不同解凍方法對牦牛肉品質特性的影響

李璐倩，嚴琪格，哈玉潔，陳煉紅，李鍵，秦斐，杜榮勝，王琳琳*

1(西南民族大學 食品科學與技術學院，四川 成都，610041)2(西南民族大學 畜牧獸醫(yī)學院，四川 成都，610041) 3(甘肅農業(yè)大學 動物醫(yī)學院，甘肅 蘭州，730070)

牦牛肉富含蛋白質、多種氨基酸、礦物質等多種營養(yǎng)素且脂肪含量較低[1]。因地理位置限制，牦牛肉的儲藏多依靠冷凍保藏技術，在加工前需進行解凍處理。解凍處理時，采用方法的不同會對凍結肉品質產生影響，特別是當采用不適宜的解凍方法可能會對肌肉品質造成較大影響[2]，因此選擇安全且高效的解凍方法對于維持凍結肉品質有著重要作用。

肉制品凍結后，肉中水分凝結轉化為冰晶，解凍則是使肌細胞中的冰晶融化后恢復到新鮮狀態(tài)的過程，但解凍過程中可能出現(xiàn)色澤劣變、營養(yǎng)流失、汁液損失和質構特性改變等品質下降問題[3]，同時對肌肉組織特性也會產生較大影響，給肉制品的生產加工帶來不可估量的經濟損失，因而解凍方法的合理選擇在評估肌肉品質及加工特性變化等方面具有重要作用[4]?？諝饨鈨觥⑺鈨?、微波解凍和電解凍等是凍結肉常用的解凍方法?？諝饨鈨鍪且钥諝鉃榻橘|的解凍方法，溫度一般在14～15 ℃，相對濕度為95%～98%[5]，具有經濟、適用范圍廣和操作簡單的優(yōu)點，是生產加工中常用的解凍方法，但易引起微生物污染和肌肉表面變色，使肉類品質低劣，并可能會導致食用安全隱患問題[6]。水解凍法是以水為介質的解凍方法，主要分為靜水解凍和流水解凍法，解凍速率快、樣品質量耗損少，但同時也易導致凍結肉的營養(yǎng)流失、肉色劣變和微生物滋生等問題[7]。微波解凍中，凍結肉將吸收的微波能量轉化為熱能，從而實現(xiàn)解凍，微波頻率為300 M～300 GHz[8]，該法有利于提高解凍速率，減少營養(yǎng)和汁液損失，但也存在解凍不均勻的缺點[9]。目前，有關不同常規(guī)解凍方法對凍結肉解凍后品質影響的研究主要集中在豬肉[9-11]、牛肉[5, 12]、羊肉[13]、兔肉[14]、雞肉[15]、鴨肉[16]、魚肉[17-18]等原料肉，而在解凍牦牛肉的品質變化以及最佳解凍方法探究方面的研究還未見報道。

本研究以凍結牦牛背最長肌為試驗對象，探究5種解凍方法(靜水解凍、微波解凍、冷藏解凍、室溫解凍、空氣解凍)對牦牛肉的食用品質(pH、保水性、肉色穩(wěn)定性、嫩度)、營養(yǎng)品質(水分、蛋白質、脂肪及灰分含量)、感官品質以及肌肉組織學特性的影響，并對比得到最佳的解凍方法，以期為凍結牦牛肉的實際生產加工提供數(shù)據支持和理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

宰后牦牛背最長肌，廣漢市盛大食品有限公司。大豆色拉油、NaOH、鹽酸、無水乙醚、石油醚、KCl、K3PO4、MgCl2、乙二胺四乙酸二鈉、疊氮鈉、酒石酸鉀鈉、三氯乙酸、醋酸, 均為分析純。

pH STAR胴體肌肉pH值直測儀，德國Ingenieurhuro R.Matthaus公司；CR-400型色差儀，日本Konica Minolta公司；HH-6型數(shù)顯恒溫水浴鍋，國華電器有限公司；SKD-800凱氏定氮儀、SKD-08S2紅外石英消化爐，上海沛歐分析儀器有限公司；SXT-02型索氏抽提器，上海洪紀儀器設備有限公司；UV-6100紫外分光光度計，上海美譜達儀器有限公司；TA.XT.Plus型質構分析儀，英國Stable Micro System公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 原料肉預處理

