冻藏物流过程中制冷故障对生鲜牦牛肉品质的影响

李思宁，唐善虎*，王 柳，邱 翔，杨发龙

（西南民族大学生命科学与技术学院，四川 成都 610041）

冻藏物流过程中制冷故障对生鲜牦牛肉品质的影响

李思宁，唐善虎*，王 柳，邱 翔，杨发龙

（西南民族大学生命科学与技术学院，四川 成都 610041）

对生鲜牦牛背最长肌进行不同时间的制冷故障实验，模拟冻藏物流过程中制冷故障对牦牛肉品质及质构的影响，分别测定牦牛肉解冻损失率、蒸煮损失率、pH值、硫代巴比妥酸（thiobarbituric acid，TBA）值、色度、弹性、咀嚼性，并观察肌纤维组织结构。结果表明，随着制冷故障时间的延长，牦牛肉的解冻损失率、蒸煮损失率、L*值和b*值呈极显著增加的趋势（P＜0.01），a*值、弹性呈极显著下降的趋势（P＜0.01），pH值、咀嚼性呈显著下降的趋势（P＜0.05），TBA值呈显著增加的趋势（P＜0.05）；肌纤维出现了更大程度的间隙和断裂，肌束变得更加混乱，冰晶留下的间隙逐渐增大；制冷故障时间与各品质及质构指标间呈极显著相关（P＜0.01）。因此，牦牛肉在冻藏物流过程中，制冷故障时间的长短对肉品质有重要的影响，应防止制冷故障引起的温度波动对肉品质造成的损失。

牦牛肉；制冷故障；品质；冻藏物流

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冷冻畜禽肉在现代肉及肉制品加工业中起着很重要的作用，其生产和流通一直是肉类研究者们密切关注的课题。冷冻是贮藏原料肉最方便、有效的方法之一。肉的冻藏效果对随后解冻过程中的汁液渗出物的多少以及食品的品质有直接影响，因此冻藏肉最终品质的好坏与冷冻技术及冷冻过程中的温度波动有很大的关系[1]。牦牛肉天然、绿色、无污染，而且是高寒地区人群不可替代的肉食品，其消费比例逐年提高，但是牦牛基本都放牧在远离城市的高原环境，因此冷冻贮藏、物流技术在牦牛产业发展过程中就显得非常重要。

生鲜牦牛肉在冻藏物流过程中，可能会存在冷库或冷藏运输车制冷机组发生故障而无法制冷等情况，使得箱体内的温度变化[2]，导致牦牛肉受到温度波动的影响，这将会影响生鲜牦牛肉的品质。阿依木古丽等[3]研究探讨了反复冷冻-解冻对牛肉品质及组织结构的影响，发现反复冷冻-解冻会严重破坏牛肉的组织结构，显著降低牛肉品质。黄鸿兵[4]研究了冻藏过程中温度波动对猪肉肌间冰晶颜色和新鲜度的影响，结果表明温度波动越剧烈，冰晶体积增大幅度越大，温度波动对肉的颜色、硫代巴比妥酸（thiobarbituric acid，TBA）值没有显著影响。余小领[5]研究了冷冻和解冻工艺对猪肉保水性和组织结构的影响，结果发现随着冻藏时间的延长，冷冻猪肉的保水性逐渐降低；在不同的冻结速率条件下，冻结肉样中所形成冰晶的大小和分布不同。目前，关于冻藏物流过程中制冷故障对生鲜肉品质的影响研究鲜见报道。本实验利用冰箱设置不同的故障时间，模拟了生鲜牦牛肉在冻藏物流过程中遇到制冷故障及故障解除后重新冻结的情况，通过测定影响牦牛肉加工品质的理化、质构以及显微结构等指标，旨在探索并找到牦牛肉在冻藏物流过程中制冷故障和牦牛肉品质间的关系，以期为其产业发展提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

