崔躍慧，張世偉，朱迎春，閆玉雯

(山西農(nóng)業(yè)大學 食品科學與工程學院，山西 太谷 030801)

豬肉是常見的的動物性食品，是人體動物蛋白和脂肪的重要來源。但由于微生物和酶的作用，豬肉易發(fā)生腐敗變質(zhì)而導致貨架期變短。通常通過低溫貯藏或冷凍貯藏的方法對豬肉進行保鮮，低溫貯藏在一定時間能保證豬肉的衛(wèi)生安全和感官品質(zhì)，但貨架期較短；冷凍貯藏貨架期長，但對豬肉的組織細胞損傷較嚴重，因此冰溫保鮮技術(shù)越來越受歡迎。

冰溫保鮮技術(shù)由日本山根昭美博士首次提出[1]，也稱為“第3代保鮮技術(shù)”。冰溫貯藏防止食品中冰晶的形成，避免食品組織結(jié)構(gòu)受到損傷，而且抑制微生物的生長。但冰溫貯藏的技術(shù)瓶頸在于食品冰溫帶范圍較小，貯藏溫度不易精確控制。運用冰點調(diào)節(jié)技術(shù)可拓寬食品的冰溫帶，使食物更易貯藏。孫繼英[2]試驗表明冰點調(diào)節(jié)劑在降低食品冰點的同時，能一定限度的改善食品的口感風味，使其品質(zhì)更好。何雪瑩[3]表明冰點調(diào)節(jié)劑可以降低肉的冰點，有效抑制微生物的生長，對保持魚肉品質(zhì)特性、延長保質(zhì)期具有良好的效果。

使用冰點調(diào)節(jié)劑降低冰點溫度，擴大冰溫帶的冰溫保鮮技術(shù)，多應用于水產(chǎn)品，在豬肉中的應用較少[4～7]。許立興[8]研究結(jié)果表明，冰溫保鮮能很好控制鴨胸肉的細菌總數(shù)和TVB-N值，延緩pH值升高；付麗[9]研究表明冰溫保鮮效果明顯優(yōu)于冷藏保鮮，可使牛肉的貨架期由5 d 延長至7 d；夏秀芳等[10]研究表明冷藏牛肉的肌原纖維蛋白降解程度比冰溫保鮮的大，冷藏條件下的牛肉肌原纖維蛋白熱穩(wěn)定性亦不如冰溫保鮮的高。本試驗通過在豬肉糜中應用冰點調(diào)節(jié)劑，研究其對豬肉糜品質(zhì)特性的影響，為冰溫保鮮技術(shù)在豬肉中的應用提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

原料：新鮮豬肉(背最長肌)，購于山西農(nóng)業(yè)大學肉品專賣店。

試劑：甘氨酸，山梨糖醇為食品級，購買自深圳市振芯嘉貿(mào)易有限公司；氧化鎂，硼酸，鹽酸，丁基羥基茴香醚(BHA)，乙二胺四乙酸(EDTA)，三氯乙酸(TCA)，2-硫代巴比妥酸，氯仿，甲基紅-次甲基藍混合指示劑，以上試劑均為分析純，購買自天津市凱通化學試劑有限公司；營養(yǎng)瓊脂購買自北京索萊寶科技有限公司。

1.2 儀器與設備

ST2100pH計，奧豪斯儀器(常州)有限公司； HB6801固體溫度探測儀，海寶儀器；DZKW-D-2電熱恒溫水浴鍋，天津市大港區(qū)紅杉實驗設備廠；HPP-9272電熱恒溫培養(yǎng)箱，北京東聯(lián)哈爾儀器制造有限公司；LD5-2B低速離心機，北京雷勃爾醫(yī)療器械有限公司；Scout SE-SE602F電子天平，奧豪斯儀器(常州)有限公司；FA25勻漿機，上海弗魯克流體機械制造有限公司；RH-N50肉類嫩度測定儀，廣州潤湖儀器有限公司；CM-5色差儀，蘇州科晟泰機械設備有限公司；半微量凱氏定氮儀。

