不同冻融次数对猪肉品质的影响

常海军，牛晓影，周文斌

（1.重庆工商大学 催化与功能有机分子重庆市重点实验室，重庆 400067；2.重庆工商大学环境与生物工程学院，重庆 400067；3.西南大学食品科学学院，重庆 400715）

不同冻融次数对猪肉品质的影响

常海军1,2，牛晓影3，周文斌2

（1.重庆工商大学 催化与功能有机分子重庆市重点实验室，重庆 400067；
2.重庆工商大学环境与生物工程学院，重庆 400067；3.西南大学食品科学学院，重庆 400715）

研究不同冻融次数（0、1、3、5、7次）对猪背最长肌肉品质特性的影响，分析猪肉冻融过程中食用品质特性、全质构特性、脂肪氧化（硫代巴比妥酸值）以及肌浆蛋白和全蛋白含量的变化。结果表明：随着反复冻融次数的增加，解冻汁液流失率、加压失水率和蒸煮损失率随之显著增加，到冻融7次时解冻汁液流失率已达到13.24%，加压损失率达到36.77%，蒸煮损失率达到31.77%；亮度（L*）、黄度（b*）增加，红度（a*）减少，到冻融7次时L*值达到58.46，b*值达到13.25，a*值降低到11.68；pH值和剪切力值先增大后减少。硫代巴比妥酸值随冻融次数的增加显著增加。猪肉肌浆蛋白和肌肉全蛋白含量在反复解冻-冻融过程中降低。反复冻融严重降低了猪肉的品质，且随着冻融次数的增加，对猪肉品质的影响越严重。

反复冻融；猪肉；肉品质

冷冻技术在食品贮藏、运输和加工过程中都起着非常重要的作用，冷冻作为一种方便且有效的食品贮藏方式，已得到广泛应用。现代肉与肉制品加工业中，畜禽冷冻肉是国家调节肉食品市场的重要产品，也是肉类产品在国内地区间流通和进出口贸易的主要形态[1]。相对于新鲜肉，冷冻肉的低温条件能够抑制大多数微生物的生长繁殖、降低酶活性、延长产品货架期、可增加肉制品消费的机动性和可支配性[2-3]，但肉在冷冻过程中会产生大小不一的冰晶体，冰晶的形成不仅能破坏细胞膜，损坏肉的组织结构，而且能引起解冻后肉品中大量汁液的流失，严重影响肉的品质特性[4-5]。因此，冷冻肉的品质不仅受到冷冻方法和冻结速率等的影响，而且冷冻肉在解冻过程中冰晶体的大小与分布状态以及解冻过程中的汁液流失对肉品品质也产生直接影响。

然而在实际生产过程中，采用冷冻方法贮藏肉及肉类产品时，由于在运输、贮藏、消费等过程中冷藏链技术不健全，温度波动比较大，使得新鲜肉类在被消费者食用之前一直在进行着冻结和解冻的过程（即反复冻融过程），引起肉制品中蛋白质、脂肪和肌纤维等发生一系列生理生化反应，从而影响肉制品的品质[6-9]。目前，关于反复冻融对肉品质的影响，较多研究主要集中于海产品[4,6,10-11]，对动物性产品的影响，已报道的研究主要有猪肉[1,7]、牛肉[2,5,9]和羊肉[3,8]等，已有的研究主要针对冻融过程中肉的超微结构[1,3,7]、保水性[8]、脂肪氧化程度[5,7]和肌原纤维蛋白降解情况[3,5,7]等的变化。因此，从食用品质特性、全质构特性和肌肉蛋白的含量（肌浆蛋白和肌肉全蛋白）以及各指标变化之间的相关性等方面全面了解反复冷冻-解冻对动物产品品质的影响具有重要意义。本实验以猪背最长肌肉为原料，研究反复冻融对猪肉品质的影响，为猪肉的冻藏以及保持冷冻肉制品的品质提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

本实验所用原料为猪背最长肌肉（longissimus），选择品种和饲养管理相同的荣昌猪，按照常规屠宰工艺屠宰且肉品经常规成熟处理后的3 头不同个体的3 条背最长肌肉。除去表面脂肪和结缔组织，沿垂直肌纤维方向将原料肉切割成10 cm×10 cm×5 cm，质量为（400±10）g大小的肉块，随机分成5 组，每组3 份肉样。第1组为对照组（新鲜），不进行冷冻，肉样进行各项指标的测定；其余各组经真空包装后放入-18 ℃的低温环境中冻藏，分别按照实验所设计的不同冻融次数进行冻融处理，测定各项指标。

