不同凍結(jié)方式對手抓羊肉微觀結(jié)構(gòu)、水分遷移及品質(zhì)的影響

畢永昭，羅瑞明

（寧夏大學(xué)食品與葡萄酒學(xué)院 銀川 750021）

冷凍是肉制品品質(zhì)保真的常用方式之一，能夠較大限度地保持肉制品原有的品質(zhì)。冷凍肉制品的品質(zhì)受凍結(jié)速率的影響，冰晶的數(shù)量、體積和分布與凍結(jié)速率有關(guān)[1]。慢速凍結(jié)時冰晶成核率低，形成少量大冰晶，可能會對肉制品的微觀結(jié)構(gòu)造成損害，而快速凍結(jié)促進高成核率，使肉制品中形成小冰晶，從而最大限度地減少對質(zhì)地的損害[2-3]。因此，通過控制凍結(jié)速率影響冰晶的形成來提高肉制品的品質(zhì)非常重要，然而，長時間維持高凍結(jié)速率造成的能耗過高問題勢必給企業(yè)增大成本。共晶點是物料內(nèi)全部的游離水從液態(tài)轉(zhuǎn)換為固態(tài)時的溫度，位于物料最大冰晶生成帶之后，是產(chǎn)品在凍結(jié)后達到的一種相對穩(wěn)定的狀態(tài)[4-5]。通過高速率凍結(jié)使產(chǎn)品在極短時間內(nèi)迅速降溫至共晶點溫度，直接進行預(yù)包裝后運入商業(yè)速凍庫（-18 ℃），在提高產(chǎn)品品質(zhì)的同時減少生產(chǎn)周期，可降低企業(yè)的生產(chǎn)成本[6-7]。目前，有關(guān)凍結(jié)速率對手抓羊肉品質(zhì)特性的影響研究還未見報道。

寧夏手抓羊肉以灘羊肋排為原料加工而成，是中國西北地區(qū)極具民族特色的傳統(tǒng)煮制類肉制品，因獨特的風(fēng)味與口感，長期以來深受消費者喜愛[8-9]。隨著“鹽池灘羊”品牌效應(yīng)的擴大及全產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，手抓羊肉逐漸走向全國[10]。目前市售的手抓羊肉商品多以熱殺菌技術(shù)或添加食品防腐劑來延長貨架期，而熱殺菌導(dǎo)致的肉制品不良品質(zhì)變化和外源添加引起的消費者擔(dān)憂仍然嚴重阻礙著灘羊肉制品加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[11-12]。本文以共晶點作為凍結(jié)終溫，研究不同凍結(jié)方式對手抓羊肉品質(zhì)特性的影響，以期解決維持高凍結(jié)速率所導(dǎo)致的成本過高問題，為“無化學(xué)”肉制品冷加工過程和民族特色肉制品低溫品質(zhì)保持提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

灘羊肋排由寧夏鹽池縣大夏牧場食品有限公司提供。隨機選取飼養(yǎng)條件一致的6 月齡閹割公羊，經(jīng)屠宰、放血、去內(nèi)臟、清洗，在屠宰放血后約2.5 h 沿脊柱垂直于肋排方向取左側(cè)第4 至第10根肋排并切割成單排，以泡沫箱冰袋的運輸形式在采后3 h 內(nèi)運至實驗室，4 ℃冷藏過夜，切成10 cm 羊排備用。

四氧化鋨、戊二醛，德國徠卡；醋酸雙氧鈾、檸檬酸鉛染液、812 環(huán)氧樹脂包埋套裝，北京中鏡科儀技術(shù)有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

