摘要：目的 探究不同冷卻方式對(duì)雞肉水分分布、蛋白質(zhì)變性等理化性質(zhì)的影響。方法 分析風(fēng)冷、真空冷卻和浸沒(méi)式真空冷卻對(duì)雞肉的冷卻速率、pH、色差、質(zhì)構(gòu)等指標(biāo)的影響，通過(guò)低場(chǎng)核磁共振和差式掃描量熱技術(shù)分析冷卻后雞肉中水分分布和肌蛋白的變化。結(jié)果 風(fēng)冷的冷卻速率最慢，肉色暗沉，且質(zhì)量損失率高，硬度和剪切力也較大；真空冷卻的冷卻速率最快，肉色較為鮮艷，其質(zhì)量損失率、硬度和剪切力也最大；浸沒(méi)式真空冷卻能有效減小雞肉的質(zhì)量損失率（P＜0.05），肉色最鮮艷，彈性和回復(fù)性也最好。通過(guò)差式掃描量熱法分析可知，3種冷卻方式下肌蛋白的變性焓均減小，風(fēng)冷組的肌球蛋白、肌漿蛋白和肌動(dòng)蛋白降解最多，真空冷卻組的蛋白降解較風(fēng)冷組更好，浸沒(méi)式真空冷卻組的蛋白降解最小，與對(duì)照組無(wú)顯著差異；由低場(chǎng)核磁共振分析可知，風(fēng)冷組不易流動(dòng)水組分顯著降低（P＜0.05），自由水顯著增加（P＜0.05），真空冷卻自由水組分顯著降低（P＜0.05），浸沒(méi)式真空冷卻后雞肉中水分分布與對(duì)照組無(wú)顯著差異。結(jié)論 浸沒(méi)式真空冷卻彌補(bǔ)了真空冷卻不足，在一定程度上提高了雞肉品質(zhì)。

　　關(guān)鍵詞：冷卻方式；浸沒(méi)式真空冷卻；品質(zhì)；差式掃描量熱儀；低場(chǎng)核磁共振

　　當(dāng)前，消費(fèi)者對(duì)禽肉冷鮮產(chǎn)品的品質(zhì)要求越來(lái)越高。宰后處理的方式和條件對(duì)禽肉冷鮮產(chǎn)品的品質(zhì)有較大影響。溫度是影響食品質(zhì)量和安全的重要參數(shù)，胴體在解僵成熟過(guò)程中，肌肉組織會(huì)發(fā)生多種復(fù)雜的生化反應(yīng)，環(huán)境溫度將直接影響各類反應(yīng)速度。宰后胴體預(yù)冷方式和冷卻速率對(duì)冷鮮雞的品質(zhì)至關(guān)重要。

　　采用傳統(tǒng)的風(fēng)冷技術(shù)（Air Cooling，AC）對(duì)肉制品進(jìn)行冷卻時(shí)，耗時(shí)長(zhǎng)且產(chǎn)品的品質(zhì)較低。真空冷卻（Vacuum Cooling，VC）是將樣品放置在低壓環(huán)境中，使其內(nèi)外自由水氣化，通過(guò)沸騰傳熱以實(shí)現(xiàn)快速降溫的一種冷卻方式，其能大大提高冷卻后產(chǎn)品的品質(zhì)，近年來(lái)被廣泛應(yīng)用于熟肉制品和果蔬等的快速冷卻。VC存在的質(zhì)量損失率高、樣品表面硬度增加等不足限制了VC在食品工業(yè)的廣泛應(yīng)用。浸沒(méi)式真空冷卻（Immersion Vacuum Cooling，IVC）將水蒸發(fā)、熱傳導(dǎo)和熱對(duì)流這3種傳熱方式整合，相比傳統(tǒng)冷卻方式，它可實(shí)現(xiàn)較高的冷卻速率，并有效解決真空冷卻后質(zhì)量損失率高的問(wèn)題，提高冷卻后食品的品質(zhì)。近年來(lái)，IVC被廣泛應(yīng)用于熟肉制品。程巧芬等對(duì)豬肉火腿的研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)IVC處理的豬肉火腿，其冷卻后的質(zhì)量損失率可降至6.99%，僅為VC的51%。馮朝輝等研究結(jié)果顯示，IVC可以延長(zhǎng)食品的貨架期。

