屍體不是會變硬嗎，為啥超市的肉不硬？原來嫩肉要感謝美國開國元勛
撰文 七君
大家在偵探電影和小說里可能會接觸到一條知識：動物死後屍體會逐漸變硬，發生屍僵（rigor mortis）。當屍僵開始時，肌肉的彈性開始下降。當屍僵完成時，肌肉的硬度達到最大，最為硌牙。
所以問題來了，我們平時買來的肉為什麼不是硬邦邦挺屍狀的呢？
我們能吃上不容易屍僵的肉這件事要感謝一個科學家和歷史人物——美國開國元勛本傑明·富蘭克林。
你可能不知道，富蘭克林除了是個愛玩閃電的男孩，還喜歡用電做雞，火雞的雞。
1749年，富蘭克林發現給火雞肉過電後，火雞肉居然變嫩了。在Experiments and observations on electricity（電的試驗及觀察）一書中，富蘭克林記錄道：「我們成功地用電擊處死了火雞當晚飯，還用電烤叉來烤」，「用電擊這種方法處死的火雞肉特別嫩」。
就這樣，富蘭克林成了用電做小鮮肉的先驅。
實際上，肉的嫩度是消費者最看重的品質指標之一。為了保證肉的鮮嫩，不同國家制定了相應的標準，比如澳洲就有澳大利亞肉類標準（MSA）。
現代食品研究發現，肉嫩不嫩主要取決於三點：
第一點，就是肌小節（肌肉纖維的基本單位）的長度。第二是肌原纖維蛋白的分解，也就是蛋白酶解(proteolysis)情況。第三就是結締組織的軟硬程度。
肌小節
結締組織和動物的年齡以及肌肉類型有關，很難改變，因此在肉製品加工行業被稱為基礎硬度(background toughness)。攻克其他兩點是讓肉變嫩的主要目標。
20世紀的大量研究發現，在動物被屠宰後不久對屍體進行電擊，就可以讓肉變嫩，這招就叫做電刺激（electrical stimulation）。而在20世紀50年代在冷櫃出現後，肉類加工企業開始大規模應用電刺激技術，用來防止牛羊肉入冰櫃後變硬。
在肉製品加工行業，電刺激是常規的嫩肉處理操作。圖片來源：sciencenews
原來，肌肉在冷凍時會收縮變短，這在畜牧業叫做冷收縮（cold shortening）。
冰櫃里的山羊肉 圖片來源：wikimedia
紐西蘭奧塔哥大學的食品技術學家 Alaa El-Din Bekhit 介紹，紐西蘭是最早利用電刺激防止冷收縮的國家。在約70年前，紐西蘭的從業者發現，如果把屠宰後不經處理的牛羊肉直接放入冷櫃，肉就會因為冷收縮變得非常硬。這些肉出口到歐洲，引起了歐洲消費者的不滿，因此後來紐西蘭就開始採取了電擊致嫩的操作。
Bekhit 介紹，在紐西蘭，牛羊屠宰後一般會接受大約2.5萬伏特的短暫電流刺激。後來澳大利亞和其他國家也陸續跟進。
死去不久的鹿在電刺激下全身顫動。一些公司利用電刺激致肉嫩的原理製造了供獵人使用的電刺激儀器，如動圖中的 Tenderbuck。
不過，電刺激讓肉變嫩是什麼原理？
電擊致嫩的原理還沒有被完全搞清楚。不過一般認為，電刺激的主要作用是促進肌肉的糖解（glycolosis），也就是消耗掉肌肉的能量儲備。過早消耗光能量後，肌肉纖維就無法在屍僵的過程中收縮，因此也就不會變硬縮短了。這就解決了剛才說到讓肌肉變嫩的第一個問題。
此外，電刺激時還可以讓鈣離子加速釋放，從而增加蛋白酶解的速率，讓肌肉蛋白更快分解，解決了第二個問題。
懸掛利用機械拉伸可以達到一定的嫩肉效果 圖片來源：wikimedia
但是，電擊可能會影響肉的顏色和含水量，讓肉變柴，所以並不是完美的嫩肉方法。除了電刺激，在屍僵發生之前給肉抹上鹽和糖、添加蛋白酶，同時拉伸肌肉都是業內常規嫩肉方法。
