空氣解凍溫度對豬里脊肉品質的影響

何向麗 盧東嵐

摘 要：以冷凍豬里脊肉為研究對象，在4、12、20、30 ℃溫度條件下對其進行空氣解凍，測定豬里脊肉解凍時間、汁液流失率、蒸煮損失率、保水性、pH值、色澤、水分分布、質構和微觀結構等特性變化。結果表明：豬里脊肉汁液流失率與解凍時間呈非線性關系;12、20 ℃空氣解凍對豬里脊肉的保水性影響較小;不同空氣解凍溫度對豬里脊肉pH值、亮度值和紅度值無顯著影響;30 ℃空氣解凍對豬里脊肉中不易流動水影響最小，穩定性最好，其次為20、4、12 ℃;與對照組鮮肉相比，不同溫度空氣解凍處理組豬里脊肉蒸煮后硬度存在顯著差異（P<0.05）;12 ℃空氣解凍后豬里脊肉中肌纖維間空隙變大。不同空氣解凍溫度對豬里脊肉品質的影響存在差異性。

關鍵詞：豬里脊肉;空氣解凍;溫度;水分分布;品質

Abstract： Frozen pork tenderloin meat was thawed in air at 4， 12， 20 or 30 ℃. Changes in thawing time， thawing loss， cooking loss， water holding capacity， pH value， color， water distribution， texture and microstructure were examined. The results showed that there was a nonlinear relationship between thawing loss and thawing time. Air thawing at 12 and 20 ℃ had the least effect on water holding capacity of pork tenderloin meat. Different air-thawing temperatures had no significant effect on pH value， brightness value and redness value. Air thawing at 30 ℃ had the least effect on immobilized water in meat， leading to the best stability， followed by thawing at 20， 4 and 12 ℃. Compared with fresh meat， there was significant difference （P < 0.05） in the hardness of different air-thawing treatments after cooking. After thawing at 12 ℃， the space between muscle fibers in pork tenderloin meat became larger. Different air-thawing temperatures had different effect on the quality of pork tenderloin meat.

Keywords： pork tenderloin meat; air thawing; temperature; water distribution; quality

因季節、地域等因素，肉制品流通貯藏過程中會采用冷凍方式。冷凍已成為全球出口肉類首選的保鮮方法，但是冷凍會使肉品中的大部分水在冰點以下經歷相變而生長出冰晶，降低肉品的保水能力，主要表現為凍肉解凍后的汁液損失，汁液損失對蛋白質功能有直接影響[1]，進一步導致肉感官、嫩度及色澤變差、蛋白質和脂肪氧化、營養成分流失等現象出現，從而降低肉品質量[2-3]。凍結和解凍過程對豬里脊肉品質均有不同程度的影響，其中解凍對豬里脊肉的影響大于凍結[4-5]。因此，研究不同解凍方式和解凍溫度對最大限度保持肉品質具有重要意義。

目前，冷凍肉類的常用解凍方法有空氣解凍、水解凍等傳統方法[6]和微波解凍[7-8]、超聲輔助解凍[9-10]、歐姆電阻解凍[11]等新型解凍方法，這些新型解凍方法在解凍速率和肉類品質保持方面有較大優勢，但在應用成本和產品品質改善方面也存在一定限制，如微波解凍存在邊角過熱效應，由于解凍速率較快，肉塊的四周已發生蛋白質變性現象，其中心可能依然是凍結狀態。目前，企業和工廠實際應用較多的解凍方法是空氣解凍和水解凍，空氣解凍作為一種傳統解凍方法具有操作簡單、成本低的特點[12]。空氣解凍的溫度、時間對于解凍后肉的品質有著十分重要的影響。由于空氣解凍消耗時間較長，其對豬肉品質的影響程度較大[13]，低溫空氣解凍改善了豬肉的色澤、保水性和嫩度[14]，不同空氣解凍溫度影響豬肉的品質特性[15-16]。不同解凍處理溫度對于解凍速率的影響較大，而解凍速率對于冷凍肉品質的影響目前沒有一致性結論。