牦牛肉：选取自然放牧状态下，健康无病的3 岁龄牦牛6 头，集中屠宰，现场采集背最长肌，装入洁净保鲜袋中密封，放入-18 ℃冰箱急冻2 h，在0～4 ℃条件下6 h内运往实验室待测。

三氯乙酸、三氯甲烷、乙二胺四乙酸二钠、TBA、1,1,3,3-四乙氧基丙烷、无水乙醇、多聚甲醛、二甲苯、伊红、无水乙酸、苏木精（均为分析纯） 成都苌征化玻有限公司。

1.2 仪器与设备

TA.XT Plus质构仪 英国Stable Micro Systems公司；RM2235型轮转式切片机 德国Leica公司；IX71型倒置显微镜 日本Olympus公司；pH-STAR胴体肌肉pH值直测仪 德国Matthaus公司；紫外分光光度计龙尼柯仪器有限公司；CR-400/410型色差仪 日本Minolta公司；BCD-243K型冰箱 河南新飞电器公司；TTX-100热电偶测温仪 德国Ebro公司；HH-6型恒温水浴锅 国华电器有限公司；HZS-H型水浴振荡器哈尔滨市东明医疗仪器厂；电子天平 瑞士Mettler Toledo公司。

1.3 方法

1.3.1 实验设计

去除牦牛背最长肌的筋膜后，沿背最长肌纤维方向切成1 cm厚的片状（直径约13 cm），分别用紫外灭菌自封袋包装。将包装好的牦牛肉样置于-18 ℃冰箱中冷冻3 d至肉样完全冻结。按表1的设计模拟牦牛肉在贮藏物流过程中遇到压缩机停止工作引起的制冷故障及故障解除后重新冻结的情况（待故障解除后将牦牛肉放入-18 ℃冰箱中冷冻24 h），再将包装有自封袋的肉样放置在4 ℃冰箱解冻完全，待解冻后测定各项指标。在故障时间为0、3、6、12、24 h时，采用热电偶测温仪测定冰箱中的温度。所有实验均重复3 次。

表1 制冷故障时间设计Table 1 Design of refrigerating failure time

1.3.2 指标测定

1.3.2.1 解冻损失率的测定

用解冻前后牦牛肉的质量变化来表示。解冻损失率按公式（1）计算：

式中：m1为冻结前的质量/g；m2为解冻后的质量/g。

1.3.2.2 蒸煮损失率的测定

准确称取经解冻后的牦牛肉，放入蒸煮袋中，于100 ℃的沸水中煮制10 min，将肉样取出冷却后称质量。蒸煮损失率按公式（2）计算：

式中：m1为蒸煮前的质量/g；m2为蒸煮后的质量/g。

1.3.2.3 pH值的测定

用pH-STAR仪测定经解冻后的牦牛肉样的pH值。

1.3.2.4 TBA值的测定

TBA值的测定参照文献[6]的方法。称取经解冻后

并绞碎的牦牛肉10 g于具塞锥形瓶，加入50 mL 7.5%三氯乙酸（含0.1%乙二胺四乙酸二钠）溶液，水浴振荡30 min，使其充分溶解，并用滤纸过滤2 次。吸取5 mL滤液于试管中，加入5 mL 0.02 mol/L的TBA溶液，混匀后放入90 ℃水浴锅中保温40 min，取出。冷却后加入5 mL三氯甲烷，混匀，静置分层后取上清液，在波长532 nm处测定吸光度。TBA值以每千克脂质氧化样品中丙二醛的毫克数表示。TBA值按公式（3）计算：

式中：m1为肉样的质量/kg；m2为丙二醛的质量/mg。

丙二醛含量以1,1,3,3-四乙氧基丙烷标定后折算。称取0.315g 1,1,3,3-四乙氧基丙烷，用蒸馏水溶解并定容至1 000 mL，此溶液为储备液（100 μg/mL）；准确吸取10 mL储备液稀释并定容至100 mL，此溶液为标准液（10 μg/mL）；准确吸取标准液0.0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6 mL于具塞试管中，用蒸馏水定容至5 mL，分别加入0.02 mol/L TBA试剂5 mL，混匀，置90 ℃水浴中保温40 min，冷却，加入5 mL三氯甲烷，混匀，静置分层后取上清液，于532 nm波长处测定吸光度，绘制标准曲线。

