解凍方式對羊肉品質(zhì)及微觀結(jié)構(gòu)的影響

張 莉 孫佳寧 朱明睿 劉廣娟 邢世均 黃金鑫 張 英 王子榮

(新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與藥學(xué)學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830000)

我國是肉類生產(chǎn)與消費(fèi)第一大國。據(jù)預(yù)測，到2025年肉品年消費(fèi)量將達(dá)到1億噸[1]。冷凍作為一種應(yīng)用方便、安全可靠的食品保藏方法，能夠有效延長貨架期，被廣泛應(yīng)用于肉制品的流通與銷售過程中[2]。但肌肉經(jīng)冷凍、凍藏及解凍后營養(yǎng)物質(zhì)會(huì)隨汁液流失，色澤、質(zhì)地及口味均受到較大影響[3]，品質(zhì)劣變嚴(yán)重，因此，篩選能夠延緩肌肉劣變以保持解凍肉品質(zhì)且經(jīng)濟(jì)適用的解凍技術(shù)對肉類工業(yè)生產(chǎn)具有重大意義。

冷凍肉品常用的解凍方法有室溫空氣解凍、靜水解凍、冷藏解凍及微波解凍等。室溫空氣解凍是目前使用最廣泛的方法，具有操作簡單、成本低廉的優(yōu)點(diǎn)，但解凍耗時(shí)長、肉品易氧化、新鮮度較差[4]；靜水解凍速度略快于室溫空氣解凍，但易造成營養(yǎng)物質(zhì)流失、肉品質(zhì)地變軟等問題[5]；冷藏解凍具有較低的溫度，能夠有效抑制微生物生長繁殖，肉品具有較好的新鮮度，但解凍時(shí)間較長，能耗成本大[6]；微波解凍溫度高、效率快，但受熱不均勻，易出現(xiàn)部分“熟化”[7]。靳青青等[8]采取熱水解凍、冷水解凍、空氣解凍和微波解凍對凍結(jié)豬肉進(jìn)行解凍，發(fā)現(xiàn)經(jīng)微波解凍后的豬肉表面色澤、pH值及肉汁液損失率等指標(biāo)均優(yōu)于其他解凍方式，能夠較好地保持豬肉的品質(zhì)；張樹峰等[9]研究解凍對魚肉相關(guān)品質(zhì)指標(biāo)的影響，發(fā)現(xiàn)靜水解凍后魚肉的持水性和色澤較好，微波解凍后其咀嚼性顯著增大；張春暉等[10]發(fā)現(xiàn)低溫高濕變溫解凍能提高解凍羊肉的品質(zhì)；Wei等[11]發(fā)現(xiàn)冰水解凍對其肌肉的生化特性和微觀結(jié)構(gòu)的影響最?。籛ang等[12]發(fā)現(xiàn)低溫解凍后鯉魚的解凍損失最小，品質(zhì)較好。

目前針對羊不同部位肌肉解凍的研究較少，羊半膜肌質(zhì)量占比大，背最長肌具有嫩度好、色澤飽和度高的特點(diǎn)而具有廣闊的銷售市場[13]，因此降低這部分肌肉的品質(zhì)劣變風(fēng)險(xiǎn)尤為重要。本試驗(yàn)采用室溫空氣解凍、靜水解凍、冷藏解凍、超聲波解凍及微波解凍對羊半膜肌及背最長肌進(jìn)行處理，通過測定其相關(guān)理化品質(zhì)、新鮮度指標(biāo)及觀察微觀結(jié)構(gòu)，探究不同解凍方式對肉品品質(zhì)的影響，并針對羊不同部位肌肉特點(diǎn)進(jìn)行綜合分析，旨在為篩選適合羊肉解凍的方法提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

哈薩克羊(舍飼飼養(yǎng)、未去勢、質(zhì)量約50 kg、14月齡公羊)半膜肌及左右兩條背最長肌，新疆烏魯木齊市米東區(qū)新華凌市場；磷酸二氫鉀(分析純)，河南云誠化工產(chǎn)品有限公司；磷酸氫二鉀(分析純)，廊坊天科生物科技有限公司；硼酸(分析純)，青海利亞達(dá)化工廠；氧化鎂(分析純)，營口勃瑞鎂業(yè)有限公司；鹽酸(分析純)，廣東聚信化工有限公司；無水乙醇(分析純)，河南省新鄉(xiāng)市中原有機(jī)化學(xué)有限責(zé)任公司；氯化鈉(分析純)、戊二醛(分析純)，上海阿拉丁生化科技股份有限公司；平板計(jì)數(shù)瓊脂(plate count agar, PCA)，青島海博生物技術(shù)有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

