雞肉松真空冷卻工藝優化

王 碩，陳永旺，黃思佳，陳益鵬，黃繼超，陳坤杰

(1.南京農業大學，江蘇 南京210031； 2.東臺市益鵬肉制品廠，江蘇 東臺224000)

0 引言

隨著我國社會和經濟的建設，肉及肉制品的消費不斷增加，消費者對食品營養和飲食健康也愈加關注。肉松具有蛋白質含量高、脂肪含量低、易于吸收且口感獨特等特點，深受廣大消費者歡迎[1]。我國肉松產業的發展，距今已有百年歷史。目前，將傳統肉松的生產經驗與現代先進的加工技術、機械設備等相結合，生產出了多種多樣的肉松產品，這也成為現代肉松產業發展的主要方向。

肉松加工要經過焯水—煮制—打松—炒松—烘干—冷卻—包裝等主要環節。其中，冷卻是決定肉松成品品質的關鍵一環。這是因為，經過炒松烘干后的肉松溫度高達70～80 ℃，如果不能快速將肉松溫度降到較低溫度，肉松長時間暴露在較高溫度狀態下，會對產品品質和食品安全產生嚴重影響。科學研究證明，在41～46 ℃的條件下，肉類產品中的病原性微生物會快速繁殖并產生毒素，食用后對人體造成重大危害。目前，我國大多數肉松生產企業都是采用常溫自然冷卻方式對烘干后的肉松進行冷卻[2]。該方式冷卻時間較長，根據環境溫度的不同，通常需要3～8 h的冷卻時間。由于肉松長時間處在較高溫度區間，不僅品質嚴重下降，而且引起微生物大量繁殖。因此，冷卻技術落后、快速冷卻手段不足，已成為制約我國當前肉松品質提高和安全生產的主要因素。

真空冷卻通過降低環境壓力，使產品表面和內部的水分同時快速蒸發，大量吸收產品熱量使產品降溫，具有冷卻速度快、縮短產品處理時間、提高生產能力、減少能源消耗和最大限度地降低熟肉微生物生長風險等優點，已在農產品加工中獲得廣泛的研究與應用。SUN Dawen等[3]通過試驗證實，使用真空冷卻技術使豬肉(約6 kg)內部溫度從70 ℃降低到4 ℃，耗費的冷卻時間<120 min，而采用通風冷卻、自然冷卻和冷水冷卻方式耗費的冷卻時間分別為565、855和855 min。JAMES A等[4]通過試驗發現，采用真空冷卻的方式，把一大塊的火腿肉由70 ℃降低至10 ℃需要大約0.5 h的時間，在相同的外界環境下，使用冷風介質所花費的時間長達10 h。RENNIE T J等[5]將真空冷卻這一方法用于生菜，研究了真空冷卻過程中冷卻速率的變化與產品最終重量之間的關系，發現那些具有較多水分的水果蔬菜，在真空冷卻后，不僅重量會有變化，其結構也有著某些改變。HOUSKA M等[6]研究了在不同的真空壓力下，將生菜冷卻到相同溫度所需要的時間，結論是在壓力值分別為700和1 500 Pa的時候，后者冷卻至相同溫度所耗費的時間是前者的13倍。ATKINS M D等[7]以蘑菇為研究對象，發現采用真空冷卻，蘑菇最終達到目標終止溫度的速率比其他的各種冷卻方法都要高出了很多倍。SUN Qingling等[8]對采用真空冷卻時怎么控制百合花水分的散失做了相關試驗，最終得出結論，當對百合花進行噴灑水分之后再實施真空冷卻時，會減少百合花的水分散失，并且可以冷卻到更低的溫度。

盡管真空冷卻工藝的研究已經取得了許多成果，也在食品加工行業中有了一定的應用，但在肉松冷卻加工領域中，真空冷卻的研究仍處空白，并未有真空冷卻工藝的應用。本文針對目前肉松冷卻加工中存在的冷卻速率低、冷卻時間長、產品微生物超標及品質下降等問題，對肉松的真空冷卻工藝進行研究探索，通過單因素試驗和正交試驗，研究初始含水率、終止溫度、環境溫度對產品質量損失率的影響，以產品質量損失率為評價指標，確定肉松真空冷卻加工的最佳工藝參數，并分析比較真空冷卻和自然冷卻兩種冷卻方式對肉松感官品質、菌落總數、營養成分與色差變化等的影響，為研究開發肉松真空冷卻工藝提供理論和技術依據。

