鮮肉冰點及與主要理化指標的相關性

荊紅彭 劉敬斌 黃汝敏 趙菲 關文強

摘 要：采用凍結法和差示掃描量熱儀測定牛、羊、雞不同部位的冰點溫度，并對其水分含量、密度、蛋白質、脂肪等指標進行測定，確定鮮肉的冰點與其主要成分的相關性，建立肉的冰點與主要成分的線性相關方程。結果表明：牛和羊各部位肉冰點溫度均在-1.4～-1.7 ℃之間，雞各部位肉冰點溫度在-1.1～-1.4 ℃之間，其中牛肉冰點溫度最高的部位為牛里脊（-1.4 ℃）。鮮肉的冰點溫度與水分含量呈極顯著正相關，而與脂肪的含量呈極顯著負相關。較高的脂肪和蛋白質含量，尤其是當脂肪含量較高時，鮮肉具有較低的冰點。因此根據鮮肉冰點與其主要成分的線性相關方程，可以在測定脂肪及水分含量的基礎上預測鮮肉的冰點溫度。

關鍵詞：鮮肉；冰點；理化指標；相關性分析

中圖分類號：TS201.3 文獻標志碼：A 文章編號：1001-8123（2014）08-0001-04

鮮肉富含蛋白質、脂肪和水分，流通中極易腐敗，通過低溫環境可以有效控制肉的腐敗變質，是鮮肉有效保鮮的最重要手段。0 ℃以下冰點以上的冰溫貯藏可以最大限度地保持鮮肉原有的品質，延長流通中的保鮮時間，是近年來研究較多的鮮肉保鮮方法[1-4]。貯藏溫度過高易于腐敗，溫度過低易發生凍結，因此冰溫貯藏的關鍵是確定貯藏鮮肉的冰點，而冰點的高低受肉的脂肪、蛋白質和水分含量等因素的影響。不同種類和品種的動物不同部位肉的組成成分差異較大，冰點也各不相同[5-7]。通過測定不同部位鮮肉的冰點、蛋白質、脂肪、水分含量等指標，確定冰點與這些成分的相關性，可以通過成分預測鮮肉的冰點，為選擇鮮肉的最佳貯藏溫度提供參考[8-10]。關于冰點與產品成分的相關性研究多集中于果蔬產品，鐘志友等[1]研究了果蔬冰點與其生理生化指標的關系，閆瑞香等[5]進行了蒜薹冰點溫度、可溶性固形物含量與水分含量相關性的研究，張璇等[11]研究了不同品種黃桃的冰點溫度及其影響因素，閆根柱等[12]研究了梨在冰點的貯藏問題。然而，由于鮮肉的傳統貯藏保鮮方法是低溫冷凍和冷鮮肉的0～4 ℃保鮮，與鮮肉冰點相關的冰溫保鮮研究也是近年來才逐漸開始，因此，關于冰點溫度和蛋白質、脂肪、密度、水分含量之間的相關性分析報道較少。本實驗系統研究牛、羊、雞鮮肉不同部位的冰點，確定鮮肉冰點與與蛋白質、脂肪等成分指標的關系，為通過簡單指標脂肪和水分含量等預測冰點及鮮肉的冰溫保鮮提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料

生鮮牛前腿肉、里脊肉、腱子肉、后臀肉購于天津市西北角南大寺馬記牛羊肉店，年齡3歲的魯西黃牛，體質量約210 kg；生鮮羊前腿肉、里脊肉、腱子肉、后臀肉購于天津市西北角南大寺小韓羊肉店，2歲大尾寒羊，體質量約80 kg；雞胸肉、雞腿肉購于天津市武清區養雞場，飼養3個月肉雞，體質量2.5 kg。

將上述屠宰后的生鮮肉當日及時運輸放入天津商業大學0 ℃冰溫庫中，排酸24 h。將排酸后的生鮮肉從冰溫庫中取出，進行指標測定，每次指標測定時取3 個樣品，實驗重復3 次。

