冷冻贮藏对冻猪肉冰晶形态_TVB_N及TBARS的影响

2008年第02期117
　冷冻贮藏对冻猪肉冰晶形态、
T VB -N 及T BARS 的影响
黄鸿兵1,2
,徐幸莲1,3
,周光宏
1
(11南京农业大学农业部农畜产品加工与质量控制重点开放实验室,江苏南京210095;
21江苏省淡水水产研究所,江苏南京210017)
摘　要:研究了冻藏(-10、-15、-19、-22℃,150d )对猪肉品质的影响。

结果显示:冷冻温度越低,形成的冰晶越小,
冷冻结束时,各处理的冰晶面积的分布范围为40451855～55091739μm 2,相当直径分布范围为691381～811439
μm;经150d 贮藏后,尽管温度越低,冰晶重结晶速度越慢,冰晶的体积仍显著增大(p <0101),面积为75461855～
112731890μm 2
,相当直径为981945～1061670μm;而圆度和长度则没有显著变化(p >0105)。

挥发性盐基氮含量(T VB -N
含量)和硫代巴比妥酸还原值(T BARS 值)同样也显著增大(p <0105)。

冰晶体积、T VB -N 含量和T BARS 值变化显示了很好的时间相关性。

实验说明冰晶形态也可用于反应猪肉的新鲜程度。

关键词:冻藏,猪肉,冰晶,挥发性盐基氮含量,硫代巴比妥酸还原值
Effect of fr ozen st orage on ice crystal,T VB -N
and T BARS of pork muscle
HUANG Hong -b i n g 1,2
,XU X i n g -li a n
1,3
,ZHO U Guang -hong
1
(11Key Lab of Agric and Ani m Pr od Pr oc and Qual Contr ol,M inistry of Agriculture,Nanjing Agric University,Nanjing 210095,China;
21Fresh water Fisheries Research I nstitute of J iangsu Pr ovince,Nanjing 210017,China )
Ab s trac t:Effe c t of froze n s to ra g e (-10,-15,-19,-22℃a nd 150d )on q ua lity of p o rk m us c l e w a s s tud i e d 1R e s u lts s how e d tha t:w he n fre e z ing tem p e ra tu re b e c am e low e r,sm a ll e r ic e c rys ta l s w e re fo r m e d 1A re a s of ic e
c rys ta ls in froze n s am p l e s (w ithou t s to ra g e )w e re 40451855～55091739μm
2
a nd e q u iva le n t d iam e te rs w e re 691381～
811439μm 1A nd s till the l ow e r the s to ra g e tem p e ra tu re,the s l ow e r the ic e c rys ta l s re c rys ta llize d 1S ize of ic e c rys ta ls i nc re a s e d re sp e c tive l y (p <0101)a fte r 150d s to ra g e,w ith 75461855～112731890μm 2
(a re a )a nd 981945～1061670μm
(e q u iva le n t d iam e te r )1W h ile round ne s s a nd e l ong a tion of i c e c rys ta ls d id no t c ha ng e (p >0105)1Fu rthe r m o re,T VB -N c on te n t a nd T BARS va l ue inc re a s e d a ls o (p <0105)1S i ze of ic e c rys ta l ,T VB -N c on te n t a nd T BARS va lue a ll s how e d a g ood re la ti ons h i p w ith s to ra g e ti m e 1The s i ze of i c e c rys ta l c ou ld b e ta ke n to e s ti m a te the fre s hne s s of p o rk m us c l e 1
Key wo rd s:froze n s to ra g e;p o rk m us c le;ic e c rys ta l ;T VB -N c on te n t ;T BARS va l ue
中图分类号:TS25114+
4 文献标识码:A 文章编号:1002-0306(2008)02-0117-04收稿日期:2007-07-22　3通讯联系人
作者简介:黄鸿兵(1979-),男,硕士,研实,研究方向:动物食品加工
与质量控制。

基金项目:江苏省攻关项目(BE2004314)。

猪肉冻藏过程中冰晶的增长会给肌肉组织带来
更大的破坏,从而加快了肌肉中理化、生化反应的速度,而这些变化最终会影响到产品的货架期、感官和食用品质。

加工品质的下降严重影响了猪肉的进出口和流通,给生产企业带来了经济损失。

国内外很多学者研究了长期冻藏过程中肉样的蛋白变性程度、新鲜度等指标的变化,发现-18℃即能满足长期
冻藏的需要[1]。

Zhu S M 等(2004)[2]
将猪肉放置于-10℃送风(4m /s )冷冻后,猪肉中心的冰晶相当直
径为93±55μm 2。

Chevalier D 等(2001)[3]的实验也得到类似的结果。

M artino 和Zaritzky (1988)
[4]
通过
牛肉的冷冻贮藏也总结到这个规律,并应用
A rrhenius 法计算出冰晶增大的动力学方程,其冰晶
重结晶活化能Ea 为(42137±4175)×103
J /mo l 及重
结晶常数
k 0为
24178±2120。

