秦川牛宰后肉色与其食用品质的相关性

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　　摘 要：為研究宰后牛肉肉色变化与其食用品质的相关性，以秦川牛背最长肌为研究对象，对宰后排酸成熟7 d牛肉的肉色、肌红蛋白相对含量、pH值、剪切力、持水力及蒸煮损失率的变化进行分析，采用主成分分析和相关性分析相结合的方法研究肉色与其食用品质的相关性。结果表明：排酸过程中牛肉亮度值（L*）和红度值（a*）呈现先上升后下降的趋势，黄度值（b*）缓慢上升;氧合肌红蛋白（oxymyoglobin，OxyMb）相对含量持续下降;脱氧肌红蛋白（deoxymyoglobin，DeoxyMb）相对含量先上升，5 d后缓慢下降;高铁肌红蛋白（metmyoglobin，MetMb）相对含量逐渐上升;pH值先降低，5 d后回升;持水力和剪切力逐渐减小;蒸煮损失率先呈上升趋势，7 d后下降;L*与DeoxyMb相对含量呈极显著正相关（P<0.01），OxyMb相对含量与MetMb相对含量呈极显著负相关（P<0.01），MetMb相对含量与剪切力呈显著负相关（P<0.05），持水力与剪切力呈显著正相关（P<0.05），OxyMb相对含量与持水力和剪切力呈显著正相关（P<0.05），MetMb相对含量与持水力呈极显著负相关（P<0.01）。
　　关键词：牛肉;排酸成熟;肉色;肌红蛋白;食用品质
　　Correlation between Meat Color and Eating Quality of Qinchuan Cattle after Slaughter
　　RUAN Zhentian， LI Yalei， LUO Ruiming*， ZHANG Xingya
　　（School of Agriculture， Ningxia University， Yinchuan 750021， China）
　　Abstract： This study investigated the correlation between changes in beef color and eating quality during postmortem aging. Changes in the meat color， relative content of myoglobin， pH value， shear force， water-holding capacity， cooking loss of Longissimus dorsi muscles from Qinchuan cattle aged for different periods up to 7 days after slaughter were examined and the relationship between meat color and eating quality was evaluated using principal component analysis and correlation analysis. The results showed that the brightness value （L*）  and redness value （a*） of beef increased first and then decreased， while the yellowness value （b*） increased gradually and slowly. The relative content of oxymyoglobin （OxyMb） continued to decline， the relative content of deoxymyoglobin （DeoxyMb） rose until the fifth day， and afterward declined slowly， and the relative content of metmyoglobin （MetMb） increased gradually. The pH value showed a decrease until the fifth day and then rose. Both the water-holding capacity and shear force gradually decreased， and the cooking loss first showed an upward trend， and then decreased on the seventh day. L* was significantly positively correlated with the relative content of DeoxyMb （P < 0.01）. The relative content of MetMb was correlated significantly negatively with the relative content of OxyMb and water-holding capacity （P < 0.01） as well as shear force （P < 0.05）. There was a significantly positive correlation between water-holding capacity and shear force （P < 0.05）， and both parameters were significantly positively correlated with the relative content of OxyMb （P < 0.05）.
