張廷煥，陳　磊，潘紅梅，王金勇，邱進(jìn)杰（重慶市畜牧科學(xué)院，農(nóng)業(yè)部養(yǎng)豬科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶402460）

不同的制樣溫度、方向和剪切速度對(duì)豬肉剪切力測(cè)定的影響

張廷煥，陳磊，潘紅梅，王金勇，邱進(jìn)杰*
（重慶市畜牧科學(xué)院，農(nóng)業(yè)部養(yǎng)豬科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶402460）

嫩度是豬肉食用品質(zhì)的重要影響因素，但目前嫩度評(píng)估常用的剪切力缺乏一套標(biāo)準(zhǔn)化的評(píng)定方法。本文旨在研究樣品不同制樣方向（肌肉方向、肌纖維方向）、不同水浴溫度（72、80℃）和不同剪切速度（1、2和3 mm/s）對(duì)豬肉最大剪切力、硬度和平均剪切力的影響。結(jié)果表明：不同的制樣方向、水浴溫度和剪切速度對(duì)剪切力測(cè)定影響較大，而且肉樣預(yù)處理最佳的水浴溫度為72℃，最佳的剪切速度為2 mm/s，最佳的制樣方向?yàn)槠叫杏诩±w維方向。本文結(jié)果可為制定標(biāo)準(zhǔn)化的豬肉嫩度評(píng)定方法提供理論依據(jù)。

剪切力，水浴溫度，剪切速度，制樣方向

我國(guó)是世界上最大的豬肉消費(fèi)國(guó)，豬肉消費(fèi)主導(dǎo)了國(guó)內(nèi)肉類生產(chǎn)消費(fèi)水平，豬肉食用品質(zhì)的好壞直接關(guān)系到肉類的商品價(jià)值和人們的生活質(zhì)量。嫩度是豬肉的食用品質(zhì)中重要的參考指標(biāo)，目前，我國(guó)主要采用剪切力法評(píng)定嫩度指標(biāo)［1］。但嫩度受到許多因素的影響，不同的肉樣預(yù)處理和測(cè)量條件都會(huì)影響評(píng)定結(jié)果，而我國(guó)在這方面沒有統(tǒng)一規(guī)定，造成不同的實(shí)驗(yàn)方法和結(jié)果間無可比性［2］。雖然目前豬肉嫩度的研究報(bào)道已有很多，但是大多數(shù)對(duì)豬肉嫩度的評(píng)價(jià)只是取某一種測(cè)定參數(shù)，在規(guī)范化的測(cè)定方法基礎(chǔ)上，系統(tǒng)的研究方法間的差異性報(bào)道較少。

目前，利用剪切力儀測(cè)定肉品嫩度時(shí)，為改善肌肉的成型條件，在取樣前需要對(duì)肌肉進(jìn)行處理。其中加熱對(duì)肌肉嫩度有雙重效應(yīng)，它既可以使肉變嫩，又可使其變硬，這取決于加熱的溫度［3-6］。不同溫度處理對(duì)肉的食用品質(zhì)有重要影響，會(huì)造成最終肉樣的嫩度出現(xiàn)差異。Vasanthi指出不同的熱處理溫度對(duì)牛肉剪切力值有明顯的影響［7］。黃明研究發(fā)現(xiàn)不同熱處理對(duì)豬肉的保水性、嫩度、顏色、形狀和pH等都有顯著影響［8］。因此肉樣的熱處理溫度不同會(huì)導(dǎo)致研究結(jié)果的不同，而肉的剪切力大小主要是由肌原纖維決定［9］，肌原纖維蛋白中的肌動(dòng)蛋白熱穩(wěn)定性較高［10］，開始變性溫度為71℃，到83℃時(shí)完全變性，這種變性會(huì)導(dǎo)致肉的剪切力值上升［11-12］。所以目前常選擇的溫度為開始變性時(shí)72℃左右［13］和快變性結(jié)束時(shí)80℃左右［14］，但兩種溫度沒有明確的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

