胡斐斐，錢(qián)書(shū)意，黃峰，姜薇，強(qiáng)宇，江峰，胡海梅，李俠，張春暉

低壓靜電場(chǎng)輔助短期凍藏對(duì)豬肉品質(zhì)的影響

1中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品加工綜合性重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193；2長(zhǎng)虹美菱股份有限公司，合肥 230000

【】研究低壓靜電場(chǎng)（low voltage electrostatic field，LVEF）輔助短期凍藏（28 d）對(duì)豬肉品質(zhì)的影響，為肉品新型貯藏保鮮技術(shù)開(kāi)發(fā)提供理論依據(jù)。以豬背最長(zhǎng)肌（）為試驗(yàn)材料，對(duì)比分析在-18、-12和-6℃的靜電場(chǎng)（設(shè)備輸出電壓2 500 V，電流0.2 mA）和非靜電場(chǎng)環(huán)境（對(duì)照）下凍藏0、7、14、21和28 d的菌落總數(shù)、TVB-N含量、色澤、貯藏?fù)p失、蒸煮損失、剪切力、TBARS、巰基含量、冰晶形態(tài)及水分分布等指標(biāo)的變化。貯藏期間，靜電場(chǎng)組肉樣的菌落總數(shù)、TVB-N含量和TBARS值比對(duì)照顯著下降（＜0.05），且肉樣持水力較高，色澤更鮮亮，肌肉中形成冰晶小且均勻，對(duì)肌肉微觀結(jié)構(gòu)破壞程度低。貯藏28 d時(shí)，靜電場(chǎng)下-12℃凍藏肉樣的菌落總數(shù)、TVB-N含量及TBARS值分別為4.50 lg（CFU/g）、8.73 mg/100 g和0.1691 mg MDA?kg-1，與-18℃對(duì)照組的4.48 lg（CFU/g）、8.91 mg/100g及0.1754 mg MDA?kg-1結(jié)果相比均無(wú)顯著差異（＞0.05），兩組肉樣間的貯藏?fù)p失、剪切力及色澤差異也不顯著（＞0.05）。低壓靜電場(chǎng)輔助凍藏可有效延緩豬肉在貯藏期間的品質(zhì)劣變，且靜電場(chǎng)輔助-12℃凍藏28 d內(nèi)的肉品品質(zhì)可達(dá)到-18℃常規(guī)凍藏的效果，低壓靜電場(chǎng)下-6℃凍藏肉樣品質(zhì)與-12℃非靜電場(chǎng)凍藏效果也趨于一致。

低壓靜電場(chǎng)；短期凍藏；豬肉品質(zhì)；保鮮

0 引言

【研究意義】我國(guó)是肉類生產(chǎn)與消費(fèi)大國(guó)，其中豬肉產(chǎn)量最高，2019年我國(guó)豬肉產(chǎn)量達(dá)4 255萬(wàn)t，是中國(guó)肉類消費(fèi)結(jié)構(gòu)的主導(dǎo)。凍藏作為肉類最主要的貯藏方式之一，是地區(qū)間流通和消費(fèi)者儲(chǔ)存的主要形式[1]，可有效抑制微生物繁殖，延長(zhǎng)貨架期[2]。但肉及肉制品在凍藏過(guò)程中易發(fā)生蛋白質(zhì)和脂肪的氧化，導(dǎo)致汁液流失、嫩度及色澤等品質(zhì)劣變[3]，造成一定經(jīng)濟(jì)損失。因此，研究?jī)霾剡^(guò)程中肉品品質(zhì)控制對(duì)工業(yè)生產(chǎn)具有重要的理論與應(yīng)用價(jià)值。【前人研究進(jìn)展】目前肉類主要的凍藏方式有常規(guī)凍藏[4]（conventional frozen storage，-18℃）、深度凍藏[5]（deep frozen storage，-38℃以下）及微凍貯藏[6]（superchilled storage，低于冰點(diǎn)1—2℃）等。常規(guī)凍藏、深度凍藏肉品保質(zhì)期較長(zhǎng)，便于流通，但其能耗較高，對(duì)于短期內(nèi)消耗肉品易出現(xiàn)冷凍濫用現(xiàn)象。微凍貯藏可在保證肉品品質(zhì)、延長(zhǎng)貨架期的同時(shí)降低流動(dòng)成本，但其需要精準(zhǔn)的控溫設(shè)備和技術(shù)，難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用。QIAN等[7]和孫圳[8]研究了-6—-12℃這一溫度區(qū)間對(duì)牛肉貯藏品質(zhì)的影響，并稱該溫度貯藏可在一定程度上維持肉品品質(zhì)，同時(shí)降低能耗，避免冷凍濫用。近年來(lái)，靜電場(chǎng)作為一種非熱加工技術(shù)，在食品保鮮領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注[9-10]。相比于高壓靜電場(chǎng)（＞2 500 V）的高能耗、低安全性，低壓靜電場(chǎng)（≤2 500 V）操作簡(jiǎn)單、安全節(jié)能，便于工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用[11]。近期有研究發(fā)現(xiàn)，低壓靜電場(chǎng)輔助肉品凍結(jié)可縮短凍結(jié)時(shí)間，顯著提高肉品品質(zhì)。尚珂等[12]報(bào)道稱低壓靜電場(chǎng)輔助凍結(jié)牛肉可提高肌肉持水性，且較好維持肌原纖維蛋白理化特性；李俠等[13]研究發(fā)現(xiàn)低壓靜電場(chǎng)下凍結(jié)牛肉形成的冰晶體積小、分布均勻，對(duì)肌肉組織破壞程度較輕；段偉文等[14]使用低壓靜電場(chǎng)結(jié)合氣調(diào)包裝輔助凡納濱對(duì)蝦冰溫貯藏，延長(zhǎng)其貨架期，感官特性得到改善；王杏娣等[15]報(bào)道稱低壓靜電場(chǎng)結(jié)合微凍貯藏可延緩竹節(jié)蝦脂肪氧化，微生物生長(zhǎng)得到有效抑制?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】鑒于當(dāng)前市場(chǎng)肉品的短期快速消耗屬性，傳統(tǒng)的低溫（-18℃及以下）長(zhǎng)時(shí)凍藏已不符合產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，亟需開(kāi)發(fā)在短貯藏期內(nèi)降低能耗，提高冷凍肉品質(zhì)并可應(yīng)用于大規(guī)模生產(chǎn)的新型凍藏方式?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】研究不同溫度條件下（-18、-12和-6℃）低壓靜電場(chǎng)輔助短期凍藏過(guò)程（28 d）中豬肉品質(zhì)的變化，旨在為肉品新型凍藏保鮮技術(shù)開(kāi)發(fā)與冷凍工藝制訂提供新的思路方法與理論依據(jù)。

