不同解冻方法对牦牛肉品质特性的影响

李璐倩，严琪格，哈玉洁，陈炼红，李键，秦斐，杜荣胜，王琳琳*

1(西南民族大学 食品科学与技术学院，四川 成都，610041)2(西南民族大学 畜牧兽医学院，四川 成都，610041) 3(甘肃农业大学 动物医学院，甘肃 兰州，730070)

牦牛肉富含蛋白质、多种氨基酸、矿物质等多种营养素且脂肪含量较低[1]。因地理位置限制，牦牛肉的储藏多依靠冷冻保藏技术，在加工前需进行解冻处理。解冻处理时，采用方法的不同会对冻结肉品质产生影响，特别是当采用不适宜的解冻方法可能会对肌肉品质造成较大影响[2]，因此选择安全且高效的解冻方法对于维持冻结肉品质有着重要作用。

肉制品冻结后，肉中水分凝结转化为冰晶，解冻则是使肌细胞中的冰晶融化后恢复到新鲜状态的过程，但解冻过程中可能出现色泽劣变、营养流失、汁液损失和质构特性改变等品质下降问题[3]，同时对肌肉组织特性也会产生较大影响，给肉制品的生产加工带来不可估量的经济损失，因而解冻方法的合理选择在评估肌肉品质及加工特性变化等方面具有重要作用[4]。空气解冻、水解冻、微波解冻和电解冻等是冻结肉常用的解冻方法。空气解冻是以空气为介质的解冻方法，温度一般在14～15 ℃，相对湿度为95%～98%[5]，具有经济、适用范围广和操作简单的优点，是生产加工中常用的解冻方法，但易引起微生物污染和肌肉表面变色，使肉类品质低劣，并可能会导致食用安全隐患问题[6]。水解冻法是以水为介质的解冻方法，主要分为静水解冻和流水解冻法，解冻速率快、样品质量耗损少，但同时也易导致冻结肉的营养流失、肉色劣变和微生物滋生等问题[7]。微波解冻中，冻结肉将吸收的微波能量转化为热能，从而实现解冻，微波频率为300 M～300 GHz[8]，该法有利于提高解冻速率，减少营养和汁液损失，但也存在解冻不均匀的缺点[9]。目前，有关不同常规解冻方法对冻结肉解冻后品质影响的研究主要集中在猪肉[9-11]、牛肉[5, 12]、羊肉[13]、兔肉[14]、鸡肉[15]、鸭肉[16]、鱼肉[17-18]等原料肉，而在解冻牦牛肉的品质变化以及最佳解冻方法探究方面的研究还未见报道。

本研究以冻结牦牛背最长肌为试验对象，探究5种解冻方法(静水解冻、微波解冻、冷藏解冻、室温解冻、空气解冻)对牦牛肉的食用品质(pH、保水性、肉色稳定性、嫩度)、营养品质(水分、蛋白质、脂肪及灰分含量)、感官品质以及肌肉组织学特性的影响，并对比得到最佳的解冻方法，以期为冻结牦牛肉的实际生产加工提供数据支持和理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

宰后牦牛背最长肌，广汉市盛大食品有限公司。大豆色拉油、NaOH、盐酸、无水乙醚、石油醚、KCl、K3PO4、MgCl2、乙二胺四乙酸二钠、叠氮钠、酒石酸钾钠、三氯乙酸、醋酸, 均为分析纯。

pH STAR胴体肌肉pH值直测仪，德国Ingenieurhuro R.Matthaus公司；CR-400型色差仪，日本Konica Minolta公司；HH-6型数显恒温水浴锅，国华电器有限公司；SKD-800凯氏定氮仪、SKD-08S2红外石英消化炉，上海沛欧分析仪器有限公司；SXT-02型索氏抽提器，上海洪纪仪器设备有限公司；UV-6100紫外分光光度计，上海美谱达仪器有限公司；TA.XT.Plus型质构分析仪，英国Stable Micro System公司。

1.2 实验方法

1.2.1 原料肉预处理

取屠宰24 h内且胴体在2～4 ℃条件下存放运输的牦牛肉背最长肌，剔除表面脂肪和结缔组织，切分成3 cm×3 cm×3 cm的肉块，平均分为5组并用聚乙烯密封袋包装后置于-18 ℃条件下冻结，测定相应指标。