豬肉類嫩度測(cè)定通常采用豬最后肋骨部位的背最長(zhǎng)肌樣品，該塊肌肉成圓柱形，肌肉走向與身體縱軸平行，但其中的肌纖維卻往往與縱軸傾斜一定角度，因此利用圓柱形取樣器制樣過程中就存在取樣方向的問題。早在1978年就有研究表明，平行肌纖維的方向制樣（肌纖維方向）要替代垂直于樣品表面制樣（肌肉方向）［15］，但美國(guó)肉類科學(xué)協(xié)會(huì)（AMSA，1995）［16］仍然建議垂直于肌肉方向制樣，Otremba（1999）［17］發(fā)現(xiàn)平行肌纖維的方向制樣和垂直于樣品表面制樣對(duì)剪切力的測(cè)定結(jié)果不同，但隨后的研究中這兩種肌肉制樣方向的差異卻很少提及。

剪切力儀測(cè)對(duì)肉樣進(jìn)行剪切過程中的速度也沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，肉雞常用的剪切速度約為3或8 mm/s［18-19］，牛肉常用的約3或4 mm/s［17，20］，豬肉剪切速度常使用約1、2或3 mm/s［21-23］，然而鮮有報(bào)道來對(duì)不同剪切速度測(cè)量效果進(jìn)行評(píng)定。

因此，本文針對(duì)豬肉剪切力測(cè)定過程中不同水浴溫度（72、80℃）、不同制樣方向（肌纖維方向、肌肉方向）以及不同剪切速度（1、2、3 mm/s）對(duì)剪切力各指標(biāo)的影響，達(dá)到豬肉嫩度評(píng)定方法標(biāo)準(zhǔn)化的目的。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

選擇10頭5～6月齡，體重約100 kg杜洛克×（長(zhǎng)白×大約克）雜交商品豬屠宰，現(xiàn)場(chǎng)采集第十至最后肋骨處的背最長(zhǎng)肌，除去周邊的脂肪和結(jié)締組織，放入干凈的包裝袋，標(biāo)明編號(hào)進(jìn)行下一步處理。

DK-8D型水浴鍋三孔恒溫水浴公司，用于樣品水浴加熱；TES-1314A型熱電耦測(cè)溫儀臺(tái)灣泰仕電子，用于測(cè)量樣品溫度；TA.XT.plus型物性測(cè)試儀英國(guó)stable micro systems公司，用于樣品剪切力測(cè)定；星星陳列柜冰箱用于冷卻樣品；取樣器用于制作規(guī)格相同的樣品。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1樣品處理取10頭豬的第十至最后肋骨的背最長(zhǎng)肌，每塊背最長(zhǎng)肌等分成3份，用塑料袋包裹樣品置于水浴鍋中，同時(shí)插入測(cè)溫儀探頭至肉樣中心，待肉樣中心溫度達(dá)到70℃，取出肉樣，放入冰箱冷卻至中心溫度為0～4℃。隨后用直徑為1.27 cm的圓形取樣器鉆切肉樣。

1.2.2水浴溫度設(shè)置利用72℃和80℃水浴加熱到肉樣中心溫度達(dá)到70℃，其他條件均相同，對(duì)不同溫度處理的肉樣進(jìn)行剪切力測(cè)定。

1.2.3制樣方向的設(shè)置利用垂直肌纖維走向和垂直肌肉方向兩種方向制，其他條件均相同，對(duì)不同制樣方向的肉樣進(jìn)行剪切力測(cè)定。

1.2.4剪切速度的設(shè)置利用1、2、3 mm/s的速度對(duì)肉樣進(jìn)行剪切，其他條件均相同，統(tǒng)計(jì)不同剪切速度下剪切力測(cè)定結(jié)果。

1.2.5W-B剪切力（warner-bratzler shearing force）測(cè)定剪切力測(cè)定參照Chiavaro等的方法［24］，使用TA. XT.plus型物性測(cè)試儀加載warner-bratzler剪切刀具對(duì)肉樣進(jìn)行測(cè)定。測(cè)得刀具切割這一用力過程的力量變化，得到一條剪切力隨距離或時(shí)間變化的曲線，根據(jù)此曲線分析得到最大剪切力、硬度和平均剪切力［25］。

