凍藏物流過程中制冷故障對生鮮牦牛肉品質的影響

李思寧，唐善虎*，王 柳，邱 翔，楊發龍

（西南民族大學生命科學與技術學院，四川 成都 610041）

凍藏物流過程中制冷故障對生鮮牦牛肉品質的影響

李思寧，唐善虎*，王 柳，邱 翔，楊發龍

（西南民族大學生命科學與技術學院，四川 成都 610041）

對生鮮牦牛背最長肌進行不同時間的制冷故障實驗，模擬凍藏物流過程中制冷故障對牦牛肉品質及質構的影響，分別測定牦牛肉解凍損失率、蒸煮損失率、pH值、硫代巴比妥酸（thiobarbituric acid，TBA）值、色度、彈性、咀嚼性，并觀察肌纖維組織結構。結果表明，隨著制冷故障時間的延長，牦牛肉的解凍損失率、蒸煮損失率、L*值和b*值呈極顯著增加的趨勢（P＜0.01），a*值、彈性呈極顯著下降的趨勢（P＜0.01），pH值、咀嚼性呈顯著下降的趨勢（P＜0.05），TBA值呈顯著增加的趨勢（P＜0.05）；肌纖維出現了更大程度的間隙和斷裂，肌束變得更加混亂，冰晶留下的間隙逐漸增大；制冷故障時間與各品質及質構指標間呈極顯著相關（P＜0.01）。因此，牦牛肉在凍藏物流過程中，制冷故障時間的長短對肉品質有重要的影響，應防止制冷故障引起的溫度波動對肉品質造成的損失。

牦牛肉；制冷故障；品質；凍藏物流

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冷凍畜禽肉在現代肉及肉制品加工業中起著很重要的作用，其生產和流通一直是肉類研究者們密切關注的課題。冷凍是貯藏原料肉最方便、有效的方法之一。肉的凍藏效果對隨后解凍過程中的汁液滲出物的多少以及食品的品質有直接影響，因此凍藏肉最終品質的好壞與冷凍技術及冷凍過程中的溫度波動有很大的關系[1]。牦牛肉天然、綠色、無污染，而且是高寒地區人群不可替代的肉食品，其消費比例逐年提高，但是牦牛基本都放牧在遠離城市的高原環境，因此冷凍貯藏、物流技術在牦牛產業發展過程中就顯得非常重要。

生鮮牦牛肉在凍藏物流過程中，可能會存在冷庫或冷藏運輸車制冷機組發生故障而無法制冷等情況，使得箱體內的溫度變化[2]，導致牦牛肉受到溫度波動的影響，這將會影響生鮮牦牛肉的品質。阿依木古麗等[3]研究探討了反復冷凍-解凍對牛肉品質及組織結構的影響，發現反復冷凍-解凍會嚴重破壞牛肉的組織結構，顯著降低牛肉品質。黃鴻兵[4]研究了凍藏過程中溫度波動對豬肉肌間冰晶顏色和新鮮度的影響，結果表明溫度波動越劇烈，冰晶體積增大幅度越大，溫度波動對肉的顏色、硫代巴比妥酸（thiobarbituric acid，TBA）值沒有顯著影響。余小領[5]研究了冷凍和解凍工藝對豬肉保水性和組織結構的影響，結果發現隨著凍藏時間的延長，冷凍豬肉的保水性逐漸降低；在不同的凍結速率條件下，凍結肉樣中所形成冰晶的大小和分布不同。目前，關于凍藏物流過程中制冷故障對生鮮肉品質的影響研究鮮見報道。本實驗利用冰箱設置不同的故障時間，模擬了生鮮牦牛肉在凍藏物流過程中遇到制冷故障及故障解除后重新凍結的情況，通過測定影響牦牛肉加工品質的理化、質構以及顯微結構等指標，旨在探索并找到牦牛肉在凍藏物流過程中制冷故障和牦牛肉品質間的關系，以期為其產業發展提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

