阅读说明：本技术 一种嫩化冷冻牛肉的方法 (Method for tenderizing frozen beef ) 是由 邹强 刘达玉 马家林 华钧 吕海华 于 2020-07-16 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种嫩化冷冻牛肉的方法,包括下述步骤：(1)牛肉准备：将冷冻牛肉分割,备用；(2)牛肉解冻：将步骤一中分割好的牛肉装入容器中,并注入解冻液,在超声的作用下解冻：(3)渗透处理：经步骤(2)处理后,再向容器中加入木瓜蛋白酶水解液,在超声波作用下生渗透处理：(4)嫩化处理：经过步骤(3)渗透处理后,进一步在超声作用下嫩化处理；在步骤(2)中,所述解冻液包括按重量份比的下述成分:去离子水900～950份,柠檬酸30～40份,氢氧化钠9～10份,亚硝酸钠0.2～0.3份,异维生素C钠1～2份,半胱氨酸盐酸盐0.5～1份。该方法通过促进超声波和木瓜蛋白酶协同嫩化,可在保持牛肉色泽的同时,最大程度地提升牛肉的嫩化效果。(The invention provides a method for tenderizing frozen beef, which comprises the following steps: (1) beef preparation: cutting frozen beef for later use; (2) beef unfreezing: putting the beef cut in the step one into a container, injecting a thawing solution, and thawing under the action of ultrasound: (3) and (3) infiltration treatment: after the treatment of the step (2), adding papain hydrolysate into the container, and performing osmosis treatment under the action of ultrasonic waves: (4) tenderizing treatment: after the permeation treatment in the step (3), further tenderizing treatment is carried out under the action of ultrasonic waves; in the step (2), the thawing solution comprises, by weight, 900-950 parts of deionized water, 30-40 parts of citric acid, 9-10 parts of sodium hydroxide, 0.2-0.3 part of sodium nitrite, 1-2 parts of sodium isoascorbate, and 0.5-1 part of cysteine hydrochloride. The method promotes the synergistic tenderization of the ultrasonic waves and the papain, and can maximally promote the tenderization effect of the beef while maintaining the color of the beef.)

一种嫩化冷冻牛肉的方法

技术领域

本发明涉及牛肉处理技术领域，具体涉及一种嫩化冷冻牛肉的方法。

背景技术

为了提高牛肉的适口性，牛肉需要经过嫩化处理，实际生产过程中多采用机械滚揉的方式对牛肉进行嫩化处理，该方式存在嫩化不均匀、处理时间长、存在食品安全隐患等问题。超声波和生物酶是两种有效的牛肉嫩化技术，诸多研究将两者结合使用，取得了较好的效果，一方面超声波可以促进酶的渗透，从而提高嫩化效果，但另一方面在超声波场下，容易导致生物酶活性快速降低和牛肉色泽变暗。

公开号为CN108902776A的专利申请 公开了一种牛肉的嫩化方法，属于牛肉加工技术领域，本发明的嫩化方法是先将牛肉进行挤压预处理，然后注射酸液并采用电刺激，光照排酸和超声酶解相结合的方法进行牛肉的嫩化，电刺激主要是用来改善牛肉的肌原纤维的收缩速率，光照排酸和超声酶解主要从改善牛肉的***和糖酵解速率，三者相结合，针对影响牛肉嫩化的不同因素进行处理，全面高效，具有嫩化效果好，嫩化效率高的优点。

授权公告号为CN102630957B，提供了一种牛肉快速成熟嫩化的方法，在牛肉排酸成熟过程中，将牛胰脏制成匀浆，利用Ca2+激活胰脏中多种酶原，制成活性胰浆注射液直接注入牛肉中，使其中的胰蛋白酶对肌肉蛋白质进行分解，同时辅以超声波的作用，破坏肌肉原有结构，嫩度提高，在3～5天时间内达到成熟目的，缩短自然成熟时间50%左右。在贮藏性上，采用真空包装与辐照杀菌结合的方式，使分割牛肉贮藏期延长3～5倍。在肉的品质上，用本方法生产的分割牛肉的感官、理化等指标符合《GB2707鲜(冻)畜肉卫生标准》要求，剪切力4.2～5.3kg，达到人口感最佳状态。该方法保持了牛肉特有风味和营养，具有成熟速度快、保质期长、节省能源、生产效率高等特点。

