超声功率对牛肉干品质及牛肉肌原纤维蛋白结构的影响.pdf

食品工程 食品科学 2023,Vol.44,No.19 27超声功率对牛肉干品质及牛肉肌原纤维 蛋白结构的影响董智铭，么紫瑶，姜萩婉，蒋博文，王见钊，陈 倩*，张文涛*（东北农业大学食品学院，黑龙江 哈尔滨 150030）摘 要：为改善传统牛肉干质地坚硬、咀嚼性差、品质不稳定等问题，本实验采用超声辅助腌制技术处理原料肉，研究不同超声功率（0、150、300、450 W和600 W，时间30 min，频率30 kHz）辅助腌制处理后的新鲜牛肉条和经6 d自然发酵的牛肉干中水分质量分数、水分活度、pH值、色泽、氯化钠质量分数（以下简称盐含量）、剪切力等品质特性，以及超声处理后新鲜牛肉条中肌纤维碎片化指数、表面疏水性、羰基含量、总巯基含量和活性巯基含量等的变化情况，并对牛肉干进行感官评价，探究超声功率对牛肉干品质特性及牛肉肌原纤维蛋白结构的影响。结果表明，牛肉干中水分质量分数、水分活度、pH值、盐含量、L*值和b*值均随着超声功率的提高逐渐增加，而剪切力逐渐降低。超声处理有利于牛肉干a*值增加，但功率过大会降低a*值。随着超声功率的提高，肌原纤维蛋白的肌纤维碎片化程度、羰基含量、活性巯基含量和表面疏水性均呈现上升趋势，而总巯基含量呈现显著下降趋势（P0.05）。感官评价结果表明，超声功率300 W的牛肉干整体可接受性最佳。综上，为了保持颜色稳定性，避免蛋白过度氧化以及能源浪费，确定超声功率300 W为最佳处理条件，此条件下的超声处理可明显提高牛肉干的整体品质。关键词：牛肉干；超声辅助腌制；超声功率；品质；蛋白结构Effect of Ultrasonic Power on the Quality and Myofibrillar Protein Structure of Beef Jerky DONG Zhiming,YAO Ziyao,JIANG Qiuwan,JIANG Bowen,WANG Jianzhao,CHEN Qian*,ZHANG Wentao*(College of Food Science,Northeast Agricultural University,Harbin 150030,China)Abstract:In order to improve the hard texture,poor chewiness and unstable quality of traditional beef jerky,the effect of of ultrasonic power on the quality and myofibrillar protein structure of beef jerky,prepared by ultrasonic-assisted marination at different ultrasonic powers (0,150,300,450 and 600 W)and 30 kHz frequency for 30 min followed by natural fermentation for six days,was explored.The quality characteristics of marinated beef strips and beef jerky such as moisture content,water activity,pH,color,salt content and shear force were evaluated.Meanwhile,changes in the myofibrillar fragmentation index(MFI),surface hydrophobicity,carbonyl group content,and total sulfhydryl and active sulfhydryl group contents of myofibrillar proteins in fresh beef strips after ultrasonic treatment were investigated and sensory evaluation