高压处理对牛肉质量的影响

1超高压处理对牛肉嫩度的影响

嫩度是牛肉最重要的指标之一，高压处理可以改善牛肉嫩度，这对牛肉加工具有重要意义。牛肉经高压处理后得到的是强烈收缩的、坚硬的肉。然而熟制后具有更高的水分含量，更低的剪切力值[10]。高压处理对牛肉嫩度改善的机理目前尚不完全清楚。但有学者指出，压力处理对结缔组织没有显著影响[11]，所以高压处理可以改善牛肉嫩度的可能原因是；一方面机械作用使构成肌节的粗丝（肌球蛋白）和细丝（肌动蛋白）断裂，肌纤维崩解，造成剪切力值下降；另一方面，压力作用使内质网线粒体等结构遭到破坏，Ca2+被释放出来，钙激活酶被激活，促进了肌肉蛋白水解，加速了牛肉成熟，导致牛肉嫩化[12]。1973年Macfarlane等[10]提出了高压的嫩化作用，此后，又有许多学者对此进行了研究。有研究表明，高压对牛肉嫩化效果与宰后牛肉所处的时期和压力大小有关。在较低的压力下，对于僵直前的牛肉，100～200MPa的压力处理对牛肉有足够的嫩化效果。Kennick等[13]对宰后1h的牛肉，在（103.5MPa，35℃，2min）条件下进行处理，贮藏7d后在80℃的水浴中处理40min，结果发现，与对照样相比，压力处理能使牛肉最高剪切力值降低25%～75%。然而对于僵直后的牛肉，当温度低于30℃时100～200MPa压力处理对嫩度、性和剪切力没有明显改善[14]。有学者研究了将压力与热结合处理来嫩化牛肉，结果发现当压力为150MPa、温度为55℃～60℃对冷缩牛肉嫩化有效果，加热处理可以使压力处理效率明显提高[15]。较高的压力处理可以在不需要与热结合的情况下使牛肉肉质嫩化。刘熙[16]等研究发现，室温下牛肉在300MPa压力处理2min，与对照样相比，压力处理显著降低了牛肉剪切力值。白艳红等[6]研究了较高的压力（700MPa）条件下压力对于嫩度的影响发现，牛肉肌肉纤维组织结构变化明显，牛肉的肌节收缩率为34.8%，同时肌原纤维Z线断裂，M线降解，I带变白。高压处理牛肉的嫩度与结缔组织含量及不同的部位有关。靳烨等[17]研究发现，牛肉不同的部位以及不同的结缔组织含量对高压处理牛肉嫩度有很大关系，其中高压对牛肉不同部位嫩化效果的顺序是背最长肌、里肌＞嫩肩、臀肉＞胸肉、半腱肌＞颈肉。温度也会影响压力对牛肉的嫩化作用。Ma和Led-ward[18]对不同温度（20℃～70℃）下高压（0.1～800MPa）处理牛肉背最长肌发现发现，单纯的热处理过程中，随着温度的升高，肌肉的硬度持续升高，室温下压力处理时，肌肉的硬度持续增加。40℃时压力处理肌肉组织结构与室温下相似。在60℃和70℃温度下压力处理时，200MPa的压力导致肌肉的嫩度显著下降，当压力持续升高，嫩度则持续下降，究其原因，作者认为可能是在此条件下蛋白质快速降解的缘故。过高的压力会使牛肉变色，单纯的高压处理用来改善牛肉嫩度，很难大规模应用到工业上，然而压力和热结合处理对嫩度提高有效，但处理后肌肉呈现熟肉的外观，所以可以将高压与热结合应用于熟肉、腌肉等颜色变化缺陷可被忽略的肉类产品中去[19]。

