牛肉的營養價值及其嫩化技術研究進展

王佳佳 鄧源喜 胡婉茹 楊寧寧 王丹丹 丁歡 姚寶琴

摘? 要：該文分析了牛肉的營養價值以及影響牛肉嫩化程度的因素，重點介紹了牛肉嫩化的物理方法、化學方法和生物方法，并對其未來發展前景進行了簡要分析，以期為牛肉的加工和利用提供理論依據。

關鍵詞：牛肉;營養價值;影響因素;嫩化技術

中圖分類號 TS251.5文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2019）13-0140-03

Abstract：This paper introduces the nutritional value of beef and the factors that affect the tenderness of beef.The physical， chemical and biological methods of beef tenderization were mainly introduced. the prospects of its future development were briefly analyzed in order to provide a theoretical basis for the processing and utilization of beef.

Key words：Beef;Nutrient value;Influencing factor;Tenderness technology

牛肉營養價值高，味道鮮美，經常食用牛肉，可以補氣養血，滋養益胃，利水消腫，強健肌肉和筋骨。牛肉中的蛋白質含量一般在20%以上，高于羊肉和豬肉，并且脂肪含量較低，一般在10%左右。牛肉中富含B族維生素，如維生素B6、維生素B12，礦物質種類也較齊全，如鈣、鋅、鐵等[1]。近年來，隨著人們健康意識的提升，越來越青睞于富含營養的肉類，牛肉越來越受到了大眾的歡迎。

嫩度是指肉進入人口中進行咀嚼時所產生的感覺，其決定了肉的食用價值。它是由肌肉蛋白質分子之間的相互作用力、肌肉中結締組織的分布、密度和性質等因素共同控制的[2]。嫩度影響牛肉的質量以及消費者對牛肉及其制品的喜愛程度[3]。探索牛肉的嫩化機理，有助于提高牛肉的質量，促進牛肉產業蓬勃發展。本文就牛肉的營養價值及其嫩化技術進行了概述，并展望了其開發應用前景，旨在為牛肉食品的開發應用提供參考。

1 牛肉營養價值概述

牛肉含有豐富的蛋白質、維生素以及礦物質，并且脂肪與膽固醇含量比其他肉類低，味道鮮美、營養價值高，可以提高機體的抗病能力，有多重功效[4]。牛肉可以補血和加快受傷組織恢復，促進身體痊愈，所以受傷患者可以在膳食中適當的增加牛肉的攝入量。研究表明，牛肉具有抑制癌細胞病變的活性成分，常吃牛肉可以防癌;牛肉中的蛋白質含量豐富且種類較多，與人體所需的蛋白質構成相近，可為人體提供充足的能量。牛肉的蛋白質含量遠高于豬肉的，而脂肪和膽固醇的含量低于豬肉的，因而減肥人群、高血壓人群等較適宜食用牛肉。在日常消費中，可以適當減少豬肉的用量，增加牛肉的含量。牛肉中所含的維生素B6，有助于治療口腔潰瘍以及預防糖尿病的作用;牛肉中所含的維生素B12，有助于增強記憶力以及促進碳水化合物、脂肪等的代謝;牛肉中富含鋅，有助于傷口和創傷的愈合、促進生長發育以及增強人體免疫力;牛肉中含有的鎂，則可以加快胰島素合成代謝的速度，保護神經，有助于預防糖尿病;牛肉中含有的鉀，可以調節體內酸堿平衡，防止泌尿系統發生病變[5]。

2 影響牛肉嫩度的因素分析

2.1 年齡 牛肉在不同年齡的牛之間差異很大。一般來說，幼年牛肉的嫩度比老年的高。盡管老年牛結締組織含量降低，但肌肉的內源蛋白酶抑制劑活性較高，蛋白質分子間相互作用力增大，膠原纖維含量下降，在加熱或酸堿條件下，膠原纖維發生收縮，肉的嫩度變小。因此，在正常情況下，老年牛肉的嫩度低于幼年牛肉的[6]。

