真空冷卻-浸入式真空冷卻對白煮雞腿品質影響

杜 穎，袁曉龍，景 云，姚學軍，薛 勇，劉 毅，李興民，*

（1.中國農業大學食品科學與營養工程學院，北京 100083；2.昌平區動物疫病預防控制中心，北京 102200）

如今低溫熟肉制品在肉制品市場中份額逐漸增大，如醬牛肉、豬肉等[1-3]。傳統的冷卻技術如風冷、水冷等耗時長、降溫速度不均勻、需要介質等缺點[4-6]。正由于傳統冷卻技術的缺點，真空冷卻技術由于其快速降溫的特點在果蔬、糧食等加工過程中應用逐漸增多，在熟肉制品中的應用也是逐年遞增，尤其是牛肉及豬肉等大塊肉的冷卻。

美國農業部（United StatesDepartmentof Agriculture，USDA）在1999年對熟肉制品的冷卻要求是在1.5h內將中心溫度從54.4℃降溫至26.6℃，并且5h內需將肉制品的中心溫度降到4℃。冷卻過程中肉品應快速通過50～12℃這個溫度范圍，因為在這個溫度范圍內微生物生長繁殖速率較快，對肉品微生物安全起到不利影響[7]，然而傳統冷卻技術冷卻大塊肉制品很難達到這個要求[8]。

真空冷卻技術通過自身水分蒸發而降溫，這一特點會導致冷卻的物料由于水分蒸發而質量損失過多，但能達到快速降溫的要求；浸入式真空冷卻降溫速度略慢，但是由于冷卻的物料浸入溶液中所以水分損率較低。將兩種冷卻方式結合即真空冷卻-浸入式真空冷卻可以綜合兩者的優點，對水煮豬肉冷卻研究表明，真空冷卻-浸入式真空冷卻與真空冷卻比較降低了質量損失，與浸入式真空冷卻相比提高了冷卻速率[2]，目前大多認為小塊肉塊制品適合傳統冷卻技術快速降溫[9]。目前對真空冷卻技術的研究主要是在大塊肉塊的研究上，對小塊肉塊的真空冷卻及改良真空冷卻技術的研究較少。本實驗以煮熟的小塊肉塊即白煮雞腿為對象，探究改良真空冷卻方法即真空冷卻-浸入式真空冷卻與真空冷卻、浸入式真空冷卻、傳統冷卻方法的冷卻效果及產品品質有何差異。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

原料肉 選自北京華都肉雞有限公司冰鮮琵琶腿，用探針式肉品pH計插入雞腿中測定pH，重復測量3次，僅pH在5.5～6.0之間、重量140～160g的雞腿可用。

CR-400色差儀 日本柯尼卡美能達集團；RS-400真空包裝機 北京日上公司；DHG-9071A電熱恒溫鼓風干燥箱 上海一恒科技有限公司；CT-3質構儀 美國Brookfield公司；YY-300冷藏箱 沈陽市醫療設備廠；PRx-350真空冷卻機 溫州貝諾機械有限公司；FE20固體pH探頭 梅特勒-托利多儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 雞腿的處理 將冰鮮雞腿放入冷水中煮沸至探針溫度計測定雞腿物理中心的溫度到達72℃，瀝水30s后立即進行冷卻直至中心溫度到達10℃，共有水冷（WC）、風冷（AB）、真空冷卻（VC）、浸入式真空冷卻（IVC）、真空冷卻-浸入式真空冷卻（VC-IVC）5組。記錄下冷卻前和冷卻后雞腿的重量。

AB過程中將雞腿置于冷藏箱（4±0.5）℃中，風速2m3/s。WC將雞腿置于（4±0.5）℃的恒溫冷水浴中，冷卻結束后瀝水30s。雞腿在VC、IVC和VC-IVC時雞腿放置于真空室的支架上，且1.5min內真空室真空度達到10MPa，VC時樣品全過程處于真空環境中；IVC過程中樣品完全浸入于（4±0.5）℃水滅菌水中；VC-IVC時雞腿置于真空室中開啟真空泵，將雞腿從72℃真空降溫至35℃，關閉真空泵并將真空室中快速導入10℃冰水，使雞腿完全浸入冰水（4±0.5）℃中，再次開啟真空泵使真空室內產生真空環境，在浸入式真空冷卻環境下冷卻至終點，VC-IVC的兩種冷卻方式轉換的時間在1min內。冷卻后樣品立即進行指標測定，微生物樣品采用真空包裝并貯存于（4±0.5）℃的恒溫箱中。

