摘 要：為研究不同凍結(jié)方式對燉煮后豬肉品質(zhì)的影響，以鮮肉為對照組，采用空氣凍結(jié)（air freezing，AF）、浸漬凍結(jié)（immersion freezing，IF）和超聲輔助浸漬凍結(jié)（ultrasonic-assisted immersion freezing，UIF）3 種不同方式凍結(jié)豬背最長肌，然后對其進(jìn)行燉煮處理，分析其水分含量、蒸煮損失、剪切力、色澤及揮發(fā)性風(fēng)味成分和滋味組成。結(jié)果顯示：燉煮后UIF組的水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)（57.81%）顯著高于AF組和IF組，與對照組最為接近，且蒸煮損失率小于其他處理組；UIF組的剪切力最小，且較對照組有略微降低，說明超聲對燉煮后豬肉的嫩度有積極影響；與鮮肉相比，UIF組樣品亮度值無顯著變化；使用電子鼻測定揮發(fā)性風(fēng)味，主成分分析（principal component analysis，PCA）數(shù)據(jù)顯示PC1和PC2貢獻(xiàn)率分別為98.346 0%和1.317 4%；利用線性判別分析法分析電子舌數(shù)據(jù)，結(jié)果顯示，UIF組與對照組區(qū)分度不明顯，在味覺上比較相似，表明UIF可以減緩冷凍豬肉的品質(zhì)和風(fēng)味劣變，與鮮肉品質(zhì)更接近。

關(guān)鍵詞：豬肉；超聲輔助浸漬凍結(jié)；肉品質(zhì)；風(fēng)味

Effect of Different Freezing Methods on the Cooking Quality of Pork

ZHAO Jiansheng1， CHENG Yuxuan2， MA Xuyang2， TIAN Wenguang1， WANG Yu2， LI Junguang2，*

（1. Henan Shuanghui Investment Development Co. Ltd.， Luohe 462000， China; 2. Henan Key Laboratory of Cold Chain Food Quality and Safety Control， Zhengzhou University of Light Industry， Zhengzhou 450000， China）

Abstract： To investigate the effect of different freezing methods on the cooking quality of pork， porcine Longissimus dorsi muscle frozen by three different methods： air freezing （AF）， immersion freezing （IF） and ultrasonic-assisted immersion freezing （UIF） were stewed after being thawed at 4 ℃， and their moisture content， cooking loss， shear force， color， volatile flavor components and taste were analyzed. Fresh （unfrozen） meat was used as control. The results showed that the moisture content of cooked UIF meat （57.81%） was significantly higher than those of cooked AF and IF meat， which was the closest to that of the control group， and the cooking loss was less than that of any other treatment group. The shear force of the UIF group was the smallest and slightly lower than that of the control group， indicating that ultrasound had a positive effect on the tenderness of cooked pork. There was no significant different in brightness between the control and UIF groups. Principal component analysis （PCA） of the electronic nose sensor responses for volatile flavor compounds showed that the first and second principal components accounted for 98.346 0% and 1.317 4% of the total variance， respectively. Linear discriminant analysis （LDA） of the electronic tongue data showed that the UIF group was not significantly differentiated from the control group and they were similar in taste， indicating that ultrasound slowed down the quality and flavor deterioration of frozen pork and brought its quality closer to that of fresh meat.

Keywords： pork; ultrasonic-assisted immersion freezing; meat quality; flavor

DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20240304-052

中圖分類號：TS251.1 " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1001-8123（2024）03-0064-06

引文格式：

趙建生， 程宇軒， 馬旭陽， 等. 不同凍結(jié)方式對豬肉燉煮品質(zhì)的影響[J]. 肉類研究， 2024， 38（3）： 64-69. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20240304-052. " "http：//www.rlyj.net.cn

ZHAO Jiansheng， CHENG Yuxuan， MA Xuyang， et al. Effect of different freezing methods on the cooking quality of pork[J]. Meat Research， 2024， 38（3）： 64-69. （in Chinese with English abstract） DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20240304-052. " "http：//www.rlyj.net.cn