1.2.2 解冻方法

静水解冻：将冻结肉样从冰箱中取出，用聚乙烯密封袋密实包装，置于水浴中将其完全浸泡。静水温度控制在(15±0.5)℃，以肉样中心温度达到5 ℃为解冻终点。

微波解冻：将冻结肉样从冰箱中拿出，放入微波炉中，旋钮调节至“快速解冻”选项，解冻5 min后取出测定相应指标，以肉样中心温度达到5 ℃为解冻终点。

冷藏解冻：将冻结肉取出后放入预先设定为5 ℃冰箱冷藏室内，每隔1 h测定1次温度，以肉样中心温度达到5 ℃为解冻终点。

室温解冻：冻结肉样从冰箱中取出后，放在洁净的无热源影响的操作台上进行解冻，环境室温为25 ℃，将温度计插在肉样中心位置，观察数显温度计的温度变化，以肉样中心温度达到5 ℃为解冻终点。

空气解冻：将样品取出后，使用1 200 W的电吹风热风档，气体以1 m/s左右的速率吹过冻结肉，使得冷冻样品与吹风机产生的热空气之间始终保持热量交换，通过电吹风加热后样品所在的四周空气持续处于循环流动，样品均匀受热，温度升高，促使冰晶融化，每5 min测定1次温度，以肉样中心温度达到5 ℃为解冻终点。

1.3 指标测定方法

1.3.1 食用品质

pH值：取解冻肉样上的3个不同位置为测定点，将pH计的探针插入肉样中，并使pH计的电极与肌肉组织充分接触，待数值稳定后进行数据记录，每个肉样重复测定3次，取平均值。

蒸煮损失率：参考文献[19]的方法。将处理肉样切成厚度为2 cm左右，称其质量(m1)，数显温度计的温度探头插入肉样中心部位，装入聚乙烯袋中进行密封，并防止外界物质进入袋内，然后将聚乙烯袋放入80 ℃的恒温水浴锅中加热，加热过程中时刻观察数显温度计，当肉样中心温度升至75 ℃后保持5 min取出，使用流动水冲洗直到肉样冷却至室温，擦掉肉块经蒸煮后留在表面的残余液体，再次称质量(m2)，按公式(1)计算蒸煮损失率:

(1)

解冻损失率：参考文献[20]的方法。将冻结肉样从冷冻室取出后立即称其质量(m3)，解冻结束后，吸干由于冰晶融化残留在肉样表面的水分，再次称其质量(m4)，按公式(2)计算解冻损失率：

(2)

滴水损失率：将肉样切分成10 mm×10 mm×10 mm，质量1.0～1.5 g的肉块，准确称取质量(m5)，将肉样用细线悬挂在聚乙烯袋中，使其呈悬空状态，随后置于冰箱冷藏室内，24 h后立即称取肉样质量(m6)，按公式(3)计算滴水损失率:

(3)

色度值：用吸水纸擦干肉样表面解冻后残留的水分，将待测肉样切分为3 cm×3 cm×1 cm的肉块，使色差计和肉样充分接触，选取肉样的3个不同位置作为测量点，测定肉色。

肉色稳定性：参考KIM等[21]的方法。将5 g肉样和20 mL 0.04 mol/L 的磷酸钠缓冲液(pH 6.8)置于玻璃匀浆器中，匀浆25 s，在冰浴条件下处理匀浆液1 h， 3 500 r/min离心30 min；用滤纸对上清液过滤，用上述缓冲液补过滤液至25 mL，分别在525、545、565和572 nm波长处测定吸光度值，参考KRZYWICKI[22]的方法计算总肌红蛋白(total myoglobin, TMb)、氧合肌红蛋白(oxymyoglobin, OMb)和高铁肌红蛋白(metmyoglobin, MMb)，分别如公式(4)、(5)和(6)所示。

ω(TMb)/(mg·g-1)=-0.166A572+0.086A565+0.088A545+0.099A525

(4)

ω(OMb)/%=(0.882R1-1.267R2+0.809R3-

0.361)×100

(5)

ω(MMb)/%=(-2.514R1+0.777R2+0.800R3+1.098)×100

(6)

式中:R1、R2、R3分别是吸光率比值A572/A525、A565/A525、A545/A525

剪切力：将肉样切分为厚约4 cm、质量约100 g左右的肉块，密封于带有封口条的聚乙烯薄膜袋中，将水浴锅预热到80 ℃后将袋子放入锅内进行加热，加热的同时随时观察肉块的中心温度，当中心温度达75 ℃时取出冷却至室温。取长度不少于2.5 cm的肉样进行测定，参数设定：测前速度1.0 mm/s，测中速度1.0 mm/s，测后速度5.0 mm/s，时间间隔5 s。