of beef jerky were carried out.Results showed that the pH,moisture content,water activity,salt content,L*value and b*value of beef jerky increased with the increase in ultrasonic power,while the shear force decreased.Ultrasonic treatment increase the a*value,whereas the opposite effect was observed at excessively high ultrasonic power.With the increase in ultrasonic power,the MFI,surface hydrophobicity,active sulfhydryl group content and carbonyl group content of myofibrillar proteins increased,while the total sulfhydryl group content decreased(P 0.05).Sensory evaluation showed that beef jerky with ultrasonic treatment at 300 W had the best overall acceptability.In summary,to maintain color stability and avoid excessive 收稿日期：2022-10-18基金项目：国家自然科学基金面上项目（31972139）；黑龙江省“百千万”工程重大科技专项（2020ZX07B02；2021ZX12B05）第一作者简介：董智铭（1999）（ORCID:0000-0002-6428-2882），男，硕士研究生，研究方向为畜产品加工。E-mail:*通信作者简介：陈倩（1988）（ORCID:0000-0001-6412-3315），女，教授，博士，研究方向为畜产品加工。E-mail:张文涛（1988）（ORCID:0000-0001-7833-1342），男，讲师，博士，研究方向为农产品加工。E-mail:28 2023,Vol.44,No.19 食品科学 食品工程oxidation of protein and energy waste,an ultrasonic power of 300 W was determined as the optimal treatment condition,which could significantly improve the overall quality of beef jerky.Keywords:beef jerky;ultrasonic-assisted curing;ultrasonic power;quality;protein structureDOI:10.7506/spkx1002-6630-20221018-174中图分类号：TS251.1 文献标志码：A 文章编号：1002-6630（2023）19-0027-08引文格式：董智铭,么紫瑶,姜萩婉,等.超声功率对牛肉干品质及牛肉肌原纤维蛋白结构的影响J.食品科学,2023,44(19):27-34.DOI:10.7506/spkx1002-6630-20221018-174.http:/DONG Zhiming,YAO Ziyao,JIANG Qiuwan,et al.Effect of ultrasonic power on the quality and myofibrillar protein structure of beef jerkyJ.Food Science,2023,44(19):27-34.(in Chinese with English abstract)DOI:10.7506/spkx1002-6630-20221018-174.http:/牛肉干是中国传统特色干肉制品的代表，但传统牛肉干多采用手工作坊式生产，在实际生产过程中凭借生产者的经验控制产品质量，容易存在“质地硬、色泽差、品质不稳”等问题1。