牦牛肉：選取自然放牧狀態下，健康無病的3 歲齡牦牛6 頭，集中屠宰，現場采集背最長肌，裝入潔凈保鮮袋中密封，放入-18 ℃冰箱急凍2 h，在0～4 ℃條件下6 h內運往實驗室待測。

三氯乙酸、三氯甲烷、乙二胺四乙酸二鈉、TBA、1,1,3,3-四乙氧基丙烷、無水乙醇、多聚甲醛、二甲苯、伊紅、無水乙酸、蘇木精（均為分析純） 成都萇征化玻有限公司。

1.2 儀器與設備

TA.XT Plus質構儀 英國Stable Micro Systems公司；RM2235型輪轉式切片機 德國Leica公司；IX71型倒置顯微鏡 日本Olympus公司；pH-STAR胴體肌肉pH值直測儀 德國Matthaus公司；紫外分光光度計龍尼柯儀器有限公司；CR-400/410型色差儀 日本Minolta公司；BCD-243K型冰箱 河南新飛電器公司；TTX-100熱電偶測溫儀 德國Ebro公司；HH-6型恒溫水浴鍋 國華電器有限公司；HZS-H型水浴振蕩器哈爾濱市東明醫療儀器廠；電子天平 瑞士Mettler Toledo公司。

1.3 方法

1.3.1 實驗設計

去除牦牛背最長肌的筋膜后，沿背最長肌纖維方向切成1 cm厚的片狀（直徑約13 cm），分別用紫外滅菌自封袋包裝。將包裝好的牦牛肉樣置于-18 ℃冰箱中冷凍3 d至肉樣完全凍結。按表1的設計模擬牦牛肉在貯藏物流過程中遇到壓縮機停止工作引起的制冷故障及故障解除后重新凍結的情況（待故障解除后將牦牛肉放入-18 ℃冰箱中冷凍24 h），再將包裝有自封袋的肉樣放置在4 ℃冰箱解凍完全，待解凍后測定各項指標。在故障時間為0、3、6、12、24 h時，采用熱電偶測溫儀測定冰箱中的溫度。所有實驗均重復3 次。

表1 制冷故障時間設計Table 1 Design of refrigerating failure time

1.3.2 指標測定

1.3.2.1 解凍損失率的測定

用解凍前后牦牛肉的質量變化來表示。解凍損失率按公式（1）計算：

式中：m1為凍結前的質量/g；m2為解凍后的質量/g。

1.3.2.2 蒸煮損失率的測定

準確稱取經解凍后的牦牛肉，放入蒸煮袋中，于100 ℃的沸水中煮制10 min，將肉樣取出冷卻后稱質量。蒸煮損失率按公式（2）計算：

式中：m1為蒸煮前的質量/g；m2為蒸煮后的質量/g。

1.3.2.3 pH值的測定

用pH-STAR儀測定經解凍后的牦牛肉樣的pH值。

1.3.2.4 TBA值的測定

TBA值的測定參照文獻[6]的方法。稱取經解凍后

并絞碎的牦牛肉10 g于具塞錐形瓶，加入50 mL 7.5%三氯乙酸（含0.1%乙二胺四乙酸二鈉）溶液，水浴振蕩30 min，使其充分溶解，并用濾紙過濾2 次。吸取5 mL濾液于試管中，加入5 mL 0.02 mol/L的TBA溶液，混勻后放入90 ℃水浴鍋中保溫40 min，取出。冷卻后加入5 mL三氯甲烷，混勻，靜置分層后取上清液，在波長532 nm處測定吸光度。TBA值以每千克脂質氧化樣品中丙二醛的毫克數表示。TBA值按公式（3）計算：

式中：m1為肉樣的質量/kg；m2為丙二醛的質量/mg。

丙二醛含量以1,1,3,3-四乙氧基丙烷標定后折算。稱取0.315g 1,1,3,3-四乙氧基丙烷，用蒸餾水溶解并定容至1 000 mL，此溶液為儲備液（100 μg/mL）；準確吸取10 mL儲備液稀釋并定容至100 mL，此溶液為標準液（10 μg/mL）；準確吸取標準液0.0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6 mL于具塞試管中，用蒸餾水定容至5 mL，分別加入0.02 mol/L TBA試劑5 mL，混勻，置90 ℃水浴中保溫40 min，冷卻，加入5 mL三氯甲烷，混勻，靜置分層后取上清液，于532 nm波長處測定吸光度，繪制標準曲線。