1 材料與方法

試驗(yàn)于2019年在中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品加工綜合性重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。

1.1 材料與儀器

1.1.1 試驗(yàn)材料 原料肉為山東濰坊同路食品有限公司提供的檢疫合格、質(zhì)量約為160 kg的10月齡杜長(zhǎng)大三元雜交豬（Duroc×Landrace×Yorkshire）背最長(zhǎng)肌（）。豬宰后經(jīng)24 h吊掛風(fēng)冷排酸，從6頭情況相近的公豬胴體中分別取2條背最長(zhǎng)肌，共12條。放入采樣箱冰浴運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室。

平板計(jì)數(shù)瓊脂（北京索萊寶科技有限公司）、Tris（美國(guó)AMRESCO股份有限公司）、DTNB（美國(guó)sigma-aldrich有限公司）、HE染色試劑盒（北京中科萬(wàn)邦生物科技有限公司）。SDS（十二烷基硫酸鈉）、硫代巴比妥酸、三氯乙酸、三氯甲烷、無(wú)水乙醇、二甲苯等其余所用試劑均為分析純。

1.1.2 主要儀器 電子天平（賽多利斯科學(xué)儀器（北京）有限公司、SW-CJ-1FD超凈工作臺(tái)（蘇州普愛(ài)德凈化設(shè)備科技有限公司）、KDN-4C凱氏定氮儀（賽亞斯科技有限公司）、CR-400色差儀（日本柯尼卡美能達(dá)公司）、C-LM3B肌肉嫩度儀（北京天翔飛域儀器設(shè)備有限公司）、UV-1800紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)（島津儀器（蘇州）有限公司）、MesoMR23-060H-I低場(chǎng)核磁共振儀（上海紐邁電子科技有限公司）、Nikon CI-S倒置顯微鏡（日本尼康有限公司）、DENBA+鮮度保持電場(chǎng)裝置（日本AGUA商事株式會(huì)社等）、BCD-520WQ3S冰箱（長(zhǎng)虹美菱股份有限公司）。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 樣品處理 剔除12條背最長(zhǎng)肌上可見(jiàn)脂肪、筋膜和結(jié)締組織，將其分割為約5 cm×4 cm×3 cm長(zhǎng)方體，裝入透明聚乙烯袋中并封口，肉樣充分混合后隨機(jī)分成6組，分別放置-18℃、-12℃、-6℃下凍藏，并標(biāo)記為-18L、-18、-12L、-12、-6L和-6，其中-18L、-12L、-6L為低壓靜電場(chǎng)處理組，-18、-12、-6為無(wú)靜電場(chǎng)處理組（對(duì)照組），如表1所示。分別在第0、7、14、21和28天取樣，置于層析柜中4℃解凍，肉樣中心溫度達(dá)4℃后視為解凍結(jié)束并進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)分析。靜電場(chǎng)發(fā)生裝置輸出電壓為2 500 V、電流為0.2 mA。

表1 試驗(yàn)分組設(shè)計(jì)

1.2.2 菌落總數(shù)的測(cè)定 菌落總數(shù)參照GB 4789.2-2016《食品微生物學(xué)檢驗(yàn)菌落總數(shù)測(cè)定》方法測(cè)定。稱取10 g肉樣，以10倍梯度稀釋，選取2個(gè)適宜稀釋度的樣品溶液1 mL，加入15 mL平板計(jì)數(shù)瓊脂培養(yǎng)基，待凝固后，于37℃下培養(yǎng)48 h。

