反復凍融處理對羊肉臊子品質特性的影響

柏 霜,張同剛,羅瑞明,尤麗琴

(寧夏大學農學院,寧夏銀川 750021)

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反復凍融處理對羊肉臊子品質特性的影響

柏 霜,張同剛,羅瑞明*,尤麗琴

(寧夏大學農學院,寧夏銀川 750021)

研究反復凍融對羊肉臊子品質特性的影響。結果表明:反復凍融期間pH變化不顯著(p>0.05)。隨著凍融次數的增加,羊肉臊子解凍汁液損失顯著下降(p<0.05),影響羊肉臊子的嫩度與色澤,最終導致羊肉臊子的全質構特性變差,硬度與剪切力隨凍融次數的增加而趨于穩定(p>0.05),反復凍融后解凍損失率率、剪切力、TVB-N值、TBARS值、L*值、a*值、b*值、硬度、彈性、膠黏性和咀嚼性與未凍融羊肉臊子差異顯著(p<0.05)。低場核磁共振T2弛豫時間分析顯示,其不易流動水占比顯著下降(p<0.05)。以上結果說明反復凍融使羊肉臊子食用品質顯著下降。

低場核磁共振,反復凍融,羊肉臊子,品質

2015年中國羊肉產量達到441萬噸[1],是世界上羊肉生產和消費的大國。羊肉的肉質細嫩,脂肪、膽固醇含量都比豬肉和牛肉少,易被人體消化吸收,多吃羊肉有助于提高身體免疫力。羊肉制品加工在我國歷史久遠,不同地區形成類型各異的種類[2]。其中羊肉臊子是寧夏著名的清真傳統美食[3],但目前國內外的研究大多聚焦于凍融對鮮羊肉的品質影響,而熟羊肉制品的凍融鮮有涉及。還沒有結合核磁共振研究反復凍融對羊肉臊子制品的品質特性的影響研究報道,從羊肉臊子生產完到顧客的消費,一般要經過數次凍融,因此有必要從水分狀態和羊肉臊子品質特性角度,分析數次反復凍融對羊肉臊子制品品質的變化。張丹等[4]研究得出反復凍融導致兔肉的品質下降,微觀結構受到破壞。韓敏義等[5]研究得出隨著凍融次數的增加肉雞肌肉解凍損失和蒸煮損失均顯著增加。戚軍等[6]研究得出隨著凍融次數增加,羊肉解凍損失逐漸增加,但蒸煮損失逐步降低,可以看出以上報道結果存在的差異。

本文以羊肉臊子為研究對象,研究寧夏羊肉臊子反復凍融過程中解凍損失率、全質構特性、硫代巴比妥酸(thiobarbituric acid-reactive substance,TBARS)值、總揮發性鹽基氮(total volatile basic nitrogen,TVB-N)值和反復凍融過程中水分遷移規律的變化特點,該結果將為羊肉臊子從生產到銷售過程中品質變化提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮灘羊肉、輔料 均購于寧夏新百超市。

1.1.1 主要實驗試劑 三氯乙酸 分析純,山東佰仟化工有限公司;EDTA 分析純,鄭州帝科化工產品有限公司;三氯甲烷 分析純,衢州市華亞化工有限公司;2-硫代巴比妥酸 分析純,濟寧泰諾化工有限公司;濃鹽酸 分析純,廣州德樹化工有限公司;氯化鎂 分析純,山東?；煞萦邢薰?硼酸 分析純,鄭州市源澤化工有限公司;乙醇 分析純,東莞市喬科化學有限公司;甲基紅 分析純,濟寧佰一化工有限公司。

1.1.2 主要儀器及設備 PHSJ-3F pH計 上海精科儀器有限公司;TDL-5-4臺式離心機 北京安亭科學儀器廠;電子天平 梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司;H-SY2L-NI 6-C恒溫水浴鍋 北京長源實驗設備廠;7230G型紫外可見分光光度計 上海精科儀器有限公司;WSC-S色差計 北京精密科學儀器有限公司;BCD-215TDGA冰箱 海爾集團;TA-XT2i型質構儀 英國Stable Microsystem公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 工藝 羊肉→分割整理→清洗切丁(羊肉切制5 mm×5 mm×5 mm大小)→羊油煸炒→加入香辛料→冷卻→稱量包裝→冷凍→反復凍融

