高壓靜電解凍技術對牛肉品質的影響研究

孫 芳，李培龍，孟繁博，李紅宇

（1.黑龍江省畜牧研究所，黑龍江 齊齊哈爾161005；2.中國農業大學肉牛中心，北京100010）

冷凍牛肉是牛肉在存儲和運輸過程中的主要形態，特別是對于一些位于南方，因為遠離肉牛養殖生產區，冷鮮牛肉在長途運輸過程中存在著變質的風險，長時間的運輸也縮短了冷鮮牛肉的貨架期；為了規避冷藏運輸變質的風險，經銷商采用冷凍方式運輸和儲存；冷凍牛肉在使用前的低溫解凍過程中存在著肉汁損失、變色高耗能等問題，因此，探索高效、節能、減少解凍過程中肉汁損失、縮短解凍時間、保證解凍后牛肉肉色新鮮的解凍新技術意義重大。

本試驗旨在通過高壓靜電技術與常規解凍牛肉的肉質比較試驗，通過肉色、解凍過程中肉汁損失、剪切力等各項肉質指標測定和差異顯著性檢驗，以及對冷凍肉塊解凍時間的比較分析，研究高壓靜電技術（HVEF）解凍牛肉對牛肉品質和解凍時間的影響，為高壓靜電技術（HVEF）在牛肉解凍領域的生產應用提供理論依據。

1 試驗的時間和地點

試驗地點在中國農業大學大興試驗基地實驗室，試驗時間為2009年6月15日～2009年6月20日。

2 材料與方法

2.1 材料的選擇

2.1.1 高壓靜電設備的來源 由臺灣迪弗斯科技股份有限公司提供的高壓靜電誘導裝置，輸出高電壓1萬伏，在電流接近0時導出負側高電壓。

2.1.2 試驗肉樣的選擇及處理 選取年齡2歲、體重500kg左右、屠宰率56%、宰后胴體排酸72h的6頭育肥公牛的兩側第2～4截腰椎處外脊部位肉，取樣長度在6cm左右，按照左右兩側分為兩組，用作解凍試驗。過程為先將兩組牛肉分別放入－36℃速凍庫中凍結，待2h全部凍結之后取出，將兩組牛肉分別放入溫度為±2℃的帶有靜電裝置和無靜電裝置的冰箱解凍，解凍后進行肉質各項指標測定。選取兩塊重量為3.5kg的冷凍后腿部位肉塊—林肉做解凍試驗，放入帶有高壓靜電裝置的冰箱的設為A組，放入無高壓靜電裝置的冰箱的設為B組，冰箱溫度設置為±2℃，冷凍之前將探針式溫度計插入肉塊中央部位，測試不記錄不同解凍時間下肉的中心溫度。試驗分組及處理見表1，表2。

表1 分組編號如下表

表2 試驗處理

2.2 測定項目及測定方法

2.2.1 測定的項目 在試驗牛肉二次成熟24h、48h、72h、96h時測定各組肉塊肉色、pH值、系水力、剪切力值四項指標，冷凍肉塊解凍時間。

2.2.2 測定方法

1）肉色的測定：肉色測定采用的是CLE L＊a＊b＊法。用色彩色差計CR400/410測定肉樣的L＊（亮度）、a＊（紅度）、b＊（黃度），對于同一肉樣，平行測定3次，其平均值作為該肉塊的顏色值。使用前須對儀器進行校準。

2）pH值測定：用便攜式pH計進行測定。將探頭插入到肉樣中使pH計電極與肌肉中的組織液充分接觸，待pH計讀數穩定后記錄，每個肉樣測定3次，取平均值作為該肉樣的pH值。使用前須對儀器進行校準。

3）系水力的測定：系水力性能測定采用蒸煮損失作為評價指標，蒸煮損失的測定方法為取三片厚度2.0cm的肉樣稱重后浸于生理鹽水中，以80℃水溶加熱25min，樣品由水溶液中取出，以自來水冷卻至室溫后，貯藏在4℃冰箱中（不超過24h），稱取樣品重量，計算公式如下：蒸煮損失（%）＝（煮前重－煮后重）/煮前重×100%。

