利用LF-NMR研究猪肉糜冷藏过程中品质的变化

任小青，于弘慧，马俪珍

（天津农学院食品科学与生物工程学院，天津市农副产品深加工技术工程中心，天津300384）

利用LF-NMR研究猪肉糜冷藏过程中品质的变化

任小青，于弘慧，马俪珍*

（天津农学院食品科学与生物工程学院，天津市农副产品深加工技术工程中心，天津300384）

利用低场核磁共振（low-field nuclear magnetic resonance，LF-NMR）检测真空包装和托盘包装的猪肉糜在冷藏过程中的水分迁移规律，并分析其与猪肉糜品质变化之间的相关性。试验结果表明：猪肉糜在冷藏在过程中，pH和系水力呈现先降低后升高的趋势；TBARS值和TVB-N值呈现缓慢升高趋势，很好地反映了猪肉的新鲜程度；LF-NMR检测显示随着贮藏时间的延长，T22含量降低，说明部分不易流动水转化为自由水，通过相关性分析可知T22与pH、系水力、TBARS值和TVB-N均呈正相关，可用来表征猪肉糜的品质变化。

猪肉糜；低场核磁共振；相关性

猪肉糜是一种常见的肉类食品，目前的销售方式以鲜肉糜和速冻包装为主。鲜肉糜易腐败变质，速冻包装肉糜鲜度、口感差，都不能满足人们对新鲜肉品的质量要求。近年来，肉食品多采用保鲜包装并在低温冷藏链下流通，既保持了鲜肉的质地、风味和营养，又可达到卫生标准。目前保鲜包装多采用托盘包装和真空包装。真空包装是把容器内部的空气抽走而达到一定的真空度，它主要优势在于密封性好，残留的空气少，因而抑制并减缓了好氧性微生物的生长，减少了蛋白质的降解和脂肪的氧化酸败［1］。托盘包装通常采用聚苯乙托盘配以无毒聚氯乙烯自粘薄膜，主要优势在于简单、实用、且成本较低［2］。

肉糜在贮藏过程中水分呈动态分布，水分作为肉与肉制品中含量最高且非常重要的化学组分，其含量及肉与肉制品的系水力直接关系到肉与肉制品的颜色、嫩度、多汁性、风味等食用品质［3］。低场核磁共振技术（low-field nuclear magnetic resonance，LF-NMR）是近几年迅速发展起来的一门新型分析技术，通过检测肉品中氢原子核在磁场中的弛豫特性快速、无损地获得肉品中水分分布的信息，是目前国际上用于研究肉中水分分布及确定水分组分的最有效手段之一［4］。庞之列等利用LF-NMR检测解冻猪肉，发现解冻会导致猪肉蛋白质、矿物元素和氨基酸的流失量显著增大，低场核磁共振弛豫时间T2中第2个峰（T21）的峰时间（t21）、峰面积（A21）和峰面积比（P21）减小［5］。但利用LFNMR技术探究猪肉糜在冷藏过程中品质变化的研究鲜见报道。

本文以真空包装和托盘包装猪肉糜为研究对象，应用LF-NMR技术研究冷藏过程中驰豫时间（T2）的变化规律，分析该变化与其他理化指标的相关性，寻找一种快速分析猪肉糜品质变化的判定指标。

1材料与方法

1.1材料与仪器

原料肉：新鲜的猪背最长肌，购自天津红旗农贸市场。

BS 224S电子天平：赛多利斯科学仪器有限公司；PB—10 pH计：Sarto－rius公司；THZ-98AB恒温振荡器：上海一恒科学仪器有限公司；WFJ7200可见分光光度计：上海尤尼柯仪器有限公司；PQ-001型核磁共振仪：上海纽迈电子科技有限公司；OZKW-S-6电热鼓风干燥箱：北京市永光明医疗仪器厂；DZQ500×2S真空包装机：上海申越包装机械制造有限公司；ST-40R冷冻离心机：德国Thermo-fisher公司。

1.2试验方法

1.2.1试验设计

取宰后猪背最长肌，去除筋膜后，绞成肉糜，平均分为两大组，一组进行托盘包装（Pallet Package，PP组）和一组进行真空包装（Vacuum Package，VP组）。真空包装材料为尼龙/聚乙烯包装袋（23℃时，透氧性90 mL·m-2·24 h-1），托盘包装为聚苯乙烯托盘（13.3× 22.4×3.0 cm），上面用聚乙烯（PE）膜覆盖，将包装好的肉样置于4℃冰箱中贮藏84 h。分别在贮藏第0、12、24、36、48、60、72、84 h检测指标。

1.2.2pH测定

将待测猪肉样按照水∶猪肉=5∶1的比例添加蒸馏水，匀浆30 s，用pH计进行测定。

1.2.3系水力（WHC）的测定

取2 g左右样品，精确称量（保留到0.000 1），用Φ11 cm定性滤纸包好，以2 000 r/min离心10 min后取出，去掉滤纸后再精确称量，计算系水力。