本研究采用不同溫度對冷凍豬里脊肉進行空氣解凍，設計溫度梯度包括4（冰箱解凍溫度，即冷藏解凍）、12（肉類屠宰廠常用車間工作溫度）、20（一般室溫溫度）、30 ℃（較高室溫溫度），研究低溫、常溫、高溫等不同空氣解凍溫度對冷凍豬里脊肉品質變化的影響，分析解凍時間、汁液流失、蒸煮損失、保水性、pH值、顏色、水分分布、質構和微觀結構等特性變化，為冷凍肉空氣解凍技術在食品工業中的實際應用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮豬里脊肉（冷卻保鮮肉）宰后在冷庫排酸成熟后經冷鏈運送到超市，在鄭州市家聯華超市一次性購買來自同一頭豬的里脊肉。

1.2 儀器與設備

HH-4A數顯恒溫水浴鍋 常州潤華電器有限公司;YP20002多功能電子天平 上海衡平科學儀器有限公司;TA. new plus物性測試儀 英國Stable Micro System公司;NMI20低場核磁共振儀 上海紐邁電子科技有限公司;X-Rite Ci6x色差計 上海羅中科技發展有限公司;BPC-250F生化培養箱 上海一恒科學儀器有限公司;DELTA-320 pH計 北京聯合科力科技有限公司;LGJ-50FD真空冷凍干燥機 北京松源華興科技發展有限公司;SU8010冷場發射掃描電子顯微鏡?日本日立公司;Testo 405-V1高精度熱敏式風速儀?德圖儀器國際貿易（上海）有限公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品處理

沿肌肉纖維走向將原料肉切成長方體肉塊（約為8.0 cm×3.0 cm×2.5 cm），質量約為65 g，用保鮮膜包裹后置于-20 ℃冰箱冷凍48 h。進行解凍實驗時將冷凍肉樣取出，揭去保鮮膜，分別置于一次性培養皿中，放入溫度設定為4、12、20、30 ℃的培養箱中進行空氣解凍，肉塊周圍空氣流速0.1～0.3 m/s;待肉塊中心溫度達到0 ℃將其從培養箱中取出，進行相關指標測定。每個處理組6 塊肉樣，以冷卻鮮肉作為對照組。

1.3.2 解凍時間測定

將多路溫度測定儀的探頭置于肉樣中心，測定肉樣中心溫度隨解凍時間的變化情況，當肉樣中心溫度達到0 ℃時視為到達解凍終點，記錄解凍時間。

1.3.3 解凍汁液流失率測定

取出冷凍肉樣，揭去保鮮膜后稱質量，即為肉樣解凍前質量（m1），解凍完成后，用濾紙吸干肉樣表面汁液后稱質量，為肉樣解凍后質量（m2）。汁液流失率按式（1）計算。

1.3.4 蒸煮損失率測定

冷凍肉樣解凍完成后，取一定質量肉樣用于pH值和水分分布測定，稱取剩余肉塊質量（m3）后，將其置于真空袋中，放入80 ℃水浴鍋中保持30 min，使肉塊中心溫度達到約75 ℃，取出置于4 ℃冰箱中，12 h后從冰箱取出，放置至室溫后，用濾紙吸干表面汁液后稱質量（m4）。蒸煮損失率按式（2）計算。

1.3.5 保水性測定

肉樣保水性主要通過汁液流失率和蒸煮損失率來衡量，總損失率按式（3）計算，其值越大，肉樣保水性越差。

1.3.6 pH值測定

冷凍肉樣解凍完成后，稱取10 g待測肉樣置于燒杯中，加入90 mL蒸餾水，使用絞肉機將其絞成勻漿，隨后將pH計探頭插入勻漿中，待讀數穩定后記錄pH值。

1.3.7 色澤測定

冷凍肉樣解凍完成后，利用色差計對肉品表面色澤進行測定，其中L*代表亮度值，a*代表紅度值，b*代表黃度值。每個肉樣重復測定3 次，結果取平均值。

1.3.8 水分分布測定

冷凍肉樣解凍完成后，沿肌肉纖維走向切成1.1 g左右的條狀，置于1.5 mL離心管中，放入圓柱型核磁管中，使用CPMG序列校準后測定橫向弛豫時間T2。測量室溫度為（32.00±0.01） ℃，采樣點數為816 034，接收譜寬為200 kHz，經過20 次重復掃描獲得數據。