4）嫩度值的測定：剪切力值測定方法為用測定蒸煮損失的蒸煮后的肌肉樣品，修整肉塊表面的脂肪和結締組織，以直徑1.0cm的圓形取樣器沿平行于肌纖維方向切取肉樣，用美國生產的型號為34R6BFIC的嫩度檢測儀沿肌纖維垂直方向剪切肉柱，記錄剪切力值（WBSF）（千克）。取3次測得的剪切力值的平均值為樣品剪切力值（WBSF）。具體操作方法參照中華人民共和國農業部2006－07－10發布，2006－10－01實施的中華人民共和國農業行業標準：《肉嫩度的測定，剪切力測定法》。

2.3 數據處理

試驗結果數值用平均數表示，犢牛肉與育肥牛肉品質指標采用的是配對試驗兩樣本均數差異顯著性檢驗—t檢驗的統計分析方法。

3 結果與分析

3.1 高壓靜電技術（HVEF）對冷凍牛肉解凍時間的測定結果

詳見表3。

表3 高壓靜電和常規解凍樣品中心溫度變化記錄表

圖1 高壓靜電和常規解凍曲線

本試驗中采用的解凍溫度為±2℃，解凍40 min后，牛肉的中心溫度開始有差異，高壓靜電組牛肉中心溫度始終高于常規組牛肉中心溫度，高壓靜電組牛肉600min時，中心溫度達到－1.0℃，而無高壓靜電組牛肉在720min時，中心溫度達到－1.0℃，解凍時間縮短了16.67%。從解凍曲線圖1可以看出，解凍后不久，高壓靜電組解凍的牛肉中心溫度始終高于常規解凍組牛肉。

方勝［1］報道，利用冰、凍豆腐、凍肉等四項材料做解凍比較試驗結果是高壓靜電場對食品的解凍有加速作用。2003年［2］又在利用高壓靜電場加速冰解凍的試驗研究結果中指出，高壓靜電場可以加速冰的解凍機理是因為高壓靜電場產生的微能源可以加速冰層結構中氫鍵的斷裂，使冰以小冰晶的形式存在，再逐步過渡到小分子水的液體狀態。

3.2 高壓靜電技術（HVEF）組牛肉解凍、常規組解凍之后牛肉、.解凍前牛肉各項指標分析結果

詳見表4、表5、表6。

表4 高壓靜電技術（HVEF）解凍牛肉各項指標測定結果

表5 常規解凍牛肉各項指標測定結果

表6 解凍前牛肉各項指標測定結果

表7 高壓靜電技術（HVEF）解凍對牛肉系水力指標的影響

3.2.1 靜電解凍對牛肉系水力指標的影響 由表7可以看出，高壓靜電技術解凍牛肉解凍失水率為7.20%，與無靜電技術處理的解凍失水率14.21%差異極顯著（P＜0.01），失水率降低7.01%；但是熟肉率差異不顯著（P＞0.05）。這與國外關于高壓靜電場對凍結雞腿肉的解凍影響的研究結果一致［3］。

解凍是凍結的逆過程，食品凍結可以分為三個過程：冷卻、冰晶的形成和深度冷凍，0～5℃為最大冰晶生產帶。物料凍結過程中細胞的完整性取決于物料通過最大冰晶生產帶的速率。冰晶粒形成的大小與凍結速率有關。一般凍結速率越快，冰晶粒就越小，且分布均勻，小冰晶結構對細胞的完整性影響較小，物料內汁液不易損失，大大提高了食品的風味和品質。食品解凍時，隨著冰晶的融化，細胞內親水膠質體吸收水分，出現水分逐漸向細胞內擴散和滲透，解凍速率大，可以使冰晶體所解凍汁液全部向細胞內滲透而不至于外溢流失［4］。

