冰箱微凍區(qū)溫度變化對食品品質(zhì)影響的研究

楊 浩 胡海梅 嚴 桃

（長虹美菱股份有限公司 合肥 230601）

引言

低溫儲藏肉制品作為傳統(tǒng)的保鮮方法一直是研究人員關注的熱點。綜合國內(nèi)外研究進展，可以發(fā)現(xiàn)，肉制品分別在冷藏、冷凍、微凍等溫區(qū)保存其品質(zhì)變化有較大差異。

微凍是一種用于保存肉制品的有吸引力的技術，該技術可凍結部分水并使食品免受溫度波動的影響，從而延長存儲，運輸和零售期間的保質(zhì)期。與真空或改良型常壓包裝結合使用時，微凍過程可協(xié)同改善產(chǎn)品的貨架壽命。據(jù)報道，與傳統(tǒng)的冷藏技術相比，肉制品的貨架期增加了1.5到4.0倍，其在工業(yè)應用中潛力巨大[1，2]。新鮮/冷鮮肉通常在約-1.5 ℃或更低的溫度下凍結，并且在較低的溫度下存儲可確保穩(wěn)定的產(chǎn)品并延長保質(zhì)期[3]。在低于冰點的溫度下儲存肉類有助于延長保質(zhì)期并阻止化學和微生物變化。

目前相關研究多聚焦于恒定溫度對其品質(zhì)的影響，在消費者使用冰箱保存肉制品的過程中往往存在一定范圍內(nèi)的溫度變化，同樣會對肉制品的品質(zhì)產(chǎn)生影響。蛋白質(zhì)是肉制品的重要組成部分，蛋白降解被認為是引起肉制品質(zhì)構軟化的重要原因。對于豬肉來說，溫度波動對鈣蛋白酶的活性、細胞骨架蛋白的降解情況及豬肉品質(zhì)（如持水性、嫩度）之間的關系目前尚不清楚，針對于溫度波動范圍和波動時間對于豬肉品質(zhì)影響的研究也相對較少。

綜上所述，本項目針對肉制品在低溫保鮮及溫度波動過程中的品質(zhì)劣變機制不清等問題，開展儲藏溫度變化對肉制品品質(zhì)的影響與機理研究，明確引起食品（豬肉）品質(zhì)劣變的關鍵因素，建立適用于豬肉的低溫保鮮技術。

1 實驗方法

1.1 測試指標

本次實驗主要研究微凍區(qū)空氣溫度波動與沖擊對肉品品質(zhì)的影響，以微凍區(qū)適宜儲藏溫度-3.5 ℃對豬肉進行不同區(qū)間的溫度波動與溫度沖擊，通過測定感官指標（總色度變化值：△E值）、理化指標（揮發(fā)性鹽基氮、質(zhì)構）與微生物指標(菌落總數(shù))，揭示溫度波動與沖擊范圍對肉品品質(zhì)的影響規(guī)律。

1.2 實驗分組

實驗共分為5組，分別為：恒溫對照組（-3.5 ℃）、溫度波動組（-3.5 ℃±1 ℃波動、-3.5 ℃±2 ℃波動）和溫度沖擊組（從-3.5 ℃沖擊到-3.5 ℃+3 ℃、從 -3.5 ℃沖擊到-3.5 ℃+5 ℃）。

實驗材料為大型超市購買，原料為超市當天從屠宰場運送，后通過冰鮮冷鏈于30 min內(nèi)運送到實驗室進行分裝處理。每塊肉均盡量切成形狀相似的長方形。每組實驗在30天內(nèi)總共取樣測量6次，分別為第0、10、17、22、26、30 天。

1.3 溫度沖擊方法

1.3.1 以恒溫箱為載體，溫度從-3.5 ℃沖擊到-3.5 ℃+3 ℃（每隔24 h沖擊一次，沖擊結果如圖1所示。

圖1 微凍區(qū)-3.5 ℃+ 3 ℃沖擊曲線

1.3.2 以恒溫箱為載體，溫度從-3.5 ℃沖擊到-3.5 ℃+5 ℃（每隔24 h沖擊一次）；沖擊結果如圖2所示。

圖2 微凍區(qū)-3.5 ℃+5 ℃沖擊曲線

1.4 溫度波動設置

調(diào)節(jié)冰箱參數(shù)，以實現(xiàn)冰箱±2 ℃波動區(qū)：-10.4 ℃～0.2 ℃（穩(wěn)定后積分均值-3.63 ℃），如圖3所示。調(diào)節(jié)冰箱參數(shù)，以實現(xiàn)冰箱恒溫區(qū)：-3.3 ℃～-2.3 ℃（穩(wěn)定后積分均值-2.85 ℃），±1 ℃波動區(qū)：-7.1 ℃～-2.0 ℃（穩(wěn)定后積分均值-3.64 ℃），如圖4所示。