1.3.2.5 色度的測定

采用色差儀測定經解凍后牦牛肉的顏色，色差儀進行白板校正后，將色差儀探頭垂直放在樣品橫斷面上測量。記錄L*、a*、b*值[7]。

1.3.2.6 彈性、咀嚼性的測定

采用質構儀測定經解凍后的牦牛肉的彈性和咀嚼性。彈性和咀嚼性測定[8]。樣品規格：長、寬、高為30 mm×20 mm×10 mm。測定參數為：測前速率：1.0 mm/s；測試速率：1.0 mm/s；測后速率：1.0 mm/s；下壓距離：4.0 mm；負載類型：Auto-5.0 g；探頭：P/0.5S 球形探頭；數據采集率：200 pps。

1.3.3 顯微結構觀察

根據文獻[9]方法并加以修改，用光學顯微鏡對牦牛肉樣的橫切面進行分析。將解凍后的牦牛肉修整成0.5 cm3大小的肉樣，迅速放入4%的多聚甲醛中在室溫條件下固定4 d，然后分別用75%、85%、95%、100%乙醇進行脫水，每次60 min。用二甲苯透明2 次，每次15 min，透蠟后用石蠟包埋。切片厚約5 μm，HE常規染色，晾片后用帶有數字攝像頭及圖像分析軟件的光學顯微鏡進行拍照。

1.4 數據處理

2 結果與分析

在實驗研究的制冷故障時間范圍內中，觀察到制冷故障時間為3、6、12 h時，肉樣處于半解凍狀態，制冷故障時間為24 h時，肉樣完全解凍，且肉樣隨著制冷故障時間的延長，解凍程度不斷增加；當故障解除后，肉樣被重新凍結；在各項指標測定時，肉樣在4 ℃冰箱經解凍后采集測定樣品。在故障時間為0、3、6、12、24 h時，采用熱電偶測溫儀測定冰箱中的溫度分別為（-18.11±0.19）℃、（-16.02±0.87）℃、（-12.67±1.01）℃、（-6.34±1.21）℃及（3.87±1.44）℃（環境溫度約25～29 ℃）。

2.1 制冷故障對生鮮牦牛肉品質及質構的影響

2.1.1 制冷故障對牦牛肉解凍損失率和蒸煮損失率的影響

圖1 制冷故障對牦牛肉解凍損失率（A）和蒸煮損失率（B）的影響Fig. 1 Effect of refrigerating failure on thawing loss percentage (A) and cooking loss percentage (B)

解凍損失率、蒸煮損失率直接影響到肉的風味、顏色、質地、嫩度等品質[10]，是評定肉品質保水性能強弱的重要指標。解凍損失率、蒸煮損失率增加說明牦牛肉的持水性能下降，汁液流失較多。由圖1可得，隨著制冷故障時間的延長，生鮮牦牛肉的解凍損失率和蒸煮損失率呈極顯著增加的趨勢（P＜0.01），這表明故障時間越久，對牦牛肉品質的破壞越大，這可能是因為故障時間越長，牦牛肉解凍的程度越大，再次凍結后肌肉中形成冰晶，這些冰晶造成肌肉組織細胞的破壞，肌肉組織的破壞降低了其自身的水分保持能力[11]。

2.1.2 制冷故障對牦牛肉pH值和TBA值的影響

由圖2A可得，隨著制冷故障時間的延長，牦牛肉pH值呈下降的趨勢（P＜0.05），這可能是由于牦牛肉中的脂肪和磷脂酶解產生了游離脂肪酸，也可能與蛋白質水解有關[12]。