1 真空冷卻工藝

1.1 材料和方法

1.1.1試驗材料及試劑

在當地蘇果超市，采購冷凍雞胸肉，帶回實驗室置于-18 ℃下冷凍備用。試驗采用的試劑如表1所示。

表1 試驗試劑

1.1.2試驗儀器與設備

試驗所采用的儀器設備如表2所示。

表2 試驗儀器

1.1.3真空冷卻試驗設計

將冷凍雞胸肉在常溫下自然解凍，按照傳統的肉松加工工藝，依次經過預處理、鹵制、拉絲、炒松和烘干后，制成含水率分別為15%、17%、19%和21%的肉松產品，每個含水率的產品選取3份，放進冷卻設備中。在真空冷卻機上，設定冷卻終止溫度分別為15、20、25和30 ℃，真空壓強為0.001 kPa，分別在1、10、20和30 ℃環境溫度下對樣本進行冷卻處理，當樣本冷卻至設定溫度時，將樣品取出進行試驗測定，考察這些因素對肉松冷卻后質量損失，以及微生物數量、感官和色澤指標的影響。按照上述試驗步驟，每個試驗重復3次，取其平均值用來進行數據分析。試驗設計的因素水平如表3所示。

表3 試驗因素及水平

1.1.4各參數指標的測定

(1)含水率。

參照國標GB/T 9695.15進行肉松含水率的測定，每個樣本的含水率測量3次，取平均值。

(2)產品質量損失率。

采用稱量法測定產品質量，按照式(1)進行質量損失率W的計算。

(1)

式中W——在冷卻工藝處理過程中損失的固體肉松的質量占產品總質量的比例

m——冷卻工藝完成時肉松干基濕含量

me——肉松平衡干基濕含量

m0——肉松初始干基濕含量

M——冷卻工藝完成時肉松初始干基含水率

(3)感官評定。

根據國標GB/T 16291.1—2012要求，對感官評價員進行選拔與培訓[9]。最終確定男士和女士各8人，按照ELORTONDO F J等[10]的研究方法組成感官描述評價小組。

感官描述分析，采用如表4所示的線性標度作為評分標尺，依據國標GB/T 23968—2009規定的合格肉松應滿足的感官要求進行評分。

表4 標度

(4)主要營養成分測定。肉松中蔗糖含量的測定參考GB 5009.8—2008《食物中蔗糖的測定》進行測定，肉松中總脂肪含量參考GB 5009.6—2016《食品中脂肪的測定》進行測定，肉松中淀粉含量參考GB 5009.9—2008《食品中淀粉的測定》進行測定，肉松中蛋白質含量參考GB 5009.5—2016《食品中蛋白質的測定》進行測定。

2 結果與分析

2.1 初始含水率對產品質量損失率的影響

在肉松真空冷卻試驗中，設定環境溫度為10 ℃，使真空冷卻裝置的終止溫度均為20 ℃。將等量但初始含水率不同(15%、17%、19%和21%)的肉松分別使用真空冷卻裝置進行肉松真空冷卻試驗，結果如圖1所示。在終止溫度20 ℃不變的情況下，隨著初始含水率的增加，產品的質量損失率逐漸增大，近似于線性變化。最小損失率為0.26%，最大損失率為0.38%，平均達到0.322 5%。這可能是因為初始含水率越高，冷卻時間相應地越長，冷卻至相同溫度下蒸發的水分越多，因此產品的質量損失率越大。

圖1 初始含水率對肉松質量損失率的影響

2.2 終止溫度對產品質量損失率的影響

在肉松真空冷卻過程中，在相同的環境溫度(10 ℃)下進行冷卻試驗，使真空冷卻機的終止溫度分別設置為15、20、25和30 ℃，將初始含水率均為17%的肉松分別放入真空冷卻裝置中進行肉松真空冷卻試驗，結果如圖2所示。

在肉松初始含水率不變的情況下，隨著所設定的終止溫度的逐漸提高，產品的質量損失率先是急劇下降，然后逐步減小。當終止溫度處于15～20 ℃范圍內，產品的質量損失率下降較大，達到1.22%；而當終止溫度處于20～30 ℃范圍內，產品的質量損失率相對穩定，變化幅度非常小。終止溫度為30 ℃時，產品質量損失率最小。

