（农产品加工及贮藏工程专业论文）传统蒙古牛肉干工艺的改进研究.pdf

摘要 本试验以牛肉后腿为原料，用真空干燥代替传统风干方法，对蒙古牛肉干传统工 艺及其参数进行了改进研究。 本研究采用了氯化钙嫩化法和生姜? t - 嫩化法对牛后腿肌肉样品进行了嫩化处理。 结果表明：氯化钙浓度的提高对牛肉嫩度指标的改善不显著，当氯化钙浓度达到0 2 m 0 1 l - 1 ，用量为肉重5 0 m l k g 1 注射到肉样中，在4 条件下保存4 h 可使牛肉嫩度提高。 但经过品尝试验，在该浓度下的牛肉呈现苦味，严重恶化了牛肉的品质。生姜汁对牛 肉有明显的嫩化作用，将浓度为9 0 的姜汁，用量为2 0 m l k g 1 注射到肉样中，在相 同保存条件下可使牛肉嫩度显著提高，且经品尝牛肉样品无异昧，组织状态良好；在 真空条件下作用1 h ，可加速嫩化效果；通过对两种嫩化方法的比较表明，生姜汁法优 于氯化钙法。 烤制工艺及其参数对牛肉干风味、嫩度和保质期影响的研究表明：采用先真空干 燥一中温烤制工艺，牛肉干嫩度最佳，工艺参数为：在压力0 0 6 m p a ，温度7 0 c 的真空 条件下处理1 h 后转到干燥箱内升温至8 0 c ，保持3 0 m i n 后置于2 5 c 冰箱内冷却3 0 m i n ， 所得产品嫩度适中，在室温条件下保存3 个月，产品的色、香、味均良好，且无霉菌生 长。 对多种调味料增香效果进行了试验，研究结果表明，在腌制液中添加花椒 5 0 9 k g 一，j k 角2 5 9 l 【g 1 ，茴香1 5 9 k 分1 ，食盐l o o g k g ，微火浸提2 0 m i n ) 舌冰箱 内冷却，真空腌制1 h ，增香效果最佳。 本试验中还采用了黄原胶复合保水剂，结果表明：黄原胶4 9 k g ，海藻酸钠3 9 k 番1 ， 交联淀粉l o g k g d 作用牛肉样时，产品持水力高( 8 8 3 7 ) 且蒸煮损失最低( 2 0 5 3 ) 。 黄原胶是影响持水力和蒸煮损失的最显著因素。 采用亚硝酸钠和抗坏血酸做为显色剂和护色剂，结果表明：最佳配合为亚硝酸钠 8 0 m g k 分1 ，抗坏血酸4 9 k g d 时烤制的制品感官评分最高。 经过上述系统研究，改进后的牛肉干工艺流程为： 新鲜牛后腿肉- # j q 除脂肪一生姜汁嫩化一添加保水剂、发色剂、增香料一真空腌 制和干燥一烤制一急冷一真空包装一成品 关键词：蒙古牛肉干；传统工艺改进；嫩化；出成率；蒸煮损失；色泽 s t u d y o ni m p r o v e m e n to ft r a d i t i o n a lt e c h n o l o g yo f m o n g o l i a nb e e fj e r k y b s r a c t t oi m p r o v et r a d i t i o n a lm o n g o l i a nb e e f j e r k ym a k i n gt e c h n o l o g y ，b e e f l e gm u s c l e s w e r es e l e c t e da sr a wm a t e r i a la n dv a c u u md r y i n gw a se m p l o y e di ns t e a do ft r a d i t i o n a la i r d r y i n g c a l c i u mc h l o r i d ea n dg i n g e rj u i c ew e r ea s s a y e dt oi m p r o v et h et e n d e r n e s so f m u s c l es a m p l e s t h er e s u l t si n d i c a t e dt h a t i n c r e a s i n g c o n c e n t r a t i o nd i dn o th a v e r e m a r k a b l ei n f u e n c eo nt h et e n d e r n e s so fs a m p l e s w h e nt h ec o n c e n t r a t i o no fc a l c i u m c h l o r i d eb r i n e ( c c b ) r e a c h e dt o0 2t o o ll 一，a n dt h ei n j e c t e dd o s a g ei n t om e a ts a m p l ew a s 5 0 m l k g ，a n ds a m p l e sw e r es t o r e da t4 c f o r4 h ，t h et e n d e r n e s so fs a m p l e sc o u l db e e n h a n c e d ，h o w e v e r ，b i t t e rt a s t ew a st a s t e do u tb yo r g a n o l e p t i ce v a l u a t i o n i nc o n t r a s t 诵t 1 1 c c b ，t h e 