2.2 基因型及生長環境 牛的基因型會影響嫩度。不同品種牛的嫩度也會存在差別，但事實上環境因素也起到了很大作用，生長在野外或者經常放養的牛肉嫩度要低于圈養、很少放養的牛肉嫩度。肉的嫩度30%取決于基因型，70%取決于生長環境。不同品種牛肉的嫩度差別等于或者稍低于相同品種的嫩度差別。所有牛肉品種中，46%的嫩度受基因型影響，54%受環境因素影響。由研究結果可知，環境因素對牛肉嫩度的影響高于基因型對牛肉嫩度的影響。因此，在牛的養殖過程中，可以選用嫩度高的基因型牛以及在適宜環境下對牛進行飼養[7]。

2.3 烹調方法和加熱溫度 通過改變牛肉的烹調方法和加熱溫度，可以提高牛肉的嫩度。當牛肉在烹飪過程中，采用煮、燜、燒等烹飪方法時，肉的嫩度要高于采用炒、炸、烤等方法。加熱可以使蛋白質發生變性，從而影響嫩度。加熱溫度的差異也會對牛肉嫩度產生影響，通過實驗控制加熱溫度分別為60℃及68℃，其他條件不變，結果表明，加熱溫度為60℃的牛肉嫩度更高。此外，烹調大理石紋少的肌肉時間短，然而烹調大理石紋多的肌肉時間長。當牛肉的中心溫度在71～77℃時，達到最佳烹調溫度，此時牛肉口感最好[8]。

2.4 膠原蛋白 膠原蛋白是牛肉結締組織的重要組成部分，對肉的嫩度影響較大。通常情況下，肌肉中含有較多膠原蛋白的嫩度反而低，老齡牛肌肉中含有的膠原蛋白比幼年牛肌肉中的多，嫩度卻低于幼年牛的。然而事實并非如此，實際上，膠原蛋白分子間的作用力大小決定了嫩度的高低[9]。Hill F[10]根據年紀大小把牛分為3組，分別為幼、中、老年組，再測定它們膠原蛋白含量，結果表明，中年組膠原蛋白含量低于幼年與老年組。由此可知，總膠原蛋白含量與牛的年紀大小沒有明顯關聯性，隨著牛歲數的增長，膠原蛋白分子之間作用力增大，膠原蛋白結構更加牢固，導致肉的嫩度降低[11]。

3 牛肉嫩化的方法

3.1 物理方法

3.1.1 機械嫩化法 它是指利用機械力使肉嫩化，其嫩化原理是通過外力破壞肌纖維細胞及肌間結締組織，分離肌動蛋白和肌球蛋白，使肉的結構被破壞，保水性與黏著性增加，從而提高肉的嫩度[12]。機械嫩化法適用于嫩度低的肉，嫩化過程所需時間較長，可提高20%～50%的嫩度。其可以分為滾揉嫩化法、重組嫩化法等。滾揉嫩化法是先將肉塊腌好，再進行滾揉，破壞肌纖維，從而增強牛肉的系水力，來提高嫩度。重組嫩化法是先把肉切成小肉塊，然后與磷酸鹽和食鹽攪拌均勻至成型[13]。

3.1.2 超高壓技術嫩化法 在超高壓情況下，牛肉的肌球蛋白與肌動蛋白之間的作用力減小，在環境溫度20℃的情況下，增加壓力、可以使pH值上升，酸度增加使細胞膜中的結締組織發生軟化[14];同時，溶酶體在高壓條件下發生破裂產生蛋白酶，導致肌纖維的結構蛋白被分解。在這2個方面共同作用下，牛肉的嫩度增加。白艷紅等[15]研究了超高壓下牛羊肌肉的感官特征、結構和剪切力大小，以及這些因素對牛羊肌肉的嫩化作用，結果表明，在超高壓處理條件下，牛羊肌肉的剪切力明顯降低，超高壓處理嫩化效果較好、作用均一，可以改善肉的風味、色澤。

3.1.3 超聲波嫩化法 超聲波嫩化是利用聲波對浸入水中需要嫩化的肉產生作用力，造成肌纖維斷裂，溶酶體破裂，導致可溶性蛋白濃度增加，組織結構發生改變。這個過程只需要很短的時間就可以讓肉快速嫩化[16]。超聲波嫩化法是一項新型技術，具有安全、經濟的優點，可以改善肉的口感、質構和持水力。

