超聲波解凍對(duì)羊肉品質(zhì)的影響

杜鵬飛 王維婷 李孟孟 王瑋 肖欣欣 王守經(jīng) 柳堯波 胡鵬 孫蘇軍 汝醫(yī) 孫蓓 李晴 李永生

摘 要：以20 ℃靜水解凍組為對(duì)照，在相同水溫條件下，研究不同超聲波功率（120、180、240、300 W）對(duì)解凍后羊肉品質(zhì)的影響。結(jié)果表明：與對(duì)照組相比，超聲波解凍組解凍時(shí)間顯著縮短，解凍后羊肉紅度值（a*）和嫩度顯著提高，180 W超聲波解凍處理組羊肉黃度值（b*）最高（P<0.05）;隨著超聲波功率的增加，解凍后羊肉的汁液損失率顯著增大（P<0.05），pH值和亮度值（L*）顯著降低（P<0.05）;隨著超聲波功率的增加，解凍后羊肉菌落總數(shù)顯著降低（P<0.05），其中180、240 W超聲波處理組顯著低于120 W處理組（P<0.05）。綜合分析可知，超聲波解凍與靜水解凍相比顯著提高了羊肉的解凍速率和羊肉新鮮度，且對(duì)羊肉的脂肪酸組成和相對(duì)含量沒有顯著影響，但超聲波解凍后羊肉肉色偏暗，解凍汁液流失率偏高。240 W超聲波解凍對(duì)羊肉品質(zhì)的負(fù)面影響最小，因此選擇240 W作為羊肉最佳解凍功率。

關(guān)鍵詞：超聲波;解凍;羊肉;品質(zhì)特性;脂肪酸

Abstract： In this experiment， the effect of different ultrasonic powers （120， 180， 240 and 300 W） on the quality of frozen-thawed mutton was investigated. Ultrasonic thawing was carried out with immersion in a water bath at 20 ℃. Samples thawed under the same condition without ultrasonic treatment were considered as control. The results showed that compared with the control group， the thawing time of ultrasonic thawing was significantly shortened， and the redness value （a*） and tenderness of ultrasonic thawed mutton were significantly increased. The yellowness value （b*） of mutton was the highest after 180 W ultrasonic treatment. The thawing loss was significantly increased with the increase of ultrasonic power?（P < 0.05）， while the pH value and brightness value （L*） were significantly lowered （P < 0.05）. The total bacterial count significantly fell with the increase of ultrasonic power （P < 0.05） and it was more significantly decreased at 180 and 240 W than at 120 W （P < 0.05）. Overall， compared with the control， ultrasonic thawing could significantly increase the thawing rate of frozen mutton and improve meat freshness without having any significant effect on fatty acid composition and contents. However， the color of ultrasonic thawed meat was darker with a higher thawing loss. Thawing at 240 W ultrasonic power had the least negative effect on mutton quality and therefore could be selected as the best thawing method for mutton.

Keywords： ultrasonic; thawing; mutton; quality characteristics; fatty acids

在全球肉類市場中，冷凍貯藏已成為食品保鮮的首選方法[1]。冷凍貯藏有利于延長肉類食品的貨架期，冷凍作為肉及肉制品的主要貯藏形式，在肉及肉制品加工業(yè)中起到重要作用[2]。肉類冷凍貯藏作用機(jī)理主要為肌肉內(nèi)部水分在低溫環(huán)境中被脫除或固定[3-4]，但是冷凍過程中形成的冰晶會(huì)破壞肉的微觀結(jié)構(gòu)，在解凍過程中可能會(huì)發(fā)生脂質(zhì)氧化、汁液流失或蛋白質(zhì)變性等問題，最終造成解凍肉的風(fēng)味、肉色、質(zhì)地、營養(yǎng)等品質(zhì)下降[5]。此外，冷凍肉解凍過程中的微生物指標(biāo)、理化特性和組織結(jié)構(gòu)也會(huì)發(fā)生變化[6]。解凍過程造成肉的食用品質(zhì)下降是難免的，選擇合適的解凍方式能有效減少損失[7-9]。因此，一些高品質(zhì)食品在冷凍處理后需要合適的解凍方法來維持其原有品質(zhì)[10-11]，這對(duì)確保食品加工企業(yè)能夠穩(wěn)定獲得高質(zhì)量的原材料具有重要意義。傳統(tǒng)的空氣和靜水解凍方式一般存在易引起微生物污染、解凍不均勻、酶促褐變及解凍時(shí)間較長等缺陷。隨著科技的發(fā)展，近年來出現(xiàn)了許多新的食品解凍方法，如微波解凍[12-13]、低溫解凍[14-15]和超聲波解凍等[16-17]。