1.2.3 TVB-N含量的測(cè)定 TVB-N含量參照GB 5009.228-2016《食品中揮發(fā)性鹽基氮的測(cè)定》自動(dòng)凱氏定氮法測(cè)定。肉樣絞碎后稱取10 g，加入100 mL蒸餾水，振搖30 min后過(guò)濾，取5 mL濾液于消化管中，并加入10 mL蒸餾水和5 mL氧化鎂（20 g?L-1）混懸液，放入凱氏定氮儀中進(jìn)行測(cè)定。

1.2.4 色澤的測(cè)定 色澤的測(cè)定參考李銀等[16]的方法，測(cè)定前使用白板對(duì)色差計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn)，再測(cè)定樣品表面的亮度值L*、紅度值a*、黃度值b*。每個(gè)樣品平行測(cè)定3次。并計(jì)算總色差值△E，如下：

式中，△*為處理組與新鮮肉樣L*值之差，△*為處理組與新鮮肉樣a*值之差，△*為處理組與新鮮肉樣b*值之差。

1.2.5 貯藏?fù)p失的測(cè)定 參考HONIKEL[17]的方法，準(zhǔn)確稱量肉樣凍藏前后質(zhì)量。貯藏?fù)p失計(jì)算如下：

貯藏?fù)p失（%）=×100 （2）

式中，1為凍藏前肉樣質(zhì)量，2為凍藏后肉樣質(zhì)量。

1.2.6 蒸煮損失的測(cè)定 參考HONIKEL[17]的方法，凍藏前稱取肉樣質(zhì)量，凍藏后將其置于聚乙烯袋中80℃水浴30 min，然后流水冷卻，擦干肉樣表面水分后稱其質(zhì)量。蒸煮損失計(jì)算如下：

蒸煮損失（%）=×100 （3）

式中，M1為凍藏前肉樣質(zhì)量，M3為蒸煮后肉樣質(zhì)量。

1.2.7 剪切力的測(cè)定 參考謝小雷等[18]的方法并稍作修改。將肉樣放入聚乙烯袋中，置于100℃水浴鍋中加熱至中心溫度72℃，冷卻至室溫。將肉樣修整為3 cm×1 cm×1 cm大小，4℃下放置12 h后，利用嫩度儀進(jìn)行測(cè)定，剪切速度5 mm?s-1。

1.2.8 TBARS的測(cè)定 參考XIA等[19]的方法并稍作修改。取2 g肉樣絞碎，混合在3 mL 1%硫代巴比妥酸中，再加入17 mL 2.5%三氯乙酸，將混合物煮沸30 min后，冷水冷卻。取樣液與三氯甲烷1﹕1體積混合并渦旋，室溫下離心（3 000×g，10 min），在532 nm處測(cè)吸光值。TBARS值計(jì)算如下：

式中，532：樣液在532 nm處的吸光值；s：肉樣重量（g）。9.48為由硫代巴比妥酸反應(yīng)產(chǎn)物的稀釋因子和摩爾消光系數(shù)（152 000 L?mol-1·cm-1）得出的常數(shù)。

1.2.9 巰基含量的測(cè)定 參考BAO等[20]的方法并稍作修改。將1 g肉樣與25 mL含5% SDS的0.1 mol?L-1Tris-HCl（pH 8.0）混合并均質(zhì)（13 500 r/min，30 s），混合物在80℃下水浴30 min，冷水冷卻后過(guò)濾。濾液蛋白濃度通過(guò)測(cè)定280 nm處的吸光值，根據(jù)牛血清蛋白（0—2 mg?mL-1）制備的標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算得出。取0.5 mL濾液，加入2 mL 0.1 mol?L-1Tris-HCl（pH 8.0）和0.5 mL含10 mmol?L-1DTNB的0.1 mol?L-1Tris-HCl（pH 8.0），置于黑暗中室溫反應(yīng)30 min，在412 nm處測(cè)定吸光值。巰基含量計(jì)算如下：

式中，412：樣液在412 nm處的吸光值；0：空白在412 nm處的吸光值；13 600為摩爾消光系數(shù)（L?mol-1·cm-1）；：樣液蛋白濃度（mg?mL-1）。

1.2.10 肌肉組織中冰晶形態(tài)觀察 參考黃鴻兵等[21]的方法并稍作修改。從樣品中心部位順纖維方向取長(zhǎng)1.5 cm，橫截面約為0.5 cm×0.5 cm的長(zhǎng)方體，放入Carnoy溶液中4℃固定24 h。用不同濃度梯度的乙醇脫水，再用無(wú)水乙醇與二甲苯混合液浸泡40 min，二甲苯分別浸泡25和15 min進(jìn)行透明處理，65℃下浸蠟后，進(jìn)行包埋，然后切成4 μm薄片，65℃下烤片1 h。采用HE（Hematoxylin-Eosin）染色法進(jìn)行染色，光學(xué)顯微鏡觀察組織結(jié)構(gòu)。