发明人发现，上述CN108902776A和CN102630957B两种方法，在超声波场下，生物酶活性快速降低，生物酶嫩化效果显著变差并且伴随着牛肉色泽变暗。

发明内容

本发明旨在解决现有技术在嫩滑牛肉过程中存在的问题，提出一种嫩化冷冻牛肉的方法，该方法通过促进超声波和木瓜蛋白酶协同嫩化，可在保持牛肉色泽的同时，最大程度地提升牛肉的嫩化效果。

为解决上述问题，本发明采用以下技术方案实现：

一种嫩化冷冻牛肉的方法，包括下述步骤：

（1）牛肉准备：将冷冻牛肉分割，备用；

（2）牛肉解冻：将步骤一中分割好的牛肉装入容器中，并注入解冻液，在超声的作用下解冻，其中超声波开启10s，停滞20s为一个工作循环，一共循环15～20次；

（3）渗透处理：经步骤（2）处理后，再向容器中加入木瓜蛋白酶水解液，在超声波作用下生渗透处理，其中，超声波工作时，超声波开启10s，停滞20s为一个工作循环，一共循环3～5次；

（4）嫩化处理：经过步骤（3）渗透处理后，进一步在超声作用下嫩化处理，其中，超声波开启10s，停滞20s为一个工作循环，一共循环40～60次；

在步骤（2）中，所述解冻液包括按重量份比的下述成分:去离子水900～950份，柠檬酸30～40份，氢氧化钠9～10份，亚硝酸钠0.2～0.3份，异维生素C钠1～2份，半胱氨酸盐酸盐0.5～1份。该解冻液采用柠檬酸和氢氧化钠酸碱中合反应，生成具有一定缓冲能力和pH值范围的柠檬酸钠溶液，作为一种缓冲剂，一方面维持解冻液pH值和离子强度的稳定，一方面可以激发牛肉内源酶的活力。

进一步的，在步骤（1）中，是利用冻牛肉分块机将冻牛肉分割为15～20厘米*5～8厘米*5～8厘米的长条状。

进一步的，在步骤（2）中，所述容器中设置有不锈钢网槽和搅拌器，所述网槽距离容器底部一定的距离，所述搅拌器位于不锈钢网槽的下方，牛肉条置于不锈钢网槽上，不锈钢网槽的上方设置超声波发生器。分割好的冷冻牛肉条平行置于不锈钢网槽中，不能重叠，相互之间的间隔要大于2厘米，将超声波发生器安置于网槽的正中上方，且发生器的安置高度为冷冻牛肉上方8～10厘米处。

进一步的，在步骤（2）中，所述牛肉与解冻液的重量为比1：15～1：20。

所述超声工作条件为24kHZ～40 kHZ，其中，解冻时的功率为300 W～400W，渗透时的功率为200～300W，嫩化时的功率为100 ～200W。超声波和酶的协同作用一方面就体现在渗透作用下，协同作用对于效果而言，反应的是肉整体的嫩度，通过协同作用，肉整体嫩度提高，后面有参数进行了说明。因为单一酶的嫩化作用，仅仅反应在肉的表面，而超声波的震动作用和空穴效应，使得酶渗透到肉的内部，加强酶和肉内部蛋白的水解作用，促进酶的嫩化效果，有效发挥超声波和酶的协同作用，促进肉整体的嫩度。）

嫩化时低于该参数，会造成水温过低，达不到酶的反应温度，酶活较低，另外，超声波的震动效果也较弱，酶难以渗透到肉的内部；高于该参数，会造成温度过高，温度过高会导致肉色泽极剧变化，相当于肉煮熟了，丧失肉的新鲜度）