1.3.9 質構測定

將測定蒸煮損失率之后的肉塊切成3.0 cm×2.5 cm×2.0 cm的塊狀，采用物性測定儀的TPA模式進行測定。參數設定：探頭P/6;測前速率2.00 mm/s;測中速率1.00 mm/s;測后速率5.00 mm/s;壓縮比40%;測定時間間隔5.0 s。每個樣品重復測定3 次，結果取平均值。

1.3.10 微觀結構觀察

冷凍肉樣解凍完成后，沿肌肉纖維方向切成3.0 cm×1.5 cm×1.0 cm的條狀肉塊，放入保鮮袋中，置于-80 ℃冰箱冷凍貯藏;待所有樣品冷凍之后，將樣品放入冷凍干燥機中進行40 h冷凍干燥，之后采用掃描電子顯微鏡觀察解凍肉橫切面的微觀結構。

1.4 數據處理

利用PASW Statistics 18.0軟件進行數據分析，使用單因素方差分析對數據進行分析，采用Duncans方法進行多重比較，P<0.05為差異顯著;利用Excel 2016軟件繪圖。

2 結果與分析

2.1 不同空氣解凍溫度下冷凍豬里脊肉的解凍時間

由表1可知，空氣解凍溫度為4 ℃時，肉樣解凍時間約為5.0 h，12 ℃時解凍時間約為3.0 h，20 ℃時解凍時間約為2.3 h，30 ℃時解凍時間約為1.8 h。隨著空氣解凍溫度的升高，肉樣解凍時間縮短。

2.2 空氣解凍溫度對冷凍豬里脊肉汁液流失率的影響

由圖1可知，不同空氣解凍溫度條件下肉樣汁液流失率差異顯著（P<0.05）。空氣解凍溫度為12 ℃時，肉樣汁液流失率最大，其次分別為空氣解凍溫度30、4、20 ℃時;空氣解凍溫度為4 ℃時，肉樣汁液流失率顯著低于12 ℃時（P<0.05），空氣解凍溫度為20 ℃時，肉樣汁液流失率與4 ℃時差異不顯著，但顯著低于其他組（P<0.05）;空氣解凍溫度為30 ℃時，肉樣汁液流失率較高，這與陳春光[17]的研究結果相似，其采用10、15、20、25、30 ℃空氣解凍豬后腿肉，結果表明，20 ℃和25 ℃時解凍汁液流失率最小，15 ℃和30 ℃時解凍汁液流失率最大，10 ℃時汁液流失率較大。

4 ℃空氣解凍時，較低的溫度對氧化反應有抑制作用[18]，同時降低了肉樣中心與表面的溫差，緩慢的解凍過程為肌肉組織吸收由冰晶融化產生的水提供了充足時間，有利于解凍汁液重新回滲入細胞[19-21]，從而達到降低汁液流失率的效果;12 ℃與4 ℃空氣解凍相比溫度升高，解凍時間顯著減少，肉樣汁液流失率顯著增加;然而，20 ℃與12 ℃空氣解凍相比溫度升高，解凍時間顯著減少，汁液流失率顯著減少;30 ℃空氣解凍較快，肌肉無法及時吸收由冰晶融化產生的水，同時解凍溫度相對較高，蛋白質氧化變性程度較大，導致汁液流失率增大。綜合來看，肉樣汁液流失率與空氣解凍時間呈非線性關系。

2.3 空氣解凍溫度對冷凍豬里脊肉蒸煮損失率和保水性的影響

由圖2可知，不同空氣解凍溫度條件下肉樣蒸煮損失率差異顯著（P<0.05）。與對照組相比，空氣解凍溫度為12 ℃時，肉樣蒸煮損失率最小，而此時肉樣汁液流失率反而最大，由此可以推測，汁液流失率較大導致豬里脊肉中的水分（包括不易流動水）嚴重流失，使得蒸煮時可流失的水分減少，因此蒸煮損失率反而較小，這與Farouk等[22]的報道部分一致，他們發現，冷凍肉解凍后，由于汁液損失而失去水分，解凍后肉樣的蒸煮損失率低于新鮮肉。20 ℃空氣解凍后肉樣的蒸煮損失率相對較小，4、30 ℃空氣解凍后肉樣的蒸煮損失率均較大。4 ℃空氣解凍過程中，通過最大冰晶形成帶時間較長，對肌肉微觀結構損害較大，因此肉樣蒸煮損失率相對較高;30 ℃空氣解凍過程中溫度較高，蛋白質氧化變性程度較大，蒸煮損失率相對較高。肉樣凍結時形成的冰晶對細胞膜和組織結構造成損害，擠壓肌原纖維，使得水分結合較疏松，不易流動水流出，這些損害表現為解凍肉蒸煮損失率明顯增大[23]。