1.2.2 凍融條件 冷凍條件:溫度為-18 ℃,24 h;解凍條件:羊肉臊子置于冰箱冷藏,中心溫度達到4 ℃時即為解凍終點,24 h,反復凍融0、1、3、5、7、9、11次,取樣測定下列指標。

1.2.3 解凍損失率 參考常海軍等[7]方法測定。樣品解凍前質量記為m1,解凍后用濾紙吸干肉塊表面水分稱量,記為m2,按式(1)計算解凍損失率。

式(1)

1.2.4pH的測定 按照GB/T9695.5-2008《肉與肉制品pH測定》進行測定[8]。

1.2.5TPA質構分析 采用TPA質構分析,測定參數如下:測試前,1.00mm/s;測試中,1.00mm/s;測試后,5.00mm/s;探頭P35,兩次下壓時間間隔為5s,觸發點負載5g,壓縮比50%[9]。各質構參數的含義如下:硬度(hardness)F2,第一次壓縮樣品時所用的最大壓力;彈性(springiness)S45/S12,第二次壓縮時間占第一次壓縮時間的百分數;膠粘性(gumminess)F2×A46/A13,第二次峰面積與第一次峰面積的比值和硬度的乘積值;咀嚼性(chewiness)F2×A46/A13×S45/S12,膠粘性和彈性的乘積值。

1.2.6 色澤的測定 參照WulfDM,WiseJW等[10]方法測定,開袋后用濾紙除去表面的水分,用色差儀測定L*、a*和b*值,每個樣品選擇3個位置測定,每個位置重復3次,取平均值。

1.2.7 剪切力的測定 參數設置如下:測前速率:2.00mm/s;測中速率:2.00mm/s;測后速率：10.00mm/s;距離：30.00mm;觸發力：20g;探頭HDP-BSW：垂直肌纖維方向剪切,每個樣品測定3次,取平均值[11]。

1.2.8TVB-N值的測定 按照GB/T5009.44-2003《肉與肉制品衛生標準的分析方法》[12]中半微量定氮法測定。

1.2.9TBARS值的測定 取搗碎肉樣10g,加入50mL7.50%的三氯乙酸(含0.10%EDTA),振搖30min,雙層濾紙過濾兩次,取5mL上清液加入5mL0.02mol/LTBA溶液,90 ℃水浴中保溫40min,取出冷卻1h,離心5min(1600r/min),上清液中加入5mL氯仿振搖,靜置分層,取上清液,分別在532nm和600nm處比色,記錄吸光值,按以下公式計算TBARS值[13-14]:

式(2)

1.2.10 NMR橫向弛豫時間(T2)測定 NMR弛豫特性的測量是在NMI20低場脈沖核磁共振分析儀上進行。質子共振頻率為18.384 MHz,溫度為32 ℃。T2用CPMG序列測量,所使用的參數為:τ值(90 °脈沖和180 °脈沖之間的時間)為200 μs。將大約2 g樣品放入直徑15 mm核磁管中,再放入分析儀中[15]。

1.3 數據處理

運用Microsoft Excel 2013和SPSS 19.0一般線性模型(generalized linear model,GLM)對實驗所得數據進行單因素方差分析(analysis of variance,ANOVA)、最小顯著差數法(least significant difference,LSD)和Duncan(D)多重比較法以及相關性分析。

2 結果與分析

2.1 不同凍融次數對羊肉臊子解凍損失率的影響

在不同加工或貯藏條件下,肉制品中水分易流失,肉自身結構對水分有一定的束縛力,對水分束縛力的高低與羊肉臊子的嫩度、顏色、組織狀態、風味等有密切關系[16]。由圖1可知,隨著凍融次數增加,羊肉臊子解凍損失率逐漸下降,且凍融處理組樣品解凍損失率均顯著或極顯著低于對照組,其中,反復凍融0、1、3次處理組間差異極顯著(p<0.01),反復凍融3、5、7次處理組間差異不顯著(p>0.05),反復凍融9、11次處理組間差異不顯著(p>0.05)。這是由于羊肉臊子受到凍融,其結構受到一定破壞,同時伴隨蛋白質不斷降解,且凍融次數越多,水分累積損失越小,羊肉臊子保水能力呈現上升趨勢,解凍損失率降低。

