摘要： 為了考察絞切加工過程中絞肉機(jī)螺旋輸送轉(zhuǎn)速對肉糜品質(zhì)的影響情況，以肉糜的pH、揮發(fā)性鹽基氮(TVB－N)、持水能力和色澤等指標(biāo)為評價依據(jù)，對不同螺旋輸送轉(zhuǎn)速下的豬肉和牛肉肉料絞切加工品質(zhì)進(jìn)行了實驗研究。研究結(jié)果表明，轉(zhuǎn)速對肉糜pH和TVB－N值的影響不明顯，肉糜的pH總體變化比較穩(wěn)定，TVB－N值則呈緩慢上升趨勢。螺旋輸送轉(zhuǎn)速不會對絞切加工的肉糜持水能力和色澤產(chǎn)生明顯影響，對于同一類肉糜，不同轉(zhuǎn)速下得到的樣本水分質(zhì)量損失隨貯藏時間的變化趨勢十分接近。綜合分析表明，對于實驗樣機(jī)，轉(zhuǎn)速為140r/min 時獲取的豬肉糜加工品質(zhì)最為理想，而對于牛肉的最佳驅(qū)動轉(zhuǎn)速是160r/min。

　　絞肉機(jī)產(chǎn)品的綜合工作性能與設(shè)備自身工作效能和加工后肉制品的質(zhì)量密切相關(guān)。作者前期研究已經(jīng)系統(tǒng)分析了相關(guān)產(chǎn)品設(shè)計因素對絞肉機(jī)工作品質(zhì)的影響情況，指出產(chǎn)品設(shè)計環(huán)節(jié)存在的問題及相應(yīng)的解決方案，并通過數(shù)值模擬研究發(fā)現(xiàn)，螺旋軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計和轉(zhuǎn)速工況設(shè)計對螺旋軸的輸送性能影響明顯，可以通過改善螺旋軸表面速度分布的均勻性來提高絞肉加工的質(zhì)量。如何提升肉料的加工品質(zhì)一直是廣大研究者關(guān)注的熱點?，F(xiàn)有的這些研究從宰前處理和宰后處理等方面對影響肉制品質(zhì)量的因素進(jìn)行了充分探討，為進(jìn)一步提升肉制品的加工品質(zhì)提供了極大幫助。然而，有關(guān)絞肉加工工藝對肉品質(zhì)量影響的相關(guān)研究報道不多見。

　　用于評價冷鮮肉品質(zhì)的生化指標(biāo)很多，主要有揮發(fā)性鹽基氮( TVB－N)、菌落總數(shù)和尸胺含量等，肉制品的pH和保水性也可用作評價鮮肉品質(zhì)的重要參考。

　　螺旋輸送理論的相關(guān)研究成果為開展絞肉機(jī)螺旋輸送機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計提供了重要理論基礎(chǔ)。適當(dāng)提高螺旋輸送轉(zhuǎn)速可以明顯提高絞肉機(jī)的絞切加工效率，但是否會對肉糜的品質(zhì)產(chǎn)生影響并沒有得到深入研究。本文結(jié)合前期開發(fā)的實驗平臺，分別對不同轉(zhuǎn)速下絞切加工得到的豬肉和牛肉肉糜品質(zhì)狀況進(jìn)行研究，仔細(xì)考察了肉糜的pH、揮發(fā)性鹽基氮(TVB－N)、色澤和保水性等指標(biāo)的變化情況。

　　根據(jù)實驗絞肉機(jī)的主要使用功能范圍，這里重點選擇豬肉和牛肉的絞切加工肉糜為研究對象。由于實驗周期及持續(xù)時間比較長，為了盡可能確保實驗肉料來源的統(tǒng)一性，本實驗中選用的肉料分別為同一超市銷售的帶皮后腿豬肉和帶筋牛肉。實驗準(zhǔn)備階段，將肉料洗凈瀝干，然后進(jìn)行去皮切塊處理。肉塊寬度約為40mm，大小與絞肉機(jī)喂料口徑相當(dāng);肉料長度約為80mm，厚度約為20mm。