质构特性：以蒸煮损失试验肉样作为该指标的测定样品，并沿平行于肌纤维方向切割分成2.5 cm×2.0 cm×1.5 cm的肉样。测定参数：探头直径0.50 cm；压缩百分比50%；测速50 mm/min；最小承载力50 N。最后通过仪器测定得出力量感应曲线，用此曲线计算出样品的硬度、弹性、凝聚性、黏结性和咀嚼性。

1.3.2 营养品质

水分含量参照GB/T 5009.3—2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》；脂肪含量参照GB 5009.6—2016《食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》；灰分含量参照GB 5009.4—2016《食品安全国家标准 食品中灰分的测定》；蛋白质含量参照GB 5009.5—2016《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》。

1.3.3 感官品质

参照GB/T 17238—2008《食品安全国家标准 鲜、冻分割牛肉》对肉样进行评分，评价指标有色泽、体表、气味和组织状态4项，各项指标满分为10分，总分40分为最佳品质，0分为品质最差。

1.3.4 肌肉组织学特性

将样品切成1.0 cm×0.5 cm×0.5 cm的肉块，加入体积分数为10%的中性甲醛溶液浸没肉样，48 h浸泡处理后将样品放入70%、80%、90%、95%(体积分数)乙醇溶液中脱水1 h，采用二甲苯透明试剂处理，再经包埋、修片、切片、染色、封片后进行显微拍照和观察。

1.4 数据处理

试验重复测定3次取平均值，数据用平均值±标准差表示；数据处理采用Microsoft Excel 2016；方差分析采用SPSS 19.0软件，图形绘制用Origin 8.5软件。

2 结果与分析

2.1 解冻方法对牦牛肉食用品质的影响

2.1.1 解冻方法对牦牛肉pH值的影响

pH值是判定肉质优劣的重要指标之一，与肌肉的色泽、保水性、嫩度以及货架期等均显著相关[23]。如图1所示，牦牛肉经静水解冻、微波解冻、冷藏解冻、室温解冻和空气解冻处理后的pH值为5.65、6.91、6.86、6.48和6.73，均处于7.0以下，研究指出宰后肌肉的pH值一般在7.0左右，说明经几种解冻方法处理后牦牛肉品质均在正常范围内。其中，静水解冻处理后牦牛肉的pH值低于其他4种解冻方法，这与张帆等[16]得出静水解冻对pH值影响较大的研究结果一致。屠宰后由于肌糖原无氧酵解产生大量乳酸，同时三磷酸腺苷分解产生磷酸，两者积累后导致牦牛肉的pH值下降，当降至蛋白质等电点(pI 5.0～5.4)时，肌肉的保水性最差，当pH值6.0左右时，保水性最好[24]，静水解冻处理后牦牛肉的pH值最接近6.0，说明静水解冻能最大程度保持牦牛肉解冻后的新鲜程度，并在维持肌肉的保水性方面具有积极作用，此结果与常海军等[10]和余文晖等[25]研究结果一致。

图1 不同解冻方法对牦牛肉pH值的影响Fig.1 Effect of different thawing methods on pH value of yak meat注：组间不同小写字母表示差异显著(P<0.05)(下同)

2.1.2 解冻方法对牦牛肉肉色稳定性的影响

由图2-a可知，静水解冻和冷藏解冻处理后牦牛肉的L*值无显著差异,但都显著高于其他3种解冻方法(P<0.05)，可能原因是冷藏解冻过程中由于肌肉保水性的下降,部分汁液流失，进而导致肉色亮度增大，且在静水中由于吸收少量水分，也会导致L*值增大；室温和空气解冻牦牛肉的L*值无显著差异，但均高于微波解冻肉(P<0.05)，微波解冻肉的L*值最低，说明微波解冻降低了肉样的亮度[27]，上述原因可能是微波解冻下肌肉表面水分蒸发快于室温解冻和空气解冻，进而导致L*值下降程度大于后2种解冻方法。静水解冻和微波解冻处理后牦牛肉的a*值略高于冷藏解冻和室温解冻，却显著高于空气解冻牦牛肉的a*值(P<0.05)，说明静水解冻和微波解冻对维持解冻肉的红色度有积极作用。静水解冻牦牛肉的b*值略高于微波解冻和冷藏解冻，但显著高于室温解冻和空气解冻(P<0.05)。

a-肉色; b-肉色稳定性图2 不同解冻方法对牦牛肉肉色稳定性的影响Fig.2 Effect of different thawing methods on color stability of yak meat