圖1 不同凍融次數對羊肉臊子解凍損失率(%)的影響Fig.1 Effects of freezing-thawing times on defrosting loss rate(%)of fired and diced mutton注:同行肩注不同大寫字母表示差異極顯著(p<0.01); 不同小寫字母表示差異顯著(p<0.05),圖2～圖6同。

2.2 不同凍融次數對羊肉臊子pH的影響

由圖2可知,羊肉臊子反復凍融,其pH出現小幅波動變化,但各處理組間差異均不顯著(p>0.05)。這是由于反復凍融過程中肉內脂肪少量析出發生氧化酸敗,pH稍有下降,隨著凍融次數的增加,微生物開始增長并分解肉里的蛋白質,生成一些有機堿或其他堿性物質,肉pH又呈上升趨勢,此時肉中水分隨著凍融次數增加水分逐漸流失,微生物生長條件減弱,pH逐漸趨于穩定的緣故。

圖2 不同凍融次數對羊肉臊子pH的影響Fig.2 Effects of freezing-thawing times on the pH of fired and diced mutton

2.3 不同凍融次數對羊肉臊子色澤的影響

色澤是羊肉臊子感官品質評價的重要指標,與消費者的可接受度直接相關。由圖3可知,隨著凍融次數的增加,L*值逐漸降低,其中,凍融次數為0、1、3次處理組間羊肉臊子的L*值均差異不顯著(p>0.05),凍融次數為5、7次L*值差異不顯著(p>0.05),但凍融次數9次和11次產品亮度值極顯著降低,原因可能是反復凍融后期肉樣失水過多而失去光澤引起[17-18]。a*代表紅度值變化,a*越大說明肉制品具有較鮮艷的紅色,因而具有更好的感官品質。隨著凍融次數的增加,a*值先降低后逐漸上升,0、1與其他組次差異極顯著(p<0.01),0次和1次、3次和5次、7次和9次差異不顯著(p>0.05)。隨著凍融次數的增加,L*、b*值逐漸降低,肉的失水會導致肉的表面光鮮反射率的降低,從而導致亮度值的降低;肉色黃度值在7、9、11次凍融后趨于穩定的原因主要為肉在凍融過程中冰晶升華而造成肉的表面出現很多孔洞,從而增大了肉中脂肪與氧氣的接觸面積,加速氧化[19],從而導致在凍融前期1、3次b*值差異顯著(p<0.05),后期(5、7、9、11)b*值差異不顯著(p>0.05)。a*值先降低后逐漸上升,可能是由于肉樣受到氧化而呈褐色,引起紅度值升高。研究發現解凍肉色澤的變化與脂肪氧化程度[20-22]、色素降解[23]及蛋白變性[20]相關。上述結果說明羊肉臊子成品凍融次數對其色澤有一定影響,且隨著凍融次數的增加羊肉臊子成品的色澤變差。

圖3 不同凍融次數對羊肉臊子L*值、a*值、b*值的影響Fig.3 Effects of freezing-thawing times on L*,a* and b* value of fired and diced mutton

2.4 不同凍融次數對羊肉臊子質構特性的影響

圖4 不同凍融次數對羊肉臊子質構品質的影響Fig.4 Effects of freezing-thawing times on texture quality of fired and diced mutton

剪切力是評價羊肉臊子嫩度的重要指標。Farag等[24]認為影響肌肉纖維延展性、可拉伸性的一個主要因素是冷凍過程低于-10 ℃的低溫冷凍條件增大了肉中產生的冰晶,冰晶的產生使肉的可塑性減小,從而增大剪切阻力,造成了剪切力的增大。由圖4可知,羊肉臊子1次凍融后剪切力增大,差異極顯著(p<0.01)。凍融3、5、7、9次羊肉臊子的剪切力逐漸降低,7、9之間差異顯著(p<0.05),主要是因為反復凍融破壞肌肉組織狀態,解凍過程破壞了肌肉維持固有結構等成分的完整性,加劇了羊肉臊子肌纖維斷裂程度,所引起剪切力值發生了顯著變化[25]。與第9次相比,11次剪切力增大,可能隨著凍融次數的增加使大量水分流失,肌纖維結構變得緊密,增加了剪切阻力[26-27]。羊肉臊子經反復凍融后,與對照組相比,硬度逐漸增加,1、3、7、9次之間差異顯著(p<0.05),這是因為反復凍融后羊肉臊子水分流失,肌肉纖維變得緊縮、密實造成硬度不斷增加,9、11次之間差異不顯著(p>0.05),這可能是前期的反復凍融使水分快速流失,隨著凍融次數的增加,水分流失趨于平穩。彈性、膠黏性、咀嚼性在0、1、3、5、7次隨著凍融次數的增加逐漸升高,且膠黏性、咀嚼性在0、1、3、5、7次差異極顯著(p<0.01),彈性在0、1、7次差異極顯著(p<0.01)。彈性、膠黏性、咀嚼性在9、11次突然降低,且凍融9次數據和11次數據差異不顯著(p>0.05),羊肉臊子彈性、膠黏性和咀嚼性大小的差異主要與羊肉臊子制品中的蛋白質在解凍過程中物化性質有關[28],隨著凍融次數的增加,凍結羊肉臊子從僵硬結束至進入融化,肉的上述質構特性發生變化[29]。

