蒸汽加热对伊拉兔肉及其蛋白质热变性的影响

陈红霞，贺稚非，王 毅，朱慧敏，李洪军

(西南大学食品科学学院，重庆400715)

伊拉兔是法国欧洲兔业公司在上世纪七十年代末培育成的杂交品系，具有遗传性能稳定，生长发育快、饲料转化率高、抗病力强、产仔率高、出肉率高及肉质鲜嫩等特点。伊拉兔75 日龄体重为2.5kg，净肉量为1.5kg。伊拉兔产仔数高于一般家兔，一般家兔的产仔在6～8 只左右，而伊拉兔能达到9～10 只，多的能达到11～12 只，成活率也一般在95%以上。据专家介绍，其他兔的出肉率一般在50%左右，伊拉兔出肉率在58%～60%，比一般兔子的出肉率高8%～10%左右，肉质鲜嫩，富含卵磷脂、高蛋白、低脂肪，常被称为“美容”食品［1］。蒸煮是兔肉加工的普遍方式，在这个过程中肌肉受热收缩失水，导致重量的减少和水分含量的降低以及在加热后蛋白质的热变性。在工业生产过程中，蒸煮时间和失水率是很重要的指标，实验探讨兔肉蒸煮过程中的最小损失，达到生产的最大效益［2］。目前，我国对于兔的研究，主要集中在养殖条件［3］、疾病［4-5］和加工工艺［6-7］方面，对兔肉特性的研究较少，特别是加工过程中兔肉的理化指标以及蛋白质的变化规律。本文从蒸汽加热过程中蛋白质的动态变化入手，研究了热的传导、蛋白质的组分在蒸汽加热过程中的变化规律以及中心温度升高后失重率和失水率的变化趋势，以期通过对加热过程中这一基本变化的研究，对工业生产有一定的指导意义。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

伊拉兔 重庆阿兴记食品有限公司统景养兔场购买，品种为伊拉配套系父母代的母兔，北碚农贸市场宰杀去皮去头去内脏后，运至实验室-18℃冷冻保存;浓硫酸 重庆川东化工(集团)有限公司化学试剂厂;三氯乙酸、磷酸氢二钠及磷酸二氢钠 成都市科龙化工试剂厂;所用试剂均为分析纯。

H-2050R 型冷冻离心机 长沙湘仪离心机仪器有限公司;XHF-D 型匀浆机 宁波新芝生物科技股份有限公司;FA1004A 型电子天平 重庆泰瑞仪器有限公司;TP3001 食品中心温度计 北京飞扬天地科技有限公司;MJ-25BM04A 搅拌机 广东美的精品电器制造有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 原料的预处理 将伊拉兔胴体在4℃冰箱内放置24h 解冻后，取后腿肌肉，分割成大小适宜的长方块，并分别编号后装入保鲜袋，并放置于4℃冰箱备用。

1.2.2 样品的加热 将中心温度计(精度为0.1℃)的探针插入肉块的几何中心，然后将肉块迅速放入已经沸腾的蒸煮锅中隔水加热至实验所需的中心温度。

1.2.3 传热曲线的测定 将后腿肌肉切成6cm ×4cm ×3cm 的长方块，放入蒸煮锅后，立刻开始按下秒表开始计时。每隔10s 记下温度计的读数，直到肉块的中心温度达到80℃。以肉块的中心温度对加热时间作图，即为此肉块的传热曲线。

1.2.4 样品的处理 兔肉后腿肌肉切成长为4cm ×3cm ×3cm 的长方块，分别隔水加热至中心温度为20、40、60、80℃后，立即取出并迅速置于冰水混合物中冷却，中心温度降至10℃以下后，将肉拿出并用滤纸擦干表面，放置备用。

1.2.5 蛋白质的分离 伊拉兔肌肉的分离参照Visessanguan［8］的方法进行。根据蛋白质的溶解性，将兔肉蛋白分离成非蛋白氮、水溶性蛋白、盐溶性蛋白、碱溶蛋白和碱不溶蛋白，所有蛋白质和非蛋白氮含量的分析均采用凯氏定氮法。

