牛肉的营养价值及牛肉嫩化技术的研究进展

　　摘要介绍了牛肉的营养价值特点，以及影响牛肉嫩化程度的因素，重点介绍了牛肉嫩化的物理方法、化学方法和生物方法，并对其未来发展前景做了简要分析，目的是为牛肉的研究、加工和利用提供理论依据。
　　关键词牛肉营养价值影响因素嫩化技术
　　牛肉营养价值高，味道鲜美，经常吃牛肉，可以补气养血，滋养益胃，利水消肿，强健肌肉和筋骨。在寒冬吃牛肉，可以暖胃。牛肉蛋白质含量一般在20以上，高于羊肉和猪肉。而牛肉的脂肪含量较低，在10左右。牛肉中还富含B族维生素，如维生素B6、维生素B12，并且牛肉中所含矿物质种类也较齐全，如钙、锌、铁等〔1〕。牛肉嫩度是指肉进入口内进行咀嚼时所产生的感觉，其决定了肉的食用价值，它是由肌肉蛋白质分子之间的相互作用力、肌肉中结缔组织的分布、密度和性质等因素共同控制的〔2〕。嫩度影响牛肉的质量以及消费者对牛肉及其制品的喜爱〔3〕。本文就牛肉的营养价值及牛肉嫩化技术予以概述，并展望了其开发应用前景，旨在为牛肉食品的开发应用提供参考。
　　1牛肉营养价值概述
　　牛肉含有丰富的蛋白质、维生素以及矿物质。并且脂肪与胆固醇含量比其他肉类要低，味道鲜美、营养价值高，可以提高机体的抗病能力，有多重功效〔4〕；牛肉可以补血和加快受伤组织恢复，促进身体痊愈，所以受伤患者可以在膳食中适当的增加牛肉的摄入量；研究表明，牛肉具有抑制癌细胞病变的活性成分，因此常吃牛肉可以防癌；牛肉中蛋白质含量丰富并且种类较多，与人体所需的蛋白质构成相近，所以可为人体提供充足的能量。牛肉的蛋白质含量远高于猪肉的蛋白质含量，但脂肪和胆固醇的含量低于猪肉，因此减肥人群、高血压人群等较适宜食用牛肉，在日常消费中，可以适当减少猪肉的用量，增加牛肉的含量。牛肉中所含的维生素B6，有助于治疗口腔溃疡以及预防糖尿病的作用；牛肉中所含的维生素B12有助于增强记忆力以及促进碳水化合物、脂肪等代谢；牛肉中富含有锌，有助于伤口和创伤的愈合、促进生长发育以及增强人体免疫力；牛肉中含有的镁则可加快胰岛素合成代谢的速度，保护神经，有助于预防糖尿病；牛肉中含有的钾可以调节体内酸碱平衡，防止泌尿系统发生病变〔5〕。
　　2影响牛肉嫩度的因素
　　2。1年龄对嫩度的影响
　　牛肉在不同年龄的牛之间差异很大。一般来说，幼年牛肉嫩度比老年牛肉的嫩度高。尽管老年牛结缔组织含量降低，但肌肉的内源蛋白酶抑制剂活性较高，蛋白质分子间相互作用力增大，胶原纤维含量下降，在加热或酸碱条件下，胶原纤维发生收缩，肉的嫩度变小。因此，在正常情况下，老年牛肉的嫩度低于幼年牛肉的嫩度〔6〕。
　　2。2基因型及生长环境
　　牛的基因型会影响嫩度。不同品种牛的嫩度也会存在差别，但事实上环境因素也起到了很大作用，生长在野外或者经常放养的牛肉嫩度要低于圈养、很少放养的牛肉嫩度。肉的嫩度30取决于基因型，而70取决于其生长环境。不同品种牛肉的嫩度差别等于或者稍低于相同品种的嫩度差别。所有牛肉品种中46的嫩度受基因型影响，54受环境因素影响。由研究结果可知，环境因素对牛肉嫩度的影响要高于基因型对牛肉嫩度的影响，因此，在牛的养殖过程中，可以选用嫩度高的基因型牛以及在适宜环境下对牛进行饲养〔7〕。
　　2。3烹调方法和加热温度
