呼吸式滚揉工作时间对调理牛肉品质的影响

于秋影; 曹传爱; 梁雪; 孔保华; 陈倩; 刘骞

doi:10.13386/j.issn1002-0306.2022040246

呼吸式滚揉工作时间对调理牛肉品质的影响

东北农业大学食品学院，黑龙江哈尔滨 150030

基金项目: 黑龙江省“百千万”工程科技重大专项课题（2020ZX07B02）。

详细信息

作者简介:
于秋影（1998−），女，硕士研究生，研究方向：畜产品加工工程，E-mail：yuqiuying@neau.edu.cn

通讯作者:
刘骞（1981−），男，博士，教授，研究方向：畜产品加工工程，E-mail：liuqian@neau.edu.cn

中图分类号: TS251.5
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出版历程
- 收稿日期: 2022-04-20
- 网络出版日期: 2022-12-25
- 刊出日期: 2023-02-28

Effect of Duration Time of Breathing Tumbling on the Quality Profiles of Prepared Beef

College of Food Science, Northeast Agricultural University, Harbin 150030, China

摘要

摘要: 与传统真空滚揉相比，呼吸式滚揉具有处理时间短、腌制效率高等优点。本研究以牛肉为原料，探究呼吸式滚揉工作时间（滚揉10 min/暂停5 min、滚揉15 min/暂停5 min、滚揉20 min/暂停5 min、滚揉25 min/暂停5 min）对调理牛肉品质的影响。结果表明，随着滚揉工作时间的增加，腌制吸收率、水分含量和pH均呈现先上升后下降的趋势，而蒸煮损失、离心损失及剪切力则呈现先下降后上升趋势，均在滚揉20 min/暂停5 min时达到最佳。与此同时，滚揉20 min/暂停5 min组样品具有最高的a^*值和持水能力。扫描电镜结果表明肌纤维降解程度随着滚揉工作时间增加而加大，与电泳结果相一致。因此，滚揉20 min/暂停5 min为最佳滚揉参数，显著提高了调理牛肉的出品率，并改善了产品的品质特性（P<0.05），在肉品工业中具有良好的应用前景。
- 呼吸式滚揉 /
- 工作时间 /
- 调理牛肉 /
- 腌制吸收率 /
- 品质
Abstract: Compared with traditional vacuum tumbling, breathing tumbling showed its unique advantages, such as less treatment time and higher curing efficiency. The present study aimed to investigate the effect of treatment time (tumbling 10 min and pausing 5 min, tumbling 15 min and pausing 5 min, tumbling 20 min and pausing 5 min, and tumbling 25 min and pausing 5 min) on the quality profiles of prepared beef which processed by using breathing tumbling. The results showed that with the increasing tumbling time, the curing absorption rate, water content and pH values were firstly increased and then declined. Meanwhile, the cooking loss, centrifugal loss and shear force were firstly decreased and then increased with the increasing tumbling time and reached the best at tumbling 20 min and pausing 5 min. Moreover, the sample which prepared via the parameters of tumbling 20 min and pausing 5 min had the highest a^*-value and water holding capacity. In addition, the microstructural images indicated that the muscle fiber degradation were increased with the increasing tumbling time, which was also verified by the results of electrophoresis. Thus, the results indicated that tumbling 20 min and pausing 5 min was the optimal parameters of breathing tumbling to significantly increase the yield and promote the quality profiles of prepared beef (P<0.05), which showed excellent application prospects for the meat industry.
- breathing tumbling /
- duration time /
- prepared beef /
- curing absorption rate /
- quality profiles

HTML全文

滚揉技术作为当前肉品工业中应用较广泛的腌制工艺，在改善产品品质、增强产品嫩度及提高腌制吸收率等方面发挥着重要的作用^[1]，是调理制品工业化生产中不可或缺的腌制手段。这主要是因为在滚揉的过程中，随着滚筒的旋转，肉块间的相互碰撞，使得结缔组织遭到破坏，促使肌原纤维松弛，肌纤维断裂，进而促使了腌制液的迁移，同时降低了产品的剪切力，提高了嫩度^[2]。李可等^[3]发现相较于常压静态腌制，无论是间歇真空滚揉还是连续真空滚揉，猪排骨的腌制吸收率均显著提升；此外，郭瑶堂等^[4]研究发现与静置腌制相比，真空滚揉显著改善牛肉的嫩度，极大提高了产品的食用品质。虽然同静态液腌相比，滚揉腌制有着众多优势，但在当前肉类行业发展中传统滚揉技术仍有其局限所在，在腌制大肉块时，腌制时间较长且持续的真空环境压迫肌原纤维，腌制液与细胞内部水分置换效率降低，使其腌制效率降低。