1.3 試驗方法

1.3.1 豬肉糜冰點的測定

取適量豬肉糜置于-20 ℃條件下貯藏，將熱電耦溫度計插入樣品中心測溫。待溫度降至3 ℃時，每間隔1 min記錄豬肉糜中心溫度，繪制溫度隨時間變化的凍結(jié)散點圖確定豬肉冰點[11]。

1.3.2 試驗設計

(4)課堂小組演示。首先學生分組討論，如在實現(xiàn)兩臺路由器的橋接實驗時，小組通過前期的學習，課堂實驗成功完成了路由器的橋接。每組代表講述小組對此問題的看法，完成實驗過程中遇到的問題、解決思路、如何撰寫實驗報告。通過小組演示，其他小組可以對照自己的實驗過程，揚長避短。然后分組打分，教師總結(jié)評價。最后全班討論答案總結(jié)經(jīng)驗，并給出下一節(jié)課程需要解決的問題。

通過前期試驗，確定冰點調(diào)節(jié)劑的最優(yōu)組合為： 0.8% 氯化鈉、1.5% 蔗糖、0.4% 甘氨酸、0.09% 山梨酸(以肉重為基準)。

將豬肉斬拌成肉糜并分為3部分，一部分加入冰點調(diào)劑劑，貯藏于-4 ℃。另兩部分為空白對照，在-1 ℃(冰溫)、和-4 ℃(冷凍)貯藏。在貯藏第0、3、7、10、15、20、25天測定各種理化指標。

1.3.3 pH值的測定

參照GB 5009.237-2016《食品pH的測定》規(guī)定的方法進行測定。

1.3.4 TVC(total viable counts,TVC)的測定

參照GB /T 4789. 2-2016《食品微生物學檢驗：菌落總數(shù)測定》規(guī)定的方法進行平板計數(shù)。

1.3.5 TBARS(thiobarbituric acid value，TBARS)的測定

參考Liza John[12]的方法對豬肉糜TBARS進行測定。

1.3.6 TVB-N(total volatile base nitrogen，TVB-N)的測定

參照GB 5009.228-2016《食品中揮發(fā)性鹽基氮的測定》的方法進行測定。

1.3.7 色差的測定

參照陳曉亮等的方法[13]，對豬肉糜的色差進行測定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗均重復3次，結(jié)果用平均值±標準差表示。數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析采用Excel軟件，顯著性差異分析(P<0.05)用statistix8.1中Turkey HSD程序，主成分分析使用SPSS 22軟件。繪圖采用Sigmaplot 10.0繪圖軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 豬肉肉糜冰點溫度的確定

豬肉的冰點是評定其凍結(jié)狀態(tài)的一個基本熱力學參數(shù)。豬肉溫度降至冰點時其內(nèi)部水分開始結(jié)晶，由溫度凍結(jié)曲線分析可知豬肉的冰點是-2.8～-3.2 ℃。而添加冰點調(diào)節(jié)劑后其冰點為-4.8～-5.0 ℃。添加冰點調(diào)節(jié)劑可以降低豬肉冰點，是因為冰點調(diào)節(jié)劑中的氯化鈉和蔗糖擴散到肌肉細胞內(nèi)，導致細胞內(nèi)滲透壓增大，肌肉內(nèi)不可凍結(jié)水含量上升。而山梨糖醇是一種親水性較強的物質(zhì)，自由水大量轉(zhuǎn)化為不易流動水，具有明顯降低冰點的作用[14]。本試驗將添加冰點添加劑的豬肉糜貯藏于-4 ℃條件下不會使其內(nèi)部形成冰晶，導致肌原纖維受到破壞。

2.2 豬肉糜貯藏期間感官品質(zhì)的變化

表1為不同貯藏溫度下豬肉糜感官品質(zhì)的變化。在貯藏過程中，-4 ℃冰點調(diào)節(jié)組與-4 ℃相比未發(fā)生凍結(jié)，說明添加冰點調(diào)節(jié)劑降低了豬肉糜冰點，防止冰晶形成。-1 ℃組與-4 ℃組的氣味、色澤分別在第3天和第7天開始出現(xiàn)明顯變化，而-4 ℃冰點調(diào)節(jié)組的這些變化在第10天才出現(xiàn)。在貯藏過程中豬肉糜出現(xiàn)酸臭味，是腐敗菌與內(nèi)源酶的作用導致一些化學物質(zhì)的生成導致的[14]。由表1可知，-4 ℃冰點調(diào)節(jié)組、-1 ℃組和-4 ℃組分別在第25天、第10天和第15天失去使食用價值。試驗表明，添加冰點調(diào)節(jié)劑可以改善豬肉糜感官品質(zhì)，延長豬肉糜貨架期。