取屠宰24 h內且胴體在2～4 ℃條件下存放運輸?shù)年笈Ｈ獗匙铋L肌，剔除表面脂肪和結締組織，切分成3 cm×3 cm×3 cm的肉塊，平均分為5組并用聚乙烯密封袋包裝后置于-18 ℃條件下凍結，測定相應指標。

1.2.2 解凍方法

靜水解凍：將凍結肉樣從冰箱中取出，用聚乙烯密封袋密實包裝，置于水浴中將其完全浸泡。靜水溫度控制在(15±0.5)℃，以肉樣中心溫度達到5 ℃為解凍終點。

微波解凍：將凍結肉樣從冰箱中拿出，放入微波爐中，旋鈕調節(jié)至“快速解凍”選項，解凍5 min后取出測定相應指標，以肉樣中心溫度達到5 ℃為解凍終點。

冷藏解凍：將凍結肉取出后放入預先設定為5 ℃冰箱冷藏室內，每隔1 h測定1次溫度，以肉樣中心溫度達到5 ℃為解凍終點。

室溫解凍：凍結肉樣從冰箱中取出后，放在潔凈的無熱源影響的操作臺上進行解凍，環(huán)境室溫為25 ℃，將溫度計插在肉樣中心位置，觀察數(shù)顯溫度計的溫度變化，以肉樣中心溫度達到5 ℃為解凍終點。

空氣解凍：將樣品取出后，使用1 200 W的電吹風熱風檔，氣體以1 m/s左右的速率吹過凍結肉，使得冷凍樣品與吹風機產生的熱空氣之間始終保持熱量交換，通過電吹風加熱后樣品所在的四周空氣持續(xù)處于循環(huán)流動，樣品均勻受熱，溫度升高，促使冰晶融化，每5 min測定1次溫度，以肉樣中心溫度達到5 ℃為解凍終點。

1.3 指標測定方法

1.3.1 食用品質

pH值：取解凍肉樣上的3個不同位置為測定點，將pH計的探針插入肉樣中，并使pH計的電極與肌肉組織充分接觸，待數(shù)值穩(wěn)定后進行數(shù)據記錄，每個肉樣重復測定3次，取平均值。

蒸煮損失率：參考文獻[19]的方法。將處理肉樣切成厚度為2 cm左右，稱其質量(m1)，數(shù)顯溫度計的溫度探頭插入肉樣中心部位，裝入聚乙烯袋中進行密封，并防止外界物質進入袋內，然后將聚乙烯袋放入80 ℃的恒溫水浴鍋中加熱，加熱過程中時刻觀察數(shù)顯溫度計，當肉樣中心溫度升至75 ℃后保持5 min取出，使用流動水沖洗直到肉樣冷卻至室溫，擦掉肉塊經蒸煮后留在表面的殘余液體，再次稱質量(m2)，按公式(1)計算蒸煮損失率:

(1)

解凍損失率：參考文獻[20]的方法。將凍結肉樣從冷凍室取出后立即稱其質量(m3)，解凍結束后，吸干由于冰晶融化殘留在肉樣表面的水分，再次稱其質量(m4)，按公式(2)計算解凍損失率：

(2)

滴水損失率：將肉樣切分成10 mm×10 mm×10 mm，質量1.0～1.5 g的肉塊，準確稱取質量(m5)，將肉樣用細線懸掛在聚乙烯袋中，使其呈懸空狀態(tài)，隨后置于冰箱冷藏室內，24 h后立即稱取肉樣質量(m6)，按公式(3)計算滴水損失率:

(3)