2.5 不同解凍方式對羊肉臊子TVB-N的影響

TVB-N是用來衡量羊肉臊子在加工及貯藏過程中蛋白質分解程度的一個重要指標。在微生物和酶的作用下,肉蛋白質快速分解,產生氨及胺類等堿性含氮物[30]。由圖5可知,經過凍融組別的TVB-N值顯著高于對照組,這是由于羊肉臊子經過反復凍融,其腐敗過程加速,蛋白質分解而產生氨以及胺類等堿性含氮物質的速度越快,其中凍融9次組的TVB-N最高,與11次無顯著性差異(p>0.05),但極顯著高于其他組(p<0.01),可能是隨著水分的流失,微生物和酶對蛋白質的作用減弱的緣故,導致蛋白質分解能力降低。

圖5 不同凍融次數對羊肉臊子TVB-N值的影響Fig.5 Effects of freezing-thawing times on TVB-N value of fired and diced mutton

2.6 不同解凍方式對羊肉臊子TBARS的影響

TBARS值是用來衡量羊肉臊子脂肪氧化程度的一個重要指標,該值越大說明羊肉臊子脂肪氧化程度越高。研究[31]發現脂肪氧化中間產物如過氧化物可與蛋白質反應,形成復合物,促進其氧化。由圖6可知,與對照組相比,隨著凍融次數增加,羊肉臊子TBARS值在1、3、7、9、11次凍融差異顯著(p<0.05),即凍融期間羊肉臊子的脂肪氧化程度加深。7、9、11次凍融差異極顯著(p<0.01),說明脂肪氧化加速。從化學角度看,可能是由于微生物作用,從物理角度看,可能是因為脂肪酸在受冰晶影響而使肌細胞遭到破壞,肌纖維的完整性喪失,氧化范圍增大,從內向外,層層而出,加上氧氣的作用,脂肪氧化速度加快[20]。本實驗結果與已有研究認為TBARS值最主要的影響因素是冷凍時間,其值隨著反復凍融次數的增加而變大[32]的結論一致。因此,只要是凍融脂肪氧化現象就會存在。

圖6 不同凍融次數對羊肉臊子TBARS值的影響Fig.6 Effects of freezing-thawing times on TBARS value of fired and diced mutton

2.7 不同凍融次數對羊肉臊子水分組成的影響

由圖7可知,NMR T2弛豫測量結果顯示有4個峰,分別代表了羊肉臊子中的3 種主要組分的水。各個峰面積占總峰面積的比例可以相應地代表既弱結合水、強結合水、不易流動水和自由水含量[33]。峰1、2、3、4依次代表既弱結合水(T21)、強結合水(T22)、不易流動水(T23)和自由水(T24)[34]。

表1 不同凍融次數下羊肉臊子的低場核磁弛豫時間(T2)變化Table 1 Variation of the low-field nuclear magnetic relaxation time(T2)of fired and diced mutton in different freezing and thawing times

注:同一列中不同小寫字母表示差異顯著(p<0.05),表2同。

表2 不同凍融次數下羊肉臊子的低場核磁弛豫峰面積百分數變化Table 2 The change of area percentage of low-field nuclear magnetic relaxation peak of fired and diced mutton in different times of freezing and thawing

圖7 不同凍融次數下羊肉臊子的 低場核磁弛豫時間(T2)Fig.7 The low-field NMR relaxation time(T2)of fired and diced mutton