肉樣的汁液流失率和蒸煮損失率共同反映其保水性，二者的總損失率越大，肉樣保水性越差。解凍會破壞肉樣的致密結構，使肉樣肌纖維收縮，肌纖維束空隙變大，從而導致肉樣保水性降低[1]。

2.4 空氣解凍溫度對冷凍豬里脊肉pH值的影響

由圖4可知，不同空氣解凍溫度條件下肉樣pH值無顯著變化，維持在5.50～5.70。肉類的酸堿度受解凍而非冷凍過程的影響[24]，解凍會引起肌肉中礦物質元素和小分子蛋白質的混合物隨著汁液一起流失，增加溶質濃度，從而造成pH值的略微下降[2，25]。4、20、30 ℃空氣解凍后肉樣pH值均低于5.60，而12 ℃較低溫解凍后肉樣pH值大于5.65，系水力相對較好，這與12 ℃空氣解凍豬里脊肉保水性較好的研究結果相一致。

2.5 空氣解凍溫度對冷凍豬里脊肉色澤的影響

顏色是衡量豬肉品質的重要指標，是影響消費者對肉制品接受程度最直觀的因素[26]。由表2可知，與對照組鮮肉相比，不同空氣解凍溫度條件下肉樣L*和a*無顯著差異，L*普遍降低，4、12、20 ℃條件下解凍肉樣a*則略微升高，30 ℃條件下a*略微下降，Xia Xiufang等[27]研究表明，肉樣解凍過程中，肌紅蛋白的氧化和降解會導致肉樣色澤劣變。與對照組鮮肉相比，4、12、20 ℃空氣解凍條件下肉樣b*顯著增大（P<0.05），而30 ℃條件下無顯著變化，可能是由于30 ℃條件下解凍時間較短，肉樣與空氣接觸時間較少，氧化程度較低，因而b*較低，且最接近鮮肉的色澤，對肉色的保持效果最好，4、12、20 ℃空氣解凍條件下對肉色的保持效果無顯著差異。

2.6 空氣解凍溫度對冷凍豬里脊肉水分分布的影響

根據Bertram等[28]的報道，宰后初期豬里脊肉中存在3 種水分，即結合水、不易流動水和自由水。T2b代表結合水（1～10 ms，和大分子緊密相連的水）出峰時間，P2b代表結合水占豬里脊肉中總水分的比例，T21、P21分別代表不易流動水（30～60 ms，位于高度組織化蛋白質結構內部的水或細胞水）的出峰時間及其占豬里脊肉中總水分的比例，T22、P22代表自由水（100～400 ms，肌原纖維蛋白外部水或細胞外水）的出峰時間及其占豬里脊肉中總水分的比例[29]。