世界各國為了爭奪石油資源而引發的沖突和戰爭層出不窮。若說過去150年石油帶來的是流動的黃金，不如說過去150年石油帶給世界更多的是血和硝煙。然而，這并非是石油的錯，瘋狂的是人心，是強權對世界的控制欲。

2.3 環境溫度對產品質量損失率的影響

如圖3所示，隨著環境溫度的逐漸提高，產品的質量損失率緩慢增加。產生這種現象的原因是產品出鍋后的即時溫度是相同的，但是環境溫度不同，即產品與環境的溫度差是不同的，從而導致了產品與環境熱交換的不同強度。溫差越大，熱交換越強烈，出鍋后產品的溫度下降的越快；反之，環境溫度越高將會使出鍋后產品的溫度比環境溫度低時狀態更高。因此，隨著環境溫度的逐漸提高，產品的質量損失率緩慢增加，但變化幅度不大。

2.4 工藝參數優化

按照試驗設計方案，依據L9(33)正交表，以產品質量損失率為評價指標，進行正交分析，結果如表5所示。

表5 正交試驗結果

由表5可以看出，以質量損失率最小作為評判標準，肉松真空冷卻處理操作的最佳工藝參數為初始含水率15%、終止溫度25 ℃、環境溫度30 ℃。方差分析結果顯示，各個因素對質量損失率的影響程度為終止溫度>初始含水率>環境溫度，終止溫度對質量損失率的影響最大。數據分析發現：與終止溫度為15 ℃相比，終止溫度為25 ℃時，肉松的質量損失率將顯著減少。綜合各評價指標進行考慮，將肉松真空冷卻的最佳工藝參數確定為初始含水率15%、終止溫度25 ℃、環境溫度10 ℃。為了對肉松真空冷卻處理的最佳工藝參數進行驗證，在此工藝參數下，重復進行3次試驗，此狀態時，肉松終止含水率為13.07%，質量損失率為0.25%，與正交試驗結果基本一致。

2.5 真空冷卻工藝對肉松感官評定結果的影響

感官評價小組對常規自然通風冷卻和真空冷卻肉松進行感官評價，根據評定分析數據，繪制成雷達圖，結果如圖4所示。感官分數越高，表示該感官特性越強；分數越低，表示該感官特性越不足。

圖4 不同冷卻工藝加工的肉松定量描述分析評分變化

從圖4中可以看出，真空冷卻工藝生產的肉松，相比自然冷卻工藝所加工的肉松，大多數的定量描述選項的評分都較高，僅在甜香味和色澤的評分方面，略低于自然冷卻工藝所加工的肉松產品。這說明真空冷卻工藝，不僅不會對肉松的感官品質產生不利影響，甚至還能改善肉松的感官品質。

2.6 真空冷卻工藝對肉松營養成分的影響

對采用真空冷卻工藝生產的肉松和自然冷卻工藝所加工生產肉松的主要營養成分進行測定分析，結果如表6所示。

表6 真空冷卻和自然冷卻工藝所加工肉松的營養成分含量

從表6中可以直觀地看出，不同冷卻方式所生產肉松營養成分含量基本相同，均滿足國標相關規定：肉松的總脂肪含量<10 g/100 g，肉松的蛋白質含量>32 g/100 g，肉松的淀粉含量<2 g/100 g，蔗糖含量<35 g/100 g的要求。

3 結論

(1)在終止溫度不變的情況下，隨著初始含水率的增加，產品的質量損失率變大；初始含水率15%時，產品的質量損失率最小。在肉松初始含水率不變的情況下，隨著真空冷卻機設置的終止溫度由15 ℃逐漸增加到30 ℃時，產品的質量損失率逐步減小。

(2)以產品質量損失率為評價指標，得到肉松真空冷卻的最佳工藝參數為環境溫度10 ℃、初始含水率15%、終止溫度25 ℃，此時產品的終止含水率達到13.07%，質量損失率最小為0.25%。各因素對質量損失率的影響程度為終止溫度>初始含水率>環境溫度，終止溫度對質量損失率的影響最大。

(3)采用真空冷卻工藝生產的肉松產品，相較于采用自然冷卻工藝生產的產品，在主要營養成分上沒有什么變化，但在大多數的感官評價指標上具有一定優勢，表明采用真空冷卻工藝加工的肉松在感官品質方面更優。