来自天津商业大学生物技术与食品科学学院的钱书意和中国农业科学院农产品加工研究所的李侠、孙圳等人以牛背最长肌作为研究对象，比较研究－9、－18、－23℃及－38 ℃ 4 组温度条件下牛肉肌原纤维蛋白理化特性与肌肉持水性变化，旨在揭示不同冻结温度下牛肉肌原纤维蛋白变性与肌肉持水性，并探讨牛肉冻结过程中蛋白变性对肌肉持水性的影响，为研究新的抑制牛肉冻结过程中的蛋白变性方法，从而为控制冻藏肉解冻汁液流失提供理论依据。
1.牛肉肌原纤维蛋白理化特性
1.1 巯基含量
不同实验组牛肉肌原纤维蛋白的巯基含量差异显着，冻藏的温度越低，巯基含量越高。－9、－18、－23 ℃及－38 ℃下冻结的试样肌原纤维蛋白的巯基含量分别为75.30、78.73、81.56 nmol/mg和93.43 nmol/mg。其中－38 ℃下冻结试样巯基含量显着高于其他实验组（P＜0.05），肌原纤维蛋白氧化程度最低。
1.2 蛋白质溶解度
－9、－18、－23 ℃及－38 ℃下冻结的试样肌原纤维蛋白质溶解度分别为136.25、139.76、147.55 mg/g及153.13 mg/g。－23 ℃及－38 ℃实验组蛋白质溶解度显着高于－9 ℃与－18 ℃实验组（P＜0.05）。
1.3 Ca2＋-ATPase活力
冻结温度越低，试样肌原纤维蛋白Ca2＋-ATPase活力越高。－9、－18、－23 ℃及－38 ℃下冻结的试样肌原纤维蛋白Ca2＋-ATPase活力分别为32.68、33.88、35.76 μmol/（g·h）和36.38 μmol/（g·h），－38 ℃下冻结试样Ca2＋-ATPase活力显着高于－9 ℃实验组（P＜0.05）。结果表明冻结温度越低，越有利于维持牛肉肌原纤维蛋白Ca2＋-ATPase活力。
1.4 蛋白热稳定性
不同温度下冻结的牛肉蛋白热变性温度总体无显着差异；随着冻结温度降低，肌球蛋白头部、肌球蛋白尾部和肌浆蛋白以及肌动蛋白的变性焓总体呈上升趋势。
不同温度下冻结牛肉蛋白质总变性焓，－23 ℃和－38℃试样的总变性焓值分别为0.98 J/g和1.01J/g，显着高于－9 ℃和－18℃的0.50 J/g和0.73J/g（P＜0.05），说明－23℃和－38 ℃试样蛋白质热稳定性较高，变性程度低。
2.牛肉持水性
牛肉的解冻汁液流失率随着冻结的温度降低而减小。－38 ℃下冻结试样的解冻汁液流失率为3.11%，显着低于－9 ℃的7.27%（P＜0.05）。加压失水率与解冻汁液流失实验结果相符，－38 ℃下冻结试样的加压失水率为30.12%，显着低于－9 ℃的33.05%（P＜0.05）。
3.牛肉不同状态水分布
随着冻结温度降低，牛肉中自由水和不易流动水相对比例显着降低（P＜0.05），结合水相对比例显着升高（P＜0.05）。比较解冻后样品不同状态水分的相对含量可知，－23 ℃和－38 ℃实验组肉样解冻后自由水相对比例显着低于－9 ℃与－18 ℃（P＜0.05）。自由水是汁液流失的来源，LF-NMR结果表明，低温冻结肉样解冻后自由水比例显着降低（P＜0.05），这也验证了此前持水性实验结果。冻结过程中的蛋白变性导致蛋白结构的改变会使肌肉水分的分布与迁移发生变化，进而影响肌肉持水性。
4.牛肉H质子密度