1.2.112弛豫時(shí)間的測(cè)定 參考LI等[22]的方法并稍作修改。將樣品放入核磁管中心位置，進(jìn)行2橫向弛豫時(shí)間測(cè)定。設(shè)置參數(shù)為：主頻23 MHz，偏移頻率286.7813 kHz，90°脈沖時(shí)間17 μs，180°脈沖時(shí)間35 μs，采樣點(diǎn)數(shù)54 996，重復(fù)時(shí)間3 000 ms，累加次數(shù)4次，回波數(shù)3 000。然后將得到的信號(hào)值進(jìn)行反演得到2反演譜。

1.2.12 數(shù)據(jù)分析 采用GraphPad Prism 8軟件和SPSS Statistics 25軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析及作圖。試驗(yàn)結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，每組試驗(yàn)重復(fù)3次。

2 結(jié)果

2.1 凍藏期間豬肉菌落總數(shù)的變化

菌落總數(shù)是衡量肉品腐敗變質(zhì)的重要指標(biāo)之一，GB 2707-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)鮮（凍）畜、禽產(chǎn)品》規(guī)定肉品菌落總數(shù)達(dá)到6 lg（CFU/g）以上視為變質(zhì)[23]。如圖1所示，凍藏期間各處理組肉樣菌落總數(shù)逐漸上升，均小于5 lg（CFU/g），說(shuō)明肉樣在28 d內(nèi)新鮮度下降，但未變質(zhì)。貯藏第7天，-18L組肉樣菌落總數(shù)增長(zhǎng)趨勢(shì)最慢，顯著低于其余各組（＜0.05），-6L組菌落總數(shù)顯著低于-6組（＜0.05）。第28天時(shí)，-12L組菌落總數(shù)顯著低于-12組（＜0.05），-18組與-12L組無(wú)顯著差異，-12組與-6L組無(wú)顯著差異（＞0.05）。同一溫度下，相比于凍藏對(duì)照組，靜電場(chǎng)輔助凍藏可抑制微生物的生長(zhǎng)繁殖，且靜電場(chǎng)下-12℃、-6℃凍藏對(duì)微生物的抑制效果分別與對(duì)照組-18℃、-12℃凍藏?zé)o顯著差異（＞0.05）。

2.2 凍藏期間豬肉TVB-N含量的變化

揮發(fā)性鹽基氮（TVB-N）是蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生的氨以及胺類等堿性含氮物質(zhì)，此類物質(zhì)具有揮發(fā)性。其含量越高，肉品新鮮度越低[24]。由圖2可見(jiàn)，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，各組TVB-N含量呈上升趨勢(shì)。貯藏前期（0—14 d），-18L、-12L和-6L組無(wú)顯著差異，-18、-12和-6組無(wú)顯著差異（＞0.05）。說(shuō)明貯藏14 d內(nèi)，無(wú)論是否添加靜電場(chǎng)，-18℃、-12℃和-6℃下肉樣的TVB-N含量無(wú)顯著差別。第28天時(shí)，-18L組的TVB-N含量顯著低于-18組（＜0.05），-18組與-12L組、-12組與-6L組無(wú)顯著差異（＞0.05）。結(jié)果表明，貯藏28 d時(shí)，靜電場(chǎng)輔助-18℃凍藏能夠抑制TVB-N含量的積累，靜電場(chǎng)輔助-12℃、-6℃凍藏分別與對(duì)照組-18℃、-12℃凍藏的肉樣TVB-N含量無(wú)顯著差異（＞0.05）。

-18L：-18℃+低壓靜電場(chǎng)；-18：-18℃；-12L：-12℃+低壓靜電場(chǎng)；-12：-12℃；-6L：-6℃+低壓靜電場(chǎng)；-6：-6℃。同一貯藏時(shí)間不同處理組字母不同表示差異顯著（P＜0.05）。下同

