生姜蛋白酶嫩化牛肉效果的研究

食品-Il斜妓 Science and Technology of Food Industry 食长景 刑 生姜蛋白 化牛 效果的研究 孙国梁 ，孑L凡敏 ，刘 涛 ，王玉林。，唐晓珍 (1．山东农业大学食品科学与学院，山东泰安271018；2．黄岛出入境检验检疫局，山东青岛266555； 3．山东省科技厅科学器材供应服务站，山东济南250000) 摘 要：研究了生姜蛋白酶对牛肉的嫩化效果，对酶用量、pH、处理温度、处理时间进行了测试，并且进一步通过L (3 ) 正交实验选择出最佳~4Lzr-艺。结果明：生姜蛋白酶对牛肉的嫩化效果十分显著，通过正交实验确定的生姜蛋白 酶对牛肉嫩化的最佳2~-艺条件是：酶用量为0．06％，pH为7．0，处理温度为50~C，处理时间为2b。 关键词：生姜蛋白酶，牛肉嫩化，剪切力 Study on tenderization of beef by ginger proteases SUN Guo—liang。 ， KONG Fan—rain ，LIU Tao ，W ANG Yu—lin ，TANG Xiao—zhen ’ (1、College of Food Science and Engineering，Shandong Agricultural University，Tai’an 271018，China； 2、Huangdao Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau，Qingdao 266555，China； 3、Science Device Supplies and Service Station of Science and Technology Department of Shandong Province，Jinan 250000，China) Abstract：The tenderization of beef by ginger protease was studied．The single factor such as enzyme density， pH，p retreatment tempe rature．p retreatment time were determined，and fu rther chose the best tender craft parameter th rough L (3 )orthogonal experiment、The result indicated the ginger p rotease could tenderize beef remarkably．Through the orthogonal experiment，the best technological conditions of tenderization of beef by ginger protease were：density 0．06％ ，pH 7．0，treatment temperature 50oC，treatment time 2h． Key words：ginger p roteases；tenderization of beef；shear force 中图分类号：TS202．3 文献标识码：A 文 章 编 号：1002—0306(2008)03—0244-03 生姜 蛋 白酶 作 为 肉类 嫩 化 剂 ，国 内 外 均有 资料 报道 ，一 般认 为其 嫩 化机 埋 是 ：生 姜 蛋 白酶可 分解 胶 原 蛋 白和肌 动球蛋 白 ，从 而使 肉嫩 化 ，且 对 胶 原 蛋 白 的分解 能 力要 l：gX,j-肌 动球蛋 白的分 解能 力 高 出好几 倍 。该酶 可 降解 肌 原 纤 维 ，导 致 肌 原 纤 维 的断 裂 而 提 高 肉类 的嫩 度 。俞 沛初 等 ⋯通过 对鸡 肉 、牛 肉注入 不 同剂量 牛 姜 汁 以及 牛 肉在 姜 汁 液 中浸 泡 的实 验 ， 初 步探 明生 姜 汁 对 肉类 有 明 显 的致 嫩 效 果 。