肉品的保藏方式豐富，因低溫會抑制微生物生長繁殖，減緩生化反應(yīng)，故冷凍貯藏被廣泛應(yīng)用于肉品的保存[1]。傳統(tǒng)的凍結(jié)方式如空氣凍結(jié)（air freezing，AF）和浸漬凍結(jié)（immersion freezing，IF）會產(chǎn)生大而不規(guī)則的胞外冰晶，導(dǎo)致肌纖維斷裂，造成保水性降低，影響肉品品質(zhì)[2-4]；而超聲輔助浸漬凍結(jié)（ultrasonic-assisted immersion freezing，UIF）是一種結(jié)合超聲波和浸入式凍結(jié)的新型快速凍結(jié)技術(shù)，且近年來超聲凍結(jié)在肉品中被廣泛應(yīng)用。Zhang Mingcheng等[5]研究表明，UIF處理豬肉會產(chǎn)生均勻、細(xì)小的冰晶，在凍結(jié)貯藏過程中能有效保持肌肉組織的完整性，同時發(fā)現(xiàn)，超聲能使肉品在凍結(jié)貯藏期間減少水分遷移和脂質(zhì)氧化，改善肉品質(zhì)[6]。此外，超聲波還能促進(jìn)傳熱，提高凍結(jié)速率。Sun Qinxiu等[7]

發(fā)現(xiàn)超聲波能縮短鯉魚凍結(jié)時間，并顯著降低解凍損失和蒸煮損失。因此探索適合的凍結(jié)方式對肉品行業(yè)發(fā)展至關(guān)重要。

燉煮是傳統(tǒng)肉制品常用的加工方式。肉品經(jīng)長時間煮制會具有獨特的香味和滋味，因此深受消費者喜愛[8]。但凍結(jié)貯藏是食品后續(xù)加工前的一個重要步驟，凍結(jié)對燉煮后肉品品質(zhì)及風(fēng)味有較大影響[9-10]；然而UIF通過液體介質(zhì)傳播，產(chǎn)生空化效應(yīng)和微射流，會破壞肌纖維骨架，改善傳熱和傳質(zhì)，促進(jìn)肉對湯中鹽和其他物質(zhì)的滲透性，從而有效改善肉品的整體風(fēng)味。Kang Dacheng等[11]

研究發(fā)現(xiàn)，超聲能使牛肉的硬度和咀嚼度降低，影響熱加工處理后牛肉的感官接受程度；同時也有研究表明，鮮肉經(jīng)冷凍貯藏后再進(jìn)行燉煮加工，燉肉的質(zhì)構(gòu)、顏色和風(fēng)味等均有所改善[12]。

目前低溫凍結(jié)對肉品加工后的品質(zhì)和風(fēng)味的影響已有大量研究[13-15]，但不同凍結(jié)方式對肉品燉煮后的食用品質(zhì)及風(fēng)味的影響卻少有報道。本研究旨在考察UIF、IF和AF 3 種不同類型的凍結(jié)方式對燉煮后豬肉的水分含量、蒸煮損失、剪切力、色澤、風(fēng)味及滋味的影響，研究結(jié)果可為肉品加工提供一定的理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮豬背最長肌購于鄭州市丹尼斯超市，樣品在0～4 ℃于15 min內(nèi)運至實驗室。

食鹽 鄭州市丹尼斯超市；95%（V/V）乙醇 河南依維意實業(yè)有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

SJT-I-10L超聲波輔助速凍儀 無錫新上佳生物科技有限公司；BPHJ-500C高低溫交變箱 上海一恒科學(xué)儀器有限公司；C21-SDHCB46電磁爐 浙江蘇泊爾股份有限公司；DDG-D30E2電燉鍋 廣東小熊電器股份有限公司；FoodScan肉類成分分析儀 丹麥福斯分析儀器

公司；3nh分光測色計 深圳三恩馳科技有限公司；PEN3電子鼻 德國Airsense公司；電子舌 上海保圣實業(yè)發(fā)展有限公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品制備

新鮮的豬背最長肌樣品去除四周可見的脂肪與結(jié)締組織后，分割為6 cm×6 cm×3 cm的肉塊，4 ℃冰箱保存6 h以獲得均勻初始凍結(jié)溫度。實驗設(shè)置1 個對照組和3 個實驗組：對照組僅在4 ℃保存后直接進(jìn)行后續(xù)實驗操作；其余各組分別為AF組、IF組和UIF組。其中，AF組在（－20.0±0.5）℃高低溫交變箱中完成；超聲輔助速凍儀工作頻率為20 kHz、功率在50～2 000 W連續(xù)可調(diào)，儀器溫度設(shè)置為（－20.0±0.5）℃，當(dāng)樣品中心溫度降至0 ℃時開啟300 W超聲，工作模式：5 s開/5 s關(guān)；IF組樣品完全浸漬于冷凍液（95%乙醇）中，不施加超聲；所有樣品中心溫度達(dá)－18 ℃時凍結(jié)完成。完成凍結(jié)后，樣品在冰箱中于－18 ℃放置24 h，隨后放置于4 ℃冰箱中解凍，將解凍后的豬肉分割為1.5 cm×1.5 cm×1.5 cm大小的肉塊，電磁爐快煮模式（2 100 W）下煮制2 min，去除浮沫，按肉樣與沸水質(zhì)量比1∶5加入電燉鍋（200 W）中，加鹽量2%，（以肉樣質(zhì)量計）燉煮2 h。