圖2 不同處理對(duì)豬肉凍藏期間TVB-N含量的影響

2.3 凍藏期間豬肉色澤的變化

色澤是肉類感官品質(zhì)的重要指標(biāo)之一，其優(yōu)劣直接影響消費(fèi)者的購(gòu)買(mǎi)喜好[25]。L*、a*和b*值分別代表亮度、紅度和黃度值。在一定范圍內(nèi)，L*值越大表示肉品光澤度越好，a*值越大表示肉品越新鮮，b*值越大表示肉品越不新鮮[26]。表2為貯藏過(guò)程中各處理組肉樣的L*、a*、b*值?？梢钥闯?，隨貯藏時(shí)間延長(zhǎng)，L*值與a*值均緩慢下降，b*無(wú)顯著變化，說(shuō)明肉樣在凍藏過(guò)程中色澤逐漸劣變。貯藏期間，同一溫度下靜電場(chǎng)組的L*值和a*值略高于非靜電場(chǎng)組?？偵钪怠鱁表示肉樣與鮮肉色澤之間的差異，如圖3所示，隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，△E值不斷升高，表明各組肉樣色澤與鮮肉色澤差異不斷增大，逐漸出現(xiàn)色澤劣變現(xiàn)象。第14和21天時(shí)，-12L組與-18組、-6L組與-12組△E值無(wú)顯著性差異（＞0.05）。第28天時(shí)，-12L組△E值（3.86）與-18組（3.64）無(wú)顯著性差異（＞0.05）。表明貯藏第14—21天時(shí)，靜電場(chǎng)輔助-12℃、-6℃凍藏對(duì)肉樣色澤劣變的抑制效果分別與對(duì)照組-18℃、-12℃凍藏的肉樣無(wú)顯著性差異（＞0.05）。貯藏第28天時(shí)，靜電場(chǎng)輔助-12℃凍藏與對(duì)照組-18℃無(wú)顯著性差異（＞0.05）。

圖3 不同處理對(duì)豬肉凍藏期間△E值的影響

表2 不同處理對(duì)豬肉凍藏期間色澤的影響

同一貯藏時(shí)間不同處理組字母不同表示差異顯著（＜0.05）。下同

Different letters in the same storage time indicate significant differences (＜0.05). The same as below

2.4 凍藏期間豬肉持水力的變化

凍藏過(guò)程中肉樣持水力下降，導(dǎo)致解凍后汁液流失嚴(yán)重，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)流失、品質(zhì)下降，造成一定的經(jīng)濟(jì)損失[27]。不同處理組豬肉凍藏期間貯藏?fù)p失如圖4所示。由圖可知，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，貯藏?fù)p失呈增長(zhǎng)趨勢(shì)。整個(gè)貯藏期間，-18L組貯藏?fù)p失顯著低于-18組，-6L組顯著低于-6組（＜0.05），-18組和-12L組無(wú)顯著性差異（＞0.05）。第14和28天時(shí)，-12組和-6L組無(wú)顯著性差異（＞0.05）。第28天時(shí)，-18L、-18、-12L、-12、-6L、-6組貯藏?fù)p失分別為7.12%、8.34%、8.21%、10.05%、10.10%和11.15%，同一溫度下靜電場(chǎng)組均顯著低于非靜電場(chǎng)組（＜0.05）。不同處理組豬肉凍藏期間蒸煮損失如圖5所示，隨貯藏時(shí)間延長(zhǎng)，蒸煮損失逐漸上升。第14—28天，-18L組蒸煮損失顯著低于-18組（＜0.05），-18組和-12L組、-12組和-6L無(wú)顯著差異（＞0.05），第28天時(shí)，-18L、-18、-12L、-12、-6L、-6組蒸煮損失分別為28.32%、30.15%、28.97%、29.48%、31.31%和32.86%。貯藏?fù)p失和蒸煮損失結(jié)果表明，貯藏期28 d內(nèi)，靜電場(chǎng)輔助凍藏可提高肉樣持水力，且靜電場(chǎng)輔助-12℃下凍藏肉樣持水力與對(duì)照組-18℃相比無(wú)顯著差異，靜電場(chǎng)輔助-6℃下凍藏肉樣持水力與對(duì)照組-12℃無(wú)顯著差異（＞0.05）。

2.5 凍藏期間豬肉嫩度的變化

肉品嫩度可通過(guò)剪切力表征，剪切力小說(shuō)明肉的嫩度高[28]。如圖6所示，隨著貯藏時(shí)間的推移，各處理組肉樣剪切力持續(xù)上升，說(shuō)明嫩度不斷降低，與孫圳[8]研究結(jié)果一致。凍藏過(guò)程中，肉樣中冰晶體積不斷變大，破壞原有的肌纖維結(jié)構(gòu)，從而使肉品嫩度下降[29]。貯藏期間，-18L組與-12L組、-18組與-12組剪切力無(wú)顯著性差異（＞0.05）。第14天時(shí)，-18組和-12組剪切力值分別為32.16 N和32.10 N，均顯著低于-6組（33.95 N）（＜0.05）。第21天時(shí)，-18組和-12組剪切力分別為32.42 N和32.78 N，均顯著低于-6組（34.51 N）（＜0.05）。貯藏末期（28 d），相同貯藏溫度下靜電場(chǎng)組肉樣剪切力值均低于對(duì)照，但差異不顯著（＞0.05）。

2.6 凍藏期間豬肉脂肪氧化的變化

脂肪氧化一定程度上影響肉品感官品質(zhì)、功能特性和營(yíng)養(yǎng)質(zhì)量，肉品中丙二醛的含量可反映脂肪氧化的程度[30]。由圖7可知，貯藏期間TBARS值不斷升高，說(shuō)明肉樣脂肪氧化程度逐漸加劇。貯藏前期（0—14 d）各處理組TBARS值無(wú)顯著性差異（＞0.05），第21天時(shí)，-18L組TBARS值顯著低于-18組（＜0.05）。第28天時(shí)，-18L組TBARS值顯著低于-18組，-12L組顯著低于-12組，-6L組顯著低于-6組（＜0.05），而-18組與-12L組、-12組與-6L組無(wú)顯著性差異（＞0.05）。說(shuō)明靜電場(chǎng)在凍藏后期（21—28 d）可有效抑制肉樣脂肪氧化，且28 d內(nèi)，靜電場(chǎng)下-12℃、-6℃凍藏對(duì)肉樣脂肪氧化的抑制效果分別與對(duì)照組-18℃、-12℃凍藏?zé)o顯著差異（＞0.05）。