　　通过改变牛肉的烹调方法和加热温度，可以提高牛肉的嫩度。当牛肉在烹饪过程中，采用煮、焖、烧等烹饪方法时，肉的嫩度要高于采用炒、炸、烤等方法。加热可以使蛋白质发生变性，从而影响嫩度。加热温度的差异也会对牛肉嫩度产生影响，通过实验，控制加热温度分别为60及68，其他条件不变，研究表明，加热温度为60的牛肉嫩度更高。此外，烹调大理石纹少的肌肉时间短，而烹调大理石纹多的肌肉时间长。当牛肉的中心温度在71～77时，达到最佳烹调温度，此时牛肉口感最好〔8〕。
　　2。4胶原蛋白
　　胶原蛋白是牛肉结缔组织的重要组成部分，对肉的嫩度影响较大。通常情况下，肌肉中含有较多胶原蛋白的嫩度反而低，老龄牛肌肉中含有的胶原蛋白比幼年牛肌肉中含有的胶原蛋白多，嫩度却低于幼年牛的肌肉嫩度。然而事实并非如此，实际上，胶原蛋白分子间的作用力大小决定了嫩度的高低〔9〕。HillF〔10〕（1991）根据年龄大小把牛分为三组，分别为幼、中、老年组，再测它们胶原蛋白含量，由研究结果得出，中年组胶原蛋白含量低于幼年与老年组。由此可知，总胶原蛋白含量与牛的年龄大小没有明显关联性，随着牛岁数的增长，胶原蛋白分子之间作用力增大，所以胶原蛋白结构更加牢固，导致肉的嫩度降低〔11〕。
　　3牛肉嫩化的方法
　　3。1物理方法
　　3。1。1机械嫩化法
　　指利用机械力使肉嫩化，其嫩化原理是通过外力，破坏肌纤维细胞及肌间结缔组织，分离肌动蛋白和肌球蛋白，使肉的结构被破坏，保水性与黏着性增加，从而提高肉的嫩度〔12〕。机械嫩化法适用于嫩度低的肉，嫩化过程所需时间较长，可提高20～50的嫩度。其可以分为滚揉嫩化法、重组嫩化法等。滚揉嫩化法是先将肉块腌好，再进行滚揉，破坏肌纤维，从而增强牛肉的系水力，来提高嫩度。重组嫩化法是先把肉切成小肉块，然后与磷酸盐和食盐搅拌均匀至成型〔13〕。
　　3。1。2超高压技术嫩化法
　　在超高压情况下，牛肉的肌球蛋白与肌动蛋白之间的作用力减小，在环境温度20的情况下，增加压力可以使pH值上升，酸度增加使细胞膜中的结缔组织发生软化〔14〕；同时，溶酶体在高压条件下发生破裂产生蛋白酶，导致肌纤维的结构蛋白被分解。在这两方面共同作用下，牛肉的嫩度增加。白艳红〔15〕（2004）等研究了超高压下牛羊肌肉的感官特征、结构和剪切力大小，以及这些因素对牛羊肌肉的嫩化作用。研究表明，在超高压处理条件下，牛羊肌肉的剪切力都明显降低，超高压处理嫩化效果较好、作用均一，可以改善肉的风味、色泽。
　　3。1。3超声波嫩化法
　　超声波嫩化目前研究较少，它是利用声波对浸入水中需要嫩化的肉产生作用力，造成肌纤维断裂，溶酶体破裂，导致可溶性蛋白浓度增加，组织结构发生改变。这个过程需要很短的时间就可以让肉快速嫩化〔16〕。超声波嫩化法是一项新型技术，有安全、经济的优点，可以改善肉的口感、质构和持水力。
　　3。1。4电刺激嫩化法
　　电刺激嫩化法的原理是利用电流对肉进行刺激，导致肌纤维结构被破裂，保水性增加，来提高肉的嫩度。电刺激加快了肉体内发生的糖酵解反应，使肉的pH值降低，促进蛋白质分解，使肉的嫩度提高〔17〕。电刺激嫩化法具有简单、高效的优点，可以改善肉的外观、肉色以及口感〔18〕。但由于电刺激嫩化法存在危险性，所以使用较少。
　　3。2化学方法
　　3。2。1碳酸盐嫩化法