舭s hg i n g e rj u i c e ( f g j ) d i s p l a y e da nr e m a r k a b l ef u n c t i o no ft e n d e r i z i n gm e a t s a m p l e s e c t e dw i t h2 0m l k g q o ff g j ( 9 0 c o n c e n t r a t i o n ) a n ds t o r e di nt h es a m e c o n d i t i o nw i t hc c bs a m p l e sw e r es h o w e dm u c ht e n d e r p r o p e r t i e s t h a nc c b t r e a t m e n t a n dt h e r ew e r en ob i t t e rt a s t ea n do f f - f a v o r i nt e r m so f f l a v o r ，t e n d e r n e s s ，a n ds h e l f - l i f eo fp r o d u c ta no p t i m a lj e r k ym a k i n g p r o c e d u r eo fv a c u u md r y i n ga h e a do fb a k i n gw a sd e t e r m i n e da n dr e l a t i v ep a r a m e t e r s w e r ed r y i n gv a c u u mo f0 0 6 m p aa t7 0 f o rlha n db a k i n ga t8 0 cf o r3 0 m i n ，a n d f o l l o w e db yc h i l l i n ga t - 2 5 c t os t a b i l i z ep r o d u c tq u a l i t yf o r3 - m o n t hs h e l fl i f e s e a s o n i n g sw e r ea s s a y e dt of l a v o rp r o d u c t t h er e s u l ti n d i c a t e dt h a t ac o m b i n a t i o no f c h i n e s eb l a c kp e p p e r5 0 9 墩分1 ，b i ga n i s e2 5 9 太分1 ，s m a l la n i s e15 9 嗽百1 ，a n ds a l t10 0 9 墩分1 w a ss e l e c t e da n dh e a t e dm i l d l yf o r2 0m i nt oe x t r a c tf l a v o u rs u b s t a n c e s t oi m p r o v ew a t e rh o l d i n gc a p a c i t yo fp r o d u c tag r o u po fh e a t s e t t i n gg e l a t i n i z e r s w e r ea s s a y e d t h er e s u l t si n d i c a t e dt h a ta sam i x t u r eo fx a n t h a ng u m4 9 k 9 4 , s o d i u m a l g i n a t e4 9 k g 1a n dc r o s s b o n d e ds t a r c h10 9 k g 1w a se m p l o y e dt om e a ts a m p l ea m a x i m u my i e l d ( 8 8 3 7 ) a n dm i n i m u mc o o k i n gl o s t ( 2 0 5 3 ) w e r eo b t a i n e d ，i nw h i c h x a n t h a ng u mp l a y e das i g n i f i c a n tr o l e s o d i u mn i t r i t ea n da s c o r b u t i ca c i dw e r eu s e df o r p r o c t e c t i n gc o l o ra n da n t i o x i d a t i n gp r o p e r t i e so fp r o d u c t r e s u l t sh a v es h o w nt h eb e s t o r g a n o l e p t i cs c o r e sw e r eg i v e nt ol e v e r so fs o d i u mn i t r i t e8 0 m g k g 1a n da s c o r b u t i ca c i d4 g k g 1 b yt h i ss t u d ya ni m p r o v e dt e c h n o l o g i c a