軟冷凍和臭氧處理對豬肉的保鮮效果比較

張婷玉，陶樂仁，蔡梅艷，翟明爽

（上海理工大學低溫與生物研究所，上海 2000 9 3）

軟冷凍和臭氧處理對豬肉的保鮮效果比較

張婷玉，陶樂仁*，蔡梅艷，翟明爽

（上海理工大學低溫與生物研究所，上海 2000 9 3）

為了提高肉類等食品在冰箱軟冷凍條件下的貯藏效果，研究以新鮮豬肉為原料，設定軟冷凍（-7 ℃）＋臭氧組（Ⅰ）、軟冷凍（-7 ℃）組（Ⅱ）、-18 ℃冷凍組（Ⅲ）3 個低溫保藏環境，通過測定pH值、菌落總數、揮發性鹽基氮含量、新鮮度K值及感官評價比較分析豬肉新鮮度及品質變化。結果表明：-7 ℃軟冷凍在21 d內可以保持肉的品質在一級鮮度，35 d保持在二級鮮度，有利于家庭應用；軟冷凍結合臭氧可以將一級鮮度延長至45 d，降低pH值和菌落總數，且與-18 ℃凍藏相比能有效保持豬肉色澤，可以用于商品化生產。

軟冷凍；臭氧；豬肉；保鮮；新鮮度

軟冷凍技術是近年來冰箱行業提出的新概念，是使魚、肉類食品在-7 ℃凍結但又能在短時間內用刀進行切削處理的新技術[1-2]，與-18 ℃傳統冷凍條件相比，由于凍結溫度較高，在凍藏期間形成的冰晶體更小，對細胞的破壞較小，因此解凍時營養成分不易流失，可以更好的保持食品風味。門建華等[3]通過軟冷凍方式對 豬肉、魚、蝦貯藏期間的營養素變化進行追蹤測定，結果表明肉類的軟冷凍適宜凍藏期為3 周，魚和蝦的適宜凍藏期為1 周，并且在貯藏期間營養素成分均無明顯變化。此外，由于解凍時間短，也更符合家庭方便化和人性化的理念。目前國內對短期貯藏件下軟冷凍對食品貯藏品質影響的相關研究較少，因此本實驗初步探究了軟冷凍技術對新鮮豬肉的保鮮效果，并與-18 ℃傳統冷凍作對比，旨在為軟冷凍冰箱的開發及設計提供一定的理論依據。

臭氧已廣泛應用于食品的貯藏保鮮，對肉類、魚類、家禽、乳制品、雞蛋、水果、蔬菜和谷類等食品均具有很好的防腐保鮮效果[4]。作為一種強氧化殺菌劑，臭氧對細菌、霉菌、病毒均具有強烈的殺滅作用，可直接作用于生物細胞膜，改變細胞膜的通透性，導致細胞溶解、死亡，破壞細胞基礎代謝的酶，使酶失去活性，從而影響其正常的生理功能[5]。與常規殺菌方法相比，臭氧殺菌具有高效性，Ioannis等[6]在0 ℃、95%相對濕度條件下用0.3 μL/L氣態臭氧處理獼猴桃，發現在貯藏4 個月后獼猴桃對灰葡萄孢菌的染病率減少了56%。此外，臭氧殺菌還具有高潔凈性，在消毒、滅菌過程中僅產生無毒的氧化物，多余的臭氧最終還原成為氧，不存在殘留物。因此本實驗利用臭氧的殺菌特點，探究了臭氧在軟冷凍條件下對豬肉的保鮮效果，以期能夠加強豬肉單純軟冷凍的保鮮效果。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

豬后腿精瘦肉 上海楊浦區圖們路菜市場；無水乙醇、硼酸、碳酸鉀、碳酸鈉、鹽酸、氯化鈉、氧化鎂均為分析純；甲基紅、亞甲基藍為指示劑 國藥集團化學試劑有限公司；緩沖溶液B、預備堿性反應液P、測定酵素試劑E0、40%三氯乙酸（trichloroacetic acid，TCA）溶液、56% KOH中和試劑 日本協和純薬工業株式會社。

1.2 儀器與設備

高壓蒸汽滅菌鍋 日本Tomy工業株式會社；無菌超凈工作臺 上海康福特環境科技有限公司；LT41HW8-AC240V臭氧發生器 蘇州揚佛自動化設備有限公司；EG-3000臭氧分析儀 日本荏原實業株式會社；320-S pH計 梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；BP3100S電子天平 德國Sartorius公司；KV-202鮮度計 上海思達分析儀器有限責任公司；C25WX1冰箱無錫松下冷機有限公司；聚乙烯密閉保鮮盒（12 L，30 cm×44 cm×16.5 cm） 韓國Lock&Lock公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品處理

