軟冷凍和臭氧處理對(duì)豬肉的保鮮效果比較

張婷玉，陶樂(lè)仁，蔡梅艷，翟明爽

（上海理工大學(xué)低溫與生物研究所，上海 2000 9 3）

軟冷凍和臭氧處理對(duì)豬肉的保鮮效果比較

張婷玉，陶樂(lè)仁*，蔡梅艷，翟明爽

（上海理工大學(xué)低溫與生物研究所，上海 2000 9 3）

為了提高肉類等食品在冰箱軟冷凍條件下的貯藏效果，研究以新鮮豬肉為原料，設(shè)定軟冷凍（-7 ℃）＋臭氧組（Ⅰ）、軟冷凍（-7 ℃）組（Ⅱ）、-18 ℃冷凍組（Ⅲ）3 個(gè)低溫保藏環(huán)境，通過(guò)測(cè)定pH值、菌落總數(shù)、揮發(fā)性鹽基氮含量、新鮮度K值及感官評(píng)價(jià)比較分析豬肉新鮮度及品質(zhì)變化。結(jié)果表明：-7 ℃軟冷凍在21 d內(nèi)可以保持肉的品質(zhì)在一級(jí)鮮度，35 d保持在二級(jí)鮮度，有利于家庭應(yīng)用；軟冷凍結(jié)合臭氧可以將一級(jí)鮮度延長(zhǎng)至45 d，降低pH值和菌落總數(shù)，且與-18 ℃凍藏相比能有效保持豬肉色澤，可以用于商品化生產(chǎn)。

軟冷凍；臭氧；豬肉；保鮮；新鮮度

軟冷凍技術(shù)是近年來(lái)冰箱行業(yè)提出的新概念，是使魚、肉類食品在-7 ℃凍結(jié)但又能在短時(shí)間內(nèi)用刀進(jìn)行切削處理的新技術(shù)[1-2]，與-18 ℃?zhèn)鹘y(tǒng)冷凍條件相比，由于凍結(jié)溫度較高，在凍藏期間形成的冰晶體更小，對(duì)細(xì)胞的破壞較小，因此解凍時(shí)營(yíng)養(yǎng)成分不易流失，可以更好的保持食品風(fēng)味。門建華等[3]通過(guò)軟冷凍方式對(duì) 豬肉、魚、蝦貯藏期間的營(yíng)養(yǎng)素變化進(jìn)行追蹤測(cè)定，結(jié)果表明肉類的軟冷凍適宜凍藏期為3 周，魚和蝦的適宜凍藏期為1 周，并且在貯藏期間營(yíng)養(yǎng)素成分均無(wú)明顯變化。此外，由于解凍時(shí)間短，也更符合家庭方便化和人性化的理念。目前國(guó)內(nèi)對(duì)短期貯藏件下軟冷凍對(duì)食品貯藏品質(zhì)影響的相關(guān)研究較少，因此本實(shí)驗(yàn)初步探究了軟冷凍技術(shù)對(duì)新鮮豬肉的保鮮效果，并與-18 ℃?zhèn)鹘y(tǒng)冷凍作對(duì)比，旨在為軟冷凍冰箱的開(kāi)發(fā)及設(shè)計(jì)提供一定的理論依據(jù)。

臭氧已廣泛應(yīng)用于食品的貯藏保鮮，對(duì)肉類、魚類、家禽、乳制品、雞蛋、水果、蔬菜和谷類等食品均具有很好的防腐保鮮效果[4]。作為一種強(qiáng)氧化殺菌劑，臭氧對(duì)細(xì)菌、霉菌、病毒均具有強(qiáng)烈的殺滅作用，可直接作用于生物細(xì)胞膜，改變細(xì)胞膜的通透性，導(dǎo)致細(xì)胞溶解、死亡，破壞細(xì)胞基礎(chǔ)代謝的酶，使酶失去活性，從而影響其正常的生理功能[5]。與常規(guī)殺菌方法相比，臭氧殺菌具有高效性，Ioannis等[6]在0 ℃、95%相對(duì)濕度條件下用0.3 μL/L氣態(tài)臭氧處理獼猴桃，發(fā)現(xiàn)在貯藏4 個(gè)月后獼猴桃對(duì)灰葡萄孢菌的染病率減少了56%。此外，臭氧殺菌還具有高潔凈性，在消毒、滅菌過(guò)程中僅產(chǎn)生無(wú)毒的氧化物，多余的臭氧最終還原成為氧，不存在殘留物。因此本實(shí)驗(yàn)利用臭氧的殺菌特點(diǎn)，探究了臭氧在軟冷凍條件下對(duì)豬肉的保鮮效果，以期能夠加強(qiáng)豬肉單純軟冷凍的保鮮效果。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