　　Keywords： beef; aging; meat color; myoglobin; eating quality 　　DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20200520-129
　　中图分类号：TS251.1                                       文献标志码：A 文章编号：1001-8123（2020）06-0032-06
　　引文格式：
　　阮振甜， 李亚蕾， 罗瑞明， 等. 秦川牛宰后肉色与其食用品质的相关性[J]. 肉类研究， 2020， 34（6）： 32-37. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20200520-129.    http：//www.rlyj.net.cn
　　RUAN Zhentian， LI Yalei， LUO Ruiming， et al. Correlation between meat color and eating quality of Qinchuan cattle after slaughter[J]. Meat Research， 2020， 34（6）： 32-37. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20200520-129.    http：//www.rlyj.net.cn
　　消费者在不打开包装的情况下无法判断肉类的气味或口感，因此在鲜肉的质量属性中，颜色是影响购买决定的最重要因素，肉色通常被用作判断鲜肉卫生程度的指标。我国消费者对排酸肉认识度并不高，认为刚屠宰后的热鲜肉较为新鲜[1-2]。实际上，排酸是当代肉品卫生学及营养学较为推荐的肉品成熟工艺，排酸成熟过程对肉品质的改善具有重要作用[3]。有研究表明，排酸过程中肉的pH值下降，抑制了肉中部分微生物的生长[4]。在细胞代谢酶、糖酵解酶、钙激活酶等的作用下肉中部分蛋白质被分解为具有特殊风味的物质，改善了肉风味，同时对结构蛋白有一定影响，使肉嫩度发生变化，对肉口感的改善也有一定作用。黄彩霞等[5]对真空包装条件下不同成熟时间（1、2、3、4、6、12、18 d）剔骨牦牛肉的品质进行分析发现，伴随成熟时间的延长，牦牛肉肉色亮度值（L*）、红度值（a*）与黄度值（b*）均呈现上升趋势，嫩度得到明显改善。闫向民等[6]研究牛肉排酸21 d过程中的品质变化，发现随着排酸时间的延长，牛肉剪切力降低，蒸煮损失减小，肉质变嫩，保水性增加。目前研究主要集中在动物宰后成熟肉品质的变化。肉色是重要的食用品质指标，关于宰后牛肉排酸成熟过程中肉色与食用品质间的关系还需深入研究。
　　本研究拟通过测定牛肉排酸7 d过程中肉色、pH值、剪切力、蒸煮损失及持水力的变化，分析肉色变化与其食用品质的相关性，研究宰后牛肉肉色变化与食用品质变化规律的关系，为牛肉品质研究提供依据。
　　1 材料与方法
　　1.1 材料与试剂
　　秦川牛牛肉由平凉市泾川县旭康食品有限责任公司提供。选取去势公牛，屠宰后20 min在牛胴体上取背最长肌，用无菌密封袋包装，在0～4 ℃条件下运送到实验室。
　　磷酸二氢钠、磷酸氢二钠（均为分析纯） 银川昕泰生物试剂公司。
　　1.2 仪器与设备
　　CR-410便携式色差仪 日本柯尼卡-美能达公司;TGL-24M高速冷冻离心机 长沙平凡仪器仪表有限公司;UV-1200紫外-分光光度计 上海美谱达仪器有限公司;TA-XT2i质构仪 英国Stable Micro System公司;H-SY2L-NI 6-C恒温水浴锅 北京长源实验设备厂;AL240电子天平 梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司;SJ-3F便携式pH计 上海仪电科学仪器股份有限公司。
　　1.3 方法
　　1.3.1 样品处理
　　背最长肌用水冲洗，将其分割后进行真空包装，放入4 ℃冰箱模拟排酸成熟，排酸1、3、5、7 d时取样。每个指标测定均作3 次重复实验。
　　1.3.2 肉色测定
　　用便携式色差仪测定样品L*、a*与b*。随机选取待测样品，使新切面与空气接触30 min，色差仪开机后用白板进行仪器校准，将色差仪探头垂直于待测面进行测定，在切割面上的3 个不同部位进行平行测定，结果取平均值。同时按式（1）计算饱和度（C*）。
　　（1）
　　1.3.3 pH值测定