唐 晓 珍 报道 了生 姜 汁和生姜 蛋 白酶对 猪 肉的嫩 化效果 ， 并指 出生 姜 汁 可 以 直 接 在 肉类 嫩 化 中应 用 ，确 定 了 生姜蛋 白酶 嫩 化 猪 肉的 最 适 条 件 。Naveena等 研 究 了姜 汁对 印度水 牛 肉的嫩 化 效 果 ，结 果 表 明 ：姜 汁 处 理增加 了样 品 的胶 原 蛋 白溶解 度 ，促 进 T肌 浆 蛋 白以及肌 原纤 维蛋 白的分 解 ，降低 了剪 切 力 ，肌 肉蛋 白质 的 电泳 图案 中蛋 白带 数 量减 少 ，同样 表 明 ，生 姜 蛋 白酶具 有』一泛 的蛋 白水 解 能 力 。经姜 汁 处理 过 的 肉具 有 了 良好 的外 观 、风 味 、嫩 度等 。生 姜 蛋 白酶 对 收稿 日期：2007—07—26 {通讯联系人 作者简介：孙国梁(1982一)，男，在读硕士，研究方向：功能食品的开发。 基金项目：山东省 自然科学基金项 目(Q2004B01)；山东省科技攻关项 目(2007GC30009002)。 肉类 的嫩 化作 用 受 到 酶 用量 、pH、处 理 温 度 、处 理 时 问等 因素 的影 响 ，本 文 综 合 研 究 影 响 生 姜 蛋 白酶 嫩 化牛 肉的各 个 因 素 的作 用 规 律 ，并 采 用 正 交 实 验 确 定生 姜蛋 白酶嫩 化 牛 肉的最 佳条 件 。 1 材料与方法 1．1 材料与设备 生姜蛋 白酶 本 实 验 室 提 供 ，采 用 丙 酮沉 淀 法 和硫 酸铵 沉淀 法从 生 姜 中提 取 ，活 性 约 为 5000U／g， 按照 Folin一酚法 定义 ，在 一定 温 度 (40~C)下 ，每分 钟 分解 酪蛋 白产生 l g酪氨 酸所 需 要 的酶 量 为一 个 酶 活力单 位 ；新 鲜 牛 肉 牛 背 肌 ，购 于 泰 安 市 银 座 商 城 ，宰 后冷却 排酸 24h。 电热恒 温水 浴锅 ，TA—XT2i物性 测 定仪 ，pHs一3 型酸度 计 ，实验室 常规 仪器设 备 等。 1．2 实验方法 1．2．1 处 理方 法 将 牛 肉剔 除可 见 的结 缔 组 织 及脂 肪 ，切 成 长 宽 高 各 3cm 的方 块 ，在 不 同 条 件 下 ，用 1OOmL生 姜蛋 白酶溶 液浸 泡处 理后 ，室温 静 置 5h，然 后 测定 其剪 切力 ，以确 定嫩化 牛 肉最佳 工艺 条件 。 1．2．2 测试 方 法 采 用 Warner—Bratzler(W—B)剪 切 方法 。将处理好 的牛 肉在 85℃的水浴浸泡 1h，使 肉样几何 中心温度 为 75oC，保 温 20min。然后 冷却 至 维普资讯 http://www.cqvip.com 食蟊景 剂 食品摹iI斜技 室温 ，放 入 冷藏 箱 (0～4qC)过夜 。从 肌 肉块 中顺 肌纤 维 方 向取截 面积 为 1cm 的 肉柱 ，然后 用 物 性 测 定 仪 测 定 。 1．2．3 实 验设 计 以酶 用 量 、pH、处 理 温度 、处 理 时 间为影 响 因素 ，进行 单 因素 实 验 ，并 在此 基 础 上 设 计 四因 素 三 水 平 的 正 交 实 验 。 每 个 实 验 重 复 处 理 2 次 ，每个 重 复处 理制 成 3个 肉样 进 行 测 定 ，以最 大 剪 切力 的 '-F均值 为指 标 。不 同 的单 因素 实 验使 用 的不 是 同一 肉块 ，因此在 剪 切力 范 围上可 能 存在 差异 。 1．2．3．1 酶 用 量 的影 响 配 制 0．01％～0．05％ 不 同浓 度 的生姜 蛋 白酶溶 液 lOOmL，在 常温 下 浸泡 肉样 1h。 1．2．3．2 pH 的影 响 配 制不 同 pH、浓 度 为 0．03％ 的 生姜蛋 白酶溶 液 ，在常 温下 浸泡 肉样 1 h。 1．2．3．3 处 理 温 度 的 影 响 配 制 pH 为 6．0、浓 度 为 0．03％ 的生姜 蛋 白酶溶 液 ，在 40％ 的水浴 中浸泡 肉样 1～3h。 