肌红蛋白(myoglobin，Mb)的含量及其氧化状态决定了宰后肌肉的颜色，肌肉的颜色变化主要由TMb、OMb和MMb三者的比例决定，且MMb积累产生的褐色物质是肉色变化的根本原因[28]。由图2-b可知，静水解冻、微波解冻和冷藏解冻牦牛肉的TMb含量无显著差异，但均显著高于空气解冻(P<0.05)，原因可能是空气解冻使牦牛肉过多地暴露在空气中，使Mb氧化程度较大，进而导致TMb含量下降；静水解冻、冷藏解冻和室温解冻牦牛肉的OMb含量无显著差异，但均显著高于微波解冻和空气解冻(P<0.05)，且微波解冻牦牛肉的OMb含量是最低的；MMb含量与牛肉的色泽密切相关，微波解冻牦牛肉的MMb含量最高，并与空气解冻无显著差异，但均显著高于其他解冻方法(P<0.05)，这可能是因为空气解冻过程中样品所处环境的空气流速快，O2含量相对充足，有利于MMb的形成。综上所述，静水解冻和冷藏解冻相较其他方法，更有利于维持解冻牦牛肉的色泽稳定。

2.1.3 解冻方法对牦牛肉保水性的影响

蒸煮损失率反映了原料肉在蒸煮过程中保持水分的能力，可直接影响肉的风味、颜色、质地、嫩度和黏结性等，是肉质评定的重要指标之一[29]。由图3-a可知，冷藏解冻处理后牦牛肉的蒸煮损失率最高，且与微波解冻和空气解冻无显著差异，但都高于静水解冻和室温解冻(P<0.05)，且静水解冻牦牛肉拥有最低的蒸煮损失率。由图3-b所示，冷藏解冻和空气解冻牦牛肉的解冻损失率最高分别为1.48%和1.45%，且两者无显著性差异，但都显著高于其他3种解冻方法(P<0.05)；微波解冻所处理牦牛肉的解冻损失率显著高于静水解冻(P<0.05)，静水解冻最低，室温解冻次之。如图3-c所示，微波解冻、冷藏解冻和空气解冻牦牛肉的滴水损失均较高且无显著性差异，但都显著高于静水解冻和室温解冻(P<0.05)；同时，静水解冻牦牛肉的滴水损失率最低，此研究结果与蒸煮损失率、解冻损失率结果相对应，并与常海军等[10]研究结果相符合，说明静水解冻有利于保持牦牛肉的保水性，其次为室温解冻。

a-蒸煮损失率; b-解冻损失率; c-滴水损失率图3 不同解冻方法对牦牛肉保水性的影响Fig.3 Effect of different thawing methods on water holding capacity of yak meat

2.1.4 解冻方法对牦牛肉嫩度的影响

肌肉嫩度是影响品质的主要因素之一，与肉中肌纤维直径和密度密切相关，也会受到解冻过程的影响[30]。由图4可知，不同解冻方法对牦牛肉嫩化程度影响不同。其中，牦牛肉经静水解冻后剪切力值达到最高，并显著高于其他4种解冻方法(P<0.05)，说明静水解冻在牦牛肉的成熟嫩化方面有反面作用；空气解冻处理牦牛肉的剪切力值最低，原因可能是空气解冻温度较高，肌肉内部内源酶活性较其他解冻方法更为活跃，肌肉嫩化速度相对较快；微波解冻和冷藏解冻牦牛肉的剪切力值相对较低，原因可能是微波解冻速率是5种方法中最快的，使肌细胞中冰晶以较快速度转化为水，从而使肌纤维结构的完整性在解冻过程中受到破坏，导致剪切力值发生了显著变化，此研究结果符合以往的研究结果[10]。

图4 不同解冻方法对牦牛肉剪切力的影响Fig.4 Effect of different thawing methods on shear force of yak meat