腌制是赋予肉干风味、保证产品安全的主要加工环节2，常用的腌制技术包括干腌法和湿腌法。干腌法的腌制时间长、效率低、腌制效果不均，产品质地坚硬3。湿腌法的腌制效率同干腌法，并且原料长期处于盐水中会导致色泽风味欠佳4。因此，一些物理辅助腌制技术，如盐水注射、变压滚揉、超声波辅助腌制等，逐渐被用于原料肉的腌制，以提高腌制效率，改善产品品质5。超声波作为一种绿色安全的物理辅助手段，其与湿法腌制相结合可加速腌制进程、提高保水性、改善食盐分布以及产品嫩度6-7。超声波辅助腌制对肉制品的品质提升作用可归因于其“声空化”效应，本质是在液体介质中，声波压力波动导致微小气泡的快速形成与坍塌8。在此过程中能量的大量释放会在局部区域产生极高的温度和强烈的剪切应力9，产生的冲击波、微射流等机械效应增强了腌制过程中的传质，并引起肌肉组织和蛋白结构的变化，从而影响肌肉的品质及感官特性10。目前，超声辅助腌制技术多用于改善鲜肉、酱卤制品品质及感官特性11-12，缺乏超声技术对牛肉干品质与牛肉蛋白结构影响的系统分析。基于此，本研究采用超声辅助腌制技术对肉干进行腌制，探究不同超声功率对牛肉干理化、品质特性及新鲜牛肉条肌原纤维蛋白结构的影响，以期为牛肉干品质特性改善及超声腌制技术的工业化应用提供理论参考和技术指导。1 材料与方法1.1 材料与试剂牛肉购于哈尔滨大庄园实业有限公司，中国西门塔尔母牛（平均1820 月龄、活体质量450500 kg）按照GB/T 194772018畜禽屠宰操作规程 牛进行屠宰，于4 下冷却排酸48 h，取牛胴体左右两侧背部最长肌，真空包装后用保温箱运至东北农业大学食品学院肉品实验室（冰块的体积为牛肉的两倍）。食盐、姜粉、味精、白糖、食品级亚硝酸钠 哈尔滨 亿人添加剂有限公司；砂仁、桂皮、茴香、胡椒、八角、肉豆蔻、草蔻、丁香、白芷 襄阳高新技术开发区食化香精商行；所用化学试剂均为国产分析纯。1.2 仪器与设备PB-30 pH计 德国Sartorius科学仪器公司；超声波辅助冷冻机 南京先欧仪器制造有限公司；ZE6000色差计 日本电色工业株式会社；S-3400N扫描电子显微镜 日本Hitachi公司；TA-XT Plus型质构分析仪 英国Stable Micro Systems公司；AquaLab水分活度仪 美国Decagon Devices公司；T6新世纪紫外-可见分光光 度计 北京普析通用仪器有限责任公司；202型电热恒温干燥箱 天津泰斯特仪器有限公司；GL-21M冷冻离心机 湖南湘仪仪器开发有限公司。1.3 方法1.3.1 牛肉干的制作工艺流程：牛里脊的预处理修割切条制备腌制液超声辅助腌制30 min静置腌制10 h自然发酵6 d成品牛肉切条：将牛里脊去除筋膜，顺着肌原纤维的方向将其切成规则的2 cm2 cm10 cm的长条状。制备腌制液：肉液比1 3，以4 000 g牛肉计，配制12 000 mL腌制液。砂仁480 g、草寇120 g、桂皮600 g、茴香240 g、胡椒240 g、八角240 g、肉豆蔻240 g、丁香120 g、白芷120 g，使用料袋包装备用，用12 000 mL水进行熬煮，水沸后继续煮30 min，并维持水量在12 000 mL，冷却。根据水的总质量计算食盐质量分数为6%，亚硝酸钠质量分数为0.01%。加入姜粉240 g、白糖240 g、味精240 g，搅拌均匀即得到腌制料汁。超声处理：根据预实验结果，设置腌制温度为10，30 kHz频率下超声辅助腌制30 min，超声功率分别 食品工程 食品科学 2023,Vol.44,No.19 29设置为0、150、300、450、600 W，超声处理40 s，间歇5 s。静置腌制：将超声处理好的牛肉条于10 静置腌制10 h。自然发酵：将腌制后的牛肉条放入发酵箱中，设置温度为25，相对湿度为75%80%，发酵6 d获得成品。将经超声处理后、自然发酵前的牛肉条和经自然发酵后的牛肉干进行后续理化及品质指标测定。1.3.2 牛肉条及牛肉干理化、品质特性测定1.3.2.1 水分活度和水分含量的测定水分活度测定参照杜洪振等13的方法；水分质量分数测定参照GB 5009.32016食品安全国家标准 食品中水分的测定14。