嫩度是影响牛肉品质最重要的因素。然而,由于牛肉的嫩度低,嫩度的一致性差,消费者对牛肉品质最不满意的部分就是嫩度。因此,如何提高牛肉嫩度及其一致性成为肉品学界亟需解决的重大问题。慢速冷却耗时长,费用高,容易产生微生物快速增殖的危险,并增加胴体蒸发损失。快速冷却可以减少冷却时间,提高生产效率,还能降低蒸发损失并抑制微生物繁殖。然而,早期诸多研究认为,快速冷却容易导致肉的韧化,增加嫩度变异,并对肉的颜色产生有害影响,最终导致消费者的不满。自上世纪60年代起,电刺激即已开始研究并在企业中应用。诸多研究认为,电刺激能够促使胴体pH值快速降低,预防冷收缩的发生;导致钙离子异常释放,提高calpains活性,加快蛋白降解速率;并对肌原纤维产生物理性破坏。但直至今天,电刺激并没有在世界各企业中得到普遍应用,在中国几乎没有应用,其有效性和机理仍在研究中。如果快速冷却结合电刺激能在保持快速冷却优势的基础上,保证产品品质,将具有非常大的吸引力。本课题采用牛肉的保水能力、嫩度、颜色、剪切力等研究了快速冷却和电刺激处理对牛肉品质影响,并通过蛋白降解和肌原纤维超微结构对牛肉嫩化的机理进行研究,为保证牛肉品质提供理论基础。1、快速冷却和电刺激对牛肉品质的影响为了研究快速冷却和电刺激对牛肉品质的影响,共选择两组胴体进行研究。选择50头杂交牛(延边牛×西门塔尔牛)按照标准工艺屠宰后,劈半,左右半胴体分别进行快速冷却和常规冷却,进入冷却间前和宰后24h分割前测定胴体重量,研究冷却方式对冷却损失的影响。选择20头杂交牛(延边牛×西门塔尔牛)随机分成两组,每组10头。按照标准工艺屠宰后,一组电刺激,一组不电刺激。劈半后,左右半胴体分别进行快速冷却(温度-15±1℃,时间2 h,风速3 m/s,随后转入常规冷却间至24 h)和常规冷却处理(温度0～4℃,时间24 h)。宰后2h,6h,24h,72h,148h分别测定胴体背最长肌的温度、pH值。宰后1d时对胴体进行分割,取出背最长肌,分割出9块2.5cm的牛排并真空包装,在2±2℃下成熟至3d,7d。宰后1d,3d,7d时随机取3块牛排快速冷冻用于测定蒸煮损失、剪切力和肌原纤维小片化指数。宰后1d、3d、7d时,将肉块切分露出新鲜切面,在空气中暴露20分钟后用便携式色度仪测定CIE L~*、a~*、b~*。结果表明,快速冷却对冷却损失影响显著(P<0.05),比常规冷却降低了15.2%的冷却损失;快速冷却显著降低了背最长肌的温度,延迟了牛背最长肌pH值的降低,增加了牛背最长肌产生冷收缩的风险。而电刺激则加快了pH值降低,能够降低快速冷却导致冷收缩的风险。快速冷却显著增加了宰后1d,3d (p<0.05)的剪切力值,然而并没有对肉的颜色带来显著性危害。快速冷却结合电刺激处理显著增加了L~*值(P<0.05),提高了肉色亮度,降低了宰后1d、3d和7d (p<0.05)的剪切力值,提高了产品嫩度,能够降低快速冷却带来的危害。因此,对胴体进行快速冷却结合电刺激处理,有利于在保持快速冷却优势的基础上保证产品嫩度。3、牛肉嫩化的机理研究为了研究快速冷却和电刺激对牛背最长肌骨架蛋白降解和肌原纤维超微结构的影响,选择20头杂交牛(延边牛×西门塔尔牛)随机分成两组,按照标准工艺屠宰后,对其中一组进行电刺激,另一组不电刺激,劈半后左右半胴体分别进行快速冷却(温度-13～-15℃、时间2 h,风速3 m/s,随后转入常规冷却间至24 h)和常规冷却处理(温度0～4℃、时间24 h)。分别在宰后2h,1d,3d,7d取样,通过SDS-PAGE、western blotting和透射电镜从微观方面研究了快速冷却和电刺激对牛背最长肌骨架蛋白Troponin-T、Desmin、Nebulin、Titin降解的影响,以及快速冷却和电刺激对牛背最长肌肌原纤维超微结构的影响。结果表明,快速冷却延迟了Desmin和Troponin-T的降解,电刺激则加快了两者的降解,电刺激加速骨架蛋白降解是电刺激后牛肉快速成熟的原因;宰后2h Troponin-T和Nebulin即已产生降解片段,可以作为牛肉嫩度开始的指示剂;电刺激对肌原纤维产生了物理性破坏,形成大量的挛缩带和拉伸带,加速了Z盘断裂,导致明带消失,对提高肉的嫩度产生有利影响,电刺激对肌原纤维结构的物理性破坏是牛肉嫩度提高的主要原因之一。