色度值：用吸水紙擦干肉樣表面解凍后殘留的水分，將待測肉樣切分為3 cm×3 cm×1 cm的肉塊，使色差計和肉樣充分接觸，選取肉樣的3個不同位置作為測量點，測定肉色。

肉色穩(wěn)定性：參考KIM等[21]的方法。將5 g肉樣和20 mL 0.04 mol/L 的磷酸鈉緩沖液(pH 6.8)置于玻璃勻漿器中，勻漿25 s，在冰浴條件下處理勻漿液1 h， 3 500 r/min離心30 min；用濾紙對上清液過濾，用上述緩沖液補過濾液至25 mL，分別在525、545、565和572 nm波長處測定吸光度值，參考KRZYWICKI[22]的方法計算總肌紅蛋白(total myoglobin, TMb)、氧合肌紅蛋白(oxymyoglobin, OMb)和高鐵肌紅蛋白(metmyoglobin, MMb)，分別如公式(4)、(5)和(6)所示。

ω(TMb)/(mg·g-1)=-0.166A572+0.086A565+0.088A545+0.099A525

(4)

ω(OMb)/%=(0.882R1-1.267R2+0.809R3-

0.361)×100

(5)

ω(MMb)/%=(-2.514R1+0.777R2+0.800R3+1.098)×100

(6)

式中:R1、R2、R3分別是吸光率比值A572/A525、A565/A525、A545/A525

剪切力：將肉樣切分為厚約4 cm、質量約100 g左右的肉塊，密封于帶有封口條的聚乙烯薄膜袋中，將水浴鍋預熱到80 ℃后將袋子放入鍋內進行加熱，加熱的同時隨時觀察肉塊的中心溫度，當中心溫度達75 ℃時取出冷卻至室溫。取長度不少于2.5 cm的肉樣進行測定，參數(shù)設定：測前速度1.0 mm/s，測中速度1.0 mm/s，測后速度5.0 mm/s，時間間隔5 s。

質構特性：以蒸煮損失試驗肉樣作為該指標的測定樣品，并沿平行于肌纖維方向切割分成2.5 cm×2.0 cm×1.5 cm的肉樣。測定參數(shù)：探頭直徑0.50 cm；壓縮百分比50%；測速50 mm/min；最小承載力50 N。最后通過儀器測定得出力量感應曲線，用此曲線計算出樣品的硬度、彈性、凝聚性、黏結性和咀嚼性。

1.3.2 營養(yǎng)品質

水分含量參照GB/T 5009.3—2016《食品安全國家標準 食品中水分的測定》；脂肪含量參照GB 5009.6—2016《食品安全國家標準 食品中脂肪的測定》；灰分含量參照GB 5009.4—2016《食品安全國家標準 食品中灰分的測定》；蛋白質含量參照GB 5009.5—2016《食品安全國家標準 食品中蛋白質的測定》。

1.3.3 感官品質

參照GB/T 17238—2008《食品安全國家標準 鮮、凍分割牛肉》對肉樣進行評分，評價指標有色澤、體表、氣味和組織狀態(tài)4項，各項指標滿分為10分，總分40分為最佳品質，0分為品質最差。

1.3.4 肌肉組織學特性

將樣品切成1.0 cm×0.5 cm×0.5 cm的肉塊，加入體積分數(shù)為10%的中性甲醛溶液浸沒肉樣，48 h浸泡處理后將樣品放入70%、80%、90%、95%(體積分數(shù))乙醇溶液中脫水1 h，采用二甲苯透明試劑處理，再經包埋、修片、切片、染色、封片后進行顯微拍照和觀察。

1.4 數(shù)據處理

試驗重復測定3次取平均值，數(shù)據用平均值±標準差表示；數(shù)據處理采用Microsoft Excel 2016；方差分析采用SPSS 19.0軟件，圖形繪制用Origin 8.5軟件。