1.2.2 冷卻速率和質量損失的計算 將連接溫度顯示的溫度探頭插入雞腿肉最厚的部位至4cm左右并不接觸雞腿骨為宜，每30s系統自動計時一次作為中心溫度記錄，直至樣品從72℃冷卻到10℃為止。

式中，T1為冷卻前的溫度；T2為冷卻后的溫度；H為冷卻共用的時間。

式中，m1為冷卻前質量；m2為冷卻后質量。

1.2.3 色差的測定 取冷卻的雞肉樣品立即用手持色差儀對雞肉表皮三個不同點進行色差儀測量，樣品無需絞碎，將鏡頭對準樣品的測量部位進行測定，每次測量前需校準色差儀。采用CIE（International Commission on Illumination，國際照明委員會）L*、a*、b*顏色體系。

1.2.4 剪切力測定和質構測定 將平行于肌肉纖維的大小為10mm×10mm×30mm的肉條在室溫25℃下放置0.5h直至肉條溫度為室溫，質構儀配備Warner-Bratzler刀頭以4mm/s的速度進行剪切。

質構儀配備質構TA-CTP探頭，室溫下10mm×10mm×10mm的肉塊在5mm/s的速度、4mm的目標距離的條件下進行測定。測量指標包括硬度、彈性、粘性、膠粘性和咀嚼性。

1.2.5 pH的測定 將冷卻的雞腿立即進行pH測定，將固體pH計探頭插入雞肉中完全沒入探頭測定雞肉的pH，選擇pH的大小為6.0±0.2的雞腿作為樣品進行貯藏，雞肉類制品在低溫條件下貯藏期為7～11d[10]，故將本實驗貯藏期定為一個星期，每天測定pH數據并記錄。

1.2.6 數據分析 本實驗每組冷卻方式有12個樣品，所有的測定均重復三次，取平均值，數據采用平均值±標準誤表示。分析采用SPSS 17.0的單因素方差分析，鄧肯檢驗法檢驗差異，以平均值±標準差表示。

2 結果與分析

2.1 不同冷卻方式對冷卻速率的影響

真空冷卻-浸入式真空冷卻（VC-IVC）、真空冷卻（VC）、浸入式真空冷卻（IVC）、風冷（AB）和水冷（WC）對白煮雞腿冷卻所得的溫度曲線見圖1。

圖1 五種冷卻方式所得的溫度曲線Fig.1 Temperature profile of five different cooling methods

圖1所示，VC-IVC在最短的時間將雞腿的中心溫度從72℃降到10℃，需要的時間為31min，VC耗時為78min，IVC與AB耗時相同，均為100min，WC耗時最長，需要172min。USDA提到的微生物危險溫度區間[3]，VC-IVC通過的時間最短，其次是VC、IVC和AB，可以完全達到在1.5h內快速通過的這一嚴格標準，WC用時172min，不符合USDA的標準。VC-IVC可以很好的滿足食品的安全方面的要求。

2.2 不同冷卻方式的冷卻速率和質量損失

VC-IVC、VC、IVC、AB和WC五種不同的冷卻方式冷卻速率和質量損失見表1。

由表1可得，不同的冷卻方式的質量損失之間均有顯著性差異，VC、AB和VC-IVC的質量損失不斷減小且質量損失是正數，而IVC和WC的冷卻損失是負數，即質量比冷卻前有所增加，這對于生產商是有利的[11-12]。這也許與冷卻過程中接觸水的時間長短有一定的關系，VC-IVC、IVC和WC的冷卻速率依次減小，浸泡在水中的時間是依次增大的，樣品的質量損失依次減小。在冷卻過程中水通過孔隙浸入樣品中，隨著浸入時間的延長浸入的水也增加，造成不同的質量損失。VC與AB在冷卻過程中不接觸水，真空冷卻依靠自身的水分蒸發降低溫度，質量損失大[13]。不同冷卻方式的冷卻速率與圖1得出的耗時相對應，VCIVC的冷卻速率最大，WC的冷卻速率最小，這與水煮豬肉中得到的VC冷卻速率最大，VC-IVC其次有所不同[2]，主要原因可能是與質量大于1kg的大塊豬肉相比，雞腿上附著的雞皮對水分的蒸發有阻礙作用，而浸入式真空冷卻過程中樣品浸沒在（4±0.5）℃的水中，由于樣品中的水分相對較多，外界環境中的水不能很好的進入樣品中，所以在VC-IVC的VC階段中水分蒸發到一定階段受到阻礙開始減緩[9]，IVC由于VC階段水分散失而使水分攜帶較冷的溫度浸入雞腿中，起到快于VC、IVC的效果。