1.2 儀器與設備

DSC-Q1000熱流型差式掃描量熱儀 美國TA儀器公司；EL204萬分之一天平 梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；L93-4溫度記錄儀 杭州路格科技有限公司；BCD-206YH冰箱 青島海爾股份有限公司；SXT-06索氏抽提器 上海洪紀儀器設備有限公司；UDK159全自動凱氏定氮儀 北京盈盛恒泰科技有限責任公司。

1.3 方法

1.3.1 冰點的測定

1.3.1.1 差示掃描量熱（differential scanning calorimetry，DSC）法

牛肉冰點的測量采用DSC法，此法根據溫度變化與輸入焓值之間的關系判斷冰點。在程序控制溫度下，測量輸出試樣和參比物的功率差與溫度的關系，根據曲線得出冰點[13]。

用萬分之一天平準確稱量無肉眼可見脂肪的鮮肉5～12 mg，立即轉入DSC坩堝進行測量，測量過程中，溫度控制程序如下：樣品溫度以5 ℃/min的速率降至

-30 ℃，保持5 min，再以5 ℃/min的速率升溫至20 ℃；降溫曲線的峰起始溫度為凍結溫度，升溫曲線的峰值相變溫度為熔融點溫度[14-16]，本研究采用熔融點溫度作為冰點溫度。

1.3.1.2 凍結法

取無肉眼明顯可見脂肪的肉塊約30 g，將溫度記錄儀刺入式探頭插到鮮肉中間部位，放入冰箱冷凍室，開啟溫度記錄儀記錄鮮肉溫度變化，讀數精度0.1 ℃，2 s記錄1次數據，得出鮮肉溫度隨時間變化曲線。

低溫條件下鮮肉溫度隨時間變化的關系曲線中，曲線平緩處所對應的溫度即為該鮮肉的冰點溫度。

1.3.2 脂肪含量測定

參考GB/T5009.6—2003《食品中脂肪的測定》中的索氏抽提法。采用索氏抽提器進行脂肪的測定，將鮮肉用刀切碎，稱取2.5 g碎肉，移入濾紙筒中，然后將濾紙筒放入脂肪抽提器內，連接已干燥至恒質量的接收瓶，由冷凝管上端加入無水乙醚至瓶內體積的2/3處，于水浴上加熱，使乙醚不斷回流提?。?～8 次/h），抽提8 h。

1.3.3 蛋白質含量測定

參考GB 5009.5—2010《食品中蛋白質的測定》中的凱氏定氮法。將鮮肉切碎后充分混勻，取0.3 g放入消化管中，加入10 mL濃硫酸和一片消化片，消化3 h，消化結束后，采用全自動凱氏定氮儀進行檢測。

1.3.4 水分含量測定

參考GB 5009.3—2010《食品中水分的測定》中的直接干燥法。

1.3.5 密度的測定

采用排水法進行密度的測定。稱取無肉眼明顯可見脂肪的鮮肉約30 g，將其放入裝有一定體積水的50 mL量筒（精度為0.1 mL）中，量筒中水的量足以淹沒鮮肉。以上各指標分別取3 個樣品進行3次重復測定，取其平均值。

1.4 統計分析

采用Excel 2003和SPSS軟件系統進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 鮮肉冰點及相關理化參數