3.1.4 電刺激嫩化法 電刺激嫩化法的原理是利用電流對肉進行刺激，導致肌纖維結構被破裂，保水性增加，從而提高了肉的嫩度。電刺激加快了肉體內發生的糖酵解反應，使肉的pH值降低，促進蛋白質分解，使肉的嫩度提高[17]。電刺激嫩化法具有加簡單、高效的優點，可以改善肉的外觀、肉色以及口感[18]。但由于電刺激嫩化法存在危險性，所以使用較少。

3.2 化學方法

3.2.1 碳酸鹽嫩化法 碳酸鹽嫩化法是指將其配制成溶液（1%～2%），然后再注射到肉塊中，或者將需要嫩化的的肉塊等放入到溶液中。碳酸鹽溶液通常是堿性的，它可以提高肉的pH值，破壞肉的結構，增強持水性，從而使嫩度增加，并改善肉制品的色澤等，但是也會造成部分營養流失[19]。

3.2.2 鹽酸半胱氨酸嫩化 法鹽酸半胱氨酸的嫩化原理是通過打下酶分子活性基團的-SH基，使酶分子的結構被破壞，激活解胱酶系統，促進活性蛋白酶的釋放，肌肉中的部分蛋白質被其水解，最終提高肉制品的嫩度[20]。

3.2.3 多聚磷酸鹽嫩化法 在肉制品生產、加工中，加入多聚磷酸鹽可以抑制脂肪氧化，增加肉的嫩度，使口感極佳，提高切片性和保水性。嫩化方法是將其配制成溶液，然后注射到肉塊中。通常情況下添加量為0.125%～0.375%，少于0.5%。其作用機理如下，多聚磷酸鹽呈堿性，提高肉的pH;使肌球蛋白的溶解性增加;增大蛋白質靜電斥力;促進肌動球蛋白解離。這種方法可以明顯改善肉的質構[21]。

3.3 生物方法

3.3.1 內源蛋白酶 內源蛋白酶包含鈣激活酶與組織蛋白酶，鈣激活酶的嫩化效果較好，是一種中性蛋白酶，性質穩定，存在于肌纖維Z盤附近及肌質網膜上，可以分解肌原纖維蛋白[22]。其嫩化原理為：動物被屠宰后，肌漿網結構被破壞，鈣離子濃度上升，激活鈣激活酶，使z線發生裂解，釋放肌絲，分解肌原纖維蛋白，破壞其結構，從而提高肉的嫩度[23]。

3.3.2 外源蛋白酶 嫩化肉類的常用外源蛋白酶有植物性蛋白酶（無花果蛋白酶、菠蘿蛋白酶、木瓜蛋白酶等）、微生物蛋白酶（根酶蛋白酶、米曲蛋白酶、枯草桿菌的堿性蛋白酶等）、動物性蛋白酶（胰蛋白酶）等幾類[24]。這些酶的性質穩定，其中植物性蛋白酶的嫩化效果較好。外源蛋白酶可以分解膠原和纖維蛋白，破壞空間結構，增加肉的保水性，從而使嫩度提高，可以改善肉制品的風味和口感[25]。目前，木瓜蛋白酶是市場中的主要嫩化劑種類，其嫩化原理是通過使蛋白質分子發生水解，來改善牛肉的嫩度[26]。并且生姜蛋白酶由于其價格較低，引起了國內外研究者的廣泛關注。也有從一些細菌和真菌中提取的酶，如枯草芽孢桿菌蛋白酶、鏈霉親和素和水解蛋白酶等，這些酶中許多都具有水解蛋白質的功能，可以提高肉的嫩度?？偟膩碚f，外源蛋白酶具有安全、衛生的優點，可以改善牛肉的嫩度、口感以及減少營養價值的流失[27]。

3.3.3 激素嫩化法 激素嫩化法是在指牛被屠宰之前，向身體內注射適量的激素類制劑例如腎上腺素、胰島素等。通過注射激素，可以加快糖代謝速度，使肉中糖原和乳酸含量保持在較低水平，從而提高肉的pH值，使肌球蛋白數量增加，提高肉的嫩度[28]。

4 展望

牛肉具有很高的營養價值，其食用價值受到了越來越多人的重視。由于人們對牛肉品質的重視，牛肉嫩化也愈發重要。當前，牛肉嫩化方法有較多，但是一些嫩化方法并不適用于商業化生產，今后應當不斷研究和完善。生產加工過程中，需要從實際出發，確定合適嫩化方法，通過物理、生物、化學等方法對牛肉進行了嫩化處理，提高牛肉價值，促進牛肉市場的蓬勃發展，滿足人們對牛肉口感和營養的需求。

參考文獻

[1]陳珍，劉濤，顧千輝，等.奶公犢牛肉營養成分的分析[J].肉類研究，2016，30（04）：21-24.