TESTO 205便攜式pH計(jì)，德國德圖(深圳)有限公司；Al204-IC電子分析天平，梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司；JZ-350色彩色差計(jì)，深圳市金準(zhǔn)儀器設(shè)備有限公司；SSW-600-2S電熱恒溫水槽、BXM-30R立式不銹鋼高壓蒸汽滅菌鍋，上海市博迅實(shí)業(yè)有限公司；HT-9815熱電偶溫度計(jì)，深圳市鑫思特科技有限公司；HH-M6六孔水浴鍋，江蘇新春蘭科學(xué)儀器有限公司；TA-XT2i質(zhì)構(gòu)儀，英國Stable Micro Systems公司；11047食品中心溫度計(jì)，美國Delta TRAK公司；KQ250DE數(shù)控超聲波清洗器，昆山市超聲儀器有限公司；HR40-IIA2生物安全柜、MZ-2011微波爐，青島海爾特種電器有限公司；FSH-2A可調(diào)高速勻漿機(jī)，常州天瑞儀器有限公司；SF-GL-16A高速冷凍離心機(jī)，上海菲恰爾分析儀器有限公司；T6新世紀(jì)紫外分光光度計(jì)，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；SW-CJ-2 G超凈工作臺(tái)，蘇州凈化設(shè)備有限公司；FD-1A-50冷凍干燥機(jī)，上海豫明儀器有限公司；JSM-7610FPlus掃描電鏡，捷歐路(北京)科貿(mào)有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 原料處理 隨機(jī)挑選6只飼養(yǎng)條件、年齡相同的哈薩克羊，經(jīng)放血屠宰后在30 min內(nèi)取出其背最長肌及半膜肌，置于裝有冰袋的保鮮盒內(nèi)(0～4℃)，2 h內(nèi)運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室。將取回的各部分肌肉隨機(jī)混勻后稱重并分別切成15份(共計(jì)30份)，裝入標(biāo)記好的自封袋內(nèi)，每份約100±5 g，每種解凍方式各進(jìn)行3次平行試驗(yàn)。將分好的肉樣立即凍藏于-18℃冰箱，3 d后將凍結(jié)完全的肉樣分別置于室溫空氣、靜水、冷藏、超聲波、微波條件下進(jìn)行解凍，當(dāng)肉樣中心溫度到達(dá)4℃后進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)測定。

室溫空氣解凍：將凍結(jié)羊肉置于周圍無熱源的潔凈托盤上，以空氣(25℃)為介質(zhì)進(jìn)行解凍[14]；靜水解凍：將凍結(jié)羊肉用真空包裝袋重新包裝，置于水浴鍋(15℃)中進(jìn)行解凍；冷藏解凍：將凍結(jié)羊肉置于潔凈托盤上，放入4℃冰箱進(jìn)行解凍；微波解凍(波長122 mm、頻率2 450 MHz、功率700 W)：將凍結(jié)羊肉置于微波爐中、調(diào)至“按質(zhì)量解凍”，選擇質(zhì)量為0.1 kg進(jìn)行解凍；超聲波解凍(頻率40 kHz，功率250 W，溫度20℃)：將凍結(jié)完全的羊肉用真空包裝袋重新包裝，置于超聲波清洗器內(nèi)進(jìn)行解凍。經(jīng)室溫空氣解凍、靜水解凍、冷藏解凍、超聲波解凍及微波解凍所需時(shí)間分別為2.500、0.750、9.000、0.200、0.025 h。

1.3.2 解凍復(fù)溫曲線的繪制 使用熱電偶溫度計(jì)對樣品中心溫度進(jìn)行監(jiān)測，將溫度計(jì)探頭插于樣品幾何中心，待樣品中心溫度為4℃，視為解凍完全，繪制解凍復(fù)溫曲線。

1.3.3 解凍損失的測定 解凍損失按公式(1)計(jì)算：

(1)