2.7 凍藏期間豬肉蛋白質(zhì)氧化的變化

蛋白質(zhì)發(fā)生氧化時(shí)巰基會(huì)形成二硫鍵，因此通過(guò)測(cè)定蛋白質(zhì)巰基含量可以表征蛋白質(zhì)的氧化程度，巰基含量越低，說(shuō)明蛋白質(zhì)的氧化程度越高[31]。由圖8可見(jiàn)，隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，各處理組巰基含量逐漸下降，蛋白質(zhì)氧化現(xiàn)象逐漸加劇。貯藏前期（0—14 d），各處理組巰基含量無(wú)顯著性差異。第21天時(shí)，-18L組巰基含量為86.27 nmol?mg-1，顯著高于-18組（82.46 nmol?mg-1），-6L組（79.55 nmol?mg-1）顯著高于-6組（75.78 nmol?mg-1）（＜0.05）。第28天時(shí)，-18L組巰基含量降至83.38 nmol?mg-1，顯著高于-18組（80.45 nmol?mg-1），-12L組（78.25 nmol?mg-1）顯著高于-12組（75.30 nmol?mg-1），-6L組（73.94 nmol?mg-1）顯著高于-6組（69.82 nmol?mg-1）（＜0.05），-18組與-12L組、-12組與-6L組無(wú)顯著差異（＞0.05）。靜電場(chǎng)在凍藏后期（21—28 d）能夠延緩肉樣蛋白質(zhì)氧化，此外，-18℃與靜電場(chǎng)輔助-12℃凍藏肉樣、-12℃與靜電場(chǎng)輔助-6℃凍藏肉樣蛋白質(zhì)氧化程度無(wú)顯著差異（＞0.05）。

圖4 不同處理對(duì)豬肉凍藏期間貯藏?fù)p失的影響

圖5 不同處理對(duì)豬肉凍藏期間蒸煮損失的影響

圖6 不同處理對(duì)豬肉凍藏期間剪切力的影響

圖7 不同處理對(duì)豬肉凍藏期間TBARS的影響

2.8 凍藏期間豬肉冰晶形態(tài)的變化

凍藏過(guò)程中冰晶的生長(zhǎng)會(huì)破壞肌肉細(xì)胞，造成肌肉組織機(jī)械損傷和品質(zhì)下降，其大小、形狀和分布對(duì)肉品品質(zhì)均有影響[32]。圖9展示了不同處理組肉樣分別在凍藏第7和28天時(shí)肌肉組織的橫截面，其中紅色部分為肌纖維，白色部分為冰晶留下的孔隙?？梢钥闯?，新鮮豬肉的肌纖維排列整齊、結(jié)構(gòu)完整，肌纖維之間的空隙較小。凍藏之后肌肉組織內(nèi)的水結(jié)成冰晶，且隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，冰晶不斷生長(zhǎng)，使肌纖維遭受機(jī)械損傷。第7天時(shí)，-18L、-18和-12L組肉樣中的冰晶小且均勻，-6L組肉樣中的冰晶尺寸較-6組更小，肌纖維排列更整齊。第28天時(shí)，-6組中部分肌纖維出現(xiàn)聚集現(xiàn)象，是冰晶體積較大發(fā)生擠壓所導(dǎo)致?？傮w來(lái)看，-18L組較-18組、-12L組較-12組、-6L組較-6組的肌肉組織結(jié)構(gòu)更優(yōu)，-18組與-12L組肌肉組織狀態(tài)較接近。說(shuō)明低壓靜電場(chǎng)可抑制冰晶的生長(zhǎng)，靜電場(chǎng)輔助-12℃下肌肉組織狀態(tài)與冰晶形態(tài)和-18℃相似。

圖8 不同處理對(duì)豬肉凍藏期間巰基含量的影響

圖9 不同處理對(duì)豬肉凍藏期間冰晶形態(tài)的影響

2.9 凍藏期間豬肉T2弛豫時(shí)間的變化

圖10展示了不同處理組肉樣在凍藏第7和28天時(shí)的2弛豫時(shí)間，3個(gè)峰分別代表了結(jié)合水（21）、不易流動(dòng)水（22）和自由水（23），峰面積比表示3種形式水的相對(duì)比例[33]。其中，肉的持水性主要取決于肌肉對(duì)不易流動(dòng)水的保持能力[34]。如圖所示，隨著貯藏時(shí)間延長(zhǎng)，22峰面積減少，說(shuō)明不易流動(dòng)水含量降低。貯藏第7和28天時(shí)，-18組較-18L組、-12組較-12L組、-6組較-6L組22峰面積更小，說(shuō)明靜電場(chǎng)輔助凍藏比非電場(chǎng)肉樣不易流動(dòng)水含量更高，持水力更強(qiáng)，驗(yàn)證了此前貯藏?fù)p失試驗(yàn)結(jié)果（圖4）。