圖1 豬肉糜凍結(jié)溫度曲線Fig.1 The freezing temperature curve of pork in different treatment groups

表1 豬肉糜在貯藏期間感官品質(zhì)的變化Table 1 Sensory quality changes during storage

2.3 豬肉糜貯藏期間pH值的變化

動物肌肉pH值一般呈中性，但宰后由于氧氣供應中斷，肌糖原進行無氧酵解，在糖酵解酶的作用下，肉的pH值下降。貯藏期間，-4 ℃組的pH保持在6.15～6.39，-4 ℃冰點調(diào)節(jié)組的pH變化范圍為6.22～6.52，2組pH值均較為穩(wěn)定。而-1 ℃組的pH值顯著高于其它兩組(P<0.05)，貯藏后期pH值顯著升高(P<0.05)至堿性范圍，這是因為蛋白質(zhì)在細菌酶的作用下分解為氨和胺類堿性物質(zhì)的緣故[15]。

同列不同大寫字母表示差異極顯著(P<0.05)，同行不同小寫字母表示差異極顯著(P<0.05)。下同。Different capital letters show significant difference at the 0.05 level in the same column,different lowercase letters show significant difference at the 0.05 level in the same row. The same below.圖2 豬肉糜在貯藏期間pH值的變化Fig.2 Changes in pH value during storage of minced pork

2.4 貯藏期間不同處理菌TVC的變化

TVC是判斷動物性產(chǎn)品是否新鮮的重要指標。由圖3可知，在0～10 d左右微生物生長較緩慢，這是因為低溫環(huán)境抑制了微生物的生長繁殖，微生物延滯期變長[16]。隨著貯藏時間不斷延長，TVC增長顯著(P<0.05)。第0天時，新鮮豬肉糜TVC為4.70 lg(CFU·g-1)，在-1 ℃貯藏下微生物生長速率最快，15 d時TVC為6.1 lg(CFU·g-1)。-4 ℃組在20 d左右TVC達到6.0 lg(CFU·g-1)以上，-4 ℃添加冰點調(diào)節(jié)劑組TVC增長較慢，在貯藏終點時TVC達到6.0 lg(CFU·g-1)以上。在貯藏終點-4 ℃冰點調(diào)節(jié)組、-1 ℃組和-4 ℃組的TVC值分別為6.01 lg(CFU·g-1)、7.04 lg(CFU·g-1)、6.56 lg(CFU·g-1)。說明冰點調(diào)節(jié)劑能有效抑制微生物的生長，延長豬肉的貯藏時間。

圖3 豬肉糜在貯藏期間TVC的變化Fig.3 Changes of colony total in different treatment groups of pork meat storage

2.5 豬肉糜貯藏期間TBARS的變化

脂肪氧化包括水解過程和氧化過程[6]。甘油酯、水分、脂肪酸會發(fā)生水解使油脂酸值升高，產(chǎn)生酸臭味；同時不飽和脂肪酸被空氣中的氧緩慢氧化，導致TBARS的升高，因此TBARS值是評價食品腐敗變質(zhì)的一個重要指標。圖4為不同處理組豬肉糜貯藏過程中TBARS值的變化。即使在低溫貯藏中微生物的生長被抑制，酶活性降低，仍會發(fā)生脂肪氧化，使豬肉產(chǎn)生酸敗味，顏色、風味、營養(yǎng)等均受影響。-1 ℃組、-4 ℃組、-4 ℃冰點調(diào)節(jié)組隨著貯藏時間的延長，TBARS值不斷增大，第25天時3組TBARS值分別為0.28 mg·kg-1、0.23 mg·kg-1、0.19 mg·kg-1，與新鮮豬肉相比差異顯著(P<0.05)；相同貯藏時間不同處理之間比較差異顯著(P<0.05)，-4 ℃冰點調(diào)節(jié)組明顯低于其它兩組，說明冰點調(diào)節(jié)劑有效的抑制了豬肉糜的脂肪氧化程度。