式中，m1為解凍前羊肉質(zhì)量，g；m2為解凍后羊肉質(zhì)量，g。

1.3.4 蒸煮損失的測定 參考Gambuteanu等[15]的方法對蒸煮損失進(jìn)行測定。將解凍后的羊肉沿肌肉纖維方向切成5 cm×3 cm×2 cm肉塊，用濾紙吸干表面水分，稱重記為m3后置于蒸煮袋內(nèi)，將樣品置于85℃水浴鍋中加熱，當(dāng)肉樣中心溫度為70±1℃時(shí)，立即取出，冷卻至室溫后取出肉樣稱重記為m4。按照公式(2)計(jì)算蒸煮損失：

(2)

式中，m3為蒸煮前羊肉質(zhì)量，g；m4為蒸煮后羊肉質(zhì)量，g。

1.3.5 pH值的測定 將便攜式pH計(jì)的探頭插入肉樣2 cm左右，測定其pH值，待讀數(shù)穩(wěn)定，記錄結(jié)果并取平均值，每個(gè)樣品隨機(jī)取6個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測試。

1.3.6 色差的測定 將肉樣取出后用吸水紙擦干其表面的水分并置于試驗(yàn)臺(tái)表面，同時(shí)對色差儀進(jìn)行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)完畢測定樣品的亮度值(L*值)、紅度值(a*值)及黃度值(b*值)，每個(gè)樣品隨機(jī)選取6個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測定，結(jié)果取平均值。

1.3.7 高鐵肌紅蛋白(metmyoglobin, MetMb)含量的測定 參照余文暉等[16]的方法測定MetMb質(zhì)量分?jǐn)?shù)。準(zhǔn)確稱取1.00 g切碎的解凍后肉樣，加入10 mL預(yù)冷的磷酸鹽緩沖溶液(0.02 mol·L-1、pH值7.2)，在0℃的條件下勻漿1 min，轉(zhuǎn)速為11 000 r·min-1， 然后將勻漿液置于冷凍離心機(jī)內(nèi)，設(shè)置參數(shù)：轉(zhuǎn)速10 000 r·min-1， 時(shí)間10 min，溫度4℃。離心結(jié)束取上清液，測其在525、545、565、572 nm波長處的吸光度值。按照公式(3)計(jì)算高鐵肌紅蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)：

(3)

式中，A525、A545、A565、A572分別為525、545、565、572 nm波長處的吸光度值。

1.3.8 質(zhì)構(gòu)的測定 參照Cheng等[17]的方法，并進(jìn)行適當(dāng)優(yōu)化。以硬度(hardness)、彈性(springiness)、內(nèi)聚性(cohesiveness)、膠黏性(gumminess)、咀嚼性(chewiness)及恢復(fù)性(resilience)作為羊肉質(zhì)構(gòu)特性的評判指標(biāo)。將解凍完全的肉樣修整為2 cm×2 cm×2 cm的方塊，采取質(zhì)構(gòu)剖面分析方法(texture profile analysis，TPA)對樣品的平行纖維進(jìn)行測定。每組處理選4個(gè)樣品，每個(gè)樣品取3個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測定，結(jié)果取平均值。

本試驗(yàn)所用參數(shù)如下：探頭型號為P/36R，測前、測中、測后速度均為1 mm·s-1，樣品應(yīng)變程度50%，兩次壓縮間隔時(shí)間5 s，數(shù)據(jù)收集200個(gè)樣/s，觸發(fā)力5.0 kg，觸發(fā)類型auto，測試環(huán)境溫度25℃。

1.3.9 揮發(fā)性鹽基氮(total volatile basic nitrogen, TVB-N)的測定 參考《GB 5009.228-2016 食品中揮發(fā)性鹽基氮的測定》[18]采用半微量定氮法測定。每個(gè)樣品處理3次，最終結(jié)果取平均值。

1.3.10 菌落總數(shù)的測定 參照《GB 4789.2-2016食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 菌落總數(shù)測定》[19]測定解凍后羊肉的菌落總數(shù)。

1.3.11 微觀結(jié)構(gòu) 參照姜晶丹等[20]的方法。將解凍后的羊肉切成3 mm×3 mm×2 mm大小的薄片，用2.5%戊二醛4℃固定48 h，去除戊二醛溶液，使用磷酸緩沖液(0.1 mol·L-1)漂洗樣品5次，將樣品利用不同濃度的乙醇溶液(30%、50%、70%、90%、100%)進(jìn)行梯度脫水，每個(gè)梯度處理時(shí)間為15 min，最后將處理好的樣品進(jìn)行冷凍干燥，噴金后進(jìn)行觀察，電鏡加速電壓為5 kV，放大倍數(shù)為500倍。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2013軟件整理，運(yùn)用 SPSS 19.0 軟件(Duncan法)分析數(shù)據(jù)差異性，運(yùn)用Origin 8.5軟件作圖。最終結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同解凍方式下羊肉的復(fù)溫曲線