1.3.2.2 pH值和盐含量的测定pH值测定参照GB 5009.2372016食品安全国家标准 食品pH值的测定15；氯化钠质量分数（以下简称盐含量）测定参照GB 5009.442016食品安全国家标准 食品中氯化物的测定16。1.3.2.3 色泽的测定色泽参照张丽萍等17的方法采用ZE6000色差计测定，在进行颜色读数之前，用黑色和白色标准板校准仪器。1.3.2.4 剪切力的测定将牛肉干进行熟制（100 蒸制20 min），然后将其冷却至室温，切成1 cm1 cm10 cm大小的肉条，进行剪切力的测定。刀头型号为BSW，力量源30 kg，测前速率10 mm/s，测量长度1.5 cm，切割时刀头需垂直于肌纤维方向，进行6 次重复实验，取平均值。1.3.2.5 牛肉条微观结构观察参照夏秀芳等18所采用光学显微镜分析肉样的方法并稍作修改，将牛肉条切成5 mm5 mm1 mm的方形状，经处理后使用电子显微镜观察样品微观结构，加速电压5 kV、放大倍数500。1.3.2.6 牛肉干感官评价感官评价小组由20 名畜产品加工研究生（10 名女性和10 名男性）组成。牛肉干在100 下蒸制20 min，冷却后置于白色盘子中，以3 位阿拉伯数字随机编码后进行感官评估。品评人员根据颜色（色泽鲜红：7 分；色泽暗淡：1 分）、硬度（肉质坚韧：7 分；肉质柔软：1 分）、滋味（咸味略重：7 分；咸味略淡：1 分）、气味（香气浓郁：7 分；有异味或香气寡淡：1 分）以及总体可接受性（极好：7 分；不佳：1 分）对牛肉干进行评分。1.3.3 牛肉肌原纤维蛋白结构性质测定1.3.3.1 肌原纤维蛋白的提取参照扈莹莹等19的方法提取超声处理后牛肉条中的肌原纤维蛋白。1.3.3.2 肌原纤维碎片化指数测定肌原纤维碎片化指数（myofibrillar fragmentation index，MFI）测定参照Culler等20的方法并稍作修改，使用50 mmol/L哌嗪-N,N-双(2-乙磺酸)（piperazine-N,N-bis(2-ethanesulfonic acid)，PIPES）（含0.6 mol/L NaCl，pH 6.25）调节所提取蛋白溶液质量浓度至0.5 mg/mL，记录540 nm波长处的吸光度，其平均值乘以200即为MFI。1.3.3.3 羰基含量和总巯基含量的测定 羰基含量与总巯基含量的测定参照温荣欣等21的方法。1.3.3.4 活性巯基含量的测定活性巯基含量的测定参考Pan Jinfeng等22的方法并稍作修改，使用5,5-二硫代双(2-硝基苯甲酸)（5,5-dithiobis-(2-nitrobenzoic acid)，DTNB）法进行测定。将10 mmol/L DTNB反应缓冲液（含有0.09 mol/L甘氨酸、0.086 mol/L Tris、8 mol/L尿素、4 mmol/L乙二胺四乙酸（ethylene diamine tetraacetic acid，EDTA），pH 8.0）添加到蛋白溶液（2 mg/mL）中，并在室温下反应30 min。通过记录412 nm和540 nm波长处的吸光度计算活性巯基含量，计算公式如式（1）所示。73.53?A412 nm?1.693 4?A540 nm?0.009 23?/?mol/g?（1）式中：73.53106/13 600，13 600为摩尔消光系 数/（L/（molcm）；为蛋白溶液质量浓度/（mg/mL）。1.3.3.5 表面疏水性的测定表面疏水性参照Zhou Yajun等23的方法进行测定。将溴酚蓝（终质量浓度1 mg/mL）添加到蛋白溶液（1 mg/mL）中，在室温下充分混合后，以3 500g离心，记录稀释10 倍的上清液在595 nm波长处的吸光度。对照组用pH 7.0的磷酸盐缓冲液（10 mmol/L）代替蛋白溶液。通过溴酚蓝结合量反映蛋白表面疏水性，溴酚蓝结合量按公式（2）计算。A0200?A0?Ax?/g（2）式中：A0为对照组吸光度；Ax为样品吸光度。1.4 数据处理与分析所有数据来自3 次重复的独立实验，均以平均值标准差表示。