结晶牛血清清蛋白为生化试剂 北京拜尔迪生物技术有限公司；其他所用化学试剂均为分析纯 国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

TA-XT2i物性测试仪 英国Stable Micro Systems公司；C-LM3B数显式肌肉嫩度仪 东北农业大学工程学院；CR400色差仪 日本美能达公司；Ultra-Turrax T25 BASIC高速匀浆器 德国Ika-Werke公司；yyW-2型应变控制式无侧限压力仪 江苏南京土壤仪器有限公司；H2050R-1高速冷冻离心机 长沙湘仪离心机有限公司；7230G可见分光光度计 上海美谱达有限公司；G80F23CLS-Q6H微波炉 广东格兰仕集团有限公司；PH3-3C+pH计 成都世纪方舟科技公司；Shimadzu AUy120电子天平 日本岛津公司；BCD-215KHN冰箱青岛海尔股份有限公司；HH-S数显恒温水浴锅 江苏正基仪器有限公司；TM-9202C长探头数显温度计 华福有限公司。

1.3 方法

1.3.1 冻融实验设计

将备好的原料肉真空包装，分为5 组并编号（每组3 份肉样），第1组为对照组，不进行冷冻；第2组，冻融1 次，即原料肉置于-18 ℃进行冷冻（冷冻24 h），然后于4 ℃冷库解冻至肉块中心温度0～2 ℃（解冻24 h），备用；第3组，冻融3 次（重复第2组步骤3 次）；第4组，冻融5 次；第5组，冻融7 次，每组同时设3 个重复。

1.3.2 指标测定

1.3.2.1 解冻汁液流失率

样品分别在解冻前后用滤纸擦去表面渗出水分并准确称其质量，然后按照公式（1）计算解冻汁液流失率[1]。

式中：m1为解冻前样品质量/g；m2为解冻后样品质量/g。

1.3.2.2 pH值

按照GB/T 9695.5—2008《肉与肉制品pH值测定》进行[12]。

1.3.2.3 加压失水率

肉块失水率测定采用Farouk等[13]方法。准确称取大小为10 mm×10 mm×10 mm肉样1～1.5 g（m1），将肉样上下各垫8层滤纸，然后置于无侧限压力仪平台上，加压35 kg并保持此压力5 min，撤去压力后，立即称量压后的肉样质量（m2），按照公式（2）计算失水率。

1.3.2.4 蒸煮损失

参照Li Chunbao等[14]的方法，肉块去除表面的皮下脂肪和结缔组织，切成2.54 cm左右厚后称质量（m1），将数显温度计的温度探头插入肉的中心位置，扎紧袋口，然后置于80 ℃恒温水浴中加热，用温度计记录肉块中心温度的变化。当肉中心温度达70 ℃时，立即取出，在流水中冷却至中心温度为室温，用吸水纸吸干肉块表面汁液，称质量（m2），按照式（3）计算蒸煮损失。

1.3.2.5 剪切力值[15]

测定完蒸煮损失的肉样可用于剪切力的测定。用直径为1.27 cm的圆柱形空心取样器沿肌纤维方向取5 个直径1.27 cm肉柱（无筋腱、肌膜、明显脂肪），用肌肉嫩度仪沿肌纤维垂直方向剪切肉柱，记录剪切力值，每个肉样剪切5 次，记录读数，最终结果取5 个测定值的平均值为一个肉样的剪切力值（嫩度）。

1.3.2.6 色泽L*、a*和b*值

参照Chang Haijun等[16]方法，处理后的肉样，开袋后用吸水纸除去表面的水分，用色差仪测定L*、a*和b*值。

1.3.2.7 肉样质构特性分析

样品切成1.5 cm3的方块状，应用TA-XT2i质构分析仪，并在电脑上应用Texture Expert V1.0软件加以控制。采用质构剖面分析方法测定样品的硬度、黏着性、弹性、凝聚性、胶黏性、咀嚼性和回弹性，每个肉样重复测定3次，测试完成后，用仪器自带软件内部宏TPA. MAC对测试结果进行处理[17]。质构分析参数设定如下：测前速率：2.00 mm/s，测中速率：1.00 mm/s，测后速率：1.00 mm/s，压缩比：50%，2 次下压间隔时间：5.0 s，负载力：5.0 g，探头类型：P/36R，数据收集率：200 pps，测定环境温度：20 ℃。