呼吸式滚揉技术是指原料肉在滚筒中通过真空与压力交替变换的环境，改变肉块内外的压差，使得腌制液周期性地在肉块的组织结构中进入或排出，从而降低腌制时间，提高腌制效率^[5]。与传统真空滚揉技术相比，呼吸式滚揉不仅要克服滚筒翻滚而带来的机械力，还需要克服因压力变化而产生的气体摩擦力^[6-7]。因此，呼吸式滚揉后的产品肌原纤维破碎程度更严重、肌纤维间隙更大^[8]，在微观水平上有更多容水量的空间^[9]，产品也就更嫩。采取呼吸式滚揉能有效改善产品的质构特性、提高嫩度，且在保证品质的基础上提高产品的出品率^[10]。姜英杰等^[11]探究不同腌制工艺对野鸭腿肉品质的影响，发现相比对照组，呼吸式滚揉处理后的腿肉持水性较高，显著改善了腌制后产品颜色，降低了蒸煮损失，提高了产品的出品率。Zhu等^[12]采用混合气体结合呼吸式滚揉技术腌制猪排，发现CO₂:N₂=1:1结合呼吸式滚揉能够显著提高猪排嫩度，增强产品的持水能力，与静腌和真空滚揉相比，在一定程度上提高了腌制效率，缩短了腌制时间。刘丹丹等^[13]发现腌制酱牛肉时，呼吸式滚揉腌制下的酱牛肉水分含量及出品率均显著提高、硬度和剪切力则明显下降、产品色泽得到了改善。基于上述研究可发现，呼吸式滚揉有效提高了产品的出品率，相较于真空滚揉进一步提高了产品品质，在一定程度上突破了传统真空滚揉腌制技术的限制，在肉品工业中具有良好的发展前景。但目前研究主要集中于真空滚揉腌制时的参数优化，对于呼吸式滚揉腌制参数的探究较少，且由于设备限制，呼吸式滚揉技术在肉品工业中推广较为困难。

因此本研究将调理牛肉作为研究对象，通过测定其腌制吸收率、水分含量和pH等理化指标以及对其微观结构、蛋白质降解和二级结构的变化进行探究，深入研究呼吸式滚揉工作时间的改变对调理牛肉品质的影响，优化呼吸式滚揉工艺参数，以期对调理牛肉制品工业化生产以及品质控制提供理论依据，为实际生产提供数据支持。

1. 材料与方法

1.1 材料与仪器

冷冻去骨牛臀肉　原产地：阿根廷，储存于−18 ℃条件下；食盐、复合磷酸盐、白砂糖、味精、香辛料（姜粉、洋葱粉）、磷酸酯双淀粉　市售。

BAMJ-60 L型真空搅拌按摩机　嘉兴艾博实业有限公司；300 KR小蛮刀全自动切片机　广州壹钢食品加工机械有限公司；GL-21 M冷冻离心机　湖南湘仪实验室仪器开发有限公司；TA.XT Plus型物性测试仪　英国Stable Micro Systems公司；ZE-6000色差计　日本电色公司；AQUALAB 4TEV型水分活度仪　美国Decagon公司；S-3400N型电子扫描电镜　日本日立公司；Bio-Rad Mini电泳仪　美国伯乐公司；T18匀浆机　德国IKA公司；Jasco J-715圆二色光谱仪　日本分光株式会社。

1.2 实验方法

1.2.1 滚揉腌制方法

原料肉处理→配料→滚揉3 min→加入食盐、复合磷酸盐、30%冰水混合物→滚揉3 min→加入香辛料（味精、白砂糖、姜粉和洋葱粉）、30%冰水混合物→滚揉3 min→加入淀粉、40%冰水混合物→呼吸式/真空滚揉→成品。

a. 原料肉处理：选择经检验合格的肉作为原料，4 ℃下放置12 h解冻，剔除可见筋膜，修整后进行清洗，洗去血污等杂质，采用自动式切片机将其分割为70 mm×50 mm×5 mm的肉片。

b. 配料：食盐添加量0.7%（按原料肉质量计，下同）、复合磷酸盐0.5%（焦磷酸钠/三聚磷酸钠/六偏磷酸钠质量比1:1:1）、冰水70%（冰与水质量比1:1）、白砂糖0.6%、味精0.7%、生姜粉0.3%、洋葱粉0.5%，淀粉2%。

c. 冰水混合物的加入：为保证腌制过程中水分能最大程度进入牛肉组织中，冰水混合物需分三次加入。此外，出料温度控制在6 ℃左右。

1.2.2 滚揉腌制设计

将其他工艺条件以及试验配方固定，对呼吸式滚揉工作时间的不同进行单因素实验。参考刘丹丹等^[14]方法，并略作修改。呼吸式滚揉采取单向间歇式，即“滚揉→静置→滚揉→静置”周期性循环方式，以配料全部添加完成开始计时，滚揉总时长2 h，真空度70~90 kPa，按摩速度40 Hz，滚揉温度6 ℃，工作时间设置为滚揉10 min，暂停5 min；滚揉15 min，暂停5 min；滚揉20 min，暂停5 min；滚揉25 min，暂停5 min，分别设为BT₁~BT₄实验组。此外设置真空滚揉组（100 kPa）VT作为对照组，采用单向间歇式滚揉，滚揉总时长2 h，按摩速度40 Hz，滚揉温度6 ℃，工作时间设置为滚揉20 min，静置5 min。

1.2.3 腌制吸收率的测定

称量滚揉腌制前后肉片重量，并按照以下公式计算：

$\mathrm{腌}\mathrm{制}\mathrm{吸}\mathrm{收}\mathrm{率}({\text{%}})=\frac{{{\rm{m}}}_{2}-{{\rm{m}}}_{1}}{{{\rm{m}}}_{1}}\times 100$

(1)