圖3 微凍區(qū)-3.5 ℃±2 ℃波動曲線

圖4 微凍區(qū)-3.5 ℃±1 ℃波動曲線

2 實驗結果

2.1 總色差變化值（△E值）

色差計可以讀出 L*、a*、b*值：L*越大，表示肉品亮度越高；a*為正值時表示偏紅；b*為正值時表示偏黃色。

其中a*值變化主要與肌紅蛋白相關，隨著貯藏時間延長，脂肪氧化過程中會產(chǎn)生自由基，破壞血紅素和高鐵肌紅蛋白酶的活性，使肌肉在儲藏過程中產(chǎn)生的高鐵肌紅蛋白不能及時的還原，使 a*值下降。b*值由于表面微生物代謝產(chǎn)物遇肌紅蛋白和氧形成硫化肌紅蛋白，使肌肉的黃度升高。從表1可以看出：實驗30天后，±2 ℃波動條件下豬肉色差指標變化最大，其次為+5 ℃沖擊條件下存儲的豬肉，恒溫條件下存儲豬肉30天后總色差幾乎無變化。

表1 微凍區(qū)豬肉色差指標變化（△E值）

2.2 質(zhì)構測定

硬度體現(xiàn)在人體的觸覺，是使樣品達到一定形變所需的力，反映了樣品維持形狀的內(nèi)部結合力。隨著貯藏時間的延長，豬肉硬度均呈現(xiàn)下降趨勢，因為在貯藏過程中，肉品ATP酶活性下降，導致肌動球蛋白變性，從而導致肌肉質(zhì)構特性下降。如圖5結果顯示：豬肉平均硬度從第0天576.918 g逐漸下降，第30天后，恒溫處理組均值為333.322 g、±1 ℃波動處理組為319.512 g，±2 ℃波動處理組為307.854 g，+3 ℃沖擊處理組為321.441 g，+5 ℃沖擊處理組為314.536 g，±2 ℃波動處理組變化最大。

圖5 微凍區(qū)豬肉硬度變化

2.3 TVB-N值測定

揮發(fā)性鹽基氮（TVB-N）—般是指肉品在儲藏期間，由于肌肉中自身酶和細菌的共同作用，蛋白質(zhì)分解而產(chǎn)生的揮發(fā)性氨及胺類等堿性含氮物質(zhì)。此類物質(zhì)具有揮發(fā)性，含量越高表明氨基酸被破壞越嚴重。

表2結果顯示豬肉總體揮發(fā)性鹽基氮均呈不斷上升趨勢，不同處理方式之間存在明顯差異?！? ℃波動處理組、+3 ℃沖擊處理組TVB-N值變化高于恒溫處理組。同時波動處理TVB-N上升速率高于恒溫處理。

表2 微凍區(qū)豬肉TVB-N值變化（mg/100 g）

豬肉平均揮發(fā)性鹽基氮值從第0天6.27 mg/100 g逐漸上升，第30天恒溫處理組均值為6.32 mg/100 g，±2 ℃波動處理第30天均值為13.72 mg/100 g。

2.4 菌落總數(shù)測定

菌落總數(shù)是評價肉制品品質(zhì)和貨架期的一個非常有效的參數(shù)度。

表3結果顯示，豬肉總體菌落總數(shù)均呈不斷上升趨勢，不同處理方式之間差異并未特別明顯。一般認為菌落總數(shù)超過6 lg CFU/g即不能食用。豬肉平均菌落總數(shù)從第0天3.974 lg CFU/g逐漸上升，第30天恒溫處理組均值為4.988 lg CFU/g，±2 ℃波動處理第30天均值為7.153 lg CFU/g，波動最大。

表3 微凍區(qū)豬肉菌落總數(shù)變化（lg CFU/g）

3 結論與分析

上述實驗波動組模擬冰箱運行過程中溫度穩(wěn)定性波動，溫度沖擊組模擬風冷冰箱化霜時溫度沖擊時溫度變化。不同處理組食品通過感官指標（總色度變化值：△E值）、理化指標（揮發(fā)性鹽基氮、質(zhì)構）與微生物指標（菌落總數(shù)）的測試，結果顯示，±2 ℃波動處理組的豬肉各項指標變化均大于其它組。在冰箱實際運行過程中，往往是溫度波動與溫度沖擊同時存在，從而加速食品腐敗。

因此，在恒溫微凍冰箱研究過程中，首先需要解決溫度波動較大的技術問題，其次是溫度沖擊較大的技術難點，才能實現(xiàn)恒溫微凍的長效保鮮效果，即減緩生鮮肉類食品脂肪氧化，肉類食品無需解凍直接切割，保持較好的表面色澤，延長保鮮期。