1.3.2.8 硫代巴比妥酸值的测定

硫代巴比妥酸值的测定参照李金平[5]、夏秀芳[7]等的方法，并作适当修改。取10 g碎肉加25 mL 25%的三氯乙酸和20 mL 蒸馏水，高速均质30 s，1 000×g离心20 min，用中速滤纸过滤，取2 mL上清液加2 mL 0.02 mol/L的硫代巴比妥酸，沸水浴20 min，流水冷却5 min，于532 nm波长处测定吸光度（空白样为1 mL 三氯乙酸 +1 mL蒸馏水+2 mL 0.02 mol/L 硫代巴比妥酸 ）。硫代巴比妥酸值以每千克脂质氧化样品溶液中丙二醛的毫克数表示。丙二醛含量以1,1,3,3-四乙氧基丙烷标定后折算。

1.3.2.9 肌浆蛋白和肌肉全蛋白含量测定

参照Joo等[18]的方法测定蛋白质的含量，并做部分改进，具体如下：肌浆蛋白的提取：称取2.0 g剪碎肉样，加入20 mL 0.02 mol/L pH 6.5的磷酸盐缓冲液，高速分散器匀浆（6 000 r/min，3 min），冷冻离心（10 000×g，4 ℃，20 min），吸取上清液即为肌浆蛋白。

肌肉全蛋白的提取：将4.0 g肉样绞碎，加入10 mL提取液（2 g/100 mL十二烷基硫酸钠，10 mmol/L Na2HPO4-NaH2PO4，pH 7.0），匀浆30 s，1 500×g离心15 min，除去少量不溶成分，离心后的上清液即为含有全肌肉蛋白的溶液。

蛋白含量测定采用双缩脲方法[19]。

1.4 数据分析处理

每个指标重复测定3次，运用SPSS16.0对实验所得数据进行ANOVA分析、LSD多重比较以及相关性分析。

2 结果与分析

2.1 不同冻融次数对猪肉食用品质影响

由表1可知，随着冻融次数的增加，猪肉解冻汁液流失率逐渐增大。肌肉被冷冻后水分在冻结过程中体积增加，使得肌细胞膜冻裂，导致水分流失，在解冻时细胞中的汁液渗透较多，导致较高的解冻汁液流失率[20]，随着反复冻融次数的增加，细胞膜破坏越来越严重，解冻损失急剧增加。结果与李贞子等[20]和Farag等[9]的结果相一致。

表1 不同冻融次数对猪肉食用品质影响Table 1 Effects of different freeze-thaw cycles on eating quality of poorrkk

表1 不同冻融次数对猪肉食用品质影响Table 1 Effects of different freeze-thaw cycles on eating quality of poorrkk

注：同行小写字母不同，表示差异显著（P＜0.05）；同行大写字母不同，表示差异极显著（P＜0.01）。下同。

冻融处理对照组冻融1次冻融3次冻融5次冻融7次解冻汁液流失率/% 3.10±0.26Aa6.44±0.69Bb11.58±0.56Cc13.24±1.29CdpH 5.89±0.07Aab6.21±0.04Bc5.94±0.03Ab5.94±0.02Ab5.84±0.02Aa加压失水率/%31.96±1.58Aa41.53±3.27Bb38.77±3.31ABb36.85±2.81ABab36.77±2.35ABab蒸煮损失/%19.09±1.65Aa19.77±1.31Aa27.14±1.94ABb30.38±5.79Bb31.77±2.76Bb剪切力值/kgf2.70±0.01Cc4.05±0.12Dd2.40±0.03Bb2.28±0.06ABb2.11±0.05AaL*49.70±0.13Aa50.88±0.17Aa55.80±0.61Bb57.55±2.92Bbc58.46±0.412Bca*16.42±0.27Dd14.60±0.11Cc13.36±0.30Bb13.22±0.25Bb11.68±0.192Aab*9.12±1.18Aa9.31±0.16Aa9.63±0.19Aab10.58±0.06Ab13.25±0.08Bc硫代巴比妥酸值/（mg/kg）0.20±0.02a0.26±0.04b0.41±0.03c0.49±0.06d1.10±0.05e

