超声波在肉品加工中应用研究

近些年，随着我国经济的不断发展以及人们生活水平的不断改善，肉类产业得到了长足发展，在我国食品行业中逐渐形成第一大产业。在社会主义新时期，肉类产业的主要发展目标为提高肉类品质，更好地满足人们对于肉类产品日益旺盛的消费需求。当前人们更加倾向于非肉成分和食品添加剂少、加工程度较低以及食用简单方便的肉制品[1]。超声波属于非热物理加工技术，在肉品加工中的应用较为广泛。特别是超声波中频率为20 ～100 kHz、强度超过1 W·cm-2 的低频高强度超声，可以有效改善肉品品质，提高加工效率，对于肉品加工产业的发展具有积极的促进作用。因此该技术也成为国内外研究的重点和热点，具有较大的发展潜力。

1 超声波技术的嫩化作用

肉的嫩度在很大程度上影响了其口感，嫩度主要是在放血后肌肉成为食用肉过程中，各种生物化学物质相互作用的结果，其主要取决于肌肉纤维收缩、肌纤维骨架蛋白和结缔组织含量。高强度超声对于肌肉僵直后期的嫩化有积极作用[2]。采用低频高强度超声波对不同部位牛肉进行处理，结果显示采用超声波处理60 s后的肌肉嫩度与成熟3 ～5 d 的肌肉嫩度相当，表明超声波可以加速牛肉的成熟嫩化。同时对牛肉进行超声波处理可以在短时间内有效降低肌肉剪切力，降低蒸煮损失，同时，超声波加工不影响肉质的外观、色泽以及制熟后的香气等。相关研究采用频率为40 kHz、功率为1 500 W 的超声波处理牛肉肌腱10 min，结果显示超声波能够有效降低牛肉的硬度，其主要原理在于超声波可以减小肌肉纤维直径，降低胶原蛋白的热稳定性，从而使胶原蛋白之间更加疏松，改善牛肉肌腱的硬度[3]。

对处于僵直前期的肌肉进行高强度超声波处理，有助于改善其嫩化程度，促进热剔骨工艺的成功应用，缩短了肌肉的冷却、贮藏时间，降低了企业的生产成本。但在超声波处理过程中，如果处理时间较短，可难以得到理想的改善效果。不同的超声波设备在参数设置、温度效应、处理方式以及作用对象等方面各有差异，导致不同的超声波研究成果之间具有较差的可比性。目前在改善肌肉嫩度方面主要采用20 ～100 kHz 的低频率和100 W ～10 kW 的高功率超声波。

此外高频率超声还能用于肉品品质的无损检测。应用2 MHz 的超声波对僵直前期牛肉进行处理，虽然高频超声不会牛肉的嫩度有所改善，但是在处理过程中高频超声能够对牛肉僵直过程中的能量代谢产生较大影响。近些年相关研究表明在宰后牛肉向食用牛肉转化的过程中，细胞凋亡酶能够影响牛肉的嫩化程度，而采用超声波对宰后牛肉进行处理具有杀灭细胞的作用，因此超声波处理能够加速细胞的凋亡，促进肌原纤维骨架蛋白的降解，同时可有效提高capase-3 和钙激活酶活性[4]。

2 超声波在肉品加工单元中的应用

现阶段，随着人们生活水平的提高，消费者对肉品加工提供了更高的要求，具体体现在2 个方面:①要求肉制品更加健康、安全，具体包括低盐、低脂以及低热量等。②消费者希望肉制品能具有传统加工工艺的品质，即不降低肉制品的口感。对于肉制品加工企业来说，除了要满足消费者对品质的要求外，在市场经济竞争日益激烈的大背景下还面临如何提高生产效率以及降低生产成本的问题。在肉品加工过程中应用超声波可以有效解决上述问题。

