHz頻率下超聲輔助腌制30 min，超聲功率分別設(shè)置為0、150、300、450、600 W，超聲處理40 s，間歇5 s。

靜置腌制：將超聲處理好的牛肉條于10 ℃靜置腌制10 h。

自然發(fā)酵：將腌制后的牛肉條放入發(fā)酵箱中，設(shè)置溫度為25 ℃，相對(duì)濕度為75%～80%，發(fā)酵6 d獲得成品。

將經(jīng)超聲處理后、自然發(fā)酵前的牛肉條和經(jīng)自然發(fā)酵后的牛肉干進(jìn)行后續(xù)理化及品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定。

1.3.2 牛肉條及牛肉干理化、品質(zhì)特性測(cè)定

1.3.2.1 水分活度和水分含量的測(cè)定

水分活度測(cè)定參照杜洪振等[13]的方法；水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)測(cè)定參照GB 5009.3—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測(cè)定》[14]。

1.3.2.2 pH值和鹽含量的測(cè)定

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]；氯化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)（以下簡(jiǎn)稱鹽含量）測(cè)定參照GB 5009.44—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中氯化物的測(cè)定》[16]。

1.3.2.3 色澤的測(cè)定

色澤參照張麗萍等[17]的方法采用ZE6000色差計(jì)測(cè)定，在進(jìn)行顏色讀數(shù)之前，用黑色和白色標(biāo)準(zhǔn)板校準(zhǔn)儀器。

1.3.2.4 剪切力的測(cè)定

將牛肉干進(jìn)行熟制（100 ℃蒸制20 min），然后將其冷卻至室溫，切成1 cm×1 cm×10 cm大小的肉條，進(jìn)行剪切力的測(cè)定。刀頭型號(hào)為BSW，力量源30 kg，測(cè)前速率10 mm/s，測(cè)量長(zhǎng)度1.5 cm，切割時(shí)刀頭需垂直于肌纖維方向，進(jìn)行6 次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，取平均值。

1.3.2.5 牛肉條微觀結(jié)構(gòu)觀察

參照夏秀芳等[18]所采用光學(xué)顯微鏡分析肉樣的方法并稍作修改，將牛肉條切成5 mm×5 mm×1 mm的方形狀，經(jīng)處理后使用電子顯微鏡觀察樣品微觀結(jié)構(gòu)，加速電壓5 kV、放大倍數(shù)500。

1.3.2.6 牛肉干感官評(píng)價(jià)

感官評(píng)價(jià)小組由20 名畜產(chǎn)品加工研究生（10 名女性和10 名男性）組成。牛肉干在100 ℃下蒸制20 min，冷卻后置于白色盤(pán)子中，以3 位阿拉伯?dāng)?shù)字隨機(jī)編碼后進(jìn)行感官評(píng)估。品評(píng)人員根據(jù)顏色（色澤鮮紅：7 分；色澤暗淡：1 分）、硬度（肉質(zhì)堅(jiān)韌：7 分；肉質(zhì)柔軟：1 分）、滋味（咸味略重：7 分；咸味略淡：1 分）、氣味（香氣濃郁：7 分；有異味或香氣寡淡：1 分）以及總體可接受性（極好：7 分；不佳：1 分）對(duì)牛肉干進(jìn)行評(píng)分。

1.3.3 牛肉肌原纖維蛋白結(jié)構(gòu)性質(zhì)測(cè)定

1.3.3.1 肌原纖維蛋白的提取

參照扈瑩瑩等[19]的方法提取超聲處理后牛肉條中的肌原纖維蛋白。

1.3.3.2 肌原纖維碎片化指數(shù)測(cè)定

肌原纖維碎片化指數(shù)（myofibrillar fragmentation index，MFI）測(cè)定參照Culler等[20]的方法并稍作修改，使用50 mmol/L哌嗪-N,N’-雙(2-乙磺酸)（piperazine-N,N’-bis(2-ethanesulfonic acid)，PIPES）（含0.6 mol/L NaCl，pH 6.25）調(diào)節(jié)所提取蛋白溶液質(zhì)量濃度至0.5 mg/mL，記錄540 nm波長(zhǎng)處的吸光度，其平均值乘以200即為MFI。