凍結法是測定食品冰點的常規方法，DSC則主要通過測定相變過程中測試樣與參照物之間的熱流差來對相變溫度進行確定。通過DSC法和凍結法對于不同鮮肉冰點測量后發現，兩種方法所測得的冰點整體趨勢是一致的，但DSC方法所測得的冰點整體上偏低，這與鐘志友等[1]的研究結果一致，這可能是DSC方法的取樣量（5～12 mg）較少以及測定的原理不同所致，難以作為實踐應用的參考，故本研究在參考DSC方法所測得的冰點的基礎上，主要采用了凍結法所測得的冰點數據進行分析。牛、羊、雞不同部位共10種樣品的冰點、脂肪、蛋白質、水分含量等指標測定結果如表1所示。不同肉之間的蛋白質含量、脂肪含量、水分含量差別較大，即使同一種肉不同部位之間冰點及各成分含量也存在較大差異。鮮肉的冰點溫度大致分布在-1.7～-1.0 ℃之間，脂肪含量1.1%～19%，蛋白質含量16.52%～24.43%，水分含量58.3%～75.74%。鮮肉的密度1.02～1.08 g/mL，稍微高于水的密度，不同肉的密度差異較小。雞腿的冰點溫度最高，為-1.1 ℃，其對應的水分含量也最高，為75.74%，其脂肪含量也相對較低為3.2%，蛋白質含量則為22.49%。冰點溫度最低的是牛后臀，冰點為―1.7 ℃，其中牛后臀的水分含量也最低，為58.3%，而其脂肪含量最高，為19%，蛋白質含量為20.95%，其他幾種肉的各指標則居于中間。牛里脊和牛里脊的冰點溫度在4個部位中是最高的為-1.4 ℃，其對應的脂肪含量分別為3.1%和6.4%，是4個部位中最低的，二者蛋白質含量居于中間，分別為22.69%和20.45%，但其水分含量是最高的，分別為73.778%和73.331%。在實際鮮肉貯藏保鮮過程中，應該以較高冰點溫度的部位為溫度設定和管理依據，以預防鮮肉貯藏流通過程中冷凍現象的發生。

2.2 鮮肉冰點與脂肪含量的相關性

由圖1可知，隨著脂肪含量的增大，冰點溫度呈下降的趨勢，這可能是因為鮮肉中脂肪含量越高，導致鮮肉組織間自由水就越少，組織結冰也就越困難，從而導致冰點溫度降低[1]。對冰點溫度與脂肪含量進行線性回歸分析，得出兩者之間的線性回歸方程為：Y = -0.021 2X-1.282 2，其相關系數R2=0.569 2，經α=0.05的F檢驗結果可知F>F0.05，所以回歸方程具有顯著性。因此，根據回歸方程，通過測定鮮肉中脂肪的含量，可預測出其大致冰點溫度。

2.3 鮮肉冰點與蛋白質含量的相關性

肉類中蛋白質含量較高，其所含動物蛋白所含氨基酸的種類和比例較符合人體需要，所以肉中蛋白質含量是反應肉類營養價值高低的重要指標之一。蛋白質含量與冰點的相關性分析見圖2。

由圖2可知，隨著蛋白質含量的升高，冰點溫度并沒有呈現顯著上升或下降的趨勢，這可能跟蛋白質卷曲、折疊的網狀空間結構有關。對冰點溫度和蛋白質含量進行線性回歸分析，得出兩者之間的線性回歸方程為

Y = 0.0256X-1.9920，相關系數R2=0.1011，經F檢驗結果為F

2.4 鮮肉冰點與水分含量的相關性

水分是肉中的主要成分之一，同時也是影響肉貯藏保鮮過程中，貨架期長短的主要因素。水分含量與冰點的相關性關系見圖3。

由圖3可知，鮮肉冰點的溫度隨著水分含量的增高而升高，這是因為水的冰點為0 ℃，水分含量越高，則肉組織越容易結冰，因而冰點溫度升高[14-15]。貯藏前的肉品如果水分含量過高，或貯藏環境濕度較大，都不利于肉的長期保質貯藏，因此動物在宰殺前，應對其禁食[16]。經線性回歸分析可得，鮮肉冰點溫度與水分含量之間的線性回歸方程為Y =0.0205X-2.8464，相關系數R2=0.7067，經α=0.01的F檢驗可知F>F0.01，因此冰點溫度與水分含量之間呈極顯著正相關。因而，通過測量鮮肉的水分含量，并根據回歸方程可以預測某種鮮肉的冰點。

2.5 鮮肉冰點與密度的相關性

通過測定結果可知，不同肉密度之間差異較小，基本上都接近水的密度。由圖4可知，鮮肉的冰點溫度沒有隨密度的變化而呈現明顯上升或下降趨勢，經線性回歸分析可得，鮮肉冰點溫度與密度之間的線性回歸方程為Y =-3.2895X+1.9842，其相關系數R2=0.1154，經α=0.05的F檢驗結果可得F

