南京农业大学学报  2017, Vol. 40 Issue (6): 1125-1130   PDF    
http://dx.doi.org/10.7685/jnau.201701016
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程玉平, 康大成, 张舒翔, 周光宏, 张万刚
CHENG Yuping, KANG Dacheng, ZHANG Shuxiang, ZHOU Guanghong, ZHANG Wangang
微冻液快速冷冻对猪背最长肌加工品质的影响
Effect of immersion solution freezing of pork longissimus dorsi on its processing quality
南京农业大学学报, 2017, 40(6): 1125-1130
Journal of Nanjing Agricultural University, 2017, 40(6): 1125-1130.
http://dx.doi.org/10.7685/jnau.201701016

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收稿日期: 2017-01-10
微冻液快速冷冻对猪背最长肌加工品质的影响
程玉平, 康大成, 张舒翔, 周光宏, 张万刚    
南京农业大学食品科技学院/江苏省肉类生产与加工质量安全控制协同创新中心/肉品加工与质量控制教育部重点实验室, 江苏 南京 210095
摘要[目的]本文旨在研究微冻液快速冷冻与常规冷冻2种冷冻处理猪背最长肌对加工调理猪肉饼品质的影响。[方法]以宰后24 h的猪背最长肌为原材料,采用微冻液快速冷冻和常规冷冻分别将猪背最长肌冷冻至中心温度-18℃,并在-18℃冻库内冻藏45和90 d后解冻,加工成调理猪肉饼,测定2种不同冷冻处理对其硫代巴比妥酸(TBARS)值、出品率、真空贮藏损失、色差(亮度L*、红度a*、黄度b*)和质构(回复性、弹性、胶黏性、硬度)的影响。[结果]与常规冷冻相比,冻藏45和90 d时,微冻液快速冷冻能显著提高调理猪肉饼的出品率,降低真空贮藏损失(P < 0.05)。微冻液快速冷冻和常规冷冻对猪肉饼的L*a*、和b*值无显著影响(P>0.05)。不同冻藏时间对调理猪肉饼TBARS值影响显著,常规冷冻处理加工的调理猪肉饼TBARS值显著高于微冻液快速冷冻处理。随冷冻时间延长由猪背最长肌加工的调理猪肉饼的硬度、弹性、胶黏性、回复性显著性降低,但微冻液快速冷冻下降趋势小于常规冷冻。微冻液快速冷冻处理可显著改善调理猪肉饼的回复性、弹性、胶黏性,但硬度值较大。[结论]微冻液快速冷冻处理猪肉可提高猪肉饼产品品质,在调理肉品加工行业中可推广应用。
关键词微冻液快速冷冻   常规冷冻   调理猪肉饼   品质   
Effect of immersion solution freezing of pork longissimus dorsi on its processing quality
CHENG Yuping, KANG Dacheng, ZHANG Shuxiang, ZHOU Guanghong, ZHANG Wangang    
College of Food Science and Technology/Jiangsu Collaborative Innovation Center of Meat Production and Processing, Quality and Safety Control/Key Laboratory of Meat Processing and Quality Control, Ministry of Education, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China
Abstract: [Objectives] This study aims to study the effects of two freezing methods[air freezing (AF)and immersion solution freezing (ISF)]of pork longissimus dorsi on the quality changes of pork patties. [Methods] The pork longissimus dorsi muscle after 24 h of slaughter was submitted to freezing by ISF and AF until the center temperature of pork reached to -18℃. The pork samples were then stored at -18℃ for 45 and 90 days and then were processed to pork patties. The TBARS (thiobarbituric acid reactive substance)value, cooking yield, vacuum loss, color (lightness L*, redness a*, yellowness b*)and texture (resilience, springiness, cohesiveness, hardness)of the pork patties were measured to investigate the effects of two freezing methods. [Results] The results showed that after 45 and 90 days frozen storage ISF treatment showed higher cooking yield and lower vacuum loss of pork patties compared to AF (P < 0.05). The color value of patties produced by two different freezing methods had no significant differences on lightness, redness and yellowness (P > 0.05). The TBARS values of patties increased with the time of frozen storage of pork. The patties produced by AF treated pork possessed higher TBARS values than ISF, suggesting that ISF treated pork could decrease the levels of lipid oxidation of pork patties (P < 0.05). The hardness, springiness, cohesiveness and resilience of pork patties significantly decreased with the frozen time of raw pork. However, the raw pork treated with ISF showed a slower decrease tendency than AF for the pork patties. Pork with ISF treatment had improved springiness, resilience and cohesiveness of pork patties, but the hardness of pork patties was higher than AF treatment. [Conclusions] The current study implies that pork with ISF treatment could improve the quality of pork patties and ISF could be applied to the production of prepared meat products.
Key words: immersion solution freezing    air freezing    pork patty    quality   