圖10 不同處理對(duì)豬肉凍藏期間T2弛豫時(shí)間的影響

3 討論

凍藏過(guò)程中，豬肉菌落總數(shù)、TVB-N含量逐漸積累，肉品品質(zhì)出現(xiàn)下降[35]。本試驗(yàn)中，靜電場(chǎng)輔助凍藏可抑制微生物的生長(zhǎng)繁殖，李苑等[36]研究了靜電場(chǎng)輔助微凍貯藏對(duì)三疣梭子蟹品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)靜電場(chǎng)組菌落總數(shù)增長(zhǎng)較非靜電場(chǎng)組慢。何向麗[37]認(rèn)為電場(chǎng)環(huán)境使細(xì)菌的細(xì)胞膜感應(yīng)電荷，產(chǎn)生的通透膜位差引起細(xì)胞破裂，細(xì)胞因膜結(jié)構(gòu)紊亂、通透性發(fā)生改變而死亡。HUANG等[38]報(bào)道稱靜電場(chǎng)輔助冷藏鯰魚(yú)可降低TVB-N含量。HSIEH等[39]研究發(fā)現(xiàn)靜電場(chǎng)輔助冷藏羅非魚(yú)TVB-N含量較非靜電場(chǎng)組低。本研究中，靜電場(chǎng)輔助-18℃凍藏可有效抑制豬肉凍藏期間TVB-N含量的積累，可能是由于靜電場(chǎng)具有抑制酶與細(xì)菌活性的作用，延緩貯藏過(guò)程中酶與細(xì)菌的分解，進(jìn)而延緩TVB-N含量積累。

隨凍藏時(shí)間延長(zhǎng)，肌肉持水性逐漸下降。由貯藏?fù)p失、蒸煮損失及2弛豫時(shí)間結(jié)果可知，低壓靜電場(chǎng)輔助凍藏可提高肉樣持水力。DALVI-ISFAHAN等[40]曾報(bào)道靜電場(chǎng)輔助凍結(jié)羊肉有效減少貯藏?fù)p失，與本試驗(yàn)結(jié)果相似。分析可能是當(dāng)外加靜電場(chǎng)時(shí)，存在固有頻率的水會(huì)發(fā)生共鳴，引起蛋白質(zhì)周圍的水分發(fā)生結(jié)構(gòu)變化，改變蛋白質(zhì)與水的結(jié)合狀態(tài)，使蛋白與水的結(jié)合力更強(qiáng)，肌肉持水力增強(qiáng)[41-42]；另外，靜電場(chǎng)下凍藏肉樣中冰晶小且均勻，對(duì)肌纖維結(jié)構(gòu)破壞較輕，肌纖維的保水能力得到有效維持[43]。

凍藏期間，脂肪氧化和蛋白氧化對(duì)肉品品質(zhì)造成一定程度影響。本研究中，靜電場(chǎng)條件下肉樣的脂肪氧化和蛋白氧化在凍藏后期（21—28 d）得以有效抑制。KO等[44]發(fā)現(xiàn)靜電場(chǎng)輔助冷藏羅非魚(yú)可降低其脂肪氧化程度，認(rèn)為電場(chǎng)的靜電感應(yīng)現(xiàn)象會(huì)使肉樣表面帶有電荷，從而降低與周圍氧氣的接觸頻率，抑制脂質(zhì)氧化；岑劍偉等[45]研究發(fā)現(xiàn)靜電場(chǎng)輔助冰溫貯藏羅非魚(yú)可抑制蛋白質(zhì)氧化。靜電場(chǎng)可阻止自由基介導(dǎo)的肌原纖維蛋白氧化，以及通過(guò)脂質(zhì)烷基自由基與分子氧之間的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)形成脂質(zhì)過(guò)氧自由基，氧化反應(yīng)得以抑制[46]。