表1 不同冷卻方式對冷卻速率和質量損失的影響Table 1 Cooling rate and mass loss of different cooling methods

2.3 不同冷卻方式對白煮雞腿色澤的影響

VC-IVC、VC、IVC、AB和WC五種不同的冷卻方式對白煮雞腿的色澤影響見表2。

表2 不同冷卻方式對白煮雞腿的色澤影響Table 2 Effect of different cooling methods on color of water-cooked chicken legs

由表2可知，不同的冷卻方式對樣品的色澤有一定的影響。IVC和WC的L*值最大，VC的L*值最小。對于a*值的絕對值，VC值最小，且與其他的冷卻方式有顯著性的差異。VC和AB的b*值最大，IVC的值最小。L*值與雞腿表面的水分含量有一定的關系，水分損失越大色素積累越大[14-16]，則L*值會越低，由于雞皮中的水分不斷遷移至表面蒸發，色素隨著水分不斷遷移至雞皮表面，導致色素累積顏色變暗[17]，故VC的樣品依靠自身水分蒸發降低溫度的L*最?。╬＜0.05），冷卻整個過程中都浸入水中的IVC和WC的L*最大（p＜0.05）。

2.4 不同冷卻方式對白煮雞腿的質構及剪切力的影響

VC-IVC、VC、IVC、AB和WC五種不同的冷卻方式對白煮雞腿的質構以及剪切力的影響見表3。

剪切力的大小標志著樣品被切斷的力的大小，剪切力大小與肉中的含水量有關[3]，結果AB的剪切力最大，VC的剪切力其次，這與孫大文的在水煮牛肉中的結果是一致的[1]。而VC-IVC、IVC和WC的剪切力沒有顯著性差異，可能是與傳統的真空冷卻對象相比，雞腿的體積與質量都較小且有雞皮對水分蒸發有一定的阻礙作用，對于VC-IVC過程中VC處理過后水分損失，接著IVC過程中水分的到補償，并且與WC、IVC一直浸入水中的樣品沒有顯著差別。

James的研究表明微結構和水分的變化與質構的結果有相關聯系[18]。表3中VC方式的水煮雞腿的硬度、膠著性和咀嚼性都與其他冷卻方式有顯著性差異，可以推斷VC對白煮雞腿的微結構和水分含量與其他的冷卻方式有較大的影響，VC-IVC的彈性顯著性的大于其他的冷卻方式。

2.5 不同冷卻方式的pH

VC-IVC、VC、IVC、AB和WC五種不同的冷卻方式對白煮雞腿在一星期貯藏內pH的變化情況的影響見圖2。

圖2 五種冷卻方式對貯藏期的pH變化Fig.2 Effect for pH of five different cooling methods in storage period

表3 不同冷卻方式對白煮雞腿的質構及剪切力的影響Table 3 Effect of different cooling methods on instrumental properties and Warner Bratzler shear of the water-cooked chicken legs

由圖2可以看出，不同冷卻方式的白煮雞腿pH在貯藏期內波動幅度不大，最后一天與第一天相比各組均呈上升趨勢。大部分處理組的pH在第2、3d升高，這是由于肉中氨基酸分解產生游離氨基，而貯藏前期微生物還處于生長遲滯期，微生物數量總體較少；隨后pH有所降低，這是雞肉貯藏過程中的優勢菌種是乳酸菌，在貯藏過程中大量生長繁殖產生乳酸影響pH[19]。董曉光的研究表明不同的冷卻方法對白煮豬肉的pH沒有顯著性的影響（p＞0.05），該結果也適用于白煮雞腿[2]。