CR-400 型色彩色差計，日本KONICA 公司；LT202E 型電子天平，常熟市天量儀器有限責(zé)任公司；TA-XT plus12587 質(zhì)構(gòu)儀，英國Stable Micro System 公司；DHG9075A 電熱鼓風(fēng)干燥箱，上海一恒科學(xué)儀器有限公司；NMI20 型核磁共振成像儀，上海紐邁電子有限公司；EMTP 組織處理機、EMKMR3 玻璃制刀機、Leica UC7 超薄切片機，德國徠卡儀器（中國）有限公司；JEM-1400FLASH 透射電子顯微鏡，日本電子株式會社（JEOL）；DW-8L398S 超低溫保存箱，無錫冠亞恒溫制冷技術(shù)有限公司；MDF-40V328 醫(yī)用低溫保存箱，安徽中科都菱商用電器股份有限公司；BCD-536WKN 食品專用冰箱，合肥美的電冰箱有限公司；MAL20-B05電磁爐，中山市麥勒電器有限公司；G1224 不銹鋼湯鍋，廣東海龍不銹鋼器皿有限公司；DSC 800003061404 型差示掃描量熱儀，美國Perkin Elmer 公司；TC-08 熱電偶數(shù)據(jù)記錄儀，英國Pico公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品處理 單次稱?。?00±10）g 肋排，浸泡30 min，撈出瀝干水分放入鍋中，倒入2 L 純凈水（肉水比1∶4），除食鹽外不加任何調(diào)味料，用大火（2 200 W）煮制30 min 至沸騰（寧夏銀川的海拔1 500 m，水的沸點為95.6 ℃），撇凈浮沫，調(diào)至小火（800 W）繼續(xù)煮制70 min，煮制完成撈出瀝干水分，裝入240 mm×350 mm×0.12 mm 規(guī)格的聚乙烯自封袋中，自然晾涼至室溫，立即進行凍結(jié)處理[8，13]。對照組為未經(jīng)冷凍的樣品，處理組分別在-18，-40，-80 ℃條件下凍結(jié)至共晶點溫度，達到凍結(jié)終點后立即取出置于4 ℃冰箱冷藏解凍24 h，完成解凍后剔除骨、皮、筋膜、脂肪等其它部分進行試驗測定[14]。

1.3.2 共晶點測定 采用差示掃描量熱法（Differential scanning calorimetry，DSC）測定物料的共晶點溫度[4-5]。試驗過程采取降溫方式進行，稱取2～8 mg 熟制灘羊肉置于差示掃描量熱儀的鋁坩堝中，并采用氮氣保護，以2 ℃/min 的降溫速率從25 ℃開始冷卻到-70 ℃，根據(jù)樣品在降溫過程中的放熱峰峰值判定樣品共晶點，結(jié)果采取3 次平行的平均值。

1.3.3 凍結(jié)過程溫度測定及凍結(jié)速率的計算 將樣品隨機分成4 組，采用TC-08 熱電偶數(shù)據(jù)記錄儀進行多通道溫度測定和記錄，熱電偶溫度探針插入到手抓羊肉的幾何中心，記錄溫度變化[15]，每隔1 min 記錄1 次，直至凍結(jié)溫度達到共晶點，平行測定6 次，并繪制凍結(jié)溫度曲線。

1.3.4 色澤測定 參照Zhang 等[16]的方法對解凍樣品的色澤進行測定。測定前校準色差計，每個處理組選取3 個樣品，每個樣品表面隨機選取4 個位置測定其L*（亮度值）、a*（紅度值）、b*（黃度值），測量時鏡頭垂直并緊貼肉面，防止漏光。

1.3.5 解凍損失率測定 參照Zhang 等[17]的方法測定。

1.3.6 水分含量測定 采用《食品安全國家標準食品中水分的測定》（GB 5009.3-2016）中的直接干燥法[18]，每個處理組做3 次平行試驗。

1.3.7 低場核磁共振測定 根據(jù)單啟梅[19]的方法并稍作修改，每個處理做3 次平行試驗。正式測樣前進行儀器校準，玻璃檢測管（直徑15 mm）中放入油樣，通過核磁共振分析應(yīng)用軟件中的FID（Free induction decay）脈沖序列自動尋找90°脈寬P1，并校正中心頻率O1。將解凍肉樣修整為1 cm×1 cm×2 cm 肉塊置于檢測管底部，選擇CPMG（Carr-Purcell-Meiboom-Gill）脈沖序列檢測T2弛豫圖譜。參數(shù)設(shè)置：使用CPMG 序列，線圈溫度32℃，質(zhì)子的共振頻率18 MHz。采樣頻率SW=200 kHz，模擬增 益RG1=20，P1=16 μs，數(shù)字增 益DRG1=3，TD=251 038，PRG=1，重復(fù)采樣間隔時間TW=3 000 ms，累加次數(shù)NS=8，P2=33 μs，回波時間TE=0.251 ms，回波個數(shù)NECH=5 000。根據(jù)CPMG 指數(shù)衰減曲線圖，用分析軟件進行迭代反演得到橫向弛豫時間T2圖譜。