lr o u t ef o rj e r k ym a k i n ga sf o l l o w s ： f r e s hb e e fm u s c l e - r e m o v i n gf a t - - - g i n g e rj u i c et e n d e r i z a t i o n a d d i n gw a t e rh o l d i n g a n dc o l o rp r o t e c t i n ga g e n t s - - - s e a s o n i n gw i t hf l a v o u ra g e n t s v a c u u mc u r i n ga n dd r y i n g b a l 【i n g c h i l l i n g v 砬m 册p a c k i n g b a s e do nt h es t u d i e d t e c h e n o l o g yt h ef i n a lp r o d u c tc o u l dh a v es h e l fl i f eo f3 m o n t h k e yw o r d ：m o n g o l i a nb e e fj e r k y ；t h ei m p r o v e m e n to ft r a d i t i o n a lt e c h n o l o g y ； t e n d e r i z a t i o n ； y i e m ，c o o k i n gl o s t ；c o l o r dir e c t e db y ：p r o f d ei ig e e r s a n g a p p l le a n tf o rm a s t e r d e g r e e ：z h a n g y a npin g ( a g r i c u l t u r a lp r o d u c t s p r o e e s s i n g 觚d p r e s e r v a t i o ne n g i n e e r i n g ) ( f o o ds c i e n c ea n de n g i n e e r i n gc o l l e g e ，i n n e rm o n g o l i a a g r i c u l t u r a lu n i v e r s i t y ，h u h h o t0 1 0 0 1 8 ，c h i n a ) 内蒙古农业大学 研究生学位论文独创声明 本人申明所呈交的学位论文是我本人在导师指导下进行的研究 工作及取得的研究成果据我所知，除了文中特别加以标注和致谢时 地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包 含为获得我校或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料，与我一 同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说 明并表示谢意 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任 论文作者签名：j 啤日期：型塑厶孕 内蒙古农业大学研究生学位论文版权使用授权书 本人完全了解内蒙古农业大学有关保护知识产权的规定，即：研 究生在攻读学位期间论文工作的知识产权单位属内蒙古农业大学。本 人保证毕业高校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位为内蒙 古农业大学，且导师为通讯作者，通讯作者单位亦署名为内蒙古农业 大学学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电 子文档，允许论文被查阅和借阅学校可以公布学位论文的全部或部 分内容( 保密内容除外) ，采用影印、缩印或其他手段保存论文 论文作者签名： 指导教师签名： 内蒙古农业大学硕士学位论文 1 引言 1 1 我国牛肉产业的发展现状 改革开放以来，我国牛肉产量的快速增长，使我国牛肉占世界牛肉总产量的比重 也快速上升。1 9 8 0 年我国牛肉产量仅2 6 9 万吨，占世界牛肉总产量的0 6 ；1 9 9 0 年增加到1 2 5 6 万吨，占世界牛肉总产量的2 7 ；2 0 0 0 年为5 3 2 8 万吨，占世界牛 肉产量的8 8 ，2 0 0 1 年增加到5 4 8 8 万吨，占世界牛肉产量的9 7 ，成为世界第四 大牛肉生产国。随着国家畜牧业结构的不断调整，我国牛肉产业得以持续快速增长。 据农业部资料统计：2 0 0 2 年牛肉产量为5 7 0 1 万吨，2 0 0 3 年牛肉产量为6 6 1 1 万吨， 2 0 0 4 年牛肉产量6 7 5 9 万吨，2 0 0 5 年7 1 6 万吨，占世界牛肉产量的1 1 3 9 ，2 0 0 6 年牛肉产量达7 5 0 万吨n 3 ，我国牛肉的增长速度高于世界1 0 倍，我国牛肉总产量居 世界第三位。但是，肉类产业链条短，开发利用程度相当低，绝大多数停留在传统的 简单初加工上。