2 結果與分析

2.1 解凍方法對牦牛肉食用品質的影響

2.1.1 解凍方法對牦牛肉pH值的影響

pH值是判定肉質優(yōu)劣的重要指標之一，與肌肉的色澤、保水性、嫩度以及貨架期等均顯著相關[23]。如圖1所示，牦牛肉經靜水解凍、微波解凍、冷藏解凍、室溫解凍和空氣解凍處理后的pH值為5.65、6.91、6.86、6.48和6.73，均處于7.0以下，研究指出宰后肌肉的pH值一般在7.0左右，說明經幾種解凍方法處理后牦牛肉品質均在正常范圍內。其中，靜水解凍處理后牦牛肉的pH值低于其他4種解凍方法，這與張帆等[16]得出靜水解凍對pH值影響較大的研究結果一致。屠宰后由于肌糖原無氧酵解產生大量乳酸，同時三磷酸腺苷分解產生磷酸，兩者積累后導致牦牛肉的pH值下降，當降至蛋白質等電點(pI 5.0～5.4)時，肌肉的保水性最差，當pH值6.0左右時，保水性最好[24]，靜水解凍處理后牦牛肉的pH值最接近6.0，說明靜水解凍能最大程度保持牦牛肉解凍后的新鮮程度，并在維持肌肉的保水性方面具有積極作用，此結果與常海軍等[10]和余文暉等[25]研究結果一致。

圖1 不同解凍方法對牦牛肉pH值的影響Fig.1 Effect of different thawing methods on pH value of yak meat注：組間不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)(下同)

2.1.2 解凍方法對牦牛肉肉色穩(wěn)定性的影響

由圖2-a可知，靜水解凍和冷藏解凍處理后牦牛肉的L*值無顯著差異,但都顯著高于其他3種解凍方法(P<0.05)，可能原因是冷藏解凍過程中由于肌肉保水性的下降,部分汁液流失，進而導致肉色亮度增大，且在靜水中由于吸收少量水分，也會導致L*值增大；室溫和空氣解凍牦牛肉的L*值無顯著差異，但均高于微波解凍肉(P<0.05)，微波解凍肉的L*值最低，說明微波解凍降低了肉樣的亮度[27]，上述原因可能是微波解凍下肌肉表面水分蒸發(fā)快于室溫解凍和空氣解凍，進而導致L*值下降程度大于后2種解凍方法。靜水解凍和微波解凍處理后牦牛肉的a*值略高于冷藏解凍和室溫解凍，卻顯著高于空氣解凍牦牛肉的a*值(P<0.05)，說明靜水解凍和微波解凍對維持解凍肉的紅色度有積極作用。靜水解凍牦牛肉的b*值略高于微波解凍和冷藏解凍，但顯著高于室溫解凍和空氣解凍(P<0.05)。

a-肉色; b-肉色穩(wěn)定性圖2 不同解凍方法對牦牛肉肉色穩(wěn)定性的影響Fig.2 Effect of different thawing methods on color stability of yak meat

肌紅蛋白(myoglobin，Mb)的含量及其氧化狀態(tài)決定了宰后肌肉的顏色，肌肉的顏色變化主要由TMb、OMb和MMb三者的比例決定，且MMb積累產生的褐色物質是肉色變化的根本原因[28]。由圖2-b可知，靜水解凍、微波解凍和冷藏解凍牦牛肉的TMb含量無顯著差異，但均顯著高于空氣解凍(P<0.05)，原因可能是空氣解凍使牦牛肉過多地暴露在空氣中，使Mb氧化程度較大，進而導致TMb含量下降；靜水解凍、冷藏解凍和室溫解凍牦牛肉的OMb含量無顯著差異，但均顯著高于微波解凍和空氣解凍(P<0.05)，且微波解凍牦牛肉的OMb含量是最低的；MMb含量與牛肉的色澤密切相關，微波解凍牦牛肉的MMb含量最高，并與空氣解凍無顯著差異，但均顯著高于其他解凍方法(P<0.05)，這可能是因為空氣解凍過程中樣品所處環(huán)境的空氣流速快，O2含量相對充足，有利于MMb的形成。綜上所述，靜水解凍和冷藏解凍相較其他方法，更有利于維持解凍牦牛肉的色澤穩(wěn)定。