Hanenian R 等
(1998)
[5]
通过对牛肉的冻藏研究认为,T BARS 值的
增大反应了肌肉中脂肪的氧化,且这种增长与冻藏时间有很大的相关性,而与冷冻方式没有关联。

但冻藏过程中冰晶带来的组织破坏及其与蛋白冷冻变性和肉质腐败之间的关系则无相关报道。

本文目的是研究猪肉在冻藏过程中冰晶变化和品质劣变的过程,旨在确定肌内冰晶形态与猪肉品质间的相关联系,以能更准确地分析冻藏对猪肉品质的影响,提高
S cience and Technology of Food Industry
118　2008年第02期
生产的效率和效益。

1　材料与方法
111　实验材料
原料肉　宰后24h 内的冷却猪背最长肌,沿肌纤维方向切成直径为21532、1c m 的厚圆形小片状。

112　实验设计
肉样平铺于瓷盘中,直接于-10、-15、-19、-22℃条件下冷冻3h,封装后立即转移到冻藏柜内贮藏,使其具有不同的冰晶初始直径(D 0);用热电偶定时监控冰箱内的温度,使其温度波动小于1℃,每10d 测定一次T VB -N 含量和T BARS 值及进行冰晶形态观察,冻藏时间150d 。

113　实验方法
11311　挥发性盐基氮(T VB -N )含量测定　采用G B /T5009144—1996方法,半微量定氮法测定T VB -N
含量[6]。

11312　T BARS 值测定方法　方法来自Faust m an C 和
Spetch S M (1992)[7]
,10g 碎肉加25mL 25%三氯乙酸(T CA ),加20mL 蒸馏水,高速均质30s,3021r/m in 离心20m in,中速滤纸过滤,2mL 上清+2mL 0102mol/L 硫代巴比妥酸(T BA ),沸水浴20m in,流水冷却5m in,532n m 处测定吸光度,空白为1mL T CA +1mL 蒸馏水+2mL T BA 。

丙二醛含量以1,1,3,4-四乙氧基丙烷(TEP )标定后折算。

11313　冰晶形态分析(光镜观察)1131311　肉样固定、切片和染色　冷冻的肉样于同等温度下(室温下快速取样,时间小于1m in )顺纤维方
向取10mm 长,横截面大约5×5mm 2
的小样品,迅速投入同样低温的固定液中固定,注意尽量减少刀具、板和肉样之间的温差,预先冷冻至同样温度。

固定
方法间接来自M artino 和Zaritzky [8]
,通过测量冰晶留下的空隙来测定组织中的冰晶大小。

主要过程如下:样品用固定液Carnoy 试剂(60%无水乙醇,30%氯仿,10%冰乙酸)固定18h 以上,在固定约12h 时,对样品进行修整,弥补取样时,为缩短时间而未切取
准确等因素,将样品修整为5×5×3mm 3
的片状,对照样则于室温下固定,固定时间1h 左右;固定后的样品即可转到室温条件下操作,转入无水乙醇中脱水2h,正丁醇脱水2h,正丁醇过夜;60℃条件下,石蜡透蜡(3次换蜡),包埋;切块后,手摇切片机切出5～10
μm 厚的切片,HE 常规染色(hae m at oxylin -eosin )。

切片观察使用O ly mpus BX41型生物显微镜(带有数字摄像头及图像分析软件I m age-p r o p lus 511,拍摄典型的组织图像,并对肌纤维和冰晶留下的空隙进行计算和分析,每个处理计算的样本量须大于100,以保证计算数据的准确性。

1131312　冰晶形态观察
面积(Cr oss -secti on A rea of ice crystal o r fiber m uscle )　采用不规则AO I 抓取,像素和实际尺寸之间的折算已经标定,直接可以计算出面积。

相当直径(Equivalent dia meter )　直径定义为与
研究对象具有相等面积圆的直径;d =(4A /π)1/2,A 为AO I 面积。

圆度(Roundness,R )　计算公式:R =4
πA /p 2,p 为周长,R 值介于0和1之间,值越大,对象越圆。

长度(El ongati on )　计算公式:主长轴和次长轴之间的比值。

长度为1,对象是圆形或正方形,长度越大于1,对象越长。

114　数据收集及统计分析
T VB -N 含量和T BARS 值测定3个平行值,取平
均值;数据间差异比较通过统计软件S A S812分析,模块为单因素方差分析和邓肯多重比较。