柳紅莉等[18]通過比較不同解凍方式（超聲波解凍、低溫解凍、自然空氣解凍和微波解凍）對(duì)炒制雞肉品質(zhì)特性的影響，發(fā)現(xiàn)超聲波解凍作為新型解凍技術(shù)能夠有效縮短解凍時(shí)間。李慢等[19]以中國對(duì)蝦為研究對(duì)象，對(duì)比超聲波解凍、靜水解凍、空氣解凍和低溫解凍4 種解凍方式對(duì)其品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)超聲波解凍對(duì)中國對(duì)蝦的品質(zhì)影響最小。Gambuteanu等[20]的研究表明，超聲波解凍可以更好地保持解凍豬肉的物理、化學(xué)和微生物特性，超聲波頻率是確定最優(yōu)解凍條件的關(guān)鍵指標(biāo)。以上研究結(jié)果均表明超聲波可用于食品解凍，適宜頻率和強(qiáng)度的超聲波解凍可能成為代替?zhèn)鹘y(tǒng)解凍方式的新型解凍方式[13]。同時(shí)也有研究表明，超聲波解凍會(huì)對(duì)肉的色度、保水性、脂肪酸組成等感官及營養(yǎng)品質(zhì)造成一定的負(fù)面影響。余力等[14]研究不同解凍方式對(duì)伊拉兔肉品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，與其他解凍方式相比，超聲波解凍伊拉兔肉的解凍損失率最高，對(duì)兔肉品質(zhì)影響最大。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同功率超聲波解凍對(duì)羊肉解凍時(shí)間和保水性的影響

由表1可知，隨著超聲波功率的增大，解凍時(shí)間顯著縮短（P<0.05），靜水解凍所需時(shí)間最長。與靜水解凍相比，超聲波功率為300 W時(shí)，解凍時(shí)間縮短了近一半，這是由于超聲波促進(jìn)熱量的傳輸和交換過程，合適的功率可使超聲波輔助解凍實(shí)現(xiàn)低溫快速解凍并提高解凍效率[15]。

靜水解凍羊肉的汁液流失率最低，為2.01%。超聲功率為300 W時(shí)，羊肉汁液流失率最高，為6.58%，顯著高于120、180、240 W超聲波解凍組（P<0.05），且3 組之間的汁液流失率差異不顯著。解凍過程中的熱量為融解潛熱，冷凍羊肉的溫度升高需要一定時(shí)間。超聲波在解凍時(shí)以熱能形式作用于肉塊，使羊肉表面溫度快速升高，熱量在羊肉內(nèi)部被層層削弱，因此羊肉內(nèi)部溫度上升較慢，導(dǎo)致羊肉內(nèi)外部出現(xiàn)較大溫差。解凍過程中的不均勻受熱，導(dǎo)致羊肉出現(xiàn)解凍汁液損失。張昕等[15]研究不同功率超聲波解凍對(duì)雞胸肉品質(zhì)的影響，其汁液流失率變化與本研究結(jié)果一致。

蒸煮損失率是衡量羊肉加工過程中品質(zhì)變化的重要指標(biāo)之一，在一定程度上反映肉制品的風(fēng)味和口感，與企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益密切相關(guān)[25-27]。超聲波功率的變化對(duì)解凍后羊肉的蒸煮損失率具有顯著影響（P<0.05），其中超聲波功率為240 W時(shí)，羊肉蒸煮損失率最小。

2.2 不同功率超聲波解凍對(duì)羊肉pH值的影響小寫字母不同，表示差異顯著（P<0.05）。圖2～4同。

pH值對(duì)肌肉系水力的影響實(shí)質(zhì)上是蛋白質(zhì)分子的靜電荷效應(yīng)。解凍過程中存在汁液損失的同時(shí)伴有礦物質(zhì)和小分子蛋白的流失，從而破壞肌肉細(xì)胞的離子平衡，并引起pH值變化[28-30]。由圖1可知：與對(duì)照組相比，超聲波解凍后羊肉pH值顯著降低（P<0.05），這可能是由超聲波解凍過程中羊肉較高的汁液流失率引起的;120 W和180 W超聲波解凍羊肉的pH值之間無顯著差異;240 W和300 W超聲波解凍羊肉的pH值之間無顯著差異。