1.3.2 燉煮后豬肉水分含量測定

參考趙穎穎等[16]的方法，使用肉類成分分析儀進(jìn)行測定。取燉煮后晾至室溫的肉塊30 g，絞肉機絞碎后鋪滿肉類成分分析儀專用樣品盤中，儀器經(jīng)白板校正后進(jìn)行水分含量測定。

1.3.3 燉煮后豬肉蒸煮損失測定

去除豬肉可見脂肪和結(jié)締組織分割，分割后的樣品質(zhì)量記為m0（g）；豬肉燉煮后吸干樣品表面水分及滲出物，冷卻至室溫后稱質(zhì)量，記為m1（g）。蒸煮損失率按下式計算：

1.3.4 燉煮后豬肉剪切力測定

參考栗俊廣等[17]的方法。采用質(zhì)構(gòu)儀燕尾刀頭，將燉煮后冷卻至室溫的肉樣沿垂直于肌纖維方向進(jìn)行剪切測定，測定速率1 mm/s，每組處理重復(fù)6 次。

1.3.5 燉煮后豬肉色澤測定

參考趙電波等[18]的方法，并稍加修改。樣品冷卻至室溫，經(jīng)吸水紙吸干表面水分后采用分光測色計測定。色差計經(jīng)黑白板校正后，將樣品緊扣在鏡口，讀取樣品亮度值（L*）、紅度值（a*）和黃度值（b*），每個處理組測定6 次。

1.3.6 燉煮后豬肉揮發(fā)性風(fēng)味成分分析

采用電子鼻進(jìn)行分析，儀器包含采樣裝置、傳感器陣列檢測器和用于數(shù)據(jù)記錄及分析的Winmuster軟件，傳感器陣列由10 個金屬氧化物半導(dǎo)體型化學(xué)傳感器組成，分別為W1C（1，對芳香族化合物敏感）、W5S（2，靈敏度高，對氮氧化合物敏感）、W3C（3，對氨類、芳香性化合物敏感）、W6S（4，對氫化物敏感）、W5C（5，對短鏈烷烴芳香化合物敏感）、W1S（6，對甲烷類化合物敏感）、W1W（7，對無機硫化物敏感）、W2S（8，對醇類、醛類和酮類敏感）、W2W（9，對芳香成分、有機硫化物敏感）和W3S（10，對長鏈烷烴敏感）[19]。參考王偉靜等[20]的方法，并稍作調(diào)整，燉煮完成后的肉樣去除表層風(fēng)干皺縮部分后，稱取3.00 g切碎的樣品密封于電子鼻專用頂空瓶中，靜置30 min后對頂空氣體進(jìn)行電子鼻分析。測定條件：溫度25 ℃，載氣為空氣，清洗時間120 s，準(zhǔn)備時間5 s，進(jìn)樣量30 mL/min，測試時間80 s。為保證實驗結(jié)果的穩(wěn)定性及準(zhǔn)確性，采用60 s處信號進(jìn)行雷達(dá)圖分析，51～60 s的數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析（principal component analysis，PCA）。

1.3.7 燉煮后豬肉滋味分析

使用電子舌進(jìn)行分析[21]。取燉煮后冷卻至室溫的豬肉樣品50 g，絞肉機絞碎，置于250 mL的燒杯中，按照體積比1∶5添加蒸餾水，40 ℃恒溫水浴30 min使中心溫度達(dá)到40 ℃，均質(zhì)機混勻，然后用8 層紗布過濾，取濾液，于3 000 r/min離心20 min，靜置分層，取上清液于4 ℃保存，供測定使用。取100 mL抽提液進(jìn)行電子舌測定，每個樣品重復(fù)測定8 次。取60 mL樣品倒入電子舌燒杯中，用電子舌傳感器采樣，每次樣品測定后，對傳感器進(jìn)行電化學(xué)洗滌，即將所有電極浸泡在去離子水中30 s，然后通過電位掃描洗滌。實驗重復(fù)3 次。