1．2．3．4 处 理 温 度 的影 响 配 制 pH 为 6．0、浓 度 为 0．03％ 的生姜 蛋 白酶溶 液 ，在 20～60~(2不 同温 度 的水 浴 中浸泡 肉样 1h。 2 结果与 2．1 酶用量对生姜蛋白酶嫩化牛肉效果的影响 由图 1可 以看 出 ，随着 酶 用 量 的 增加 ，生 姜 蛋 白 酶作 用 的强度 也 增加 ，肉的最 大 剪 切 力 逐 渐 降 低 ，肉 的嫩度也逐 渐增大。说 明在适宜范 围 内，酶 的用量 越 大 ，嫩 化效 果越 好 。 这是 因为 酶 用 量 越 大 ，反 应 速 度也 越快 ，单 位 时 间 内对 牛 肉蛋 白质 的 降 解 程 度 也 越 大 ，因此嫩 化效 果 越 好 ；但 当生 姜 蛋 白酶 用 量 过 大 时 ，必 然造 成 牛 肉蛋 白质 的过 度 降 解 ，使 其 失 去 作 为 牛 肉的食 用价 值 和 商 品 价值 。经 生姜 蛋 白酶 处 理 的牛 肉的剪 切 力值 与 未 处理 的牛 肉 的剪 切 力值 相 差 较 大 ，酶 用 量对 牛 肉剪切 力 的影 响显 著 (P<0．05)。 酶用量(％) 图 1 酶用量对生姜蛋白酶嫩化牛肉效果的影响 2．2 pH对生姜蛋白酶嫩化牛肉效果的影响 由图 2可 以看 出 ，当生 姜 蛋 白 酶 溶 液 的 pH 为 6．5时 ，肉的最 大剪 切 力平 均 值 最 ／1,。一 方 面 这 可 能 是因为此 pH可使生姜蛋白酶处于其 最佳构象状 态 ， 有 利于其 活 性 的发 挥 ，另 一 方面 可 能 是 因为 在 此 pH 下 ，牛 肉 中的 肌纤 维 蛋 白质 以及 胶 原 蛋 白 的溶 解 状 态 有利 于其 与生 姜 蛋 白酶 接 触 ，因而 降 解 程度 较 大 。 在 pH5．0时 ，有 一小 低 峰 ，说 明此 时 生 姜 蛋 白酶 活 力 稍 高 ，这 可能 是 因 为 所 提 取 的 生 姜 蛋 白酶 是 多 种 蛋 白酶 的混合 物 ，某 些 可 使 肉类 剪 切 力 降 低 的酶 类 在 此 pH下 酶 活力较 高所 致 。pH 对 牛 肉剪 切 力 的影 响 显著 (P<0．05)。 2．3 处理时间对生姜蛋白酶嫩化牛肉效果的影响 一 尽 j Vo!．29．N o．03．2008 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0000 5 5．5 6 6．5 7 pH 图2 pH对生姜蛋白酶嫩化牛肉效果的影响 由图 3可 以看 出 ，当 处 理 时 间在 1～2h时 ，随着 处 理 时间 的延 长 ，生 姜 蛋 白酶持 续 降解 牛 肉蛋 白，牛 肉的剪 切力 值逐 渐 减 小 ；继 续延 长处 理 时 间 ，牛 肉的 剪 切力值 有 所减 小 但 变 化 不大 。这表 明生 姜 蛋 白酶 在 2h内即可作 用完 全 ，继 续 延 长 时 间其 作 用 已不 明 显 ，可 能是 长 时 间导 致 生 姜 蛋 白酶 活 性 的 降低 或 丧 失 ，其对 牛 肉蛋 白质 的 降解 达 到 平衡 状 态 ；也 可 能是 由于 牛 肉的 降 解 改 变 了溶 液 成 分 ，而 不 利 于 生 姜 蛋 白酶活 性 的发 挥 。处 理 时 间 对 牛 肉剪 切 力 的影 响 不 显著 (P>0．05)。 处理时『司(h) 图3 处理时间对生姜蛋白酶嫩化牛肉效果的影响 2．4 处理温度对生姜蛋白酶嫩化牛肉效果的影响 由图 4可 以看 出 ，当处 理 温度 在 20～50℃ 时 ，随 着温度的升高 ，生姜蛋 白酶作用增强 ，相同条件下牛 肉中蛋 白质 的降解增加 ，因而使 牛肉的剪切力逐渐 减小 ，肉的嫩 度 逐 渐增 大 ，在 50~(2时 ，牛 肉 的最 大 平 均剪 切力 最 小 ，生 姜 蛋 白酶对 牛 肉的嫩 化 效 果 最好 ； 继续升高温度 ，牛肉的剪切力反而增大，说 明肉的嫩 度 降低 。