由圖5A、5D可知，不同溫度空氣解凍對豬里脊肉中結合水的出峰時間和峰面積比無顯著影響。結合水的結構性質很穩定，即使在很大外力作用下，其與蛋白質結合的狀態也無法改變，所以結合水不影響肉品的系水力。大多數不易流動水被困在肌纖維和細胞膜之間，尤其是貯存水分的肌纖維蛋白[30]對提高肌肉組織的保水能力起著至關重要的作用。T21越小，不易流動水與底物的結合越牢固[31-32]。由圖5B、5E可知，與對照組鮮肉相比，30 ℃空氣解凍導致T21顯著減小（P<0.05），不易流動水的穩定性增大（出峰時間縮短）。與對照組鮮肉相比，P21由于解凍而顯著減小（P<0.05），其中12 ℃空氣解凍時P21最小，且與對照組差異顯著（P<0.05），與解凍后汁液流失率較大表現出相關性。同時，4、20 ℃空氣解凍時P21與對照組相比也呈現顯著差異（P<0.05），30 ℃空氣解凍時P21與對照組最為接近。豬肉凍結過程中，內部形成冰晶，對肌原纖維結構造成擠壓，導致解凍時部分不易流動水流出，存留其中的不易流動水更加穩定，表現為出峰時間前移，不易流動水峰面積比例顯著下降[33]。因此，30 ℃空氣解凍對豬里脊肉中不易流動水的保持效果最好，其次為20、4、12 ℃空氣解凍。由圖5C、5F可知，解凍會導致豬里脊肉中T22顯著增大（P<0.05），降低自由水的穩定性，同時P22顯著增大（P<0.05），其中12 ℃空氣解凍時P22最大，其次為4、20、30 ℃空氣解凍，與汁液流失率呈現出較大的相關性。自由水受外界干擾程度較大[34]，它是解凍時汁液流失的直接來源，而且解凍過程也會引起肉品中的一部分不易流動水“態變”成為自由水，使得汁液流失率增大[35]。

綜上所述，30 ℃解凍對豬里脊肉的水分保持效果最佳，其次為20、4、12 ℃解凍。

2.7 空氣解凍溫度對冷凍豬里脊肉質構特性的影響

由表3可知，與對照組鮮肉相比，不同空氣解凍溫度條件下肉樣硬度存在顯著差異（P<0.05），均略微升高，但不同溫度處理組之間硬度無顯著差異，黏附性和咀嚼度與對照組相比無顯著變化。4 ℃空氣解凍后肉樣彈性較小，與對照組差異顯著（P<0.05），其余3 個處理組與對照組差異均不顯著，且彈性均略微降低。結果表明，解凍會使豬里脊肉口感變硬，這與Zhang Xin等[36]的研究結果一致，不同解凍處理的肉塊蒸煮后剪切力均顯著增大。在解凍過程中，肌肉的肌原纖維蛋白發生一定程度的變性，肌肉內部組織結構發生一定變化，導致肉樣蒸煮后硬度增加。不同解凍方式對肉品咀嚼性和彈性影響的差異主要與解凍過程中肉中蛋白質的物化性質和新鮮度相關，隨著凍結肉進入融化階段，蛋白質逐漸分解為小分子物質，使肉的質構特性發生變化[37]。

2.8 空氣解凍溫度對冷凍豬里脊肉微觀結構的影響A. 對照組;B. 4 ℃空氣解凍;C. 12 ℃空氣解凍;D. 20 ℃空氣解凍;E. 30 ℃空氣解凍。

由圖6可知，在對照組鮮肉和12 ℃空氣解凍肉樣中可以清晰地觀察到結締組織膜，結締組織膜起著保持肌肉完整性、防止肌纖維受到損傷的作用[1]。4、20、30 ℃空氣解凍肉樣中沒有觀察到結締組織膜，可能是由于拍攝位置的問題。整體看來，4、20、30 ℃空氣解凍肉樣肌纖維間的分布與對照組鮮肉相比沒有較大差異，12 ℃空氣解凍肉樣肌纖維間的空隙稍大，這可能與12 ℃解凍條件下汁液損失率較大、肌肉系水力較差有關。

3 結 論

不同空氣解凍溫度對豬里脊肉解凍時間、汁液流失率、蒸煮損失率、保水性、b*、T21、P21、T22、P22、質構、微觀結構等品質影響較大。不同空氣解凍處理組樣品蒸煮后硬度均顯著增加，但不同處理組間無顯著差異，同時彈性降低。4 ℃空氣解凍對于豬里脊肉的品質變化會產生一定的影響，12 ℃空氣解凍條件下肉樣的汁液流失率與蒸煮損失率之和最小，即豬里脊肉的保水性最好。30 ℃條件下空氣解凍具有一定的優點，如解凍時間最短、b*與鮮肉最為接近、對肉色的保持效果最好，同時對豬里脊肉的水分保持效果最佳，解凍后肉樣不易流動水含量與鮮肉最為接近，穩定性最好，其次為20、4、12 ℃。12 ℃空氣解凍條件下，肌纖維空隙較大，其他不同溫度空氣解凍條件下，豬里脊肉的微觀結構無明顯變化。

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