1.4 數(shù)據(jù)處理

每個實驗獨立重復(fù)3 次，結(jié)果表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。采用SPSS Statistics 25軟件的單因素方差分析對水分含量、蒸煮損失、剪切力及色澤數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。凍結(jié)條件為固定效應(yīng)，重復(fù)實驗為隨機效應(yīng)。顯著性分析采用Duncan多重比較檢驗（P＜0.05），PCA及數(shù)據(jù)繪圖采用Origin 2019軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同凍結(jié)方式對燉煮后豬肉水分含量的影響

由圖1可知，與對照組相比，所有凍結(jié)處理樣品燉煮后水分含量均顯著降低（P＜0.05），但UIF組（57.81%）顯著高于AF（56.06%）和IF（56.60%）組，與對照組（58.75%）最為接近，表明UIF相對于傳統(tǒng)凍結(jié)方式能夠一定程度維持燉煮后樣品的水分含量，這可能是快速凍結(jié)形成的較小冰晶對肌纖維造成較弱的機械損傷，使肌纖維間容納更多水分，此外，超聲空化效應(yīng)能促進(jìn)肌球蛋白降解，從而改變?nèi)馄返奈⒂^網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而提高樣品水分含量[22]。

2.2 不同凍結(jié)方式對燉煮后豬肉蒸煮損失的影響

蒸煮損失是評價肉制品持水性的重要指標(biāo)，對肉制品出品率有重要影響，其來源包括肉樣中的部分水分及可溶物質(zhì)，其中水是主要成分[23]。由圖1可知，AF組樣品的蒸煮損失率較大且與UIF處理組間差異顯著（P＜0.05）。肉品中的水分由完整的肌肉結(jié)構(gòu)保持，蒸煮損失的增加主要是由熱誘導(dǎo)的蛋白質(zhì)變性和肌纖維蛋白收縮造成肌肉結(jié)構(gòu)的破壞，導(dǎo)致水分?jǐn)D出[24-25]。AF組的緩慢凍結(jié)過程形成的冰晶大而不均勻，凍結(jié)后肌纖維扭曲、被破壞，造成肌原纖維蛋白結(jié)構(gòu)及功能特性的改變，持水力下降，進(jìn)而增加其燉煮過程中的水分損失[26]。

2.3 不同凍結(jié)方式對燉煮后豬肉嫩度的影響

嫩度是影響消費者接受度的最重要屬性之一，燉煮樣品嫩度的變化與脂肪含量及肌內(nèi)膜和肌周的扭曲有關(guān)[27]。由圖2可知，不同凍結(jié)方式對燉煮后肉樣的剪切力有顯著影響。其中，AF組樣品剪切力顯著高于其他組（P＜0.05），可能是緩慢凍結(jié)造成的肌纖維扭曲、破壞嚴(yán)重，導(dǎo)致樣品持水能力下降[28]，燉煮完成后樣品失水嚴(yán)重，故剪切力升高、嫩度變差。然而，UIF組剪切力有略微降低，這可能是超聲的空化與機械效應(yīng)促進(jìn)內(nèi)源性蛋白酶釋放，進(jìn)而改善了肉樣嫩度[27]；此外，也可能是由于施加超聲進(jìn)行冷凍能夠破壞細(xì)胞完整性，影響肌肉結(jié)構(gòu)，從而降低樣品剪切力。

2.4 不同凍結(jié)方式對燉煮后豬肉色澤的影響

色澤與肉制品新鮮度及深加工產(chǎn)品品質(zhì)密切相關(guān)，直接影響消費者的可接受度[29]。由表1可知，除AF組L*顯著高于對照組外（P＜0.05），其余處理組間均無顯著差異。L*的增加可能是由豬肉表面水分積聚，光反射增加導(dǎo)致，其變化受肌肉持水能力的影響[30]。該結(jié)果與Li Yingqiu等[31]的研究趨勢略有不同，可能是由于燉煮時間較長，水分滲出后又經(jīng)重吸收，削弱了不同處理組間的差異。此外，因未進(jìn)行貯藏實驗，豬肉經(jīng)凍結(jié)-解凍后直接進(jìn)行燉煮并測定色澤變化，故不同處理組間a*和b*不存在顯著差異，表明UIF凍結(jié)的樣品煮制加工后色澤沒有明顯劣變。