不同解凍方式所用的解凍時(shí)間如圖1所示。不同解凍方式的解凍時(shí)間差異顯著(P<0.05)，其中冷藏解凍時(shí)間最長，平均為9 h，微波解凍時(shí)間最短，平均為0.025 h。曹榮等[21]也認(rèn)為冷藏解凍耗時(shí)顯著高于室溫空氣解凍、靜水解凍。

圖1 不同解凍方式下冷凍羊肉的復(fù)溫曲線Fig.1 The rewarming curve of frozen mutton under different thawing methods

2.2 不同解凍方式對羊肉持水性的影響

羊肉的持水性可通過解凍損失率和蒸煮損失率進(jìn)行綜合衡量[22]。解凍方式對羊肉解凍損失的影響如圖2所示。不同解凍方式對羊肉的解凍損失影響差異顯著(P<0.05)。各處理組間，冷藏解凍組半膜肌與背最長肌的解凍損失最小(1.08%、3.10%)(P<0.05)，靜水解凍組次之(2.34%、4.18%)，而微波解凍組損失最大(7.63%、9.59%)(P<0.05)，室溫空氣解凍組及超聲波解凍組的解凍損失介于靜水解凍與微波解凍組之間。解凍肉在蒸煮過程中蛋白易發(fā)生聚集和熱變性，導(dǎo)致持水力降低，蒸煮損失率增加[23]。解凍方式對羊肉蒸煮損失的影響如圖3所示。與新鮮肉相比，經(jīng)室溫空氣解凍、超聲波解凍及微波解凍后，羊肉的蒸煮損失顯著增加(P<0.05)。同一解凍方式下，半膜肌的解凍損失均顯著小于背最長肌(P<0.05)，而蒸煮損失表現(xiàn)為，微波解凍后半膜肌蒸煮損失顯著小于背最長肌(P<0.05)，其他解凍方式下兩種肌肉的蒸煮損失差異不顯著(P>0.05)。

注：圖中不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。下同。Note: Different lowercase letters in the figure indicate significant difference at 0.05 level. The same as following.圖2 不同解凍方式對冷凍羊肉解凍損失的影響Fig.2 The effect of different thawing methods on the loss of frozen mutton

圖3 不同解凍方式對冷凍羊肉蒸煮損失的影響Fig.3 The effect of different thawing methods on the cooking loss of frozen mutton

2.3 不同解凍方式對羊肉pH值的影響

pH值對肉的色澤、質(zhì)構(gòu)、風(fēng)味和貨架期等均有影響，是衡量肉品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。不同解凍方式下羊肉的pH值如圖4所示。羊肉經(jīng)5種解凍處理后，pH值均顯著下降(P<0.05)。相比其他處理組，微波解凍組半膜肌及背最長肌的pH值最小(5.37、5.38)(P<0.05)，靜水解凍次之(5.43、5.42)，超聲波解凍組的pH值最大(5.61、5.65)(P<0.05)，室溫空氣解凍組和冷藏解凍組的pH值介于超聲波解凍和靜水解凍組之間。同一解凍方式下，除室溫空氣解凍組及超聲波解凍組背最長肌的pH值均顯著大于半膜肌(P<0.05)外，其他三組的pH值差異均不顯著(P>0.05)。

圖4 不同解凍方式對冷凍羊肉pH值的影響Fig.4 The effect of different thawing methods on the pH value of frozen mutton

2.4 不同解凍方式對羊肉色差的影響

色澤是評價(jià)肉品品質(zhì)最直觀的指標(biāo)，直接決定著消費(fèi)者的購買意向。羊肉色澤的變化與氧化及色素降解有很大關(guān)系。解凍方式對羊肉肉色的影響如表1所示，羊肉經(jīng)凍結(jié)-解凍后，其L*值、a*值及b*值均發(fā)生變化。相比其他處理組，靜水解凍組半膜肌的L*值及冷藏解凍組背最長肌的L*值最大(41.24、40.70)，超聲波解凍組半膜肌的a*值及靜水解凍組背最長肌a*值最小(6.44、7.25)(P<0.05)，經(jīng)室溫空氣解凍后的b*值最大(9.65、10.82)(P<0.05)。同一解凍方式下，靜水解凍組、超聲波解凍組半膜肌的L*值顯著大于背最長肌，而冷藏解凍后半膜肌的L*值顯著小于背最長??；超聲波解凍組半膜肌的a*值顯著小于背最長肌，室溫空氣解凍、冷藏解凍半膜肌的b*值顯著小于背最長肌(P<0.05)，其他解凍方式對兩種肌肉作用效果差異不顯著(P>0.05)。