2　结果与分析
211　冻藏150d 后各处理冰晶的形态
由图1可得,未贮藏时,冰晶面积的分布范围为
40451855～55091739μm 2
,相当直径分布范围为691381～
811439μm 。

冷冻温度影响了组织中水冻结成冰的速度,随着冷冻温度降低,形成面积和相当直径逐渐减小的冰晶体。

在-22℃条件冷冻的样品甚至还可以观察
到在肌纤维内部有微小冰晶体的产生。

Zhu S M 等[2]
(2004)的实验结果大于本实验中的冰晶,与其采用的肉样比较大(直径50mm ,长度160mm )有关。

图1　肉样直接冷冻并经过150d
冻藏处理后冰晶形态变化曲线
150d 冻藏后,冰晶的面积和相当直径均逐渐显
著增大(p <0101)。

150d 后冰晶的面积为75461855～
112731890μm 2,相当直径为981945～1061670
μm 。

M artino 和Zaritzky [4]
的牛肉冷冻实验发现,冰晶在肌
肉组织间的增长存在一个极限值(相当直径60
μm )。

本实验各温度下,冰晶的相当直径在100
μm 左右,增大不再明显。

另外,冻藏温度越低,冰晶相当直径增
大到100μm 的时间也越长。

-10℃冻藏130d 时有
最大冰晶面积80441275μm 2
,相当直径981945
μm;-15℃冻藏也是130d 时有最大冰晶(面积
87291034μm 2,相当直径1031939
μm )。

-19℃和-22℃冻藏后均在150d 时有最大冰晶(面积
99821326μm 2,相当直径1061670
μm;面积89311716μm 2
,相当直径1041175
μm )。

冰晶面积和相当直径的增大与时间之间有很好的相关性。

-10℃冻藏时冰晶相当直径的对数回归
方程为y =714402Ln (x )+761369(R 2
=017937,x =贮
2008年第02期119
　藏天数/10,其后回归方程内x 均相同意义)。

-19℃冻藏处理相当直径的对数回归方程为y =
111689Ln (x )+651228(R 2
=017129)。

这些说明,排
除初始冰晶大小的影响外,冷冻温度越低,冰晶的增长速度越慢。

另外,在冻藏过程中,还应尽可能减小冻藏温度波动
[4]。

各温度下150d 冻藏处理,冰晶的圆度的变化范
围为01533～01663,长度的变化范围为11956～21575,差异均不明显(p >0105)。

这说明重结晶过程中,冰晶以初始形态为基础,均匀向四周扩增。

冰晶主要呈现椭圆形,这与肌肉组织的空间结构有关系。

冰晶从冰核开始长大的同时不断在克服组织结构的束缚,反过来讲也就是冰晶的生长挤压肌纤维,破坏了组织结构。

212　冻藏150d 后蛋白TVB -N 含量和TBAR S 值
的变化
实验结果如表1所示,随冻藏时间的延长,
T VB -N 含量和T BARS 值均显著增大(p <0105)。

猪
肉在冻藏初期T VB -N 含量为14153～17156mg /100g 。

-10℃时T VB -N 含量70d 后达21102mg /100g,超过国家标准
[9]
(20mg /100g )。

-15、-19℃时在110d
后T VB -N 含量才均超过20mg /100g 。

-22℃条件下,T VB -N 含量则在120d 后才基本超过20mg /100g 。

-22℃时T VB -N 含量达到最大值后还有降低,主要
是来自肉样间的差异。

这些说明了冷冻温度越低,猪肉腐败的速度越慢。

表1　150d 冻藏处理对直接冷冻样T VB-N 含量和T BARS 值的影响
时间(d )
T VB-N (mg/100g )
T BARS (mg/kg )
-10℃-15℃-19℃-22℃
-10℃
-15℃-19℃-22℃
017133171561514914153011301190126012810151411317213156131490121012401280130201614713194161171717301320127012901283015171151481819719139014001310134013640151681419717194181840140012301290137501814222195171641519201250132012701296017115221617195181230139012801340137702110217111191852210801690136013201438023100241551913319103015901250124013190181561918120178171880162012601290134100211651816117144181260165013001300136110201662011721195191820174014901390140120221792011821148201340156015101380147130221912113621184201490189014501370139140231662114219178181440148014701480144150
26138
2513322171
19139
1114
01520144
0143
(下转第122页)
T BARS 值在未冻藏时有最小值0113mg /kg 。

-10℃冷冻贮藏条件下,T BARS 值变化对数回归方
程为y =012654Ln (x )+010181(R 2
=016372)。

生猪
肉中T BARS 值达到015mg /kg 后,感官评定小组即能
感觉出哈味(off flav o r )来
[10]
(Hansen E et al,2004)。

