学术报告

一、研究作者与机构、发表期刊及时间

本文是一项关于肉类熟成技术影响水松弛特性及肉质的原创研究，作者团队包括Nara R.B. Cônsolo、Ana P.M. de Paula、Jonatã H. Rezende-de-Souza、Vinicius L.S. Herreira、Ana Laura S.M. Gôngora、Luiz A. Colnago、Tiago B. Moraes、Poliana M. Santos、Renata T. Nassu及Sérgio B. Pflanzer，来自巴西的多个学术机构，例如圣保罗大学、坎皮纳斯大学和Embrapa仪器农业研究中心等。该研究发表于《Food Research International》，期号为190，文章编号为114566，在线发表时间为2024年5月27日。

二、研究的学术背景

肉类的熟成是一种提高品质和风味的技术，其中干式熟成（dry ageing）通过无包装在特定的温湿度和气流条件下处理肉类，从而使其在风味、嫩度、多汁性和质地等方面显著改善。目前干式熟成存在重量损失和修剪浪费导致的经济劣势，而湿式熟成（wet ageing）通过真空包装则重量损失较少，但在风味提升方面逊色于干式熟成。为解决上述问题，研究者提出使用吸湿材料或机械嫩化结合熟成的新方法，并应用低场核磁共振时域松弛（time-domain nuclear magnetic resonance relaxometry，TD-NMR）技术测量肉类不同熟成区域（内层和表层）的水分布与动态变化。然而，现有研究主要集中于表层的水分特性，而对内层区域的研究较为稀缺。本研究的主要目的是评估TD-NMR技术在检测不同熟成方法对肉内层区域水分松弛特性的适用性，并探讨这些变化对肉质特性的潜在影响。

三、研究流程细节

本研究分为多个步骤，详细流程如下：

1. 样品准备与熟成处理 实验选用来自商业屠宰场的12对Nellore牛里脊肉，去骨后48小时内采集，同时保证脂肪厚度为4–10 mm。样品以真空包装形式冷藏运至实验室进行处理，每条里脊被均匀分为四个不同区域（即wet、dry、abs和abstend处理，分别指湿式熟成、干式熟成、湿式吸湿熟成及吸湿嫩化结合熟成）的切片，每种处理方法处理12个样本，总计48个样本。

   • Wet样本：真空包装袋（Cryovac® BB6050）。
   • Dry样本：直接置于冷却室，无保护包装。
   • Abs样本：表面完全覆盖吸湿材料后真空包装。
   • Abstend样本：先进行机械嫩化处理，再覆盖吸湿材料和真空包装。

2. 熟成与数据收集 样本放入温度为0–2℃、相对湿度55%、风速2.5 m/s的熟成室，熟成时间为28天。干式熟成样本在称量后去除表面硬壳并重新称量以计算重量损失；吸湿样本则在称量前移除吸湿材料。重量损失计算公式为：
     D(%) = (Wi – Wf) / Wi × 100
   总加重损失公式：
     TL = D + T

3. 实验测量：

   • 物理化学性质：测量内层和外层区域的pH、水分活度（aw）和水分含量。
   • 剪切力和烹饪损失：使用Warner-Bratzler Shear Force（WBSF）评估嫩度，烹饪损失通过烘烤和称量前后差值计算。
   • TD-NMR分析：基于Carr-Purcell-Meiboom-Gill（CPMG）序列测量横向松弛时间T2；基于反转恢复（IR）序列测量纵向松弛时间T1，通过逆拉普拉斯变换（Inverse Laplace Transform，ILT）算法处理数据得到松弛光谱。

4. 数据分析： 使用ANOVA检验不同熟成方法对肉质特性的影响，显著性水平为5%；通过主成分分析（Principal Component Analysis，PCA）分析TD-NMR数据，探索各熟成技术对水松弛特性的整体影响。

四、主要研究结果与逻辑分析

1. 实验数据： 非熟成肉样表现为较高的水分活度（0.994 ± 0.002），并且嫩度指标（4.74 ± 0.56 kg）表明此类肉仍然较坚韧。熟成后的物理化学指标显示，内层的pH与水分活度无显著差异；仅表层水分变化随熟成方式的不同显现显著差异。

2. 重量损失及熟成效果： 干式熟成样本显示最大的总处理损失（51.1%），包括显著的脱水作用，而湿式熟成处理的损失最少。携带吸湿材料的Abs和Abstend样本总质量损失则介于两者之间，分别为10.68%和12.03%。

3. 水分松弛特性（TD-NMR结果）： TD-NMR松弛时间表明，干式熟成表层脱水使水分含量显著减少，水分子与蛋白质的互作增强，表现为更短的T2信号。更重要的是，内层样本的T2信号显示，吸湿熟成仅保留部分水分子分布介于湿式和干式处理之间，这在带吸湿材料的样本中体现最为显著。

4. 主成分分析（PCA）： PCA揭示了水分松弛信号的显著分群特性，干式样本位于PC1值的负区域呈现出强烈的脱水信号，而湿式样本位于PC1值的正区域，对应较高水分含量。Abs与Abstend样本则介于二者之间。

五、研究结论及意义

本研究通过应用TD-NMR松弛技术，成功评估了不同熟成方法对牛肉内层和表层水分松弛特性及水分动态行为的差异。研究显示，使用吸湿材料技术，可以创造处于湿式和干式熟成之间肉质特性的肉类产品，从而在风味与经济损失间取得平衡。然而，机械嫩化未显著加速脱水。

科学意义：该研究首次以成本低廉的TD-NMR方法结合ILT算法，提供了分区域定量分析肉类内部水动力学行为的全新视角。

应用价值：该技术为肉类工业在选择熟成方式，优化肉质及减少经济损失上提供了重要数据支持。

六、研究亮点

1. 通过TD-NMR分区分析技术揭示肉内层水分动态特征；
2. 提出了结合吸湿材料以填补湿式与干式熟成间品质空缺的重要方法；
3. 验证了吸湿熟成在减小表层脱水而不显著增加内层损失上的潜力。

七、潜在价值与局限性

尽管本研究提供了对不同熟成方式水动力学行为的独到见解，但研究未涵盖中间熟成时间点的数据采集，这限制了对熟成过程动态变化的全面理解。同时，未来还需要进一步研究吸湿材料技术对风味和感官特性的潜在影响。