豬后腿精瘦肉 上海楊浦區(qū)圖們路菜市場(chǎng)；無(wú)水乙醇、硼酸、碳酸鉀、碳酸鈉、鹽酸、氯化鈉、氧化鎂均為分析純；甲基紅、亞甲基藍(lán)為指示劑 國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；緩沖溶液B、預(yù)備堿性反應(yīng)液P、測(cè)定酵素試劑E0、40%三氯乙酸（trichloroacetic acid，TCA）溶液、56% KOH中和試劑 日本協(xié)和純薬工業(yè)株式會(huì)社。

1.2 儀器與設(shè)備

高壓蒸汽滅菌鍋 日本Tomy工業(yè)株式會(huì)社；無(wú)菌超凈工作臺(tái) 上?？蹈Ｌ丨h(huán)境科技有限公司；LT41HW8-AC240V臭氧發(fā)生器 蘇州揚(yáng)佛自動(dòng)化設(shè)備有限公司；EG-3000臭氧分析儀 日本荏原實(shí)業(yè)株式會(huì)社；320-S pH計(jì) 梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；BP3100S電子天平 德國(guó)Sartorius公司；KV-202鮮度計(jì) 上海思達(dá)分析儀器有限責(zé)任公司；C25WX1冰箱無(wú)錫松下冷機(jī)有限公司；聚乙烯密閉保鮮盒（12 L，30 cm×44 cm×16.5 cm） 韓國(guó)Lock&Lock公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品處理

豬肉為屠宰的新鮮肉，將新鮮豬肉于-20 ℃條件下冷凍1 h，然后于4 ℃條件下冷藏8 h，進(jìn)行冷卻排酸。所用的刀具和案板用75%的乙醇消毒并用紫外照射15 min，于無(wú)菌操作臺(tái)剔除脂肪及筋骨。將肉切成質(zhì)量約為200 g的小塊，隨機(jī)分成3 組，每組27 塊，每次取3 塊進(jìn)行各指標(biāo)的平行測(cè)定。

將臭氧發(fā)生器置于聚乙烯保鮮盒頂部中央，運(yùn)轉(zhuǎn)率設(shè)定為4 s/96 s（ON/OFF），質(zhì)量濃度為0.5 mg/L，用臭氧分析儀實(shí)時(shí)監(jiān)控臭氧質(zhì)量濃度變化。取1 組樣品放入含有臭氧發(fā)生器的聚乙烯保鮮盒，放入冰箱變溫室，溫度調(diào)為-7℃，為組Ⅰ；另外兩組樣品直接放入聚乙烯保鮮盒，不設(shè)臭氧發(fā)生器，分別置于-7 ℃變溫室和-18 ℃冷凍室作為對(duì)照組，為組Ⅱ、Ⅲ。

1.3.2 pH值測(cè)定

根據(jù)GB/T 9695.5—2008《肉與肉制品pH測(cè)定》[7]，每次取肉樣10 g切碎，加入90 mL蒸餾水，混勻振蕩30 min，測(cè)量pH值，重復(fù)3 次，結(jié)果取平均值。

1.3.3 菌落總數(shù)測(cè)定

根據(jù)GB/T 4789.2—2010《食品衛(wèi)生微生物學(xué)檢驗(yàn)：菌落總數(shù)測(cè)定》進(jìn)行測(cè)定[8]。

1.3.4 揮發(fā)性鹽基氮（total volatile base nitrogen，TVB-N）含量測(cè)定

按照GB/T 5009.44—2003《肉與肉制品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法》[9]中半微量凱氏定氮法測(cè)定，測(cè)定3 次，取平均值。

1.3.5 新鮮度K值測(cè)定

英國(guó)蘇格蘭-亞伯丁Torry Research Station最早領(lǐng)先開(kāi)發(fā)使用魚類鮮度計(jì)，本實(shí)驗(yàn)采用新型鮮度計(jì)直接測(cè)定K值。恒溫水槽（37 ℃）預(yù)熱20 min；取適量蒸餾水，B溶液按1：1稀釋備用，TCA溶液按1：3稀釋備用；稱取3 g左右精瘦肉與5 mL TCA稀釋液混合，于研缽中碾碎，過(guò)濾后取濾液滴入甲基紅1 滴，混合均勻后滴入KOH溶液中和試劑，直到混合液由紅色變?yōu)辄S綠色，此為樣液S1；取50 μL樣液S1與50 μL P溶液混合，于恒溫水槽加熱20 min，此為樣液S2；取1 mL稀釋的B溶液于反應(yīng)池，加入15 μL樣液S1，然后依次加入15 μL E0溶液，30 μL樣液S2，待反應(yīng)完畢后直接讀取K值（%）。重復(fù)3 次，結(jié)果取平均值。