使用SPSS 21.0软件对数据进行统计分析，并通过单因素方差分析和邓肯检验确定平均值之间的显著性差异（以P0.05表示差异显著）。采用Excel和Origin 2021软件作图。2 结果与分析2.1 超声功率对牛肉干水分活度、水分质量分数、pH值的影响牛肉条经自然发酵后形成了牛肉干，如表1所示，经发酵后牛肉干水分活度、水分质量分数均显著降低 30 2023,Vol.44,No.19 食品科学 食品工程（P0.05），这是发酵过程中肉干内部水分的迁移和外部水分的蒸发导致了水分损失。随着超声腌制功率的增加，牛肉条和牛肉干中水分活度与水分质量分数均呈上升 趋势，特别是功率升至450 W和600 W时两指标较未超声处理组显著上升（P0.05）。这是因为超声处理可使肌肉纤维结构受损，盐溶性蛋白质溶出并附于肉的表面，从而有助于在肌纤维中保留更多的水分24。此外，空化效应引起的盐加速扩散可以使肌原纤维蛋白膨胀，从而增加肌肉水分含量，其中氯离子易与肌丝蛋白结合，增加了它们之间的静电斥力，钠离子可在肌丝蛋白周围形成离子“云”将其包裹，这种肌球蛋白和肌动蛋白的膨胀作用可以提供更多的蛋白质侧链来结合水分25。表 1 超声功率对牛肉条及牛肉干水分质量分数、水分活度、pH值的影响Table 1 Effect of ultrasonic power on the moisture content,water activity and pH of beef strips and beef jerky指标样品0 W150 W300 W450 W600 W水分质量分数/%牛肉条76.070.93Ac77.570.33Abc76.700.26Ac79.470.65Aa81.460.66Aa牛肉干23.220.21Bd23.800.42Bcd24.910.35Bbc25.690.62Bab26.680.13Ba水分活度牛肉条0.9850.001Ab0.9860.002Aab0.9860.001Aa0.9870.003Aa0.9870.002Aa牛肉干0.7440.005Bc0.7520.003Bc0.7660.003Bb0.7740.001Bab0.7830.002BapH牛肉条5.890.03Ab5.920.02Aab5.930.03Aab5.950.02Aab5.980.01Aa牛肉干5.210.01Bb5.250.02Bab5.260.02Bab5.270.02Ba5.290.02Ba注：同行肩标小写字母不同表示差异显著（P0.05）；相同指标牛肉条与牛肉干同列肩标大写字母不同表示差异显著（P0.05）。下同。发酵6 d后牛肉干的pH值显著低于发酵前的牛肉条（P0.05），这主要是牛肉中的优势微生物发酵所致。此外，随着超声腌制功率的增加，牛肉条的pH值从5.89（0 W）升高至5.98（600 W），牛肉干的pH值从5.21（0 W）升高至5.29（600 W），较低功率超声处理使得牛肉干pH值略有增加，当功率大于300 W时显著增加（P0.05）。这与Jayasooriya等26报道的超声处理使牛胸腰最长肌和半腱肌pH值显著增加的结论一致，pH值的升高主要是蛋白质结构变化导致离子基团位置的改变所引起的27。2.2 超声功率对牛肉干色泽的影响色泽是影响肉制品质量和消费者购买欲的重要指标之一，通常良好的牛肉干色泽为高L*值、a*值和低 b*值28。如表2所示，与发酵前的牛肉条相比，发酵后的牛肉干L*值、b*值显著升高，a*值显著降低（P0.05）。发酵过程中牛肉肉色变化主要与肉干的含水量和肌红蛋白的氧化有关。表 2 超声功率对牛肉条及牛肉干色泽的影响Table 2 Effect of ultrasound power on color paramenters of fresh beef strips and beef jerky样品指标0 W150 W300 W450 W600 W牛肉条L*30.210.25Bd31.490.74Bc32.930.86Bb33.920.41Ba34.210.34Baa*16.340.81Abc16.960.76Aabc17.950.53Aa17.340.61Aab16.140.51Acb*9.960.43Bc10.700.10Bc11.690.62Bb12.750.77Ba12.760.49Ba牛肉干L*34.010.59Ad34.800.60Ad35.660.47Ac36.800.70Aab38.020.81Aaa*13.780.54Bc14.960.47Bb16.250.84Ba16.250.64Ba16.030.65Aab*12.260.50Ac13.130.72Ab13.270.62Ab13.780.65Aab14.550.40Aa随着超声功率的增加，牛肉条与牛肉干L*值和b*值都呈上升趋势，在600 W时达到最大。