这 是 因 为在 较 高 温 度 下 ，尽 管 生 姜 蛋 白酶 活 性较 高 ，但 短 时 间 内 即可 失 活 ，因此 不 利 于其 充 分 发 挥作 用 ；另 一 方 面 ，高 温 下 ，牛 肉蛋 白质 发 生 变 性 而 使 牛 肉老 化 。处 理 温度 对 牛 肉剪切 力 的影 响显 著 (P<0．05)。 15000 14000 13000 12000 星11000 10000 9000 8000 20 30 40 50 60 温度(℃) 图4 处理温度对生姜蛋白酶嫩化牛肉效果的影响 2．5 生姜蛋白酶嫩化牛肉的正交实验 在单因素实验的基础上，对酶用量、pH、温度 、时 间 四因素进行 正交实验 ，因素水平见 表 1，结果见 表 2。 (下转 第 248页) 维普资讯 http://www.cqvip.com 食品，业斜妓 Science and Technology of Food Industry 表 4 肝脏样品的回收率实验(n=6) 3 结论 3．1 建立 了一 种 快 速 检 测 动物 肝 脏 中 SAL残 留的 荧 光光 度 检测 法 。 此 方 法 前处 理 简 单，检 测 方 法 灵 敏 ，整个 检测过 程 只需 20～30min，达到 了简便 、快 速 、 准确 的 目的。 3．2 从实验 结果 可看 出 ，该 方法 的线性 范 围较 宽 ，精 密度和 回收 率 良好 ，说 明此 方 法 能 ?蓠足 实 际 检 测 中 的要 求 。 食 ；9『全 参考文献： [1]Warriss P D，Kestin S C，RolpH T P，et a1．The effects ofthe bata—adrenergie agonists salbutamol on meat quality in pigs[J]． Journal of Animal Science，l990，68(1)：l28～136． [2]William J，Carter，Mary E Lynch．Comparison of the effects of salbutamol and clenbuterol on 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肉嫩 化 效 果显 著 ，在 单 因素 实 验基 础上 ，通 过 正 交 实 验 确定 的 生 姜 蛋 白酶对 牛 肉 嫩化 的最 佳上 艺条件是 ：酶用 量为 0．06％ ，pH为 7．0， 预处理温度为 50qC，预处理时问是 2h。在该条件下 ， 用生姜蛋 白酶溶液对牛 肉进行浸泡处理 ，可使 牛肉 的嫩度达到最佳使用状态 ，且颜色 良好 ，柔嫩多汁并 具有 良好的弹性 ，食用品质得到显著提高。 3．2 通 过正交 实 验 的方 差 分 析 可 以看 出 ，生 姜蛋 白 酶对 牛 肉的嫩 化 作 用 中 ，酶 用量 和 预处 理 温 度对 嫩 化效果 影 响显著 ，预处理 时 问和 pH 对嫩 化 效果 影 响 不 显著 。 参考文献： [1]俞沛初 ，胡一匡．生姜汁对 肉类致嫩效应初探[J]．上海 农学院学报 ，1994，12(2)：96-99． [2]唐晓珍 ，黄雪松，王明林，等 ．生姜蛋 白酶和生姜汁对猪 肉嫩化效果的比较[J]．山东农业大学学报(自然科学版)， 2003，34(1)：15～l8． [3]Naveena B M，Mendiratta S K．Tenderizatlon of spent hen meat using ginger extract[J]．British Poultry Science，2001，42： 344～350． [4]J J Boleman，R K Miller，et a1．Consumer evalutionof beef of known categories of tenderness[J]．J Anita Sci，1997，75：1521 ～ 1524． [5]韩玲．冷却牦牛分割肉酶嫩化技术研究[J]．农业工程学 报，2003，19(2)：171～175． 维普资讯 http://www.cqvip.com