2.5 不同解凍方式對羊肉MetMb含量的影響

肉類在冷凍儲(chǔ)存和解凍過程中會(huì)發(fā)生顏色變化，肉的顏色主要取決于肉中還原型肌紅蛋白(myoglobin, Mb)、氧合型肌紅蛋白(oxymyoglobin, MbO)和MetMb三者比例[24]。解凍方式對羊肉MetMb含量的影響如圖5所示，微波解凍后半膜肌與背最長肌的MetMb含量(53.0%、58.0%)顯著大于新鮮肉(34.2%、42.1%)(P<0.05)，而冷藏解凍肌肉的MetMb含量(36.1%、43.6%)顯著低于其他解凍方式，這與色差變化趨勢一致。室溫空氣解凍組(44.5%、50.0%)及靜水解凍組(50.7%、52.6%)的MetMb含量介于冷藏解凍和超聲波解凍組之間。同一解凍方式下，背最長肌的MetMb含量均顯著大于半膜肌(P<0.05)。

表1 不同解凍方式對冷凍羊肉色差的影響Table 1 The effect of different thawing methods on the chromatic aberration of frozen mutton

圖5 不同解凍方式對冷凍羊肉MetMb含量的影響Fig.5 The effect of different thawing methods on the MetMb content of frozen mutton

2.6 不同解凍方式對羊肉質(zhì)構(gòu)的影響

解凍方式對羊肉質(zhì)構(gòu)指標(biāo)的影響如表2所示。與新鮮肉相比，解凍后羊肉的硬度、彈性及咀嚼性指標(biāo)顯著降低(P<0.05)，與其他解凍方式相比，兩種肌肉經(jīng)室溫空氣解凍及微波解凍后其硬度、彈性、膠黏性及咀嚼性等下降程度最大(P<0.05)；而半膜肌經(jīng)凈水解凍及冷藏解凍后其硬度、彈性及恢復(fù)性較其他解凍方式高(P<0.05)，背最長肌經(jīng)靜水解凍及冷藏解凍后其硬度、彈性高于其他解凍方式；冷藏解凍、超聲波解凍后兩種肌肉的膠黏性及咀嚼性較其他解凍方式高(P<0.05)，同一解凍方式下，冷藏解凍組及超聲波解凍組半膜肌硬度顯著大于背最長肌(P<0.05)，靜水解凍組半膜肌的硬度、彈性、膠黏性、咀嚼性及恢復(fù)性顯著大于背最長肌(P<0.05)，其他解凍方式對兩種肌肉作用效果差異不顯著(P>0.05)。

2.7 不同解凍方式對羊肉TVB-N值的影響

TVB-N指氨和胺等堿性含氮物質(zhì)，是在酶和微生物的作用下分解蛋白質(zhì)產(chǎn)生的、衡量肉產(chǎn)品腐敗變質(zhì)程度的重要指標(biāo)[25]。我國對肉類該值的限定要求是低于15 mg·100 g-1[26]。解凍方式對羊肉TVB-N值的影響如圖6所示。不同解凍方式對兩種肌肉的TVB-N值的影響存在差異，相比其他解凍方式，靜水解凍組半膜肌與背最長肌的TVB-N值最大(21.00、23.51 mg·100 g-1)， 室溫空氣解凍組次之(17.50、21.40 mg·100 g-1)(P<0.05)，二者均超過15 mg·100 g-1，屬二級鮮度[26]；微波解凍后半膜肌及冷藏解凍后背最長肌組的TVB-N值最小(7.00、7.45 mg·100 g-1)，與同部位新鮮肉差異不顯著(P>0.05)；超聲波解凍組的TVB-N值介于冷藏解凍組和室溫空氣解凍組之間。同一解凍方式下，除冷藏解凍及超聲波解凍對兩種肌肉的TVB-N含量影響差異不顯著(P>0.05)外，其他解凍方式組半膜肌的TVB-N值均顯著小于背最長肌(P<0.05)。