随着冻融次数的增加，猪肉的pH值先增大后减少，新鲜肉与冻融1 次猪肉变化极显著（P＜0.01），冻融3 次到冻融7 次变化显著（P＜0.05）。肌肉蛋白质在冻融循环过程中发生变性降解产生的氨基酸中，当碱性自由氨基酸含量高于酸性自由氨基酸含量时，pH值就会升高，反之则减小[21]。另外，在冻融循环过程中pH值下降，可能是由于肉中的中性脂肪和磷脂酶解产生了游离脂肪酸[22]。阿依木古丽等[23]研究反复冻融对牛肉背最长肌的影响时发现，pH值随着冻融次数增加而显著降低。而余小领[24]研究认为冻藏对pH值没有太大的影响，pH值的变化趋势不明显。随着冻融次数的增加，肉品的pH值显著下降可能与反复冻融引起肌纤维及基质中多数蛋白变性，肌动蛋白收缩，伴随脂肪溶解，影响肌肉组织内酸碱平衡所致[25]。

随着冻融次数的增加，猪肉的加压失水率先增大后减少，这与阿依木古丽等[25]的研究结果一致。猪肉的加压失水率先增大的原因与解冻汁液流失率随冻融次数的增大的原因相似。这可能是因为肌肉被冷冻后水分在冻结过程中体积增加，使得肌细胞的细胞膜冻裂，导致水分流失[26]，在解冻时细胞中的汁液渗漏较多，导致较高的解冻失水率，而在反复冻融次数增多时，水分的损失程度达到了最大，因此失水率逐渐降低。

随着冻融次数的增加，猪肉的蒸煮损失逐渐增大，冻融1次与新鲜肉变化不显著（P＞0.05），冻融5 次、7 次变化极显著（P＜0.01）。随着冻融次数的增加，猪肉的解冻损失、煮制损失不断增加。解冻损失、煮制损失增加表明肌肉保水性下降，保水性是指肉在外力作用下，如在加压、切碎、加热、冷冻、解冻、腌制等加工或贮藏条件下保持其原有水分与添加水分的能力[7]。此结果说明随着冻融次数的增大，肉品质将急剧下降。

随着冻融次数的增加，猪肉的熟肉剪切力先增大后减少，这与冉俊[27]、阿依木古丽[25]、李贞子[20]等的研究结果一致。本实验中新鲜肉到冻融1 次变化极显著（P＜0.01），冻融5 次到冻融7 次变化显著（P＜0.05）。随着汁液流失的增多，猪肉的剪切力逐渐增大，而后由于肌纤维在冷冻-解冻过程中发生断裂，反复冻融使肌肉的完整性遭到破坏，冰结晶的重新形成破坏了细胞膜、细胞器和肌肉的结构，从而使剪切力降低。而李金平等[5]研究发现牛外脊肉剪切力随冻融次数（1、3、5、8、10、15 次）的增加有增大的趋势，冻融15 次达到最大值，其主要原因是认为冷冻过程低于-10 ℃的低温冷冻增大了肉中产生的冰晶，这是影响肌肉纤维的延展性、可拉伸性的一个主要因素，冰晶的产生，减小了肉的可塑性，从而增大剪切阻力，因此会造成了剪切力的增大。

随着冻融次数的增加，猪肉L*、b*值逐渐增加，a*值逐渐减少，肉的可接受程度降低。随着冻融次数的增加红色素被破坏的程度增大，同时汁液的部分流失伴随着色素的流失，在猪肉中的直接反应就是肌红蛋白遭受破坏，红度减少，黄度和亮度呈现，使猪肉新鲜度下降。另外，可能由于细胞膜上高不饱和脂肪酸氧化生成的自由基与蛋白中胺类物质发生反应，导致黄色色素产生[10]。研究表明冻结过程中，肉颜色的变化主要是由于脂肪氧化引起的[7]。有学者认为，冰晶的反复冻结融化使细胞膜及细胞器破裂，使酶类物质释放，且在冻藏过程中发生脂肪水解及氧化，导致肉颜色变化[11,28]。