　　参考Szerman等[7]的方法，用校准后的pH计探头插入肉中进行测定，选取3 个不同位置进行平行测定，结果取平均值。
　　1.3.4 3 种肌红蛋白相对含量测定
　　参考Krzywicki[8]的方法，并作适当修改，取5 g样品搅碎，加入25 mL pH 6.8、0.04 mol/L磷酸缓冲液，用匀浆器均质30 s，之后放入4 ℃冰箱中保存50 min，然后4 ℃、8 260×g离心15 min。过滤上清液，滤液用紫外分光光度计分别在525、545、565、572 nm波长处测定吸光度。脱氧肌红蛋白（deoxymyoglobin，DeoxyMb）、氧合肌红蛋白（oxymyoglobin，OxyMb）和高铁肌红蛋白（metmyoglobin，MetMb）相对含量分别按式（2）～（4）计算。
　　I1=（0.369N1+1.140N2-0.941N3+0.015）×100 （2）
　　I2=（0.882N1-1.267N2+0.809N3-0.361）×100 （3）
　　I3=（-2.514N1+0.777N2+0.800N3+1.098）×100 （4）
　　式中：I1、I2、I3分别为DeoxyMb、OxyMb及MetMb的相對含量/%;N1=A572 nm/A525 nm，N2=A565 nm/A525 nm，N3=A545 nm/A525 nm。 　　1.3.5 蒸煮损失率测定
　　称取待测肉样（m1，g）于蒸煮袋内，密封后放入80 ℃水浴锅，用温度计测量肉样中心温度，当达到75 ℃时，将其取出进行冷却，用滤纸吸取表面水分后称质量（m2，g），按式（5）计算蒸煮损失率。
　　（5）
　　1.3.6 剪切力测定
　　参考Lagerstedt等[9]的方法，并作适当修改。将肉样切成边长为2 cm的小立方体，使质构仪与肌纤维方向相垂直测定剪切力。测定条件参考Fu Qingquan等[10]的方法：触发力40 g、测前速率5 mm/s、剪切速率1.5 mm/s、测后速率5 mm/s、下压距离2 cm。
　　1.3.7 持水力测定
　　参考高海燕等[11]的方法。首先用质量恒定法测定牛肉水分含量，然后采用离心法测定牛肉的离心损失率。称取15 g牛肉样品切碎，置于50 mL离心管中，称质量后放在冷冻离心机中离心（4 ℃、4 047.4×g、20 min），取出离心管，倒出离心出的水，用滤纸将样品表面水分吸干，称量样品与离心管的质量，并按式（6）～（7）计算持水力。
　　（6）
　　（7）
　　1.4 数据处理
　　用SPSS 24软件对实验所得数据进行方差分析、显著性检验、相关性分析和主成分分析，P<0.05时差异显著，P<0.01时差异极显著。实验结果绘图采用Origin 8.0软件。
　　2 结果与分析
　　2.1 牛肉排酸过程中肉色的变化
　　2.1.1 牛肉排酸过程中L*、a*与b*变化
　　小写字母不同，表示同一指标、不同排酸时间差异显著（P<0.05）。下同。
　　牛肉色泽是消费者评估牛肉品质的第1个视觉线索，是影响消费者购买肉类最重要的质量特征[12]。由图1可知，牛肉宰后排酸过程中颜色发生变化，其中L*在排酸1～5 d呈上升趋势，排酸5～7 d呈缓慢下降趋势，宰后排酸1～5 d L*的增大可能是由于牛肉蛋白质的酶解导致蛋白质结构的弱化，从而导致更多的光分散，使牛肉L*增大[13]。a*在排酸1～3 d呈上升趋势，排酸3～7 d呈下降趋势，其中a*上升是由于排酸开始时肌肉耗氧量降低，这有利于OxyMb的形成，导致肌肉a*增加[14]。b*在排酸1～7 d呈现缓慢上升趋势，分析其原因可能是随着排酸时间的延长，肌肉中MetMb还原酶逐渐失活，造成MetMb的逐渐累积，表现为b*增加。
　　2.1.2 牛肉排酸过程中3 种肌红蛋白相对含量变化
　　肉的颜色受肌红蛋白含量和理化状态的影响[15-16]。肌肉利用氧的效率、MetMb的还原能力和肌红蛋白的自氧化速率决定着肉中DeoxyMb、OxyMb和MetMb的相对含量。影响肉色的关键因素是不同氧化还原状态肌红蛋白之间的转化[12]。
　　由图2可知，牛肉排酸过程中OxyMb相对含量呈下降趋势，DeoxyMb及MetMb相对含量呈上升趋势，排酸处理7 d后，牛肉中的OxyMb相对含量显著下降
　　（P<0.05），DeoxyMb相对含量显著上升（P<0.05），这可能是肌红蛋白和线粒体呼吸造成的，宰后胴体中线粒体还在进行呼吸作用，OxyMb将氧提供给线粒体进行呼吸作用，由OxyMb转变为DeoxyMb。随着宰后成熟时间的延长，肌肉中氧分压、pH值、MetMb还原活性、微生物的生长等造成MetMb相对含量增加。
　　2.2 牛肉排酸过程中pH值的变化
　　肉类pH值是影响鲜肉颜色的重要因素之一[17]。由图3可知，排酸过程中，牛肉pH值在排酸1～5 d呈下降趋势，这表明屠宰后肌肉发生的糖酵解反应一直持续到5 d[18]。其中在排酸1～3 d，牛肉pH值迅速下降，这是由排酸前期乳酸的大量生成造成的。排酸5 d时pH值降至最低，这与刘佳东等[19]研究结果一致。随着排酸时间的延长，糖酵解反应逐渐结束，且肌肉中蛋白质酶解和微生物的作用导致一些碱性化合物积累，如氨、三甲胺和一些氨基酸分解产物，使pH值升高[20]。排酸5 d后肌肉的pH值又出现显著回升（P<0.05）。
