软冷冻和臭氧处理对猪肉的保鲜效果比较

张婷玉，陶乐仁，蔡梅艳，翟明爽

（上海理工大学低温与生物研究所，上海 2000 9 3）

软冷冻和臭氧处理对猪肉的保鲜效果比较

张婷玉，陶乐仁*，蔡梅艳，翟明爽

（上海理工大学低温与生物研究所，上海 2000 9 3）

为了提高肉类等食品在冰箱软冷冻条件下的贮藏效果，研究以新鲜猪肉为原料，设定软冷冻（-7 ℃）＋臭氧组（Ⅰ）、软冷冻（-7 ℃）组（Ⅱ）、-18 ℃冷冻组（Ⅲ）3 个低温保藏环境，通过测定pH值、菌落总数、挥发性盐基氮含量、新鲜度K值及感官评价比较分析猪肉新鲜度及品质变化。结果表明：-7 ℃软冷冻在21 d内可以保持肉的品质在一级鲜度，35 d保持在二级鲜度，有利于家庭应用；软冷冻结合臭氧可以将一级鲜度延长至45 d，降低pH值和菌落总数，且与-18 ℃冻藏相比能有效保持猪肉色泽，可以用于商品化生产。

软冷冻；臭氧；猪肉；保鲜；新鲜度

软冷冻技术是近年来冰箱行业提出的新概念，是使鱼、肉类食品在-7 ℃冻结但又能在短时间内用刀进行切削处理的新技术[1-2]，与-18 ℃传统冷冻条件相比，由于冻结温度较高，在冻藏期间形成的冰晶体更小，对细胞的破坏较小，因此解冻时营养成分不易流失，可以更好的保持食品风味。门建华等[3]通过软冷冻方式对 猪肉、鱼、虾贮藏期间的营养素变化进行追踪测定，结果表明肉类的软冷冻适宜冻藏期为3 周，鱼和虾的适宜冻藏期为1 周，并且在贮藏期间营养素成分均无明显变化。此外，由于解冻时间短，也更符合家庭方便化和人性化的理念。目前国内对短期贮藏件下软冷冻对食品贮藏品质影响的相关研究较少，因此本实验初步探究了软冷冻技术对新鲜猪肉的保鲜效果，并与-18 ℃传统冷冻作对比，旨在为软冷冻冰箱的开发及设计提供一定的理论依据。

臭氧已广泛应用于食品的贮藏保鲜，对肉类、鱼类、家禽、乳制品、鸡蛋、水果、蔬菜和谷类等食品均具有很好的防腐保鲜效果[4]。作为一种强氧化杀菌剂，臭氧对细菌、霉菌、病毒均具有强烈的杀灭作用，可直接作用于生物细胞膜，改变细胞膜的通透性，导致细胞溶解、死亡，破坏细胞基础代谢的酶，使酶失去活性，从而影响其正常的生理功能[5]。与常规杀菌方法相比，臭氧杀菌具有高效性，Ioannis等[6]在0 ℃、95%相对湿度条件下用0.3 μL/L气态臭氧处理猕猴桃，发现在贮藏4 个月后猕猴桃对灰葡萄孢菌的染病率减少了56%。此外，臭氧杀菌还具有高洁净性，在消毒、灭菌过程中仅产生无毒的氧化物，多余的臭氧最终还原成为氧，不存在残留物。因此本实验利用臭氧的杀菌特点，探究了臭氧在软冷冻条件下对猪肉的保鲜效果，以期能够加强猪肉单纯软冷冻的保鲜效果。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

猪后腿精瘦肉 上海杨浦区图们路菜市场；无水乙醇、硼酸、碳酸钾、碳酸钠、盐酸、氯化钠、氧化镁均为分析纯；甲基红、亚甲基蓝为指示剂 国药集团化学试剂有限公司；缓冲溶液B、预备碱性反应液P、测定酵素试剂E0、40%三氯乙酸（trichloroacetic acid，TCA）溶液、56% KOH中和试剂 日本协和纯薬工业株式会社。

1.2 仪器与设备

高压蒸汽灭菌锅 日本Tomy工业株式会社；无菌超净工作台 上海康福特环境科技有限公司；LT41HW8-AC240V臭氧发生器 苏州扬佛自动化设备有限公司；EG-3000臭氧分析仪 日本荏原实业株式会社；320-S pH计 梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；BP3100S电子天平 德国Sartorius公司；KV-202鲜度计 上海思达分析仪器有限责任公司；C25WX1冰箱无锡松下冷机有限公司；聚乙烯密闭保鲜盒（12 L，30 cm×44 cm×16.5 cm） 韩国Lock&Lock公司。

