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*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*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*大剪切力来表征，*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*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*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*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*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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