CN110800789A - 一种利用高压静电场对牛肉进行排酸的方法 - Google Patents

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孙宝忠
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Abstract

本发明公开了一种利用高压静电场对牛肉进行排酸的方法。本发明研究牛宰杀后高压静电场冷藏处理对于牛肉成熟品质的影响，选择新鲜宰杀的牛背最长肌6块，随机分为两组，进行自然冷藏与高压静电场冷藏处理，选取时间节点对牛肉进行肉用品质、近红外扫描、菌落总数等指标的测定。结果表明：在整个排酸成熟过程中，高压静电场冷藏处理的牛肉a*值、b*值、蛋白含量、水分含量均比自然冷藏处理显著较高(p<0.05)；pH值、失水率、蒸煮损失、剪切力、菌落总数指标测定结果均显著低于自然冷藏处理(p<0.05)。说明高压静电场冷藏处理提高了牛肉的嫩度，改善了牛肉肉用品质，延长了牛肉的排酸成熟期。

Description

一种利用高压静电场对牛肉进行排酸的方法
技术领域
本发明属于食品领域，涉及一种利用高压静电场对牛肉进行排酸的方法。
背景技术
牛肉(beef)，世界消耗量仅落后于猪肉和家禽。因其含有丰富的蛋白和较少的脂肪和胆固醇，广受大众喜爱。此外，因其氨基酸组成与猪肉相比更接近人体所需，因此被人们誉为“肉中骄子”(见表1)。国际上，中国牛肉消耗量仅次于美国、巴西，位于世界前三，在国内肉类消耗量中同样不容小觑，位居第二，仅次于猪肉消耗量。
表1、牛肉营养成分表
Figure BDA0002259360000000011
市面上销售的肉并不是立即屠宰后的，肉屠宰后必须经过一系列复杂的成熟排酸过程才能转变为可食肉。目前最普遍的处理方式就是售前进行冷却排酸，即新鲜宰杀的肉在4℃环境中放置一定时间，改善其食用品质，主要包括改善pH值、肉色、保水性、嫩度、营养成分含量、菌落总数等。pH值可以直接判定牛肉的用途，如：pH范围在5.4-5.8之间时适宜做腊肠；pH范围在5.8-6.3之间时适宜做生鲜香肠或火腿。色差直接影响消费者的购买欲望。失水率和蒸煮损失反映肉的保水性。剪切力值是肉嫩度的直接表现形式。菌落总数决定肉的保藏期。以往研究表明牛的品种、性别等因素对牛胸、牛腩嫩度有显著影响，并且未经排酸的牛肉品质较差，因此，肉的成熟(排酸)是提高牛肉品质最重要、最简单有效的措施。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用高压静电场对牛肉进行排酸的方法。
本发明要求保护一种高压静电场或高压静电场和冷藏联用在牛肉排酸中的应用。
本发明还要求保护一种高压静电场或高压静电场和冷藏联用在延长牛肉的排酸成熟期中的应用。
本发明还要求保护一种高压静电场或高压静电场和冷藏联用在改善牛肉品质中的应用。
本发明还要求保护一种高压静电场或高压静电场和冷藏联用在提高牛肉的嫩度、a*值、b*值、蛋白含量和水分含量中至少一种中的应用。
所述a*值为牛肉肉色值中的红值；所述b*值为牛肉肉色值中的黄值；
本发明还要求保护一种高压静电场或高压静电场和冷藏联用在降低牛肉的pH值、失水率、蒸煮损失、剪切力和菌落总数中至少一种中的应用。
本发明还要求保护一种牛肉排酸的方法，该方法包括：将待处理牛肉置于高压静电场中冷藏。
本发明还要求保护一种高压静电场或高压静电场和冷藏联用对牛肉排酸所得的产品。
具体的，所述高压静电场中，电压为2500-3500V。所述高压静电场可在各种常用高压静电场设备中进行如高压静电场冰箱中进行；只要电压和冷藏温度满足要求即可。
更具体的，所述高压静电场中，电压为3000V。