式中：m₁为滚揉腌制前样品的质量（g）；m₂为滚揉腌制后样品的质量（g）。

1.2.4 蒸煮损失测定

取大小一定的样品（70 mm×50 mm×5 mm），沥干水分后准确称重并密封在蒸煮袋中，于80 ℃水浴中加热20 min，将便携式测温仪的探头插入肉片中心，读数稳定后记录，使得产品中心温度达到75 ℃，置于4 ℃冷库中放置12 h，用滤纸吸干表面水分，再次称重并记录数据^[15]，产品的蒸煮损失可表示为：

$\mathrm{蒸}\mathrm{煮}\mathrm{损}\mathrm{失}({\text{%}})=\frac{{{\rm{m}}}_{3}-{{\rm{m}}}_{4}}{{{\rm{m}}}_{3}}\times 100$

(2)

式中：m₃为蒸煮前样品的质量（g）；m₄为蒸煮后样品的质量（g）。

1.2.5 离心损失测定

将滚揉腌制后产品表面水分吸干，称取一定重量的样品，用滤纸包裹样品，放置于内有脱脂棉的离心管中，设置离心条件为2000×g，离心10 min，离心完成后擦干样品表面水分，再次称量样品重量^[16]，离心损失可表示为：

$\rm \mathrm{离}\mathrm{心}\mathrm{损}\mathrm{失}({\text{%}})=\frac{{{\rm{m}}}_{5}-{m{\rm{}}}_{6}}{{{\rm{m}}}_{5}}\times 100$

(3)

式中：m₅为离心前样品的质量（g）；m₆为离心后样品的质量（g）。

1.2.6 水分活度测定

参考李龙祥等^[17]的方法，提前20 min打开水分活度仪预热，取一定量样品用绞肉机绞碎，平铺于水分活度测量皿内（以铺满皿的底层不透光为宜），将平皿放入样品池进行测量，并记录样品的水分活度。

1.2.7 水分含量测定

参照《GB 5009.3-2016 食品中水分的测定》^[18]直接干燥法进行测定。

1.2.8 pH测定

按照《GB 5009.237-2016 食品pH值的测定》^[19]稍作修改进行。取5 g绞碎的肉样，加入50 mL 0.1 mol/L的氯化钾溶液，用均质器处理1 min。静置后过滤，用pH计测定，每个滤液做3组平行，取平均值。

1.2.9 色泽测定

取一定量滚揉腌制后的样品放入绞肉机中绞碎，平铺于色差计平皿中，色差计使用前经白色标准板校正，并选择O/D测试头进行颜色测定，光源D65，观测器角度10°，光照面积5 cm。其中L^*值、a^*值和b^*值分别代表样品的亮度值、红度值和黄度值。

1.2.10 肌红蛋白相关色泽测定

采用分光光度法^[20]测定，将滚揉腌制后的样品绞碎取20 g，加入20 mL pH6.8的0.04 mol/L磷酸钠缓冲液，均质30 s后冰浴1 h，然后于2000×g离心30 min。将上清液用磷酸钠缓冲液定容至25 mL。用酶标仪分别测定525、545、565和572 nm处吸光值。肌红蛋白总量、脱氧肌红蛋白、氧合肌红蛋白和高铁肌红蛋白各部分比例按照下列公式计算：

肌红蛋白总量（mmol/L）=−0.166A₅₇₂+0.086A₅₆₅+0.088A₅₄₅+0.099A₅₂₅　　　　　　　　　　　式（4）

脱氧肌红蛋白（%）=(0.369R₁+1.140R₂−0.941R₃+0.015)×100　　　　　　　　　　　　　　　式（5）

氧合肌红蛋白（%）=(0.882R₁−1.267R₂+0.809R₃−0.361)×100　　　　　　　　　　　　　　　式（6）

高铁肌红蛋白（%）=(−2.541R₁+0.777R₂+0.800R₃+1.098)×100　　　　　　　　　　　　　　　式（7）

式中：R₁、R₂、R₃分别是吸光率比值A₅₇₂/A₅₂₅、A_565/A₅₂₅、A_545/A₅₂₅。

1.2.11 剪切力测定

参照《肉嫩度剪切力测定法/T1180-2006》，将腌制后的样品放入80 ℃水浴锅加热至中心温度70 ℃，取出后冷却至中心温度为0~4 ℃。沿肌纤维平行方向取20 mm×10 mm×5 mm的长方体，测定剪切力。探头型号为A/MORS，肌原纤维方向与刀头垂直，测前速度为2.0 mm/s，测试速度为1.0 mm/s，测试后速度为1.0 mm/s，测试距离为5 mm，启动力5 g。

1.2.12 质构测定

取10 mm×10 mm×5 mm长方体，肌原纤维平行于探头表面，探头型号为p/0.5型，用质地剖面分析（Texture profile analysis，TPA）模式，测试前速度为1.0 mm/s，测试速度为1.0 mm/s，测试后速度为1.0 mm/s，探头直径5 mm，压缩比为50%，启动力5 g。

1.2.13 扫描电镜观察

将处理后的样品用磷酸盐缓冲溶液（pH6.8）固定，移至2.5%戊二醛溶液中，再将样品用上述磷酸盐缓冲液清洗三次，并分别用50%、70%和90%的乙醇梯度脱水，然后转移到乙醇和叔丁醇（v:v=1:1）混合溶液中，最后转移到纯叔丁醇中。所有样品冷冻干燥处理后涂层，用扫描电镜观察样品微观结构并照相，放大倍数2000倍，加速电压5.00 kV。