我国是猪肉消费大国, 猪肉在人们的日常生活中占据着举足轻重的地位。冷冻猪肉具有安全、卫生的特点, 在肉制品加工工业中占据比重较大。传统冷冻方式以空气冷冻为主, 而空气冷冻能耗大, 冷冻时间长, 不仅增加成本, 而且浪费时间, 同时对肉品质及其加工制品会产生不良影响[1]。研究表明, 浸渍式微冻液快速冷冻具有冻结速度快、能耗低、对产品质量影响较小等优点, 具有可观的发展前景[2]

微冻液快速冷冻技术是在低温下微冻液与物品直接或间接接触, 在物品浸入液体后瞬间表层冻结, 使物品快速通过最大冰晶生成带从而实现快速冷冻的加工技术[3]。微冻液快速冷冻中所用微冻液成分包括醇类、糖类、盐类以及抗冻蛋白[4]。在水产品中, 倪明龙等[5]用含有四元抗冻剂的微冻液直接浸渍冻结草鱼, 其品质优于空气冷风式冻结。邓敏等[6]探讨了浸渍冻结和常规空气冻结两种冻结方式对草鱼块品质的影响, 结果表明浸渍冻结样品的盐溶性蛋白含量高于常规空气冻结, 蒸煮损失及解冻损失率低于空气冻结, 浸渍式快速冷冻有利于降低蛋白变性。微冻液快速冷冻技术在水产品产业应用广泛, 但在畜禽肉制品加工中的应用鲜有报道。

因此, 本试验在前人相关研究基础上, 将微冻液快速冷冻技术应用到调理肉制品原料肉的加工中, 以微冻液快速冷冻与常规冷冻后的猪背最长肌为原材料加工成调理猪肉饼, 研究2种冷冻方式对猪肉饼保水性、质构以及氧化方面的影响, 为微冻液快速冷冻在调理猪肉制品行业中的应用提供理论参考。

1 材料与方法 1.1 材料与试剂

猪背最长肌、猪背膘脂肪购于江苏食品集团; 微冻液[含40~140 g·L-1的氯化钠、10%~25%(体积分数)的乙醇、3~5 g·L-1的抗冻蛋白、8~13 g·L-1的壳聚糖及水]购于南京四季大通有限公司; 2-硫代巴比妥酸(TBA)、三氯乙酸(TCA)、丙二醛(MDA)均购于国药集团化学试剂有限公司; 卡拉胶购于山东省滕州市金凤凰卡拉胶有限责任公司; 乙二胺四乙酸(EDTA)购于南京瑞翼特试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

T-25数字匀浆机购于德国IKA公司; M2e多功能酶标仪购于德国MD公司; FE20台式pH计购于瑞士Mettler Toledo公司; CR-400便携式色差仪购于日本Konica Minolta公司; VTO-34A电烤箱购于北美电器(珠海)有限公司; BZBI-15斩拌机购于嘉兴艾博不锈钢机械工程有限公司; TC 12E绞肉机购于意大利Sirman公司; 物性质构仪购于英国Stable公司。

1.3 试验方法 1.3.1 原料肉冷冻处理

取宰后24 h的猪背部最长肌(表面脂肪与肌肉分离, 每块质量约120 g)经真空包装后进行以下2种处理:1)将样品置入-22 ℃微冻液冻结, 并同时记录肉块中心的温度变化, 至肉块中心温度达-18 ℃; 2)将样品在低温冻库(-22 ℃)内进行空气冷冻冻结, 同样记录肉块中心的温度变化, 至中心温度达-18 ℃。将2种处理的样品均置于-18 ℃冻库内, 分别冻藏45和90 d。

1.3.2 猪肉饼的制备方法

基本配方[7-8]:猪背膘100 g, 卡拉胶3 g, 淀粉20 g, 复合磷酸盐1 g, 盐7.5 g, 蔗糖2.5 g, 酱油2.5 g, 味精0.5 g, 料酒9.5 g, 冰水80 g。以经过不同冷冻处理的猪背最长肌肉400 g为原料肉分别加入上述配料。

