冰箱亚冷冻保鲜技术研究

黄大年 胡海梅 陈开松

（长虹美菱股份有限公司 合肥 230601）

引言

温度波动造成冷冻食品反复冻融，导致冰晶长大使食品细胞膜破裂，使酶类物质释放，加速脂肪水解及氧化，导致肉质颜色变化[1]。肖蕾等研究了温度波动对大目金枪鱼品质变化的影响，结果显示反复冻融大目金枪鱼，其汁液流失率逐渐上升，且氧合肌红蛋白伴随高铁肌红蛋白含量的增加而显著下降，两者相互转化导致鱼肉发生褐变[2]。

1 试验

1.1 实验目的

为系统研究冰箱冷冻保鲜技术研究机制，探究冰箱食品短期保鲜最佳条件。

1.2 试验方法

1.2.1 温度测试

32 ℃环温条件下，在冰箱间室内布置铜质圆柱温度传感器，具体位置与相关限位尺寸如图1（俯视图中的抽屉上部为冰箱间室内部，抽屉下部为冰箱间室靠近门体位置，右视图中的抽屉右部为冰箱间室内部，抽屉左部为冰箱间室靠近门体位置）。

1.2.2 色泽的测定

使用CR-400色差计分别测定新鲜肉样和处理组肉样表面的L*、a*、b*值，每个肉样选取5个点进行测定，计算平均值，并计算总色差值△E，即：

式中：

△L*为处理组与新鲜肉样L*值之差，

△a*为处理组与新鲜肉样a*之差，

图1 冰箱间室内铜质圆柱温度传感器布置图

△b*为处理组与新鲜肉样b*值之差。

1.2.3 肌红蛋白含量的测定

取2.0 g肉样切碎后加入20 mL缓冲液（3.5 mmol/L MgCl2、4 mmol/L EDTA、70 mmol/L Tris，pH7.4），10 000 r/min匀浆30 s，然后在4 ℃、5 000 g条件下离心15 min，上清液用滤纸过滤后测定吸光值。已知肌红蛋白中铁离子在576 nm处有特征吸收峰，并且在该波长下的毫摩尔消光系数为12.8 L/(mmol·cm)，因此根据上清液在576 nm下的吸光值，计算样品中肌红蛋白(Mb)的含量，即：

式中：

CMb—肌红蛋白含量，μmol/g

A576—576 nm处吸光值

V—溶液体积，mL

m—样品重量，g

1.2.4 解冻损失率的测定

所有肉样在实验前均用吸水纸擦拭，称重并记作m1，解冻结束后，取出样品并用吸水纸再次擦拭，称其重量m2，并计算其解冻损失。

解冻损失%=(m1-m2)/m1×100。

2 试验结果

2.1 普通冷冻和恒温亚冷冻温度波动

设置冰箱亚冷冻温度分别为-6 ℃、-9 ℃和-12 ℃，利用恒温装置和控制规则调节亚冷冻的温度均匀性，与普通冰箱-18 ℃冷冻分别在冰箱系统稳态和化霜状态的温度对比，如图2所示。

普通冰箱-18 ℃冷冻室稳态时平均温度波动为4.66 ℃，化霜时平均温度波动达到13.26 ℃。而恒温亚冷冻-6 ℃、-9 ℃和-12 ℃稳态时平均温度波动为0.1 ℃、0.22 ℃和0.15 ℃，化霜时平均温度波动为4.96 ℃、2.15 ℃和2.41 ℃，与普通冰箱-18 ℃冷冻室稳态和化霜时平均温度波动大大降低。

2.2 解冻肉色泽

同一块新鲜猪背最长肌肉，分别分成四份，每份的规格约为8 cm×8 cm×4 cm约300 g，分别放入普通冰箱-18 ℃冷冻室、恒温亚冷冻-6 ℃、-9 ℃和-12 ℃进行储存7天后在冷藏室（4 ℃）条件下完全解冻，每个间室设置6个平行。解冻后肉的外观如图3所示。

由图4可见，恒温亚冷冻-6 ℃、-9 ℃和-12 ℃处理组肉样L*值显著高于普通冰箱-18 ℃冷冻处理组，说明该条件下肉样表面有光泽，持水率较高。恒温亚冷冻-6 ℃、-9 ℃和-12 ℃处理组肉样△E值低于普通冰箱-18 ℃冷冻处理组，说明与鲜肉色泽差异更小，总体来看，恒温亚冷冻条件下能较好地维持解冻肉的色泽。

图2 普通冰箱冷冻和恒温亚冷冻温度波动（单位：℃）

图3 不同温度储存猪里脊肉解冻后色泽图

2.3 肌红蛋白含量

肌肉中肌红蛋白的含量和状态是影响肉色的根本因素，肌红蛋白本身呈紫红色，与氧气接触转变为鲜红色的氧合肌红蛋白，再由鲜红色的氧合肌红蛋白转变为褐色的高铁肌红蛋白。由图5可见，恒温亚冷冻-6 ℃、-9 ℃和-12 ℃处理组肉样的肌红蛋白含量分别为29.1 %、32.2 %和34.3 %显著高于普通冰箱-18 ℃冷冻处理组的肌红蛋白含量18.0 %，可能是由于普通冰箱-18 ℃冷冻处理组中的肌红蛋白在存储过程中温度波动较大导致降解。

2.4 解冻损失

解冻损失率是衡量肉类食品存储和解冻过程营养损失情况，由图6可见，恒温亚冷冻-6 ℃、-9 ℃和-12 ℃处理组肉样的解冻损失率分别为0.98 %、1.21 %和1.56 %显著低于普通冰箱-18 ℃冷冻处理组的解冻损失率5.62 %。可能原因是恒温条件下存储肉的温度波动较小，对存储肉的细胞破坏小，从而保持肉的营养流失少；同时，肉处于亚冻结状态，冰晶少且小，对肉的细胞破坏程度小，从而解冻过程中汁液流失少。

图4 不同条件存储肉解冻后△E值变化情况

图5 不同条件存储肉解冻后肌红蛋白含量变化情况（单位：%）

图6 不同条件存储肉解冻损失率情况（单位：%）

3 结论

冷冻食品品质受两个方面影响：冷冻温度（决定食品冻结率）和冷冻温度波动（决定冰结晶生长速度）。普通冰箱冷冻室稳态时平均温度波动达到5 ℃左右，化霜时平均温度波动甚至达到十几度，温度波动会加速冷冻食品品质的劣变。恒温低温贮藏有助于延长冷冻食品的货架期。本文研究了普通冷冻-18 ℃和恒温亚冷冻-6 ℃、-9 ℃和-12 ℃对比保鲜效果，从食品感官、色泽、肌红蛋白含量和汁液流失率指标分析，恒温亚冷冻-6 ℃、-9 ℃和-12 ℃的保鲜效果明显优于普通冷冻。结果表明：恒温亚冷冻的保鲜效果优于普通冷冻，那么短期储藏的食品，可以利用恒温亚冷冻取代普通冷冻，本结论为冰箱的结构设计优化提供理论依据。