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，心中最主要的评价标准。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，咬断难度最大。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，测其最大剪切力来表征，最典型的试验为“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，获得过程中的最大剪切力。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”，利用测得的最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，由此获得最大剪切力。

　　（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最大载荷。 
　　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，反映了试样经过第一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。
Labthink兰光，致力于通过包装检测技术提升和尖端检测仪器研发帮助客户应对包装难题，助力包装相关产业的品质安全。欲了解更多，请关注Labthink兰光微信公众号“济南兰光包装安全检测专家”。