2.1.5 解冻方法对牦牛肉质构特性的影响

质构特性是研究牛肉品质的重要参考指标，与肉的嫩度和口感有直接联系，主要包括硬度、弹性、凝聚性、胶黏性和咀嚼性等[31-32]。由表1可知，本研究中冷藏解冻牦牛肉硬度最低，室温解冻牦牛肉硬度最高，且都与其他解冻方法处理牦牛肉的硬度无显著性差异；几组肉样经解冻处理后弹性变化不大；同时，静水解冻、微波解冻和室温解冻牦牛肉的凝聚性无显著性差异，但都显著高于冷藏解冻和空气解冻(P<0.05)；5组解冻处理牦牛肉的胶黏性和咀嚼性变化趋势类似，室温解冻牦牛肉的胶黏性和咀嚼性最高并显著高于冷藏解冻牦牛肉的胶黏性和咀嚼性(P<0.05)。

2.2 解冻方法对牦牛肉营养品质的影响

如表2所示，牦牛肉经静水解冻处理后，水分含量达到最高并显著高于微波解冻和空气解冻(P<0.05)，可能是由于肉样处于高温环境中水分含量减少所致；空气解冻牦牛肉的蛋白质含量最高为25.6%，显著高于静水解冻、微波解冻和冷藏解冻，微波解冻处理后牦牛肉样品的蛋白质含量最低，此研究与章杰等[9]研究结果类似。同时，经微波和冷藏解冻处理后牦牛肉的脂肪含量较高，并显著高于其他3种解冻方式(P<0.05)，牦牛肉经空气解冻后的脂肪含量最低，原因可能是高温导致肌肉中脂肪氧化酸败；不同解冻方法牦牛肉灰分含量无显著差异。

表1 不同解冻方法对牦牛肉质构的影响Table 1 Effect of different thawing methods on texture characteristics of yak meat

表2 不同解冻方法对牦牛肉营养品质的影响 单位：%

2.3 解冻方法对牦牛肉感官评价的影响

如表3所示，5种解冻方法只对牦牛肉气味产生显著性影响。感官评分最高的是冷藏解冻处理后的牦牛肉，然后分别是室温解冻、静水解冻和空气解冻，而微波解冻处理后牦牛肉的感官评分最低，原因可能是微波解冻的速率远高于其他4种方法，但在处理肉样时，微波的吸收性质对于2种不同状态的物质,即冰和水的体现完全不同，肉样解冻时的冰转化为水，大量吸收微波导致解冻不均匀，从而使各项解冻的评分结果均低于其他方法。综上所述，冷藏解冻法对牦牛肉感官品质的影响最小。

表3 不同解冻方法对牦牛肉感官品质的影响Table 3 Effect of different thawing methods on sensory evaluation of yak meat

2.4 解冻方法对牦牛肉组织学特性的影响

如图5所示，静水解冻牦牛肉的肌纤维间隙最小，其次是室温解冻、微波解冻、冷藏解冻和空气解冻，此研究结果整体上与肌肉嫩化程度相接近。牦牛肉经空气解冻处理后肌纤维间隙达到最大且破坏较严重，原因可能是空气解冻不同于其他解冻方法，其利用热风对牦牛肉直接进行加热处理，温度较高，解冻速度较快，肌细胞破坏程度严重；冷藏解冻的牦牛肉也有较大的肌纤维间隙，原因可能是冷藏解冻冰晶的融化速度较慢，时间较长，肌肉嫩化时间也相对较长，使得肌肉组织破坏程度比其他方法更重；牛肉肌纤维间隙最小的为静水解冻，该解冻方式的肌束结合也较紧密，余文晖等[25]的研究也支持此结果。综上，经空气解冻、冷藏解冻及微波解冻处理后牦牛肉的肌纤维间隙较大且破坏程度较重，静水和室温解冻牦牛肉的细胞间隙较小，对解冻肉保护作用较好。

3 结论

与其他方法相比，静水解冻对肌肉pH有积极维持作用，对牦牛肉保水性影响较小；静水解冻和冷藏解冻更有利于维持解冻牦牛肉的色泽稳定；微波解冻和冷藏解冻对牦牛肉成熟嫩化有促进作用；空气解冻和室温解冻处理后牦牛肉的蛋白质含量比其他方法高；冷藏解冻对牦牛肉感官品质影响最小；然而，空气解冻、冷藏解冻及微波解冻处理后牦牛肉的肌纤维间隙变大且破坏程度加重，静水解冻和室温解冻对肌纤维的破坏程度较轻。

综上所述，与其他方法相比，冷藏和微波解冻整体上对维持解冻牦牛肉的品质具有较明显的积极影响，其次是静水解冻，在实际生产加工中可采用上述2种方法对牦牛肉进行解冻处理。