豬肉為屠宰的新鮮肉，將新鮮豬肉于-20 ℃條件下冷凍1 h，然后于4 ℃條件下冷藏8 h，進行冷卻排酸。所用的刀具和案板用75%的乙醇消毒并用紫外照射15 min，于無菌操作臺剔除脂肪及筋骨。將肉切成質量約為200 g的小塊，隨機分成3 組，每組27 塊，每次取3 塊進行各指標的平行測定。

將臭氧發生器置于聚乙烯保鮮盒頂部中央，運轉率設定為4 s/96 s（ON/OFF），質量濃度為0.5 mg/L，用臭氧分析儀實時監控臭氧質量濃度變化。取1 組樣品放入含有臭氧發生器的聚乙烯保鮮盒，放入冰箱變溫室，溫度調為-7℃，為組Ⅰ；另外兩組樣品直接放入聚乙烯保鮮盒，不設臭氧發生器，分別置于-7 ℃變溫室和-18 ℃冷凍室作為對照組，為組Ⅱ、Ⅲ。

1.3.2 pH值測定

根據GB/T 9695.5—2008《肉與肉制品pH測定》[7]，每次取肉樣10 g切碎，加入90 mL蒸餾水，混勻振蕩30 min，測量pH值，重復3 次，結果取平均值。

1.3.3 菌落總數測定

根據GB/T 4789.2—2010《食品衛生微生物學檢驗：菌落總數測定》進行測定[8]。

1.3.4 揮發性鹽基氮（total volatile base nitrogen，TVB-N）含量測定

按照GB/T 5009.44—2003《肉與肉制品衛生標準的分析方法》[9]中半微量凱氏定氮法測定，測定3 次，取平均值。

1.3.5 新鮮度K值測定

英國蘇格蘭-亞伯丁Torry Research Station最早領先開發使用魚類鮮度計，本實驗采用新型鮮度計直接測定K值。恒溫水槽（37 ℃）預熱20 min；取適量蒸餾水，B溶液按1：1稀釋備用，TCA溶液按1：3稀釋備用；稱取3 g左右精瘦肉與5 mL TCA稀釋液混合，于研缽中碾碎，過濾后取濾液滴入甲基紅1 滴，混合均勻后滴入KOH溶液中和試劑，直到混合液由紅色變為黃綠色，此為樣液S1；取50 μL樣液S1與50 μL P溶液混合，于恒溫水槽加熱20 min，此為樣液S2；取1 mL稀釋的B溶液于反應池，加入15 μL樣液S1，然后依次加入15 μL E0溶液，30 μL樣液S2，待反應完畢后直接讀取K值（%）。重復3 次，結果取平均值。

已廣泛應用K值的水產生產部門規定，魚肉K值在20%以下時，可用于做生魚片，40%以下時，適合做熟食[11]。野崎義孝[12-13]研制出了用于雞肉產品現場使用的簡便K值檢測盒，測定了雞胸肌在2、5、10 ℃條件下的K值變化，得出K值作為雞肉鮮度指標的值為44%。朱欽龍[14]利用高效液相色譜法，通過分析牛肉和肝臟組織中ATP有關化合物含量變化，得出K值可以作為牛肉新鮮度指標的結論。沈曉玲[15]利用反相液相色譜法，研究了豬不同品種、同一個體不同部位IMP沉積規律，以及IMP的沉積與豬肉新鮮度的相關性。

1.3.6 感官評價

根據GB 9959.1—2001《鮮、凍片豬肉》[16]感官指標，參考李建雄等[17]的評價標準，由8 人組成評定小組，對色澤、氣味、彈性和肉湯狀態等進行評分，最后分數取平均值，評分標準見表1。