2.1.3 解凍方法對牦牛肉保水性的影響

蒸煮損失率反映了原料肉在蒸煮過程中保持水分的能力，可直接影響肉的風味、顏色、質地、嫩度和黏結性等，是肉質評定的重要指標之一[29]。由圖3-a可知，冷藏解凍處理后牦牛肉的蒸煮損失率最高，且與微波解凍和空氣解凍無顯著差異，但都高于靜水解凍和室溫解凍(P<0.05)，且靜水解凍牦牛肉擁有最低的蒸煮損失率。由圖3-b所示，冷藏解凍和空氣解凍牦牛肉的解凍損失率最高分別為1.48%和1.45%，且兩者無顯著性差異，但都顯著高于其他3種解凍方法(P<0.05)；微波解凍所處理牦牛肉的解凍損失率顯著高于靜水解凍(P<0.05)，靜水解凍最低，室溫解凍次之。如圖3-c所示，微波解凍、冷藏解凍和空氣解凍牦牛肉的滴水損失均較高且無顯著性差異，但都顯著高于靜水解凍和室溫解凍(P<0.05)；同時，靜水解凍牦牛肉的滴水損失率最低，此研究結果與蒸煮損失率、解凍損失率結果相對應，并與常海軍等[10]研究結果相符合，說明靜水解凍有利于保持牦牛肉的保水性，其次為室溫解凍。

a-蒸煮損失率; b-解凍損失率; c-滴水損失率圖3 不同解凍方法對牦牛肉保水性的影響Fig.3 Effect of different thawing methods on water holding capacity of yak meat

2.1.4 解凍方法對牦牛肉嫩度的影響

肌肉嫩度是影響品質的主要因素之一，與肉中肌纖維直徑和密度密切相關，也會受到解凍過程的影響[30]。由圖4可知，不同解凍方法對牦牛肉嫩化程度影響不同。其中，牦牛肉經靜水解凍后剪切力值達到最高，并顯著高于其他4種解凍方法(P<0.05)，說明靜水解凍在牦牛肉的成熟嫩化方面有反面作用；空氣解凍處理牦牛肉的剪切力值最低，原因可能是空氣解凍溫度較高，肌肉內部內源酶活性較其他解凍方法更為活躍，肌肉嫩化速度相對較快；微波解凍和冷藏解凍牦牛肉的剪切力值相對較低，原因可能是微波解凍速率是5種方法中最快的，使肌細胞中冰晶以較快速度轉化為水，從而使肌纖維結構的完整性在解凍過程中受到破壞，導致剪切力值發(fā)生了顯著變化，此研究結果符合以往的研究結果[10]。

圖4 不同解凍方法對牦牛肉剪切力的影響Fig.4 Effect of different thawing methods on shear force of yak meat

2.1.5 解凍方法對牦牛肉質構特性的影響

質構特性是研究牛肉品質的重要參考指標，與肉的嫩度和口感有直接聯(lián)系，主要包括硬度、彈性、凝聚性、膠黏性和咀嚼性等[31-32]。由表1可知，本研究中冷藏解凍牦牛肉硬度最低，室溫解凍牦牛肉硬度最高，且都與其他解凍方法處理牦牛肉的硬度無顯著性差異；幾組肉樣經解凍處理后彈性變化不大；同時，靜水解凍、微波解凍和室溫解凍牦牛肉的凝聚性無顯著性差異，但都顯著高于冷藏解凍和空氣解凍(P<0.05)；5組解凍處理牦牛肉的膠黏性和咀嚼性變化趨勢類似，室溫解凍牦牛肉的膠黏性和咀嚼性最高并顯著高于冷藏解凍牦牛肉的膠黏性和咀嚼性(P<0.05)。