1.3數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

對(duì)W-B剪切力測(cè)定所得到的最大剪切力、硬度和平均剪切力數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，采用SPSS 12.0軟件（美國(guó)SPSS公司）對(duì)所收集的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，再利用如下公式計(jì)算變異系數(shù)、重復(fù)力和準(zhǔn)確性效率。

變異系數(shù)（C·V）又稱“標(biāo)準(zhǔn)差率”，是衡量資料中各觀測(cè)值變異程度的另一個(gè)統(tǒng)計(jì)量。其中SD為標(biāo)準(zhǔn)偏差；Mean為平均值。

C·V（%）=（SD/Mean）×100式（1）

重復(fù)力（re）是衡量一個(gè)數(shù)量性狀在同一個(gè)體多次度量值之間的相關(guān)程度的指標(biāo)。其中，MSB為單因素方差分析中的組間均方；MSE為單因方差分析中的組內(nèi)均方；k為每個(gè)個(gè)體的度量次數(shù)。

re=（MSB-MSE）/（MSB+（k-1）×MSE）式（2）

以重復(fù)力為基礎(chǔ)，多次度量可提高度量準(zhǔn)確性效率（Q），一般情況下，Q達(dá)到0.9以上的度量次數(shù)為最佳度量次數(shù)。

2　結(jié)果與分析

2.1不同水浴溫度比較

表1結(jié)果表明在最大剪切力、硬度和平均剪切力的重復(fù)力方面，72℃的水浴加熱溫度全面優(yōu)于80℃；在變異系數(shù)方面72℃各項(xiàng)指標(biāo)也表現(xiàn)最佳。從測(cè)量的準(zhǔn)確性效率上（表2），在相同測(cè)量次數(shù)下72℃測(cè)量最大剪切力、硬度和平均剪切力的準(zhǔn)確性效率明顯高于80℃，而且為達(dá)到準(zhǔn)確性效率90%，72℃下的各項(xiàng)指標(biāo)最多只需測(cè)量3次，但80℃下至少需要測(cè)量5次，其中硬度測(cè)量10次，準(zhǔn)確效率都未達(dá)90%。因此以上結(jié)果表明，水浴72℃加熱時(shí)，肉樣指標(biāo)測(cè)定的重復(fù)力高，變異系數(shù)小，測(cè)量次數(shù)少，是最佳的肉樣處理溫度。

表1　不同水浴溫度重復(fù)力、變異系數(shù)對(duì)比Table1　Comparison of different temperature to repeat force and coefficient of variation

2.2不同剪切速度比較

表3結(jié)果表明2 mm/s的剪切速度，在最大剪切力和平均剪切力的重復(fù)力方面優(yōu)于其他兩種速度，硬度的重復(fù)力高于3 mm/s，略低于1 mm/s；在變異系數(shù)方面，2 mm/s的剪切速度僅在硬度指標(biāo)的變異上略高于1 mm/s的方法，其他指標(biāo)表現(xiàn)最佳。由表4可知，在測(cè)量準(zhǔn)確性效率上，相同測(cè)量次數(shù)下，2 mm/s的最大剪切力和平均剪切力最明顯高于其他速度，硬度略低于1 mm/s，高于3 mm/s。準(zhǔn)確性效率達(dá)到90%，2 mm/s的最大剪切力和平均剪切力只需要測(cè)定1～2次，硬度需4次；1 mm/s的最大剪切力需測(cè)定4次，平均剪切力需測(cè)定3次，硬度需2次；而3 mm/s的最大剪切力需測(cè)量10次，平均剪切力和硬度都需7次。綜合以上結(jié)果表明，在利用物性測(cè)定儀測(cè)定豬肉剪切力時(shí)，采用2 mm/s是最佳的剪切速度。

表2　不同水浴溫度測(cè)量準(zhǔn)確性效率對(duì)比Table 2　Comparison of different temperature to the accurate efficiency of the measurement

表3　不同剪切速度重復(fù)力、變異系數(shù)對(duì)比Table 3　Comparison of different shear speed to repeat force and coefficient of variation