2高压处理对牛肉脂肪氧化的影响

脂肪氧化是牛肉及牛肉制品变质的一个重要原因，它不仅可以导致营养价值和风味的损失，而且某些脂肪氧化产物对人体健康有害。高压处理对肉类脂肪有极大影响，能显著降低肌肉中脂肪的稳定性，加快脂肪氧化的过程[20-21]。压力引起的脂肪氧化与许多因素有关，如压力大小、温度等。马汉军等[22]研究了不同温度下（20℃，40℃和60℃）压力（从200MPa~800MPa）处理20min以及4℃贮藏7d牛肉TBA值。结果发现，常压下肌肉的TBA值随热处理温度的升高而增加；而室温下压力的升高导致脂肪氧化的加剧。400MPa是一个关键值，压力大于400MPa时脂肪氧化速度显著提高。作者认为是因为压力达到400MPa时肌肉蛋白结构发生变化，肌球蛋白、肌动蛋白及大部分肌浆蛋白变性，细胞结构被破坏，特别是色素蛋白（肌红蛋白、血红蛋白）变性，有可能造成铁及其它金属离子的释放，从而对脂肪氧化过程起很强的催化催化作用。Carlez等[5]发现牛肉在400～500MPa压力处理后部分铁离子从血红素复合物中释放出来，而Decker等[23]发现，温度从2℃升到37℃，铁离子的释放成倍增加，加热处理的铁蛋白具有更强的催化作用。有学者指出水分活度（Aw）与脂肪氧化也有关系。Cheah和Ledward[24]等研究发现，在650～800MPa压力下，水分活度在0.4～0.55范围内，压力处理对脂肪氧化有催化作用。而水分活度在0.55以上时，高压抑制了脂肪氧化，作者认为，可能是在此条件下过氧化物被破坏。虽然高压处理可以促进脂肪氧化，但添加抗氧化物质可以抑制脂肪氧化。马汉军等[22,25]研究发现添加EDTA-2Na、BHT或BHT与VE混合可以有效抑制或延缓高压引起的脂肪氧化。

3超高压处理对牛肉及其制品微生物数量的影响

牛肉因营养丰富，在其加工、运输、贮藏等过程中易受微生物污染。而超高压杀菌被认为是食品工业中最有潜力的非热杀菌技术。过高的压力可能导致细胞膜、细胞壁结构结构的破坏和通透性发生变化、蛋白结构和功能变化导致变性、部分酶因结合位点的变化而失活，DNA、RNA等遗传物质正常的合成过程遭到破坏等，使微生物正常的新陈代谢活动受到破坏，从而钝化或杀死微生物[26-27]。一般来看，非芽孢微生物耐压性较低，室温下450MPa以下压力的杀菌效果较好，而芽孢耐压性较高，需要更高的压力或结合其他处理方法杀[28]。但有研究表明（50～300MPa）可刺激芽孢发芽[29]，而发芽的芽孢对压力敏感，所以可以采取循环加压的方法杀死芽孢。超高压处理可以钝化或杀灭微生物，延长牛肉及其制品的保质期。靳烨[30]等用250MPa的压力处理牛肉10min，单从微生物生长的指标衡量，可以延长牛肉冷却保鲜期（1℃～4℃）一周以上。Carballo等[31]研究发现，牛肉及牛肉馅经压力（100～300MPa）处理5～20min，300MPa即可钝化牛肉中多数微生物。段旭昌等[7]对生、熟牛肉采用不同压力（400，550，700MPa）、不同保压时间（20，40，60min）处理后发现，超高压能明显杀死牛肉中的微生物。残存微生物的数量随处理压力的升高和处理时间的延长而减少。朱晓红等[8]采用600MPa处理真空包装的酱牛肉（5，10，15min）发现，高压处理可显著降低酱牛肉初始菌落数，抑制细菌快速繁殖，减少贮藏期间的腐败变质。高压处理可以钝化或杀死部分微生物，适当的高压处理或高压结合其它方法处理可以达到商业无菌的要求。

4小结

牛肉风味独特，食之不腻，具有独特的营养价值。随着人民生活水平的提高，对食品绿色、安全、营养、美味的要求也越来越高。超高压技术在牛肉及其制品的加工中有很多优势，如改善牛肉嫩度、钝化微生物等，虽然高压处理可以引起脂肪氧化，但与热加工相比，高压引起的脂肪氧化程度较小。随着高压技术研究的不断深入、设备的改进、成本的降低，高压技术将会得到进一步的推广，也会推动肉类工业的发展。

作者：赵永红 马汉军 单位：河南科技学院食品学院