定義
成熟的基本機制
肉在成熟期間,肌原纖維和結締組織的結構發生明顯變化。
肌原纖維小片化
剛屠宰後的肌原纖維和活體肌肉一樣,是10~100肌節相連的長纖維狀,而在肉成熟時則斷裂為1~4個肌節相連的小片狀。這種肌原纖維斷裂的現象被認為是肌肉軟化的直接原因。
斷裂成小片主要是由Ca2+作用引起的。死後肌質網功能破壞,Ca 從網內釋放,使肌漿中的Ca 濃度增高,剛宰後肌漿中Ca 濃度為1×10 mol/L,成熟時為1×10 mol/L,比原來增高100倍。高濃度的Ca 長時間作用於Z線,使Z線蛋白變性而脆弱,給予物理力的衝擊和牽引而發生斷裂。
成熟肌肉的肌原纖維,在十二烷硫酸鹽溶液中溶解後,進行電泳分析,發現肌原蛋白T減少,出現了分子質量為30 000u的成分。這說明成熟中肌原纖維,由蛋白酶—-即肽鏈內切酶的作用,引起肌原纖維蛋白分解。據試驗表明,在肉成熟時,分解蛋白質起主要作用的為鈣離子活化酶、組織蛋白酶B和組織蛋白酶L。三種酶。在成熟過程中,蛋白酶不僅對肌原纖維小片化有一定作用,更重要的是,它使肌漿、肌原纖維、肌紅蛋白等蛋白質分子鏈上的N端基被逐個分離下來,形成了各種低分子肽類化合物,提高了肉的風味。
結締組織的變化
肌肉中結締組織的含量雖然很低(占總蛋白的5%以下),但是由於其性質穩定、結構特殊,在維持肉的彈性和強度上起著非常重要的作用。在肉的成熟過程中膠原纖維的網狀結構被鬆弛,由規則、緻密的結構變成無序、鬆散的狀態。同時,存在於膠原纖維間以及膠原纖維上的黏多糖被分解,這可能是造成膠原纖維結構變化的主要原因。膠原纖維結構的變化,直接導致了膠原纖維剪下力的下降,從而使整個肌肉的嫩度得以改善。
肉成熟有關的蛋白質
宰後成熟過程中部分肌肉蛋白質的水解對肉的嫩度改善起重要作用,這些蛋白質主要包括:
肌鈣蛋白T
肌鈣蛋白T為肌鈣蛋白和原肌球蛋白結合亞基,它是一種可調節的肌肉蛋白質,與肌鈣蛋白Ⅰ亞基、C亞基一起組成Ca 敏感性開關,調節著橫紋肌的收縮和伸長,其分子質量約為35ku。在成年骨骼肌細胞中,肌鈣蛋白T有6種異形體,4種異形體是快基因的產物,另外兩種則是慢基因的產物。肌鈣蛋白T降解的同時會生成分子質量為27~30ku的小分子,而大量的試驗表明,這種降解產物和肉的嫩度高度相關,所以一些肉品工作者已將其作為預測肉品質量的一個重要指標。肌鈣蛋白T的降解可能會導致F肌動蛋白完整性及肌動蛋白與肌球蛋白結合強度發生變化。
肌聯蛋白
肌聯蛋白是一種不溶性的巨型分子,分子長度大於1μm,分子質量為2 800~3 000ku,存在於動物的骨骼肌和心肌細胞中。在脊椎動物中,占肌原纖維蛋白總量的8%~10%。肌聯蛋白位於Z線和M線之間。在活體組織中肌聯蛋白具有穩定粗絲、調節粗絲長度、保持肌節和肌細胞完整性等功能。而在宰後肌肉中,肌聯蛋白可能會被鈣激活中性蛋白酶降解,造成肌原纖維結構的破壞。
伴肌動蛋白
伴肌動蛋白是一種難溶性的、分子質量為600~900ku的巨型分子。在脊椎動物中占整個肌原纖維蛋白的3%~4%。伴肌動蛋白從Z盤伸出,伴隨細絲並延伸到細絲的自由端。在活體肌肉中伴肌動蛋白主要起著穩定細絲,控制和調節細絲的生長排列。以及協助細絲和z線連線等功能。在宰後動物肌肉中,伴肌動蛋白的降解速度快於肌聯蛋白。由於伴肌懂蛋白在維持肌動蛋白的穩定性上發揮主要作用,所以其破壞和肉的嫩度有密切關係。
肌間線蛋白
肌間線蛋白為肌原纖維間蛋白質,它位於Z線以及Z線和肌細胞膜之間,直徑為10nm。肌間線蛋白也是一種不溶性蛋白質,其亞基的分子質量約53ku,泛存在於脊椎動物的骨骼肌、心肌和平滑肌細胞中。這種蛋白質具有自動裝配成直徑10nm、長度大於1.2μm纖絲的能力。在肌細胞發育過程中,肌間線蛋白可能起著幫助鄰近肌原纖維正確的定位與排列的功能,而在成熟的肌細胞中則起著連線肌原纖維,進而起著維持整個骨骼肌細胞的有序性和完整性等作用。實驗已證實肌間線蛋白在成熟過程中發生了降解,近而可以推測到其降解會影響到肌原纖維的結構完整和肉的嫩度。