具体的，所述冷藏中，冷藏时间大于1天；冷藏温度为0-4℃；
更具体的，所述冷藏中，冷藏时间可为3-14天或7-14天或14天。
所述牛肉具体可为牛背肌；更具体可为牛背长肌；如牛背最长肌。
本发明研究牛宰杀后高压静电场冷藏处理对于牛肉成熟品质的影响，选择新鲜宰杀的牛背最长肌6块，随机分为两组，进行自然冷藏与高压静电场冷藏处理，选取时间节点对牛肉进行肉用品质、近红外扫描、菌落总数等指标的测定。结果表明：在整个排酸成熟过程中，高压静电场冷藏处理的牛肉a*值、b*值、蛋白含量、水分含量均比自然冷藏处理显著较高(p<0.05)；pH值、失水率、蒸煮损失、剪切力、菌落总数指标测定结果均显著低于自然冷藏处理(p<0.05)。说明高压静电场冷藏处理提高了牛肉的嫩度，改善了牛肉肉用品质，延长了牛肉的排酸成熟期，具有重要的应用价值。
附图说明
图1为两种冷藏方式对牛肉pH值的影响。
图2为两种冷藏方式对牛肉失水率的影响。
图3为两种冷藏方式对牛肉蒸煮损失的影响。
图4为两种冷藏方式对牛肉剪切力值的影响。
图5为两种冷藏方式对牛肉脂肪含量的影响。
图6为两种冷藏方式对牛肉蛋白含量的影响。
图7为两种冷藏方式对牛肉水分含量的影响。
图8为两种冷藏方式对牛肉菌落总数的影响。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述，但本发明并不限于以下实施例。所述方法如无特别说明均为常规方法。所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径获得。
实施例1、
材料与方法
1试验材料
选取36-48月龄、相同性别、近似体重的3头西门塔尔牛，新鲜屠宰后取6块背最长肌作为本实验材料。
2仪器与设备
主要仪器与设备见表2。
表2、主要仪器与设备
Figure BDA0002259360000000031
Figure BDA0002259360000000041
3实验设计
将新鲜屠宰的牛背最长肌运回实验室，在无菌环境中打开包装，取出牛背最长肌肉样，随机分为两组，一份置于自然冷藏柜中，一份置于高压静电场冷藏冰箱(电压为3000V，冷藏温度为4℃)中。取时间节点第0d、1d、3d、7d、10d、14d分别取一定量肉样进行pH值、营养成分、菌落总数等各项指标的测定。
3.1pH值的测定
参照NY/T 2793-2015《中华人民共和国农业行业标准肉的食用品质客观评价方法》。切取直径、厚度均约3.0cm的肉块。用便携式手持pH计进行测定。三次测定取平均值。
3.2色差的测定
切取3.0cm厚的肉片(垂直于肌纤维方向)，使鲜切面置于4℃环境中避光静置氧合45min。用手持色差计进行色差测定。
3.3失水率的测定
参考黄彩燕(黄彩燕,董超,等.不同贮藏温度对热鲜牛肉食用品质变化的影响[J].畜牧科学,2018(11):96－99)等方法并加以改进，用圆形钻孔取样器切取约1.0cm厚的肉片(垂直肌纤维方向)，样品上下两侧各垫18层中性滤纸，施加力为147N，施力时长为5分钟。计算失水率。
P(％)＝(压前质量-压后质量)/压前质量*100％ (1)
3.4蒸煮损失的测定
参考赵婉竹(赵婉竹.成熟期间不同温度对延边黄牛品质影响研究[D].延边:延边大学,2018)的方法稍加修改，取规格长*宽*高分别为5cm*4cm*4cm的肉块，剔出肉表面筋、腱、膜及脂肪置于蒸煮袋内，水浴温度80℃，煮至中心温度达到72℃时，取出，冷却至室温，计算前后质量差，计算蒸煮损失。
P(％)＝(蒸煮前质量-蒸煮后质量)/蒸煮前质量*100％ (2)
3.5剪切力值的测定