硫代巴比妥酸值随冻融次数增加而逐渐增大，且与新鲜肉相比差异显著（P＜0.05）。硫代巴比妥酸值反映了脂肪的氧化程度，影响其值最主要因素是冷冻时间，随着冷冻贮藏时间或反复冻融次数的增加而增大，反复冷冻-解冻引起冰晶的多次重新形成，严重损坏了肌细胞的结构、失去肌纤维的完整性，加速了脂肪的氧化[7]。

2.2 不同冻融次数对猪肉质构特性影响

表2 不同冻融次数对猪肉质构特性影响Table 2 Effects of different freeze-thaw cycles on texture profile analysis of porkk

表2 不同冻融次数对猪肉质构特性影响Table 2 Effects of different freeze-thaw cycles on texture profile analysis of porkk

冻融处理对照组冻融1 次冻融3 次冻融5 次冻融7 次硬度/g20175.30±319.79ABb12432.90±301.06Aa16678.50±289.53ABab27070.90±329.14Bc17241.50±206.69ABab黏着性-83.86±12.98Cc-147.33±20.11BCbc-334.66±49.96Aa-114.94±30.83BCc-204.72±3.85Bb弹性0.86±0.01ABab0.94±0.04Bc0.92±0.07Bbc0.88±0.05ABbc0.78±0.01Aa凝聚性0.74±0.01Bb0.60±0.08Aa0.66±0.04ABab0.67±0.04ABab0.72±0.02Bb胶黏性15107.10±18.10Bb7408.66±70.28Aa12126.90±13.50ABab14716.10±17.48Bb12598.70±12.80ABb咀嚼性12957.60±77.44Bb6968.10±63.43Aa11001.70±88.31ABb11906.00±96.56ABb10396.10±61.31ABb回弹性0.55±0.01Bc0.37±0.09Aa0.44±0.04ABab0.51±0.02Bbc0.51±0.01Bbc

质地多面剖析法测定可全面反映硬度、黏着性、弹性、凝聚性、胶黏性、咀嚼性和回弹性等质构特性，但食品种类不同，所侧重表征的质构特性值各不相同。由表2可知，随着冻融次数的增加，硬度、黏着性变化极显著（P＜0.01），与对照组相比，部分冻融过程中肉的硬度降低，黏着性在冻融过程中降低。弹性、凝聚性、胶黏性、咀嚼性和回弹性变化显著（P＜0.05），冻融过程中肉的凝聚性和胶黏性降低，咀嚼性变差。说明随着冻融次数的增加，猪肉质构出现明显的变化，反应出猪肉的整体品质已明显下降，与新鲜肉差异大。

肉品肌肉的质构是其主要的感官指标之一，质构直接关系到肉的嫩度、口感、可食性和加工出品率[29]。不同冻融次数表现出的肉黏着性、凝聚性、胶黏性、咀嚼性和回弹性大小的差异主要与肌肉中的蛋白质在反复冻融-解冻过程中物化性质有关，与肉的新鲜度变化有关，随着冻结肉从僵硬结束至进入融化和自溶作用，蛋白质逐渐分解成小分子物质，肉的上述质构特性发生变化[30]。

2.3 不同冻融次数对猪肉肌浆蛋白含量的影响

图1 不同冻融次数下猪肉肌浆蛋白含量的变化Fig.1 Changes in sarcoplasmic protein content in pork under different freeze-thaw cycles

由图1可知，随着冻融次数的增加，猪肉肌肉肌浆蛋白含量极显著下降（P＜0.01）。随着汁液流失的增多，溶解在汁液中的肌浆蛋白也随着发生严重的流失，这也说明，随着冻融次数的增加猪肉的营养价值急剧下降。

2.4 不同冻融次数对猪肉肌肉全蛋白含量的影响

图2 不同冻融次数下猪肉肌肉全蛋白含量的变化Fig.2 Changes in total protein content in pork under different freezethaw cycles

表3 猪肉各品质指标相关性分析Table 3 Correlation analysis for various quality parameters of pork meat