1.2.14 肌原纤维蛋白SDS-PAGE电泳图谱

采用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳（Polyacrylamide gelelectrophoresis，PAGE）来分析样品中蛋白质的变化。分离胶浓度12%，浓缩胶浓度5%，上样量为10 μL，初始电压为80 V，样品进入分离胶时调整电压到120 V，电泳结束后染色15 min，并用脱色液脱色至胶片透明。

1.2.15 肌原纤维蛋白二级结构的测定

通过圆二色谱（Circular dichroism，CD）分析肌原纤维蛋白二级结构的变化。取浓度为0.2 mg/mL的肌原纤维蛋白溶液，注入特制的1 mm石英比色杯中进行光谱扫描。色谱仪具体参数如下：扫描速度100 nm/min，响应时间25 s，缝宽：1.0 nm，光谱扫描范围 200~260 nm。用平均摩尔椭圆率[θ]（degcm² dmol ⁻¹）来表示光谱数据，数据处理通过杨氏算法计算蛋白质的二级结构（α-螺旋、β-折叠、β-转角和无规则卷曲结构）含量。

1.3 数据处理

每个试验重复3次，结果表示为平均数±标准差。数据统计分析采用Statistix 8.1（美国Analytical Software公司）软件包，P<0.05表示差异显著。采用origin 2019分析同时采用R-4.2.0软件包作图。

2. 结果与分析

2.1 滚揉工作时间对调理牛肉腌制吸收率、蒸煮损失、离心损失的影响

通过腌制吸收率可以直观感受产品的腌制效果，腌制吸收率越高其腌制效果越好。由表1可知，与对照组相比，呼吸式滚揉组的腌制吸收率呈现先上升后下降的趋势，其中BT₃组腌制吸收率最高，相比于对照组提高了10.11%。此外，通过蒸煮损失和离心损失同样验证了BT₃组的腌制效果最佳，此处理组蒸煮损失及离心损失均显著低于其他四组（P<0.05），这在一定程度上说明了BT₃组持水能力更强。这与Zhu等^[12]探究猪排的结果相似，在滚揉工作时间相同的条件下，呼吸式滚揉效果优于真空滚揉效果。这是由于滚筒内部压力的变化，促使样品肌原纤维松弛，空间增大，产品的持水能力增强，腌制液能最大程度地保留在产品内部，从而达到保水效果^[21]。

表 1 滚揉工作时间对调理牛肉腌制吸收率、蒸煮损失、离心损失的影响

Table 1. Effect of duration time of breathing tumbling on caring absorption rate, cooking loss and centrifugation loss of prepared beef

处理组	腌制吸收率（%）	蒸煮损失（%）	离心损失（%）
VT	43.99±0.04^c	46.01±0.65^ab	38.16±0.60^a
BT₁	40.80±0.66^d	47.25±0.82^a	30.10±0.66^b
BT₂	44.99±0.18^c	45.39±0.59^b	30.60±0.95^b
BT₃	54.10±0.16^a	42.85±0.59^c	27.31±1.27^c
BT₄	48.32±0.06^b	44.73±0.53^b	36.33±0.15^a
注：表中各项值表示为平均值±标准差；小写字母不同表示同一指标不同样品间差异显著（P<0.05）；表2~表5同。

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2.2 滚揉工作时间对调理牛肉水分活度、水分含量、pH的影响

水分的占比是评价产品品质优劣的一个重要指标，影响着肉及肉制品的持水能力，并在产品嫩度方面发挥着重要作用。由表2可知，VT组与BT₁组的水分活度没有显著性差异，但随着滚揉工作时间的增加，产品的水分活度逐渐降低，在滚揉工作时间20 min时降到最低，而后上升，说明恰当的滚揉工作时间可以降低产品的水分活度，加强水分与肌原纤维的结合能力。产品的水分含量随着滚揉工作时间的增加呈现先上升后下降的趋势，BT₃组的水分含量达到最高，而对照组与BT₁、BT₂组之间的水分含量并没有显著性差异（P>0.05），其原因是周期内滚揉时间较短，肌纤维并未完全断裂，腌制液渗透率较低，保水性较差^[22]。真空滚揉由于抽真空使得组织间孔隙增大的同时，水分排出较大，但呼吸式滚揉真空与加压交替进行，使得肌原纤维内部空间增大的同时，迫使腌制液渗入产品内部，水分含量增加。此外，适宜的滚揉工作时间有利于腌制液中磷酸盐等碱性物质进入到产品内部，在一定程度上提高了肉制品的pH，其中 BT₃ 组的 pH 最高，达到6.35，而 BT₁ 组的 pH 最低，仅有5.97，且各组之间均存在显著性差异（P<0.05），此结果说明BT₃组相较于其他组腌制液能最大程度地进入到产品内部。由于大部分肉结构蛋白等电点在pH5.0左右，在此pH下肉的持水性最低，随着pH的提高，有利于肉的持水能力上升^[23]。

表 2 滚揉工作时间对调理牛肉水分活度、水分含量、pH的影响

Table 2. Effect of duration time of breathing tumbling on water activity, water content and pH of prepared beef