3 結論

本實驗研究的五種冷卻方式VC-IVC、VC、IVC、AB和WI對白煮雞腿的冷卻效率和品質的影響，其中VC-IVC耗時31min從72℃降到10℃，冷卻速率最快，質量損失小于VC和AB，大于IVC和WC；其a*值與傳統冷卻方式無顯著性差異（p＞0.05）；VC-IVC的彈性顯著性大于（p＜0.05）其他四種冷卻方式處理的白煮雞腿；VC的硬度、膠著性和咀嚼性都顯著性大于（p＜0.05）其他冷卻方式處理的數值，這是由不同處理雞肉中的水分含量不同導致的；各冷卻方式pH在一星期中變化無顯著性影響（p＞0.05）。本實驗表明VCIVC可以有效的縮短冷卻時間，迅速通過微生物容易繁殖的溫度帶，而且很好的改善了產品的品質，提高了產品的品質。

[1]Drummond L，Sun D W，Vila C T，et al.Application of immersion vacuum cooling to water-cooked beef joints-Quality and safety assessment[J].LWT-Food Science and Technology，2009，42（1）：332-337.

[2]Dong X，Chen H，Liu Y，et al.Feasibility assessment of vacuum cooling followed by immersion vacuum cooling on water-cooked pork[J].Meat Science，2012，90（1）：199-203.

[3]李靜，李興民，穆國鋒，等.不同冷卻方式對醬牛肉冷卻效果的影響[J].食品科技，2008，33（8）：73-77.

[4]李素云，縱偉，李昌文.真空預冷技術及其在肉類產品中的應用[J].肉類研究，2009（6）：85-88.

[5]胡文娟，姚中鋒，趙精晶，等.白煮整雞浸泡真空冷卻改進技術的研究[J].食品科技，2012，37（9）：121-125.

[6]McDonald K，Sun D W，Kenny T.Comparison of the quality of cooked beef products cooled by vacuum cooling and by conventional cooling[J].LWT-Food Science and Technology，2000，33（1）：21-29.

[7]Schmidt F C，Arag?o G M F，Laurindo J B.Integrated cooking and vacuum cooling of chicken breast cuts in a single vessel[J].Journal of Food Engineering，2010，100（2）：219-224.

[8]Wang L，Sun D W.Effect of operating conditions of a vacuum cooler on cooling performance for large cooked meat joints[J].Journal of Food Engineering，2004，61（2）：231-240.

[9]McDonald K，Sun D W.The formation of pores and their effects in a cooked beef product on the efficiency of vacuum cooling[J].Journal of Food Engineering，2001，47（3）：175-183.

[10]James S J.Cooling systems for ready meals and cooked products[J].Process Engineering in the Food Industry，1990（2）：88-97.

[11]南慶賢.肉類工業手冊[M].北京：中國輕工業出版社，2003.

[12]熊燕子.真空冷卻技術在熟肉制品加工中的應用[J].肉類研究，2008（6）：70-73.

[13]金聽祥，張海川，李改蓮，等.熟肉真空冷卻過程中水分遷移理論分析和實驗[J].農業工程學報，2008，24（8）：309-312.

[14]劉奕忍，李興民，劉毅，等.白煮整雞的真空冷卻工藝研究[J].農產品加工·學刊，2010（7）：26-28.

[15]Drummond L，Sun D W.Immersion vacuum cooling of cooked beef-safety and process considerations regarding beef joint size[J].Meat Science，2008，80（3）：738-743.

[16]金聽祥，張海川，李改蓮，等.熟肉真空冷卻過程中水分遷移理論分析和實驗[J].農業工程學報，2008，24（8）：309-312.

[17]Houska M，Sun D W，Landfeld A，et al.Experimental study of vacuum cooling of cooked beef in soup[J].Journal of Food Engineering，2003，59（2）：105-110.

[18]McDonald K，Sun D W，Kenny T.The effect of injection level on the quality of a rapid vacuum cooled cooked beef product[J].Journal of Food Engineering，2001，47（2）：139-147.

[19]孫彥雨，周光宏，徐幸蓮.冰鮮雞肉貯藏過程中微生物菌相變化分析[J].食品科學，2011，32（11）：146-151.