2.3 不同功率超聲波解凍對(duì)羊肉色澤的影響

羊肉的顏色對(duì)消費(fèi)者判斷其品質(zhì)和可接受性起著重要作用[31-32]。由表2可知，超聲波解凍后羊肉L*顯著下降（P<0.05），這可能是由于隨著超聲波功率的增大，肌紅蛋白分子中部分球蛋白變性，肉樣發(fā)生脂質(zhì)氧化及色素降解，使得解凍后的L*降低。超聲波解凍后羊肉a*顯著升高（P<0.05），這可能是由于超聲波處理使肌肉的微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，超聲波功率越高，解凍速率越快，解凍時(shí)間縮短，導(dǎo)致肌紅蛋白降解減少。超聲波解凍后羊肉的b*沒有顯示出規(guī)律性變化，羊肉的可接受性隨著b*的增加而降低，180 W超聲波解凍處理后羊肉b*最高，表明其可接受性最低。

2.4 不同功率超聲波解凍對(duì)羊肉MFI的影響

MFI是表征嫩度的重要指標(biāo)[33]，MFI越大，表明肌原纖維內(nèi)部結(jié)構(gòu)破壞程度越大。由圖2可知，不同功率超聲波解凍對(duì)羊肉MFI具有顯著影響（P<0.05）。與對(duì)照組相比，超聲波處理顯著提高了解凍羊肉的MFI（P<0.05）。羊肉MFI隨超聲波功率的增大而增大，且各處理組間MFI差異顯著（P<0.05）;上述結(jié)果表明，超聲波解凍較靜水解凍可有效提高羊肉的MFI，增大超聲波功率有助于提高肌纖維碎片化程度，進(jìn)而改善羊肉嫩度。

由圖3可知，與對(duì)照組相比，超聲波解凍組（除超聲波功率120 W處理組之外）肉樣剪切力顯著降低（P<0.05）。隨著超聲波功率的增大，羊肉剪切力逐漸下降。超聲波解凍技術(shù)在縮短解凍時(shí)間的同時(shí)可顯著提高羊肉嫩度，因此有助于改善肉品品質(zhì)。

2.6 不同功率超聲波解凍對(duì)羊肉菌落總數(shù)的影響

由圖4可知，與對(duì)照組相比，超聲波解凍顯著降低了羊肉的菌落總數(shù)（P<0.05），超聲波功率為180、240、300 W時(shí)，羊肉菌落總數(shù)顯著低于120 W處理組（P<0.05），但是超聲波功率為180、240 W時(shí)，羊肉的菌落總數(shù)沒有顯著變化。由于空化效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)，超聲波解凍可顯著提高物料擴(kuò)散速率并改善羊肉品質(zhì)，同時(shí)，這些效應(yīng)可顯著破壞微生物細(xì)胞結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到減少微生物活菌的目的。另外，超聲波解凍過程中產(chǎn)生的過氧化氫對(duì)微生物亦有殺滅作用。超聲波在一定程度上可以抑制微生物代謝，因此具有一定的殺菌作用;同時(shí)超聲波解凍時(shí)間縮短，一定程度上減少了肉樣與外界的接觸時(shí)間。

2.7 不同功率超聲波解凍對(duì)羊肉脂肪酸組成及含量的影響

由表3可知，采用氣相色譜法在不同功率超聲波解凍羊肉中檢出28 種脂肪酸，其中SFA以C16：0和C18：0為主，MUFA以C18：1為主，PUFA中C18：2相對(duì)含量較高。經(jīng)不同功率超聲波解凍后羊肉的各脂肪酸含量沒有顯著性差異，表明在選定的超聲波范圍內(nèi)不同功率超聲波解凍對(duì)羊肉脂肪酸組成和相對(duì)含量沒有顯著影響。

3 結(jié) 論

與靜水解凍相比，超聲波解凍明顯縮短了冷凍羊肉的解凍時(shí)間，且隨著超聲波功率的增大，羊肉的a*顯著提高、MFI顯著增大、剪切力降低、菌落總數(shù)顯著降低，但是羊肉的pH值和L*下降，而解凍汁液流失率、蒸煮損失率顯著增大。綜上所述，與靜水解凍相比，超聲波解凍可有效提高羊肉解凍速率及羊肉新鮮度，且對(duì)羊肉脂肪酸組成和相對(duì)含量沒有顯著影響。對(duì)于不同功率的超聲波解凍，240 W超聲波解凍后的羊肉品質(zhì)明顯優(yōu)于其他超聲波解凍組。超聲波作為一項(xiàng)肉類解凍新技術(shù)目前正處于探索階段。

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