　　對于豬肉肉料，處理后仍然含有一定量脂肪成份層，不同部位的肉塊脂肪層含量不一。為盡可能確保肉料絞切加工過程中負(fù)荷均勻，需要對肉塊進(jìn)行混合均勻化處理，以避免加工測試過程中因脂肪層肉塊過度集中引起的轉(zhuǎn)速負(fù)載突變現(xiàn)象。

　　HF－22 型絞肉機(jī); SR－90L 型開關(guān)磁阻調(diào)速電機(jī)；Testo205肉類pH 測量儀； STD－XG 型揮發(fā)性鹽基氮速測儀； BL410S 型分析天平；FYL－YS－100L 型恒溫干燥箱；JZ－300型色差計。

　　實驗樣本的采集工作主要是在課題組前期開發(fā)的絞肉機(jī)螺旋輸送性能測試實驗平臺上進(jìn)行的，如圖1所示。以HF－22 型絞肉機(jī)為考察對象，實驗時選用的刀盤孔徑為5 mm。該絞肉機(jī)采用了一體式的驅(qū)動和減速系統(tǒng)設(shè)計方案，為方便螺旋送料機(jī)構(gòu)的安裝固定，在不拆除原有減速機(jī)構(gòu)和電機(jī)的情況下，采用調(diào)速電機(jī)進(jìn)行調(diào)速驅(qū)動。

　　采集實驗樣本時，通過調(diào)速器調(diào)整電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速，使螺旋輸送機(jī)構(gòu)在設(shè)定的轉(zhuǎn)速工況下工作。每種轉(zhuǎn)速驅(qū)動工況下取樣一次，考慮到絞切加工后肉糜理化性能參數(shù)的測量需求，稱取1份約( 500±0.5)g肉糜作為測試原料。樣品采集后，存放約2h后開始相關(guān)參數(shù)的第一次測定。

　　為了表述簡潔，這里用符號“Z80”標(biāo)識螺旋輸送轉(zhuǎn)速為80r/min 時絞切加工得到的豬肉肉糜樣品，余類推。根據(jù)實驗絞肉機(jī)螺旋軸的實際工作轉(zhuǎn)速范圍及對測試結(jié)果的綜合比較分析，這里選擇具有代表性的樣品數(shù)據(jù)進(jìn)行重點研究。選擇的豬肉肉糜樣品對應(yīng)的輸送轉(zhuǎn)速分別為80、100、120、140、160r/min，選擇的牛肉肉糜樣品對應(yīng)的輸送轉(zhuǎn)速分別為0、120、140、160、180r/min。

　　

　　圖1 豬肉絞切加工測試實驗臺

　　注: 1.絞肉機(jī)，2. 支座，3. 電子稱，4. 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩測量儀， 5.電機(jī)調(diào)速器， 6.開關(guān)磁阻調(diào)速電機(jī)，7.轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器， 8.肉料。

　　1.3.1 pH 的測定參照文獻(xiàn)提供的方法，利用便攜式肉類pH 測量儀測取肉料樣本的pH，每次在樣本的不同部位進(jìn)行測量，總計測取6 處，取其平均值為該樣本的pH。

　　1.3.2 TVB － N 的測定依據(jù)分光光度法測量原理，采用揮發(fā)性鹽基氮速測儀對樣本的TVB－N 值進(jìn)行檢測。每個樣本測取3 個試樣，取其平均值為該樣本的TVB－N 值。

　　1.3.3 持水能力的測定肉的持水能力是肉品工業(yè)及消費者用于評估食用價值的重要參數(shù)之一，也稱保水性或持水力。水是畜肉中含量最多的組成成分，肌肉中含水率可達(dá)到75%。肉糜持水能力與肉糜內(nèi)在組織結(jié)構(gòu)的破壞程度密切相關(guān)。對肉中水分變化機(jī)理的研究是肉品科學(xué)研究熱點之一，目前多是通過考察加壓系水力、滴水損失、蒸煮損失等參量來分析肉的持水能力。但這些方法在實施后都會對肉料樣品造成破壞，無法考察同一樣品持水能力隨貯藏時間的變化情況。這里采用的是連續(xù)精

