我国是肉类生产与消费大国，随着居民收入水准不断提高，低脂肪高蛋白的牛肉逐渐受到消费者的青睐。低温可以减缓生物、化学反应速度，抑制微生物的生长和代谢，从而延长肉及肉制品的货架期。肌肉成熟前适当的冷冻处理能改善肉的品质，尤其是嫩度。冷冻后成熟会导致肌肉中的钙蛋白酶抑制素更容易失活，使钙蛋白酶的活性保持相对来说比较稳定，从而改善牛肉的嫩度。但是，冷冻后成熟的方法改善肉质的机制还有待进一步探究。

  研究无氧糖酵解进程以及能量代谢的变化对进一步解析肉的品质变化十分重要。中国农业科学院农产品加工研究所武广玉、杨川、李侠*等以牛背最长肌为原料，探究交变电场辅助牛肉冻结对解冻成熟过程中肌肉能量代谢的影响，以期为肉品新型贮藏保鲜技术的开发提供参考。

  样品处理：选取黑白花公牛左右两侧背最长肌,每条背最长肌分成15 块5 cm×4 cm×3 cm的肉样，随机分配于3 个处理组的5 个时间点，6条背最长肌被定义为6 个平行。无电场仅4 ℃成熟的牛肉记录为OA组；－18 ℃冻结30 d后解冻（在4 ℃冰箱中解冻到肉的中心温度到达0 ℃）成熟（解冻后继续在4 ℃冰箱中放置7 d）的牛肉记录为FA组；－18 ℃交变电场环境下冻结30 d后解冻成熟（同FA组并添加交变电场的辅助）的牛肉记录为EA组。分别在成熟的第0、1、3、5、7天取样分析。

  如表1所示，OA组牛肉随着成熟时间的延长pH值呈现先减小后增大随后减小的趋势，成熟的前3 d pH值下降十分明显，使牛肉的pH值下降，于成熟的第3天达到极限pH值（5.56）。之后由于无氧糖酵解的进程终止使得成熟第5天pH值上升至5.62，成熟第7天微生物生长繁殖产生酸性物质使pH下降至5.55。而经过冻结30 d解冻后成熟的牛肉pH值变化不大，且同一成熟时间，FA组和EA组的pH值明显低于OA组，FA组和EA组的pH值的差异不显著，该根据结果得出冻结30 d对肌肉pH值的影响高于交变电场辅助的作用。

  如表1所示，3 个处理组的ATP含量均随着成熟时间的延长而明显降低。成熟7 d时，OA组的ATP含量由7 245.43 μmol/g下降至752.38 μmol/g。而FA组和EA组成熟0 d的ATP含量明显低于OA组，并降低至OA组成熟第3天的水平。此外，EA组在成熟第0天的ATP含量明显低于FA组，表明交变电场辅助下能加速牛肉的能量代谢进程，并由此减少了ATP的含量，从而能够进一步提升肉的品质。

  如图2所示，3 个处理组的肌糖原含量都随着成熟时间的延长而降低，说明在成熟过程中糖原参与糖酵解进程，被不断消耗。OA组在成熟的前3 d糖原消耗速度较快，由第0天的8.19 mg/g下降至第3天的2.71 mg/g，3 d后的下降速度逐渐减慢。整个成熟过程中，FA组和EA组肌糖原含量均显著低于OA组，说明在冻结解冻的过程中，无氧糖酵解反应缓慢进行，消耗了一定量的糖原。在成熟第1天和第5天时，EA组糖原含量显著低于FA组，说明交变电场加快了糖酵解的进程，使肌肉的pH值升高、ATP含量降低，降低了肌肉的强烈收缩程度，使肉质得以改善。交变电场通过在空间中形成负离子环境，并对肌肉施加一定的电场强度，在一定意义上是对宰后牛肉的一种电刺激处理，从而达到了改善肉质的目的。在成熟第3天和第7天，FA组和EA组之间的肌糖原含量无显著差异，说明尽管交变电场可以加剧糖原的消耗，但在更大程度上，成熟前的冻结和解冻对肌肉能量代谢的影响超过交变电场的辅助。

  如图3所示，随着成熟时间的延长，OA组乳酸含量呈现先增加后减少的趋势，并于成熟第3天达到最大值（2.14 μg/g），由此判定成熟的第3天进入牛肉的最大僵直期，这一结果与pH值的变化保持一致。FA组和EA组在成熟的过程中伴随着解僵，乳酸含量呈现显著减少的趋势，说明冻结解冻的过程，牛肉进行了缓慢的无氧糖酵解，并于解冻后达到僵直期，此时（成熟0 d）FA组乳酸含量（2.31 μg/g）显著低于EA组（2.08 μg/g），说明交变电场在辅助冻结解冻后成熟过程中加速了肌肉的能量代谢，印证了肌糖原含量的结果。