1.3.8 質(zhì)構(gòu)測定 根據(jù)Zhang 等[16]的方法并稍作修改，用質(zhì)構(gòu)儀TPA 模式對解凍肉樣（1 cm×1 cm×2 cm）進行全質(zhì)構(gòu)測定，每個處理做3 次平行試驗。將肉樣置于TPA 平板上做2 次壓縮試驗，壓縮距離為10 mm，觸發(fā)力為5 g，間隔時間5 s，測前速率為2.0 mm/s，測中和測后速率為1.0 mm/s，方向平行于肌纖維，探頭型號為P/50。測定完畢用TPA-macro 軟件對測定結(jié)果進行分析。

1.3.9 嫩度測定 根據(jù)Bai 等[20]的方法并稍作修改，用質(zhì)構(gòu)儀剪切力模式對解凍肉樣（1 cm×1 cm×2 cm）進行嫩度測定，每個處理做3 次平行試驗。參數(shù)設(shè)置為：距離為30 mm，觸發(fā)力為20 g，測前和測中速度為2.0 mm/s，測后速度為10.0 mm/s，方向垂直于肌纖維，探頭型號為HDP/BSW 探頭。

1.3.10 透射電子顯微鏡觀察 將樣品切至0.5 cm×0.5 cm×0.5 cm 塊狀，經(jīng)3%戊二醛預(yù)固定，1%四氧化鋨再固定，丙酮逐級脫水，脫水劑體積分數(shù)依次為30%，50%，70%，80%，90%，95%，100%（100%濃度中換3 次），將脫完水的樣品先后經(jīng)過脫水劑和環(huán)氧樹脂（型號為Epon812）滲透液，體積比分別為3∶1，1∶1，1∶3，每步30～60 min。將滲透好的樣品塊放到適當模具中，灌上包埋液包埋經(jīng)過加溫聚合形成一種固體基質(zhì)（包埋塊），已備下一步切片。采用超薄切片機制備約60～70 nm 厚的超薄切片后，漂浮于刀槽液面上，再撈至銅網(wǎng)，先用醋酸鈾染色10～15 min，再用枸櫞酸鉛染色1～2 min，室溫下染色。采用JEM-1400FLASH透射電鏡對銅網(wǎng)進行圖像采集，每張銅網(wǎng)先于6 000 倍下觀察，選擇要觀察的區(qū)域采集圖片。

1.4 數(shù)據(jù)分析

使用IBM SPSS Statistics 26（SPSS Corp，Chicago，USA）軟件進行顯著性分析（P 〈 0.05），使用Microsoft Excel 2019 軟件計算平均值和標準偏差，采用Origin 2021 作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 共晶點測定結(jié)果

目前檢測物料共晶點的方法有兩種，分別為DSC 法和電阻法，其中DSC 法是利用物料在發(fā)生相變時會發(fā)生相應(yīng)的焓變，導(dǎo)致物料在該溫度下有一定的放熱或吸熱過程，通過儀器記錄放熱或吸熱過程隨著時間的變化關(guān)系來檢測這個共晶點溫度[5]。樣品在降溫的過程中，其內(nèi)部的游離水會大量結(jié)晶，并放出大量的焓變熱，檢測到手抓羊肉樣品DSC 曲線如圖1 所示，在整個降溫過程中只有一個突出的放熱峰，從而得出樣品的共晶點溫度為（-9.66±0.24）℃。

圖1 樣品DSC 降溫曲線Fig.1 DSC cooling curve of sample

2.2 凍結(jié)溫度對手抓羊肉凍結(jié)曲線和凍結(jié)速率的影響

凍結(jié)速率是影響肉制品品質(zhì)的重要因素，與冰晶體形貌和水分的遷移有著密切的關(guān)系[21]。圖2為手抓羊肉在不同凍結(jié)溫度（表1）下的凍結(jié)曲線，揭示了不同溫度凍結(jié)的手抓羊肉中心溫度隨時間的變化規(guī)律，兩端下降較快，中間較為平坦，符合一般食品凍結(jié)曲線的趨勢。目前在進行冷凍操作時，力求盡快通過最大冰晶生成帶，以減少產(chǎn)品營養(yǎng)價值、風(fēng)味以及結(jié)構(gòu)受損。凍結(jié)曲線中較為平坦的階段為最大冰晶生成帶，圖中可見共晶點溫度位于最大冰晶生成帶之后。