　　目前，大多數(shù)IVC研究集中在水分遷移對(duì)食品品質(zhì)和理化性質(zhì)的影響，對(duì)冷卻后蛋白質(zhì)變性和保水性的研究相對(duì)較少。對(duì)于冷鮮肉，肌蛋白降解程度和保水性是影響品質(zhì)的關(guān)鍵指標(biāo)。文中采用低場(chǎng)核磁共振儀（Low Field Nuclear Magnetic Resonance，LF-NMR）和差式掃描量熱儀（Differential Scanning Calorimeter，DSC）測(cè)量雞肉中水組分的變化，以及蛋白質(zhì)變性過(guò)程中溫度和能量的變化，分析不同冷卻方法對(duì)雞肉中水分分布和蛋白質(zhì)變性的影響，探討不同冷卻方式對(duì)雞肉品質(zhì)的影響。

　　1  實(shí)驗(yàn)

　　主要實(shí)驗(yàn)材料：選取商業(yè)飼養(yǎng)場(chǎng)批次相同的喂養(yǎng)70～90d的活體三黃雞6只，質(zhì)量為1.5～2.0kg，宰前禁水禁食12 h。將活雞宰殺后，迅速運(yùn)至實(shí)驗(yàn)室，取其雞大胸肉，分為對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組，對(duì)照組是新鮮雞肉，實(shí)驗(yàn)組分別進(jìn)行AC，VC，IVC處理。AC組直接在企業(yè)冷卻間進(jìn)行冷卻；VC組的真空泵抽速為2L/s，終壓為600Pa；IVC組真空系統(tǒng)控制參數(shù)與VC組一致，冷卻時(shí)將肉放在22℃的純凈水中，水剛淹沒(méi)雞肉為宜。3種冷卻方式均以肉中心溫度達(dá)到4℃后停止冷卻，標(biāo)號(hào)測(cè)定不同處理組樣品的各項(xiàng)指標(biāo)。

　　主要實(shí)驗(yàn)儀器：雙變頻真空預(yù)冷機(jī)，課題組自制；HH-1恒溫水浴鍋；T型熱電偶，溫度精度為±0.1℃；TA-XT2i質(zhì)構(gòu)儀；CR-400色差儀；PHS-3CpH計(jì)；LXJ-B離心機(jī)；差式掃描量熱儀DSC200F3，溫度精度為0.1℃；PQ001核磁共振分析儀。

　　1.2  試驗(yàn)方法

　　1.2.1  降溫速率

　　AC組的溫度監(jiān)測(cè)由溫濕度記錄儀測(cè)定，冷卻間冷風(fēng)的溫度為0～2℃，將筆插

　　式溫度計(jì)插入雞胸內(nèi)部測(cè)定冷卻終溫。VC和IVC組利用真空冷卻機(jī)所配置的T型熱電偶測(cè)定，溫度精度為±0.1℃，探頭直徑小于3mm。冷卻終溫定為4℃，每組取3 個(gè)樣品，結(jié)果取其平均值。

　　1.2.2  質(zhì)量損失率測(cè)定

　　不同冷卻方式下，冷卻前后分別標(biāo)號(hào)并稱量記錄。

　　                                    （1）

　　式中：m0為冷卻前樣品質(zhì)量；m1為樣品冷卻后質(zhì)量。

　　1.2.3  pH值測(cè)定

　　取同一部位10.0g雞肉絞碎，稱取3.0g，加入30mL蒸餾水，勻漿15s，間隙10s，重復(fù)2次，靜置5min 后取上清液，將pH 計(jì)電極插入勻漿液測(cè)定，每個(gè)測(cè)試樣品重復(fù)3次，記錄測(cè)量值并取平均值。