工艺流程:原料肉的预处理(去除可见筋膜, 分割)→瘦肉和背膘均绞碎→配料→拌料→斩拌→成型→烘烤。

将冷冻处理后的猪背最长肌肉取出后, 4 ℃冷库内解冻12 h。完全解冻后, 用筛孔直径为4 mm的绞肉机绞碎; 将准确称量的基本配料和原料肉手动搅拌均匀后, 放入斩拌机中, 最低斩拌速率(刀速:1 500 r·min-1; 锅速:15 r·min-1)充分斩拌; 斩拌均匀后用模具将肉糜定型成直径为8 cm, 厚度为1.5 cm, 质量为95 g的肉饼; 然后放入烤箱中, 190 ℃烤制约15 min, 直到肉饼中心温度达到75 ℃, 测定猪肉饼的相关品质指标。

1.3.3 出品率测定

采用Gao等[9]的方法, 将肉饼烤熟并冷却至室温, 用纸巾将肉饼表面可见的汁液吸干, 称质量。出品率=熟肉饼质量/生肉饼质量×100%。

1.3.4 质构测定

质构剖面分析(texture profile analysis, TPA)参考Choi等[10]和孙建清等[11]的方法, 对肉饼硬度、弹性、回复性和胶黏性进行测定。将电烤箱预热至190 ℃后, 把肉饼放入电烤箱托盘中, 烤制15 min, 使肉饼中心温度达到75 ℃。将烤熟的肉饼冷却至室温后, 用圆柱形取样器和双面刀将肉饼切成高1 cm, 直径2.5 cm的圆柱体样品, 在室温下用物性质构仪对其进行测定。参数:探头型号P/50, 测前速度2 mm·s-1, 测中速度2 mm·s-1, 测后速度5 mm·s-1, 压缩比50%, 触发力5 g, 测试间隔时间5 s。TPA测定结果用TPA-macro进行分析[12]

1.3.5 色泽(L*a*b*)测定

将样品放置在空气中暴露10 min, 使用CR-400色差仪测定样品L*a*b*值。测定前首先使用标准色差板对色差仪进行校准, 随后用校准好的色差仪依次对每个样品的随机区域进行肉色测定, 每个样品分别测定5个点, 取平均值作为肉色测定结果。

1.3.6 真空贮藏损失测定

猪肉饼的真空贮藏损失率用冷藏期间肉饼的汁液损失来计算。参考Chin等[13]的方法测定。损失率=(W1-W2)/W1, 其中W1为贮藏前肉饼的质量, W2为贮藏后肉饼的质量。

1.3.7 硫代巴比妥酸(TBARS)值测定

硫代巴比妥酸测定方法根据Kang等[14]的方法并进行修改。氧化值通过2-硫代巴比妥酸反应性物质进行轻微修饰来确定。在冰浴中将1 g肉在5 mL 7.5%TCA溶液(含有0.1% EDTA)中匀浆, 匀浆2~3次, 每次15 s, 间隔5 s。匀浆结束后将样品以12 000 g离心5 min, 取上清液2 mL加入2 mL 0.02 mol·L-1 TBA。然后将混合液进行水浴(95 ℃)30 min。冷却样品, 用M2e多功能酶标仪在波长532 nm下测量样品的吸光值, 以丙二醛(MDA)溶液制备的标准曲线计算TBARS的含量, 单位为mg·kg-1

1.4 统计分析

所得数据用SAS 8.1进行方差分析, 用Factorial ANOVA进行显著性分析。

2 结果与分析 2.1 微冻液快速冷冻对硫代巴比妥酸(TBARS)值的影响

图 1可知:2种冷冻处理的TBARS值, 在45 d时无显著差异(P>0.05), 但90 d时, 常规冷冻处理加工的调理猪肉饼TBARS值显著高于微冻液快速冷冻处理(P < 0.05), 说明微冻液快速冷冻在一定程度上能够抑制脂肪氧化。随着原料肉冻藏时间的延长, 2种处理加工的调理猪肉饼的TBARS值均增加, 并且2种处理的TBARS值90 d时均显著高于45 d。

图 1 原料肉不同冷冻方式对调理猪肉饼脂肪氧化值的影响 Figure 1 Effects of different freezing methods of raw pork on the TBARS value of pork patties ISF:微冻液快速冷冻Immersion solution freezing; AF:常规冷冻Air freezing.
不同字母表示差异显著(P < 0.05)。下同。The different letters mean significant differences at 0.05 level. The same as follows.
2.2 微冻液快速冷冻对出品率的影响