表1 感官指標評分標準Table1 Criteria for sensory evaluation of pork

2 結果與分析

2.1 冷藏豬肉貯藏期間pH值變化

圖1 冷藏豬肉貯藏期間pH值變化Fig.1 Variations in pH in chilled pork during storage

pH值表示肉新鮮程度的標準為：pH 5.8～6.2一級鮮度，pH 6.2～6.7二級鮮度，pH＞6.7變質肉[18]。食品中pH值變化受多種因素的影響，如食品的種類、微生物含量、蛋白質、脂肪含量及分解程度。由圖1可知，在貯藏初期，各組pH值均下降，在貯藏第7天達到了最低，這一方面是由于豬肉的冷卻排酸過程以及肌肉中的糖類物質經無氧酵解形成了乳酸，另一方面是由于乳酸菌的生長。臭氧處理與-18 ℃凍藏組的pH值變化無明顯差別，前21 d變化比較平緩，28 d后pH值明顯上升，且低于-18℃凍藏組，在貯藏60 d后pH值接近6.3，這是由于臭氧分解生成的過氧化氫具有一定的酸性，使得樣品的pH值保持在較低的水平；后期由于微生物代謝蛋白質以及蛋白質的自溶降解形成了胺類等堿性物質，-7 ℃貯藏在21 d后pH值上升明顯，與另外兩組出現明顯差別，35 d pH值達到6.4，60 d后pH值為6.6；-18 ℃條件下冷凍，由于溫度較低，各種微生物及酶的活性受到抑制，肉中的各種生化反應緩慢， pH值變化不明顯，后期由于嗜冷菌的繁殖生長，對蛋白的分解增強，pH值變化才開始明顯。

2.2 冷藏豬肉貯藏期間菌落總數變化

細菌數量是衡量冷卻肉貯藏期間品質變化的重要指標，能直接反映肉品是否腐敗變質，NY/T 632—2002《冷卻豬肉》[19]冷鮮肉衛生標準要求豬肉菌落含量：一級鮮度：菌落含量＜1×104CFU/g；二級鮮度：菌落含量為1×104～1×106CFU/g；變質肉：菌落含量＞1×106CFU/g。

圖2 冷藏豬肉貯藏期間菌落總數變化Fig.2 Variations in total bacterial count in chilled pork during storage

由圖2可以看出，貯藏的前7 d，各組菌落數相比初始均有所下降，一方面是由于低的pH值不利于細菌的生長，另一方面此階段處于最大冰晶生長期，微生物體內的水分結冰膨脹，外部水分形成的冰晶對細胞進行擠壓，使菌體破裂死亡。在整個貯藏期間，-18 ℃條件下凍藏菌落變化比較平緩，2 個月后仍處于一級鮮度范圍；-7 ℃條件下貯藏2 個月后菌落總數達到1×105CFU/g，這是由于后期肉類中的糖類、蛋白質、脂類等營養物質分解成了小分子，成為嗜冷菌的天然培養基，導致細菌數量增多；臭氧處理在前30 d與-18 ℃凍藏組無明顯差異，2 個月后仍屬于二級鮮度，說明臭氧處理在軟冷凍條件下可以有效殺死細菌，延長肉的保質期。

2.3 冷藏豬肉貯藏期間TVB-N含量變化

TVB-N是由于微生物感染并繁殖，進入肌肉組織內部，分泌一系列酶從而引起脫氨、脫羧作用，導致蛋白質分解而形成的產物[20]，國家衛生標準GB 2707—2005《鮮（凍）畜肉揮發性鹽基氮指標》[21]規定，豬肉一級鮮度TVB-N含量≤15 mg/100 g，二級鮮度≤25 mg/100 g。

圖3 冷藏豬肉貯藏期間TVB-N含量變化Fig.3 Variations in total volatile basic nitrogen in chilled pork during storage

由圖3可以看出，樣品中TVB-N含量隨著貯藏時間的延長而緩慢上升，變化較平緩。由于低溫抑制了微生物的生長，使蛋白質分解反應減慢，產生的腐胺減少，-18 ℃條件下凍藏時TVB-N值在9 mg/100 g上下波動，變化較小，這也與菌落總數變化趨勢相一致；-7 ℃條件下貯藏42 d TVB-N為15 mg/100 g，60 d后接近17 mg/100 g，仍屬于二級鮮度范圍；臭氧處理在冷藏60 d后TVB-N仍未達到15 mg/100 g，說明臭氧處理可以抑制TVB-N的產生。

2.4 冷藏豬肉貯藏期間新鮮度K值變化

肌肉中的ATP分解途徑為ATP→ADP→AMP→IMP（肌苷酸）→HxR（肌苷）→Hx （次黃嘌呤），其中IMP是畜禽、魚肉中的主要鮮味化合物，但肉品中IMP不能穩定存在，在酶的作用下會進一步分解。20世紀50年代，通過大量研究魚肌肉的能量代謝而了解了魚的能量代謝途徑，Saito等[10]發明了以肌肉中ATP分解的量，來判定魚肉鮮度（魚肉鮮度測定恒數即K值），K值是HxR、Hx占ATP分解關聯物總量的百分比，見公式（1），其值越小，表明肉越新鮮。

