冰箱微凍區溫度變化對食品品質影響的研究

楊 浩 胡海梅 嚴 桃

（長虹美菱股份有限公司 合肥 230601）

引言

低溫儲藏肉制品作為傳統的保鮮方法一直是研究人員關注的熱點。綜合國內外研究進展，可以發現，肉制品分別在冷藏、冷凍、微凍等溫區保存其品質變化有較大差異。

微凍是一種用于保存肉制品的有吸引力的技術，該技術可凍結部分水并使食品免受溫度波動的影響，從而延長存儲，運輸和零售期間的保質期。與真空或改良型常壓包裝結合使用時，微凍過程可協同改善產品的貨架壽命。據報道，與傳統的冷藏技術相比，肉制品的貨架期增加了1.5到4.0倍，其在工業應用中潛力巨大[1，2]。新鮮/冷鮮肉通常在約-1.5 ℃或更低的溫度下凍結，并且在較低的溫度下存儲可確保穩定的產品并延長保質期[3]。在低于冰點的溫度下儲存肉類有助于延長保質期并阻止化學和微生物變化。

目前相關研究多聚焦于恒定溫度對其品質的影響，在消費者使用冰箱保存肉制品的過程中往往存在一定范圍內的溫度變化，同樣會對肉制品的品質產生影響。蛋白質是肉制品的重要組成部分，蛋白降解被認為是引起肉制品質構軟化的重要原因。對于豬肉來說，溫度波動對鈣蛋白酶的活性、細胞骨架蛋白的降解情況及豬肉品質（如持水性、嫩度）之間的關系目前尚不清楚，針對于溫度波動范圍和波動時間對于豬肉品質影響的研究也相對較少。

綜上所述，本項目針對肉制品在低溫保鮮及溫度波動過程中的品質劣變機制不清等問題，開展儲藏溫度變化對肉制品品質的影響與機理研究，明確引起食品（豬肉）品質劣變的關鍵因素，建立適用于豬肉的低溫保鮮技術。

1 實驗方法

1.1 測試指標

本次實驗主要研究微凍區空氣溫度波動與沖擊對肉品品質的影響，以微凍區適宜儲藏溫度-3.5 ℃對豬肉進行不同區間的溫度波動與溫度沖擊，通過測定感官指標（總色度變化值：△E值）、理化指標（揮發性鹽基氮、質構）與微生物指標(菌落總數)，揭示溫度波動與沖擊范圍對肉品品質的影響規律。

1.2 實驗分組

實驗共分為5組，分別為：恒溫對照組（-3.5 ℃）、溫度波動組（-3.5 ℃±1 ℃波動、-3.5 ℃±2 ℃波動）和溫度沖擊組（從-3.5 ℃沖擊到-3.5 ℃+3 ℃、從 -3.5 ℃沖擊到-3.5 ℃+5 ℃）。

實驗材料為大型超市購買，原料為超市當天從屠宰場運送，后通過冰鮮冷鏈于30 min內運送到實驗室進行分裝處理。每塊肉均盡量切成形狀相似的長方形。每組實驗在30天內總共取樣測量6次，分別為第0、10、17、22、26、30 天。

1.3 溫度沖擊方法

1.3.1 以恒溫箱為載體，溫度從-3.5 ℃沖擊到-3.5 ℃+3 ℃（每隔24 h沖擊一次，沖擊結果如圖1所示。

圖1 微凍區-3.5 ℃+ 3 ℃沖擊曲線

1.3.2 以恒溫箱為載體，溫度從-3.5 ℃沖擊到-3.5 ℃+5 ℃（每隔24 h沖擊一次）；沖擊結果如圖2所示。

圖2 微凍區-3.5 ℃+5 ℃沖擊曲線

1.4 溫度波動設置

調節冰箱參數，以實現冰箱±2 ℃波動區：-10.4 ℃～0.2 ℃（穩定后積分均值-3.63 ℃），如圖3所示。調節冰箱參數，以實現冰箱恒溫區：-3.3 ℃～-2.3 ℃（穩定后積分均值-2.85 ℃），±1 ℃波動區：-7.1 ℃～-2.0 ℃（穩定后積分均值-3.64 ℃），如圖4所示。