1.3.2.5 色度的测定

采用色差仪测定经解冻后牦牛肉的颜色，色差仪进行白板校正后，将色差仪探头垂直放在样品横断面上测量。记录L*、a*、b*值[7]。

1.3.2.6 弹性、咀嚼性的测定

采用质构仪测定经解冻后的牦牛肉的弹性和咀嚼性。弹性和咀嚼性测定[8]。样品规格：长、宽、高为30 mm×20 mm×10 mm。测定参数为：测前速率：1.0 mm/s；测试速率：1.0 mm/s；测后速率：1.0 mm/s；下压距离：4.0 mm；负载类型：Auto-5.0 g；探头：P/0.5S 球形探头；数据采集率：200 pps。

1.3.3 显微结构观察

根据文献[9]方法并加以修改，用光学显微镜对牦牛肉样的横切面进行分析。将解冻后的牦牛肉修整成0.5 cm3大小的肉样，迅速放入4%的多聚甲醛中在室温条件下固定4 d，然后分别用75%、85%、95%、100%乙醇进行脱水，每次60 min。用二甲苯透明2 次，每次15 min，透蜡后用石蜡包埋。切片厚约5 μm，HE常规染色，晾片后用带有数字摄像头及图像分析软件的光学显微镜进行拍照。

1.4 数据处理

2 结果与分析

在实验研究的制冷故障时间范围内中，观察到制冷故障时间为3、6、12 h时，肉样处于半解冻状态，制冷故障时间为24 h时，肉样完全解冻，且肉样随着制冷故障时间的延长，解冻程度不断增加；当故障解除后，肉样被重新冻结；在各项指标测定时，肉样在4 ℃冰箱经解冻后采集测定样品。在故障时间为0、3、6、12、24 h时，采用热电偶测温仪测定冰箱中的温度分别为（-18.11±0.19）℃、（-16.02±0.87）℃、（-12.67±1.01）℃、（-6.34±1.21）℃及（3.87±1.44）℃（环境温度约25～29 ℃）。

2.1 制冷故障对生鲜牦牛肉品质及质构的影响

2.1.1 制冷故障对牦牛肉解冻损失率和蒸煮损失率的影响

图1 制冷故障对牦牛肉解冻损失率（A）和蒸煮损失率（B）的影响Fig. 1 Effect of refrigerating failure on thawing loss percentage (A) and cooking loss percentage (B)

解冻损失率、蒸煮损失率直接影响到肉的风味、颜色、质地、嫩度等品质[10]，是评定肉品质保水性能强弱的重要指标。解冻损失率、蒸煮损失率增加说明牦牛肉的持水性能下降，汁液流失较多。由图1可得，随着制冷故障时间的延长，生鲜牦牛肉的解冻损失率和蒸煮损失率呈极显著增加的趋势（P＜0.01），这表明故障时间越久，对牦牛肉品质的破坏越大，这可能是因为故障时间越长，牦牛肉解冻的程度越大，再次冻结后肌肉中形成冰晶，这些冰晶造成肌肉组织细胞的破坏，肌肉组织的破坏降低了其自身的水分保持能力[11]。

2.1.2 制冷故障对牦牛肉pH值和TBA值的影响

由图2A可得，随着制冷故障时间的延长，牦牛肉pH值呈下降的趋势（P＜0.05），这可能是由于牦牛肉中的脂肪和磷脂酶解产生了游离脂肪酸，也可能与蛋白质水解有关[12]。