2.2 解凍方法對牦牛肉營養(yǎng)品質的影響

如表2所示，牦牛肉經靜水解凍處理后，水分含量達到最高并顯著高于微波解凍和空氣解凍(P<0.05)，可能是由于肉樣處于高溫環(huán)境中水分含量減少所致；空氣解凍牦牛肉的蛋白質含量最高為25.6%，顯著高于靜水解凍、微波解凍和冷藏解凍，微波解凍處理后牦牛肉樣品的蛋白質含量最低，此研究與章杰等[9]研究結果類似。同時，經微波和冷藏解凍處理后牦牛肉的脂肪含量較高，并顯著高于其他3種解凍方式(P<0.05)，牦牛肉經空氣解凍后的脂肪含量最低，原因可能是高溫導致肌肉中脂肪氧化酸??；不同解凍方法牦牛肉灰分含量無顯著差異。

表1 不同解凍方法對牦牛肉質構的影響Table 1 Effect of different thawing methods on texture characteristics of yak meat

表2 不同解凍方法對牦牛肉營養(yǎng)品質的影響 單位：%

2.3 解凍方法對牦牛肉感官評價的影響

如表3所示，5種解凍方法只對牦牛肉氣味產生顯著性影響。感官評分最高的是冷藏解凍處理后的牦牛肉，然后分別是室溫解凍、靜水解凍和空氣解凍，而微波解凍處理后牦牛肉的感官評分最低，原因可能是微波解凍的速率遠高于其他4種方法，但在處理肉樣時，微波的吸收性質對于2種不同狀態(tài)的物質,即冰和水的體現(xiàn)完全不同，肉樣解凍時的冰轉化為水，大量吸收微波導致解凍不均勻，從而使各項解凍的評分結果均低于其他方法。綜上所述，冷藏解凍法對牦牛肉感官品質的影響最小。

表3 不同解凍方法對牦牛肉感官品質的影響Table 3 Effect of different thawing methods on sensory evaluation of yak meat

2.4 解凍方法對牦牛肉組織學特性的影響

如圖5所示，靜水解凍牦牛肉的肌纖維間隙最小，其次是室溫解凍、微波解凍、冷藏解凍和空氣解凍，此研究結果整體上與肌肉嫩化程度相接近。牦牛肉經空氣解凍處理后肌纖維間隙達到最大且破壞較嚴重，原因可能是空氣解凍不同于其他解凍方法，其利用熱風對牦牛肉直接進行加熱處理，溫度較高，解凍速度較快，肌細胞破壞程度嚴重；冷藏解凍的牦牛肉也有較大的肌纖維間隙，原因可能是冷藏解凍冰晶的融化速度較慢，時間較長，肌肉嫩化時間也相對較長，使得肌肉組織破壞程度比其他方法更重；牛肉肌纖維間隙最小的為靜水解凍，該解凍方式的肌束結合也較緊密，余文暉等[25]的研究也支持此結果。綜上，經空氣解凍、冷藏解凍及微波解凍處理后牦牛肉的肌纖維間隙較大且破壞程度較重，靜水和室溫解凍牦牛肉的細胞間隙較小，對解凍肉保護作用較好。

3 結論

與其他方法相比，靜水解凍對肌肉pH有積極維持作用，對牦牛肉保水性影響較??；靜水解凍和冷藏解凍更有利于維持解凍牦牛肉的色澤穩(wěn)定；微波解凍和冷藏解凍對牦牛肉成熟嫩化有促進作用；空氣解凍和室溫解凍處理后牦牛肉的蛋白質含量比其他方法高；冷藏解凍對牦牛肉感官品質影響最??；然而，空氣解凍、冷藏解凍及微波解凍處理后牦牛肉的肌纖維間隙變大且破壞程度加重，靜水解凍和室溫解凍對肌纖維的破壞程度較輕。

綜上所述，與其他方法相比，冷藏和微波解凍整體上對維持解凍牦牛肉的品質具有較明顯的積極影響，其次是靜水解凍，在實際生產加工中可采用上述2種方法對牦牛肉進行解凍處理。