冰箱微冻区温度变化对食品品质影响的研究

杨 浩 胡海梅 严 桃

（长虹美菱股份有限公司 合肥 230601）

引言

低温储藏肉制品作为传统的保鲜方法一直是研究人员关注的热点。综合国内外研究进展，可以发现，肉制品分别在冷藏、冷冻、微冻等温区保存其品质变化有较大差异。

微冻是一种用于保存肉制品的有吸引力的技术，该技术可冻结部分水并使食品免受温度波动的影响，从而延长存储，运输和零售期间的保质期。与真空或改良型常压包装结合使用时，微冻过程可协同改善产品的货架寿命。据报道，与传统的冷藏技术相比，肉制品的货架期增加了1.5到4.0倍，其在工业应用中潜力巨大[1，2]。新鲜/冷鲜肉通常在约-1.5 ℃或更低的温度下冻结，并且在较低的温度下存储可确保稳定的产品并延长保质期[3]。在低于冰点的温度下储存肉类有助于延长保质期并阻止化学和微生物变化。

目前相关研究多聚焦于恒定温度对其品质的影响，在消费者使用冰箱保存肉制品的过程中往往存在一定范围内的温度变化，同样会对肉制品的品质产生影响。蛋白质是肉制品的重要组成部分，蛋白降解被认为是引起肉制品质构软化的重要原因。对于猪肉来说，温度波动对钙蛋白酶的活性、细胞骨架蛋白的降解情况及猪肉品质（如持水性、嫩度）之间的关系目前尚不清楚，针对于温度波动范围和波动时间对于猪肉品质影响的研究也相对较少。

综上所述，本项目针对肉制品在低温保鲜及温度波动过程中的品质劣变机制不清等问题，开展储藏温度变化对肉制品品质的影响与机理研究，明确引起食品（猪肉）品质劣变的关键因素，建立适用于猪肉的低温保鲜技术。

1 实验方法

1.1 测试指标

本次实验主要研究微冻区空气温度波动与冲击对肉品品质的影响，以微冻区适宜储藏温度-3.5 ℃对猪肉进行不同区间的温度波动与温度冲击，通过测定感官指标（总色度变化值：△E值）、理化指标（挥发性盐基氮、质构）与微生物指标(菌落总数)，揭示温度波动与冲击范围对肉品品质的影响规律。

1.2 实验分组

实验共分为5组，分别为：恒温对照组（-3.5 ℃）、温度波动组（-3.5 ℃±1 ℃波动、-3.5 ℃±2 ℃波动）和温度冲击组（从-3.5 ℃冲击到-3.5 ℃+3 ℃、从 -3.5 ℃冲击到-3.5 ℃+5 ℃）。

实验材料为大型超市购买，原料为超市当天从屠宰场运送，后通过冰鲜冷链于30 min内运送到实验室进行分装处理。每块肉均尽量切成形状相似的长方形。每组实验在30天内总共取样测量6次，分别为第0、10、17、22、26、30 天。

1.3 温度冲击方法

1.3.1 以恒温箱为载体，温度从-3.5 ℃冲击到-3.5 ℃+3 ℃（每隔24 h冲击一次，冲击结果如图1所示。

图1 微冻区-3.5 ℃+ 3 ℃冲击曲线

1.3.2 以恒温箱为载体，温度从-3.5 ℃冲击到-3.5 ℃+5 ℃（每隔24 h冲击一次）；冲击结果如图2所示。

图2 微冻区-3.5 ℃+5 ℃冲击曲线

1.4 温度波动设置

调节冰箱参数，以实现冰箱±2 ℃波动区：-10.4 ℃～0.2 ℃（稳定后积分均值-3.63 ℃），如图3所示。调节冰箱参数，以实现冰箱恒温区：-3.3 ℃～-2.3 ℃（稳定后积分均值-2.85 ℃），±1 ℃波动区：-7.1 ℃～-2.0 ℃（稳定后积分均值-3.64 ℃），如图4所示。