由图2B可得，随着制冷故障时间的延长，牦牛肉的TBA值呈显著增加的趋势（P＜0.05）。这说明肉中脂肪氧化程度会随着肉样解冻程度的增大而增大，主要是因为于肉类食品中脂肪氧化多发生在细胞膜水平上[13]，牦牛肉样经冻结-解冻-冻结-解冻过程，细胞受挤压发生破裂，细胞中的氧化酶逐渐被释放，使肉中的脂肪不断发生氧化[14]。TBA值的升高也能解释pH值下降的原因。

图2 制冷故障对牦牛肉pH值（A）和TBA值（B）的影响Fig. 2 Effect of refrigerating failure on pH value (A) and TBA value (B)

2.1.3 制冷故障对牦牛肉颜色的影响

图3 制冷故障对牦牛肉L*（A）、a**（BB）、b*（C）值的影响Fig. 3 Effect of refrigerating failure on L*, a*, and b* values

在冷冻贮藏过程中，肉的颜色会由于一系列反应的发生而发生变化[15]。L*值表示肉样的亮度，该值越大，说明肉的光泽度越好；a*值表示肉样的红度，该值越高，说明肉越新鲜；b*值表示肉样的黄度，该值越高，说明肉越不新鲜[16]。由图3可得，随着制冷故障时间的延长，肌肉的a*值极显著下降（P＜0.01）、L*和b*值极显著上升（P＜0.01），即牦牛肉样的红度减小，亮度和黄度增大，肉的新鲜程度降低，这是因为故障时间越长，肉样解冻的程度越大，释放的促氧化剂促进了蛋白的氧化，从而肌红蛋白（红色）氧化成氧化肌红蛋白（褐色）[17]。还有研究[18]表明，肉颜色的变化与脂肪氧化有关。结合图2可以看出，牦牛肉颜色的变化与肌肉组织中脂肪氧化程度（TBA值）变化具有一致性，这与文献[19]研究结果一致。

2.1.4 制冷故障对牦牛肉弹性和咀嚼性的影响

图4 制冷故障对牦牛肉弹性（A）和咀嚼性（B）的影响Fig. 4 Effect of refrigerating failure of elasticity (A) and chewiness (B)

由图4可得，随着制冷故障时间的延长，牦牛肉的弹性呈极显著下降的趋势（P＜0.01），咀嚼性呈下降的趋势（P＜0.05）。造成这种现象的原因是肉样的解冻程度随制冷故障时间的延长而增加，重新冻结后重结晶破坏了细胞膜、细胞器及肌肉组织结构[20]，导致其质地变软，降低了肉的可塑性，造成牦牛肉持水力下降，导致肉样解冻损失率和蒸煮损失增加，肉的汁液流失也相应增加，肉样的口感变差，即弹性和咀嚼性降低[21]。

2.2 制冷故障对牦牛肉背长肌肌纤维横切结构的影响

Fig. 5 Effect of refrigerating failure of the microstructure ofcross-sections of yak M. Longissimus dorsi muscle fi bers (× 100)

冰晶以针状形态存在于肌肉纤维组织之间，当肌肉组织内的水在结冰时，体积增大8.7%左右。如果仅从冰晶破坏角度来看，直接冻结时，生成的冰晶较小、数量多，对肌肉组织破坏较小；而肉经解冻后再冻结时，会发生重结晶，使肉品质量降低[22]。由图5可得，新鲜牦牛肉的背最长肌肌纤维组织结构均匀、致密，基本看不到肌纤维之间的间隙。制冷故障0 h的牦牛肉肌纤维间开始有间隙，但是随着制冷故障时间的延长，牦牛肉肌纤维出现了更大程度的间隙和断裂，肌束变得更加混乱。这是由于牦牛肉在冻藏物流过程中制冷故障及故障解除导致牦牛肉经历冻结-解冻-冻结，造成冰晶成长和水分迁移，对细胞膜和细胞器造成机械损伤，释放出的酶及促氧化剂，加速了脂肪和蛋白氧化[23]，造成肉的品质下降。

2.3 制冷故障时间与各指标间的相关性分析

表2 制冷故障时间与各指标间相关性分析结果Table 2 Correlation analysis of refrigerating failure time and various indicators