已廣泛應(yīng)用K值的水產(chǎn)生產(chǎn)部門規(guī)定，魚肉K值在20%以下時(shí)，可用于做生魚片，40%以下時(shí)，適合做熟食[11]。野崎義孝[12-13]研制出了用于雞肉產(chǎn)品現(xiàn)場(chǎng)使用的簡(jiǎn)便K值檢測(cè)盒，測(cè)定了雞胸肌在2、5、10 ℃條件下的K值變化，得出K值作為雞肉鮮度指標(biāo)的值為44%。朱欽龍[14]利用高效液相色譜法，通過(guò)分析牛肉和肝臟組織中ATP有關(guān)化合物含量變化，得出K值可以作為牛肉新鮮度指標(biāo)的結(jié)論。沈曉玲[15]利用反相液相色譜法，研究了豬不同品種、同一個(gè)體不同部位IMP沉積規(guī)律，以及IMP的沉積與豬肉新鮮度的相關(guān)性。

1.3.6 感官評(píng)價(jià)

根據(jù)GB 9959.1—2001《鮮、凍片豬肉》[16]感官指標(biāo)，參考李建雄等[17]的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，由8 人組成評(píng)定小組，對(duì)色澤、氣味、彈性和肉湯狀態(tài)等進(jìn)行評(píng)分，最后分?jǐn)?shù)取平均值，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 感官指標(biāo)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table1 Criteria for sensory evaluation of pork

2 結(jié)果與分析

2.1 冷藏豬肉貯藏期間pH值變化

圖1 冷藏豬肉貯藏期間pH值變化Fig.1 Variations in pH in chilled pork during storage

pH值表示肉新鮮程度的標(biāo)準(zhǔn)為：pH 5.8～6.2一級(jí)鮮度，pH 6.2～6.7二級(jí)鮮度，pH＞6.7變質(zhì)肉[18]。食品中pH值變化受多種因素的影響，如食品的種類、微生物含量、蛋白質(zhì)、脂肪含量及分解程度。由圖1可知，在貯藏初期，各組pH值均下降，在貯藏第7天達(dá)到了最低，這一方面是由于豬肉的冷卻排酸過(guò)程以及肌肉中的糖類物質(zhì)經(jīng)無(wú)氧酵解形成了乳酸，另一方面是由于乳酸菌的生長(zhǎng)。臭氧處理與-18 ℃凍藏組的pH值變化無(wú)明顯差別，前21 d變化比較平緩，28 d后pH值明顯上升，且低于-18℃凍藏組，在貯藏60 d后pH值接近6.3，這是由于臭氧分解生成的過(guò)氧化氫具有一定的酸性，使得樣品的pH值保持在較低的水平；后期由于微生物代謝蛋白質(zhì)以及蛋白質(zhì)的自溶降解形成了胺類等堿性物質(zhì)，-7 ℃貯藏在21 d后pH值上升明顯，與另外兩組出現(xiàn)明顯差別，35 d pH值達(dá)到6.4，60 d后pH值為6.6；-18 ℃條件下冷凍，由于溫度較低，各種微生物及酶的活性受到抑制，肉中的各種生化反應(yīng)緩慢， pH值變化不明顯，后期由于嗜冷菌的繁殖生長(zhǎng)，對(duì)蛋白的分解增強(qiáng)，pH值變化才開(kāi)始明顯。

2.2 冷藏豬肉貯藏期間菌落總數(shù)變化

細(xì)菌數(shù)量是衡量冷卻肉貯藏期間品質(zhì)變化的重要指標(biāo)，能直接反映肉品是否腐敗變質(zhì)，NY/T 632—2002《冷卻豬肉》[19]冷鮮肉衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求豬肉菌落含量：一級(jí)鮮度：菌落含量＜1×104CFU/g；二級(jí)鮮度：菌落含量為1×104～1×106CFU/g；變質(zhì)肉：菌落含量＞1×106CFU/g。

圖2 冷藏豬肉貯藏期間菌落總數(shù)變化Fig.2 Variations in total bacterial count in chilled pork during storage