图3 微冻区-3.5 ℃±2 ℃波动曲线

图4 微冻区-3.5 ℃±1 ℃波动曲线

2 实验结果

2.1 总色差变化值（△E值）

色差计可以读出 L*、a*、b*值：L*越大，表示肉品亮度越高；a*为正值时表示偏红；b*为正值时表示偏黄色。

其中a*值变化主要与肌红蛋白相关，随着贮藏时间延长，脂肪氧化过程中会产生自由基，破坏血红素和高铁肌红蛋白酶的活性，使肌肉在储藏过程中产生的高铁肌红蛋白不能及时的还原，使 a*值下降。b*值由于表面微生物代谢产物遇肌红蛋白和氧形成硫化肌红蛋白，使肌肉的黄度升高。从表1可以看出：实验30天后，±2 ℃波动条件下猪肉色差指标变化最大，其次为+5 ℃冲击条件下存储的猪肉，恒温条件下存储猪肉30天后总色差几乎无变化。

表1 微冻区猪肉色差指标变化（△E值）

2.2 质构测定

硬度体现在人体的触觉，是使样品达到一定形变所需的力，反映了样品维持形状的内部结合力。随着贮藏时间的延长，猪肉硬度均呈现下降趋势，因为在贮藏过程中，肉品ATP酶活性下降，导致肌动球蛋白变性，从而导致肌肉质构特性下降。如图5结果显示：猪肉平均硬度从第0天576.918 g逐渐下降，第30天后，恒温处理组均值为333.322 g、±1 ℃波动处理组为319.512 g，±2 ℃波动处理组为307.854 g，+3 ℃冲击处理组为321.441 g，+5 ℃冲击处理组为314.536 g，±2 ℃波动处理组变化最大。

图5 微冻区猪肉硬度变化

2.3 TVB-N值测定

挥发性盐基氮（TVB-N）—般是指肉品在储藏期间，由于肌肉中自身酶和细菌的共同作用，蛋白质分解而产生的挥发性氨及胺类等碱性含氮物质。此类物质具有挥发性，含量越高表明氨基酸被破坏越严重。

表2结果显示猪肉总体挥发性盐基氮均呈不断上升趋势，不同处理方式之间存在明显差异。±2 ℃波动处理组、+3 ℃冲击处理组TVB-N值变化高于恒温处理组。同时波动处理TVB-N上升速率高于恒温处理。

表2 微冻区猪肉TVB-N值变化（mg/100 g）

猪肉平均挥发性盐基氮值从第0天6.27 mg/100 g逐渐上升，第30天恒温处理组均值为6.32 mg/100 g，±2 ℃波动处理第30天均值为13.72 mg/100 g。

2.4 菌落总数测定

菌落总数是评价肉制品品质和货架期的一个非常有效的参数度。

表3结果显示，猪肉总体菌落总数均呈不断上升趋势，不同处理方式之间差异并未特别明显。一般认为菌落总数超过6 lg CFU/g即不能食用。猪肉平均菌落总数从第0天3.974 lg CFU/g逐渐上升，第30天恒温处理组均值为4.988 lg CFU/g，±2 ℃波动处理第30天均值为7.153 lg CFU/g，波动最大。

表3 微冻区猪肉菌落总数变化（lg CFU/g）

3 结论与分析

上述实验波动组模拟冰箱运行过程中温度稳定性波动，温度冲击组模拟风冷冰箱化霜时温度冲击时温度变化。不同处理组食品通过感官指标（总色度变化值：△E值）、理化指标（挥发性盐基氮、质构）与微生物指标（菌落总数）的测试，结果显示，±2 ℃波动处理组的猪肉各项指标变化均大于其它组。在冰箱实际运行过程中，往往是温度波动与温度冲击同时存在，从而加速食品腐败。

因此，在恒温微冻冰箱研究过程中，首先需要解决温度波动较大的技术问题，其次是温度冲击较大的技术难点，才能实现恒温微冻的长效保鲜效果，即减缓生鲜肉类食品脂肪氧化，肉类食品无需解冻直接切割，保持较好的表面色泽，延长保鲜期。