圖3 微凍區-3.5 ℃±2 ℃波動曲線

圖4 微凍區-3.5 ℃±1 ℃波動曲線

2 實驗結果

2.1 總色差變化值（△E值）

色差計可以讀出 L*、a*、b*值：L*越大，表示肉品亮度越高；a*為正值時表示偏紅；b*為正值時表示偏黃色。

其中a*值變化主要與肌紅蛋白相關，隨著貯藏時間延長，脂肪氧化過程中會產生自由基，破壞血紅素和高鐵肌紅蛋白酶的活性，使肌肉在儲藏過程中產生的高鐵肌紅蛋白不能及時的還原，使 a*值下降。b*值由于表面微生物代謝產物遇肌紅蛋白和氧形成硫化肌紅蛋白，使肌肉的黃度升高。從表1可以看出：實驗30天后，±2 ℃波動條件下豬肉色差指標變化最大，其次為+5 ℃沖擊條件下存儲的豬肉，恒溫條件下存儲豬肉30天后總色差幾乎無變化。

表1 微凍區豬肉色差指標變化（△E值）

2.2 質構測定

硬度體現在人體的觸覺，是使樣品達到一定形變所需的力，反映了樣品維持形狀的內部結合力。隨著貯藏時間的延長，豬肉硬度均呈現下降趨勢，因為在貯藏過程中，肉品ATP酶活性下降，導致肌動球蛋白變性，從而導致肌肉質構特性下降。如圖5結果顯示：豬肉平均硬度從第0天576.918 g逐漸下降，第30天后，恒溫處理組均值為333.322 g、±1 ℃波動處理組為319.512 g，±2 ℃波動處理組為307.854 g，+3 ℃沖擊處理組為321.441 g，+5 ℃沖擊處理組為314.536 g，±2 ℃波動處理組變化最大。

圖5 微凍區豬肉硬度變化

2.3 TVB-N值測定

揮發性鹽基氮（TVB-N）—般是指肉品在儲藏期間，由于肌肉中自身酶和細菌的共同作用，蛋白質分解而產生的揮發性氨及胺類等堿性含氮物質。此類物質具有揮發性，含量越高表明氨基酸被破壞越嚴重。

表2結果顯示豬肉總體揮發性鹽基氮均呈不斷上升趨勢，不同處理方式之間存在明顯差異。±2 ℃波動處理組、+3 ℃沖擊處理組TVB-N值變化高于恒溫處理組。同時波動處理TVB-N上升速率高于恒溫處理。

表2 微凍區豬肉TVB-N值變化（mg/100 g）

豬肉平均揮發性鹽基氮值從第0天6.27 mg/100 g逐漸上升，第30天恒溫處理組均值為6.32 mg/100 g，±2 ℃波動處理第30天均值為13.72 mg/100 g。

2.4 菌落總數測定

菌落總數是評價肉制品品質和貨架期的一個非常有效的參數度。

表3結果顯示，豬肉總體菌落總數均呈不斷上升趨勢，不同處理方式之間差異并未特別明顯。一般認為菌落總數超過6 lg CFU/g即不能食用。豬肉平均菌落總數從第0天3.974 lg CFU/g逐漸上升，第30天恒溫處理組均值為4.988 lg CFU/g，±2 ℃波動處理第30天均值為7.153 lg CFU/g，波動最大。

表3 微凍區豬肉菌落總數變化（lg CFU/g）

3 結論與分析

上述實驗波動組模擬冰箱運行過程中溫度穩定性波動，溫度沖擊組模擬風冷冰箱化霜時溫度沖擊時溫度變化。不同處理組食品通過感官指標（總色度變化值：△E值）、理化指標（揮發性鹽基氮、質構）與微生物指標（菌落總數）的測試，結果顯示，±2 ℃波動處理組的豬肉各項指標變化均大于其它組。在冰箱實際運行過程中，往往是溫度波動與溫度沖擊同時存在，從而加速食品腐敗。

因此，在恒溫微凍冰箱研究過程中，首先需要解決溫度波動較大的技術問題，其次是溫度沖擊較大的技術難點，才能實現恒溫微凍的長效保鮮效果，即減緩生鮮肉類食品脂肪氧化，肉類食品無需解凍直接切割，保持較好的表面色澤，延長保鮮期。