2.1 超声波在原料肉腌制过程中的应用

通过超声波处理有助于提高肉制品的嫩度，改善肉制品的保水性和多汁性，提高肉制品的口感。同时，采用超声波可以明显提高原料肉的腌制效率，从而提高工作效率，降低生产成本。一般来说，传统的肉制品腌制方式需要2 ～6 d 才可以保障肌肉中的食盐含量达到2%左右。超声波处理可以借助瞬间产生的高温、高压提高物质的转移速率以及离子在界面的穿透能力，从而提高腌制效率[5]。相关研究分别在猪肉的腌制过程中采用不同功率以及不同处理时间的超声波，结果显示采用功率为19 W·cm-2 以及处理时间为10 ～25 min 的超声波可以在提高猪肉水分含量、保障猪肉品质的情况下有效提高腌制效率；不同功率的超声波对于猪肉腌制过程中的蛋白质稳定性具有不同的影响，采用功率为19 W·cm-2 的超声波对猪肉处理40 min，猪肉样品表面的肌球蛋白热稳定性会明显降低，表明猪肉内部的肌原纤维发生了膨胀[6]。因此超声波处理能够加速猪肉腌制过程中盐溶性蛋白质的溶出，从而促进了猪肉的腌制。在超声波处理改善肉制品的嫩度以及保水性方面，超声波处理能够显著提高肉制品中不易流动水的比重，同时可以加速肌原纤维蛋白的降解。同时超声波处理还会对肉制品的其他指标产生影响。通常来说，采用高强度以及长时间的超声波处理，会有效促进牛肉脂肪氧化程度以及蛋白质氧化程度的提高，有助于肉制品发生蛋白质聚集[7]。此外，研究表明在采用超声波处理肉制品的过程中，通过合理控制超声波强度和处理时间能够有效促进食盐在肉制品中的分散浸入，在保障肉制品出品率、质构以及风味的同时，明显降低食盐用量[8]。

2.2 超声波技术在滚揉加工过程中的应用

在滚揉加工过程中应用超声波技术也具有显著的应用效果，其主要体现在可促进肌肉纤维的破坏、增加黏性汁液的释放，从而有效提高肉制品的嫩度和保水性。在很早之前，人们便将超声波应用于火腿制品的处理，在低离子盐浓度的情况下提高盐溶性蛋白的溶出程度，进而提高低盐火腿的品质。在滚揉加工过程中采用超声波进行处理，可以提高绞碎腌制火腿肉卷的肌原纤维蛋白的溶解性，从而在没有加盐的情况下也能有效改善肉制品的质构。相关研究表明在滚揉过程中应用超声波，没有加盐情况下的肉制品产品质构与常规加盐情况下没有明显差异[9]。

3 超声波处理对肉品营养成分的影响

近些年人们对于食品健康安全的重视程度越来越高，在肉品加工过程中采用超声波进行处理可以在保障肉制品口味的情况下，显著提高加工效率，对于肉品加工企业的发展具有积极的促进作用，但是超声波处理是否会影响肉品中的营养成分受到了人们的关广泛注。陈银基[10]在牛肉食盐湿法腌制过程中采用超声波进行处理，观察牛肉处理后的脂肪酸含量，结果显示牛肉脂肪含量明显下降，相对来说，处理后的牛肉有助于降低动脉粥样硬化以及血栓指数，更加健康安全。刘永峰等[11]对秦川牛肉不同部位在食盐湿法腌制过程中采用超声波进行处理，观察不同部位的脂肪酸含量，结果显示肉制品中脂肪含量明显下降，但是多不饱和脂肪酸含量明显增加，有效改善了秦川牛肉制品中脂肪的营养成分。同时还有研究显示超声波的频率以及处理时间会对牛肉干中多不饱和脂肪酸、饱和脂肪酸的比例构成产生影响[12]。但需要注意的是，超声波处理可以导致水分子裂解，促使羟自由基的释放，进而导致肉制品中的蛋白质和脂肪发生过度氧化，特别是高强度和长时间的超声波处理应该引入足够的注意[13]。

4 超声波处理对肉制品微生物发酵的影响

在微生物发酵方面，低频率、高强度的超声波对于肉制品中的致病微生物具有显著的抑制作用，有助于保障肉制品的安全。同时超声波处理有助于微生物细胞膜产生气孔，通过气孔可以更好地进行营养物质的吸收和有害物质的去除，提高发酵肉制品中益生菌的活性。相关研究表明在20 ℃条件下，采用0 ～68.5 W功率的超声波对培养基以及肉汤进行处理，观察清酒乳杆菌发酵剂的生长情况。结果显示通过对超声波功率以及处理时间的调节可以有效控制清酒乳杆菌的生长情况，同时超声波处理还可以对致病菌进行有效抑制[14]。

5 结语

基于上述分析，目前超声波处理已经在肉品加工过程中得到了广泛应用，在改善肉品质量以及提高肉品加工效率方面具有巨大的价值，特别适用于营养健康以及高附加值的肉制品。在应用研究方面，随着人们对食品安全重视程度的不断提高，人们更关注超声波处理后肉制品营养成分的变化，因此超声波处理后的肉品组分变化以及品质特性变化将会是今后研究的重点和主要方向。通过分析超声波作用下肉品蛋白质、脂肪以及水分含量的变化，可以更好地理解肉品品质的形成机制以及控制过程。相信后续随着研究的进一步深入，超声波处理将会在肉品加工中发挥更大的作用。

参考文献：略

作者简介：顾思远（1989—），女，硕士在读，助理实验师；研究方向为食品加工与安全。

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