圖4 豬肉糜在貯藏期間TBARS值的變化Fig.4 Changes of TBARS value in different processing groups of pork mince storage

2.6 豬肉糜貯藏期間TVB-N的變化

TVB-N是指動物性食品在貯藏過程中，由于肌肉中內(nèi)源酶和細菌的共同作用，蛋白質(zhì)分解而產(chǎn)生的氨及胺類等堿性含氮物質(zhì)[15]。被認定為肉及肉制品腐敗變質(zhì)的基本指標[17]。圖5顯示的是不同處理組豬肉糜貯藏過程中TVB-N值的變化。GB 2707-2005《鮮(凍)畜肉衛(wèi)生標準》規(guī)定一級鮮肉TVB-N值不大于15 mg·100 g-1，二級鮮肉不大于20 mg·100 g-1，大于20 mg·100 g-1則為變質(zhì)肉[19]。由圖5可知，3組豬肉糜貯藏初期，TVB-N值增速緩慢，這可能是因為微生物在貯藏初期活性被抑制，蛋白質(zhì)分解速率較慢，10 d后，微生物適應低溫環(huán)境，蛋白質(zhì)分解速率加快TVB-N值顯著增加(P<0.05)。第15天，-1 ℃組TVB-N值達到15.06 mg·100 g-1，超過一級鮮度限值，第25天 TVB-N值為22.71 mg·100 g-1，超過了二級鮮度限值，已經(jīng)是變質(zhì)肉；但-4 ℃和-4 ℃冰點調(diào)節(jié)組TVB-N值在貯藏第25天時，分別為19.08 mg·100 g-1、16.98 mg·100 g-1，仍處于二級鮮度限值內(nèi)。

圖5 豬肉糜在貯藏期間TVB-N值的變化Fig.5 Changes of TVB-N values in different treatment groups

2.7 豬肉糜貯藏期間色差的變化

色差值L*表示豬肉的亮度值，a*表示紅綠值，b*表示黃藍值。在貯藏過程中，由于脂肪氧化和色素降解等反應[21]，肉的顏色會發(fā)生一系列變化。表2所示為豬肉糜貯藏期間色澤的變化。L*值呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。L*值的變化與豬肉糜表面的水分含量有一定關(guān)系。隨著貯藏時間的延長，自由水逐漸滲出，在肉塊表面結(jié)晶，增強了光的反射能力。但在后期由于表面水分的流失，導致整體顏色變暗，L*值下降。貯藏期間，a*值呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，增大的原因是新鮮豬肉表面已經(jīng)滲透了部分O2，O2進入豬肉糜后與組織中的肌紅蛋白結(jié)合生成鮮紅色的氧合肌紅蛋白，導致a*值升高；貯藏后期由于微生物的大量繁殖，將豬肉糜中的Fe2+氧化成Fe3+，使肉色暗淡，從而a*值降低。貯藏期間b*無規(guī)律性的變化。

2.8 主成分分析

在綜合評價產(chǎn)品品質(zhì)變化時，需要綜合多個指標分析其變化規(guī)律。主成分分析可以將多個實測變量轉(zhuǎn)換為少數(shù)幾個不相關(guān)的綜合指標進行分析，反映產(chǎn)品品質(zhì)的實質(zhì)。采用SPSS 22軟件對3種貯藏條件下豬肉糜的原始數(shù)據(jù)進行了主成分分析，所得相關(guān)矩陣的特征值和方差貢獻率見表3，經(jīng)標準化后的因子負荷矩陣見表4，以特征值大于1.0 的原則提取主成分[22]。