2 0 0 3 年我国肉类总产量占世界肉类总产的2 7 ，但是我国肉类加工 率不到5 ，肉类产量中有9 0 以上是以未经深加工的鲜( 冻) 肉形式直接出售，每年 只有不到3 0 0 万吨的肉类深加工产品。肉类加工企业自身的科技创新能力不强，缺少 骨干人员，企业的产品科技含量低，精深加工水平低，新产品开发能力低，花色品种少， 产品更新换代周期长，造成企业的市场竞争能力弱。 1 2 牛肉及牛肉干的营养价值 牛肉是一种高蛋白食品，每1 0 0 9 牛肉中含蛋白质2 0 1 9 ( l l 猪肉约多3 3 ，比羊 肉约多1 0 ) ，含脂肪1 0 2 9 ，还含有钙7 m g 、铁o 9 m g 、磷1 7 0 m g ，以及维生素b l0 0 7 m g 、 维生素b 1 20 1 5 m g 、烟酸6 m g 和少量的维生素a 田。由于牛肉胆固醇含量和脂肪都比 其它肉类食品低，含蛋白质较高，味道鲜美，营养成分易于被人体消化吸收，因而历 来深受人们的喜爱啪。牛肉味甘性温，有安中益气，补脾胃、壮腰腿、消渴及止唾之 功能，向来被认为是食疗佳品，享有“肉中骄子的美称乜1 。美国肉类出口协会曾报 道牛肉中维生素b 1 2 是鸡胸肉的7 倍，铁含量是新鲜菠菜的1 4 倍。牛肉中脂肪与同 量的鸡、鸭肉或蛋比较含量很少，而且牛肉中一半的脂肪为单元不饱和脂肪酸，和橄 榄油中的脂肪酸一样，有1 2 种牛肉部位符合美国政府营养指标所规定的脂肪含量低 或脂肪含量很低的定义跚。1 9 9 8 年以来许多学者相继发现牛肉、牛奶、羊肉、羊奶等 瘤胃动物的肉中含有共轭亚油酸( c o n j u g m e dl i n o l e i c a c i d ，c l a ) ，该成分具有抗肿 瘤、抗糖尿病、抑制肥胖等多种生理功能! 。以牛肉为原料加工成的牛肉干，含有丰 富的营养成分，主要为蛋白质和脂肪。每1 0 0 9 牛肉干中含蛋白质4 5 6 9 ，是新鲜牛肉 的2 3 倍，脂肪含量为4 0 9 ，是新鲜牛肉的4 倍。另外牛肉干中含有钙4 3 m g ，磷4 6 4 m g ， 铁1 5 6 m g 。这些无机成分除能满足人体的营养需要外，还具有重要的生理作用，其 中铁的存在形式主要为血红素铁，生物利用率高，不受食物中其他因素的干扰，更有 利于人体的吸收。 2 传统蒙古牛肉干工艺的改进研究 1 3 影响肉制品食用品质的因素 1 3 1 嫩度的概念 用肉的食用感官指标来代表肉制品的嫩度十分重要，它是消费者选择肉和肉制品 的重要衡量指标，决定着肉的烹调和加工产品的最终感官质量。 肉的嫩度简单的讲是口腔咀嚼时对肉组织状态的感觉，即肉的老嫩程度，事实上 它是牙齿切断肉所需力的大小，肉的多汁性和咀嚼时肉在口中的残渣量构成的一综合 指标。它直接与肌肉蛋白质的结构及某些因素作用下蛋白质发生变形凝集或分解有 关。肉的嫩度概括起来包括以下四方面的含义：( 1 ) 肉对舌颊的柔软性，即当舌头与 颊接触肉食产生的触觉反应。( 2 ) 肉对牙齿压力的抵抗性，即牙齿插入肉中所需的力。 ( 3 ) 咬断肌纤维的难易程度，指的是牙齿咬断肌纤维的能力。( 4 ) 嚼碎程度，用咀 嚼后肉渣剩余的多少以及咀嚼后到下咽时所需的时间来衡量。 1 3 1 1 影响嫩度的因素 肉的嫩度取决于肌肉中肌原纤维蛋白的状态( 即肌球蛋白和肌动蛋白结合的紧密 程度) ，结缔组织的组成和含量，肌间脂肪分布和含量以及持水性大小。一般来讲， 结缔组织含量低，尤其是弹性蛋白含量低，肌肉处于解僵状态，肌动蛋白和肌球蛋白 结合松散，肌间脂肪均匀分布，肌肉含水量高时，肌肉的嫩度就好，用这样的肉加工 出来的肉制品保水性好，质地优良。相反，嫩度差的肉就很难加工出质量好的产品。 影响肉嫩度的因素很多，包括牛本身的因素、屠宰前影响因素、屠宰后因素以及 是否经过嫩化处理等。 ( 1 ) 牛肉本身影响因素 与牛肉的组织结构和化学组成有关的许多内在因素，都与牛肉的嫩度有关，如肌 纤维的直径、密度和类型、结缔组织的含量和种类、肌肉脂肪含量、肌肉在牛体所处 的部位、肉的大理石状纹理结构、各种蛋白酶的活性和含量、肌糖原含量以及肌肉中 c a 2 + 、m 9 2 + 和z n 2 + 的含量和比例等。 ( 2 ) 宰前影响因素 许多宰前因素影响牛肉的嫩度，如牛的品种、性别、年龄、营养水平、饲养制度 和饲料添加剂的应用等。了解这些影响因素，对于通过畜牧生产手段改善牛肉的嫩度 非常重要，也是当今改善牛肉嫩度的大势所趋。然而，这些因素往往受大自然条件， 品种资源和国民经济承受力等多因素制约，难以改变。比如我国的牛肉生产，虽然养 牛业在这些年来发展迅速，但因我国经济发展长期选育的结果，牛只品种是以肉、役 兼用型或乳，肉兼用型为主，专门优质肉用品种很少，使牛肉总体质量偏低。 ( 3 ) 宰后影响因素 a 尸僵与肌肉收缩 动物被屠宰后，其组织器官的氧来源中断，此时糖原不再像有氧时最终氧化成 内蒙古农业大学硕士学位论文 3 c 0 2 和h 2 0 ，而是在缺氧情况下经糖酵解途径产生乳酸。在正常的有氧条件下，每个 葡萄糖单位可氧化生成3 9 个分子a t p ，而经过糖酵解只能生成3 分子a t p ，a t p 的供 应受阻。然而体内a t p 的消耗，由于肌浆中a t p 酶的作用却在继续进行，因此动物死 后，a t p 含量的迅速下降。同时糖原分解为乳酸，磷酸肌酸分解为磷酸，酸性产物的 蓄积使肉p h 下降。