参照李胜杰、Neath(李胜杰.宰后肌动球蛋白的解离对鸡肉嫩度的影响[D].南京:南京农业大学,2011；Neath K E,Del Barrio A N,Lapitan R M,et al.Difference intenderness and pH decline between wateir buffalo meat and beef duringpostmortem aging[J].Meat Science,2007,75(3):499-500)等的方法稍作改进，用测完蒸煮损失于4℃放置12h后的肉块，顺牛肉肌纤维方向钻取肉柱(直径1.0cm)，Target Mode为Distance，参数设置38.00mm。三次测定取平均值。
3.6脂肪、蛋白、水分含量的测定
参考孙晓明、牛蕾(孙晓明,卢凌,等.牛肉化学成分的近红外光谱检测方法的研究[J].光谱学与光谱分析,2011,31(2):379-383；牛蕾.中国西门塔尔牛肉品质评定及其近红外快速检测方法研究[D].石家庄:河北农业大学,2011)等的方法经些许调整，切取约90.0g剔除筋腱、结缔组织膜的肉样用手持式搅拌机搅碎，揉成表面光滑的圆球状。采用国产SupNIR-1000近红外光谱仪，波长范围为1000～1799nm的近红外光谱对肉馅进行扫描测定其中各营养成分含量。运用建好的数据模型进行计算，脂肪和水分均采用神经网络(ANN)建模：脂肪模型RC值、SEC值、RP值、SEP值分别为0.982、0.352、0.915、0.715；水分模型RC值、SEC值、RP值、SEP值分别为0.971、0.956、0.905、1.286，采用偏最小二乘回归分析法(RLS1)测定牛肉中蛋白含量，设定模型参数校正相关系数(RC)、校正标准差(SEC)、预测相关系数(RP)、预测标准差(SEP)分别为0.936、0.411、0.946、0.363。每个样品重复测定3次，三次测定取平均值。
3.7菌落总数的测定
参考GB/T4789.2-2016《食品微生物学检验菌落总数检验》，样品量约1.0g，培养环境温度为37℃，进行测定。记录检测结果。
3.8数据处理
采用Excel及SPSS 19.0对实验数据进行分析。
结果与分析
3.1高压静电场对牛肉pH值的影响
牛肉成熟期间pH值这一指标对研究肉的保存期限以及持水性有重大意义，另外根据牛肉pH值的大小还可以判定其用途。牛在屠宰之后供氧中断，糖酵解过程开始，糖原降解生成乳酸，使得pH值下降，降低至糖酵解活性受到抑制为止，即pH值达到极限值5.4-5.7后，肉出现死后僵直；随着放置时间的延长，牛肉进入成熟期，僵直解除，pH值会缓慢上升，直至pH值＞6.5时，牛肉出现腐烂现象。
由图1可知，两种冷藏方式处理后的牛肉pH值总体变化趋势均呈现先下降后上升的状态。自然冷藏牛肉pH值在0-3d呈下降趋势，在第3d时pH达到极限低值；在3-7d呈上升趋势；9-10d时pH值明显大于6.5，牛肉出现腐败变质现象。高压静电场冷藏牛肉pH值在0-3d下降趋势较自然冷藏较缓；在3-7d呈上升趋势；7-14d基本保持稳定。在整个排酸过程中，由于高压静电场有抑制糖原酵解酶活性的作用，经高压静电场冷藏处理的的牛肉pH值除第1d与自然冷藏处理的牛肉pH值相同外，其他时间点均低于自然冷藏处理。在0-7d两种冷藏处理方式对牛背最长肌pH值影响差异不显著，在7-14d自然冷藏处理的牛肉pH值显著高于高压静电场冷藏处理(p<0.05)。
3.2高压静电场对牛肉肉色值的影响
表3、两种冷藏方式对牛肉肉色值的影响
Figure BDA0002259360000000061