L*值的增加可能与超声处理引起的局部高温高压导致亚铁血红素被取代和球蛋白变性有关29；另外，较高的水分含量也是导致L*值增加的原因30，而b*值的增加主要与脂质氧化有关。a*值随着超声腌制功率的提高先增加后降低，当功率为300 W时，牛肉条和牛肉干a*值达到最高，分别为17.95与16.25。这可能是因为在腌制过程中随着超声功率的增大，空化气泡强大的内爆效应可以断裂分子键，产生大量 自由基31，氧合肌红蛋白血红素辅基的Fe2受到攻击失去电子，生成具有Fe3的高铁肌红蛋白，表现为a*值 降低。2.3 超声功率对牛肉干盐含量和剪切力的影响盐含量是评价肉类腌制程度的重要指标，超声功率对牛肉条和牛肉干中盐含量的影响如图1A所示。发酵后的牛肉干中盐含量显著高于发酵前的牛肉条（P0.05），这与牛肉在发酵过程中的水分损失导致食盐浓缩有关。值得注意的是，牛肉条与牛肉干中盐含量均随着超声腌制功率的提高而显著增加（P0.05），说明超声处理能够促进食盐向肉中扩散。Visy等32的研究表明，空化效应可以产生微射流攻击肌原纤维，从而在肉的边界产生微通道，有利于食盐渗透到肉中。超声处理引起的盐分加速渗透，提高了肌纤维间的静电斥力与蛋白溶解33，这与观察到的高功率下的牛肉干拥有较高的水分含量密切相关。AaBaAbBbAcBcAdBdAeBe0.001503004506000.51.01.52.02.53.0A?/%?/W?AdBdAcBcdAcBbcAbBbAaBa001503004506005101520253035B?/N?/W?小写字母不同表示同一组别不同超声功率间差异显著（P0.05）；大写字母不同表示同一超声功率下牛肉条与牛肉干差异显著（P0.05）。图 1 超声功率对牛肉条及牛肉干盐含量（A）和剪切力（B）的影响Fig.1 Effect of ultrasound power on salt content(A)and shear force(B)of fresh beef strips and beef jerky食品工程 食品科学 2023,Vol.44,No.19 31超声功率对牛肉条和牛肉干剪切力的影响如图1B所示，牛肉干的剪切力较牛肉条显著增加（P0.05），发酵后0、150、300、450、600 W超声处理的牛肉干剪切力分别升高至28.02、26.19、24.07、23.63 N和21.15 N，这与发酵过程中水分损失密切相关。此外，随着超声功率的提高，牛肉条和牛肉干的剪切力呈下降趋势，超声处理后的样品剪切力显著低于未经处理组（P0.05），对于牛肉干而言，300 W和450 W处理组间差异不显著（P0.05）。剪切力的降低可能是空化作用的破坏性和声波振动导致的肌肉纤维结构弱化引起的，也可能是超声作用破坏溶酶体，释放出可以促进蛋白质降解的钙激活酶和组织蛋白酶，进而改善了质构特性34。2.4 超声功率对牛肉条微观结构的影响如图2所示，随着超声功率的增加，肌纤维排列变得散乱，肌束间间隙增大，肌肉结构变得松弛，甚至发生细胞破裂的现象，这主要是超声的空化和机械效应所 致35-36。当功率在600 W时肌纤维断裂程度最大，超声功率在300 W和450 W时，肌纤维断裂程度相近，这可能是超声在这个功率范围内对牛肉肌纤维破坏程度有限。5 kV 11.5 mm?500100 m5 kV 11.3 mm?500100 mAB5 kV 11.7 mm?500100 m5 kV 11.5 mm?500100 mCD5 kV 11.7 mm?500100 mEA.未超声处理组；B.超声功率150 W处理组；C.超声功率300 W处理组；D.