3 結 論

DSC法和凍結法所測得的冰點大小趨勢一致，但DSC方法所測得的冰點整體偏低。牛、羊和雞鮮肉的冰點溫度大致分布在-1.7～-1.1 ℃，其中牛肉和羊肉冰點分布在-1.4～-1.7 ℃，雞肉的冰點溫度在-1.1～

-1.4 ℃。鮮肉的冰點溫度與水分含量呈極顯著正相關，與脂肪的含量呈顯著負相關。較高的脂肪、蛋白質含量，尤其是脂肪含量較高時，牛肉具有較低的冰點。根據冰點與主要成分的線性相關方程，可以在測定脂肪及水分含量的基礎上預測鮮肉的冰點溫度。

參考文獻：

[1] 鐘志友， 張敏， 楊樂， 等. 果蔬冰點與其生理生化指標關系的研究[J]. 食品工業科技， 2011， 32（2）： 76-78.

[2] HOO A F， MCLELLAN M R. The contributing effect of apple pectin on the freezing point depression of apple juice concentrates[J]. Journal of Food Science， 1987， 52（2）： 372-374.

[3] CHEN C S. Relationship between water activity and freezing point depression of food systems[J]. Food Science， 1987， 52（2）： 433-435.

[4] CHENC S， NGUYEN T K， BRADDOCK R J. Relationship between freezing point depression and composition of fruit juice systems[J]. Food Science， 1990， 55（2）： 566-569.

[5] 閻瑞香， 賈凝， 宋茂樹， 等. 蒜薹冰點溫度， 可溶性固形物含量與水分含量相關性的研究[J]. 食品科學， 2007， 28（10）： 554-557.

[6] 喬勇進， 孫蕾， 吳興梅， 等. 不同成熟度沾化冬棗冰點測定及適宜貯藏溫度的研究[J]. 經濟林研究， 2005， 23（1）： 10-12.

[7] 王頡， 李里特， 丹陽， 等. 果品蔬菜冰點可溶性固形物含量關系的研究[J]. 制冷學報， 2005， 26（1）： 14-18.

[8] 申春苗， 汪良駒， 王文輝， 等. 12個梨品種果實冰點溫度的測定與影響因素分析[J]. 南京農業大學學報， 2011， 34（1）： 35-40.

[9] 任杰， 張素麗， 冷平， 等. 不同處理對甜櫻桃近生物冰點貯藏效果研究[ J]. 中國農業大學學報， 2009， 14（2） ： 75- 80.

[10] 劉斌， 申江， 王素英， 等. 獼猴桃及香梨冰溫貯藏實驗研究[J]. 制冷學報， 2008， 29（2）： 50- 53

[11] 張璇， 孫婭， 王毓寧， 等. 不同品種黃桃的冰點溫度及其影響因素分析[J]. 食品科學技術學報， 2013， 31（4）： 37-41.

[12] 閆根柱， 王春生， 趙迎麗， 等. 梨近冰溫貯藏試驗[J]. 中國果樹， 2011（4）： 16-19.

[13] 申江， 劉斌， 李林. 冰溫貯藏保鮮關鍵技術[C]//第3屆中國食品冷藏鏈新設備新技術論壇論文集. 北京： 中國制冷空調工業協會， 2007.

[14] 馮會利， 李巧蓮， 吳習宇. 冰溫結合氣調貯藏對新鮮牛肉的保鮮研究[J]. 包裝工程， 2013， 34（15）： 53-58.

[15] 李來好， 彭城宇， 岑劍偉， 等. 冰溫氣調貯藏對羅非魚片品質的影響[J]. 食品科學， 2009， 30（24）： 439-443.

[16] BRO R， JAKOBSEN M. Exploring complex interactions in designed data using GEMANOVA. Color changes in fresh beef during storage[J]. Journal of Chemometrics， 2002， 16（6）： 294-304.