肉色值是直接影响消费者购买喜好的一重要指标，可以直观的反应肉品质的好坏。由表3可知，在冷藏过程中L*(亮度值)变化趋势先上升后下降；a*(红值)变化趋势先下降再上升；b*(黄值)变化趋势一直处于缓慢上升状态。L*增加、a*下降是由于冷藏过程中肌间水分渗出，加强了对光的反射；随着冷藏时间延长L*下降、a*上升则是由于肌红蛋白与氧气接触发生氧化而导致的；b*一直上升是由于冷藏过程中肌肉和氧气不断氧化所导致。由于高压静电场存在有抑制肌红蛋白氧化及抑制水分流失等作用，对肉色起到了较好的保持作用，在为期14d的冷藏排酸成熟过程中，经高压静电场冷藏处理的牛肉L*、a*、b*值均较高于自然冷藏处理的牛肉，虽高压静电场冷藏处理对牛背最长肌L*值影响不显著，但经高压静电场处理的牛肉a*、b*值均显著高于自然冷藏处理(p<0.05)。
3.3高压静电场对牛肉失水率的影响
牛肉的失水率与持水力呈现负相关性，失水率对肉的出品率、多汁性有较大影响。失水率值越大，牛肉的保水性越差，出品率越低，汁液含量也就越少。而肉品保水性与其运动量成正比，与其他部位肉相比，背最长肌因运动量很小，因此其保水性较差，因此采取措施提高背最长肌的保水性尤为重要。由图2可知，牛肉在经过两种冷藏方式处理后，失水率的变化均表现为先上升后下降，在0-3d显著上升(p<0.05)，第3d时达到峰值，在3-14d显著下降(p<0.05)。在整个排酸过程中，经高压静电场冷藏处理后的牛肉失水率均低于自然冷藏处理，可知高压静电场处理后的牛肉保水性较好于自然冷藏处理，对牛肉保水性其一定的积极作用。
3.4高压静电场对牛肉蒸煮损失的影响
生肉加工为熟肉的过程中会由于水分蒸发等因素影响出现质量减少等问题，蒸煮损失的大小与熟肉出品率密切相关，两者呈反比关系。采取措施降低蒸煮损失可以提高熟肉率，增加经济效益。由图3可知，两种冷藏方式牛肉蒸煮损失变化趋势总体表现为先上升后下降。自然冷藏牛肉在0-3d显著上升(p<0.05)，在3-7d基本保持稳定，在7-14d明显下降；高压静电场冷藏牛肉在0-3d显著上升(p<0.05)，在7-10d显著下降(p<0.05)，后期情况较为稳定。在排酸成熟前期，两种冷藏处理方式的蒸煮损失差别较小，在3d后两者差别较明显，自然冷藏显著高于高压静电场冷藏(p<0.05)。说明经高压静电场冷藏处理后牛肉蒸煮损失得以降低，熟肉率明显提高，提高了经济效益。
3.5高压静电场对牛肉剪切力值的影响
在牛肉排酸成熟过程中，嫩度可以较明显的反应牛肉的质地，对牛肉品质起到直接影响作用。嫩度通常用剪切力值来表示，数值越小，则肉越嫩。当剪切力值小于4.2kg/cm2时易被人们接纳,高档牛肉剪切力值的标准小于3.5kg/cm2[17]。由图4可知，肉在两种冷藏过程中嫩度变化趋势相似，均表现为先降低后升高。在0-3d，嫩度明显降低且自然冷藏处理比高压静电场冷藏处理显著较嫩(p<0.05)；在3-7d，牛肉的嫩度都迅速升高；在7-14d两种冷藏处理方式肉嫩度均缓慢升高且自然冷藏嫩度较高于高压静电场冷藏，出现这一现象的原因是7d后自然冷藏的牛肉已经腐败变质，蛋白变性，导致剪切力值较低。高压静电场在冷藏过程中延长了牛肉排酸成熟时间，对牛肉起到嫩化作用，在第14d时牛肉的剪切力值虽未达到高档牛肉的要求，但其嫩度已经达到人们的接受水平。
3.6高压静电场对牛肉脂肪、蛋白、水分的影响
牛肉中营养成分含量丰富。蛋白质在其中占有较高的比重，约为1/5左右；脂肪所占比重较低，仅约3/100左右；其余大部分都是水，比例约占70％-80％左右。随着牛肉储存时间的延长，其中的营养物质也会不断发生着变化：水分含量由于缓慢的挥发而减少；蛋白与脂肪含量因酶及氧化作用的存在也会缓慢减少。由图5可知，在冷藏过程中两种冷藏方式处理的牛肉脂肪含量都处于缓慢下降过程，虽自然冷藏处理的牛肉脂肪含量显著高于高压静电场冷藏处理牛肉(p<0.05)，但高压静电场冷藏牛肉脂肪下降速度比自然冷藏处理的牛肉要慢。由图6可知，高压静电场冷藏处理的牛肉蛋白含量保持较平稳，自然冷藏处理牛肉蛋白含量出现轻微下降趋势，高压静电场冷藏处理后牛肉蛋白含量显著高于自然冷藏处理(p<0.05)。由图7可知，在冷藏过程中，虽两种冷藏处理方式对牛肉水分含量差异不显著，但总体来看经高压静电场冷藏处理的牛肉水分含量下降速度比自然冷藏处理的牛肉水分下降速度慢，说明高压静电场冷藏可以保持牛肉中水分含量，一定程度上降低水分的丧失。