由圖2B可得，隨著制冷故障時間的延長，牦牛肉的TBA值呈顯著增加的趨勢（P＜0.05）。這說明肉中脂肪氧化程度會隨著肉樣解凍程度的增大而增大，主要是因為于肉類食品中脂肪氧化多發生在細胞膜水平上[13]，牦牛肉樣經凍結-解凍-凍結-解凍過程，細胞受擠壓發生破裂，細胞中的氧化酶逐漸被釋放，使肉中的脂肪不斷發生氧化[14]。TBA值的升高也能解釋pH值下降的原因。

圖2 制冷故障對牦牛肉pH值（A）和TBA值（B）的影響Fig. 2 Effect of refrigerating failure on pH value (A) and TBA value (B)

2.1.3 制冷故障對牦牛肉顏色的影響

圖3 制冷故障對牦牛肉L*（A）、a**（BB）、b*（C）值的影響Fig. 3 Effect of refrigerating failure on L*, a*, and b* values

在冷凍貯藏過程中，肉的顏色會由于一系列反應的發生而發生變化[15]。L*值表示肉樣的亮度，該值越大，說明肉的光澤度越好；a*值表示肉樣的紅度，該值越高，說明肉越新鮮；b*值表示肉樣的黃度，該值越高，說明肉越不新鮮[16]。由圖3可得，隨著制冷故障時間的延長，肌肉的a*值極顯著下降（P＜0.01）、L*和b*值極顯著上升（P＜0.01），即牦牛肉樣的紅度減小，亮度和黃度增大，肉的新鮮程度降低，這是因為故障時間越長，肉樣解凍的程度越大，釋放的促氧化劑促進了蛋白的氧化，從而肌紅蛋白（紅色）氧化成氧化肌紅蛋白（褐色）[17]。還有研究[18]表明，肉顏色的變化與脂肪氧化有關。結合圖2可以看出，牦牛肉顏色的變化與肌肉組織中脂肪氧化程度（TBA值）變化具有一致性，這與文獻[19]研究結果一致。

2.1.4 制冷故障對牦牛肉彈性和咀嚼性的影響

圖4 制冷故障對牦牛肉彈性（A）和咀嚼性（B）的影響Fig. 4 Effect of refrigerating failure of elasticity (A) and chewiness (B)

由圖4可得，隨著制冷故障時間的延長，牦牛肉的彈性呈極顯著下降的趨勢（P＜0.01），咀嚼性呈下降的趨勢（P＜0.05）。造成這種現象的原因是肉樣的解凍程度隨制冷故障時間的延長而增加，重新凍結后重結晶破壞了細胞膜、細胞器及肌肉組織結構[20]，導致其質地變軟，降低了肉的可塑性，造成牦牛肉持水力下降，導致肉樣解凍損失率和蒸煮損失增加，肉的汁液流失也相應增加，肉樣的口感變差，即彈性和咀嚼性降低[21]。

2.2 制冷故障對牦牛肉背長肌肌纖維橫切結構的影響

Fig. 5 Effect of refrigerating failure of the microstructure ofcross-sections of yak M. Longissimus dorsi muscle fi bers (× 100)

冰晶以針狀形態存在于肌肉纖維組織之間，當肌肉組織內的水在結冰時，體積增大8.7%左右。如果僅從冰晶破壞角度來看，直接凍結時，生成的冰晶較小、數量多，對肌肉組織破壞較小；而肉經解凍后再凍結時，會發生重結晶，使肉品質量降低[22]。由圖5可得，新鮮牦牛肉的背最長肌肌纖維組織結構均勻、致密，基本看不到肌纖維之間的間隙。制冷故障0 h的牦牛肉肌纖維間開始有間隙，但是隨著制冷故障時間的延長，牦牛肉肌纖維出現了更大程度的間隙和斷裂，肌束變得更加混亂。這是由于牦牛肉在凍藏物流過程中制冷故障及故障解除導致牦牛肉經歷凍結-解凍-凍結，造成冰晶成長和水分遷移，對細胞膜和細胞器造成機械損傷，釋放出的酶及促氧化劑，加速了脂肪和蛋白氧化[23]，造成肉的品質下降。