　　1.2.4  色差測(cè)定

　　使用自動(dòng)色度計(jì)測(cè)量冷藏雞肉樣品的顏色。在使用之前，采用儀器隨附的白色校準(zhǔn)板對(duì)儀器進(jìn)行校準(zhǔn)。校對(duì)亮度值L*（從黑色0到白色100），綠紅色色度值a*（從綠色?60到紅色+60）和藍(lán)黃色色度值b*（從藍(lán)色?60到黃色+60）。每個(gè)測(cè)試樣品重復(fù)3次，記錄測(cè)量值并取平均值。

　　1.2.5  質(zhì)構(gòu)測(cè)定

　　沿雞肉肌纖維方向修切成長(zhǎng)方體樣品（1.5cm×1cm×1cm），使用TA-XT2i質(zhì)構(gòu)儀圓形探頭測(cè)定。

　　1.2.5.1  TPA測(cè)定

　　將樣品在相對(duì)濕度為(80±4)%，溫度為(25±1)℃的環(huán)境下放置0.5 h，測(cè)定樣品的硬度、彈性、咀嚼性和回復(fù)性，每個(gè)肉樣重復(fù)測(cè)定3次，取平均值。設(shè)定參數(shù)：測(cè)前速度為3.00mm/s，測(cè)中速度為1.00mm/s，測(cè)后速度為1.00mm/s，壓縮比為50%，2次下壓間隔時(shí)間為5.0s，負(fù)載質(zhì)量為5.0g，每個(gè)測(cè)試樣品重復(fù)做3次實(shí)驗(yàn)，記錄測(cè)量值并取平均值。

　　1.2.5.2  剪切力測(cè)定

　　雙片刀（間距為1.0cm）沿肌纖維方向分切成多個(gè)小肉柱（1cm× 1cm×3cm），選擇楔形探頭和Warner-Bratzler shear force blade 模式，剪切速度設(shè)為0.83mm/s，沿肌纖維垂直方向剪切肉柱，記錄剪切力值，每組測(cè)試樣品重復(fù)做3 次實(shí)驗(yàn)，取其平均值。

　　1.2.6  熱物性測(cè)定

　　取16～18mg 樣品，放入鋁制樣品盤(pán)中密封后，迅速放入DSC分析儀中，在30℃下平衡2min。從30℃開(kāi)始分別以2，3，5℃/min 升到90℃，確定1個(gè)最佳的掃描升溫速度。以此溫度速率進(jìn)行升溫，分別得到各組的熱流曲線，再用DSC-Analysis 軟件分析圖譜，分別計(jì)算各組的變性溫度和變性焓。每組3個(gè)樣品，記錄測(cè)量值并取平均值。

　　1.2.7  雞肉中水分分布的測(cè)定

　　取2g樣品，放入核磁儀中進(jìn)行測(cè)定。核磁測(cè)定參數(shù)：溫度為32℃，質(zhì)子共振頻率主頻為22MHz，自旋-自旋弛豫時(shí)間t2用CPMG 序列進(jìn)行測(cè)量，回波時(shí)間τ值（90°脈沖和180°脈沖之間的時(shí)間）為200μs，重復(fù)間隔時(shí)間為1800ms，重復(fù)采樣4次，回波數(shù)量為800，每個(gè)測(cè)試樣品重復(fù)做3次實(shí)驗(yàn)。弛豫時(shí)間用t20，t21，t22表示，對(duì)應(yīng)峰面積用P20，P21，P22表示。

　　1.2.8  數(shù)據(jù)處理

　　使用SPSS 18.0進(jìn)行one-way ANOVA單因素方差分析，用Duncan多重比較分析差異的顯著性，數(shù)據(jù)表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差（n=3），P＜0.05被認(rèn)為是顯著的。