2.5 不同凍結(jié)方式對燉煮后豬肉揮發(fā)性風(fēng)味成分的影響

電子鼻是一種高效、快速、無損和環(huán)境友好的技術(shù)手段，常用于快速鑒別和區(qū)分樣品間的氣味差異[32]。如圖3A所示，不同圓圈代表不同凍結(jié)方式處理后燉煮豬肉的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)信號采集點，距離遠(yuǎn)近表示不同肉樣間氣味差異大小，距離越大，表示樣品間差異越大，但由于PC2貢獻(xiàn)率較小，故認(rèn)為差異也相對較小。肉樣的PC1和PC2貢獻(xiàn)率分別為98.346 0%和1.317 4%，累計貢獻(xiàn)率達(dá)99.663 4%，說明這2 個PC能反映肉樣主要香味成分的特征信息。不同凍結(jié)方法的豬肉揮發(fā)性物質(zhì)組成存在差異，且AF組總體氣味分布與鮮肉差異最大。不同樣品在橫軸上排列順序依次為AF組、IF組、對照組和UIF組，表明UIF對豬肉樣品風(fēng)味有一定改善作用。

由圖3B可知，雷達(dá)圖形狀發(fā)生了較明顯的改變，與其他各組相比，UIF組傳感器W1W（7，對無機硫化物敏感）和W2W（9，對芳香成分、有機硫化物敏感）響應(yīng)值逐漸增大，并在燉煮豬肉中形成。豬肉中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的形成很可能與燉煮豬肉發(fā)生蛋白質(zhì)變性及脂質(zhì)氧化有關(guān)，脂質(zhì)氧化與微生物作用會引起蛋白質(zhì)降解，增強肉中的氣味，如硫化氫等[33]。UIF組在傳感器W1W上的響應(yīng)值大于對照組、AF組和IF組，說明UIF促進(jìn)了無機硫化物等風(fēng)味物質(zhì)的形成。這可能是由于超聲促進(jìn)了內(nèi)源性蛋白酶釋放，造成蛋白質(zhì)降解?？傮w來說，超聲處理后能較好保持豬肉樣品中的風(fēng)味化合物[34]。

2.6 不同凍結(jié)方式對燉煮后豬肉滋味的影響

利用電子舌檢測不同凍結(jié)方式對燉煮后豬肉口感屬性的差異。由圖4A可知，線性判別分析（linear discriminant analysis，LDA）的LD1和LD2的貢獻(xiàn)率分別為90.128 0%和8.287 8%，累計貢獻(xiàn)率為98.415 8%，說明LDA能夠較好反映各組分之間滋味的整體輪廓差異。LDA 圖中各圖形距離越遠(yuǎn)，表明處理組間滋味組成區(qū)分越好，AF組和IF組區(qū)分度較為明顯；但UIF組與對照組分隔不明顯，這表明二者的滋味化合物比較相似，且二者在橫坐標(biāo)占比較大，表明超聲的使用能改善燉煮后豬肉的滋味組成。雷達(dá)圖中P1～P18為傳感器所測得電信號，代表樣品的特征值，1 個傳感器對應(yīng)3 列特征值，由圖4B可知，在大多數(shù)傳感器中，UIF組的特征值高于其他處理組，這也說明UIF有利于燉煮豬肉滋味的保存與釋放；但在P7和P8傳感器中，UIF組的特征值小于對照組和AF組，且IF組最小，這可能是由于冷凍對相應(yīng)滋味破壞較大，且UIF對此種滋味的改善作用不明顯。

3 結(jié) 論

研究不同凍結(jié)方式對豬肉燉煮品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，UIF能夠較好維持豬肉樣品中的水分含量、減少蒸煮損失，并且與傳統(tǒng)凍結(jié)方式相比，UIF減緩了豬肉色澤劣變；此外，運用PCA和LDA法分析電子鼻和電子舌測得揮發(fā)性風(fēng)味成分和各處理組之間的整體滋味輪廓差異，結(jié)果表明，UIF是一種能夠改善燉煮后豬肉風(fēng)味的有效凍結(jié)方式。該研究可為采用UIF及其相關(guān)物理場冷凍方式提升生鮮肉加工特性及其風(fēng)味提供一定的理論依據(jù)及參考價值。

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