表1 不同凍結(jié)溫度下的凍結(jié)特性Table 1 Freezing features of different freezing temperature

圖2 不同凍結(jié)溫度的凍結(jié)曲線Fig.2 Freezing curves of different freezing temperature

由表1 可知，凍結(jié)速率隨凍結(jié)溫度的降低而逐漸增大，-18 ℃凍結(jié)速率為0.26 cm/h，-40 ℃凍結(jié)速率為0.56 cm/h，-80 ℃凍結(jié)速率為2.00 cm/h。-40 ℃和-80 ℃由室溫達到共晶點的時間遠短于-18 ℃和-80 ℃條件下達到共晶點的時間，僅為50 min。

2.3 不同凍結(jié)方式的手抓羊肉品質(zhì)特性變化分析

不同凍結(jié)方式的手抓羊肉品質(zhì)特性具有一定差異，具體如下：

色澤對肉制品的外觀和可接受性有重要影響。如圖3 所示，與對照組相比，-80 ℃凍結(jié)L*值無顯著差異（P〉0.05），而-18 ℃凍結(jié)與-40 ℃凍結(jié)樣品L*值顯著高于-80 ℃凍結(jié)（P〈0.05），這是由于肉類在凍結(jié)過程中，L*值受凍結(jié)速率的影響，與解凍樣品中的水分狀態(tài)和分布有關(guān)[17]，凍結(jié)速率慢造成解凍損失較大，光反射更強，亮度更高。Muela 等[22]研究證明，慢速冷凍的羊肉解凍后比快速冷凍顏色更暗。此外，-80 ℃凍結(jié)樣品的肌纖維收縮程度最低，這有助于減少光在肉表面的散射，增加L*值。此外，對照組的a*值顯著高于凍結(jié)組（P〈0.05），b*值顯著低于凍結(jié)組（P〈 0.05），凍結(jié)組間a*值與b*值差異均不顯著（P〉0.05）。Wang等[23]研究表明，肉餅凍融后a*值顯著降低，L*和b*顯著升高。一般a*值的變化與肌紅蛋白的氧化與還原過程有關(guān)，b*值顯著升高可能是凍融過程溫度變動使脂肪氧化導(dǎo)致。

圖3 不同凍結(jié)方式手抓羊肉色澤對比Fig.3 Color comparison of hand grab mutton with different freezing methods

解凍損失率與肉制品的外觀、質(zhì)量、色澤和感官質(zhì)量密切相關(guān)[24]，能夠反映凍結(jié)-解凍后肉中細胞和組織結(jié)構(gòu)受損程度，肉樣中組織和細胞的結(jié)構(gòu)受損越嚴重，汁液流失越多，隨之損失的營養(yǎng)物質(zhì)也越多。凍結(jié)過程冰晶形成所產(chǎn)生的物理擠壓和刺破作用，是造成冷凍肉制品汁液流失的主要原因[25-26]。Coleen 等[27]發(fā)現(xiàn)，冰晶形成后肌纖維的間距隨之改變，造成原有空間容納的水分子流失，降低了肉的保水性。Cai 等[28]也證實，冷凍儲存導(dǎo)致樣品肌纖維排列松散，損傷嚴重甚至出現(xiàn)凹坑和裂縫，造成一定程度的失水。由圖4 可知，-80℃凍結(jié)樣品解凍損失率最低，各組樣品的解凍損失率差異顯著（P〈0.05），說明快速凍結(jié)提高了凍結(jié)過程中手抓羊肉的保水性。解凍損失與凍結(jié)速率、冰晶位置和大小以及肌肉組織的完整性有關(guān)[29-30]，凍結(jié)過程中冰晶生長導(dǎo)致的肌肉纖維斷裂會降低肌肉的水結(jié)合能力[31]。-80 ℃凍結(jié)樣品中解凍損失最低，與肉中形成的細小而均勻的冰晶有關(guān)，這會減少凍結(jié)對肌肉結(jié)構(gòu)的損傷。對于-40 ℃與-18 ℃凍結(jié)樣品來說，緩慢的冷凍速度導(dǎo)致水遷移到細胞外空間，這可能導(dǎo)致不規(guī)則的大冰晶的形成和肌肉結(jié)構(gòu)的破壞[22]。因此，以較低速率凍結(jié)的樣品在解凍后將融化的水重新吸收回細胞的能力較弱。