表2 不同解凍方式對冷凍羊肉質(zhì)構(gòu)的影響Table 2 The effect of different thawing methods on the texture of frozen mutton

2.8 不同解凍方式對羊肉菌落總數(shù)的影響

菌落總數(shù)用來衡量食品被細(xì)菌污染的程度及其衛(wèi)生質(zhì)量，反映食品在生產(chǎn)過程中是否符合衛(wèi)生要求。解凍方式對羊肉菌落總數(shù)的影響如圖7所示，解凍后羊肉的菌落總數(shù)均顯著大于新鮮羊肉(P<0.05)。室溫空氣解凍組及靜水解凍組半膜肌與背最長肌的菌落總數(shù)[3.52、3.89及3.46、3.9 lg(CFU·mL-1)]均顯著大于其他解凍組(P<0.05)；冷藏解凍組及微波解凍組半膜肌與背最長肌的菌落總數(shù)[3.09、3.04及2.89、2.98 lg(CFU·mL-1)]顯著低于其他3種解凍方式(P<0.05)。同一解凍方式下，除微波解凍組兩種肌肉的菌落總數(shù)差異不顯著(P>0.05)外，其他解凍方式半膜肌的菌落總數(shù)均顯著小于背最長肌(P<0.05)。

2.9 不同解凍方式對羊肉微觀結(jié)構(gòu)的影響

羊肉解凍后肌肉的組織微觀結(jié)構(gòu)與其纖維、韌性和持水性有關(guān)[27]。解凍過程中，由于蛋白質(zhì)變性導(dǎo)致肌原纖維結(jié)構(gòu)斷裂，可直接影響肌肉的微觀結(jié)構(gòu)，解凍方式不當(dāng)容易造成肌原纖維結(jié)構(gòu)斷裂[28]。解凍方式對羊肉微觀結(jié)構(gòu)的影響如圖8所示。靜水解凍、冷藏解凍組兩種肌肉的肌原纖維排列整齊，沒有明顯的間隙，與新鮮肉接近；而室溫空氣解凍組及超聲波解凍組對兩種肌肉的肌原纖維影響較大，出現(xiàn)明顯間隙，微波解凍組肌原纖維結(jié)構(gòu)破壞程度更大，并出現(xiàn)斷裂、卷曲的現(xiàn)象。同一解凍方式下，除超聲波解凍組半膜肌肌原纖維結(jié)構(gòu)間隙大于背最長肌，其他解凍方法對兩種肌肉的肌原纖維結(jié)構(gòu)影響差異較小。

圖6 不同解凍方式對冷凍羊肉TVB-N值的影響Fig.6 The effect of different thawing methods on the TVB-N of frozen mutton

圖7 不同解凍方式對冷凍羊肉菌落總數(shù)的影響Fig.7 The effect of different thawing methods on the total number of colonies of frozen mutton

圖8 掃描電鏡觀察不同解凍方式對冷凍羊肉微觀結(jié)構(gòu)的影響Fig.8 Scanning electron microscope observation of the effect of different thawing methods on the microstructure of frozen mutton

3 討論

3.1 不同解凍方式對傳熱速率的影響

本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，不同解凍方式中，冷藏解凍時(shí)間最長，其次為空氣解凍、靜水解凍及超聲波解凍，微波解凍組時(shí)間最短。解凍時(shí)間的差異可以解釋為不同介質(zhì)的傳熱速率存在差異[29]。冷藏解凍條件下，樣品溫度與環(huán)境溫度差異小，空氣導(dǎo)熱性差，冰晶融化速率慢，因此解凍時(shí)間最長；水比熱容大于空氣，因此靜水解凍速率快于室溫空氣解凍；超聲波解凍過程中產(chǎn)生空化效應(yīng)，顯著增大傳熱系數(shù)[30]，且超聲衰減的聲能被羊肉內(nèi)部組織吸收轉(zhuǎn)化為熱能，加快了解凍速率；微波發(fā)射的高頻磁場可使凍結(jié)食品中的水分子發(fā)生振蕩，分子間劇烈摩擦產(chǎn)熱，凍結(jié)食品從內(nèi)到外同時(shí)吸收微波能量，大大縮短了解凍時(shí)間[31]，因此微波解凍時(shí)間最短。