1.3.3.3 羰基含量和總巰基含量的測(cè)定

羰基含量與總巰基含量的測(cè)定參照溫榮欣等[21]的方法。

1.3.3.4 活性巰基含量的測(cè)定

活性巰基含量的測(cè)定參考Pan Jinfeng等[22]的方法并稍作修改，使用5,5’-二硫代雙(2-硝基苯甲酸)（5,5’-dithiobis-(2-nitrobenzoic acid)，DTNB）法進(jìn)行測(cè)定。將10 mmol/L DTNB反應(yīng)緩沖液（含有0.09 mol/L甘氨酸、0.086 mol/L Tris、8 mol/L尿素、4 mmol/L乙二胺四乙酸（ethylene diamine tetraacetic acid，EDTA），pH 8.0）添加到蛋白溶液（2 mg/mL）中，并在室溫下反應(yīng)30 min。通過(guò)記錄412 nm和540 nm波長(zhǎng)處的吸光度計(jì)算活性巰基含量，計(jì)算公式如式（1）所示。

式中：73.53＝106/13 600，13 600為摩爾消光系數(shù)/（L/（mol·cm））；ρ為蛋白溶液質(zhì)量濃度/（mg/mL）。

1.3.3.5 表面疏水性的測(cè)定

表面疏水性參照Z(yǔ)hou Yajun等[23]的方法進(jìn)行測(cè)定。將溴酚藍(lán)（終質(zhì)量濃度1 mg/mL）添加到蛋白溶液（1 mg/mL）中，在室溫下充分混合后，以3 500×g離心，記錄稀釋10 倍的上清液在595 nm波長(zhǎng)處的吸光度。對(duì)照組用pH 7.0的磷酸鹽緩沖液（10 mmol/L）代替蛋白溶液。通過(guò)溴酚藍(lán)結(jié)合量反映蛋白表面疏水性，溴酚藍(lán)結(jié)合量按公式（2）計(jì)算。

式中：A0為對(duì)照組吸光度；Ax為樣品吸光度。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

所有數(shù)據(jù)來(lái)自3 次重復(fù)的獨(dú)立實(shí)驗(yàn)，均以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。使用SPSS 21.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并通過(guò)單因素方差分析和鄧肯檢驗(yàn)確定平均值之間的顯著性差異（以P＜0.05表示差異顯著）。采用Excel和Origin 2021軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 超聲功率對(duì)牛肉干水分活度、水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)、pH值的影響

牛肉條經(jīng)自然發(fā)酵后形成了牛肉干，如表1所示，經(jīng)發(fā)酵后牛肉干水分活度、水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)均顯著降低（P＜0.05），這是發(fā)酵過(guò)程中肉干內(nèi)部水分的遷移和外部水分的蒸發(fā)導(dǎo)致了水分損失。隨著超聲腌制功率的增加，牛肉條和牛肉干中水分活度與水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)均呈上升趨勢(shì)，特別是功率升至450 W和600 W時(shí)兩指標(biāo)較未超聲處理組顯著上升（P＜0.05）。這是因?yàn)槌曁幚砜墒辜∪饫w維結(jié)構(gòu)受損，鹽溶性蛋白質(zhì)溶出并附于肉的表面，從而有助于在肌纖維中保留更多的水分[24]。此外，空化效應(yīng)引起的鹽加速擴(kuò)散可以使肌原纖維蛋白膨脹，從而增加肌肉水分含量，其中氯離子易與肌絲蛋白結(jié)合，增加了它們之間的靜電斥力，鈉離子可在肌絲蛋白周?chē)纬呻x子“云”將其包裹，這種肌球蛋白和肌動(dòng)蛋白的膨脹作用可以提供更多的蛋白質(zhì)側(cè)鏈來(lái)結(jié)合水分[25]。

表1 超聲功率對(duì)牛肉條及牛肉干水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)、水分活度、pH值的影響Table 1 Effect of ultrasonic power on the moisture content,water activity and pH of beef strips and beef jerky

發(fā)酵6 d后牛肉干的pH值顯著低于發(fā)酵前的牛肉條（P＜0.05），這主要是牛肉中的優(yōu)勢(shì)微生物發(fā)酵所致。此外，隨著超聲腌制功率的增加，牛肉條的pH值從5.89（0 W）升高至5.98（600 W），牛肉干的pH值從5.21（0 W）升高至5.29（600 W），較低功率超聲處理使得牛肉干pH值略有增加，當(dāng)功率大于300 W時(shí)顯著增加（P＜0.05）。這與Jayasooriya等[26]報(bào)道的超聲處理使牛胸腰最長(zhǎng)肌和半腱肌pH值顯著增加的結(jié)論一致，pH值的升高主要是蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變化導(dǎo)致離子基團(tuán)位置的改變所引起的[27]。