这样a t p 的减少和p h 的下降双重作用，使肌浆网功能失常，发生 崩解，肌浆网失去钙泵的作用，内部保存的c a 2 + 离子被释放，致使c a 2 + 离子浓度增加， 促使细丝中的肌动蛋白向粗丝中肌球蛋白方向移动，与此同时，位于肌球蛋白头部的 亚基蛋白呈现a t p 酶作用，加快了a t p 的降解，为细丝蛋白的移动提供能量，同时使 m g a t p 解离，肌球蛋白和肌动蛋白结合形成肌动球蛋白，引起肌肉收缩，显示肌肉 组织进入尸僵状态。收缩了的肌肉在电镜下显示出其肌球蛋白纤维已扣在或穿过z 盘， 肌纤维的i 带缩短，甚至消失，肌节连接形成长纤维，导致肌肉组织变硬。 b 解冻僵直 解冻僵直的发生是因为屠宰厂为了节省时间，将刚屠宰的动物肌肉立刻冷冻。这 时，肌肉内的a t p 水平保持在解僵前较高的水平，在解冻时，肌浆网系统受到破坏而 不能收回释放出来的钙离子，肌球蛋白的a t p 酶在钙离子存在的条件下降解a t p ，产 生能量，肌肉强烈收缩。同时水分渗出，出现滴水，严重损失高达肉重的3 0 - 4 0 ， 这种现象称解冻僵直嘲。 c p h 值 在肌肉的糖酵解过程中，乳酸不断积累增多，致使n p h 降低，加快了肌动球蛋 白的形成和横桥联结增加，也可使肉变硬。 1 3 1 2 肉的嫩化方法 按传统划分，嫩化技术分为宰后嫩化技术和宰前嫩化技术。宰前嫩化技术研究较 缓慢，主要涉及家畜的品种选育，饲养管理，活体遗传调控等。目前研究和应用最广 泛的是宰后嫩化，宰后嫩化技术又可分为物理嫩化法，化学嫩化法，生物化学嫩化法。 ( 1 ) 物理嫩化法 物理嫩化的方法有：拉伸嫩化法、热剔骨和半热剔骨法、电刺激嫩化法、机械嫩 化法、声波嫩化法，超高压嫩化法。 ( 2 ) 化学嫩化法 化学嫩化的方法有：多聚磷酸盐嫩化法、碳酸盐嫩化法、钙盐嫩化法。 ( 3 ) 生物学嫩化法 生物学嫩化的方法有：酶嫩化法和激素嫩化法。 1 3 1 3 钙盐嫩化法机理 肌肉嫩度变化的反应是在多种酶的协同作用下完成的。其中一个起主要作用的酶 4 传统蒙古牛肉干工艺的改进研究 就是钙激活酶，因为只有它才能启动肌原纤维蛋白的降解，破坏z 线，释放肌纤丝，从而 引起其他蛋白酶的作用，促进肌纤维的降解1 。钙激活酶系位于肌原纤维z 盘附近及肌 浆网膜上，它在肌浆中为半胱氨酸酶。钙激活酶是一种内切酶这个酶体系中主要有三 个成分嘲：钙激活酶i ( u c a l p a i n ) ，钙激活酶i i ( m c a l p a i n ) ，钙激活抑制酶蛋白 ( c a l p a s t a t i n ) 。钙激活酶的活性受游离钙离子浓度的影响，所以许多学者开始研究肉 用动物宰后注射钙盐来达到嫩化的目的。 在嫩化过程中钙激活因子及其抑制剂的作用过程分为五个主要阶段：第一阶段为 c a 2 + 自肌浆网内释放出来，使c a 激活因子激活。活体肌细胞的c a z + 贮存于肌浆网内。 在尸僵化过程中，从肌浆网内释放出来，激活c a 激活因子。在c a ：+ 浓度较低时，c a 激活 因子i 首先被激活。随着浓度的进一步升高，一部分c a 、激活因子i i 也被激活。所以，整 个尸僵过程中，酶的活性是逐渐增强的，同时肉的酸度也提高，p h 值从7 0 降到最终的 5 5 。第二阶段c a 激活因子与其抑制剂结合，此过程受p h 值影响极大，在p h 值升高 时，二者的结合物占优势，这种形式中的激活因子无活性。随着p h 值的降低，c a 激活因 子以活性形式被释放出来，使肉嫩化。其余三个阶段c a 激活因子对蛋白质的分解作 用。两种c a ( i 、i i ) 激活因子有着相似的结构和特性，它们具有特殊的性质，即：分 解自身、分解其抑制物、分解结构蛋白，肌球蛋白等。从而导致了肌原纤维间出现空 隙，在i 带和z 线之间的连接处出现断裂，肌纤维膜的胶原纤维和无定形胶底膜逐渐水 解，最后导致肌肉结构本身衰弱，使之断裂成碎片而达到嫩化目的嘲。 1 3 1 4 酶嫩化法 肉的酶法嫩化早在四五百年前已被民间采用，但直到2 0 世纪4 0 年代才被用于工业 生产，随着酶制剂工业的发展，使用方便、效果显著的酶类嫩化剂被许多国家开发利 用嘲。用于肉类嫩化的酶类主要有两种来源，植物中提取的蛋白酶和微生物培养物中 提取的蛋白酶。蛋白酶是一种专门水解蛋白质的水解酶。一定条件下，蛋白酶能分解 肉的肌纤维，结缔组织的蛋白质，甚至是弹性蛋白，使蛋白质的各级空间结构发生变 化，部分肽键断裂，肉料吸水膨胀，质地变嫩，风味改变。 植物中提取的酶类主要有木瓜蛋白酶、，菠萝蛋白酶、无花果蛋白酶及生姜蛋白酶 等。这些酶对肌肉结缔组织有较强的分解作用，肌肉结缔组织主要有胶原纤维和弹性 纤维组成，羟脯氨酸主要包括在肌肉结缔组织中胶原纤维和弹性纤维里，常作为衡量 结缔组织含量的重要指标。当使用这些酶对肉类进行嫩化时，使同肉类嫩度关系密切 的羟脯氨酸降解可达1 1 4 4 3 ，嫩化效果十分显著嗍，所以测定肉中游离羟脯氨酸 含量可以间接地反映肉制品中结缔组织含量，即肉制品的嫩度。木瓜蛋白酶主要通过 水解胶原蛋白和肌原纤维蛋白来提高牛肉嫩度。近年来，生姜蛋白酶以成本低廉受到 国内外研究者的重视。生姜蛋白酶是一种硫醇蛋白酶，最佳作用温度为6 0 。c ，在7 0 时该酶迅速发生变性作用，对胶原蛋白的水解要比对肌动球蛋白大好几倍“0 1 。 