家用嫩肉錘利用機械應力破壞肌肉纖維?圖片來源：pixabay
在這些基礎之上，不少肉廠還會用剁和絞等機械方法把肉打嫩。不過，冷兵器會破壞肉的賣相，肉價就會下降，所以這種被稱為刀片嫩化的方法一般適用於品質不高的肉。
除了上述方法，最近肉製品加工行業還出現了不少新式的嫩肉法，其中一個叫做衝擊波技術（shockwave technology）。
這種技術就是給在泡在水裡的肉在幾毫秒內施加1吉帕的高壓衝擊波，從而破壞肌原纖維蛋白，把肉打嫩。
這個技術的原理其實很簡單粗暴。澳大利亞布里斯班的澳洲聯邦科學與工業研究組織（CSIRO）的食品技術研究者 Roman Buckow?介紹，牛肉的75%是水，當附近的水裡產生衝擊波時，牛肉里的水分也會吸收一部分能量，並把它轉化為機械應力，把肌肉組織扯碎。
這是日本熊本大學用番茄做的演示——
經過衝擊波打擊後，番茄還保留著原來的形狀，但是內部已經變得十分鬆軟，用吸管就可以插入喝番茄汁了——
茄子、黃瓜和洋蔥也可以這樣不脫皮榨汁——
實際上，最早的衝擊波技術出現在20世紀50年代，但是直到90年代才在美國出現半工業化的衝擊波機械，當時大家開衝擊波是靠放炸藥。沒錯，肉太老了，可以用炸彈炸炸嫩。
那時，美國農業部旗下農業研究局的研究者 Morse Solomon 對炸藥衝擊波嫩肉進行了大量研究。不過由於業界對炸藥的安全性有顧慮，所以這種技術遲遲沒有被投入實用。
後來在2005年出現了不用炸藥，而是用電產生衝擊波的技術，這種新技術叫做水電式水下放電（electrohydraulic underwater discharges）。
2008年，德國食品技術研究所（German Institute of Food Technologies）利用水電式水下放電技術建造了一個實驗性的工廠，並進行了一些研究。結果發現，沒有用該技術處理的肉的剪切力是4.5千克，而用這種技術的肉只需要3.2千克的力就可以切開，果然嫩了很多。
2012年歐盟資助的衝擊波嫩肉項目 ShockMeat 的設備原型機。圖片來源：（DOI）10.1016/B978-0-08-100294-0.00009-2
2012年，歐盟資助了一個叫做 ShockMeat 的嫩肉項目，這個項目也利用水電式水下放電技術。結果顯示，用該技術處理的豬肉和牛肉的剪切力減少了10-25%，效果很不錯。
不過，衝擊波嫩肉技術也不完美，比如包裝材料容易在衝擊波處理過程中破損，所以它離大規模應用還有一些距離。
除了衝擊波技術，還有另外一種用電的新興嫩肉技術——脈衝電場技術（pulsed electric field）。
脈衝電場技術就是給食材施加以微秒為單位的一波一波的高電壓，把細胞打碎。
脈衝電場技術所基於的原理是電穿孔（electroporation）：在施加高電壓的情況下，細胞膜會穿孔，裡面的細胞質就漏出來了。
脈衝電場技術特別適用於粉碎不能加熱的食材，比如水果。此外，電穿孔不僅能作用於食材細胞，也能作用於微生物，因此還能實現低溫消毒。
看，用脈衝電場技術處理過的番茄不用水煮就可以輕鬆剝皮——
這是用脈衝電場技術處理過的土豆炸出來的薯條。這薯條像火腿腸一樣彈性十足，可以被掰彎——
利用脈衝電場技術技術，2019年德國食品技術公司 ELEA 還拉出了一條世界上最長的薯條，足足有3.14米長。
閃電男孩富蘭克林一定想嘗一嘗這些花式電嫩的食物吧。
懂了，給殭屍通電可使其關機。
來一波三連吧！
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