圖4 不同凍藏條件手抓羊肉解凍損失率對比Fig.4 Comparison of thawing loss rate of hand grab mutton with different freezing methods

圖5 為不同方式凍結(jié)的手抓羊肉解凍后水分含量對比情況，對照組含水量顯著高于其它組（P〈 0.05），這是由于對照組樣本未解凍失水。在經(jīng)過凍結(jié)-解凍后，只有-80 ℃組含水量較高，這是由于-80 ℃凍結(jié)形成的冰晶更加均勻、細小、致密，對組織造成的機械損傷較小，解凍后水分保留率較高。

圖5 不同凍結(jié)方式手抓羊肉水分含量對比Fig.5 Comparison of moisture content of hand grab mutton with different freezing methods

質(zhì)構(gòu)和嫩度是評價肉質(zhì)的重要指標，與肉的含水量密切相關(guān)。如表2 所示，在嫩度方面，與對照組相比，剪切力有增加趨勢，-18 ℃和-40 ℃組肉樣剪切力顯著增加，-80 ℃組剪切力變化不顯著，說明較高的凍結(jié)速率能維持手抓羊肉的嫩度，慢速凍結(jié)的手抓羊肉嫩度會下降。研究發(fā)現(xiàn)，當肌原纖維損傷嚴重時，會造成肉制品水分大量流失，剪切力增加，嫩度降低[29，31-33]。肉的質(zhì)構(gòu)在解凍后會發(fā)生顯著變化，而質(zhì)構(gòu)特性的微小變化會影響整體質(zhì)量。在質(zhì)構(gòu)特性方面，解凍后硬度值、咀嚼性顯著增加，內(nèi)聚性、彈性、回復(fù)性顯著降低。隨著凍結(jié)速率增加，硬度值、咀嚼性呈下降趨勢，內(nèi)聚性、彈性、回復(fù)性呈上升趨勢。Wang 等[23]發(fā)現(xiàn)，凍融后肉餅硬度上升，黏結(jié)性、咀嚼性和彈性均顯著降低，這可能與凍融過程冰晶生長引起的汁液流失有關(guān)，本文研究結(jié)果與其具有一致性。

表2 不同凍結(jié)方式手抓羊肉嫩度和質(zhì)構(gòu)特性對比Table 2 Comparison of tenderness and texture characteristics of hand grasping mutton with different freezing methods

2.4 不同凍結(jié)方式手抓羊肉低場核磁結(jié)果分析

1）不同凍結(jié)方式手抓羊肉水分橫向弛豫時間T2的變化 低場核磁共振是一種無損、無創(chuàng)的光譜技術(shù)，可用于評估水分子在肉制品中的遷移和分布[32]。近年來，基于LF-NMR 對生肉中水分變化的研究越來越多。然而，很少有研究分析肉制品解凍后水分分布與遷移規(guī)律的變化，因此本研究可以補充和驗證冷凍肉制品的低場核磁共振分析結(jié)果。不同凍結(jié)方式的手抓羊肉解凍后，低場核磁共振弛豫時間分布曲線可以觀察到3 種類型的峰，其中T2b對應(yīng)與大分子緊密結(jié)合的結(jié)合水，T21代表被困在肌原纖維蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)中的固定水，T22對應(yīng)存在于纖維束之間中的自由水[34]。為了進一步研究不同凍結(jié)方式手抓羊肉的品質(zhì)變化，采用低場核磁共振技術(shù)對其內(nèi)部水分分布情況進行檢測。

弛豫時間T2表征不同狀態(tài)的水分流動性，弛豫時間的變化可以表明手抓羊肉水分活度的變化，T2越大，與大分子結(jié)合力越小，水分自由度越大，流動性強；T2越小，流動性越差，與大分子結(jié)合越緊密，水分自由度越小[34]。自由水的弛豫時間一般在100～1 000 ms 之間，這是因為自由水相對于結(jié)合水和不易流動水更容易從磁場中吸收能量而產(chǎn)生振動，而當磁場消失后，自由水要恢復(fù)到基態(tài)需要更長的時間。結(jié)合水最難從磁場中獲取能量，因而恢復(fù)到基態(tài)所需的時間最短，一般在1 ms 左右。而不易流動水則介于自由水和結(jié)合水之間，一般在10 ms 左右[35]。