2.2 超聲功率對(duì)牛肉干色澤的影響

色澤是影響肉制品質(zhì)量和消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)欲的重要指標(biāo)之一，通常良好的牛肉干色澤為高L*值、a*值和低b*值[28]。如表2所示，與發(fā)酵前的牛肉條相比，發(fā)酵后的牛肉干L*值、b*值顯著升高，a*值顯著降低（P＜0.05）。發(fā)酵過(guò)程中牛肉肉色變化主要與肉干的含水量和肌紅蛋白的氧化有關(guān)。

表2 超聲功率對(duì)牛肉條及牛肉干色澤的影響Table 2 Effect of ultrasound power on color paramenters of fresh beef strips and beef jerky

隨著超聲功率的增加，牛肉條與牛肉干L*值和b*值都呈上升趨勢(shì)，在600 W時(shí)達(dá)到最大。L*值的增加可能與超聲處理引起的局部高溫高壓導(dǎo)致亞鐵血紅素被取代和球蛋白變性有關(guān)[29]；另外，較高的水分含量也是導(dǎo)致L*值增加的原因[30]，而b*值的增加主要與脂質(zhì)氧化有關(guān)。a*值隨著超聲腌制功率的提高先增加后降低，當(dāng)功率為300 W時(shí)，牛肉條和牛肉干a*值達(dá)到最高，分別為17.95與16.25。這可能是因?yàn)樵陔缰七^(guò)程中隨著超聲功率的增大，空化氣泡強(qiáng)大的內(nèi)爆效應(yīng)可以斷裂分子鍵，產(chǎn)生大量自由基[31]，氧合肌紅蛋白血紅素輔基的Fe2＋受到攻擊失去電子，生成具有Fe3＋的高鐵肌紅蛋白，表現(xiàn)為a*值降低。

2.3 超聲功率對(duì)牛肉干鹽含量和剪切力的影響

鹽含量是評(píng)價(jià)肉類腌制程度的重要指標(biāo)，超聲功率對(duì)牛肉條和牛肉干中鹽含量的影響如圖1A所示。發(fā)酵后的牛肉干中鹽含量顯著高于發(fā)酵前的牛肉條（P＜0.05），這與牛肉在發(fā)酵過(guò)程中的水分損失導(dǎo)致食鹽濃縮有關(guān)。值得注意的是，牛肉條與牛肉干中鹽含量均隨著超聲腌制功率的提高而顯著增加（P＜0.05），說(shuō)明超聲處理能夠促進(jìn)食鹽向肉中擴(kuò)散。Visy等[32]的研究表明，空化效應(yīng)可以產(chǎn)生微射流攻擊肌原纖維，從而在肉的邊界產(chǎn)生微通道，有利于食鹽滲透到肉中。超聲處理引起的鹽分加速滲透，提高了肌纖維間的靜電斥力與蛋白溶解[33]，這與觀察到的高功率下的牛肉干擁有較高的水分含量密切相關(guān)。

圖1 超聲功率對(duì)牛肉條及牛肉干鹽含量（A）和剪切力（B）的影響Fig.1 Effect of ultrasound power on salt content (A) and shear force (B)of fresh beef strips and beef jerky

超聲功率對(duì)牛肉條和牛肉干剪切力的影響如圖1B所示，牛肉干的剪切力較牛肉條顯著增加（P＜0.05），發(fā)酵后0、150、300、450、600 W超聲處理的牛肉干剪切力分別升高至28.02、26.19、24.07、23.63 N和21.15 N，這與發(fā)酵過(guò)程中水分損失密切相關(guān)。此外，隨著超聲功率的提高，牛肉條和牛肉干的剪切力呈下降趨勢(shì)，超聲處理后的樣品剪切力顯著低于未經(jīng)處理組（P＜0.05），對(duì)于牛肉干而言，300 W和450 W處理組間差異不顯著（P＞0.05）。剪切力的降低可能是空化作用的破壞性和聲波振動(dòng)導(dǎo)致的肌肉纖維結(jié)構(gòu)弱化引起的，也可能是超聲作用破壞溶酶體，釋放出可以促進(jìn)蛋白質(zhì)降解的鈣激活酶和組織蛋白酶，進(jìn)而改善了質(zhì)構(gòu)特性[34]。