内蒙古农业大学硕士学位论文 5 酶的使用方法有注射法和浸渍法两种，注射法又可分为宰前注射和宰后注射。宰 前注射法是在宰前1 0 3 0 m i n 注入蛋白酶制剂，用量为体重的2 0 m l k g - 1 5 0m l k g ， 氧化型的蛋白酶进入机体后在内源还原物质的作用下慢慢转化为还原型而发挥嫩化 作用，活体注射酶靠血液流动很快进入肌肉，但分布不均匀，尤其对内脏组织的破坏 很大，脏器的综合利用受到限制。宰后注射法是在动物屠宰放血后，用压力注射器将 酶注入到畜体内，然后滚揉均匀，使肉嫩化。浸渍喷淋嫩化法是将肉块浸入酶液中或 在表面喷淋酶液，以达到嫩化目的。 、 1 3 2 保水性 肉的保水性也称系水力或系水性，是指当肌肉受到外界作用时，如加压、切碎、 加热、冷冻、解冻、腌制等加工或贮藏条件下保持其原有水分与添加水分的能力。它 对肉的品质有很大的影响，是肉制品评定时的重要指标之一。 1 3 2 1影响保水性的因素 影响肌肉系水力的因素很多，主要分内部因素和外部因素。 内部因素主要有：( 1 ) p h 值，p h 对肌肉系水力的影响实质上是蛋白质分子的静 电荷效应。蛋白质分子所带有的静电荷对系水力有双重意义：一是静电荷是蛋白质分 子吸引水分子的强有力的中心，二是由于静电荷增加蛋白质分子间的静电排斥力，使 其网络结构松弛，系水力提高。当静电荷数减少，蛋白质分子间发生凝聚紧缩，使系 水力降低。肌肉p h 接近等电点时( p h 5 0 5 4 ) ，静电荷数达到最低，这时肌肉的系 水力也最低。( 2 ) 尸僵和成熟对肌肉系水力的影响，肌肉的系水力在宰后的尸僵和成 熟期间会发生显著的变化。刚宰后的肌肉，系水力很高，但经几小时后，就会开始迅 速下降，一般在2 4 2 8 h 之内，经过了这段时间系水力会逐渐回升。僵直解除后，随 着肉的成熟，部分肽链断裂，使电荷数量增加，肉的系水力会逐渐回升，其原因除了p h 的回升外，还与蛋白质的变化有关。( 3 ) 动物因素，畜禽的种类、年龄、性别、肌肉 部位及宰前后处理等，对肉的保水性都有影响。 外部因素主要有：( 1 ) 无机盐对肌肉系水力的影响，对肌肉系水力影响较大的无 机盐有食盐和磷酸盐等。食盐对肌肉系水力的影响与食盐的使用量和肉块的大小有 关，还与肌肉的p h 有关。磷酸盐的种类很多，但在肉类中常用磷酸盐的钠盐，如三 聚磷酸钠、焦磷酸钠、酸性焦磷酸钠、六偏磷酸钠等，一般用量在3 9 k g 5g k g 。 磷酸盐通过改变蛋白质电荷的电势来提高肉体系的离子强度，并使p h 值远离蛋白的 等电点。肌肉蛋白在等电点( p h 值约5 4 ) 时持水性最差。添加磷酸盐可将肉制品的p h 值提高到6 0 6 4 的理想范围内。磷酸盐首先使电荷之间互相排斥，在蛋白质和蛋白 质之间产生更大的空间，即蛋白质的“膨润”。“膨润 使肉组织可包容更多水分，从 而提高肉的持水性n ”。另外，蛋白质上的电荷也发生变化，使蛋白质主链结合更多水 6 传统蒙古牛肉干工艺的改进研究 分。但是磷酸盐使用过多时，能在肠道中与钙结合成难溶于水的正磷酸钙，从而降低 钙的吸收，钙和磷比例不恰当的食品，会导致从人体骨骼组织中释放钙或磷的不足部 分。持续时间长会造成发育迟缓，骨骼畸形，骨和齿质量不好，长期大量摄入磷酸盐 可导致甲状腺肿大，钙化性肾机能不全等n 射。( 2 ) 大豆蛋白，在肉的腌制或加工过程 中添加外源性的蛋白质能改善保水性，有利于提高肉制品的嫩度。最常用的是大豆浓 缩蛋白和大豆分离蛋白，大豆浓缩蛋白溶解性较差，且随着浓度的增加，盐水黏度明 显增加，使盐水成分在肉块中的扩散受到影响，因而在肉制品中使用有限。大豆分离 蛋白分散性和溶解性好，在高盐溶液中也很稳定，最适宜配制蛋白质盐水。大豆蛋白 的添加量应控制在1 0 0 9 k g 以以内，最好在5 0g k g _ 左右。大豆蛋白结构长链中因 由许多极性基团而能够吸收水分，从而使加工的制品中保留住水分。( 3 ) 卡拉胶、黄 原胶、瓜尔豆胶、琼脂、明胶、海藻酸钠、刺槐豆胶等食用胶在肉类产品中使用最为 广泛。黄原胶( x a n t h a ng u m ) 是一种类白色或浅米黄色粉末，具有增稠、悬浮、乳化、 稳定作用。黄原胶无味、无毒、食用安全、易溶于水、耐酸碱、高盐环境，抗高温、 低温冷冻，抗生物酶解，抗污染能力强，在水溶液中呈多聚阴离子，具有独特的理化 性质，低浓度溶液具有高粘度的特性( 1 水溶液的粘度相当于明胶的1 0 0 倍) ，是一 种高效的增稠剂。此外，黄原胶还有提高动物免疫力的作用。黄原胶目前世界上性能 最优越的生物胶之一。黄原胶广泛应用于各种肉制品的加工，在方火腿、圆火腿、午 餐肉、红肠等肉糜制品中使用黄原胶可明显提高制品的嫩度、色泽和风味，还可以提 高肉制品的持水性，从而提高出成率。海藻酸钠( s o d i u ma l g i n a t e ，n a a l g ，简称a g s ) 是从褐藻类的海带或马尾藻中提取的一种多糖碳水化合物，是由1 ，4 聚一1 3 d - 甘 露糖醛酸和q l 古罗糖醛酸组成的一种线型聚合物，是海藻酸衍生物中的一种，所 以有时也称褐藻酸钠或海带胶和海藻胶，其分子式为( c 6 h 7 0 6 n a ) n ，相对分子量在3 2 0 0 0 - - - 2 0 00 0 0 k u 之间n 棚，海藻酸钠为白色或淡黄色粉末，几乎无臭无味，易溶于水，糊 化性能良好，加入温水使之膨化。