所述木瓜蛋白酶水解液按下述方法制备：先利用1%柠檬酸溶液和氢氧化钠溶液将纯净水的pH值调节至6.0～6.2，并加热至20℃～30℃，保持该温度，按食品级木瓜蛋白酶与水的重量比为3：100～5：100的比例加入食品级木瓜蛋白酶充分搅拌，待木瓜蛋白酶分散均匀，在20℃～30℃温度下，保温20～30分钟后即得，所述食品级木瓜蛋白酶活力为每克固体粉末含有10万酶活单位。先加入柠檬酸和氢氧化钠进行酸碱中和反应，生成具有一定缓冲能力的柠檬酸钠溶液，该溶液可以维持pH值的稳定，从而保证木瓜蛋白酶的活力，保持酶的活力，20℃～30℃温度下，保温20～30分钟同样是为了保持酶的活力；酶制剂是粉末状，通过加入到一定pH值和一定温度的缓冲液中，来使酶恢复它的活力，从而促进后续的酶嫩化作用。

进一步的，在步骤（4）中，所述木瓜蛋白酶水解液按照重量比为1：50～1：80的比例加入容器中的解冻液中。

所述搅拌器工作时按照40转/分钟进行转动。

还包括将嫩化处理后的牛肉条放入到新鲜纯净水中，浸泡3～5分钟，快速沥干，重复2～3次，在4℃下冷藏备用。嫩化结束后，将牛肉用清水漂洗，除去牛肉中残留的木瓜蛋白酶，防止牛肉在贮运的过程中过度嫩化。

本发明具有以下有益效果：

（1）现有技术CN108902776A在对牛肉进行嫩化处理时，仅仅应用了酶能嫩化牛肉，也应用了酶和超声波协同嫩化的方法，但忽略了超声作用下酶失活而，从而酶的嫩化作用不能得到发挥，而本发明从三个方面出发，一是采用了在超声作用下能保护酶的解冻液，本发明解冻液中，采用柠檬酸和氢氧化钠酸碱中合反应，生成具有一定缓冲能力和pH值范围的柠檬酸钠溶液，作为一种缓冲剂，一方面维持解冻液pH值和离子强度的稳定，可以激发牛肉内源酶的活力。冻肉的工业化解冻是采用的凉水，在低温的条件下进行解冻，有的为了加速解冻，在凉水中还加入适量的食盐。而本发明的解冻液用柠檬酸和氢氧化钠作用，生成具有一定pH值范围和缓冲能力的解冻液，在该pH值范围内，木瓜蛋白酶的活力最高，亚硝酸钠钠、异维生素C钠是为了防止肉色泽的变化，还有一定的抑菌作用，这里重点是加入了半胱氨酸盐酸盐，它是一种酶活促进剂，酶在超声波和低温的情况下，酶活不高，嫩化效率低下，通过加入半胱氨酸盐酸盐可促进木瓜蛋白酶在低温超声波作用下的反应效率。半胱氨酸盐酸盐、亚硝酸钠钠和异维生素C钠作为复合的保护剂，可协同促进木瓜蛋白酶的活性，保护牛肉的色泽。

二是从嫩化方式和超声波工作条件出发，在满足超声对牛肉的嫩化作用并不会导致肉色泽和肉质的变化情况下，采用超声解冻，超声渗透酶和超声和酶协同嫩化的工作方式，其中，超声波为梯度处理方式，在解冻环节，采用高频率的超声波处理，使得冷冻牛肉快速的解冻，平衡水温，防止后续木瓜蛋白酶的作用温度不会太低；然后在渗透环节，采用中频率的超声波处理，使得木瓜蛋白酶快速地、均匀地渗透于牛肉内部；最后在嫩化环节，采用低频率的超声波处理，在保留超声波的嫩化效果地同时，减少超声波对木瓜蛋白酶的破坏作用。超声波采用间歇式的操作，防止超声波过度作用，避免水温升高，从而保证牛肉嫩化处理过程处于一个温度较低的环境，防止牛肉品质劣变，

实际嫩化工作中，在本发明的嫩化方式下，超声波产生的能量不会导致肉的表面温度超过30度以上，所以不会因为温度高而导致肉色泽的变化，也不会丧失肉原有的新鲜度。

2、在上述特定解冻液和特定嫩化方法的基础上，进一步的木瓜蛋白酶水解液的配置，采用特定的过程配置的木瓜蛋白酶水解液，能够在嫩化过程中持续保持酶的活性，从而促进后续的酶嫩化作用。