  如图4所示，随着成熟时间的延长，OA组HK的活力呈现先增大后减少的趋势，并于成熟第3天达到最大值（531.46 nmol/（min·g））。而FA组和EA组的HK活力随着成熟时间的延长呈现减少的趋势，且EA组于成熟的第0、1、3天均显著低于FA组，这可能是因为肌肉宰后冻藏30 d并解冻会延长其僵直期，使解冻后的成熟过程伴随着解僵，也有可能是因为冻结过程中产生的冰晶破坏了HK的结构，从而降低了活性，但这需要进一步的实验验证。交变电场的辅助下可以促进牛肉的糖酵解进程，并逐步提升肉的嫩度以及保水性，此外还可以通过形成小而致密的冰晶，减轻对激酶的破坏程度。

  如图5所示，OA组LDH的活力于成熟第0～1天变化较小，分别为10.64 U/g和10.63 U/g，于成熟第3天开始呈现显著减少的趋势。FA组和EA组的LDH活力随着成熟时间的延长呈现显著下降的趋势，EA组成熟第0、3、5、7天均明显低于FA组。该结果与乳酸含量结果一致，表明LDH的活力和乳酸含量呈现正相关性。交变电场辅助处理组LDH活力的改变，可能是由于交变电场提高了肌肉的冻结速率，从而加快了能量代谢，但这一推论需进一步验证。

  5.3 交变电场辅助冻结解冻对牛肉成熟期间Ca2+-ATPase活力的影响

  如图6所示，随着成熟时间的延长，OA组Ca2+-ATPase的活力呈现先增大后减少的趋势，并于成熟第1天达到最大值（0.33 μmol/（mg·h））。而成熟1 d后，FA组和EA组的Ca2+-ATPase活力明显低于OA组，说明冻结过程中形成的冰晶会加剧对肌质网的破坏程度，而FA组的Ca2+-ATPase的活力于成熟第0、5、7天明显高于FA组，说明交变电场辅助下，形成的冰晶小且致密，解冻后对肌肉的破坏程度小，减轻了对肌质网的破坏，Ca2+-ATPase活力得到更优秀的保持，有利于维持肌原纤维蛋白结构的完整性，减轻蛋白的变性程度。

  如图7所示，交变电场辅助冻结解冻后成熟中的能量代谢变化的机制主要有两种。首先，冻结过程中形成的冰晶破坏肌纤维结构的完整性，并推断进一步加剧了肌质网释放Ca2+的程度，加剧Mg2+-ATP复合物的解体，由于Ca2+-ATP酶活性依赖于Mg2+-ATP复合物，使Ca2+-ATPase的活力降低，同时，Ca2+的逸出作用于肌球蛋白，促使ATP酶被激活，加快ATP的分解。交变电场辅助冻结解冻后成熟过程中，交变电场产生的电流可以在一定程度上促进肌肉进一步收缩；同时交变电场电场环境抑制冰晶生长，有助于维持肌纤维的完整性，肌质网破坏程度小，较好地维持Ca2+-ATPase活性，有利于维持肌肉持水性，提升肌肉嫩度。

  其次，成熟过程中牛背最长肌的肌糖原含量减少，推断在冻结以及解冻的过程中，肌肉缓慢进行糖酵解，有效延长了肌肉的僵直期。冷冻破坏了酶的结构，降低了HK和LDH的活力，使冻结30 d的过程处于僵直前期，解冻后的成熟过程伴随着解僵，这是通过观察到乳酸含量在成熟期间不断减少，未发现乳酸积累的现象得到的结论。由于成熟过程中EA组的糖酵解酶的活力低于FA组，因此推断交变电场辅助冻结解冻过程中加速糖酵解的进行，使肌肉僵直期向解僵期的转变加快，使解僵期提前，ATP含量下降。

  本研究中对牛背最长肌采用冻结解冻后成熟以及交变电场辅助下冻结解冻后成熟的方法，测定其能量代谢的变化，与4 ℃成熟相比，冻结解冻后成熟使ATP、肌糖原含量、LDH活力及HK活力均明显降低。在交变电场的辅助下，肌肉的糖酵解速率加快，降低了ATP和乳酸的含量以及糖酵解酶（LDH和HK）的活力。综上，冻结解冻后成熟的办法能够使牛肉在冻结状态下处于僵直期，从而延长肌肉的僵直期，交变电场辅助下可以有效促进肌肉的能量代谢进程。

  本文《交变电场辅助冻结对牛肉解冻成熟过程中能量代谢的影响》来源于《食品科学》2023年44卷11期32-38页. 作者：武广玉，杨川，黄峰，李侠，张春晖. DOI:10.7506/spkx0613-134. 点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

  实习编辑：李雄；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网。

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