圖4 冷藏豬肉貯藏期間K值變化Fig.4 Variations in K-value in chilled pork during storage

本批樣品初始K值為20.4%，由圖4可知，貯藏前21 d 3 組樣品K值無明顯差別，且都低于25%，-7 ℃貯藏在28 d后與其他組出現差別，60 d后K值為48.7%；-18 ℃凍藏K值變化不大，60 d后為30.3%，這是由于從ATP→IMP分解過程不受貯存條件的影響，而IMP→HxR→Hx受溫度影響較大，低溫使肌肉中的各種酶作用受阻，酶活性的降低使得IMP→Hx的分解速度緩慢，分解產物少，因此K值較小；臭氧處理60 d后K值為33.0%，且在整個貯藏期間與-18 ℃凍藏結果很接近，說明臭氧處理在軟冷凍條件下能延緩K值的增長。

2.5 冷藏豬肉貯藏期間感官評價

表2 冷藏豬肉的感官評分結果Table2 Sensory quality scores of chilled pork during storage

豬肉貯藏期間的感官評分結果如表2所示。可以看出，在色澤方面，臭氧處理要優于-18 ℃凍藏，貯藏60 d后肉樣表面仍有稍許光澤，而-7 ℃條件下貯藏49 d后肉色已變差，60 d后表面顏色已變暗，說明臭氧處理可以保護肉的色澤；氣味方面，-18 ℃凍藏在肉的氣味方面保持較好，60 d后仍有輕微的肉香，這是因為凍藏后冰晶溶解，使肉中的呈味物質溶出，而臭氧組在后期已無肉的清香，但并無異味；貯藏期間由于溫度波動引起干耗及冰晶反復凍結等原因，肉樣的持水性導致彈性變化較快，后期彈性均一般；肉湯透明度方面，-7 ℃在貯藏49 d后顯混濁但無異味，-18℃凍藏與臭氧處理組相比，肉湯在后期仍有輕微香味。

3 結 論

3.1 -7 ℃條件下軟冷凍在21 d內可以保持肉的品質在一級鮮度，35 d保持在二級鮮度，說明軟冷凍可以在1 個月內有效保持肉的新鮮品質，適用于家庭短期貯藏。

3.2 軟冷凍結合臭氧可以將肉的一級鮮度延長至45 d，且感官方面與-18 ℃凍藏相比能有效保持豬肉色澤，翁佩芳等[22]用0.7 mg/kg的臭氧水對蝦及魚類制品進行噴淋，經感官評定臭氧水對樣品色澤、風味等品質均無影響，研究結果相近，說明臭氧處理可以加強軟冷凍的保鮮效果，用于商品化生產。

3.3 K值可以用于表示豬肉的新鮮度，本次新鮮豬肉的K值為20.4%，豬肉處于可食的K值為小于50%。另外，可以進一步研究K值與TVB-N等腐敗指標與細菌總數的相關性，并建立數學模型，僅通過測定系數K值即可得到細菌總數和TVB-N的含量[23-30]，這樣既可以節省測量時間，又可節省測量成本。

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Comparative Effects of Soft Freezing and Ozone in Preserving the Freshness of Fresh Pork

ZHANG Ting-yu, TAO Le-ren*, CAI Mei-yan, ZHAI Ming-shuang
(Institute of Refrigeration and Cryogenics, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China)

As a new technology, soft freezing is a new concept proposed in the refrigeration industry in recent years. It can freeze food at -7 ℃, and the frozen food is easy to cut off in a short time for processing. In order to provide evidence for improving the quality of food stored in a refrigerator under soft freezing conditions, a comparative analysis of the changes in pH, total bacterial count, total volatile base nitrogen (TVB-N), the freshness indicator K-value and sensory evaluation was carried out on fresh pork stored in three low-temperature environments, soft freezing at -7 ℃ plus ozone (Ⅰ), soft freezing at -7 ℃ (Ⅱ) and -18 ℃ freezing (Ⅲ). The results showed that pork freshness was maintained at the first level over the storage period of 21 d under soft freezing conditions, and at the second level up to 35 d, supporting the use of soft freezing in households. The first grade of freshness was prolonged to 45 d by combined use of soft freezing and ozone treatment through reducing the pH and total bacterial count, and the color was preserved better than under -18 ℃ freezing condition. Thus the combination of soft freezing and ozone has potential for commercial application.

soft freezing; ozone; pork; freshness preservation; freshness

TS205.7

A

1002-6630（2014）10-0304-05

10.7506/spkx1002-6630-201410056

2013-07-04

張婷玉（1989—），女，碩士研究生，研究方向為食品保鮮與貯藏。E-mail：tyu717@126.com

*通信作者：陶樂仁（1962—），男，教授，博士，研究方向為低溫生物醫學技術、食品冷凍冷藏、傳熱傳質強化。

E-mail：cryo307@usst.edu.cn