-10℃冻藏处理在70d 超过015mg /kg;-15℃时则
为120d (0151m g /kg ),且T BARS 值变化对数回归方
程为y =010084Ln (x )+010154(R 2
=015811)。

-19℃和-22℃时直到150d 冻藏结束T BARS 值也
没超过0145m g /kg 。

213　冻藏过程中冰晶增长与品质变化间的关系
实验发现,猪肉品质变化的速度与冻藏温度有
很好的相关性。

从第90d 开始,-10℃处理时T VB -N 含量一直为最大,冻藏温度降低,T VB -N 含量依次减小。

T BARS 值也反映了相同的规律。

T VB -N 含量和T BARS 值对应冻藏时间的回归方程说明了这种品质变化的规律。

同样,冰晶的增大也呈现了这种规律性。

以两个相关性较好的贮藏温度为例可得:-10℃处理的T VB -N 含量达到20m g /100g 需要
72d,此时,冰晶的相当直径为911077
μm;而-10℃处理的T BARS 达到015m g /kg 只需要62d,此
时冰晶的相当直径仅为891944
μm (-19℃,72d 时为86194μm )。

-19℃处理的T VB -N 达到20mg /100g
需要90d,此时,冰晶的相当直径为901992
μm;而-19℃处理的T BARS 在贮藏时间达到150d 时也仅0144mg /kg 。

由此可得,冰晶的增大速度与冻藏温度和时间之间均存在相关性。

随着温度降低,冰晶增大速度和T VB -N 含量变化速度均减小,而T VB -N 含量是直接反应猪肉腐败程度的指标,因此,用冰晶的变化来反映腐败的速度和程度也是可行的,如以-10℃条件为例,本实验中则可将72d 定为贮藏期,-19℃条件下则为91d 。

虽然T BARS 值也与时间和温度有相关性,但是其变化的规律性不及T VB -N 含量。

3　结论
311　实验发现,冷冻温度降低,肌肉内冰晶体积变小
(-22℃冷冻时(0d )冰晶相当直径为731118
μm );冻藏过程中,冰晶的截面面积和相当直径显著增大
(p <0101),且冻藏温度越低,冰晶增大速度越慢,其达到最大相当直径的时间逐渐延长,而冰晶圆度和长度则无明显变化(p >0105)。

冻藏过程中,T VB -N 含量和T BARS 值的变化与冰晶变化类似。

S cience and Technology of Food Industry
122　2008年第02期
越严重,抗老化效果越差,从图中我们看出三种增稠剂中加C MC 的粘度增加幅度最大,魔芋胶次之,而加黄原胶的粘度值不变化说明黄原胶的抗老化效果最佳。

乳化剂的原理与增稠剂不同,因为乳化剂作用的淀粉糊几乎没有凝固,在贮藏过程中乳化剂的作用力降低,对淀粉粒的结合力降低,粘度降低。

所以此时粘度减少越明显,反应老化越明显,抗老化效果越差。

添加硬脂酸钠的淀粉糊在低温形成了凝胶,7d 后仍然没有水分析出,在贮藏过程中硬脂酸钠的作用力降低使得淀粉糊粘度降低。

图3　几种添加剂对板栗淀粉糊冷凝后粘度的影响所以综上所述,对凝固的淀粉糊,由于老化作用
在贮藏过程中表现粘度降低,直到淀粉糊有水分析出,此时柔性下降,刚性上升,粘度增加,当凝胶消失时,粘度又开始降低。

整个过程都是淀粉老化的表现。

3　结论
311　热稳定强的增稠剂如黄原胶、魔芋胶使得糊化
时板栗淀粉糊的表现粘度增加,并且有明显的抗老化作用。

312　在高温情况下,单甘酯和卵磷脂使得淀粉糊粘
度增加,吐温-60和硬脂酸钠使得糊粘度降低。

313　单甘酯、吐温-60、卵磷酯、C MC 、黄原胶、魔芋
胶、硬脂酸钠都使板栗淀粉糊的糊化度增加,其中单
甘酯的作用效果最为明显。

314　低温贮藏中,凝固的淀粉糊样品,由于老化作
用,粘度值先降低再增加最后降低。

参考文献:
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(上接第119页)
312　各冻藏温度下,冰晶的相当直径、T VB -N 含量
和T BARS 值显示了良好的时间相关性(-10℃冻藏时R 2
=017937),说明这些指标可用于反映猪肉贮藏的时间。

且冰晶形态与T VB -N 含量和T BARS 值间
有良好的一致性,说明冰晶形态也可用于反应猪肉的新鲜程度。

313　进一步分析,在发现冰晶形态变化与腐败程度
及时间关系的基础之上,可通过D 0来预测猪肉的冻藏条件和冻藏,为工厂生产提供了参数优化,但仍需对工厂生产过程进行检测,以确定工艺参数。

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