电刺激和延迟冷却对牛肉食用品质的影响及其作用机理研究

论文摘要

肉的食用品质主要包括肉的嫩度、肉的多汁性和肉的风味三个方面。在红肉和禽肉中，肉食用品质的重要程度是按照肉的嫩度、肉的多汁性、肉的风味的次序排列的。肉的嫩度是肉最重要的食用品质，其决定了肉的商品属性。动物宰前、宰后24小时内的技术处理决定了肉的嫩度水平。对于宰前生物学特性和宰前管理一致的畜禽，肉的嫩度水平是接近的。畜禽宰后24小时内的冷却程序和电刺激等技术处理，影响了肉的死后温度／pH值／时间关系，决定了肉由肌肉向食肉转变过程中的结构和生物化学变化，从而决定了最终产品嫩度的差异。肉牛宰后24小时内，肉的嫩度是降低的。最大的嫩度降低发生在宰后9～24小时之间，之后肉的嫩度增加。一般的，肉的pH值从宰后的7.0降低到极限pH值5.4左右，对于牛肉，这一过程大概需要持续18～40小时。肉牛屠宰过程中电刺激技术的应用、低温成熟时间和宰后不同的冷却程序影响了宰后肉的超微结构和温度／pH值／时间关系，从而决定了肉嫩化过程的起始时间、肉嫩化的速度和嫩化的程度，显著的影响肉的嫩度品质。因此本研究的目的就是研究电刺激和延迟冷却处理对不同低温成熟时间牛肉超微结构和食用品质的影响。具体研究内容和获得的研究结果如下：1．电刺激和延迟冷却处理对牛肉食用品质的影响24头鲁西黄牛杂交牛，随机分为电刺激处理组（放血后采用德国Freund公司生产的EST—601型电刺激仪进行电刺激。刺激时间60s、电压42V、电流0.7A、频率50Hz）和对照组，分别随机进行常规冷却(温度0～4℃、风速0.5m.s-1、时间24hr)和延迟冷却（温度15±2℃、时间3hr，随后转入常规冷却间至24hr）处理，研究电刺激和延迟冷却对胴体温度、pH值降低速率的影响；研究不同处理对胴体失重、肉的汁液损失、肉的蒸煮损失、肉的保水性、肉的颜色、脂肪颜色、肉的剪切力值和MFI的影响。结果显示，延迟冷却减慢了胴体温度的降低速度；电刺激处理没有改变胴体温度的降低速率；不同处理显著的影响了pH值的降低速率，降低了肉的保水性，增大了肉的汁液损失和蒸煮损失，降低了背最长肌的保水性，但对胴体的冷却失重无显著影响；不同处理没有改变脂肪颜色，但电刺激处理显著的改善了肉的颜色，电刺激处理后的肉色更符合商品要求。牛背最长肌成熟0、3、7、10天时，延迟冷却处理组的剪切力值分别比常规冷却处理组低18.25％、12.11％、13.47％、11.03％；电刺激处理组的剪切力值分别比常规冷却处理组低23.15％、14.0％、21.38％、18.01％；电刺激处理、低温成熟和延迟冷却处理显著的降低了背最长肌的剪切力值；电刺激处理样品经延迟冷却后，肉的剪切力值更低，说明两种处理有叠加作用。肉的小片化指数（MFI）和肉的剪切力值间有很高的相关性，这就进一步说明了在牛背最长肌在成熟过程中，肌原纤维的降解情况与肉的嫩度密切相关，因此MFI值也是预测牛肉嫩度的一个重要指标。不同的学者从不同的角度对冷收缩进行了定义，不同定义间的主要差异在于对产生冷收缩时肉的温度和pH值的界定。我们的结果显示，鉴于中国肉牛的屠宰体重和脂肪覆盖率，常规冷却处理导致了具有过短的肌节长度和较大的剪切力值的肉，容易产生冷收缩。同时根据我们的试验结果，建议将冷收缩定义为，肉的尸僵开始时（pH5.8），肉的温度低于12℃时所发生的过渡收缩现象。2．电刺激和延迟冷却处理对牛背最长肌超微结构的影响肉牛屠宰后，分别在宰后1小时、24小时、成熟3、7、10天电境观察肉的超微结构的变化，并测量肌节长度的变化。结果显示，电刺激处理产生了挛缩带，挛缩带区域的肌节长度大幅缩短、肌原纤维直径显著增加（最大直径为2.3倍），同时挛缩带两侧的肌节被机械拉伸。