由表3可以得出，-4 ℃冰點調(diào)節(jié)組提取了特征值大于1的2個主成分，第1 主成分包含了原始信息量的65.381%，其大小主要由TVB-N、TVC和TBARS決定，說明這些指標是影響新鮮度的重要因素；第2 主成分包含了原始信息的15.710%，其大小主要由pH決定，累積方差貢獻率是81.090%。 -1 ℃組第1 主成分包含了原始信息量的66.389%，其大小主要由TVB-N和TVC決定；第2主成分包含了原始信息的16.990%，其大小主要由pH決定，第3主成分包含了原始信息的14.318%，其大小主要由TBARS決定，累積方差貢獻率是97.697%。-4 ℃組第1 主成分包含了原始信息量的70.051%，其大小主要由TVB-N決定；第2 主成分包含了原始信息的15.177%，其大小主要由TBARS決定，累積方差貢獻率是85.228%。

3 討論與結(jié)論

食品是一個特別復雜的多元體系，溫度、光照等環(huán)境的變化都會不同程度影響食品的生化反應、酶促反應及微生物的生長繁殖，進而引起食物的腐敗變質(zhì)，縮短貨架期。研究表明，溫度是影響肉制品貨架期的主要因素之一，冰點以上的貯藏溫度，不利于肉制品質(zhì)地保持，而冰點以下貯藏溫度，不利于肉制品持水力的保持，而冰溫貯藏是一種將食品貯藏在冰溫帶(即0 ℃以下，冰點以上的溫度區(qū)域)的保鮮技術(shù)。冰溫貯藏不影響生鮮食品正常代謝，且可使生物活性保持在較低水平，有效抑制有害微生物的生長繁殖并抑制酶活性，同時還能積累與肉鮮度有關(guān)的氨基酸，提高肉制品的感官品質(zhì)，延長貨架期[23]。Duun等[24]研究-2.2 ℃下鱈魚片的貨架期變化情況，發(fā)現(xiàn)冰溫貯藏的樣品較冷藏樣品的貨架期更長。

表2 豬肉糜在貯藏期間色差值的變化Table 2 changes of color difference in different processing groups of pork and mi storage.

注：同列不同大寫字母表示差異極顯著(P<0.05)，同行不同小寫字母表示差異極顯著(P<0.05)。

Note: Different capital letters show significant difference at the 0.05 level in the same column,different lowercase letters show significant difference at the 0.05 level in the same row.

而冰點調(diào)節(jié)劑的使用可以擴大肉制品冰溫帶，便于肉制品的貯存運輸。何雪瑩等[3]研究表明-3 ℃添加冰點調(diào)節(jié)劑冰溫貯藏對鯉魚肉腐敗具有較好的抑制效果，并且降低脂肪氧化的速度。本試驗通過測定新鮮豬肉糜和添加冰點調(diào)節(jié)劑的豬肉糜中心溫度，確定豬肉糜的冰點溫度由-2.8 ℃降至-4.8 ℃，證明冰點調(diào)節(jié)劑的添加可以拓寬豬肉糜的冰溫帶范圍。利用-4 ℃添加冰點調(diào)節(jié)劑進行實驗，建立-4 ℃和-1 ℃兩個對照組，進行感官評價并測定pH值、TBARS、TVB-N、色差、TVC等指標分析冰點調(diào)節(jié)劑對豬肉糜品質(zhì)特性的影響。結(jié)果表明，與-4 ℃組和-1 ℃組相比，-4 ℃冰點調(diào)節(jié)劑組延緩了豬肉糜貯藏過程中TVC、TBARS值和TVB-N值的上升趨勢，在貯藏終點-4 ℃冰點調(diào)節(jié)劑組TVC、TBARS和TVB-N的值分別為6.01 lg(CFU·g-1)、0.19 mg·kg-1和16.98 mg·100 g-1，顯著低于-1 ℃組與-4 ℃組(P<0.05)。通過感官評價結(jié)合理化指標確定了3組產(chǎn)品的貨架期：-1 ℃組7 d，-4 ℃組10 d，-4 ℃冰點調(diào)節(jié)劑組20 d。由此可知冰點調(diào)節(jié)劑可有效延長豬肉的貨架期，保持豬肉的營養(yǎng)特性，在一定時間內(nèi)使豬肉維持良好的品質(zhì)狀態(tài)。

表3 主成分的特征值及方差貢獻率Table 3 Eigenvalue and variance contribution rates

表4 因子負荷矩陣Table 4 Component matrix