由表2可得，制冷故障时间与解冻损失率、蒸煮损失率、TBA值、L*值、b*值呈极显著正相关（P＜0.01），相关系数r分别为0.982、0.934、0.945、0.941、0.924；制冷故障时间与pH值、a*值、弹性、咀嚼性呈极显著负相关，相关系数r分别为-0.797、-0.970、-0.807、-0.781。这表明制冷故障时间越短，对生鲜牦牛肉的品质影响程度越小，牦牛肉的感官和食用品质就越好。

3 结 论

牦牛肉随着制冷故障时间的延长，解冻损失率、煮制损失率极显著增加（P＜0.01）；pH值显著下降（P＜0.05）、脂肪氧化极显著加速；L*和b*值极显著增加，a*值极显著下降（P＜0.01）；弹性和咀嚼性极显著下降（P＜0.01）；肌原纤维结构更加松散、断裂程度更大。并且，制冷故障时间与各品质及质构指标间呈极显著相关（P＜0.01）。因此，在冻藏物流过程中，制冷故障会引起牦牛肉品质及肌肉结构的变化，降低肉的食用品质，破坏肌肉的组织结构，使肌肉营养价值降低。所以，在冻藏物流过程中应尽量减少运输和贮藏过程中发生的温度波动，健全冷链技术，防止制冷故障引起的温度波动对肉品质造成的损失。

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Effect of Refrigerating Failure during Frozen Logistics on the Quality of Fresh Yak Meat

LI Sining, TANG Shanhu*, WANG Liu, QIU Xiang, YANG Falong
(College of Life Science and Technology, Southwest University for Nationalities, Chengdu 610041, China)

Impact of refrigerating failure during frozen logistics on the quality and texture of yak meat was simulated using refrigerating failure test for yak M. Longissimus dorsi muscle at various time points. Thawing loss percentage, cooking loss percentage, pH value, thiobarbituric acid (TBA) value, chromaticity parameters, elasticity and chewiness of the tested samples were measured and the microstructure of muscle fibers was observed with microscope. With the extension of refrigerating failure time, extremely signifi cant increases in thawing loss percentage, cooking loss percentage, L* value and b* value (P ＜ 0.01) were found, while extremely signifi cant decreases in a* value and elasticity (P ＜ 0.01) existed. The pH value and chewiness signifi cantly decreased (P ＜ 0.05). TBA value signifi cantly increased (P ＜ 0.05). In addition, muscle fi bers displayed larger gaps and they were broken down to a larger extent. The distribution of muscle bundles and the space left by ice crystals tended to be more irregular and larger, respectively. Furthermore, high correlation between refrigerating failure time and indices relevant to the quality and texture of meat was observed. Therefore, it was indicated that the time of refrigerating failure played a very important role in affecting the quality of yak meat and the harmful effect of temperature fl uctuation induced by refrigerating failure on meat quality should be avoided.

yak meat; refrigerating failure; quality; frozen logistics

10.7506/spkx1002-6630-201610042

TS251.5

A

1002-6630（2016）10-0246-06

李思宁, 唐善虎, 王柳, 等. 冻藏物流过程中制冷故障对生鲜牦牛肉品质的影响[J]. 食品科学, 2016, 37(10): 246-251. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201610042. http://www.spkx.net.cn

LI Sining, TANG Shanhu, WANG Liu, et al. Effect of refrigerating failure during frozen logistics on the quality of fresh yak meat[J]. Food Science, 2016, 37(10): 246-251. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201610042.

2015-10-12

“十二五”国家科技支撑计划项目（2015BAD29B02）；四川省科技支撑计划项目（16ZC2530）

李思宁（1988—），女，实验师，硕士，研究方向为食品加工与贮藏技术。E-mail：616906108@qq.com

*通信作者：唐善虎（1964—），男，教授，博士，研究方向为动物性食品加工及检测。E-mail：stang01@126.com