处理组	水分活度	水分含量（%）	pH
VT	0.9979±0.0005^a	71.93±0.12^c	6.09±0.00^d
BT₁	0.9984±0.0006^a	71.15±0.09^c	5.97±0.00^e
BT₂	0.9963±0.0004^b	72.50±0.04^bc	6.15±0.01^c
BT₃	0.9910±0.0003^d	73.61±0.06^a	6.35±0.02^a
BT₄	0.9924±0.0002^c	72.89±0.02^b	6.24±0.02^b

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表 3 滚揉工作时间对调理牛肉色泽的影响

Table 3. Effect of duration time of breathing tumbling on the color of prepared beef

指标	VT	BT₁	BT₂	BT₃	BT₄
L^*	49.36±0.03^c	51.35±0.04^a	49.67±0.16^b	46.70±0.21^e	47.51±0.02^d
a^*	17.82±0.08^d	16.19±0.25^e	19.19±0.02^c	21.03±0.24^a	19.71±0.22^b
b^*	20.57±0.02^a	19.81±0.10^b	20.00±0.13^b	20.64±0.04^a	19.88±0.14^b
肌红蛋白总量（mmol/L）	0.0218±0.0002^d	0.0209±0.0003^d	0.0253±0.0002^c	0.0367±0.0002^a	0.0288±0.0007^b
脱氧肌红蛋白（%）	31.59±0.71^ab	32.94±0.46^a	30.43±1.29^bc	28.44±0.57^c	28.95±0.41^c
氧合肌红蛋白（%）	29.48±1.07^b	26.80±0.54^c	29.55±0.47^b	39.86±0.11^a	30.90±1.12^b
高铁肌红蛋白（%）	26.88±1.21^ab	28.02±1.65^a	25.23±0.47^ab	21.85±2.57^b	22.73±2.86^b

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表 4 滚揉工作时间对调理牛肉嫩度及质构的影响

Table 4. Effect of duration time of breathing tumbling on tenderness and texture of prepared beef

处理组	剪切力（N）	硬度（g）	咀嚼性	弹性	内聚性（g·s）
VT	4.51±0.22^a	3040.3±28.61^b	544.99±6.00^a	1.08±0.01^ab	0.21±0.01^c
BT₁	4.20±0.27^a	3475.8±80.39^a	548.35±46.75^a	1.05±0.00^b	0.21±0.01^c
BT₂	3.32±0.10^b	2396.6±54.35^c	446.05±2.30^b	1.13±0.01^a	0.23±0.00^b
BT₃	3.06±0.04^c	1194.3±75.67^e	251.52±3.38^c	1.13±0.04^a	0.26±0.01^a
BT₄	3.11±0.02^c	1451.3±5.46^d	305.07±11.53^c	1.09±0.01^ab	0.26±0.01^a

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表 5 滚揉工作时间对牛肉蛋白质二级结构的影响

Table 5. Effect of duration time of breathing tumbling on protein secondary structure of beef

处理组	α-螺旋相对含量（%）	β-折叠相对含量（%）	β-转角相对含量（%）	无规则卷曲相对含量（%）
VT	7.49±0.05^b	48.08±0.16^c	16.62±0.16^c	28.72±0.26^b
BT₁	7.66±0.06^a	47.05±0.20^d	16.09±0.03^d	28.32±0.04^c
BT₂	7.39±0.03^b	49.61±0.41^b	16.91±0.06^bc	29.14±0.07^a
BT₃	7.07±0.06^d	50.70±0.43^a	17.46±0.22^a	29.44±0.09^a
BT₄	7.21±0.03^c	50.28±0.21^b	17.13±0.11^ab	29.30±0.07^a

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2.3 滚揉工作时间对调理牛肉色泽的影响

由表3可知，随着滚揉工作时间的增加，L^*值先降低后升高，a^*值先升高后降低，且各组均存在显著性差异（P<0.05），其中BT₃组的L^*值最低、a^*值最高，而滚揉工作时间对b^*值的影响较小。通过肌红蛋白测定结果可以看出BT₃组的肌红蛋白总量及氧合肌红蛋白最高，因此BT₃组产品色泽更加鲜艳，这可能是因为肌红蛋白存在于肌肉组织的肌浆中^[24]，在滚揉按摩时腌制液中溶解了大量的肌浆蛋白，从而造成了肌红蛋白的流失，但随着滚揉工作时间的增加，肌原纤维蛋白内部的结缔组织遭到破坏，肌纤维间空间增大，使得更多的肌浆蛋白得以保留在产品内部^[25]。此外，滚揉过程中大量钙离子的释放，激活的蛋白还原酶使得高铁肌红蛋白还原为脱氧肌红蛋白^[26]。因此肌红蛋白测定结果与色差测定结果相一致。

2.4 滚揉工作时间对调理牛肉嫩度及质构的影响

嫩度和质构是评价牛肉品质的重要指标之一。由表4可知，不同滚揉工作时间的滚揉腌制工艺对牛肉的嫩度和质构特性可产生极大影响。剪切力是指探头垂直于牛肉肌原纤维方向，切断一定厚度的肉所需的力，因此剪切力越小，牛肉组织越柔软细腻越容易切断，产品就越嫩^[26]。在剪切力的测定中，BT₃组与BT₄组的剪切力均显著低于其余三组（P<0.05），且二者之间差异不显著。此结果与质构测定结果相符，硬度与咀嚼性的数据结果表明，二者均为BT₃<BT₄<BT₂<VT<BT₁，此外，各个处理组之间硬度差异显著（P<0.05）。且BT₃组的弹性及内聚性达到最大。这一结果与夏军军等^[27]对牛肉品质的研究结果相符。这是由于相比于真空滚揉，呼吸式滚揉腌制在真空与压力的交替变换环境中，肌纤维内外的压力差使得组织结构松散，肌纤维断裂较为严重^[28]，且适宜的滚揉工作时间使得腌制液周期性进入产品的组织结构中，提高了腌制吸收效率；而产品的嫩度由蛋白质结构与成分所决定，腌制过程能在一定程度上改变蛋白质结构，从而影响了产品的嫩度；此外经过滚揉腌制，加速了内源性蛋白酶的释放^[29]，部分蛋白均匀地分布在产品表面，增强了肉片间的粘合力，从而使得组织结构更加稳定，改善了产品品质。