说明书附图

图1为本发明嫩化用装置结构示意图。

1超声波发生器、2嫩化容器、3不锈钢网槽、4冷冻牛肉、5搅拌器。

具体实施方式

实施例1

一种嫩化冷冻牛肉的方法，包括下述步骤:

（1）牛肉准备：将冷冻牛肉分割，备用；

（2）牛肉解冻：将步骤一中分割好的牛肉装入容器中，并注入解冻液，在超声的作用下解冻，其中超声波开启10s，停滞20s为一个工作循环，一共循环18次；所述超声工作条件为24kHZ～40kHZ，其中，解冻时的功率为300 W；

（3）渗透处理：经步骤（2）处理后，再向容器中加入木瓜蛋白酶水解液，在超声波作用下生渗透处理，其中，超声波工作时，超声波开启10s，停滞20s为一个工作循环，一共循环4次；渗透时的功率为250W；

（4）嫩化处理：经过步骤（3）渗透处理后，进一步在超声作用下嫩化处理，其中，超声波开启10s，停滞20s为一个工作循环，一共循环45次；嫩化时的功率为150W；

在步骤（2）中，所述解冻液包括按重量份比的下述成分:去离子水900份，柠檬酸30份，氢氧化钠9份，亚硝酸钠0.2份，异维生素C钠1份，半胱氨酸盐酸盐0.5份。

述牛肉与解冻液的重量为比1：15。所述木瓜蛋白酶水解液按照重量比为1：60的比例加入容器中的解冻液中。

实施例2

一种嫩化冷冻牛肉的方法，包括下述步骤:

（1）牛肉准备：将冷冻牛肉分割，备用；

（2）牛肉解冻：将步骤一中分割好的牛肉装入容器中，并注入解冻液，在超声的作用下解冻，其中超声波开启10s，停滞20s为一个工作循环，一共循环15次；所述超声工作条件为24kHZ～40 kHZ，其中，解冻时的功率为400W；

（3）渗透处理：经步骤（2）处理后，再向容器中加入木瓜蛋白酶水解液，在超声波作用下生渗透处理，其中，超声波工作时，超声波开启10s，停滞20s为一个工作循环，一共循环3次；渗透时的功率为300W；

（4）嫩化处理：经过步骤（3）渗透处理后，进一步在超声作用下嫩化处理，其中，超声波开启10s，停滞20s为一个工作循环，一共循环50次；嫩化时的功率为100；

在步骤（2）中，所述解冻液包括按重量份比的下述成分:去离子水950份，柠檬酸40份，氢氧化钠10份，亚硝酸钠0.3份，异维生素C钠2份，半胱氨酸盐酸盐1份。

述牛肉与解冻液的重量为比1：20。所述木瓜蛋白酶水解液按照重量比为1：50的比例加入容器中的解冻液中。

实施例3

一种嫩化冷冻牛肉的方法，包括下述步骤:

（1）牛肉准备：将冷冻牛肉分割，备用；

（2）牛肉解冻：将步骤一中分割好的牛肉装入容器中，并注入解冻液，在超声的作用下解冻，其中超声波开启10s，停滞20s为一个工作循环，一共循环20次；所述超声工作条件为24kHZ～40 kHZ，其中，解冻时的功率为350 W；

（3）渗透处理：经步骤（2）处理后，再向容器中加入木瓜蛋白酶水解液，在超声波作用下生渗透处理，其中，超声波工作时，超声波开启10s，停滞20s为一个工作循环，一共循环4次；渗透时的功率为250W；

（4）嫩化处理：经过步骤（3）渗透处理后，进一步在超声作用下嫩化处理，其中，超声波开启10s，停滞20s为一个工作循环，一共循环60次；嫩化时的功率为200W

在步骤（2）中，所述解冻液包括按重量份比的下述成分:去离子水920份，柠檬酸35份，氢氧化钠9份，亚硝酸钠0.3份，异维生素C钠2份，半胱氨酸盐酸盐0.5份。

述牛肉与解冻液的重量为比1：15。所述木瓜蛋白酶水解液按照重量比为1：80的比例加入容器中的解冻液中。

实施例4

一种嫩化冷冻牛肉的方法，包括下述步骤:

（1）牛肉准备：将冷冻牛肉分割，备用；

（2）牛肉解冻：将步骤一中分割好的牛肉装入容器中，并注入解冻液，在超声的作用下解冻，其中超声波开启10s，停滞20s为一个工作循环，一共循环18次；所述超声工作条件为24kHZ～40 kHZ，其中，解冻时的功率为400W；

（3）渗透处理：经步骤（2）处理后，再向容器中加入木瓜蛋白酶水解液，在超声波作用下生渗透处理，其中，超声波工作时，超声波开启10s，停滞20s为一个工作循环，一共循环3次；超声功率为300W

（4）嫩化处理：经过步骤（3）渗透处理后，进一步在超声作用下嫩化处理，其中，超声波开启10s，停滞20s为一个工作循环，一共循环45次；嫩化时的功率为200W；

在步骤（2）中，所述解冻液包括按重量份比的下述成分:去离子水920份，柠檬酸32份，氢氧化钠9份，亚硝酸钠0.3份，异维生素C钠2份，半胱氨酸盐酸盐0.5份。

述牛肉与解冻液的重量为比1：15。所述木瓜蛋白酶水解液按照重量比为1：70的比例加入容器中的解冻液中。

上述实施例1-4中：

在步骤（1）中，都是利用冻牛肉分块机将冻牛肉分割为15～20厘米*5～8厘米*5～8厘米的长条状。

在步骤（2）中，所述嫩化装置包括一嫩化容器2，所述嫩化容器2中设置有不锈钢网槽3和搅拌器5，所述不锈钢网槽3距离嫩化容器2底部一定的距离，所述搅拌器5位于不锈钢网槽1的下方，冷冻牛肉4条置于不锈钢网槽3上，不锈钢网槽3的上方设置超声波发生器1。所述搅拌器工作时按照40转/分钟进行转动。

牛肉条置于不锈钢网槽上，不锈钢网槽的上方设置超声波发生器。分割好的冷冻牛肉条平行置于不锈钢网槽中，不能重叠，相互之间的间隔要大于2厘米，将超声波发生器1安置于不锈钢网槽3的正中上方，且发生器的安置高度为冷冻牛肉上方8～10厘米处。

在嫩化步骤处理的木瓜蛋白酶水解液按下述方法制备：先利用1%柠檬酸溶液和氢氧化钠溶液将纯净水的pH值调节至6.0，并加热至25℃，保持该温度，按食品级木瓜蛋白酶与水的重量比为4：100的比例加入食品级木瓜蛋白酶充分搅拌，待木瓜蛋白酶分散均匀，在25℃温度下，保温25分钟后即得，所述食品级木瓜蛋白酶活力为每克固体粉末含有10万酶活单位。

经步骤（4）嫩化处理后的牛肉条放入到新鲜纯净水中，浸泡3～5分钟，快速沥干，重复2～3次，在4℃下冷藏备用。

实施例5

本实施例在实施例1的基础上：对5kg的牛肉嫩化，在解冻时加入不同量的解冻液，在嫩化时加入不同量的木瓜蛋白酶水解液，考察解冻液用量和木瓜蛋白酶水解液用量对嫩化效果的影响，用量和效果如下表1和2所示：

表1 120克解冻液中加入2克木瓜蛋白酶解冻液的嫩化效果

表2 加入100公斤解冻液的嫩化效果

在步骤（4）中，所述木瓜蛋白酶水解液按照重量比为1：50～1：80的比例加入解冻液中。

从上表数据可以看出，解冻液加入量与木瓜蛋白酶加入量对嫩化效果影响大，牛肉与解冻液的重量比在1：15～1：20范围内，嫩度和色泽处于期望的范围内，重量比大于1：15～1：20，嫩度和色泽变化不大，却加大了解冻液的使用量小于1：15～1：20，嫩化效果变 差，高于正常嫩度值约200g，且红度a值显著变小，而解冻液与木瓜蛋白酶水解液比例在1：50～1：80范围里为正常嫩度和色泽，重量比大于1：50～1：80，则嫩度和色泽变化不大，却加大了木瓜蛋白酶的使用量，小于1：50～1：80，则嫩化效果变差，高于正常嫩度值约250g。