吸湿性强，持水性能好n 钔，另外海藻酸钠是人体不可缺 少的一种营养素食用纤维，对预防结肠癌、心血管病、肥胖病以及铅、镉等在体 内的积累具有辅助疗效作用，在日本被誉为“保健长寿食品，在美国被称为奇妙的食 品添加剂n 帕。它作为海藻胶的一种，以其固有的理化性质，能够改善食品的性质和结 构。海藻酸钠具有低热无毒、易膨化、柔韧度高的特点，将其添加到食品中可发挥凝 固、增调、乳化、悬浮、稳定和防止食品干燥的功能n 刀。 这些食用胶在肉制品中的作用主要为：( 1 ) 肉的凝胶保水作用。保水性差造成 大多数肉制品e l 感粗糙、切片性差、出成率低。通过添加能够与水有较强亲合作用的 物质就可以增加肉的持水能力。食用胶的吸水比例可达数十倍，原理为食用胶的分子 结构中含有强离子性基团，能和游离水形成额外的氢键。同时，食用胶能和蛋白反应， 形成强有力的三维空间结构一凝胶。这样，食用胶就能牢牢的把游离水份“锁住 ， 在加热、杀菌等加工过程中，水分就不会大量流失。( 2 ) 对蛋白质的保护作用。肉的 内蒙古农业大学硕士学位论文 7 蛋白质分为水溶性蛋白、盐溶性蛋白和硬蛋白，它们赋予肉食令人愉悦的口感。但经 过长时间的加工、热处理，许多蛋白质会发生变性、分解。如果肉的保水性差，就会 造成蛋白类物质的流失、风味受到很大的影响，而且造成肉制品的粉质感以及脱水、 收缩等不良质构。食用胶能和蛋白质( 氨基酸) 的极性部分发生反应，把水溶蛋白、盐 溶蛋白以及后添加的其它蛋白更有效地结合在食用胶形成的凝胶体系中，再加上食用 胶的保水作用，从而最大限度的保留肉制品中的味觉、嗅觉分子，并使得肉制品有弹 性、耐咀嚼、柔嫩多汁。( 3 ) 增强分散体系的稳定性。乳化、稳定性食品胶添加到 肉汁中后，体系黏度增加，体系中的分散相不容易聚集和凝聚，因而可以使分散体系 稳定。肉汁中食品胶的作用方式通常不是按照一般乳化剂的亲水一亲油平衡机制来完 成的，大多数是通过增稠和增加水相粘度以阻止或减弱分散的油粒小球发生迁移和聚 合倾向方式来完成的。有些食品胶，如阿拉伯胶和明胶也可以通过保护、覆盖胶体的 作用方式达到稳定乳化的功能，即胶粒被体系吸收后在分散的小球粒或颗粒周围形成 覆盖膜层，并将电荷表面均匀分配给覆膜颗粒使其相互排斥而形成分散的稳定体系。 也有一些亲水胶体能起到表面活性剂的作用，可以降低体系的表面张力以达到乳化稳 定的功能。( 4 ) 作为肉品的被膜剂。食品胶可用作被膜剂，覆盖于肉品的表面，通 常与酸类、防腐剂等共同食用，可以在食品表面形一层保护性薄膜，保护肉品不受氧 气、微生物的作用，起保质、保鲜、保香或提高光泽度等作用n 町。 1 3 3 色泽 色泽是评价肉类品质的另一重要指标，在进行肉制品加工过程中，为了改善肉制 品的颜色，常使用发色剂。亚硝酸盐是肉制品加工过程中最常用的发色剂。肉制品制 作过程中加人亚硝酸盐，其与肉中的乳酸产生复分解作用而形成亚硝酸，亚硝酸再分 解产生氧化氮，氧化氮与肌肉纤维细胞中的肌红蛋白结合而产生鲜红色的亚硝基肌红 蛋白或亚硝基血红蛋白，使肉制品具有鲜艳的玫瑰红色。另外，亚硝酸盐由于其供肉 制品获得较高的氧化还原电势，因此它又是良好的抑菌剂，它在4 5 一o 范围内对金 黄色葡萄球菌和肉毒梭菌的生长起到抑制作用n 町。而且亚硝酸盐具有腌制作用，可促 使肉制品风味的成熟，增加肉制品的弹性和稳定性，防止脂肪氧化等。尽管近代研究 揭示了亚硝酸盐残留可能导致的致畸致癌性，肉品加工业至今未找到另一更安全而又 能发挥硝盐类诸多功能，更为高效的替代物。现代肉制品加工业的原则是严格控制其 添加量和使用范围，尽可能少而又能达到必需的发色、防腐作用踟。 1 4 生姜汁的特性 姜是姜科姜属多年生草本植物，日本、印度等东南亚国家以及南非、北美和澳大 利亚均有栽培，生姜又是传统的中药材，还是烹饪中不可缺少的香辛调味料。在肉类 烹调中，加入生姜或制品，对肉类有增味、嫩化、去腥、去膻、增鲜、添香、护色、 8 传统蒙古牛肉干工艺的改进研究 清口等功效幢。自1 9 世纪初开始，姜就被广泛的进行研究，但直至l j 7 0 年代后，人们对 生姜的化学成分与感官特性的关系才有初步的认识。目前，国外广泛采用超临界c 0 2 等现代工艺技术提取生姜中的有效成分，进而制成各种深加工产品，使生姜已逐渐成 为食品工业的重要原料之一。1 9 7 3 年，t h o m p s o n 陋1 等人从生姜根茎中提取了生姜蛋白 酶，并命名为z i n g i b a i n 。日本、德国等国家对生姜蛋白酶的提取、纯化、性质进行了 较多的报道，h a s h i m o t o ，a k i h i k o 池1 等人认为该酶分子量为3 0 ，0 0 0k u 。生姜蛋白酶与 木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶一样也是一种硫醇蛋白酶，在国内，赵帜平等人用苯酚一硫 酸法鉴定证实，生姜蛋白酶的化学本质是一种糖蛋白晗劓。在植物来源的蛋白酶中，木 瓜蛋白酶( p a p a i n ) 、无花果蛋白酶( f i c i n ) 、菠萝蛋白酶( b r o m e l a i n ) 已经被广泛的研 究，并应用于肉的嫩化，但对生姜蛋白酶( g i n g e rp r o t e a s e z i n g i b a i n ) 的研究和在食品 加工中的应用报道较少。