　　確測量自然失重量的實驗分析方法，通過連續(xù)測取肉糜樣品在特定存放空間內(nèi)的自然蒸發(fā)失重情況，來考察不同絞切加工工況下肉糜的持水能力。利用分析天平稱取(20±0.1)g肉糜，并將盛放在燒杯內(nèi)肉糜樣品敞口存放在恒溫干燥箱內(nèi)，存放溫度設(shè)為5℃。測量時間間隔為(24±0.5)h，連續(xù)測量7d。貯藏過程中肉糜樣品的質(zhì)量損失(Δm，g) 以本次測量質(zhì)量(m2，g)與1d前測量質(zhì)量( m1，g) 的差值來表示，即

　　Δm = m1 －m2      式(1)

　　則質(zhì)量損失率( λ，%) 可表示為

　　           式(2）

　　式中: Δm－ 質(zhì)量損失，g； m1 －1d 前測量質(zhì)量，g;m2－本次測量質(zhì)量，g ； λ－質(zhì)量損失率，%。

　　每個工況下測取3個樣本，每次取其平均值為該樣本的測量結(jié)果值。

　　1.3.4 肉糜色澤的觀察與檢測  肉糜色澤的變化與其新鮮度狀況密切相關(guān)，也是評價肉料品質(zhì)的一項重要指標(biāo)，通常采用色差儀進(jìn)行檢測分析。本實驗研究中，由于豬肉肉糜中含有的脂肪層不可忽略，肉糜色澤的均勻性難以保證。因此，這里采用圖像目測法，通過對拍攝的豬肉糜照片資料進(jìn)行色澤觀測分析，考察貯藏過程中肉糜顏色的變化情況。對于牛肉肉糜，其顏色均勻性較好，采用色差計分別對其明亮度L* 、紅色度a* 和黃色度b* 參數(shù)進(jìn)行檢測分析，測試過程中每個樣品至少測量三個位點，分別取L* 、a* 和b* 的平均值。

　　肉糜的pH 實驗測試結(jié)果如圖2 所示。從商場購買的實驗用冷鮮肉料已經(jīng)處于成熟階段，蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)發(fā)生分解，微生物生長同時代謝酸性物質(zhì)，肉料腐敗過程中的蛋白質(zhì)在細(xì)菌酶的作用下被分解為氨和胺類堿性物質(zhì)，絞切加工后肉糜的pH 會隨著貯藏時間的延長而逐漸升高，如圖2所示。對比本次實驗研究結(jié)果數(shù)據(jù)，由于貯藏溫度較低，絞切加工后肉糜的pH 總體比較穩(wěn)定。由圖2 還可以看出，轉(zhuǎn)速對肉糜pH 影響并不明顯，并且具有一定的隨機(jī)性特征。如圖2a 所示，對于豬肉肉糜，肉糜的pH 最大值為5.96，出現(xiàn)在第7 d。加工轉(zhuǎn)速為80r/min; 最小值為5.45，出現(xiàn)在加工當(dāng)天，加工轉(zhuǎn)速為100r/min。

　　

　　圖2 肉糜pH 隨貯藏時間的變化

　　而對于牛肉肉糜，如圖2b所示，肉糜的pH 最大值為5.99，出現(xiàn)在7d 后，加工轉(zhuǎn)速為180r/min； 最小值為5.55，出現(xiàn)在加工當(dāng)天，加工轉(zhuǎn)速為160 r /min。

　　比較可以發(fā)現(xiàn)，豬肉肉糜的pH 基本上呈緩慢上升趨勢，最大變化值為0.31。牛肉肉糜的pH 在貯藏前4d時間內(nèi)變化很小，基本上小于0.15；4d后上升趨勢明顯，但其pH最大變化均沒有超過0.42。

　　肉品中揮發(fā)性鹽基氮(TVB－N)的含量與腐敗程度之間有明確的對應(yīng)關(guān)系，通常是隨著腐敗的進(jìn)行而明顯增加，因此TVB－N 含量是衡量肉品新鮮度的重要指標(biāo)。參照國標(biāo)GB2707－2005《鮮( 凍) 畜肉衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》，在對肉料鮮度評價時按照TVB－N值劃分為3個等級: 一級鮮度( TVB－N≤15 mg /100 g) ，二級鮮度(TVB－N≤25mg/100g) ，變質(zhì)肉(TVB－N＞25 mg /100 g)。圖3所示為不同轉(zhuǎn)速工況下絞切加

