在肉類食品的質量評價體系中,嫩度是影響消費者接受度的核心感官指標,直接關聯產品的市場價值與品牌溢價能力。傳統的感官評價受主觀性、疲勞效應和環境因素干擾,難以實現標準化與數據化。剪切力測定法通過模擬人類咀嚼過程,將主觀口感轉化為可量化、可追溯的客觀數據,已成為現代肉品工業質量控制與產品開發的關鍵手段。中國農業行業標準NY/T 1180-2006《肉嫩度的測定 剪切力測定法》與國際通用的Warner-Bratzler(W-B)剪切法是這一領域的核心方法。本文對兩種方法的技術要點、應用差異及儀器選型進行全面對比分析,幫助肉品生產企業、質檢機構和科研院校建立科學規范的嫩度檢測體系。
1. 標準基本信息
NY/T 1180-2006《肉嫩度的測定 剪切力測定法》是由中華人民共和國農業部發布的中國農業行業標準,適用于豬、牛、羊、雞肉的肉嫩度測定。該標準規定肉嫩度的測定原理為:通過測試儀器的傳感器記錄刀具切割肉樣時的用力情況,并把測試結果中的力量峰值(力的最大值)作為試樣嫩度值。嫩度是指肉在切割時所需的剪切力,剪切力是指測試儀器的刀具切斷被測肉樣時所用的力。
2. 標準的地位與作用
NY/T 1180-2006是目前國內畜禽肉嫩度檢測的依據。在肉品行業中,它也是客觀評價肉品嫩度、指導育種和肉品分級的重要客觀指標。通過標準測試方法,使用測定儀器記錄刀具切割肉樣時的用力情況,并把測定的剪切力峰值作為肉樣嫩度值。
1. W-B剪切法的起源與定義
Warner-Bratzler剪切法是國際上廣泛應用的肉嫩度測定方法。通過模擬人類的咀嚼作用,以恒速垂直切割肌纖維,記錄切割過程中的最大剪切力值(單位:牛頓,N)。該力值反映肌纖維、結締組織及肌內脂肪對剪切作用的綜合阻力,數值越小表明肉質越嫩。
2. W-B剪切法的國際應用
W-B剪切法是美國肉類協會制定的肉類剪切力值測定標準,對肉樣大小等做了詳細規定。國際標準化組織(ISO)、美國分析化學家協會(AOAC)及中國農業部(NY/T 1180-2006)均將剪切力法作為肉品嫩度測定的核心標準。
在肉類加工中,Warner-Bratzler剪切測試通常用于確定嫩度水平,優質牛肉的峰值力通常在20到60N之間。
1. 剪切力測定的核心原理
兩種方法均基于Warner-Bratzler剪切原理,通過測定儀器傳感器記錄刀具切割肉樣時的用力情況,把測定的剪切力峰值(力的最大值)作為肉樣嫩度值。嫩度是指肉在切割時所需的剪切力。剪切力是指測試儀器的刀具切斷被測肉樣時所用的力。
2. 剪切過程中的力學行為
剪切測試是食品質構分析的核心方法,用于測量切割、咬合或使食品樣品變形所需的力。它復制了現實生活中的動作,如用刀切片、用牙齒咀嚼或將食物掰開,為評估抗剪切力和質構質量提供了一種可量化的方法。國際標準對樣品處理流程有嚴格規定:選取代表性肌肉部位,剔除筋膜與脂肪;水浴加熱至中心溫度70±1℃,模擬烹飪條件;切割為規定尺寸樣條;刀具以恒定速度垂直切斷樣條;記錄最大剪切力;剔除異常值后取平均值。
1. 核心儀器配置
兩種方法均采用配有WBS(Warner-Bratzler Shear)刀具的相關剪切力測定儀(質構儀、國產質構儀),并需配備圓形鉆孔取樣器(直徑1.27cm)、恒溫水浴鍋、熱電偶測溫儀和真空包裝機。主要設備差異在于:專用肌肉嫩度儀一般功能單一、操作簡便、針對性強,適用于企業質量控制和研發;而多功能質構儀則功能更強,適用于科研和教學。
2. 刀具規格參數
兩種方法的刀具規格要求基本一致:
| 參數項目 | NY/T 1180-2006要求 | W-B剪切法要求 | 一致性 |
|---|---|---|---|
| 刀具厚度 | 3.0mm±0.2mm | 3.0mm±0.2mm | 一致 |
| 刃口內角度 | 60° | 60° | 一致 |
| 內三角切口高度 | ≥35mm | ≥35mm | 一致 |
| 砧床口寬 | 4.0mm±0.2mm | 4.0mm±0.2mm | 一致 |
| 剪切速度 | 1mm/s | 1-5mm/s | 可調 |
| 力量感應元量程 | ≥49N | ≥49N | 一致 |
| 儀器精度 | ≤0.02% | ≤0.02% | 一致 |