2.3不同制樣方式的比較

表5表明在對(duì)同一塊肌肉樣品重復(fù)測(cè)定時(shí)，沿肌纖維方向制樣在最大剪切力、平均剪切力和硬度的重復(fù)力上優(yōu)于沿肌肉方向制樣；而在最大剪切力、平均剪切力的變異系數(shù)方面肌纖維方向制樣略高于肌肉方向制樣，但硬度指標(biāo)的變異系數(shù)沿肌肉方向制樣的方法較高，反映出這種方法的測(cè)試穩(wěn)定性較差。表6說明在相同測(cè)量次數(shù)下，肌纖維方向各項(xiàng)指標(biāo)測(cè)量準(zhǔn)確性效率均高于肌肉方向。準(zhǔn)確性效率達(dá)到90%，肌纖維方向最大剪切力和平均剪切力需要測(cè)量4次，硬度需3次；肌肉方向最大剪切力需要測(cè)量6次，平均剪切力需4次，硬度需9次。因此以上結(jié)果表明，在利用背最長(zhǎng)肌測(cè)定豬肉嫩度時(shí)，將肌肉縱向剖開并分辨肌纖維走向后，沿肌纖維方向制樣是最佳的制樣方式。

表5　不同制樣方向重復(fù)力、變異系數(shù)對(duì)比Table 5　Comparison of different orientation to repeat force and coefficient of variation

3　討論

本文結(jié)果說明了國(guó)內(nèi)目前研究中所涉及到的肉樣剪切力的測(cè)定并不科學(xué)，在沒有統(tǒng)一的樣品預(yù)處理和測(cè)定條件下，實(shí)驗(yàn)結(jié)果缺乏可信度，不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和方法間無可比性。

表4　不同剪切速度測(cè)量準(zhǔn)確性效率對(duì)比Table 4　Comparison of different shear speed to the accurate efficiency of the measurement

表6　不同制樣方向測(cè)量準(zhǔn)確性效率對(duì)比Table 6　Comparison of different orientation to the accurate efficiency of the measurement

3.1不同加熱條件對(duì)豬肉剪切力的影響

從表1可以看出，72℃的加熱條件在各方面都是優(yōu)于80℃的，符合王曉宇［2］豬肉加熱條件的研究。不同的水浴溫度之間重復(fù)力、變異系數(shù)不同，這是因?yàn)榧訜嵋鸬娜饽鄱茸兓饕从谌庵屑≡w維蛋白和膠原蛋白的熱變性所致，不同的溫度給肌肉中不同蛋白質(zhì)帶來結(jié)構(gòu)性的變化［10］，而剪切力測(cè)量?jī)x器測(cè)量結(jié)果就是對(duì)這種變化的反應(yīng)，可見，在72℃條件下肌肉蛋白的變化是緩慢的，測(cè)定結(jié)果更均一，而80℃下肌肉蛋白變化是急劇，相對(duì)不均一，從而導(dǎo)致兩種不同加熱條件下，剪切力的重復(fù)力、變異系數(shù)會(huì)出現(xiàn)差異。

3.2不同的剪切速度對(duì)豬肉剪切力的影響

在表3、表4中，不同的剪切速度對(duì)豬肉的評(píng)定結(jié)果有差異，而且不同物種（牛、雞、豬）肌肉測(cè)定速度也不盡相同［17-23］，這可能跟不同物種肉質(zhì)質(zhì)構(gòu)相關(guān)，不同質(zhì)構(gòu)在剪切時(shí)所產(chǎn)生的阻力不一樣。在測(cè)定剪切力的過程中，肌肉內(nèi)部的阻力會(huì)影響儀器測(cè)量結(jié)果，速度越快，阻力影響小，速度越慢，阻力影響大，都不能反映肌肉的真實(shí)情況，從本文來看，2 mm/s速度是豬肉的測(cè)量最優(yōu)剪切速度，這與Hovenier［22］和Van Oeckel［26］關(guān)于豬肉剪切速度的研究結(jié)果基本一致。