　　工得到的豬肉肉糜和牛肉肉糜TVB－N值隨貯藏時間的變化情況。

　　由圖3 可以看出，隨著貯藏時間的延續(xù)，各轉(zhuǎn)速下加工得到的兩類肉糜TVB－N 值總體呈上升趨勢。對于豬肉肉糜，由圖3a可以發(fā)現(xiàn)，在絞切加工后貯藏2d時間里，除了Z120樣品TVB－N 值(大小為15.6 mg /100 g) 略微超出一級鮮度范圍外，其它結(jié)果均符合一級鮮度要求。貯藏5 d 時間后，除了Z140樣品TVB－N 值仍符合一級鮮度標(biāo)準(zhǔn)外，其它樣品均只符合二級鮮度標(biāo)準(zhǔn)。其中，Z120樣品在貯藏6d后已經(jīng)屬于變質(zhì)肉。牛肉肉糜的TVB－N值保持較好，如圖3b所示，貯藏5d時間里，所有肉糜樣本測試結(jié)果均符合一級鮮度要求。

　　

　　圖3 肉糜TVB－N 隨貯藏時間的變化

　　由圖3還可以看出，轉(zhuǎn)速對兩類肉糜TVB－N值的影響沒有呈現(xiàn)出明顯的規(guī)律性?？傮w來看，豬肉肉糜的Z140 樣品TVB－N 值的變化相對比較穩(wěn)定，該樣品在貯藏7 d 后才變成二級鮮度肉; 牛肉肉糜的Z160樣品TVB－N值總體偏小，其保鮮能力稍好于其它幾種情況。這說明，從絞切加工后豬肉肉糜和牛肉肉糜新鮮度的保持情況來看，實驗樣機(jī)相應(yīng)的最佳螺旋輸送轉(zhuǎn)速為分別140r/min和160r/min。

　　各肉糜樣本的水分質(zhì)量損失如圖4 所示。

　　

　　圖4 肉糜水分質(zhì)量損失

　　由圖4 可以看出，對于同一類肉糜，不同轉(zhuǎn)速下得到的樣本水分質(zhì)量損失隨貯藏時間的變化趨勢十分接近，螺旋軸輸送轉(zhuǎn)速不會對肉糜持水能力產(chǎn)生明顯影響。在貯藏第1d后，兩類肉糜水分損失均達(dá)到最大，而在貯藏2d后，肉糜的水分損失及損失率變化情況則相對比較平穩(wěn)。

　　對于豬肉肉糜，如圖4a所示，最大質(zhì)量損失為0.863g，對應(yīng)最大損失率約為4.29%。貯藏2d后，測試結(jié)果變化比較平穩(wěn)，質(zhì)量損失約為0.55 g左右，損失率約為3.0%左右。通過比較還可以發(fā)現(xiàn)，Z14樣品的水分損失情況變化最為平穩(wěn)，貯藏2d后的水分質(zhì)量損失最大值為0.592g，最小值為0.520g，相應(yīng)的損失率數(shù)值分別為2.81%和3.06%。

　　對于牛肉肉糜，如圖4b所示，在貯藏第1d后，肉糜水分損失最大，最大質(zhì)量損失為0.863g，最大損失率約為4.29%。貯藏2d后，肉糜的水分質(zhì)量損失穩(wěn)定在0.32g 左右，損失率約為1.53%。此時，Z160樣品的水分損失情況變化最為平穩(wěn)，貯藏2d后的水分質(zhì)量損失最大值為0.202g，最小值為0.148g，相應(yīng)的損失率數(shù)值分別為1.01%和0.748%。

　　為考察轉(zhuǎn)速對豬肉肉糜色澤的影響，這里通過圖像目測法對各轉(zhuǎn)速下肉糜色澤在貯藏過程中的變化情況進(jìn)行考察。溫度越低，豬肉色澤變化越不明顯，為增強(qiáng)觀察效果，這里重點對貯藏溫度為15℃時的情形進(jìn)行分析。觀測結(jié)果發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)速對豬肉肉糜色澤變化影響不明顯，研究結(jié)論與前面TVB－N等參數(shù)的測量分析情況基本相對應(yīng)。豬肉糜在貯藏2d后多能保持較好的色澤度。在貯藏3d后，肉糜的光澤開始變暗，濕潤度降低; 到第4d，局部肉糜的顏色開始變成淺綠，肉糜已初步發(fā)生變質(zhì)。在貯藏5d后，肉糜變質(zhì)現(xiàn)象明顯，片狀區(qū)域的肉糜整體呈現(xiàn)淺綠色，圖5所示分別反映了貯藏1、3和5d后豬肉肉糜色澤的變化情況，相應(yīng)螺旋輸送轉(zhuǎn)速為80r /min。