由表1,表2可以看出隨著凍融次數的增加,T22、T23、T24三種不同狀態的水分向快弛豫方向移動,T21弛豫時間和峰面積顯著增大,表示水與底物結合隨凍融次數的增加越疏松,差異顯著(p<0.05);凍融0、1、3、5、7次T22弛豫時間和峰面積差異不顯著(p>0.05),這主要是因為T22反映的是與大分子緊密結合的那部分水,所以反復凍融很難對其造成顯著影響[35];凍融9、11次T22峰面積與其它凍融次數之間差異顯著(p<0.05),這是由于隨著凍融次數的增加,羊肉臊子中水分逐漸流失,T21有部分水分向T22移動。整體來看,T23弛豫時間和峰面積隨著凍融次數的增加而下降,差異顯著(p<0.05),這主要是羊肉臊子為熟肉制品,與鮮肉不同的是肌原纖維蛋白分子空間結構已經發生了變化,對水的束縛能力隨著凍融次數的增加而減弱;T24向快弛豫方向移動,既弛豫速度增加,T24弛豫時間減少,表明自由水的移動性明顯增強(p<0.05),自由水以解凍汁液的形式流出,但其含量卻顯著上升,這是由于在反復凍融過程中羊肉臊子對T23的持水能力逐漸減弱,并向T24方向移動[35]。凍融9、11次T24峰面積與凍融0、3、5、7次之間差異顯著(p<0.05),這是由于隨著凍融次數的增加,T23向T24快弛豫方向移動速度減弱。

3 結論

羊肉臊子為熟肉制品,肌原纖維蛋白分子空間構象已經發生變化,影響羊肉臊子保水性,反復凍融中羊肉臊子解凍損失率逐步降低,同時從NMR圖像可看出,羊肉臊子中水份含量呈現下降趨勢,影響羊肉臊子的嫩度與色澤,最終導致羊肉臊子的全質構特性變差,硬度與剪切力隨凍融次數的增加而趨于穩定(p>0.05),反復凍融后解凍損失率率、剪切力、TVB-N值、TBARS值、L*值、a*值、b*值、硬度、彈性、膠黏性和咀嚼性與未凍融羊肉臊子差異顯著(p<0.05),pH與未凍融羊肉臊子差異不顯著(p>0.05),說明反復凍融對羊肉臊子pH影響不大。反復凍融過程中熟肉制品的不易流動水的遷移變化與鮮肉不同,仍有待于進一步研究。

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Effects of repeated freezing and thawingon quality characteristics of fired and diced mutton

BO Shuang,ZHANG Tong-gang,LUO Rui-ming*,YOU li-qin

(The Agricultural College,Ningxia University,Yinchuan 750021,China)

To study the effect of repeated freezing and thawing on the quality characteristics of fired and diced mutton. The results showed that there was no significant change in pH during repeated freeze-thaw cycles(p>0.05). With the increase of freezing and thawing times,the loss of thawed juice decreased significantly(p<0.05),which affected the tenderness and color of fired and diced mutton,resulting in the deterioration of the whole texture of the fired and diced mutton. The hardness and shear force stabilized with the increase of freezing and thawing times(p>0.05). The rate of thawing loss,shear rate,TVB-N value,TBARS value,L*value,a*value,b*value,hardness,elasticity,adhesion and chewiness of the thawed group were significant different form the control(p<0.05). Low-field nuclear magnetic resonance T2relaxation time analysis showed that the T23was significantly decreased(p<0.05). The above results showed that the freezing and thawing of fired and diced mutton has a significant decrease in the quality of the food.

low field NMR;freeze-thaw cycles;fired and diced mutton;quality characteristics

2016-12-29

柏霜(1990-),男,碩士研究生,研究方向：畜產品貯藏與加工,E-mail:boshuangnx@163.com。

*通訊作者:羅瑞明(1964-),男,博士，教授,研究方向：畜產品貯藏與加工,E-mail:ruimingluo.nx@163.com。

“十二五”國家科技支撐計劃項目“新絲路經濟帶清真食品生產技術升級、品牌創新關鍵技術研究及示范”(2015BAD29B05)。

TS251.1

A

1002-0306(2017)13-0030-07

10.13386/j.issn1002-0306.2017.13.006