3.2.2 高壓靜電技術（HVEF）對牛肉肉色指標的影響 表8是靜電解凍對牛肉肉色指標的影響。由表8可以看出，高壓靜電解凍后的牛肉肉色值L＊、a＊、b＊值均顯示差異極顯著（P＞0.05）。代表亮度的L＊值，高壓靜電處理組為37.72，高于無高壓靜電組14.21；代表紅色的a＊值，高壓靜電解凍的牛肉為20.99，低于無高壓靜電解凍的牛肉33.28，試驗過程中也可以看出高壓靜電解凍牛肉的肉色淺紅而且鮮亮，外觀新鮮度明顯好于無靜電解凍的牛肉。主要原因是高壓靜電場產生的臭氧附著在牛肉表面，氧與肌紅蛋白的結合導致牛肉表面的色澤鮮紅，同時，高壓靜電技術（HVEF）解凍過程中失水率低于常規解凍組，水分含量高可以提高光線的折射率，提高肉表面的亮度，這也是高壓靜電組牛肉亮度值高于常規解凍牛肉的原因。

表8 靜電解凍對牛肉系水力指標的影響

3.2.3 高壓靜電技術（HVEF）解凍對牛肉嫩度、pH值指標的影響 表9是靜電解凍對牛肉嫩度指標的影響。由表7可以看出，高壓靜電解凍的牛肉與無靜電解凍的牛肉的pH值和剪切力兩個指標差異不顯著，說明高壓靜電解凍牛肉對牛肉的嫩度和pH值無影響。

表9 靜電解凍對牛肉嫩度、pH值指標的影響

表10 靜電解凍牛肉與鮮牛肉各項指標差異顯著性檢驗

3.2.4 高壓靜電（HVEF）解凍牛肉與凍前鮮牛肉的各項肉質指標差異顯著性檢驗 由表10可以看出，高壓靜電解凍的牛肉與冷凍之前的冷鮮肉的四項品質指標（肉色值、熟肉率、嫩度值以及pH值）差異均不顯著。說明利用高壓靜電技術（HVEF）解凍牛肉與冷凍前冷鮮牛肉品質差異不顯著，初步證明高壓靜電解凍牛肉可以代替冷鮮牛肉進行銷售，由于本試驗條件有限，有待于在未來試驗中進行微生物指標的測定，為高壓靜電（HVEF）解凍復鮮牛肉提供更加有效的技術依據。

本試驗中的實驗材料是嚴格按照速凍（－56℃）、冷藏、解凍的工藝進行操作，解凍牛肉的質量不僅取決于先進的解凍技術，而且在很大程度上受到肉的凍前質量、凍結方法、凍結速凍以及貯藏溫度的影響，因此，在實際應用過程中，必須加強原料牛肉的質量、采用快速凍結方式和標準的冷藏溫度，并且嚴格控制運輸過程中的冷藏溫度，才能保證解凍后的牛肉品質。

4 小結

1）高壓靜電技術（HVEF）可以縮短凍結牛肉的解凍時間，同時顯著減少解凍過程中肉汁損失。

2）高壓靜電技術（HVEF）解凍牛肉與常規解凍相比，外觀肉色鮮紅而且亮度較好，統計分析結果差異顯著。

3）高壓靜電技術與常規方法解凍牛肉，解凍后牛肉嫩度值（剪切力值）、pH值差異不顯著。

4）高壓靜電解凍復鮮牛肉與凍前冷鮮牛肉品質指標（肉色值、熟肉率、嫩度值以及pH值）差異不顯著，可以替代冷鮮牛肉進行銷售。

［1］方 勝，李英杰，陸守道，等.利用高壓靜電場加速食品解凍的試驗研究［J］.北京輕工業學院學報，1999，17（4）：1－6.

［2］方 勝，孫學兵，陸守道.利用高壓脈沖電場加速冰解凍的試驗研究［J］.北京工商大學學報，2003，21（4）：43－45，53.

［3］Chang－Wei Hsieh，Effect of Thawing and Cold Storageon Frozen Chicken Thigh Meat Qualityby High－Voltage Electrostatic Field［J］.The Society For Food Science，2010，75（4）：193－197.

［4］李修渠，等.食品解凍新技術［J］.肉類工業，1999，20（7）：20－21.