1.2.4挥发性盐基氮（TVB-N）测定

采用半微量凯氏定氮法，参照GB/T 5009.44-2003《肉与肉制品卫生标准的分析方法》。

1.2.5TBARS值的测定

参照Liza的方法［6］。确称取5 g肉样放入具塞刻度试管中，加入15 mL含有7.5%TCA（三氯乙酸）、0.1% BHA（丁基羟基茴香醚）和0.1%EDTA（乙二胺四乙酸）的混合溶液，用高速剪切乳化机（A档10 000 r/min）均质30 s后，用Φ7 cm定性滤纸进行过滤，吸取滤液2.5 mL与0.02 mol/L的TBA（2-硫代巴比妥酸）2.5 mL在沸水浴中反应40 min后，迅速用冰将其冷却，再加5 mL氯仿（CHCl3），8 000 r/min离心10 min，吸取上清液（粉红色的丙二醛MDA）在532nm处测定其吸光度。

式中：A为吸光度；V为样品体积，mL；M为丙二醛分子量72.063；ε为摩尔吸光系数156 000；1为光程1，cm；m为肉样质量，g。

1.2.6低场核磁共振T2时间测定

取猪肉糜2.0 g进行准确称量，放入直径为15 mm核磁专用检测管中，随后置于NMR探头中，在硬脉冲界面调准中心频率SF1=22MHZ，核磁线圈温度32℃。然后进入硬脉冲CPMG序列，对该样品设置合理的序列参数：90°脉宽为13 μs；180°脉宽为27；累计扫描4次；回波个数3 000。CPMG指数衰减曲线用MultiExp lnvAnalysis软件（上海纽迈电子有限公司）进行反演，此软件使用迭代反演算法得到T2图谱。

2结果与分析

2.1冷藏时间对不同包装猪肉糜pH的影响

冷藏时间对不同包装猪肉糜pH的影响见图1。

图1　冷藏时间对不同包装猪肉糜pH的影响Fig.1Effect of cold storage time on the pH value of ground pork packaged by vacuum and pallet

由图1分析可知，PP和VP两种方式包装的猪肉糜的pH变化趋势都是先下降，再上升。初始值为6.25，PP组的最低点出现在72 h，VP组的最低点出现在60 h。出现这种结果的原因可能是由于宰后，肌肉由有氧状态转变为无氧状态，肌糖原进行无氧酵解，在糖酵解酶的作用下，使肉的pH下降。VP组相比PP组缺氧，pH下降更快。当pH下降到肌原纤维蛋白质等电点附近的时候，此时pH约为5.4，蛋白质变性，从而产生了碱性物质使pH回升。

2.2冷藏时间对不同包装猪肉糜系水力的影响

冷藏时间对不同包装猪肉糜系水力的影响见图2。

不同课程体系下临床医学本科专业学生心理压力对比分析………………………迟天缘，何思林，范琳琳，缪 倩，陈红霞，黄玉巧，王丽霞，胡吉富（94）

图2　冷藏时间对不同包装猪肉糜系水力的影响Fig.2Effect of cold storage time on the WHC of ground pork packaged by vacuum and pallet

系水力是指当肌肉受到加压、切碎、加热、冷冻、解冻、腌制等外力作用时，保持其原有水分及添加水分的能力［7］。肉中的水分有三种存在形式，分别是结合水、不易流动水和自由水。结合水是指与蛋白质分子表面通过静电引力而紧密结合的水分子层，不易受肌肉蛋白质结构和电荷变化的影响，甚至在施加严重外力条件下，也不能改变其与蛋白质分子紧密结合的状态；不易流动水是以不易流动的状态存在于肌纤维中，它们没有与蛋白质结合，能溶解盐及其他物质，在0℃或稍低时结冰；自由水指存在于肌肉细胞外能自由流动的水，屠宰后，肌肉自由水很快就会流失［8］。系水力所指的水主要是不易流动水。

由图2可知，PP和VP两种方式包装的猪肉糜的系水力变化趋势均为先下降再上升。从0 h到12 h呈现快速下降，而从12 h到48 h其变化较平缓，其中，PP组的最低点出现在72 h，而VP组的最低点出现在60 h，之后又快速回升。出现这种结果的原因可能和pH的变化有关，pH降低，引起蛋白质凝集。当pH接近肌肉蛋白质等电点时，凝集程度最大化，而此时系水力也变得最小，肉质变差；而后pH值的回升，偏离了肌肉的等电点，增加了蛋白质的静电荷数，从而使肌肉结构疏松并有助于蛋白质水合离子的形成，因此系水力增加，完成了肉的排酸过程，达到肉的成熟。

2.3冷藏时间对不同包装猪肉糜TVB-N值的影响

冷藏时间对不同包装猪肉糜TVB-N值的影响见图3。

图3　冷藏时间对不同包装猪肉糜TVB-N值的影响Fig.3Effect of cold storage time on the TVB-N value of ground pork packaged by vacuum and pallet