　　2  結(jié)果與分析

　　由圖1可知，樣品的中心溫度冷卻到終溫時(shí)，AC組、VC組和IVC組所用時(shí)間分別為38，12，23min，平均降溫速率分別為0.42，1.5，0.93℃/min。VC的降溫速率是AC的3.5倍，IVC的降溫速率是AC的2.2倍。3種冷卻方式的降溫速率先快后慢，這是由于隨著冷卻的進(jìn)行溫差變小，VC組尤為明顯。由于傳熱機(jī)理不同，AC通過(guò)對(duì)流傳熱將冷風(fēng)溫度從樣品外側(cè)向內(nèi)傳導(dǎo)，使雞肉冷卻；VC靠自身水分的蒸發(fā)而降溫，其冷卻速率更快；由于IVC利用熱傳導(dǎo)和熱對(duì)流相結(jié)合的冷卻方式，所以其冷卻速率介于兩者之間。預(yù)冷開(kāi)始階段樣品溫度較高，水分含量較高，冷卻降溫速率較快，水分逐漸蒸發(fā)后，樣品與環(huán)境的溫差減小，冷卻速率降低。

圖1  3種冷卻方式的降溫速率

　　2.2  冷卻方式對(duì)質(zhì)量損失率的影響

　　由圖2可知，AC 組、VC組和IVC組質(zhì)量損失率分別為(3.72±0.23)% ， (5.61±0.18)% ，?(0.23±0.12)%。AC組的質(zhì)量損失率介于VC組和IVC組之間，可能是長(zhǎng)時(shí)間的冷風(fēng)冷卻導(dǎo)致表面水分蒸發(fā)的原因；VC組的質(zhì)量損失率最大，這是由于VC組溫度的下降主要依靠雞肉自水分的蒸發(fā)，因此冷卻后的質(zhì)量損失顯著高于其他組；IVC組的質(zhì)量損失率為負(fù)值，可能是冷卻過(guò)程中，將雞肉浸泡在水中，其周圍液體阻礙了水分的蒸發(fā)，冷卻結(jié)束后真空室壓力回升，差壓使部分水滲入樣品，故冷卻后質(zhì)量上升。綜上可知，經(jīng)IVC處理后雞肉的質(zhì)量損失率最低。

　　2.3  冷卻方式對(duì)pH的影響

　　pH值直接影響著肉的嫩度和保水性等品質(zhì)參數(shù)，從而影響肉制品的貨架期。在一定范圍內(nèi)，pH值越高，肉的保水性越好。由圖3 可知，對(duì)照組、AC組、VC組和IVC組的pH值分別為5.76，5.51，5.66，5.73。與對(duì)照組相比，冷卻后雞肉的pH值均有所下降，其中AC 組顯著降低（P＜0.05），VC組和IVC組與對(duì)照組相比沒(méi)有顯著性差異（P＞0.05）。AC組的冷卻時(shí)間最長(zhǎng)，肌肉的糖酵解速度較快，乳酸積累較多，導(dǎo)致pH 值的差異最顯著。楊若波等對(duì)豬肉持水性的研究表明，pH值在短時(shí)間內(nèi)急劇下降，使肉的持水性降低，汁液損失嚴(yán)重，很大程度上降低了肉的品質(zhì)，進(jìn)而極易形成PSE肉。對(duì)比3種冷卻結(jié)果可知，IVC能有效緩解pH值的降低。

圖2  不同冷卻方式對(duì)雞肉質(zhì)量損失率的影響

圖3  不同冷卻方式對(duì)雞肉pH的影響

　　2.4  冷卻方式對(duì)色差的影響

　　不同冷卻方式下雞肉的L*值、a*值和b*值見(jiàn)表1。與對(duì)照組相比，風(fēng)冷組和VC組的L*值顯著降低（P＜0.05），a*值和b*值顯著升高（P＜0.05），IVC組雞肉的L*值顯著增加（P＜0.05），a*值和b*值雖然有所降低但是沒(méi)有發(fā)生顯著性變化（P＞0.05）。這可能是因?yàn)轱L(fēng)冷組和VC組失水較多，色素累積，導(dǎo)致L*值降低，a*值和b*值升高。由于IVC組在冷卻過(guò)程中，肉塊始終浸沒(méi)在水中，因此冷卻后肉塊表面L*值顯著增加，a*值和b*值減小。