超声功率450 W处理组；E.超声功率600 W处理组。图 2 不同超声功率处理的牛肉条扫描电子显微镜图（500）Fig.2 Scanning electron microscopic images(500)of fresh beef strips treated with different ultrasound power 2.5 超声功率对牛肉条MFI的影响为了进一步揭示超声处理后牛肉干的品质变化机制，对经超声处理后的新鲜牛肉条中肌原纤维蛋白结构进行了分析。MFI是反映肌原纤维蛋白完整性的指标，较大的MFI可能与肌原纤维在I带Z线附近剧烈断裂有关37。MFI随超声功率的变化如图3所示，在一定范围内，随着功率的提高（0450 W），牛肉MFI显著增加（P0.05），当功率从450 W升至600 W时，MFI并无显著变化（P0.05）。超声处理对牛肉MFI的影响与其空化和机械效应密切相关，二者可以产生强烈的剪切作用，在较短时间就可对肌原纤维蛋白造成剧烈破坏，导致其结构弱化、断裂，从而提升肉的嫩度38。080204060MFIdebaa0150300450600?/W小写字母不同表示不同超声功率处理组间差异显著（P0.05）。下同。图 3 超声功率对牛肉条MFI的影响Fig.3 Effect of ultrasound power on MFI of fresh beef strips2.6 超声功率对牛肉条肌原纤维蛋白羰基含量的影响羰基含量可以反映肌原纤维蛋白的氧化程度，超声功率对牛肉肌原纤维蛋白羰基含量的影响如图4所示。未经超声处理的牛肉蛋白羰基含量为0.31 nmol/mg pro，经150 W超声波处理后未发生显著变化，超声功率升高至300 W和450 W时，羰基含量显著增加（P0.05），并且在600 W时达到最大，约为450 W时的2 倍。蛋白质的羰基化主要归因于氨基酸侧链的氧化，并且脂质氧化所生成的醛类化合物也可以与氨基酸侧链基团结合形成席夫碱，从而使羰基含量增加39。此外，研究表明超声引起的肌肉细胞破裂会导致血红素和非铁血红素的释放，当血红素转化为非铁血红素时，来自H2O2的羟基可以氧化氨基酸侧链生成羰基40。此外，超声空化效应引起盐的加速渗透也对蛋白质羰基化起着促进作用。0.01.40.20.40.60.81.01.2?/?nmol/mg pro?ccbba0150300450600?/W图 4 超声功率对牛肉条肌原纤维蛋白羰基含量的影响Fig.4 Effect of ultrasound power on the carbonyl group content of myofibrillar proteins in fresh beef strips 2.7 超声功率对牛肉条肌原纤维蛋白总巯基和活性巯基含量的影响半胱氨酸的巯基具有很强的活性，极易受到自由基的攻击形成二硫键，因此巯基含量可以反映蛋白的 32 2023,Vol.44,No.19 食品科学 食品工程氧化程度。总巯基含量随超声功率的变化如图5A所示，随着超声功率的提高，总巯基含量从59.70 nmol/mg pro（0 W）显著降低至53.30 nmol/mg pro（600 W）（P0.05），这可能是因为巯基中的氢原子被超声处理过程中产生的自由基捕获，导致巯基氧化，并在多肽内部或多肽间形成二硫键41。Zhang Ruyu等42也发现，超声处理的猪肉中总巯基含量随超声处理强度的增加而降低。此外，Kang Dacheng等33的研究也表明，与静置腌制相比，超声辅助腌制显著降低了牛背最长肌的总巯基含量（P0.05）。4065A45505560?/?nmol/mg pro?abcde0150300450600?/W2045B25303540?/?nmol/mg pro?dcdcba0150300450600?/W图 5 超声功率对牛肉条肌原纤维蛋白总巯基（A）及活性巯基（B）含量的影响Fig.5 Effect of ultrasound power on the contents of total sulfhydryl(A)and active sulfhydryl(B)groups in myofibrillar proteins of fresh beef strips 超声功率对肌原纤维蛋白活性巯基含量的影响如 图5B所示，超声功率越大，活性巯基含量越高，当功率达到600 W时，活性巯基含量达到39.23 nmol/mg pro。