3.2 不同解凍方式對肉中冰晶消融的影響

解凍損失及蒸煮損失是反映肌肉保水性的重要指標(biāo)。本試驗(yàn)中，超聲波解凍與微波解凍均具有較差的保水性，而冷藏解凍后肌肉保水性較高，這與解凍過程有很大關(guān)系。羊肉在凍結(jié)過程中產(chǎn)生的冰晶會(huì)刺破肌肉組織，解凍后使得蛋白質(zhì)的水合作用降低，導(dǎo)致持水能力下降，水分流失[32]。楊明遠(yuǎn)等[33]研究不同解凍方式對烏鱧品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)微波解凍的解凍損失最高，這與微波解凍時(shí)溫度過高，導(dǎo)致肌肉蛋白聚集和變性的程度加大有關(guān)[34-35]；超聲波解凍損失相對較大可能是超聲波振動(dòng)使肌肉組織破壞，增加了蛋白變性程度，同時(shí)與超聲波的熱效應(yīng)有關(guān)，解凍過程中，超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)產(chǎn)生的一部分能量經(jīng)過摩擦以及熱傳導(dǎo)等過程轉(zhuǎn)化為熱能，使得介質(zhì)溫度升高，引起保水性下降[36]；而冷藏解凍損失率小，一方面是由于較低的環(huán)境溫度抑制了微生物生長和生化反應(yīng)的進(jìn)行，進(jìn)而減少蛋白質(zhì)的變性和降解，另一方面冷藏解凍速率慢，有利于肌肉組織吸收冰晶融化的水，故解凍損失率低[37]，這與Xia等[38]的研究結(jié)果一致，而Xiong等[39]研究表明，冷藏解凍時(shí)表面已解凍的汁液會(huì)滲到肌肉內(nèi)部，可能會(huì)發(fā)生重結(jié)晶，破壞肌肉組織，與本試驗(yàn)結(jié)果不一致，說明解凍損失率高低與解凍肉體積大小有關(guān)；同一解凍方式下，背最長肌的保水性較差，該部分肌肉蛋白含量高，經(jīng)凍結(jié)解凍過后，蛋白質(zhì)變性嚴(yán)重，導(dǎo)致肌肉系水力下降。

3.3 不同解凍方式對肉生化反應(yīng)的調(diào)節(jié)作用

肉品在解凍過程中，pH值、色差、MetMb含量及質(zhì)構(gòu)等指標(biāo)均與新鮮肉有較大差異。羊經(jīng)屠宰后供氧停止，但肌肉的糖酵解反應(yīng)及磷酸肌酐降解反應(yīng)并未終止，因此會(huì)產(chǎn)生乳酸及PO43-等酸性物質(zhì)，從而使肌肉的pH值降低[40]。本試驗(yàn)中，解凍后肌肉的pH值均顯著下降，其中超聲產(chǎn)生的空穴效應(yīng)可能會(huì)導(dǎo)致蛋白水解酶和脫氨基酶的釋放，提高堿性胺類的利用率[41-42]，降低酸性蛋白質(zhì)基團(tuán)數(shù)量[43]，且超聲作用使離子從細(xì)胞內(nèi)釋放到細(xì)胞質(zhì)中，導(dǎo)致某些離子基團(tuán)位置發(fā)生變化[44]，最終導(dǎo)致pH值升高；室溫空氣解凍溫度高、冷藏解凍耗時(shí)相對較長，微生物和組織蛋白酶的作用使蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生氨、胺等其他堿性物質(zhì)，使pH值有一定回升[40]；靜水解凍時(shí)間較短且降低了與氧氣接觸的幾率，使蛋白質(zhì)不易氧化，因此pH值較低；另外，微波具有一定的殺菌作用，能夠降低羊肉表面微生物數(shù)量，進(jìn)而減少堿性代謝物的產(chǎn)生，因此，該方式解凍后的羊肉具有較低的pH值。