　　2.5  冷卻方式對(duì)質(zhì)構(gòu)的影響

　　由表2可知，與對(duì)照組相比，AC組和VC組雞肉的硬度、咀嚼性和剪切力都顯著升高（P＜0.05），彈性和回復(fù)性顯著降低（P＜0.05）。IVC組肉的彈性顯著增加（ P＜0.05 ），咀嚼性和剪切力顯著減小（P＜0.05），其余質(zhì)構(gòu)指標(biāo)均與對(duì)照組沒(méi)有顯著性差異（P＞0.05）。風(fēng)冷組由于冷卻過(guò)程中表面失水，導(dǎo)致硬度和剪切力顯著升高。雖然VC組冷卻耗時(shí)短，但是冷卻過(guò)程水分蒸發(fā)導(dǎo)致失水較多，同樣造成冷卻后硬度和剪切力上升。IVC組雞肉周圍的浸沒(méi)液阻礙了水分的蒸發(fā)，樣品失水較少，冷卻后肉的彈性和回復(fù)性與其他實(shí)驗(yàn)組相比較好。

表1  不同冷卻方式對(duì)色差的影響

　　注：L*為亮度，a*為紅度，b*為黃度；同列不同字母表示顯著差異（P＜0.05）

表2  冷卻方式對(duì)質(zhì)構(gòu)的影響

　　注：同列標(biāo)不同字母表示差異顯著（P＜0.05）

　　2.6  冷卻方式對(duì)肌蛋白的影響

　　變性溫度反映了蛋白質(zhì)穩(wěn)定性，變性溫度越高，其穩(wěn)定性也高；變性焓值反映了雞肉蛋白質(zhì)的變性程度，變性焓值越小，蛋白質(zhì)變性越嚴(yán)重，抗變性能力越弱。結(jié)果顯示，采用5℃/min 的升溫速率可得到雞肉蛋白3個(gè)完整的峰（圖4）。文獻(xiàn)顯示，峰I代表肌球蛋白頭部變性而引起的熱流變化，峰II代表肌球蛋白尾部和肌漿蛋白變性引起的熱流變化，峰III代表肌動(dòng)蛋白變性引起的熱流變化。

圖4  雞胸肉蛋白質(zhì)的DSC熱流圖

　　由表3可知，除IVC組外，不同的冷卻方式對(duì)雞肉肌球蛋白、肌漿蛋白和肌動(dòng)蛋白的變性溫度和變性焓值均存在顯著性差異（P＜0.05）。與對(duì)照組相比，實(shí)驗(yàn)組的變性焓值均減小，表明在冷卻過(guò)程中，3種蛋白質(zhì)均發(fā)生不同程度的變性。IVC組的變性焓和變性溫度也有所減小，與對(duì)照組相比均沒(méi)有顯著性差異，說(shuō)明IVC后蛋白質(zhì)的變性程度較小。對(duì)豬肉的研究顯示，肌球蛋白頭部對(duì)溫度最敏感，肌球蛋白尾部和肌漿蛋白對(duì)pH的變化較為敏感。AC組早期降溫速度慢，蛋白酶活性高，使雞肉處于一個(gè)低pH值和相對(duì)高溫的狀態(tài)，導(dǎo)致AC組蛋白質(zhì)變性最為嚴(yán)重。另外，AC組冷卻時(shí)間較長(zhǎng)，也可能導(dǎo)致蛋白質(zhì)尤其是肌球蛋白的變性。

　　2.7  冷卻方式對(duì)水分分布的影響

　　不同預(yù)冷方式的雞胸肉弛豫信號(hào)衰減的反演圖譜見(jiàn)圖5，以橫向弛豫時(shí)間（t2）的變化及其峰面積來(lái)衡量樣品中水分的分布。由圖5可知，1～10ms的峰t2b代表與大分子緊密結(jié)合的水，稱為結(jié)合水；10～100ms的峰t21代表與肌原纖維內(nèi)截留的不易流動(dòng)水；t22表示肌束間和肌漿蛋白中的自由水。弛豫時(shí)間可表示水分的自由度，弛豫時(shí)間越長(zhǎng)說(shuō)明水與底物的結(jié)合越松散?？梢酝ㄟ^(guò)雞肉馳豫時(shí)間的變化來(lái)反映冷卻過(guò)程中雞肉內(nèi)部水分遷移變化的規(guī)律。圖5顯示與對(duì)照組相比，風(fēng)冷組的弛豫時(shí)間顯著增加，峰值后移；IVC組的弛豫時(shí)間顯著減小，峰值前移；VC組與對(duì)照組沒(méi)有顯著變化。