Amiri等43研究也发现，随着超声强度的增加，牛肉肌原纤维蛋白的结构逐渐伸展，暴露出更多的活性巯基基团，其含量显著增加，康大成31的研究也证明了此结论。2.8 超声功率对牛肉条肌原纤维蛋白表面疏水性的影响表面疏水性可反映蛋白表面疏水基团数量及分布，通过溴酚蓝与肌原纤维蛋白的结合作用可以分析肌原纤维蛋白的表面疏水程度23。如图6所示，经超声处理后，牛肉条肌原纤维蛋白的溴酚蓝结合量从15.35 g（0 W）增至51.64 g（600 W）（P0.05）。这可能是由于超声的空化效应引起的机械力破坏了肌原纤维蛋白分子间作用力，使得肌原纤维蛋白结构展开，进而暴露出更多埋藏在内部的疏水基团。这与Chen Lin等44的研究结果一致，蛋白质在超声过程中发生去折叠和复性，加速分子内部非极性和疏水性氨基酸（甲硫氨酸、苯丙氨酸、色氨酸等）的暴露，从而增加了其表面疏水性。0601020304050?/gdcdbcba0150300450600?/W图 6 超声功率对牛肉条肌原纤维蛋白表面疏水性的影响Fig.6 Effect of ultrasound power on the surface hydrophobicity of myofibrillar proteins in fresh beef strips 2.9 超声功率对牛肉干感官评价的影响如图7所示，随着超声功率的提高（0300 W），牛肉干颜色得分显著增加（P0.05），尽管在超声450 W和600 W时红度略有下降，但肉眼观察并无显著差别。此外，牛肉干气味与滋味得分随着超声功率增加而增加，这与超声波促进腌料传质有关。超声功率超过300 W后，硬度得分显著降低（P0.05），这与剪切力分析结果相印证，说明增大超声功率可改善牛肉干感官嫩度。总体而言，超声功率300 W处理的牛肉干总体可接受性最高。?abcd?ab?150 W0 W300 W450 W600 W765432aabbcdaaabbaabbccbbaba图 7 超声功率对牛肉干感官评价的影响Fig.7 Effect of ultrasound power on sensory evaluation of beef jerky3 结 论本实验研究了超声腌制功率对牛肉干品质特性及牛肉肌原纤维蛋白结构的影响。结果表明，随着超声功率的提高，牛肉MFI上升，表面疏水性增强，羰基、活性巯基含量增加，总巯基含量下降，表现为牛肉条与牛肉干水分质量分数、水分活度、pH值和盐含量显著增加，剪切力显著降低，以及肌肉微观结构松散。这说明超声处理破坏了肌原纤维蛋白的结构，促使其结构展开，暴露出更多疏水基团，在有效改善牛肉干嫩度的同时，也增加了水分的保持，加快了食盐渗透，进而提高了牛肉干的保水性和盐含量。但超声功率过高引起的高pH值和水分含量不利于牛肉干的贮藏，另外，过高的功率还会增加蛋白过度氧化的风险及额外的能源消耗。综上，结合感官评价结果，超声功率300 W时牛肉干的整体品质最佳。食品工程 食品科学 2023,Vol.44,No.19 33参考文献：1 赵健,王二霞.传统牛肉制品的加工现状与发展趋势J.肉类研究,2007,21(12):6-7;10.2 INGUGLIA E S,ZHANG Z,BURGESS C,et al.Influence of extrinsic operational parameters on salt diffusion during ultrasound assisted meat curingJ.Ultrasonics,2018,83:164-170.DOI:10.1016/j.ultras.2017.03.017.3 李新生,党娅,王艳龙.中国牛肉干加工技术及产业发展现状J.肉类研究,2012,26(4):32-35.4 GOU P,COMAPOSADA J,ARNAU J.NaCl 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