圖6 顯示了不同凍結(jié)方式的手抓羊肉解凍后T2弛豫特性的變化。與對照組相比，凍結(jié)樣品的不易流動水和自由水對應(yīng)的弛豫時間T21和T22均發(fā)生了不同程度的右移（弛豫時間延長）。T21和T22右移程度表現(xiàn)為-18 ℃凍結(jié)〉-40 ℃凍結(jié)〉-80 ℃凍結(jié)。在凍結(jié)過程中，巨大的細胞外冰晶會破壞肌肉組織的物理結(jié)構(gòu)。Isabel 等[36]也發(fā)現(xiàn)了類似的結(jié)果，他們發(fā)現(xiàn)隨著凍結(jié)溫度的降低，鱈魚肌肉的T21顯著增加。在凍結(jié)過程中，巨大的細胞外冰晶會破壞肌肉組織的物理結(jié)構(gòu)。肉解凍后，受損的肌原纖維難以重新吸收細胞外空間中的融化水，從而導(dǎo)致部分固定水轉(zhuǎn)化為自由水。在本研究中，-80 ℃凍結(jié)對肌肉纖維的損傷最小，因為它們的冰晶較小且分布均勻，因此，T21比-40 ℃凍結(jié)和-18 ℃凍結(jié)短。Renou 等[37]研究表明，弛豫時間與豬肉的品質(zhì)特征之間存在關(guān)系，他們證實T2弛豫時間較長的肌肉樣品具有較高的解凍損失。與-40 ℃凍結(jié)和-18 ℃凍結(jié)樣品相比，-80 ℃凍結(jié)樣品中的自由水流動性較低，與肌肉組織的結(jié)合更緊密，從而減少了解凍損失，這與前文解凍損失率的結(jié)果一致。

圖6 不同凍結(jié)方式手抓羊肉水分弛豫時間變化Fig.6 Changes in the water transverse relaxation time of hand grab mutton with different freezing methods

2）不同凍結(jié)方式手抓羊肉各形態(tài)水占比的變化 不同凍結(jié)方式手抓羊肉LF-NMR T2圖譜各狀態(tài)水分占比（M2b、M21、M22）的變化如表3 所示。

表3 不同凍結(jié)方式手抓羊肉各狀態(tài)水占比的變化Table 3 Changes in the percentages of water in various forms of hand grab mutton with different freezing methods

3 種凍結(jié)方式中，凍結(jié)速率高的樣品不易流動水占比M21顯著高于低速率凍結(jié)（P〈0.05），表明高速率凍結(jié)樣品解凍后可以結(jié)合更多的不易流動水。手抓羊肉M2b變化不顯著（P〉0.05），這是因為結(jié)合水與大分子物質(zhì)結(jié)合緊密[31]。此外，凍結(jié)速率高的樣品具有更低的自由水占比M22（P〈0.05），這可能是由于羊肉內(nèi)部冰晶融化，水分流失加快，表面濕潤，對羊肉內(nèi)部水分損失具有促進作用，這可以用于解釋前文中低速率凍結(jié)手抓羊肉具有更高的解凍損失率的結(jié)論。

2.5 不同凍結(jié)方式手抓羊肉透射電子顯微鏡觀察結(jié)果分析

透射電子顯微鏡觀察到的是肌原纖維的縱截面。通過肌原纖維間空隙的大小，以及肌原纖維的完整性來判斷肌肉組織中形成的冰晶大小[38]。

圖7a 是未經(jīng)冷凍的新鮮手抓羊肉，可以觀察到其肌原纖維間幾乎沒有空隙，而凍結(jié)組（圖7b～圖7d）均出現(xiàn)空隙，說明凍結(jié)期間冰晶的形成導(dǎo)致肌原纖維分離。各凍結(jié)組間微觀結(jié)構(gòu)也有較為顯著的差異，與圖7a 相比，圖7d 中出現(xiàn)均勻、狹細的空隙，圖7b 和圖7c 中空隙較大，且均一程度差。凍融后手抓羊肉肌原纖維間距不同的直接原因是不同凍結(jié)速率造成肌原纖維間水分凝結(jié)成的冰晶大小不一。