2.3 制冷故障時間與各指標間的相關性分析

表2 制冷故障時間與各指標間相關性分析結果Table 2 Correlation analysis of refrigerating failure time and various indicators

由表2可得，制冷故障時間與解凍損失率、蒸煮損失率、TBA值、L*值、b*值呈極顯著正相關（P＜0.01），相關系數r分別為0.982、0.934、0.945、0.941、0.924；制冷故障時間與pH值、a*值、彈性、咀嚼性呈極顯著負相關，相關系數r分別為-0.797、-0.970、-0.807、-0.781。這表明制冷故障時間越短，對生鮮牦牛肉的品質影響程度越小，牦牛肉的感官和食用品質就越好。

3 結 論

牦牛肉隨著制冷故障時間的延長，解凍損失率、煮制損失率極顯著增加（P＜0.01）；pH值顯著下降（P＜0.05）、脂肪氧化極顯著加速；L*和b*值極顯著增加，a*值極顯著下降（P＜0.01）；彈性和咀嚼性極顯著下降（P＜0.01）；肌原纖維結構更加松散、斷裂程度更大。并且，制冷故障時間與各品質及質構指標間呈極顯著相關（P＜0.01）。因此，在凍藏物流過程中，制冷故障會引起牦牛肉品質及肌肉結構的變化，降低肉的食用品質，破壞肌肉的組織結構，使肌肉營養價值降低。所以，在凍藏物流過程中應盡量減少運輸和貯藏過程中發生的溫度波動，健全冷鏈技術，防止制冷故障引起的溫度波動對肉品質造成的損失。

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Effect of Refrigerating Failure during Frozen Logistics on the Quality of Fresh Yak Meat

LI Sining, TANG Shanhu*, WANG Liu, QIU Xiang, YANG Falong
(College of Life Science and Technology, Southwest University for Nationalities, Chengdu 610041, China)

Impact of refrigerating failure during frozen logistics on the quality and texture of yak meat was simulated using refrigerating failure test for yak M. Longissimus dorsi muscle at various time points. Thawing loss percentage, cooking loss percentage, pH value, thiobarbituric acid (TBA) value, chromaticity parameters, elasticity and chewiness of the tested samples were measured and the microstructure of muscle fibers was observed with microscope. With the extension of refrigerating failure time, extremely signifi cant increases in thawing loss percentage, cooking loss percentage, L* value and b* value (P ＜ 0.01) were found, while extremely signifi cant decreases in a* value and elasticity (P ＜ 0.01) existed. The pH value and chewiness signifi cantly decreased (P ＜ 0.05). TBA value signifi cantly increased (P ＜ 0.05). In addition, muscle fi bers displayed larger gaps and they were broken down to a larger extent. The distribution of muscle bundles and the space left by ice crystals tended to be more irregular and larger, respectively. Furthermore, high correlation between refrigerating failure time and indices relevant to the quality and texture of meat was observed. Therefore, it was indicated that the time of refrigerating failure played a very important role in affecting the quality of yak meat and the harmful effect of temperature fl uctuation induced by refrigerating failure on meat quality should be avoided.

yak meat; refrigerating failure; quality; frozen logistics

10.7506/spkx1002-6630-201610042

TS251.5

A

1002-6630（2016）10-0246-06

李思寧, 唐善虎, 王柳, 等. 凍藏物流過程中制冷故障對生鮮牦牛肉品質的影響[J]. 食品科學, 2016, 37(10): 246-251. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201610042. http://www.spkx.net.cn

LI Sining, TANG Shanhu, WANG Liu, et al. Effect of refrigerating failure during frozen logistics on the quality of fresh yak meat[J]. Food Science, 2016, 37(10): 246-251. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201610042.

2015-10-12

“十二五”國家科技支撐計劃項目（2015BAD29B02）；四川省科技支撐計劃項目（16ZC2530）

李思寧（1988—），女，實驗師，碩士，研究方向為食品加工與貯藏技術。E-mail：616906108@qq.com

*通信作者：唐善虎（1964—），男，教授，博士，研究方向為動物性食品加工及檢測。E-mail：stang01@126.com