分离方法如下:精确称取5g 碎肉机绞碎的肉糜，加入10 倍体积预先冷却到4℃的提取液A(pH7.5，15.6mmol/L Na2HPO4，3.5mmol/L KH2PO4)，用匀浆机在5000r/min 下匀浆1min(工作10s 停10s)后，在5000r/min、4℃离心下15min，重复此提取过程1 次。合并两次得上清液，加入50% 三氯乙酸(TCA)使上清液的TCA 浓度达到10%，再用离心机在5000r/min、4℃下离心15min，所得上清液为非蛋白氮(Non-Protein-Nitrogen，NPN)，沉淀为水溶性蛋白(Water-soluble protein)。首次分离所得沉淀的处理:加入10 倍体积预先冷却到4℃的提取液B(pH7.5，0.45mol/L KCl，15.6mmol/L Na2HPO4，3.5mmol/L KH2PO4)，5000r/min 下匀浆1min(工作10s 停10s)后，在5000r/min、4℃下离心15min。重复操作1 次。合并两次上清液得盐溶性蛋白(Saltsoluble protein)。沉淀部分加入10 倍体积0.1mol/L的NaOH 溶液，匀浆后在4℃下放置4h 后，离心(4℃，5000r/min，15min)，所得上清液为碱溶性蛋白(Alkali-soluble protein，ASP)，沉淀则为碱不溶性蛋白(Alkali-insoluble protein)。

1.2.6 蒸煮失重率的测定 肉块在蒸煮前用滤纸将其表面水分吸干，迅速用电子天平精确称重，记录数据。蒸汽加热后在冰水混合物中冷却，用滤纸拭干表面水分后，再次用电子天平精确称重并记录数据。将试样加热前的重量与加热后的重量的差值与加热前重量的百分比作为该试样的蒸煮失重率，按公式(1)计算:

1.2.7 蒸煮失水率的测定 将未加热和加热冷却的试样，分别用剪刀剪碎，参照国标GB5009.3-2010［9］的方法测定其水分含量。将干燥前的样品质量与恒重后质量的差值与干燥前的样品质量的百分比作为试样的蒸煮失水率，按式(2)计算:

1.2.8 数据分析 采用Microsoft Excel 作图，SPSS 16.0 进行显著性分析。

2 结果与讨论

2.1 伊拉兔肌肉在蒸汽加热过程中的传热曲线

肉块在加热过程中表面最先受热，很快达到蒸汽温度，在肉块表面和内部产生了很大的温度梯度，使得热量由表面向内部传递，使中心温度升高。热传递速度与肉的种类、肉块大小以及加热方式等有关。

由图1 可以看出，随着加热时间的延长，肉块中心部位的温度不断升高。在开始加热时，温度升高的速度较慢，可能是由于表面到中心有一定的距离，热量从表面传递到中心需要一定的时间。随着时间的推移，中心温度的升温速度增大，之后又维持比较稳定的升温速度一直到中心温度达到45℃左右，中心温度开始大幅升高。当中心温度接近80℃时，升温速度缓慢，达到80℃之后温度升高进一步减缓。加热后期升温速度之所以减缓一方面可能是因为加热使表面的蛋白质变性，产生了不溶性的凝胶，阻碍了热量从表面向中心传递［10］，另一方面可能是表面温度和中心温度的温差减小，使得升温速度减慢。

图1 伊拉兔大腿肌肉的传热曲线Fig.1 Heat transfer curve during steam cooking of IRA rabbit muscle

2.2 加热对伊拉兔肌肉蛋白质的影响

伊拉兔鲜肉中含非蛋白氮较多，为2.01g/100g湿基，远高于孙丽等［11］报道的金枪鱼680mg/100g 湿基的非蛋白氮含量。非蛋白氮主要是由游离氨基酸、核苷酸和小分子的多肽组成，而这些成分是肉类食品的主要成味物质，一般说来，非蛋白氮含量越高，风味越好［12-13］，所以兔肉的风味很好。兔肉蛋白中水溶部分含氮量(包括非蛋白氮和水溶性蛋白)占总蛋白氮的25.2%，兔肉做汤滋味丰富、营养价值高;兔肉中的总基质蛋白(包括碱溶蛋白部分和碱不溶性蛋白部分)含量占总蛋白质的74.8%，这部分决定了兔肉的加工性质和质地［13］。