宰后24小时，电刺激样品的肌节平均长度为1.36μm，挛缩带的平均肌节长度为0.5μm，挛缩带两侧被拉伸的肌节平均长度为1.73μm，超收缩和被拉伸的比例分别为63.24％和27.21％。随机选择100个电镜视野，结果显示有44.9％的肌节形成了挛缩带，16.7％的肌节被拉伸，相应的肉的剪切力值降低了23％。电刺激产生的挛缩带本身是局部肌原纤维超收缩所致，挛缩带对肌原纤维的物理破坏作用，提高了肉的嫩度。随着成熟时间的延长，挛缩带内肌原纤维肌节长度增加、小片化程度加大，肉的嫩度增加。延迟冷却处理避免了冷收缩的发生，疏松了肉的肌纤维超微结构，改善了肉的嫩度。随着成熟时间的延长，延迟冷却处理样品的肌节长度增加，到成熟7天时，与对照样无差异。说明延迟冷却除了影响了肉的超微结构外，较慢的温度降低速度也改变了死后肉的温度／pH关系，从而影响了其它体系（calpains）对肉的成熟过程，加快了肉的成熟速度。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 表格索引
• 图形索引
• 上篇 文献综述
• 第一章 胴体的冷却与肉的死后僵直
• 1.胴体的冷却
• 1.1 常规冷却
• 1.2 延迟冷却
• 1.3 喷林冷却
• 1.4 快速冷却
• 1.5 胴体的急速冷却
• 2.胴体的死后僵直
• 2.1 热僵直
• 2.2 融冻僵直
• 2.3 冷收缩
• 2.3.1 冷收缩的概念及其发生机理
• 2.3.2 冷收缩的预防
• 第二章 电刺激技术在牛肉快速成熟中的应用及其作用机理
• 1.电刺激参数对刺激效果的影响及其选择
• 1.1 电刺激电压
• 1.2 电刺激电流
• 1.3 电极的类型
• 1.4 实施电刺激的时间
• 1.5 电刺激的频率对刺激效果的影响
• 1.6 电刺激的波形对刺激效果的影响
• 2.电刺激的作用机理
• 2.1 挛缩带的形成
• 2.2 电刺激处理对calpains的影响
• 2.2.1 calpains体系在肉的成熟中的作用及其机理
• 2.2.2 电刺激对caipains体系的影响
• 3.电刺激与胴体的冷却
• 第三章 肉的宰后成熟机理及其进展
• 1.肉中的calpains家族
• 2.Calpains的活化机制
• 2.1 酶原活化假说
• 2.2 膜结合活化假说
• 3.Calpains的活性调节
• 3.1 钙调控
• 3.2 激活因子
• 3.3 Calpastatin的负调控
• 3.3.1 Calpains和calpastatin在肌纤维中的定位
• 3.3.2 Calpastatin与calpains的结合
• 4.肉类成熟的作用模式
• 下篇 研究报告
• 第四章 电刺激和延迟冷却对牛肉食用品质的影响
• 1.材料与方法
• 2.结果与讨论
• 2.1 电刺激和延迟冷却对胴体温度和pH值的影响
• 2.2 电刺激和延迟冷却对牛肉品质的影响
• 2.3 电刺激和延迟冷却对肌原纤维MFI的影响
• 2.4 成熟过程中MFI与剪切力值的回归分析
• 参考文献
• 第五章 电刺激和延迟冷却对背最长肌超微结构的影响
• 1.材料与方法
• 2.结果与分析
• 2.1 不同处理对样品的pH值和剪切力值的影响
• 2.2 电刺激和延迟冷却处理对肌原纤维超微结构的影响
• 参考文献
• 第六章 电刺激和延迟冷却处理对desmin和nebulin降解的影响
• 1.材料与方法
• 2.结果与讨论
• 2.1 肌间线蛋白Desmin的印迹结果分析
• 2.2 伴肌动蛋白Nebulin的印迹结果分析
• 参考文献
• 全文结论
• 创新点
• 致谢
• 发表论文