表3  不同冷卻方式處理后雞肉的DSC參數(shù)

　　注：同列標(biāo)不同字母表示差異顯著（P＜0.05）

圖5 不同預(yù)冷方式的雞胸肉弛豫信號(hào)衰減的反演圖譜

　　不同冷卻方式下，t2及其相對(duì)面積的影響見(jiàn)表4，P2b，P21，P22表示3種狀態(tài)水的相對(duì)面積，代表樣品中不同組分水的相對(duì)含量。由表4可知，與新鮮肉相比，3種不同冷卻方式下，t2b變化不明顯，且其相對(duì)面積也沒(méi)有顯著變化，說(shuō)明冷卻方式對(duì)雞肉結(jié)合水的影響較小。IVC組t21顯著降低，且相對(duì)峰面積顯著減小，這說(shuō)明IVC處理后，樣品中不易流動(dòng)水減少。自由水相對(duì)峰面積顯著增加，可能是因?yàn)镮VC組樣品吸收的水以游離的形式存在，導(dǎo)致冷卻后自由水所占的比例增加，從而使得原本占比很大的不易流動(dòng)水的比例顯著下降。風(fēng)冷組t21顯著增加，且這部分水的相對(duì)峰面積顯著減小，可能是風(fēng)冷后雞肉的不易流動(dòng)水自由度增大，逐漸轉(zhuǎn)化為自由水。風(fēng)冷組pH值較低，肌纖維受損，肌纖維間的通透性增加，增大了自由水占比。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，快速冷卻能顯著提高雞肉的持水力和保水性。

表4  冷卻方式對(duì)雞胸肉中水分的影響

　　注：同列標(biāo)不同字母表示差異顯著（P＜0.05）

　　3  結(jié)語(yǔ)

　　以三黃雞為研究對(duì)象，采用AC，VC，IVC這3種冷卻方式，對(duì)比分析了冷卻效果（降溫速率、質(zhì)量損失率）、冷卻后雞肉品質(zhì)（pH值、色差和質(zhì)構(gòu)），并且使用DSC和LF-NMR技術(shù)分析了冷卻后雞肉中蛋白質(zhì)、水分分布和各組分的變化，探討了不同冷卻方式對(duì)冷鮮雞品質(zhì)的影響。得出以下結(jié)論。

　　1）VC組降溫速率最快但質(zhì)量損失率較大，不利于企業(yè)的生產(chǎn)效益，IVC能明顯地改善這一問(wèn)題，且降溫速率比風(fēng)冷更快。

　　2）VC組和IVC組能顯著延緩雞肉pH值的降低，說(shuō)明較大的降溫速率能有效緩解pH的降低。經(jīng)IVC處理的雞肉外表更光鮮，銷售品相更好，且IVC處理后雞肉的彈性和剪切力顯著優(yōu)于對(duì)照組，可以較好地改善冷鮮雞肉的品質(zhì)。

　　3）不同冷卻方式處理后，VC和IVC能有效地抑制雞胸肉蛋白質(zhì)的變性，更有利于提高雞肉的保水性。根據(jù)冷卻后雞肉中水分NMR 的弛豫變化規(guī)律可知，VC和IVC具有較低的t2，冷卻速率增加能顯著提高雞肉的保水性和持水力。

　　VC和IVC這2種冷卻方式都能在一定程度上改善雞肉品質(zhì)，在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，要根據(jù)食品品質(zhì)特性選擇更合適的冷卻方法。對(duì)于冷鮮肉，采用多種冷卻方式共同處理可改善雞肉的感官品質(zhì)；水分是影響冷鮮雞品質(zhì)的重要因素，可通過(guò)石蠟切片從微觀結(jié)構(gòu)上綜合分析冷卻對(duì)雞肉品質(zhì)的影響。