由圖2可以看出，貯藏的前7 d，各組菌落數(shù)相比初始均有所下降，一方面是由于低的pH值不利于細(xì)菌的生長(zhǎng)，另一方面此階段處于最大冰晶生長(zhǎng)期，微生物體內(nèi)的水分結(jié)冰膨脹，外部水分形成的冰晶對(duì)細(xì)胞進(jìn)行擠壓，使菌體破裂死亡。在整個(gè)貯藏期間，-18 ℃條件下凍藏菌落變化比較平緩，2 個(gè)月后仍處于一級(jí)鮮度范圍；-7 ℃條件下貯藏2 個(gè)月后菌落總數(shù)達(dá)到1×105CFU/g，這是由于后期肉類中的糖類、蛋白質(zhì)、脂類等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)分解成了小分子，成為嗜冷菌的天然培養(yǎng)基，導(dǎo)致細(xì)菌數(shù)量增多；臭氧處理在前30 d與-18 ℃凍藏組無(wú)明顯差異，2 個(gè)月后仍屬于二級(jí)鮮度，說(shuō)明臭氧處理在軟冷凍條件下可以有效殺死細(xì)菌，延長(zhǎng)肉的保質(zhì)期。

2.3 冷藏豬肉貯藏期間TVB-N含量變化

TVB-N是由于微生物感染并繁殖，進(jìn)入肌肉組織內(nèi)部，分泌一系列酶從而引起脫氨、脫羧作用，導(dǎo)致蛋白質(zhì)分解而形成的產(chǎn)物[20]，國(guó)家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB 2707—2005《鮮（凍）畜肉揮發(fā)性鹽基氮指標(biāo)》[21]規(guī)定，豬肉一級(jí)鮮度TVB-N含量≤15 mg/100 g，二級(jí)鮮度≤25 mg/100 g。

圖3 冷藏豬肉貯藏期間TVB-N含量變化Fig.3 Variations in total volatile basic nitrogen in chilled pork during storage

由圖3可以看出，樣品中TVB-N含量隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而緩慢上升，變化較平緩。由于低溫抑制了微生物的生長(zhǎng)，使蛋白質(zhì)分解反應(yīng)減慢，產(chǎn)生的腐胺減少，-18 ℃條件下凍藏時(shí)TVB-N值在9 mg/100 g上下波動(dòng)，變化較小，這也與菌落總數(shù)變化趨勢(shì)相一致；-7 ℃條件下貯藏42 d TVB-N為15 mg/100 g，60 d后接近17 mg/100 g，仍屬于二級(jí)鮮度范圍；臭氧處理在冷藏60 d后TVB-N仍未達(dá)到15 mg/100 g，說(shuō)明臭氧處理可以抑制TVB-N的產(chǎn)生。

2.4 冷藏豬肉貯藏期間新鮮度K值變化

肌肉中的ATP分解途徑為ATP→ADP→AMP→IMP（肌苷酸）→HxR（肌苷）→Hx （次黃嘌呤），其中IMP是畜禽、魚肉中的主要鮮味化合物，但肉品中IMP不能穩(wěn)定存在，在酶的作用下會(huì)進(jìn)一步分解。20世紀(jì)50年代，通過(guò)大量研究魚肌肉的能量代謝而了解了魚的能量代謝途徑，Saito等[10]發(fā)明了以肌肉中ATP分解的量，來(lái)判定魚肉鮮度（魚肉鮮度測(cè)定恒數(shù)即K值），K值是HxR、Hx占ATP分解關(guān)聯(lián)物總量的百分比，見(jiàn)公式（1），其值越小，表明肉越新鮮。

圖4 冷藏豬肉貯藏期間K值變化Fig.4 Variations in K-value in chilled pork during storage

本批樣品初始K值為20.4%，由圖4可知，貯藏前21 d 3 組樣品K值無(wú)明顯差別，且都低于25%，-7 ℃貯藏在28 d后與其他組出現(xiàn)差別，60 d后K值為48.7%；-18 ℃凍藏K值變化不大，60 d后為30.3%，這是由于從ATP→IMP分解過(guò)程不受貯存條件的影響，而IMP→HxR→Hx受溫度影響較大，低溫使肌肉中的各種酶作用受阻，酶活性的降低使得IMP→Hx的分解速度緩慢，分解產(chǎn)物少，因此K值較??；臭氧處理60 d后K值為33.0%，且在整個(gè)貯藏期間與-18 ℃凍藏結(jié)果很接近，說(shuō)明臭氧處理在軟冷凍條件下能延緩K值的增長(zhǎng)。

2.5 冷藏豬肉貯藏期間感官評(píng)價(jià)

表2 冷藏豬肉的感官評(píng)分結(jié)果Table2 Sensory quality scores of chilled pork during storage