　　

　　圖5 豬肉糜色澤的變化(15℃)

　　圖6 所示為牛肉肉糜色澤相關(guān)的明亮度L* 、紅色度a*和黃色度b*的測試結(jié)果。

　　由圖6可以看出，轉(zhuǎn)速的差異性對牛肉肉糜色澤度影響也不明顯，但經(jīng)過絞切加工以后，牛肉肉糜的亮度值均明顯高于未加工的原料牛肉，而紅色度a*明顯偏低于原料肉，黃色度b*沒有明顯發(fā)生變化。同時，還可以看出，隨著貯藏時間的延長，牛肉肉糜的亮度L*、紅色度a*和黃色度b*總體上呈緩慢下降的趨勢。由圖6b和圖6c還可以發(fā)現(xiàn)，部分肉糜樣本的紅色度a*和黃色度b*在貯藏期間呈現(xiàn)先升高后緩慢降低的趨勢。這主要是由于開始時牛肉處于有氧狀態(tài)下肌紅蛋白和氧氣發(fā)生反應(yīng)暫時生成不穩(wěn)定的鮮紅色氧合肌紅蛋白，然后隨著氧氣的消耗，同時生成CO2等其他產(chǎn)物，形成低氧分壓環(huán)境，氧合肌紅蛋白變成高鐵肌紅蛋白，導(dǎo)致牛肉的色澤逐漸變暗。

　　紅色度a*值的變化能較好的反映牛肉的色澤穩(wěn)定性，通過對比可以發(fā)現(xiàn)，Z160 樣品的紅色度a*值變化最為平穩(wěn)，其最大值為12.07，最小為8.13。據(jù)此，可以推斷轉(zhuǎn)速為160r/min時絞切加工得到的牛肉肉糜色澤保持能力要優(yōu)于其它幾種果。

　　綜合前面各肉糜樣品理化性能參數(shù)等的實驗結(jié)果分析可以看出，螺旋輸送轉(zhuǎn)速對肉糜的加工品質(zhì)的影響并不明顯，并且，這種影響往往呈現(xiàn)一定的不確定性。但是，通過比較可以發(fā)現(xiàn)，在肉料的絞切加工過程中，必然存在一個最佳的驅(qū)動轉(zhuǎn)速工況。對于實驗樣機(jī)，轉(zhuǎn)速為140r/min 時獲取的豬肉肉糜加工品質(zhì)最為理想，而對于牛肉的最佳驅(qū)動轉(zhuǎn)速是160r/min。

　　研究結(jié)果表明，轉(zhuǎn)速對肉糜pH 和TVB－N 值的影響并不明顯。并且，肉糜的pH和TVB－N值均呈現(xiàn)緩慢上升趨勢。

　　

　　圖6 牛肉糜色澤的變化(10℃)

　　研究表明，螺旋軸輸送轉(zhuǎn)速不會對肉糜持水能力產(chǎn)生明顯影響，對于同一類肉糜，不同轉(zhuǎn)速下得到的樣本水分質(zhì)量損失隨貯藏時間的變化趨勢十分接近。在貯藏第1d后，兩類肉糜水分損失均達(dá)到最大，而在貯藏2d后，肉糜的水分損失及損失率變化情況則相對比較平穩(wěn)。轉(zhuǎn)速對肉糜色澤變化影響不明顯，研究結(jié)論與前面理化性能參數(shù)的測量分析情況基本相對應(yīng)。

　　綜合分析表明，在肉料的絞切加工過程中必然存在一個最佳的驅(qū)動轉(zhuǎn)速工況。對于實驗樣機(jī)，轉(zhuǎn)速為140r/min 時獲取的豬肉糜加工品質(zhì)最為理想，而對于牛肉的最佳驅(qū)動轉(zhuǎn)速是160r/min。