2.4 超聲功率對(duì)牛肉條微觀結(jié)構(gòu)的影響

如圖2所示，隨著超聲功率的增加，肌纖維排列變得散亂，肌束間間隙增大，肌肉結(jié)構(gòu)變得松弛，甚至發(fā)生細(xì)胞破裂的現(xiàn)象，這主要是超聲的空化和機(jī)械效應(yīng)所致[35-36]。當(dāng)功率在600 W時(shí)肌纖維斷裂程度最大，超聲功率在300 W和450 W時(shí)，肌纖維斷裂程度相近，這可能是超聲在這個(gè)功率范圍內(nèi)對(duì)牛肉肌纖維破壞程度有限。

圖2 不同超聲功率處理的牛肉條掃描電子顯微鏡圖（500×）Fig.2 Scanning electron microscopic images (500 ×) of fresh beef strips treated with different ultrasound power

2.5 超聲功率對(duì)牛肉條MFI的影響

為了進(jìn)一步揭示超聲處理后牛肉干的品質(zhì)變化機(jī)制，對(duì)經(jīng)超聲處理后的新鮮牛肉條中肌原纖維蛋白結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。MFI是反映肌原纖維蛋白完整性的指標(biāo)，較大的MFI可能與肌原纖維在I帶Z線附近劇烈斷裂有關(guān)[37]。MFI隨超聲功率的變化如圖3所示，在一定范圍內(nèi)，隨著功率的提高（0～450 W），牛肉MFI顯著增加（P＜0.05），當(dāng)功率從450 W升至600 W時(shí)，MFI并無(wú)顯著變化（P＞0.05）。超聲處理對(duì)牛肉MFI的影響與其空化和機(jī)械效應(yīng)密切相關(guān)，二者可以產(chǎn)生強(qiáng)烈的剪切作用，在較短時(shí)間就可對(duì)肌原纖維蛋白造成劇烈破壞，導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)弱化、斷裂，從而提升肉的嫩度[38]。

圖3 超聲功率對(duì)牛肉條MFI的影響Fig.3 Effect of ultrasound power on MFI of fresh beef strips

2.6 超聲功率對(duì)牛肉條肌原纖維蛋白羰基含量的影響

羰基含量可以反映肌原纖維蛋白的氧化程度，超聲功率對(duì)牛肉肌原纖維蛋白羰基含量的影響如圖4所示。未經(jīng)超聲處理的牛肉蛋白羰基含量為0.31 nmol/mg pro，經(jīng)150 W超聲波處理后未發(fā)生顯著變化，超聲功率升高至300 W和450 W時(shí)，羰基含量顯著增加（P＜0.05），并且在600 W時(shí)達(dá)到最大，約為450 W時(shí)的2 倍。蛋白質(zhì)的羰基化主要?dú)w因于氨基酸側(cè)鏈的氧化，并且脂質(zhì)氧化所生成的醛類化合物也可以與氨基酸側(cè)鏈基團(tuán)結(jié)合形成席夫堿，從而使羰基含量增加[39]。此外，研究表明超聲引起的肌肉細(xì)胞破裂會(huì)導(dǎo)致血紅素和非鐵血紅素的釋放，當(dāng)血紅素轉(zhuǎn)化為非鐵血紅素時(shí)，來(lái)自H2O2的羥基可以氧化氨基酸側(cè)鏈生成羰基[40]。此外，超聲空化效應(yīng)引起鹽的加速滲透也對(duì)蛋白質(zhì)羰基化起著促進(jìn)作用。

圖4 超聲功率對(duì)牛肉條肌原纖維蛋白羰基含量的影響Fig.4 Effect of ultrasound power on the carbonyl group content of myofibrillar proteins in fresh beef strips

2.7 超聲功率對(duì)牛肉條肌原纖維蛋白總巰基和活性巰基含量的影響

半胱氨酸的巰基具有很強(qiáng)的活性，極易受到自由基的攻擊形成二硫鍵，因此巰基含量可以反映蛋白的氧化程度?？値€基含量隨超聲功率的變化如圖5A所示，隨著超聲功率的提高，總巰基含量從59.70 nmol/mg pro（0 W）顯著降低至53.30 nmol/mg pro（600 W）（P＜0.05），這可能是因?yàn)閹€基中的氫原子被超聲處理過(guò)程中產(chǎn)生的自由基捕獲，導(dǎo)致巰基氧化，并在多肽內(nèi)部或多肽間形成二硫鍵[41]。Zhang Ruyu等[42]也發(fā)現(xiàn)，超聲處理的豬肉中總巰基含量隨超聲處理強(qiáng)度的增加而降低。此外，Kang Dacheng等[33]的研究也表明，與靜置腌制相比，超聲輔助腌制顯著降低了牛背最長(zhǎng)肌的總巰基含量（P＜0.05）。