其次解凍過程中肌肉L*、a*、b*值均發(fā)生變化，肌肉內(nèi)部滲出汁液導(dǎo)致表面光亮，提高光反射率，引起L*值升高；脂肪氧化引起非酶褐變反應(yīng)，生成的黃色素導(dǎo)致肌肉b*值升高[45]，而a*值的降低與解凍過程中肌肉肌紅蛋白的氧化、變性程度有關(guān)[46]。本試驗(yàn)中，不同解凍方式下，靜水解凍后的半膜肌及冷藏解凍后的背最長肌L*值最高，而微波解凍后兩種肌肉L*值最低；室溫空氣解凍及冷藏解凍后兩種肌肉的a*值最高，而超聲波解凍后a*值最低；室溫空氣解凍后兩種肌肉的b*值最高，靜水解凍后b*值最低。總體而言，靜水解凍及冷藏解凍后的肌肉色澤較好。本試驗(yàn)認(rèn)為，室溫空氣解凍時(shí)間長，羊肉與氧氣充分接觸，使得脂肪氧化嚴(yán)重，b*值變化明顯；靜水解凍不僅能隔絕氧氣，還能增加肌肉的復(fù)水能力，使得肌肉L*值較高、b*值較低；超聲波空化效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致羊肉表面的肌紅蛋白變性，a*值顯著降低；微波解凍溫度較高，加速肌紅蛋白氧化生成褐色的MetMb，導(dǎo)致a*值降低[47]，與MetMb含量變化情況一致。解凍后羊肉肌原纖維蛋白變性程度高，細(xì)胞間的結(jié)合力變小，導(dǎo)致解凍肉硬度低。同一解凍方式下背最長肌的L*、a*值高于半膜肌，可能是該部分肌肉保水性較差，使得肌肉表面光亮，且該部分肌肉富含蛋白質(zhì)，肌紅蛋白含量較高，因而肌肉色澤發(fā)生改變。

本試驗(yàn)中室溫空氣解凍及靜水解凍時(shí)間長、溫度較高，給部分微生物的生長繁殖提供了生存條件，使較多蛋白質(zhì)被分解為氨及胺類小分子含氮揮發(fā)性物質(zhì)；超聲波解凍的空化效應(yīng)及熱效應(yīng)造成肌肉蛋白結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，蛋白質(zhì)變性，從而造成TVB-N值升高[48]；冷藏解凍方式的溫度較低，且對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)破壞程度低，因此新鮮度較高；微波解凍時(shí)間短、溫度高導(dǎo)致酶失活，阻止蛋白質(zhì)分解為氨、甲胺等含氮物質(zhì)，且微波解凍具有一定的殺菌效果，降低了肌肉表面微生物的數(shù)量，抑制了羊肉的腐敗，與菌落總數(shù)結(jié)果相對應(yīng)。同一解凍方式下，背最長肌的TVB-N值及菌落總數(shù)含量均高于半膜肌，一方面可能是該部分肌肉蛋白質(zhì)氧化程度大，使得TVB-N值增大；另一方面，其系水力差，肌肉表面的水分給微生物生長提供了條件，進(jìn)一步降低了肌肉的新鮮度。

3.4 不同解凍方式對肌肉微觀結(jié)構(gòu)的影響

肌肉的微觀結(jié)構(gòu)與其保水性及硬度有一定的關(guān)系，新鮮羊肉的肌原纖維排列緊密整齊，間隙較小，保水性較好。解凍后肌肉的肌原纖維結(jié)構(gòu)喪失完整性，肌束間隙變大，保水性及硬度隨之下降[27]。解凍溫度及時(shí)長對蛋白質(zhì)的變性尤其重要。本試驗(yàn)中冷藏解凍組的羊肉肌原纖維結(jié)構(gòu)排列緊密，肌肉微觀結(jié)構(gòu)組織破壞最小，李慢等[49]也發(fā)現(xiàn)該方式對肌肉的肌纖維結(jié)構(gòu)破壞程度最??；而室溫空氣解凍組及靜水解凍組的微觀結(jié)構(gòu)受到一定程度的損害，肌纖維間隙增大；超聲波解凍組及微波解凍組肌原纖維蛋白發(fā)生變性導(dǎo)致間隙變大，甚至出現(xiàn)卷曲、斷裂的現(xiàn)象。從解凍損失、蒸煮損失及硬度指標(biāo)進(jìn)一步證實(shí)冷藏解凍對肌原纖維結(jié)構(gòu)的影響較小。

4 結(jié)論

本研究結(jié)果表明，冷藏解凍對羊肉品質(zhì)的影響最小，而微波解凍的影響最大；與背最長肌相比，解凍后半膜肌保水性、新鮮度等品質(zhì)較好，這可能受肌肉蛋白含量及肌原纖維排列方式影響。綜上，確定冷藏解凍為凍結(jié)羊肉的最佳解凍方式。