3.3不同的制樣方向?qū)ωi肉剪切力的影響

由表3可以知，沿肌纖維方向比垂直肌肉方向制樣效果好，但除了硬度外，不同的制樣方向在其他兩個(gè)指標(biāo)的效果相近，主要是因?yàn)楸匙铋L(zhǎng)肌的肌纖維的方向絕大多數(shù)是一致的，兩種不同的制樣方法使得樣品中肌纖維數(shù)量基本一致，所以最大剪切力和平均剪切力的較果相近，但剪切方向和肌纖維的角度不相同，所以硬度較果相差較遠(yuǎn)，這與Otremba［17］在研究腰肌和半腱肌制樣方向時(shí)相一致。

4　結(jié)論

在嫩度測(cè)定中，不同的水浴溫度、制樣方向和剪切速度對(duì)豬肉剪切力測(cè)定有較大的影響。通過比較不同的測(cè)定條件下剪切力重復(fù)力和變異系數(shù)，本文發(fā)現(xiàn)樣品最佳水浴溫度為72℃，最佳制樣方向?yàn)槠叫杏诩±w維方向，最佳剪切速度為2 mm/s，而且這些條件可提高度量準(zhǔn)確性效率，減少測(cè)量次數(shù)。

［1］劉璐，蘇玉虹，王軍，等.豬肉嫩度相關(guān)QTL整合定位與基因關(guān)聯(lián)分析研究［J］.中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)2012，28（20）：37-42.

［2］王曉宇.冷卻豬肉食用品質(zhì)評(píng)定方法的標(biāo)準(zhǔn)化［D］.南京：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2012.

［3］Prestat C，Jensen J，McKeith F，et al.Cooking method and endpoint temperature effects on sensory and color characteristics of pumped pork loin chops［J］.Meat Science，2002，60（4）：395-400.

［4］Yancey J，Wharton M，Apple J.Cookery method and endpoint temperature can affect the Warner-Bratzler shear force，cooking loss，and internal cooked color of beef longissimus steaks ［J］.Meat Science，2011，88（1）：1-7.

［5］Combes S，Lepetit J，Darche B，et al.Effect of cooking temperature and cooking time on Warner-Bratzler tenderness measurement and collagen content in rabbit meat［J］.Meat Science，2004，66（1）：91-96.

［6］Barbera S，Tassone S.Meat cooking shrinkage：Measurement of a new meat quality parameter［J］.Meat science 2006；73（3）：467-474.

［7］Vasanthi C，Venkataramanujam V，Dushyanthan K.Effect of cookingtemperatureandtimeonthephysico-chemical，histological and sensory properties of female carabeef（buffalo）meat［J］.Meat Science，2007，76（2）：274-280.

［8］黃明，黃峰，張首玉，等.熱處理對(duì)豬肉食用品質(zhì)的影響［J］.食品科學(xué)，2009（23）：189-192.

［9］Bouton P，Harris P.The effects of cooking temperature and time on some mechanical properties of meat［J］.Journal of Food Science，1972，37（1）：140-144.

［10］Bax M-L，Aubry L，F(xiàn)erreira C，et al.Cooking temperature is a key determinant of in vitro meat protein digestion rate：investigation of underlying mechanisms［J］.Journal of Agricultural and Food Chemistry，2012，60（10）：2569-2576.

［11］Barbut S，F(xiàn)indlay C.Influence of sodium，potassium and magnesium chloride on thermal properties of beef muscle［J］. Journal of Food Science，1991，56（1）：180-182.

［12］Sims T，Bailey A.Structural aspects of cooked meat［J］. Special Publication-Royal Society of Chemistry，1992，106：106-127.

［13］劉興余，金邦荃，詹巍，等.豬肉嫩度測(cè)定方法的改進(jìn)［J］.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007，40（1）：167-72.

［14］李誠，謝婷，付剛，等.豬肉宰后冷卻成熟過程中嫩度指標(biāo)的相關(guān)性研究［J］.食品科學(xué)，2009（17）：163-6.

［15］Association AMS.Guidelines for cookery and sensory evaluation of meat［M］.American Meat Science Association，1978.