生姜蛋白酶在食品加工中的应用主要是肉的嫩化，果蔬汁、 啤酒、葡萄酒的澄清，动、植物蛋白的分解，焙烤食品中面团调节剂，乳制品凝固剂， 化妆品添加剂等嘲1 。 生姜蛋白酶在常温下放置活性很快降低乜7 1 。张平平经研究得出结论：生姜蛋白 酶在3 0 保温3 0 m i n ，酶活力不会降低。随着温度进一步升高，酶活性下降，6 0 、 7 0 、8 0 时，该酶的半衰期( 即酶活丧失5 0 所需的时间) 分别为1 7 、1 2 和3 m i n 。 a d u l y a t h a m 认为，粗酶在5 存4 d 时，其活力已损失了8 0 ，粗酶的半衰期从5 的2 o 1 6 d 降至3 0 的1 7 m i n 。v c 能使生姜蛋白酶稳定，在5 。c 保存1 4 d 没有活力损失。在 6 0 时，生姜蛋白酶的半衰期是2 3 m i n ，添 j h 2 m l k 茸1 v c 后变成2 4 m i n 。当温度低于 。5 0 1 2 时，生姜蛋白酶完全可以被v c 稳定。生姜蛋白酶活性降低的一些可能原因是巯 基被氧化。巯基与s 0 2 的相互转化，形成了醌一硫醇复合物，巯基基团被强金属离子环 绕，形成氨基一硫醇复合物，并且自降解。生姜蛋白酶也可以因为氢键或静电作用而 与单宁结合。 从鲜姜中提取的粗酶很快褐变。这一过程可能：在内源多酚氧化酶的作用下，多 酚氧化形成醌类化合物。醌进而可以和氨基、巯基以及生姜蛋白酶中的其他亲核残基 反应，因此导致了酶活性的降低。d d t 和v c 都是褐变的抑制剂，然而，前者并不能 稳定生姜蛋白酶。显然，对酶褐变的抑制理论不能说明v c 稳定生姜蛋白酶活性的机 理。 在食品生产、加工和贮藏的过程中，细菌、酵母菌等微生物的侵袭是食品腐败的 主要因素，它能导致食品产生各种不良风味，缩短保质期，降低营养价值，某些氧化 产物还具有致毒及其他副作用，严重威胁人的身体健康1 。介此，很多都在油脂类 食品中添加抗氧化剂以有效地抑制或预防氧化反应的发生。目前，广泛应用于食品中 的抗氧化剂有二丁基羟基甲苯、没食子酸丙酯和丁基羟基茴香醚。然而，随着人们生 活水平和物质文化的不断提高，人们倾向于选择安全性高的天然食品防腐剂，利用 生姜汁提取物作为食用防腐剂，可以防止油脂类食品贮存过程中产生的自由基，即 内蒙古农业大学硕士学位论文 9 脂肪酸自动氧化导致的败坏，从而延长含油食品的保质期，达到保鲜抗氧化效果。 生姜汁中具有抗氧化性的物质主要是姜辣素( g i n g e r o l s ) 类和二苯基庚烷 ( d i a r y l h e pt a n o i d s ) 类化合物。姜辣素可以通过丙酮提取法、乙酸乙酯提取法、乙醇提 取法以及结合柱层析的薄板层析法等方法提取嘲，它是一种不具有挥发性的深琥珀 色至深棕色半流体物质，几乎不溶于水，醇溶度也较低，有很强的抗氧化性。从2 0 世 纪7 0 年代h i m s u e 等发现生姜具有很强的抗氧化作用； 国内李爱华、黄雪松、何文 珊等也分别对生姜的抗氧化作用进行过研究和报道随删，从分子结构上看，生姜的姜 辣素类及二苯基庚烷类化合物均具有酚基、羟基或烯链结构，是极好的氢或电子供体， 由于形成的酚类游离基中间体的共振非定域作用和没有适合分于氧进攻的位置，比 较稳定，不会引发新的游离基或者由于链反应而被迅速氧化，因此具有很强的抗氧 化活性。鉴于生姜蛋白酶的上述功能在本研究中用于处理原料肉。 1 5 真空干燥理论 在常压下的各种加热干燥方法，因物料受热，其色香味和营养成分均有一定损失。 若在低压条件下，对物料加热进行干燥，就能更有效地保持食品的品质。在一定的真 空度状态下，水分的蒸发温度相应降低，如果能够维持干燥室内持续的低压环境，那 么水分就能不断地从食品表面蒸发，食品随之干燥。干燥室内的压力越低，食品表面 水分蒸发所需的温度就越低，食品就不需要被加热到更高的温度，能实现快速干燥d 引。 真空干燥的过程是将被干燥物料放置在密闭的干燥室内，在真空系统抽真空的同时对 被干燥物料不断加热，使物料内部的水分在压力差和浓度差的推动下扩散到表面，水 分子在物料表面获得足够的动能，在克服分子之间的相互吸引力后，逃逸到真空室的 低压空间，从而被真空泵抽走。 特点：( 1 ) 物料在干燥过程中温度低，避免过热。在真空状态下，7 水的沸点降 低，在真空下操作也就是在低温下操作，可避免在高温下营养成分的破坏，同时提高 了干燥速度，能将物料干燥到水分含量很低。( 2 ) 在真空系统中，单位体积内的空 气的含量低于大气中的含量，在这项对缺氧的环境中进行食品干燥可以减轻甚至避免 食品中脂肪的氧化、色素褐变或其他氧化变质。( 3 ) 真空干燥可消除常压干燥情况下 容易产生的表面硬化现象。常压热风干燥。在被干燥物料表面形成流体边界层，受热 汽化的水蒸汽通道流体边界层向空气中扩散，干燥物内部水分要向表面移动。如果其 移动速度赶不上边界层表面的蒸发速度，边界层水膜就会破裂，被干燥物料表面就会 出现局部干裂现象，然后扩散到整个外表面，形成表面硬化。真空干燥物料内和表面 压力差较大，在压力梯度作用下，水分很快移向表面，不会出现表面硬化。 1 6 食品的玻璃化转