2.5 滚揉工作时间对调理牛肉微观结构的影响

对不同滚揉工作时间处理的牛肉样品组织在扫描电镜下放大2000倍观察，结果如图1所示。可以看出不同处理组间微观结构差异较大。BT₁组与VT组肌纤维排列整齐有序，纤维间空隙较小；BT₂组部分肌纤维排列发生混乱，肌纤维束粗细不均；而BT₃组及BT₄组大部分肌纤维束发生断裂，肌纤维破碎程度较大，彼此间呈现交错、混乱的排列，肌纤维间空隙增大，这表明纤维间容纳水的空间也增大，从而使得腌制吸收率增加，嫩度提高，进而改善了产品品质。

图 1 不同滚揉处理后调理牛肉的扫描电镜图

注：a~e分别为真空滚揉、滚揉10 min/暂停5 min、滚揉15 min/暂停5 min、滚揉20 min/暂停5min、滚揉25 min/暂停5 min。

Figure 1. Scanning electron microscope images of prepared beef after different tumbling treatments

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2.6 SDS-PAGE凝胶电泳

图2为不同滚揉工作时间下牛肉肌原纤维蛋白凝胶电泳图。由电泳图谱可看出，五组样品中分子量220 kD肌球蛋白重链（Myosin heavy chain，MHC）、分子量100 kD副肌球蛋白（Paramyosin）等代表较大分子质量蛋白质条带均逐渐减弱，而分子量在35~48 kD的蛋白条带明显增强，此外在分子量11~17 kD更小的蛋白分子质量中，BT₃组条带更为清晰。这说明在滚揉过程中，随着滚筒的机械运动，样品的肌肉组织不断地受到拍打、碰撞等作用使得肌纤维发生断裂，结构愈加松弛^[30]；此外，滚揉使得细胞内源性蛋白酶得到释放，加速了蛋白质的水解作用^[31]。相比于真空滚揉，呼吸式滚揉腌制通过周期性改变真空与加压的内部环境，使其样品内外压差有所不同，从而使腌制液不间断地进出组织内部，加速了蛋白的降解作用^[12]。并且适宜的滚揉工作时间使得肌肉组织结构在最佳内部压力变换的环境，更加迅速地破坏了肌纤维，促进了更多蛋白的溶出作用^[32]。

图 2 牛肉肌原纤维蛋白SDS-PAGE图谱

注：M为标准蛋白（Marker）。

Figure 2. SDS-PAGE pattern of beef myofibrillar protein

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2.7 滚揉工作时间对牛肉蛋白质二级结构的影响

蛋白质的二级结构主要包括α-螺旋，β-折叠，β-转角和无规则卷曲^[33]，通过对不同处理的样品蛋白质进行测定，可以反映肌原纤维蛋白质二级结构的变化。由表5可以看出，滚揉工作时间的增加，使得牛肉蛋白二级结构中的α-螺旋结构含量先降低后升高，β-折叠等构象则呈现先升高后降低的趋势，BT₃组的α-螺旋相对含量最低，β-折叠、β-转角及无规则卷曲含量最高，这可能是因为合适的滚揉工作时间在腌制时能改变蛋白质的二级结构，并促进了α-螺旋结构的破坏，同时向β-折叠、β-转角及无规则卷曲的转化^[34]。有研究表明，β-折叠等构象的形成有利于蛋白凝胶的形成^[35-36]，从而提高产品的持水能力。因此选择工作时间滚揉20 min/暂停5 min可得到品质更佳的调理牛肉。

2.8 相关性分析

如图3所示，腌制吸收率与a^*、水分含量、β-转角、无规则卷曲、β-折叠、pH呈现正相关，与L^*、蒸煮损失、水分活度、α-螺旋及剪切力呈现负相关。这可能是因为腌制效果越好，肌原纤维断裂加快，肌纤维蛋白降解，蛋白质二级结构改变，大量含有磷酸盐的腌制液进入肌纤维内部，改变了肉的折射率，从而引起了L^*的下降，pH上升^[10]，同时产品的水分含量增加，剪切力下降，提高了产品的持水能力。且a^*与pH、氧合肌红蛋白呈现正相关，与高铁肌红蛋白、脱氧肌红蛋白及L^*呈现负相关，在较低的pH的环境下，肌红蛋白会加速氧化^[37]。此外剪切力与硬度、咀嚼性、水分活度呈现正相关，与弹性、pH、水分含量则呈现负相关，表明剪切力越小，产品硬度越小，水分含量越高，产品也就越嫩。