豬肉貯藏期間的感官評(píng)分結(jié)果如表2所示。可以看出，在色澤方面，臭氧處理要優(yōu)于-18 ℃凍藏，貯藏60 d后肉樣表面仍有稍許光澤，而-7 ℃條件下貯藏49 d后肉色已變差，60 d后表面顏色已變暗，說(shuō)明臭氧處理可以保護(hù)肉的色澤；氣味方面，-18 ℃凍藏在肉的氣味方面保持較好，60 d后仍有輕微的肉香，這是因?yàn)閮霾睾蟊芙猓谷庵械某饰段镔|(zhì)溶出，而臭氧組在后期已無(wú)肉的清香，但并無(wú)異味；貯藏期間由于溫度波動(dòng)引起干耗及冰晶反復(fù)凍結(jié)等原因，肉樣的持水性導(dǎo)致彈性變化較快，后期彈性均一般；肉湯透明度方面，-7 ℃在貯藏49 d后顯混濁但無(wú)異味，-18℃凍藏與臭氧處理組相比，肉湯在后期仍有輕微香味。

3 結(jié) 論

3.1 -7 ℃條件下軟冷凍在21 d內(nèi)可以保持肉的品質(zhì)在一級(jí)鮮度，35 d保持在二級(jí)鮮度，說(shuō)明軟冷凍可以在1 個(gè)月內(nèi)有效保持肉的新鮮品質(zhì)，適用于家庭短期貯藏。

3.2 軟冷凍結(jié)合臭氧可以將肉的一級(jí)鮮度延長(zhǎng)至45 d，且感官方面與-18 ℃凍藏相比能有效保持豬肉色澤，翁佩芳等[22]用0.7 mg/kg的臭氧水對(duì)蝦及魚類制品進(jìn)行噴淋，經(jīng)感官評(píng)定臭氧水對(duì)樣品色澤、風(fēng)味等品質(zhì)均無(wú)影響，研究結(jié)果相近，說(shuō)明臭氧處理可以加強(qiáng)軟冷凍的保鮮效果，用于商品化生產(chǎn)。

3.3 K值可以用于表示豬肉的新鮮度，本次新鮮豬肉的K值為20.4%，豬肉處于可食的K值為小于50%。另外，可以進(jìn)一步研究K值與TVB-N等腐敗指標(biāo)與細(xì)菌總數(shù)的相關(guān)性，并建立數(shù)學(xué)模型，僅通過(guò)測(cè)定系數(shù)K值即可得到細(xì)菌總數(shù)和TVB-N的含量[23-30]，這樣既可以節(jié)省測(cè)量時(shí)間，又可節(jié)省測(cè)量成本。

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Comparative Effects of Soft Freezing and Ozone in Preserving the Freshness of Fresh Pork

ZHANG Ting-yu, TAO Le-ren*, CAI Mei-yan, ZHAI Ming-shuang
(Institute of Refrigeration and Cryogenics, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China)

As a new technology, soft freezing is a new concept proposed in the refrigeration industry in recent years. It can freeze food at -7 ℃, and the frozen food is easy to cut off in a short time for processing. In order to provide evidence for improving the quality of food stored in a refrigerator under soft freezing conditions, a comparative analysis of the changes in pH, total bacterial count, total volatile base nitrogen (TVB-N), the freshness indicator K-value and sensory evaluation was carried out on fresh pork stored in three low-temperature environments, soft freezing at -7 ℃ plus ozone (Ⅰ), soft freezing at -7 ℃ (Ⅱ) and -18 ℃ freezing (Ⅲ). The results showed that pork freshness was maintained at the first level over the storage period of 21 d under soft freezing conditions, and at the second level up to 35 d, supporting the use of soft freezing in households. The first grade of freshness was prolonged to 45 d by combined use of soft freezing and ozone treatment through reducing the pH and total bacterial count, and the color was preserved better than under -18 ℃ freezing condition. Thus the combination of soft freezing and ozone has potential for commercial application.

soft freezing; ozone; pork; freshness preservation; freshness

TS205.7

A

1002-6630（2014）10-0304-05

10.7506/spkx1002-6630-201410056

2013-07-04

張婷玉（1989—），女，碩士研究生，研究方向?yàn)槭称繁ｕr與貯藏。E-mail：tyu717@126.com

*通信作者：陶樂(lè)仁（1962—），男，教授，博士，研究方向?yàn)榈蜏厣镝t(yī)學(xué)技術(shù)、食品冷凍冷藏、傳熱傳質(zhì)強(qiáng)化。

E-mail：cryo307@usst.edu.cn