1.3 方法

1.3.1 样品处理

猪肉为屠宰的新鲜肉，将新鲜猪肉于-20 ℃条件下冷冻1 h，然后于4 ℃条件下冷藏8 h，进行冷却排酸。所用的刀具和案板用75%的乙醇消毒并用紫外照射15 min，于无菌操作台剔除脂肪及筋骨。将肉切成质量约为200 g的小块，随机分成3 组，每组27 块，每次取3 块进行各指标的平行测定。

将臭氧发生器置于聚乙烯保鲜盒顶部中央，运转率设定为4 s/96 s（ON/OFF），质量浓度为0.5 mg/L，用臭氧分析仪实时监控臭氧质量浓度变化。取1 组样品放入含有臭氧发生器的聚乙烯保鲜盒，放入冰箱变温室，温度调为-7℃，为组Ⅰ；另外两组样品直接放入聚乙烯保鲜盒，不设臭氧发生器，分别置于-7 ℃变温室和-18 ℃冷冻室作为对照组，为组Ⅱ、Ⅲ。

1.3.2 pH值测定

根据GB/T 9695.5—2008《肉与肉制品pH测定》[7]，每次取肉样10 g切碎，加入90 mL蒸馏水，混匀振荡30 min，测量pH值，重复3 次，结果取平均值。

1.3.3 菌落总数测定

根据GB/T 4789.2—2010《食品卫生微生物学检验：菌落总数测定》进行测定[8]。

1.3.4 挥发性盐基氮（total volatile base nitrogen，TVB-N）含量测定

按照GB/T 5009.44—2003《肉与肉制品卫生标准的分析方法》[9]中半微量凯氏定氮法测定，测定3 次，取平均值。

1.3.5 新鲜度K值测定

英国苏格兰-亚伯丁Torry Research Station最早领先开发使用鱼类鲜度计，本实验采用新型鲜度计直接测定K值。恒温水槽（37 ℃）预热20 min；取适量蒸馏水，B溶液按1：1稀释备用，TCA溶液按1：3稀释备用；称取3 g左右精瘦肉与5 mL TCA稀释液混合，于研钵中碾碎，过滤后取滤液滴入甲基红1 滴，混合均匀后滴入KOH溶液中和试剂，直到混合液由红色变为黄绿色，此为样液S1；取50 μL样液S1与50 μL P溶液混合，于恒温水槽加热20 min，此为样液S2；取1 mL稀释的B溶液于反应池，加入15 μL样液S1，然后依次加入15 μL E0溶液，30 μL样液S2，待反应完毕后直接读取K值（%）。重复3 次，结果取平均值。

已广泛应用K值的水产生产部门规定，鱼肉K值在20%以下时，可用于做生鱼片，40%以下时，适合做熟食[11]。野崎义孝[12-13]研制出了用于鸡肉产品现场使用的简便K值检测盒，测定了鸡胸肌在2、5、10 ℃条件下的K值变化，得出K值作为鸡肉鲜度指标的值为44%。朱钦龙[14]利用高效液相色谱法，通过分析牛肉和肝脏组织中ATP有关化合物含量变化，得出K值可以作为牛肉新鲜度指标的结论。沈晓玲[15]利用反相液相色谱法，研究了猪不同品种、同一个体不同部位IMP沉积规律，以及IMP的沉积与猪肉新鲜度的相关性。

1.3.6 感官评价

根据GB 9959.1—2001《鲜、冻片猪肉》[16]感官指标，参考李建雄等[17]的评价标准，由8 人组成评定小组，对色泽、气味、弹性和肉汤状态等进行评分，最后分数取平均值，评分标准见表1。