［16］Stock NL，Board M.Research guidelines for cookery，sensory evaluation，and instrumental tenderness measurements of fresh meat［M］.American Meat Science Association，1995.

［17］Otremba M，Dikeman M，Milliken G，et al.Interrelationships among evaluations of beef longissimus and semitendinosus muscle tenderness by Warner-Bratzler shear force，a descriptivetexture profile sensory panel，and a descriptive attribute sensory panel［J］.Journal of Animal Science，1999，77（4）：865-873.

［18］Cason J，Lyon C，Papa C.Effect of muscle opposition during rigor on development of broiler breast meat tenderness［J］.Poultry Science，1997，76（5）：785-787.

［19］Zocchi C，Sams A.Tenderness of broiler breast fillets from carcasses treated with electrical stimulation and extended chilling times［J］.Poultry Science，1999，78（3）：495-498.

［20］Wheeler T，Shackelford S，Koohmaraie M.Tenderness classification of beef：III.Effect of the interaction between end point temperature and tenderness on Warner-Bratzler shear force of beef longissimus［J］.Journal of Animal Science，1999，77（2）：400-407.

［21］Shackelford S，Wheeler T，Koohmaraie M.Technical note：use of belt grill cookery and slice shear force for assessment of pork longissimus tenderness［J］.Journal of Animal Science，2004，82（1）：238-241.

［22］Tang R，Yu B，Zhang K，et al.Effects of nutritional level on pork quality and gene expression of μ-calpain and calpastatin in muscle of finishing pigs［J］.Meat Science，2010，85（4）：768-771.

［23］Hovenier R，Kanis E，Verhoeven J.Repeatability of taste panel tenderness scores and their relationships to objective pig meat quality traits［J］.Journal of Animal Science，1993，71（8）：2018-2025.

［24］Chiavaro E，Rinaldi M，Vittadini E，et al.Cooking of pork Longissimus dorsi at different temperature and relative humidity values：Effects on selected physico-chemicalproperties［J］. Journal of Food Engineering，2009，93（2）：158-165.

［25］劉興余，金邦荃，詹巍，等.豬肉質(zhì)構(gòu)的儀器測(cè)定與感官評(píng)定之間的相關(guān)性分析［J］.食品科學(xué)，2007，28（4）：245-248.

［26］Van Oeckel M，Warnants N，Boucqué CV.Pork tenderness estimation by taste panel，Warner-Bratzler shear force and online methods［J］.Meat Science，1999，53（4）：259-267.

Effect of evaluating pork shear force by different sampling temperature，orientation and shear speed

ZHANG Ting-huan，CHEN Lei，PAN Hong-mei，WANG Jin-yong，QIU Jin-jie*
（ChongqingAcademyofAnimalScience，KeyLaboratoryoftheMinistryofAgricultureScienceofPig，Chongqing402460，China）

Tenderness is an important factor affecting food quality of pork，but the shear force as a method of evaluating the tenderness lacks a standardized assessment method.The purpose of this paper was to study the influence of the maximum shear force，hardness，average shear force on different water bath temperature （72℃and 80℃），different orientation（the direction of the muscle fiber and the direction of the muscle）and different shear speed（1，2 and 3 mm/s）.As a result，it was found that different water bath temperature，orientation and orientation had important influence on determination of shear force，and the better water bath temperature was 72℃，the best shear speed was 2 mm/s，the best orientation was parallel to the direction of the muscle fiber.To do this，this paper provides the theory basis to develop standardized methods to evaluate the pork tenderness.

shear force；water bath temperature；shear speed；orientation

TS251.7

A

1002-0306（2016）04-0138-05

10.13386/j.issn1002-0306.2016.04.018

2015－05－04

張廷煥（1988-），男，碩士研究生，研究方向：豬數(shù)量與分子育種，E-mail：zhangtinghuan713@163.com。

邱進(jìn)杰（1978-），男，助理研究員，主要從事獸醫(yī)、豬遺傳育種與繁殖方面的研究，E-mail：429482286@qq.com。

重慶市應(yīng)用開發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（cstc2013yykfC80003）；國(guó)家生豬現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（CARS-36）；重慶市基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)（11611，14440）。