圖7 不同凍藏條件手抓羊肉透射電子顯微鏡圖Fig.7 TEM micrographs of hand grab mutton with different freezing methods

前文結(jié)果表明手抓羊肉未經(jīng)凍結(jié)時，水分含量大約是52%左右，肉制品中水分主要存在于肌原纖維中、肌原纖維間、肌原纖維與細胞膜之間、細胞間和肌束之間的空隙中。水作為兩性分子能與蛋白質(zhì)分子中的電荷相互吸引從而與蛋白質(zhì)分子相結(jié)合，這部分水稱為結(jié)合水，含量基本恒定，這與低場核磁結(jié)果相對應(yīng)。不易流動水受空間效應(yīng)的影響而存在于肌肉中，部分與結(jié)合水結(jié)合，而不與蛋白質(zhì)結(jié)合，這部分水易被凍結(jié)?？焖倮鋬鰰r，水分子在過冷狀態(tài)停留時間短，能很快通過最大冰晶生成帶，通常形成的冰晶小且分布均勻，使肉制品接近新鮮狀態(tài)時的水分分布[39]。而低速冷凍時，有足夠的時間讓液態(tài)水向正在生長的晶體擴散，形成較大的冰晶體[40]。冰晶的生長會加速破壞肌原纖維的完整性，肌原纖維蛋白維持著肉制品緊湊而均勻的三維凝膠結(jié)構(gòu)[41-42]。研究發(fā)現(xiàn)，肌原纖維的凝膠強度隨凍融循環(huán)次數(shù)的增加而降低，這可能是冰晶的生長導(dǎo)致蛋白氧化變性、結(jié)構(gòu)破壞，從而降低了蛋白成膠能力[27，43]，本文手抓羊肉解凍后仍保有較高的肌原纖維完整性，Z 線、明帶、暗帶皆清晰可辨，這可能是由于本研究樣品僅經(jīng)歷了一個溫度穩(wěn)定的凍融循環(huán)，肌原纖維破壞程度較低，只因凍結(jié)速率影響而形成了大小程度不同的冰晶，導(dǎo)致不同凍結(jié)方式的手抓羊肉肌原纖維間隙的差異。

2.6 手抓羊肉品質(zhì)指標變化相關(guān)性分析

對手抓羊肉的品質(zhì)特性進行相關(guān)性分析，結(jié)果見圖8。

由圖8 可知，解凍損失、水分含量與橫向弛豫時間T2b、T21、T22、不易流動水占比M21、自由水占比M22顯著相關(guān)（P〈0.05），說明手抓羊肉中宏觀水分變化與微觀各形態(tài)水分布與遷移密切相關(guān)。質(zhì)構(gòu)特性、嫩度與解凍損失、水分含量、橫向弛豫時間T2b、T21、T22、不易流動水占比M21、自由水占比M22顯著相關(guān)（P〈0.05），說明手抓羊肉的組織結(jié)構(gòu)變化與水分變化密切相關(guān)。L*值、a*值、b*值與解凍損失、水分含量、橫向弛豫時間T2b、T21、T22、不易流動水占比M21、自由水占比M22顯著相關(guān)（P〈0.05），說明色澤變化與肉中水分變化密切相關(guān)。

3 結(jié)論

較高的凍結(jié)速率對維持手抓羊肉色澤、嫩度、質(zhì)構(gòu)、持水能力、微觀結(jié)構(gòu)等方面具有顯著的積極作用。凍融會對肉的品質(zhì)指標產(chǎn)生不利影響，如水分子自由度上升，肌原纖維完整性被破壞等，從而導(dǎo)致水分流失加劇，色澤、嫩度及質(zhì)構(gòu)特性變差。高速率凍結(jié)可以使手抓羊肉中產(chǎn)生的冰晶更為細小、均勻、致密，從而延緩冰晶對肉品質(zhì)的破壞進程，降低肉的品質(zhì)劣變程度，使手抓羊肉在凍結(jié)后仍能最大限度保有新鮮煮制時原有的品質(zhì)。在本文研究的3 種凍結(jié)方式中，-80 ℃凍結(jié)具有最高的凍結(jié)速率，同時也具有最佳的品質(zhì)保真效果，且以共晶點作為凍結(jié)終溫，達到凍結(jié)終點的時間短，可為工業(yè)化生產(chǎn)過程成本控制提供現(xiàn)實性指導(dǎo)。