1. 研究目的与意义
“十三五”以来，我国经济飞速发展，居民生活水平不断提高，人们的膳食结构和营养结构有了一定的调整。[1]随着收入水平的提升，居民对于肉类消费需求也在不断上升，但已经逐渐从满足温饱消费向膳食均衡消费的方向转变。通过对国家统计局及《中国统计年鉴》的人均肉类消费量数据进行整理，中国居民人均肉类消费量逐年上升。从人均肉类消费量的角度来看，2000—2019年我国肉类消费量呈波动上升趋势，但是其中牛肉的增长却相对平稳[2]。牛肉作为一种重要的肉食品原料，具有丰富的营养和良好的加工特性，在食品工业中有着广泛的应用基础。与猪肉、羊肉等相比，牛肉的纤维较粗，肉质较老，难于咀嚼，口感较差，[3]同时肉类菜肴嫩度不足影响消费者身心健康，嚼不烂、废弃更会造成资源浪费和污染环境。孙宝忠[4]等经研究后表示煎制牛排的原材料中46.86%需要进一步嫩化以更好地满足消费者的需求。
随着人民生活水平的提高，人们更加关注食品安全，对肉类的品质风味也更为注重，而肉的嫩度是消费者评判肉制品好坏的重要指标。[5]因此提高肉嫩度是提升肉类品质的关键所在。那么什么是肉嫩化呢？肉嫩化是采用一些人工措施来选择性地降解肉类紧密连接的肌肉结构中胶原结构和结缔组织，使肉变得既味道鲜美，又嚼咬有劲道不塞牙，还营养更加丰富的一个过程。肌肉嫩化是把品质较低的肉改造成营养食味均佳的高品质商品肉的有效方法，也是解决当前肉食加工业这个迫在眉睫问题的有效途径。[5,6]肌肉嫩化方法有宰前嫩化、自然成熟嫩化、电刺激嫩化、机械嫩化、酶激活剂嫩化以及酶法嫩化等，其中酶激活剂嫩化以及酶法嫩化技术是近几年发展起来的新技术。[7]
植物蛋白酶对肌肉的纤维蛋白和胶原蛋白具有较强的水解作用，其成本较低，嫩化效果好，在美国联邦机构公认安全的肉制品嫩化剂中，无花果蛋白酶和生姜蛋白酶已被证明对肌原纤维和胶原蛋白具有不同程度的降解作用从而提高肉制品的嫩度。[8]无花果蛋白酶(ficin proteinase)是一系列复合酶的总称，均为单链巯基蛋白酶，分子量 25000 左右，其酶学性质类似于木瓜蛋白酶。生吉平等[9]指出无花果蛋白酶可以利用与肉类的软化、乳液的凝固以及调节烘焙食品等方面。生姜蛋白酶(ginger protease)作为一种新的植物蛋白酶,因其在结构与性质上和木瓜蛋白酶相似，与菠萝蛋白酶、猕猴桃蛋白酶一起被归类到木瓜蛋白酶家族中的4个具商业价值的植物蛋白酶中, 属于巯基蛋白酶。植物来源的生姜蛋白酶被认为是一种绿色安全的食品添加剂，拥有广阔应用前景,如在食品工业中的嫩肉、凝乳以及对酒的澄清作用等。[10]
2. 研究内容和预期目标
在本实验中，我需要了解无花果蛋白酶和生姜蛋白酶的提取、酶学性质[11]、应用范围以及对肉类嫩化的效果。此外，我需要对嫩肉剂的作用机理、常用方法以及嫩化效果的指标进行确认。与此同时，将选取肉品相对低劣的牛腩肉作为嫩化剂嫩化牛肉（研究对象），通过实验对单一蛋白酶和复合嫩化剂不同配比进行考察，以牛腩肉被嫩化后的理化性质为指标对其进行表征，选择嫩化效果最好的配方作为嫩化剂。
解决的关键问题：
1.研制出具有高效安全和特效的以无花果蛋白酶-生姜蛋白酶为主成分的新型生物复合嫩化剂；
3. 国内外研究现状
近些年来，肉类嫩化的理论及其工艺一直不断地为各国研究者探索和研究，肉类嫩化新工艺也不断出现[9]。其中酶处理技术具有高效特性，主要包括内源嫩化酶和外源嫩化酶。内源嫩化酶存在于肌肉组织中，对肌原纤维和结缔组织蛋白质削弱和分解起着重要作用。外源嫩化酶可以分为植物蛋白酶、动物蛋白酶和微生物蛋白酶，可将肌肉中的肌纤维蛋白、胶原蛋白、肌动球蛋白以及弹性蛋白水解成氨基酸。[13]
目前，已用于商业的肉类嫩化剂在欧美主要为植物蛋白水解酶，如木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶、无花果蛋白酶，其中最常用的是木瓜蛋白酶。但是李雨林等[14]研究表明无花果蛋白酶在嫩化处理上效果优于木瓜蛋白酶。唐福元等[7]从无花果叶中提取蛋白酶并探究了在超声波辅助下其对猪脯肉嫩度的影响，经过无花果蛋白酶嫩化处理后的猪脯肉更加细嫩多汁，明显提高了猪脯肉的口感。李明奇等[15]以伊拉兔后腿肉为研究对象，以剪切力和蒸煮损失为因变量，首先研究 CaCl2、无花果蛋白酶和猕猴桃蛋白酶以单一和复合的形式对兔后腿肉的嫩化效果，表明三者复合的效果显著改善了兔肉嫩度及保水性。
俞沛初等[16]采用生姜蛋白酶和牛肉、猪肉等作用得出其具有对肉的嫩化作用。孙国梁等[17] 相关研究得出添加量在0.06%、pH 7.0、50℃下处理2h 可使牛肉嫩度达到一个较好的程度，同时得到一个较好感官评价。唐晓珍等[18]通过测定猪肉的最大剪切力来研究生姜蛋白酶的嫩化效果，指出添加量在0.01%、pH7.0、预处理温度30℃的条件下效果较好。这些研究证明了生姜蛋白酶作为一种巯基蛋白酶，具有可分解肌动球蛋白和胶原蛋白的能力，但是近十年来国内生姜蛋白酶在肉的嫩化及其表征上的研究缺乏进一步探索。
4. 计划与进度安排
2022.11.07-2022.11.25 熟悉课题，查找相关文献；
2022.11.26-2022.12.26 文献检索及归纳总结；
2022.12.27-2022.12.31 起草并完成开题报告的撰写；
5. 参考文献
[1]王蕾,李文科. 高质量发展背景下我国畜牧业提质增效制约因素分析及对策探讨[J]. 黑龙江畜牧兽医, 2021, (22): 1-5, 25, 145-146.
[2]王馨彗. 中国居民肉类消费及影响因素研究[D]. 东北农业大学, 2020.
[3]聂远洋,李璐,温文婷,等. 牛肉的外源性蛋白酶嫩化技术研究进展[J]. 肉类研究, 2013, 27(6): 44-48.
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