图 3 相关性分析

Figure 3. Correlation analysis

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3. 结论

本试验采用真空滚揉作为对照，探究改变呼吸式滚揉工作时间对调理牛肉品质的影响。结果表明，BT₃组的腌制吸收率最高，且蒸煮损失和离心损失均低于其他四组，同时显著提高了产品的水分含量；滚揉工作时间影响产品嫩度和质构特性，BT₃组的剪切力最小，质构特性最佳，同时提升了产品嫩度，增强了调理牛肉的食用品质，并且在一定程度上能够改善产品色泽。此外不同滚揉工作时间对蛋白降解和微观结构也有所影响，在2000倍扫描电镜下观察，BT₃组肌纤维断裂较为严重，纤维间空隙增加，持水能力上升；蛋白质二级结构测定结果显示，BT₃组α-螺旋结构向β-折叠转化，有利于蛋白凝胶的形成，加强组织结构稳定；综合相关性分析，在相同滚揉工作时间下，呼吸式滚揉的各项指标均显著优于真空滚揉，且滚揉20 min/暂停5 min的呼吸式滚揉腌制参数更适宜调理牛肉的生产，有利于提高最终产品的品质，为呼吸式滚揉在调理肉制品工业的应用提供一定的理论指导。综上，呼吸式滚揉技术在真空滚揉技术的基础上，进一步提高了产品的品质，未来在肉品加工领域具有一定的优势，但鲜有对呼吸式滚揉参数设置的讨论，如何根据产品的不同来设置参数还有待进一步研究。

图 1 不同滚揉处理后调理牛肉的扫描电镜图

注：a~e分别为真空滚揉、滚揉10 min/暂停5 min、滚揉15 min/暂停5 min、滚揉20 min/暂停5min、滚揉25 min/暂停5 min。

Figure 1. Scanning electron microscope images of prepared beef after different tumbling treatments

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图 2 牛肉肌原纤维蛋白SDS-PAGE图谱

注：M为标准蛋白（Marker）。

Figure 2. SDS-PAGE pattern of beef myofibrillar protein

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图 3 相关性分析

Figure 3. Correlation analysis

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表 1 滚揉工作时间对调理牛肉腌制吸收率、蒸煮损失、离心损失的影响

Table 1 Effect of duration time of breathing tumbling on caring absorption rate, cooking loss and centrifugation loss of prepared beef

处理组	腌制吸收率（%）	蒸煮损失（%）	离心损失（%）
VT	43.99±0.04^c	46.01±0.65^ab	38.16±0.60^a
BT₁	40.80±0.66^d	47.25±0.82^a	30.10±0.66^b
BT₂	44.99±0.18^c	45.39±0.59^b	30.60±0.95^b
BT₃	54.10±0.16^a	42.85±0.59^c	27.31±1.27^c
BT₄	48.32±0.06^b	44.73±0.53^b	36.33±0.15^a
注：表中各项值表示为平均值±标准差；小写字母不同表示同一指标不同样品间差异显著（P<0.05）；表2~表5同。

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表 2 滚揉工作时间对调理牛肉水分活度、水分含量、pH的影响

Table 2 Effect of duration time of breathing tumbling on water activity, water content and pH of prepared beef

处理组	水分活度	水分含量（%）	pH
VT	0.9979±0.0005^a	71.93±0.12^c	6.09±0.00^d
BT₁	0.9984±0.0006^a	71.15±0.09^c	5.97±0.00^e
BT₂	0.9963±0.0004^b	72.50±0.04^bc	6.15±0.01^c
BT₃	0.9910±0.0003^d	73.61±0.06^a	6.35±0.02^a
BT₄	0.9924±0.0002^c	72.89±0.02^b	6.24±0.02^b

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表 3 滚揉工作时间对调理牛肉色泽的影响

Table 3 Effect of duration time of breathing tumbling on the color of prepared beef

指标	VT	BT₁	BT₂	BT₃	BT₄
L^*	49.36±0.03^c	51.35±0.04^a	49.67±0.16^b	46.70±0.21^e	47.51±0.02^d
a^*	17.82±0.08^d	16.19±0.25^e	19.19±0.02^c	21.03±0.24^a	19.71±0.22^b
b^*	20.57±0.02^a	19.81±0.10^b	20.00±0.13^b	20.64±0.04^a	19.88±0.14^b
肌红蛋白总量（mmol/L）	0.0218±0.0002^d	0.0209±0.0003^d	0.0253±0.0002^c	0.0367±0.0002^a	0.0288±0.0007^b
脱氧肌红蛋白（%）	31.59±0.71^ab	32.94±0.46^a	30.43±1.29^bc	28.44±0.57^c	28.95±0.41^c
氧合肌红蛋白（%）	29.48±1.07^b	26.80±0.54^c	29.55±0.47^b	39.86±0.11^a	30.90±1.12^b
高铁肌红蛋白（%）	26.88±1.21^ab	28.02±1.65^a	25.23±0.47^ab	21.85±2.57^b	22.73±2.86^b

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表 4 滚揉工作时间对调理牛肉嫩度及质构的影响

Table 4 Effect of duration time of breathing tumbling on tenderness and texture of prepared beef