随着冻结温度的降低，H质子密度图像中褐色逐渐消失，－23 ℃和－38 ℃下冻结的肉样仅存零星的“亮点”。解冻后各组肉样出现彩色的H质子密度图像，且冻结温度越低，肉块较多地呈现亮褐色。－9 ℃和－18 ℃温度下冻结后解冻肉样较多地呈现蓝色，说明该两组肉样解冻后汁液流失严重。
5.解冻牛肉色泽和嫩度
冻结温度越低，牛肉解冻后表面L*值越小：－38 ℃下冻结肉样L*值为38.62，显着低于－9 、－18 ℃和－23 ℃的45.34 、44.42 和42.85（P＜0.05）。－23 ℃和－38 ℃试样的a*值分别为23.82和24.01，显着高于－9 ℃和－18 ℃的21.31和20.60。－23 ℃和－38 ℃试样的b*值分别为13.35和9.57，显着低于－9 ℃和－18 ℃的16.88和14.30。不同温度下冻结的牛肉剪切力差异显着（P＜0.05），冻结温度越低，解冻后牛肉的剪切力越小，嫩度越好。－9 ℃下冻结牛肉解冻后剪切力为82.43 N，显着高于－18、－23 ℃及－38 ℃的67.14、61.21 N及56.20 N。
6.相关性分析
蛋白质溶解度与解冻汁液流失率（r＝－0.876，P＜0.01）和加压失水率（r＝－0.918，P＜0.01）呈极显着负相关，亦与L*值、b*值及剪切力均呈极显着负相关（P＜0.01）；Ca2＋-ATPase活力与解冻汁液流失率（r＝－0.820，P＜0.01）、加压失水率（r＝－0.863，P＜0.01）呈极显着负相关，与L*值、b*值及剪切力均呈显着负相关（P＜0.01，P＜0.05）；巯基含量与解冻汁液流失率（r＝－0.861，P＜0.01）、加压失水率（r＝－0.792，P＜0.01）呈极显着负相关，与L*值、b*值及剪切力均呈极显着负相关（P＜0.01）；蛋白质总变性焓与解冻汁液流失率（r＝－0.765，P＜0.01）、加压失水率（r＝－0.822，P＜0.01）呈极显着负相关，亦与L*值、b*值及剪切力呈极显着负相关（P＜0.01）。L*值及b*值均与解冻汁液流失率和加压失水率呈极显着正相关（P＜0.01）。剪切力与解冻汁液流失率、加压失水率呈极显着正相关（P＜0.01）。肌原纤维蛋白理化特性（蛋白质溶解度、Ca2＋-ATPase力、巯基含量、总变性焓）与肌肉持水性（解冻汁液流失率、加压失水率）均呈极显着相关（P＜0.01）。
结 论
－23 ℃与－38℃下冻结试样较－9 ℃与－18℃肌原纤维蛋白变性程度小：－23 ℃与－38℃下冻结试样蛋白质溶解度、Ca2＋-ATPase活力、巯基含量和总变性焓相比－9 ℃与－18℃实验组较高（P＜0.05）。－23℃与－38 ℃下冻结牛肉解冻后L*值、b*值、剪切力、解冻汁液流失和加压失水率显着低于－9 ℃与－18℃（P＜0.05）。LF-NMR及MRI结果相互佐证了肉样在－23 ℃与－38℃冻结下肌肉WHC高于－9℃与－18 ℃的实验结果。肌原纤维蛋白理化特性（蛋白质溶解度、Ca2＋-ATPase活力、巯基含量、总变性焓）与WHC（解冻汁液流失率、加压失水率）均呈极显着相关（P＜0.01），L*、b*值及剪切力亦与WHC存在极显着相关（P＜0.01）。相关性分析结果验证了牛肉冻结过程中肌原纤维蛋白变性对肌肉持水性存在显着影响，进而导致牛肉解冻后出现肉色劣变、嫩度下降及汁液流失。