NY/T 1180-2006標準中規定:刀具厚度3.0mm±0.2mm,刃口內角度60°,內三角切口的高度≥35mm,砧床口寬4.0mm±0.2mm。測定儀器最大量程≥49N,低作用力感應值≤0.0098N,儀器精度≤0.02%。
3. 儀器精度驗證要求
兩種方法對儀器精度有嚴格要求,要求使用國家法定計量單位認可的標準砝碼測試校正,測定儀器的測定值與檢測標準砝碼的準確值的誤差范圍應在±0.1%以內,測定儀器具有校正能力。使用精度至少優于千分之一的標準量值體系(國家計量單位認可)的砝碼,通過力量校準程序使得儀器測試精度達到試驗要求。
1. 取樣要求
兩種方法均要求取無筋、腱、膜及脂肪并可滿足測定低用量的熟化后的整塊肉樣。取肉樣長×寬×高不少于6cm×3cm×3cm的整塊肉樣,剔除肉表面的筋、腱、膜及脂肪。
2. 熟化處理
將熟化后的肉樣從0℃-4℃冰箱中取出,在室溫下靜置1小時后,放入80℃恒溫水浴鍋中加熱,并用熱電耦測溫儀測量肉樣中心溫度,待肉樣中心溫度達到70℃時,將肉樣取出冷卻到室溫20℃。
3. 鉆取肉樣
用直徑為1.27cm的圓形取樣器沿與肌纖維平行的方向鉆切肉樣,孔樣長度不少于2.5cm,取樣位置應距離樣品邊緣不少于5mm,兩個取樣的邊緣間距不少于5mm,剔除有明顯缺陷的孔樣。從與肌纖維的垂直方向切取寬度為1.5cm的肉片。
1. 儀器互通性驗證
研究表明,國產嫩度儀與質構儀測定的肌肉剪切力值極顯著正相關,相關系數達0.688(P<0.01),而且二者間線性關系良好,國產嫩度儀可與質構儀互相替代,進行肌肉嫩度評定。這意味著企業在儀器選型時可根據實際需求和預算靈活選擇,兩種儀器均可滿足NY/T 1180-2006標準要求。
2. 質量控制體系中的應用
兩種方法在肉品質量控制體系中的應用框架基本一致:
來料檢驗階段:對每批次原料肉進行嫩度抽檢,確保原料品質穩定。優質牛肉的剪切力值應低于35N,而老韌肉可能超過60N。
過程控制階段:可用于優化排酸工藝和熟化條件,監控加工過程對肉品嫩度的影響。研究表明,宰后24小時冷卻肉剪切力值與72小時熟肉剪切力值呈顯著線性相關,生產中24小時排酸后可直接橫切取背最長肌進行剪切力值測定。
產品研發階段:在植物肉和替代蛋白產品開發中,穩定的剪切阻力對于匹配動物蛋白的口感至關重要。
問:NY/T 1180-2006與Warner-Bratzler剪切法的核心區別是什么?
答:兩種方法在測試原理上本質相同,均基于Warner-Bratzler剪切原理,采用相同的WBS刀具規格(厚度3.0mm、刃口60°)和剪切速度(1mm/s)。核心區別在于標準和適用范圍:NY/T 1180-2006是中國農業行業標準,適用于豬、牛、羊、雞肉的嫩度測定,是中國肉品行業嫩度檢測的依據;Warner-Bratzler法則是國際通用的方法,被ISO、AOAC等國際組織采納,是肉品嫩度國際對比的基礎。在選擇時,針對國內市場的產品建議依據NY/T 1180-2006,出口產品則需滿足W-B剪切法的國際要求。
問:如何選擇合適的嫩度測定儀器?質構儀與專用嫩度儀有何區別?
答:兩者均可用于嫩度測定,選擇取決于具體需求。專用肉嫩度測定儀(如RHN50型)具有測試模式固定、專一性強、操作簡便(無需復雜培訓,一鍵操作,結果實時自動顯示)、可便攜等優點,非常適合于企業用于產品的質量控制及產品的研發。多功能質構儀則在實驗過程中測試距離、測試速度、測試模式等高度可調,探頭多套可選,可以獲得多個產品的多個指標,功能強,適合食品類科研院所和高校的物性研究和教學應用。研究表明,兩種儀器測定的肌肉剪切力值極顯著正相關,可互相替代。
問:NY/T 1180-2006標準中嫩度值的允差范圍是多少?
答:根據NY/T 1180-2006標準,在重復性條件下獲得的兩次獨立測定結果的差值不得超過算術平均值的10%。不同肉類的嫩度參考范圍:優質牛肉的剪切力通常低于35N,而老韌肉可能超過60N;優質牛肉的峰值力通常在20到60N之間。具體嫩度合格標準應根據產品類型和目標市場確定。在嫩度計算時,應將各孔樣剪切力測定值的平均值扣除空載運行的最大剪切力,得到肉樣的嫩度值。
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