　　2.3 牛肉排酸过程中剪切力的变化
　　剪切力作为评价肉嫩度最常用的指标之一，与肉类的食用品质和加工品质直接相关[21]。由图4可知，随着排酸时间的延长，牛肉剪切力显著下降（P<0.05），蛋白质的酶解导致蛋白质结构弱化[22]，从而使肌肉肉质变软，这与吴菊清[23]、刘腾[24]等研究的常规排酸成熟过程中牛肉剪切力变化结果一致。由排酸1～3 d和3～5 d牛肉剪切力变化幅度可以看出，随着排酸时间的延长，牛肉剪切力变化幅度减小，这与温凯欣等[25]的研究结果一致。牛肉在1～7 d的排酸过程中剪切力逐渐减小，这表明伴随排酸时间的延长，肌肉嫩度在逐渐上升，排酸对牛肉嫩度有一定改善作用。
　　2.4 牛肉排酸過程中持水力的变化
　　持水力是指肌肉组织在受到外力作用时保持水分的能力，对肉品的营养及风味具有一定作用[26-27]。持水力的强弱直接影响肉品加工、运输及贮藏等过程中肉品营养汁液流失量，最终影响消费者食用过程中肉的多汁性、弹性及咀嚼性等食用口感。
　　由图5可知，在1～7 d的排酸成熟过程中，牛肉持水力显著降低（P<0.05），这是由于随着排酸时间的延长，机体逐渐处于无氧环境，细胞在无氧环境中糖原及葡萄糖进行酵解，致使pH值下降，蛋白质分子结构变得紧密，肌肉中的部分水分子被挤出，表现为持水力的降低[28]。
　　2.5 牛肉排酸过程中蒸煮损失率的变化
　　蒸煮损失作为衡量肉类食用品质的重要指标之一，是指肉样在热处理时因水分流失而导致的质量损失[29]。由图6可知，牛肉在排酸1～5 d的成熟过程中蒸煮损失率呈显著上升趋势（P<0.05），这是由于牛肉在成熟过程中破坏了肌肉骨架蛋白的结构，导致肌肉结合水的能力下降，水分被逐渐释放[24]。在排酸7 d时蒸煮损失率下降，这说明排酸7 d时牛肉逐渐成熟，蒸煮损失率得到改善。 　　2.6 牛肉排酸过程中肉色与其食用品质相关性分析
　　对排酸1～7 d牛肉的11 个指标进行主成分分析和相关性分析，结合主成分分析和相关性分析，可进一步明确各指标的相关程度[30]。由图7和表1可知，主成分1的累计贡献率为71.399%，主成分2的累计贡献率为26.847%，前2 个主成分累计贡献率为98.246%。其中，b*、L*、MetMb相对含量、DeoxyMb相对含量、蒸煮损失率对主成分1有较强的影响，a*、C*对主成分2有较强的影响。载荷图中变量之间的距离越接近，表示2 个变量之间有较强的相关性[31]。L*与DeoxyMb相对含量之间的距离较近，说明二者相关性较强。相关性分析进一步说明，L*与DeoxyMb相对含量呈极显著正相关（P<0.01），表明DeoxyMb相对含量增加，L*也增加，这是由于肌红蛋白将氧提供给OxyMb，变成DeoxyMb，DeoxyMb相对含量的增加代表着OxyMb形成量的增加，OxyMb呈现鲜艳的亮红色，L*也增大[32-34]。OxyMb相对含量与持水力和剪切力距离较近，说明OxyMb相对含量与持水力和剪切力相关。相关性分析说明，持水力与OxyMb相对含量呈显著正相关（P<0.05），与MetMb相对含量呈极显著负相关（P<0.01），这是由于肌肉失水受多种肌肉结构因素的影响，主要包括肌纤维间隙、细胞膜通透性、细胞外空间和滴滤通道的形成，其中颜色属性与色素肌红蛋白密切相关，而L*则与肌肉的结构属性相关。肌肉持水力的变化使肌肉L*发生变化，从而使肌肉呈现出以OxyMb为主的鲜红色或以MetMb为主的褐红色，这与Hughes等[35]
　　的研究结果一致。OxyMb相对含量与MetMb相对含量呈极显著负相关（P<0.01）。由载荷图可知，持水力和剪切力距离较近，说明持水力与剪切力有相关性，通过相关性分析进一步得出，持水力与剪切力呈显著正相关
　　（P<0.05），这与孙金辉[36]的研究结果一致。MetMb相对含量与剪切力呈显著负相关（P<0.05），OxyMb相对含量与剪切力呈显著正相关（P<0.05）。
　　3 结 论
　　通过测定牛肉排酸过程中一些食用品质的变化发现：排酸过程中牛肉L*和a*呈现先上升后下降的趋势，b*缓慢上升;OxyMb相对含量持续下降，DeoxyMb相对含量先上升，排酸5 d后缓慢下降，MetMb相对含量随着肉色的褐变逐渐上升;pH值先降低，排酸5 d后回升;持水力和剪切力逐渐减小;蒸煮损失率先呈上升趋势，排酸7 d后出现下降。
　　结合主成分分析和相关性分析方法，研究牛肉排酸过程中肉色与其食用品质的相关性。结果表明，L*与DeoxyMb相对含量呈极显著正相关（P<0.01），OxyMb相对含量与MetMb相对含量呈极显著负相关
　　（P<0.01），OxyMb相对含量与持水力和剪切力呈显著正相关（P<0.05），MetMb相对含量与持水力呈极显著负相关（P<0.01），MetMb相对含量与剪切力呈显著负相关（P<0.05），持水力与剪切力呈显著正相关（P<0.05）。
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