3.7高压静电场对牛肉菌落总数的影响
菌落总数可以直接判定肉的品质，国家标准中规定：新鲜肉的菌落总数应低于104CFU/g，菌落总数处于104CFU/g—106CFU/g范围的肉评定为次鲜肉,菌落总数超过106CFU/g肉将变质。由图8可知，在冷藏排酸过程中，高压静电场冷藏处理的牛肉菌落总数始终低于高压静电场处理的牛肉，并且高压静电场冷藏处理的牛肉菌落的生长速度明显比自然冷藏处理要慢。经高压静电场冷藏处理的牛肉菌落总数在10-14d显著低于自然冷藏处理且高压静电场冷藏处理牛肉在14d时仍为次鲜肉，而自然冷藏处理的牛肉在第10d已经腐败变质。或许是因为高压静电场在冷藏过程中具有较高的电压环境，不利于细菌存活，抑制细菌的繁殖速率，使牛肉品质得以较好的保持，从而延长了牛肉排酸成熟的时间。
通过对自然冷藏与高压静电场冷藏的牛背最长肌进行肉用品质、营养成分(脂肪、蛋白、水分)含量、菌落总数等指标进行测定，得到如下结论:宰后排酸成熟过程中，两种冷藏处理后牛肉除在成熟品质上存在较大的差异外，在排酸成熟时间上自然冷藏处理的牛肉可以保持7d,高压静电场冷藏处理的牛肉成熟排酸时间可以延长至14d。对成熟品质的测定结果表明：高压静电场因可以抑制糖原酵解酶活性，减缓冷藏过程中牛肉pH值的变化，使得pH值显著低于自然冷藏(p<0.05)；对肌红蛋白氧化速率有一定抑制作用，使得牛肉的a*值、b*值均显著高于自然冷藏处理牛肉(p<0.05)，对肉色起到较好的保持作用；失水率、蒸煮损失研究表明在一定程度上高压静电场处理可以提高牛肉在冷藏过程中的持水力，改善牛肉的保水性；在嫩度方面，经高压静电场处理的牛肉剪切力值均低于自然冷藏处理，对牛肉起到较大的嫩化作用；经检测脂肪、蛋白、水分含量指标发现高压静电场处理未对牛肉的营养物质产生负面影响，相反，经高压静电场冷藏处理的牛肉蛋白、水分含量均显著高于自然冷藏处理(p<0.05)；最后通过检测菌落总数表明高压静电场处理可以抑制微生物生长繁殖，延长牛肉排酸成熟期。
综上所述，高压静电场处理对牛背最长肌排酸成熟过程中各项指标均起到一定积极作用，延长成熟排酸期，提高牛肉嫩度，改善肉用品质，为宰后牛肉排酸成熟提供了一种新方法，有较大的应用前景。

Claims (10)

1.高压静电场或高压静电场和冷藏联用在牛肉排酸中的应用。
2.高压静电场或高压静电场和冷藏联用在延长牛肉的排酸成熟期中的应用。
3.高压静电场或高压静电场和冷藏联用在改善牛肉品质中的应用。
4.高压静电场或高压静电场和冷藏联用在提高牛肉的嫩度、a*值、b*值、蛋白含量和水分含量中至少一种中的应用。
5.高压静电场或高压静电场和冷藏联用在降低牛肉的pH值、失水率、蒸煮损失、剪切力和菌落总数中至少一种中的应用。
6.一种牛肉排酸的方法，包括：将待处理牛肉置于高压静电场中冷藏。
7.高压静电场或高压静电场和冷藏联用对牛肉排酸所得的产品。
8.根据权利要求1-7任一所述的应用或方法或产品，其特征在于：所述高压静电场中，电压为2500-3500V。
9.根据权利要求8所述的应用或方法或产品，其特征在于：所述高压静电场中，电压为3000V。
10.根据权利要求1-9任一所述的应用或方法或产品，其特征在于：所述冷藏中，冷藏时间大于1天；具体为14天；冷藏温度为0-4℃。
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