由表1 可以看出，在蒸汽加热过程中，随着中心温度的升高，碱溶蛋白的含量不断增加，水溶性蛋白、盐溶性蛋白和碱不溶性蛋白的含量不断减少，而非蛋白氮的含量随温度的升高先增加再减小。随着加热的不断进行，中心温度的不断升高，各蛋白质组分的含量有了明显的变化，其中以水溶性蛋白、碱溶性蛋白和碱不溶蛋白的变化最为明显。当中心温度达到80℃后，水溶性蛋白、盐溶性蛋白和碱不溶蛋白比未加热样品分别减少了92.6%、68.4%和67.3%，碱溶性蛋白则增加了200.91%，而非蛋白氮的含量先增加后减少，并且加热到不同中心温度后，同一组分的蛋白质含量具有显著性差异(p ＜0.05)。产生这些变化的原因是水溶性的的肌浆蛋白和盐溶性的肌原纤维蛋白因为受热而变性，使其不溶于水而减少［14］，而溶于0.1mol/L 的NaOH，使碱溶性蛋白增加。同时随着温度的增加，胶原蛋白受热变性与热收缩，也促使碱溶性蛋白含量随温度增加而增加，而碱不溶性蛋白含量则减少［15］。非蛋白氮的含量在受热过程中先增加，这主要是分子量较大的肌浆蛋白分子受热降解成多肽、氨基酸和小分子物质的结果［16-17］，随后减少是因为溶出的这些小分子物质随着水分的散失而溶出。

2.3 加热对伊拉兔肌肉重量的影响

肉类在加热过程中，重量有明显的减轻［18］，引起这种现象的原因是可溶性氮化合物溶出，脂肪分离和水分流失，其中影响最大的是水分流失，即脱水现象。加热发生脱水现象，是肌肉受热收缩而排出水分，同时，蛋白质的保水性也因加热而减弱，形成易脱水的状态。各种肉类受热的减轻程度，因加热温度、时间和肉的重量等不同而有所差异。

从图2 可以看出，在蒸汽加热过程中，随着中心温度的升高，兔肉肌肉的蒸煮损失率不断增加。加热初期失重不明显，随着温度的升高，加热失重率越来越大。当中心温度到达60℃时，失重率达到12.98%不到总失重率的一半，失重主要发生在60～80℃之间，失重率为15.21%，占总失重率的52.97%。

图2 蒸汽加热过程中伊拉兔后腿肌肉的失重率的变化Fig.2 Rate of mass loss during steam cooking of IRA muscle

加热初期失重率缓慢上升，原因是伊拉兔大腿肌肉表面温度很快到达蒸汽温度，并向肌肉中心传递热量，表面及接近表面位置的蛋白质受热变性并将游离水释放出来，从而重量减轻。当中心温度到达60℃时，兔肉肌肉大部分到达了变性温度，肌球蛋白开始变性，肌纤维收缩，在细胞中产生机械力促使被释放出来的水分从中心迁移至表面，同时，肌纤维的收缩使得从中心到表面的距离缩短，这些作用加速了水分的释放［10］。

2.4 加热对伊拉兔肌肉水分含量的影响

从图3 可以看出，随着中心温度的不断升高，兔肌肉的水分含量不断减少，加热前的含水量为78.85%，加热到中心温度80℃后，降至了72.68%，总共下降了6%左右，降低幅度不明显。

从图4 可以看出，在蒸煮过程中，随着中心温度的不断升高，伊拉兔大腿肌肉的失水率和失重率的变化趋势是相同的，即随着中心温度的升高，伊拉兔大腿肌肉的失重率和失水率不断增加，不同中心温度下，失重率有显著差异，失水率没有显著差异(p ＜0.05)。在整个加热过程中，失重率均高于失水率，这是因为肌肉在受热失重时，流失的汁液不仅包含水分，还有脂肪、蛋白质小分子等物质［19］，中心温度在0～20℃时，失重损失主要来自水分流失。

表1 不同中心温度处理下伊拉兔肌肉各蛋白质组分的含量(g·100g -1湿肉)Table 1 Composition of IRA muscle protein at different temperature(g·100g -1wet)

图3 伊拉兔肌肉在不同中心温度下的水分含量Fig.3 Moisture content of IRA rabbit muscle at different cook temperature

图4 失重率和失水率的比较Fig.4 Rate of mass and moisture loss during steam cooking of IRA rabbit muscle

3 结论

3.1 伊拉兔肌肉在蒸煮过程中，中心温度随着加热时间的延长而不断升高。在蒸煮后期升温速率较快，在中心温度达到80℃后，升温变得很缓慢。

3.2 在加热过程中，蛋白质各组分发生了明显的变化，水溶性蛋白、盐溶性蛋白和碱溶性蛋白都随着中心温度的升高而不断减少，非蛋白氮和碱不溶性蛋白的含量随着中心温度的升高而升高，且呈显著性变化(p ＜0.05)。

3.3 在加热蒸煮过程中，样品的重量和含水量随着中心温度的增加而减少。失重率在实验测定的五个中心温度点呈显著性变化，失水率的变化不显著(p ＜0.05)。在升温的后期，即中心温度60～80℃之间，失重率达到了总失重的52.97%;在加热的最后阶段，在原料肉快速失重的同时水分也快速流失。

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