Labthink:猪肉嫩度与硬度的关系及测试方法介绍

日常生活中, 肉嫩不嫩 往往是消费者在挑选猪肉或者品尝猪肉时,心中zui主要的评价标准。相关研究表明,猪肉嫩度与消费者对猪肉制品的接受度的相关性,远远高于口感、异味和多汁性。实际上, 嫩 与 老 是食用者对猪肉肌肉中各种蛋白质结构特性的总体概况,主要通过食用者舌头或口腔颊部对肉的柔软或坚硬程度来反映,在这一意义层面上,嫩度可以理解为肉的硬度。
既然嫩度/硬度是消费者对猪肉质量优劣的关键评价指标,那么肉的 嫩与老 、 软与硬 是如何形成的呢?这就要从肉的内部结构入手了解。
肌肉的基本单位是肌纤维,肌纤维越粗,则肉越难咬断,表现为 老和硬 的口感;相反,肌纤维越细,肉质越 软嫩 。肌纤维的粗细,与猪的成长速度、年龄、营养状态和运动量有关。根据四川农业大学陈磊博士的研究,增重速率越快的猪,肌纤维增粗越快;同时,猪的年龄越大,营养越充足、运动量越大,也会导致肉质肌纤维变粗,使之口感变硬、变老。
猪肉在咀嚼过程中,首先被咬破的是肌外膜和肌束,然后在切断肌纤维。其中肌外膜,即结缔组织,咬断难度zui大。当肉中含有较多的结缔组织时,肉质难以被咬碎,呈现较硬的口感。若肌肉中脂肪含量较多,那么这种肉类中脂肪组织与结缔组织交叉存在,使结缔组织相对疏松,强度减弱,那么肉质偏嫩软。
可见,在多重因素的影响下,猪肉肉质的 软硬、老嫩 将呈现诸多差异。因此,具有精确性和可靠性的数据表征形式非常重要。目前,行业中通常利用实验器具模拟牙齿插入肉的过程,测其zui大剪切力来表征,zui典型的试验为 Warner-Bratzle剪切试验 。
咀嚼过程中,除了通过牙齿咬合能感受到肉质的软硬,口腔中其他部位也会对肉质的质构特征进行综合感知,比如弹性、咀嚼性等。若要对此综合评定,采用质构剖面分析(TPA)试验更加适合。
那么,具体试验如何操作呢?接下来笔者分别简单介绍一下。
(一)Warner-Bratzle剪切试验
之所以称为 Warner-Bratzle剪切试验 ,是源于1928年Warner设计了一款具有 型口的刀刃,利用仪器使刀刃切断样品,获得过程中的zui大剪切力。Bratzler在其基础上进行了少许改动,从此这种方法被称作 Warner-Bratzle剪切试验 ,利用测得的zui大剪切力来判定肉质的嫩度与硬度。
1、测试仪器和刀具
XLW(EC)智能电子拉力试验机,济南兰光机电技术有限公司。XLW(EC)智能电子拉力试验机, 集成拉伸、剥离、撕裂、热封等八种独立的测试程序,支持拉压双向试验模式,精度优于0.5级。
Warner-Bratzle剪切刀具 由厚3.0 mm、 刃口内角度60 的刀刃,和具有4mm宽刀刃引导槽的下部固定装置构成。
2、试验过程
将 Warner-Bratzle剪切刀具 的刀刃与拉力机的上夹头连接,下部固定装置紧固在拉力机的底座上。将试样置于下部固定装置的刀刃引导槽上面,使肌纤维与刀刃运动方向垂直,启动拉力机以1 mm/s的速度剪切试样。仪器监测这一过程的力值变化,由此获得zui大剪切力。

(二)质构剖面分析(TPA)试验
该试验是通过仪器模拟人牙齿的咀嚼食物过程,对试样进行两次压缩,记录过程中探头压力与对试样应力的变化,进而从力 时间曲线上分析可得一系列质构参数,如:硬度、弹性、粘聚性、咀嚼性等。
1、测试仪器和刀具
XLW(EC)智能电子拉力试验机,济南兰光机电技术有限公司。和直径5mm的圆柱形探头。
2、试验过程
将猪肉制取为高25mm,底面积40 40mm的方块状试样。
将探头安装在拉力机的上夹头上。
启动拉力机的压缩试验,以1mm/s的速度压缩试样,直至压缩距离为10mm时,再以同样的速度返回。停顿2s后,继续以相同的速度开始第二次压缩,压缩距离同样为10mm。仪器自动出具时间-力值曲线,如图1。再进行相应质构特性指标的计算,计算方式如下:

硬度(Hardness):即试样达到一定变形所需要的zui大载荷。 
黏附性(Adhensiveness):是咀嚼猪肉时,其表面与口腔组织黏附的情况,反映了试样组织细胞间结合力的大小。在质构试验中,即压缩一次后探头返回,从试样中拔出所需能量的大小,对应的是图1曲线图中面积3。
弹性(Springiness):反映了外力作用时试样变形情况及外力移除后试样的恢复程度,在质构试验中,即变形试样移除压力后恢复到原状的高度比值,对应的是图1曲线图中长度1与长度2的比值。
凝聚性(Cohensiveness):是猪肉抵抗受损并紧密连接使其保持完整的性质,在质构试验中,反映了试样经过*次压缩变形后所表现出来的对第二次压缩的相对抵抗能力,对应的是图1曲线图中面积2与面积1的比值。
恢复性(Resilience):反映的是试样在压缩状态下快速恢复原状的能力,与弹性相比,二者主要区别于恢复原状的时间长短,对应的是图1曲线图中面积5与面积4的比值。
(三)注意
通过两种方法测得的硬度指标,没有对比性。这是因为,Warner-Bratzle剪切试验测得的硬度,反映的是肌肉内部的抵抗咬合的能力,而TPA试验测得的硬度,反映的是肌肉组织表面的应力。
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