圖5 超聲功率對(duì)牛肉條肌原纖維蛋白總巰基（A）及活性巰基（B）含量的影響Fig.5 Effect of ultrasound power on the contents of total sulfhydryl (A)and active sulfhydryl (B) groups in myofibrillar proteins of fresh beef strips

超聲功率對(duì)肌原纖維蛋白活性巰基含量的影響如圖5B所示，超聲功率越大，活性巰基含量越高，當(dāng)功率達(dá)到600 W時(shí)，活性巰基含量達(dá)到39.23 nmol/mg pro。Amiri等[43]研究也發(fā)現(xiàn)，隨著超聲強(qiáng)度的增加，牛肉肌原纖維蛋白的結(jié)構(gòu)逐漸伸展，暴露出更多的活性巰基基團(tuán)，其含量顯著增加，康大成[31]的研究也證明了此結(jié)論。

2.8 超聲功率對(duì)牛肉條肌原纖維蛋白表面疏水性的影響

表面疏水性可反映蛋白表面疏水基團(tuán)數(shù)量及分布，通過(guò)溴酚藍(lán)與肌原纖維蛋白的結(jié)合作用可以分析肌原纖維蛋白的表面疏水程度[23]。如圖6所示，經(jīng)超聲處理后，牛肉條肌原纖維蛋白的溴酚藍(lán)結(jié)合量從15.35 μg（0 W）增至51.64 μg（600 W）（P＜0.05）。這可能是由于超聲的空化效應(yīng)引起的機(jī)械力破壞了肌原纖維蛋白分子間作用力，使得肌原纖維蛋白結(jié)構(gòu)展開(kāi)，進(jìn)而暴露出更多埋藏在內(nèi)部的疏水基團(tuán)。這與Chen Lin等[44]的研究結(jié)果一致，蛋白質(zhì)在超聲過(guò)程中發(fā)生去折疊和復(fù)性，加速分子內(nèi)部非極性和疏水性氨基酸（甲硫氨酸、苯丙氨酸、色氨酸等）的暴露，從而增加了其表面疏水性。

圖6 超聲功率對(duì)牛肉條肌原纖維蛋白表面疏水性的影響Fig.6 Effect of ultrasound power on the surface hydrophobicity of myofibrillar proteins in fresh beef strips

2.9 超聲功率對(duì)牛肉干感官評(píng)價(jià)的影響

如圖7所示，隨著超聲功率的提高（0～300 W），牛肉干顏色得分顯著增加（P＜0.05），盡管在超聲450 W和600 W時(shí)紅度略有下降，但肉眼觀察并無(wú)顯著差別。此外，牛肉干氣味與滋味得分隨著超聲功率增加而增加，這與超聲波促進(jìn)腌料傳質(zhì)有關(guān)。超聲功率超過(guò)300 W后，硬度得分顯著降低（P＜0.05），這與剪切力分析結(jié)果相印證，說(shuō)明增大超聲功率可改善牛肉干感官嫩度?？傮w而言，超聲功率300 W處理的牛肉干總體可接受性最高。

圖7 超聲功率對(duì)牛肉干感官評(píng)價(jià)的影響Fig.7 Effect of ultrasound power on sensory evaluation of beef jerky

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)研究了超聲腌制功率對(duì)牛肉干品質(zhì)特性及牛肉肌原纖維蛋白結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明，隨著超聲功率的提高，牛肉MFI上升，表面疏水性增強(qiáng)，羰基、活性巰基含量增加，總巰基含量下降，表現(xiàn)為牛肉條與牛肉干水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)、水分活度、pH值和鹽含量顯著增加，剪切力顯著降低，以及肌肉微觀結(jié)構(gòu)松散。這說(shuō)明超聲處理破壞了肌原纖維蛋白的結(jié)構(gòu)，促使其結(jié)構(gòu)展開(kāi)，暴露出更多疏水基團(tuán)，在有效改善牛肉干嫩度的同時(shí)，也增加了水分的保持，加快了食鹽滲透，進(jìn)而提高了牛肉干的保水性和鹽含量。但超聲功率過(guò)高引起的高pH值和水分含量不利于牛肉干的貯藏，另外，過(guò)高的功率還會(huì)增加蛋白過(guò)度氧化的風(fēng)險(xiǎn)及額外的能源消耗。綜上，結(jié)合感官評(píng)價(jià)結(jié)果，超聲功率300 W時(shí)牛肉干的整體品質(zhì)最佳。