图 2可见:2种处理方式相比, 常规冷冻处理肉的猪肉饼出品率显著低于微冻液快速冷冻处理, 表明微冻液快速冷冻能够有效抑制肌原纤维内水分的流失。随着冷冻贮藏时间的增加, 猪肉饼的出品率逐渐降低。冻藏45和90 d时, 微冻液快速冷冻处理猪肉的肉饼出品率无显著性差异, 而常规冷冻处理猪肉肉饼出品率差异显著。

图 2 原料肉不同冷冻方式对调理猪肉饼出品率的影响 Figure 2 Effects of different freezing methods of raw pork on the cooking yield of pork patties
2.3 微冻液快速冷冻对真空贮藏损失的影响

图 3可见:与常规冷冻相比, 微冻液快速冷冻后加工的肉饼真空贮藏损失显著降低, 并且冻藏45和90 d时, 微冻液快速冷冻组真空贮藏损失均显著低于常规冷冻组。每种冷冻处理不同时间均无显著性差异。

图 3 原料肉不同冷冻方式对调理猪肉饼真空贮藏损失的影响 Figure 3 Effects of different freezing methods of raw pork on the vacuum loss of pork patties
2.4 微冻液快速冷冻对色泽(L*a*b*)的影响

表 1可见:随着冻藏时间的延长, 加工制成的猪肉饼L*a*b*值均呈逐渐减小的趋势。冻藏期间, 在45 d时, 2种处理方式的L*值之间差异显著, 微冻液快速冷冻L*值显著高于常规冷冻; 随着冻藏时间的延长, 90 d时, 2种处理L*值均减小, 但无显著性差异。在45和90 d时, 2种处理的a*值间无显著性差异, 但同一冷冻处理下, 90 d的a*值显著小于45 d。b*值与a*值趋势相同。相对于常规冷冻, 微冻液快速冷冻处理能够有效抑制L*值减小, 但是对a*值和b*值影响不显著。

表 1 原料肉不同冷冻方式对调理猪肉饼色泽的影响 Table 1 Effects of different freezing methods of raw pork on the color of pork patties
冷冻方式
Freezing method
t/dL*a*b*
ISF4564.63±2.41a5.23±0.14a17.01±0.69a
9063.53±0.74ab4.42±0.11b11.43±0.29b
AF4562.76±1.49b5.17±0.33a16.47±1.41a
9062.27±2.03b4.41±0.12b11.25±0.19b
    注:L*:亮度Lightness; a*:红度Redness; b*:黄度Yellowness.
2.5 微冻液快速冷冻对质构的影响

表 2可知:在45和90 d时, 微冻液快速冷冻组猪肉饼硬度显著大于常规冷冻, 并且随着冻藏时间的增加, 2种冷冻方式制成的猪肉饼的硬度均显著降低(P < 0.05)。45 d时, 2种处理之间肉饼弹性无显著性差异, 90 d时, 微冻液快速冷冻弹性显著大于常规冷冻。随着冻藏时间的延长, 2种处理猪肉饼的弹性均显著降低, 但微冻液快速冷冻下降趋势小于常规冷冻。胶黏性、回复性与弹性有相同的变化趋势。以上结果说明相对于常规冷冻, 微冻液快速冷冻能够更好地保护肌原纤维以及蛋白结构的完整性。

表 2 原料肉不同冷冻方式对调理猪肉饼质构的影响 Table 2 Effects of different freezing methods of raw pork on the texture of pork patties
冷冻方式Freezing methodt/d硬度/g Hardness弹性Springiness胶黏性Cohesiveness回复性Resilience
ISF453 931.47±118.22a0.76±0.01a0.67±0.01a0.27±0.01a
903 023.77±70.96c0.68±0.04b0.47±0.01b0.17±0.02b
AF453 485.86±200.59b0.72±0.01ab0.66±0.01a0.25±0.01a
902 187.07±48.29d0.63±0.04c0.36±0.04c0.12±0.01c
3 讨论与结论

在冻藏过程中, 猪肉的品质会发生劣变导致颜色变暗、保水性变差以及发生氧化等。较快的冷冻方式有利于抑制脂肪的氧化, 侯彩玲[15]研究浸渍式快速冷冻与空气冻结的对虾贮藏期间TBARS值的影响发现, 2种冻结方式的虾脂肪氧化值不断增加, 而空气冻结的对虾脂肪氧化值始终高于浸渍冻结。邓敏[6]研究草鱼块贮藏期间脂肪氧化值的变化, 也得出相同的结论, 浸渍式快速冷冻可以抑制脂肪氧化。本试验中, 微冻液快速冷冻处理的冻肉加工成肉饼, 其TBARS值显著小于常规冷冻处理。牛力等[16]研究发现, 随着冻藏时间延长鸡胸肉的TBARS值逐渐升高。脂肪氧化值随着贮藏时间的延长而逐渐升高, 其原因可能是因为游离脂肪酸在生成和积累过程中缓慢地氧化成醛、酮、酸等小分子物质, 从而导致最终产品中TBARS值不断上升。