实施例6

本实施例在实施例1的基础上，嫩化步骤处理的木瓜蛋白酶水解液按下述方法制备：先利用1%柠檬酸溶液和氢氧化钠溶液将纯净水的pH值调节至6.0，并加热至20℃，保持该温度，按食品级木瓜蛋白酶与水的重量比为3：100的比例加入食品级木瓜蛋白酶充分搅拌，待木瓜蛋白酶分散均匀，在20℃温度下，保温20分钟后即得，所述食品级木瓜蛋白酶活力为每克固体粉末含有10万酶活单位。

实施例7

本实施例在实施例1的基础上嫩化步骤处理的木瓜蛋白酶水解液按下述方法制备：先利用1%柠檬酸溶液和氢氧化钠溶液将纯净水的pH值调节至6.2，并加热至30℃，保持该温度，按食品级木瓜蛋白酶与水的重量比为5：100的比例加入食品级木瓜蛋白酶充分搅拌，待木瓜蛋白酶分散均匀，在30℃温度下，保温30分钟后即得，所述食品级木瓜蛋白酶活力为每克固体粉末含有10万酶活单位。

为了更好的说明本发明方法的效果，在本发明方法中，将按上述实施例1-8方法嫩化的牛肉进行嫩度和色泽的测定，同时，在嫩化过程中监测酶的活力。同时，设置相应的对比实验；

对比实验1：样品1：嫩化过程中，未使用本发明涉及的解冻液，仅用普通纯净水进行操作，其他步骤和实施例1相同。

对比实验2：嫩化过程中，超声波按照恒定参数（24kHZ～40 kHZ，300 W）进行处理，且无间歇处理，其中，解冻用时 9分钟，渗透用时 2分钟，嫩化用时 25分钟；其他步骤和实施例1相同。

对比实验3：按现有技术CN108902776A方法嫩化牛肉。

其中：

（1）酶活力的测定（采用分光光度计法）

酶活力单位定义：在规定条件下，1分钟内酶水解酪蛋白释放出相当于1µg/mL酪氨酸在275纳米波长处的吸收度为1个活力单位。以0.1mol/L盐酸溶液作空白，在275纳米波长处测定空白溶液、待测定液，对照溶液的吸光度。

酶活力计算：每1mL解冻液木瓜蛋白酶活力单位=A/As×Cs×12/2×稀释倍数/W，式中：A为待测定液的吸光度减去空白溶液溶液的吸光度；As为对照品溶液的吸光度；Cs为酪氨酸对照溶液的浓度，µg/mL；W为解冻液样品体积，mL。

木瓜蛋白酶1个活力单位相当于释放1µg的酪氨酸。

将加入到解冻液中的初始加酶量控制在每毫升解冻液中含有60个木瓜蛋白酶酶活单位，每隔30分钟测定解冻液中的木瓜蛋白酶活力。

（2）冷冻牛肉的色泽

利用色差仪测定a值（红度）。a值越低表明冷冻牛肉色泽越差。

（3）嫩度测定（采用质构测定的方法）

利用质构仪（SMSTA-XT plus，英国马尔文仪器有限公司），以A/Mores刀具进行剪切试验，测试位置需要以中心分四点，每组样品测试位置需要与肌肉纤维方向一致，测试前速度为2 mm/s，测试速度为1.00 mm/s，测试后速度为10 mm/s，切割深度为20 mm，启动形式为auto-15 g，数据获取速率为500 pps。以测试开始到结束的力变形曲线上最大峰值力值作为硬度指标。通过硬度反应牛肉的嫩度指标。

（1）酶活测定结果

嫩化环节，每隔10分钟测定一次酶活，共测定3次。

样品3：57个酶活单位/每毫升、50个酶活单位/每毫升、42个酶活单位/每毫升

将本发明实施例1-7及对比实验1-3的酶活力、牛肉嫩度和色泽数据记录在下表3中。

表3