处理组	剪切力（N）	硬度（g）	咀嚼性	弹性	内聚性（g·s）
VT	4.51±0.22^a	3040.3±28.61^b	544.99±6.00^a	1.08±0.01^ab	0.21±0.01^c
BT₁	4.20±0.27^a	3475.8±80.39^a	548.35±46.75^a	1.05±0.00^b	0.21±0.01^c
BT₂	3.32±0.10^b	2396.6±54.35^c	446.05±2.30^b	1.13±0.01^a	0.23±0.00^b
BT₃	3.06±0.04^c	1194.3±75.67^e	251.52±3.38^c	1.13±0.04^a	0.26±0.01^a
BT₄	3.11±0.02^c	1451.3±5.46^d	305.07±11.53^c	1.09±0.01^ab	0.26±0.01^a

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表 5 滚揉工作时间对牛肉蛋白质二级结构的影响

Table 5 Effect of duration time of breathing tumbling on protein secondary structure of beef

处理组	α-螺旋相对含量（%）	β-折叠相对含量（%）	β-转角相对含量（%）	无规则卷曲相对含量（%）
VT	7.49±0.05^b	48.08±0.16^c	16.62±0.16^c	28.72±0.26^b
BT₁	7.66±0.06^a	47.05±0.20^d	16.09±0.03^d	28.32±0.04^c
BT₂	7.39±0.03^b	49.61±0.41^b	16.91±0.06^bc	29.14±0.07^a
BT₃	7.07±0.06^d	50.70±0.43^a	17.46±0.22^a	29.44±0.09^a
BT₄	7.21±0.03^c	50.28±0.21^b	17.13±0.11^ab	29.30±0.07^a

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施引文献(9)

期刊类型引用(8)

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2.	刘欣睿，王美娟，计云龙，孔保华，曹传爱，孙方达，张宏伟，刘骞. 低温慢煮时间对即食鸡胸肉品质及消化特性的影响. 食品工业科技. 2024(03): 114-122 . 本站查看
3.	白恒丽，李来好，吴燕燕，王悦齐. 基于超声联合滚揉腌制改善低盐预制调理海鲈鱼品质特性. 食品科学. 2024(14): 161-171 . 百度学术
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6.	周银娜，魏相茹，张德权，王振宇. 不同升温模式对北京鸭肉肌球蛋白热凝胶特性的影响. 肉类研究. 2023(06): 8-14 . 百度学术
7.	贺俊杰，曹传爱，孔保华，赵伟焱，李元钢，计云龙，刘骞. 蒸煮时间对低温即食鸭胸肉品质特性的影响. 肉类研究. 2023(06): 21-28 . 百度学术
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1. 材料与方法
1.1 材料与仪器
1.2 实验方法
1.2.1 滚揉腌制方法
1.2.2 滚揉腌制设计
1.2.3 腌制吸收率的测定
1.2.4 蒸煮损失测定
1.2.5 离心损失测定
1.2.6 水分活度测定
1.2.7 水分含量测定
1.2.8 pH测定
1.2.9 色泽测定
1.2.10 肌红蛋白相关色泽测定
1.2.11 剪切力测定
1.2.12 质构测定
1.2.13 扫描电镜观察
1.2.14 肌原纤维蛋白SDS-PAGE电泳图谱
1.2.15 肌原纤维蛋白二级结构的测定
1.3 数据处理
2. 结果与分析
2.1 滚揉工作时间对调理牛肉腌制吸收率、蒸煮损失、离心损失的影响
2.2 滚揉工作时间对调理牛肉水分活度、水分含量、pH的影响
2.3 滚揉工作时间对调理牛肉色泽的影响
2.4 滚揉工作时间对调理牛肉嫩度及质构的影响
2.5 滚揉工作时间对调理牛肉微观结构的影响
2.6 SDS-PAGE凝胶电泳
2.7 滚揉工作时间对牛肉蛋白质二级结构的影响
2.8 相关性分析
3. 结论

1. 材料与方法
1.1 材料与仪器
1.2 实验方法
1.2.1 滚揉腌制方法
1.2.2 滚揉腌制设计
1.2.3 腌制吸收率的测定
1.2.4 蒸煮损失测定
1.2.5 离心损失测定
1.2.6 水分活度测定
1.2.7 水分含量测定
1.2.8 pH测定
1.2.9 色泽测定
1.2.10 肌红蛋白相关色泽测定
1.2.11 剪切力测定
1.2.12 质构测定
1.2.13 扫描电镜观察
1.2.14 肌原纤维蛋白SDS-PAGE电泳图谱
1.2.15 肌原纤维蛋白二级结构的测定
1.3 数据处理
2. 结果与分析
2.1 滚揉工作时间对调理牛肉腌制吸收率、蒸煮损失、离心损失的影响
2.2 滚揉工作时间对调理牛肉水分活度、水分含量、pH的影响
2.3 滚揉工作时间对调理牛肉色泽的影响
2.4 滚揉工作时间对调理牛肉嫩度及质构的影响
2.5 滚揉工作时间对调理牛肉微观结构的影响
2.6 SDS-PAGE凝胶电泳
2.7 滚揉工作时间对牛肉蛋白质二级结构的影响
2.8 相关性分析
3. 结论

参考文献(37)

施引文献

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呼吸式滚揉工作时间对调理牛肉品质的影响

作者简介: 于秋影（1998−），女，硕士研究生，研究方向：畜产品加工工程，E-mail：yuqiuying@neau.edu.cn

通讯作者: 刘骞（1981−），男，博士，教授，研究方向：畜产品加工工程，E-mail：liuqian@neau.edu.cn

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