表1 感官指标评分标准Table1 Criteria for sensory evaluation of pork

2 结果与分析

2.1 冷藏猪肉贮藏期间pH值变化

图1 冷藏猪肉贮藏期间pH值变化Fig.1 Variations in pH in chilled pork during storage

pH值表示肉新鲜程度的标准为：pH 5.8～6.2一级鲜度，pH 6.2～6.7二级鲜度，pH＞6.7变质肉[18]。食品中pH值变化受多种因素的影响，如食品的种类、微生物含量、蛋白质、脂肪含量及分解程度。由图1可知，在贮藏初期，各组pH值均下降，在贮藏第7天达到了最低，这一方面是由于猪肉的冷却排酸过程以及肌肉中的糖类物质经无氧酵解形成了乳酸，另一方面是由于乳酸菌的生长。臭氧处理与-18 ℃冻藏组的pH值变化无明显差别，前21 d变化比较平缓，28 d后pH值明显上升，且低于-18℃冻藏组，在贮藏60 d后pH值接近6.3，这是由于臭氧分解生成的过氧化氢具有一定的酸性，使得样品的pH值保持在较低的水平；后期由于微生物代谢蛋白质以及蛋白质的自溶降解形成了胺类等碱性物质，-7 ℃贮藏在21 d后pH值上升明显，与另外两组出现明显差别，35 d pH值达到6.4，60 d后pH值为6.6；-18 ℃条件下冷冻，由于温度较低，各种微生物及酶的活性受到抑制，肉中的各种生化反应缓慢， pH值变化不明显，后期由于嗜冷菌的繁殖生长，对蛋白的分解增强，pH值变化才开始明显。

2.2 冷藏猪肉贮藏期间菌落总数变化

细菌数量是衡量冷却肉贮藏期间品质变化的重要指标，能直接反映肉品是否腐败变质，NY/T 632—2002《冷却猪肉》[19]冷鲜肉卫生标准要求猪肉菌落含量：一级鲜度：菌落含量＜1×104CFU/g；二级鲜度：菌落含量为1×104～1×106CFU/g；变质肉：菌落含量＞1×106CFU/g。

图2 冷藏猪肉贮藏期间菌落总数变化Fig.2 Variations in total bacterial count in chilled pork during storage

由图2可以看出，贮藏的前7 d，各组菌落数相比初始均有所下降，一方面是由于低的pH值不利于细菌的生长，另一方面此阶段处于最大冰晶生长期，微生物体内的水分结冰膨胀，外部水分形成的冰晶对细胞进行挤压，使菌体破裂死亡。在整个贮藏期间，-18 ℃条件下冻藏菌落变化比较平缓，2 个月后仍处于一级鲜度范围；-7 ℃条件下贮藏2 个月后菌落总数达到1×105CFU/g，这是由于后期肉类中的糖类、蛋白质、脂类等营养物质分解成了小分子，成为嗜冷菌的天然培养基，导致细菌数量增多；臭氧处理在前30 d与-18 ℃冻藏组无明显差异，2 个月后仍属于二级鲜度，说明臭氧处理在软冷冻条件下可以有效杀死细菌，延长肉的保质期。

2.3 冷藏猪肉贮藏期间TVB-N含量变化

TVB-N是由于微生物感染并繁殖，进入肌肉组织内部，分泌一系列酶从而引起脱氨、脱羧作用，导致蛋白质分解而形成的产物[20]，国家卫生标准GB 2707—2005《鲜（冻）畜肉挥发性盐基氮指标》[21]规定，猪肉一级鲜度TVB-N含量≤15 mg/100 g，二级鲜度≤25 mg/100 g。

图3 冷藏猪肉贮藏期间TVB-N含量变化Fig.3 Variations in total volatile basic nitrogen in chilled pork during storage

由图3可以看出，样品中TVB-N含量随着贮藏时间的延长而缓慢上升，变化较平缓。由于低温抑制了微生物的生长，使蛋白质分解反应减慢，产生的腐胺减少，-18 ℃条件下冻藏时TVB-N值在9 mg/100 g上下波动，变化较小，这也与菌落总数变化趋势相一致；-7 ℃条件下贮藏42 d TVB-N为15 mg/100 g，60 d后接近17 mg/100 g，仍属于二级鲜度范围；臭氧处理在冷藏60 d后TVB-N仍未达到15 mg/100 g，说明臭氧处理可以抑制TVB-N的产生。

2.4 冷藏猪肉贮藏期间新鲜度K值变化

肌肉中的ATP分解途径为ATP→ADP→AMP→IMP（肌苷酸）→HxR（肌苷）→Hx （次黄嘌呤），其中IMP是畜禽、鱼肉中的主要鲜味化合物，但肉品中IMP不能稳定存在，在酶的作用下会进一步分解。20世纪50年代，通过大量研究鱼肌肉的能量代谢而了解了鱼的能量代谢途径，Saito等[10]发明了以肌肉中ATP分解的量，来判定鱼肉鲜度（鱼肉鲜度测定恒数即K值），K值是HxR、Hx占ATP分解关联物总量的百分比，见公式（1），其值越小，表明肉越新鲜。