由图2可知，随着冻融次数的增加，猪肉肌肉全蛋白含量下降。说明随着机械组织的破坏，细胞膜的破裂，能够溶解于汁液的肌肉全蛋白会随之流失。另外，猪肉的冻结-解冻促进了肌纤维的收缩提高了蛋白质的去折叠及变性程度，肌肉蛋白质的溶解性会因冻藏过程中蛋白质的变性而降低，表现在蛋白的可提取性降低[31]。

2.5 各品质指标相关性分析

由表3可知，a*、b*、L*的相关性极显著（P＜0.01）。随着汁液的流失，肌红蛋白流失严重，所以a*值下降，凸显b*、L*。解冻汁液流失率与蒸煮损失率、a*、b*、L*、肌浆蛋白含量、肌肉全蛋白含量相关性极显著（P＜0.01），与熟肉剪切力相关性显著（P＜0.05）。这也说明解冻损失率与肉的大部分典型指标都相关，即猪肉品质的下降最主要的原因是由于冻结过程中冰晶的形成对猪肉机械组织结构、细胞膜的破坏造成的。pH值与熟肉剪切力值相关性极显著（P＜0.01），与加压失水率值相关性显著（P＜0.05）。随着冻融次数的增加，肉品的pH值显著下降可能是反复冻融引起肌纤维及基质中多数蛋白变性，伴随肌动蛋白收缩、脂肪溶解，使得肌肉组织内酸碱平衡所致。而蛋白质变性会导致系水力下降，因此加压失水率会上升。另外，通过相关性分析发现，冻融过程中，脂肪氧化（硫代巴比妥酸值）极显著（P＜0.01）影响肉的颜色与弹性。

3 结 论

反复冻融导致猪肉肌肉结构和特性的变化，严重降低了猪肉的食用品质（保水性和颜色等），且随着冻融次数的增加，对猪肉品质的影响越严重。本实验结果说明反复冻融处理对猪肉的理化品质和蛋白质降解造成了一定的影响，是猪肉品质下降的一个重要原因。因此，在日常生活中，商家应该完善冷藏运销链，消费者从购买到食用过程中也应尽量减少冷冻过程中的温度波动，以此来保证肉的品质。

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Effects of Different Freezing and Thawing Cycles on Pork Quality

CHANG Hai-jun1,2, NIU Xiao-ying3, ZHOU Wen-bin2
(1.Chongqing Key Laboratory of Catalysis and Functional Organic Molecules, Chongqing Technology and Business University, Chongqing 400067, China; 2. College of Environmental and Biological Engineering, Chongqing Technology and Business University, Chongqing 400067, China; 3. College of Food Science, Southwest University, Chongqing 400715, China)

This study was designed to explore the effects of freeze-thaw cycles (0, 1, 3, 5 and 7 cycles) on quality characteristics of pork longissimus muscle (LM). The changes in eating quality, full textural properties, fat oxidation (thiobarbituric acid-reactive substances, TBARS), and sarcoplasmic protein and total protein contents of repeatedly frozenthawed pork were analyzed. The results showed that with an increase in the number of freeze-thaw cycles, thawing loss (TL), pressurized water loss rate (WL) and cooking loss (CL) increased signif i cantly. TL, WL and CL increased to 13.24%, 36.77% and 31.77%, respectively after the seventh freeze-thaw cycle; L* and b* values increased to 58.46, 13.25, respectively, and a* value decreased to 11.68. pH and shear force (SF) increased at the initial stage and then decreased. TBARS signif i cantly increased with increasing number of freeze-thaw cycles. The contents of sarcoplasmic protein and total protein decreased during freeze-thaw cycles. All these results demonstrated that freeze-thaw cycles decreased the meat quality of pork muscle signif i cantly and this effect was positively related to the number of freeze-thaw cycles.

freeze-thaw cycle; pork; meat quality

TS251.51

A

1002-6630（2014）15-0043-06

10.7506/spkx1002-6630-201415009

2013-08-29

国家自然科学基金青年科学基金项目（31101313）；重庆市科委基础与前沿研究计划项目（cstc2013jcyjA80017）；重庆市教委科学技术研究项目（KJ110714）

常海军（1980—），男，副教授，博士，研究方向为畜产品加工理论与技术。E-mail：changhj909@163.com