除上述幾種蛋白外,實驗發現連線肌原纖維和肌細胞膜的一些蛋白如肌萎縮蛋白等也發生了降解,這些降解同樣會改變肌細胞內的有序結構,並影響到肉的嫩度。
成熟對肉品質的作用
嫩度的改善
隨著肉成熟的發展,肉的嫩度產生顯著的變化。剛屠宰之後肉的嫩度最好,在極限pH時嫩度最差。成熟肉的嫩度有所改善。
肉保水性的提高
肉在成熟時,保水性又有回升。牛一般宰後2~4d,pH下降,極限pH在5.5左右,此時水合率為40%~50%;最大屍僵期以後pH為5.6~5.8,水合率可達60%。因在成熟時pH偏離了等電點,肌動球蛋白解離,擴大了空間結構和極性吸引,使肉的吸水能力增強,肉汁的流失減少。
蛋白質的變化
肉成熟時,肌肉中許多酶類對某些蛋白質有一定的分解作用,從而促使成熟過程中肌肉中鹽溶性蛋白質的浸出性增加。伴隨肉的成熟,蛋白質在酶的作用下,肽鏈解離,使游離的氨基增多,肉水合力增強,變得柔嫩多汁。
風味的變化
成熟過程中改善肉風味的物質主要有兩類,一類是ATP的降解物次黃嘌呤核苷酸(IMP),另一類則是組織蛋白酶類的水解產物——胺基酸。隨著成熟,肉中浸出物和游離胺基酸的含量增加,多種游離胺基酸存在,但是谷氨酸、精氨酸、亮氨酸、纈氨酸和甘氨酸較多,這些胺基酸都具有增加肉的滋味或有改善肉質香氣的作用。
促進肉成熟的常用方法
海鮮和家禽的肉通常需要鮮食,而那些用於加工牛排的牛肉必須經過成熟以達到應有的嫩度和風味。通常將屠宰後的胴體或肉放在10℃以下的冷藏庫中,自然完成宰後肉的僵直、解僵和成熟過程。通常有兩種成熟方法:乾法成熟和濕法成熟。
乾法成熟
乾法成熟是將肉掛起來或放在架子上,貯藏於潔淨、控溫、控濕的冷藏庫中持續一段時間。一般來說,在3℃左右的低溫庫中,牛肉需貯藏3周左右,羊肉為1周,豬肉為3~5d。在這段時間中,肉中的酶作用於肌纖維和結締組織使肉變得更嫩,風味更佳。但是在乾法成熟的過程中,胴體表面由於水分喪失而結成不可食用外殼,在銷售前必須除去。乾法成熟對環境條件要求高,所需時間長,胴體表面形成不可食部分,成本較高。
濕法成熟
濕法成熟是將肉分割後進行真空包裝,放在3℃以下的冷藏庫中,牛肉需貯藏3周左右,羊肉為1周,豬肉為3~5d。因為真空包裝阻止了水分的蒸發,肉的保水性和嫩度得到進一步提高。而且感染微生物的危險性也大大降低,因而延長了肉的貨架壽命。
隨著科學技術的發展,有許多新的減少時間、提高效率的成熟方法,比如:超高壓,電刺激,注射腎上腺激素、胰島素以及外源性蛋白酶等。
影響肉成熟的因素
溫度
溫度對嫩化速率影響很大,他們之間成正相關。在0-40℃範圍內,每增加10℃,嫩化速度提高2.5倍。當溫度高於60℃後,由於有關酶類蛋白變性,導致速率迅速下降,所以加熱烹調就終斷了肉的嫩化過程。據Dransfield等人的測試,牛肉在1℃完成80%的嫩化需10d,在10℃縮短到4d,而在20℃只需要1.5d。所以在衛生條件很好的成熟間,適當提高溫度可以縮短成熟期。
電刺激
在肌肉僵直發生後進行電刺激可以加速僵直發展,嫩化也隨著提前,儘管電刺激不會改變肉的最終嫩化程度,但電刺激可以使嫩化加快,減少成熟所需要的時間,如一般需要成熟10d的牛肉,套用電刺激後則只需要5d。
機械作用
肉成熟時,將跟腱用鉤掛起,此時主要是腰大肌受牽引。如果將臀部掛起,4i仇腰犬肌短縮被抑制,而且半腱肌、半膜肌、背最長肌短縮均被抑制,可以得到較好的嫩化效果。