出品率的降低与脂肪氧化的程度以及冷冻过程中肌原纤维内冰晶大小有关。一般认为冷冻速率越大, 形成的冰晶越细小均匀, 保水性越好[17]。Kiani等[18]认为快速冻结时, 生成的冰晶较小, 数量多, 对肌肉组织破坏较小; 而慢速冻结, 生成的冰晶较大, 数量少, 分布不均匀, 将造成解冻时大量肉汁损失, 使原料肉品质量降低, 由此导致加工肉制品品质的下降。夏列等[19]研究-18 ℃浸渍式冷冻肉块的汁液流失率显著低于常规冷冻组, 浸渍式快速冷冻可显著提高冷冻速率, 降低水分损失, 有效保持肉中水分。在本试验中, 微冻液快速冷冻原料肉显著改善肉饼的保水性, 肉饼的出品率显著高于常规冷冻处理, 真空贮藏损失小于常规冷冻处理。微冻液快速冷冻处理对猪肉饼的回复性、弹性、胶黏性具有一定的改善作用。侯彩玲[15]研究发现随着冻藏时间的延长, 对虾的硬度、胶黏性、弹性都下降, 浸渍式冻结技术能够更好地保持对虾的品质, 本文研究结果与之相一致。由于冻藏过程中形成许多冰晶, 破坏了肌肉肌原纤维的结构, 使其变形, 造成水分的流失和肌原纤维的损伤, 使其硬度下降[20]。但微冻液快速冷冻提高冷冻速率, 生成的冰晶细小且分布均匀, 对肌原纤维损伤较小, 可以最大限度地保持其完整性, 所以硬度要大于常规空气冷冻处理[21]。有研究认为, 肉经过冷冻处理后, 肌肉发生明显的脱水收缩, 其肌肉中的自由水形成冰晶, 造成肌细胞膜破裂, 其网络结构逐渐受损, 导致肉的弹性下降[22]。微冻液快速冷冻能够抑制蛋白变性及脂肪氧化, 因此微冻液快速冷冻弹性下降幅度小于常规冷冻。胶原对肉质构的影响较大, 在冻藏过程中, 由于组织中胶原分子结构发生改变, 黏结性随着胶原含量的减小而减小[23]。回复性是反映肌肉弹性的主要因素, 主要是反映肌肉受力压缩变形恢复到原来形状的程度[24], 对于肉质来说, 硬度越大, 发生断裂所需的变形量越大, 恢复形变的速度就越快, 回复性也就越大[25]。由于微冻液快速冷冻形成冰晶细小, 肌肉中肌纤维之间的空隙小, 肌肉损伤轻, 因此肌肉受力压缩变性后恢复原来状态的程度就较高, 所以微冻液快速冷冻处理肉饼的恢复性、弹性、硬度大于常规冷冻处理, 更能保持肌肉的质构特性。

本试验中, 2种冷冻处理对色泽无显著性影响, 但随着冻藏时间的增加, L*a*b*值均逐渐减小。Stika等[26]也发现随着冻藏时间的增加, 牛排L*值和a*值均逐渐降低。在冻藏期间, 随着时间的延长, 肉品中蛋白发生变性, 脂肪氧化及耐冷微生物分泌的水溶性或脂溶性色素致使肉品颜色逐渐变暗[27], 肌红蛋白中二价铁被氧化为三价铁, 肉品呈现暗红色, L*值降低。

综上所述, 微冻液快速冷冻处理原料肉能更好地保持调理猪肉饼品质。与常规冷冻相比, 在冻藏45和90 d时, 微冻液快速冷冻处理的原料肉能显著提高肉饼的保水性及出品率, 降低真空贮藏损失, 抑制脂肪氧化。微冻液快速冷冻和常规冷冻猪肉对肉饼L*a*b*值无显著影响。微冻液快速冷冻可以显著提高肌肉的恢复力、弹性、胶黏性, 但是会降低其硬度。可见, 通过微冻液快速冷冻原料猪肉可以提高猪肉饼产品的品质。

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