图4 冷藏猪肉贮藏期间K值变化Fig.4 Variations in K-value in chilled pork during storage

本批样品初始K值为20.4%，由图4可知，贮藏前21 d 3 组样品K值无明显差别，且都低于25%，-7 ℃贮藏在28 d后与其他组出现差别，60 d后K值为48.7%；-18 ℃冻藏K值变化不大，60 d后为30.3%，这是由于从ATP→IMP分解过程不受贮存条件的影响，而IMP→HxR→Hx受温度影响较大，低温使肌肉中的各种酶作用受阻，酶活性的降低使得IMP→Hx的分解速度缓慢，分解产物少，因此K值较小；臭氧处理60 d后K值为33.0%，且在整个贮藏期间与-18 ℃冻藏结果很接近，说明臭氧处理在软冷冻条件下能延缓K值的增长。

2.5 冷藏猪肉贮藏期间感官评价

表2 冷藏猪肉的感官评分结果Table2 Sensory quality scores of chilled pork during storage

猪肉贮藏期间的感官评分结果如表2所示。可以看出，在色泽方面，臭氧处理要优于-18 ℃冻藏，贮藏60 d后肉样表面仍有稍许光泽，而-7 ℃条件下贮藏49 d后肉色已变差，60 d后表面颜色已变暗，说明臭氧处理可以保护肉的色泽；气味方面，-18 ℃冻藏在肉的气味方面保持较好，60 d后仍有轻微的肉香，这是因为冻藏后冰晶溶解，使肉中的呈味物质溶出，而臭氧组在后期已无肉的清香，但并无异味；贮藏期间由于温度波动引起干耗及冰晶反复冻结等原因，肉样的持水性导致弹性变化较快，后期弹性均一般；肉汤透明度方面，-7 ℃在贮藏49 d后显混浊但无异味，-18℃冻藏与臭氧处理组相比，肉汤在后期仍有轻微香味。

3 结 论

3.1 -7 ℃条件下软冷冻在21 d内可以保持肉的品质在一级鲜度，35 d保持在二级鲜度，说明软冷冻可以在1 个月内有效保持肉的新鲜品质，适用于家庭短期贮藏。

3.2 软冷冻结合臭氧可以将肉的一级鲜度延长至45 d，且感官方面与-18 ℃冻藏相比能有效保持猪肉色泽，翁佩芳等[22]用0.7 mg/kg的臭氧水对虾及鱼类制品进行喷淋，经感官评定臭氧水对样品色泽、风味等品质均无影响，研究结果相近，说明臭氧处理可以加强软冷冻的保鲜效果，用于商品化生产。

3.3 K值可以用于表示猪肉的新鲜度，本次新鲜猪肉的K值为20.4%，猪肉处于可食的K值为小于50%。另外，可以进一步研究K值与TVB-N等腐败指标与细菌总数的相关性，并建立数学模型，仅通过测定系数K值即可得到细菌总数和TVB-N的含量[23-30]，这样既可以节省测量时间，又可节省测量成本。

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Comparative Effects of Soft Freezing and Ozone in Preserving the Freshness of Fresh Pork

ZHANG Ting-yu, TAO Le-ren*, CAI Mei-yan, ZHAI Ming-shuang
(Institute of Refrigeration and Cryogenics, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China)

As a new technology, soft freezing is a new concept proposed in the refrigeration industry in recent years. It can freeze food at -7 ℃, and the frozen food is easy to cut off in a short time for processing. In order to provide evidence for improving the quality of food stored in a refrigerator under soft freezing conditions, a comparative analysis of the changes in pH, total bacterial count, total volatile base nitrogen (TVB-N), the freshness indicator K-value and sensory evaluation was carried out on fresh pork stored in three low-temperature environments, soft freezing at -7 ℃ plus ozone (Ⅰ), soft freezing at -7 ℃ (Ⅱ) and -18 ℃ freezing (Ⅲ). The results showed that pork freshness was maintained at the first level over the storage period of 21 d under soft freezing conditions, and at the second level up to 35 d, supporting the use of soft freezing in households. The first grade of freshness was prolonged to 45 d by combined use of soft freezing and ozone treatment through reducing the pH and total bacterial count, and the color was preserved better than under -18 ℃ freezing condition. Thus the combination of soft freezing and ozone has potential for commercial application.

soft freezing; ozone; pork; freshness preservation; freshness

TS205.7

A

1002-6630（2014）10-0304-05

10.7506/spkx1002-6630-201410056

2013-07-04

张婷玉（1989—），女，硕士研究生，研究方向为食品保鲜与贮藏。E-mail：tyu717@126.com

*通信作者：陶乐仁（1962—），男，教授，博士，研究方向为低温生物医学技术、食品冷冻冷藏、传热传质强化。

E-mail：cryo307@usst.edu.cn