冰晶的生長(zhǎng)效應(yīng)對(duì)肌纖維造成的機(jī)械損傷是凍藏期間肉品品質(zhì)下降的主要誘因。本試驗(yàn)中，-6℃對(duì)照組肉樣中冰晶尺寸不均勻，貯藏過(guò)程中，小冰晶向結(jié)構(gòu)緊密的大冰晶遷移，并融合形成體積更大的冰晶，對(duì)肌纖維產(chǎn)生擠壓作用[32]，因此，-6℃對(duì)照組中部分肌纖維出現(xiàn)聚集現(xiàn)象。低壓靜電場(chǎng)可抑制冰晶的生長(zhǎng)，靜電場(chǎng)組肉樣中冰晶小且分布均勻，較非靜電場(chǎng)組肌肉組織結(jié)構(gòu)更優(yōu)。XANTHAKIS等[47]研究發(fā)現(xiàn)靜電場(chǎng)輔助豬肉凍結(jié)過(guò)程中大冰晶的生長(zhǎng)被限制，豬肉微觀結(jié)構(gòu)的破壞程度顯著降低；DALVI-ISFAHAN等[48]在研究靜電場(chǎng)輔助羊肉凍結(jié)時(shí)也得出此結(jié)論。ORLOWSKA等[49]曾指出，水分子團(tuán)結(jié)構(gòu)在氫鍵作用下維持著分子聚合和解聚的動(dòng)態(tài)平衡，靜電場(chǎng)的同頻共振產(chǎn)生的共振力和穿透力，使水分子由大分子團(tuán)裂變?yōu)樾》肿訄F(tuán)，聚合變得更細(xì)小且穩(wěn)定，因此，低壓靜電場(chǎng)輔助凍藏形成的冰晶形狀小、分散均勻。

4 結(jié)論

豬肉在凍藏過(guò)程（0—28 d）中品質(zhì)出現(xiàn)劣變，不同凍藏條件對(duì)肌肉品質(zhì)造成不同程度的影響。本研究在3組溫度條件下（-18、-12和-6℃）使用靜電場(chǎng)輔助豬肉凍藏，與普通凍藏相比，可有效減緩豬肉在凍藏過(guò)程中的品質(zhì)劣變，改善解凍肉品質(zhì)：

1）低壓靜電場(chǎng)輔助凍藏期間肉樣的菌落總數(shù)、TVB-N含量、TBARS值及巰基含量的上升得到顯著抑制，有效維持肉樣的新鮮度。

2）低壓靜電場(chǎng)下肉樣在凍藏過(guò)程中肌肉內(nèi)形成的冰晶體積小且分布均勻，對(duì)肌肉組織破壞程度輕。解凍后豬肉色澤及肌肉持水力得到有效維持。

3）短期凍藏（28 d）期間，肉樣的品質(zhì)劣變程度隨溫度降低呈逐漸減輕趨勢(shì)。然而，本研究中低壓靜電場(chǎng)下-12℃凍藏肉樣的菌落總數(shù)、TVB-N含量、TBARS值以及持水力、嫩度和色澤與-18℃常規(guī)凍藏肉樣相比差異均不顯著。

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Effect of Low Voltage Electrostatic Field-Assisted Short-Term Frozen Storage on Quality of Pork

1Institute of Food Science and Technology, Chinese Academy of Agricultural Sciences/Comprehensive Key Laboratory of Agro-Products Processing, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Beijing 100193;2Changhong Meiling Co. Ltd., Hefei 230000

【】The current study was aimed to explore the effects of low voltage electrostatic field (LVEF) on pork quality traits during short-term frozen storage (28 d), and the results might provide a theoretical basis for the development of novel technology in meat preservation.【】In the current study, porkmuscles were used as experimental material. Quality indices of the meat samples frozen at -18, -12 and -6℃ under LVEF (to output a voltage of 2 500 V and a current of 0.2 mA) or in the absence of LVEF (control group) were determined during frozen storage periods (0, 7, 14, 21 and 28 d), which included total bacterial count, total volatile basic nitrogen (TVB-N) content, color, purge loss, cooking loss, shear force, TBARS value and sulfhydryl content. Moreover, the morphology of ice crystals was observed, and the myowater distribution of meat samples was determined by using low-field nuclear magnetic resonance.【】Throughout storage period of samples, there were significantly lower (＜0.05) total bacterial counts, TVB-N contents and TBARS values observed in LVEF samples than that of control group. Compared with control group, the meat samples subjected to LVEF groups exhibited higher water holding capacity and fresher color. During freezing, the meat samples under LVEF formed smaller and more uniform ice crystals in muscle, which resulted in less damage to the muscle microstructure. It was noteworthy that at 28 d, no significant differences (＞0.05) were observed among the total bacterial counts (4.50 lg (CFU/g)), TVB-N content (8.73 mg/100g) and TBARS value (0.1691 mg MDA?kg-1) in meat samples subjected to LVEF group at -12℃, and those of control group at -18℃(4.48 lg (CFU/g), 8.91 mg/100 g and 0.1754 mg MDA?kg-1, respectively). Additionally, the purge loss, shear force and color between two groups showed no significant difference (＞0.05).【】In general, LVEF could effectively alleviate the quality deterioration of pork during frozen storage. However, there were no significant differences observed (＞0.05) in the meat quality traits between LVEF group at -12℃ and control group at -18℃throughout the short-term storage (28 d), and the similar trend was found between LVEF group at -6℃ and control group at -12℃.

low voltage electrostatic field; short-term frozen storage; pork quality; retain freshness

10.3864/j.issn.0578-1752.2021.09.015

2020-08-24；

2020-10-22

國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（31671789）、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2018YFD0701004）

胡斐斐，E-mail：hff_1996@163.com。通信作者李俠，E-mail：lixia5299@163.com

（責(zé)任編輯 趙伶俐）