TVB-N值与肉品腐败程度之间有明确的对应关系，通常是随着腐败的进行而明显增加。因此，TVB-N值是衡量肉品新鲜度的重要指标［9］。根据我国卫生标准要求，猪肉的TVB-N限量值不能高于15 mg/100 g。

由图3可知，随着冷藏时间的增加，TVB-N值逐步上升，表明猪肉糜的品质在下降。从整体趋势来看，真空包装的TVB-N值要比托盘包装的偏低。在84 h内，两种包装的猪肉糜均未超出15 mg/100 g，仍属一级鲜度。

冷藏时间对不同包装猪肉糜TBARS值的影响见图4。

图4　冷藏时间对不同包装猪肉糜TBARS值的影响Fig.4Effect of cold storage time on the TBARS value of ground pork packaged by vacuum and pallet

从图4可以看出，PP和VP两种方式包装的猪肉糜的的TBARS值均呈平缓上升趋势。在0、12、24 h时，2组样品的TBARS值基本相同。但在48 h后，PP组的TBARS值比VP组的增加的要快。总体来说，VP组的平均值要比PP组的小，但整体变化并不是很大，其原因可能是贮藏时间比较短，脂肪并没有大量氧化。而在整个贮存过程中TBARS的值均没有超过0.50 mg/kg。

2.5冷藏时间对不同包装猪肉糜T2的影响

冷藏时间对不同包装猪肉糜T2的影响见图5、图6。

图5　冷藏时间对PP组猪肉糜T2的影响Fig.5Effect of cold storage time on the T2of ground pork packaged by pallet

图6　冷藏时间对VP组猪肉糜T2的影响Fig.6Effect of cold storage time on the T2of ground pork packaged by vacuum

猪肉糜T2分布反应出了肌肉组织中的多个水分群，一般地，T2可分为T21（0 ms～10 ms）、T22（10 ms～ 100 ms）、T23（100 ms以上），分别对应肌肉中的结合水、不易流动水和自由水［10］。应用T2反演软件可以得出不同T2区间的积分面积，由图5、图6可知，两组猪肉糜T2分布都随着冷藏时间的增加，表现为T22的积分面积减小，T23的积分面积增加。说明肌原纤维与膜之间的不易流动水在向自由水迁移，导致猪肉的品质下降。2.6相关性分析

不同包装的猪肉糜在冷藏过程中各个指标之间的相关性分析见表1、表2。

表1　PP组各指标之间的相关性分析Table 1Correlation of ground pork packaged by pallet

由表1、表2可知，两组的T22与pH、系水力、TBARS值和TVB-N值均呈正相关，而T21和T23没有表现出明显的相关性。同时也可看出TBARS和TVB-N成极显著正相关，pH与系水力呈现显著正相关。

表2　VP组各指标之间的相关性分析Table 2Correlation of ground pork packaged by vacuum

3结论

对猪肉糜分别采用真空包装和托盘包装两种包装方式进行冷藏，研究其冷藏期间品质的变化，试验结果表明：猪肉糜在冷藏期间，pH和系水力均先降低后上升；TBARS值和TVB-N值均上升；T22均呈现下降趋势，T23呈均呈现上升的趋势。通过相关性分析，TBARS值和TVB-N值呈显著相关，可以作为衡量猪肉新鲜程度的指标；T22与pH、系水力、TBARS值和TVB-N值均呈正相关，可用来表征猪肉糜的品质变化。低场核磁技术可更加快速且无损的检测出贮藏期间猪肉的水分分布和品质的变化。

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Quality Changes of Ground Pork during Cold Storage Determined by LF-NMR

REN Xiao-qing，YU Hong-hui，MA Li-zhen*
（College of Food Science and Biotechnology，Tianjin Agricultural University，Tianjin Engineering and Technology Research Center of Agricultural Products Processing，Tianjin 300384，China）

The method of low field nuclear magnetic resonance（LF-NMR）was used to study the water distribution in ground pork packaged by vacuum and pallet during cold storage.The correlations between T2time and quality changes of ground pork were studied.The results showed that with the increasing of cold storage time，the pH value and water holding capacity（WHC）were descended and then ascended；TBARS value and TVB-N were increased slowly，they reflected the quality of pork.LF-NMR shows that T22time was decreased with the cold storage time.The bound water was transformed into free water.Through correlation analysis，we found the T22time had a significant correlation with the pH value，WHC，TBARS value and TVB-N value.As conclusion，the T22time might be used as a reference indicator to evaluate the changes of ground pork quality.

Ground pork；LF-NMR；correlation

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.15.030

2015-07-06

任小青（1976—），女（汉），副教授，博士，从事发酵面制品和肉制品的研究工作。

马俪珍（1963—），女（汉），教授，博士，研究方向：畜产食品科学与技术。