[2]洪鐳，李文峰，劉亞鷗，等.牛肉嫩化的研究現狀[J].肉類研究，2010（04）：10-12.

[3]馬美湖，王剛，唐曉峰.牛肉嫩化技術的初步研究[J].肉類研究，1999（04）：18-21.

[4]吳端欽，賀志雄，喬君毅，等.牛肉品質影響因素及改善技術的研究進展[J].肉類研究，2012，26（10）：41-44.

[5]郭曉旭，郭凱軍，郭望山，等.牛肉風味評價技術[J].中國畜牧雜志，2008，44（24）：54-57.

[6]劉興余，金邦荃.影響肉嫩度的因素及其作用機理[J].食品研究與開發，2005（05）：179-182.

[8]The biological basis of meat tenderness and potential genetic approaches for its control and prediction[EB/OL].http：//meats.mare.usda.gov.

[9]劉壽春，鐘賽意，葛長榮.肉品嫩化理論及嫩化方法的研究進展[J].肉品衛生，2005（07）：25-28.

[10]SMITH S H，LAFAYETTE W.Relationship between pyridinoline concentration and thermal stability of bovine intramuscular collagen[J].Journal of Animal Science，1991，69（5）：1989-1993.

[11]HILL F.The solubility of intramuscular collagen in meat animals of various age[J].Journal of Food Science，1966，31：161-166.

[12]呂東坡，胡永金，朱仁俊，等.宰后肉的嫩化機制及其影響因素[J].食品科學，2008（08）：704-709.

[13]熊燕子.牛肉嫩化技術的研究進展[J].肉類研究，2007（11）：18-22.

[14]胡鐵軍.晉艷曦.肉嫩化方法及機理[J].中國畜產與食品，1999，6（3）：138-140.

[15]孫紅男，盧義伯，趙立慶，等.肉類嫩化機制及嫩化方法的研究進展[J].肉類工業，2010（01）：49-51.

[16]白艷紅，趙電波，德力格爾桑，等.牛、羊肌肉的顯微結構及剪切力在高壓處理下的變化[J].食品科學，2004（09）：27-31.

[17]張坤，鄒燁，王道營，等.肉品嫩化方法及超聲波技術應用于肉品嫩化的研究進[J/OL].江蘇農業科學：1-5[2019-03-01].

[18]李春蓮，王維民.牛肉嫩化技術的研究進展[J].肉類工業，2009（11）：53-55.

[19]孫清亮，羅欣，毛衍偉，等.電刺激和延遲冷卻對宰后牛肉肌原纖維Troponin-T降解的影響[J].農業工程學報，2008（06）：262-266.

[20]羅欣，黃明，朱燕.電刺激技術在牛肉快速成熟中的應用研究[J].農業工程學報，2001（06）：127-131.

[21]陳陽樓，朱學伸，楊珊珊，等.影響肉類嫩度的因素及其嫩化方法[J].肉類工業，2012（08）：48-50.

[22]權美平，張麗華.肉嫩化的生物學方法初探[J].農產品加工（學刊），2012（07）：81-82.

[23]周強，張富新，蔡利.肉類嫩化酶及其在畜產品加工中的應用進展[J].保鮮與加工，2007（03）：8-10.

[24]馬美湖，唐曉峰.氯化鈣和木瓜蛋白酶對牛肉嫩化效果的研究[J].湖南農業大學學報（自然科學版），2001（01）：63-66.

[26]唐曉珍，黃雪松，馬明，等.生姜蛋白酶對豬肉致嫩作用的研究[J].肉類研究，2002（02）：17-18，21.

[27]關國雄，顏子穎，林哲甫. 彈性蛋白酶和木瓜蛋白酶對不同蛋白質水解能力的比較[J].食品科學，1992（03）：4-6.

[28]楊勇，王存堂，任健，等.鵝肉嫩化技術的研究進展[J].中國家禽，2010，32（01）：41-44.

（責編：張宏民）