　　所有碳酸盐包括碳酸钠及碳酸氢钠等，嫩化方法是将其配制成溶液（1～2），然后再注射到肉块中，或者将需要嫩化的肉块等放入溶液中。碳酸盐溶液通常是碱性的，它可以提高肉的pH值，破坏肉的结构，增强持水性，从而使嫩度增加，并改善肉制品的色泽等，但是也会造成部分营养流失〔19〕。
　　3。2。2盐酸半胱氨酸嫩化法
　　盐酸半胱氨酸的嫩化原理是通过打下酶分子活性基团的SH基，使酶分子的结构被破坏，激活解胱酶系统，促进活性蛋白酶的释放，肌肉中的部分蛋白质被其水解，最终提高肉制品的嫩度〔20〕。
　　3。2。3多聚磷酸盐嫩化法
　　肉制品生产、加工中，加入多聚磷酸盐可以抑制脂肪氧化，增加肉的嫩度，使口感极佳，提高切片性和保水性。嫩化方法是将其配制成溶液，然后注射到肉块中。通常情况下添加量为0。125～0。375，少于0。5。它的作用机理：多聚磷酸盐呈碱性，可提高肉的PH值；使肌球蛋白的溶解性增加；增大蛋白质静电斥力；促进肌动球蛋白解离。这种方法可以明显改善肉的质构〔21〕。
　　3。3生物方法
　　3。3。1内源蛋白酶
　　内源蛋白酶包含钙激活酶与组织蛋白酶，钙激活酶的嫩化效果较好，是一种中性蛋白酶，性质稳定，存在于肌纤维Z盘附近及肌质网膜上。可以分解肌原纤维蛋白〔22〕。其嫩化原理为：动物被屠宰后，肌浆网结构被破坏，钙离子浓度上升，激活钙激活酶，使z线发生裂解，释放肌丝，分解肌原纤维蛋白，破坏其结构，从而提高肉的嫩度〔23〕。
　　3。3。2外源蛋白酶
　　嫩化肉类的常用外源蛋白酶有植物性蛋白酶（无花果蛋白酶、菠萝蛋白酶、木瓜蛋白酶等）、微生物蛋白酶（根酶蛋白酶、米曲蛋白酶、枯草杆菌的碱性蛋白酶等）、动物性蛋白酶（胰蛋白酶）等几类〔24〕。这些酶的性质稳定，其中植物性蛋白酶的嫩化效果较好。外源蛋白酶可以分解胶原和纤维蛋白，破坏空间结构，增加肉的保水性，从而使嫩度提高，可以改善肉制品的风味和口感〔25〕。目前，木瓜蛋白酶是市场中的主要嫩化剂种类。其嫩化原理是通过使蛋白质分子发生水解，来改善牛肉的嫩度〔26〕。并且，生姜蛋白酶由于其价格较低而引起国内外研究者的关注。也有从一些细菌和真菌中提取的酶，如枯草芽孢杆菌蛋白酶、链霉亲和素和水解蛋白酶等，这些酶中许多都具有水解蛋白质的功能，可以提高肉的嫩度。总的来说，外源蛋白酶具有安全、卫生的优点，可以改善牛肉的嫩度、口感以及减少营养价值的流失〔27〕。
　　3。3。3激素嫩化法
　　激素嫩化法的嫩化方法是在牛被屠宰之前，向身体内注射适量的激素类制剂例如肾上腺素、胰岛素等。通过注射激素，可以加快糖代谢速度，使肉中糖原和乳酸含量保持在较低水平，提高了肉的pH值，使肌球蛋白数量增加，提高肉的嫩度〔28〕。
　　4展望
　　牛肉具有很高的营养价值，其食物价值的好处受到越来越多人的重视。由于人们对牛肉品质的重视，牛肉嫩化也愈发重要。牛肉嫩化方法较多，但是一些嫩化方法并不适用于商业化生产，所以应当不断研究和完善；生产加工过程中需要从实际出发，确定合适嫩化方法，通过物理、生物、化学方面对肉的嫩化，提高牛肉价值，推进牛肉市场蓬勃发展，满足人们对牛肉口感和营养的需求。
　　参考文献：略
　　（王佳佳邓源喜王丹丹丁欢姚宝琴赵家鑫蚌埠学院食品与生物工程学院安徽蚌埠233030｝
　　作者简介：王佳佳（1997），女，本科，食品卫生与营养学专业。
　　文章来源微信公众号：肉类技术