冷冻羊肉片在贮藏期间的品质变化及货架期预测

宋晓燕, 徐如颖, 韩银双, 刘宝林

上海理工大学 健康科学与工程学院,上海 200093

冷冻肉是热鲜肉或冷鲜肉在-18 ℃以下冻结保存的肉[1]。尽管冷冻肉能够长期贮藏[1]，但其在贮藏过程中品质很容易降低[2]。在冷冻肉的贮藏、运输等工艺过程中，为了保持冷冻肉的品质和口感，并且能够有效地减缓由于微生物作用而导致的化学反应速率，常常都会进行全程冷链。食品在冷链过程中由于一直处于低温的贮藏条件，大部分食品中微生物的生长和繁殖受到了抑制，酶的活性也会有所降低，从而能够较好的保持食品的品质。但是，在贮藏过程中，食品的品质仍然会不可避免的出现变质等情况。因此，对冷链过程中食品的品质预测是极其重要的。

研究食品品质的动力学模型，即是从食品的动力学变化角度出发来研究食品品质的损失情况，不仅可以有效地为食品在贮藏过程中的品质和安全问题提供保障，还可以对冷链过程中食品的品质进行预测。在贮藏过程中，食品品质的损失情况是不同的，对于某一种特定的食品总可以通过一些诸如菌落总数、TVB-N值、酸价等相关的指标来建立其品质动力学模型[3]。研究表明动力学模型可以应用在柿子[4]、胡萝卜[5]、草莓[6]、鳄梨[7]、熟肉制品[8]等食品中，而关于冷冻羊肉片的品质变化的动力学模型的研究相对较少。

本文以冷冻羊肉片为研究对象，采用恒温贮藏试验，研究了不同贮藏温度下，冷冻羊肉片的菌落总数、挥发性盐基氮(TVB-N)、酸价变化与贮藏时间的关系，得到了各品质指标变化的速率常数，从而更好地预测贮藏期间的冷冻羊肉片的品质变化情况。

1 材料与方法

1.1 材料

冷冻羊肉片，内蒙古草原兴发食品有限公司。

1.2 仪器与设备

BCD-189S型National冰箱，无锡松下冷机有限公司；WAECO CF50型可调温冰箱，深圳美固电子有限公司；MJ-180B-II恒温培养箱，上海跃进医疗器械厂；YXQ-LS-SII型全自动立式电热压力蒸汽灭菌器，上海博迅实业有限公司医疗设备厂；AB204-N型分析天平，上海精密科学仪器有限公司；SH2-88型台式水浴恒温振荡器，江苏加速太仓市试验设备公司；DHG-9203A型电热恒温鼓风干燥箱，上海雷磁新泾仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1样品处理

将购得的包装好的冷冻羊肉片分6组，每组10袋，每袋是380 g，分别置于-25 ℃、-20 ℃、-15 ℃、5 ℃、15 ℃、25 ℃温度下贮藏，贮藏环境的相对湿度范围为80%～90%。对于在-25 ℃、-20 ℃、-15 ℃温度下贮藏的样品，连续保存36 d，每隔4 d检测菌落总数、TVB-N值及酸价3个品质指标，每次检测取3个平行样品；对于在5 ℃、15 ℃、25 ℃温度下贮藏的样品，最多连续保存7 d，5 ℃、15 ℃贮藏的样品每隔1 d，25 ℃贮藏的样品每隔0.5 d检测菌落总数、TVB-N值及酸价3个品质指标，每次检测取3个平行样品。若检测到的指标值超过相应标准，则该样品不再检测。

1.3.2菌落总数的测定

1.3.3TVB-N值的测定

称取10 g样品剪碎置于盛有100 mL蒸馏水的锥形瓶中，振荡30 min，然后过滤，滤液置冰箱备用。根据GB 5009.228—2016挥发性盐基氮的测定来测定样品的TVB-N值[10]，结果用mg/100 g表示。

1.3.4酸价的测定

称取70 g～100 g样品剪碎置于500 mL具塞三角瓶中，加入石油醚，振荡10 min，然后过滤。根据GB 5009.228—2016食品中酸价的测定来测定样品的酸价[11]，结果用mg/g表示。

1.4 数据处理

利用Origin 9.0对试验数据进行回归拟合和分析。

2 结果与分析

2.1 贮藏过程中冷冻羊肉片的品质变化规律

2.1.1贮藏过程中冷冻羊肉片中菌落总数的变化

选取2017年1月-2018年1月在我院接受剖宫产手术的产妇128例,分为对照组(n=64)和观察组(n=64)其中对照组年龄26-45岁不等,平均年龄(32.73±4.96)岁;观察组年龄25-46岁,平均年龄(33.12±5.03)岁。经统计学分析,两组产妇一般资料上差异不具有统计学意义(P﹥0.05),具有可比性。

贮藏过程中冷冻羊肉片的菌落总数随贮藏温度、时间的变化见图1。本研究中冷冻羊肉片的菌落总数的初始值为210 CFU/g(其对数值为2.32lgCFU/g)。根据图1可知，在低温环境下贮藏的样品，其细菌的生长繁殖速度较慢。由GB/T 9961—2008《鲜、冻胴体羊肉》中对微生物指标的要求，菌落总数应≤5×105CFU/g[12](其对数值应≤ 5.70 lgCFU/g)，因而当有样品超过此限量要求时，认为其不具备食用安全性。经估算，5 ℃、15 ℃、25 ℃温度下贮藏的样品分别放置约5 d、2 d、1 d就已接近货架期终点。

注：空白表示不测量。图1 不同贮藏温度下样品菌落总数的对数值随贮藏时间的变化

2.1.2贮藏过程中冷冻羊肉片中TVB-N值变化

贮藏过程中冷冻羊肉片的TVB-N值随贮藏温度、时间的变化见表1。由表1可知，贮藏在-25 ℃～-15 ℃下和5 ℃～25 ℃下的样品的TVB-N初始值分别为7.48 mg/100 g和8.55 mg/100 g，这是由与试验材料的批次不同造成的，不会影响其随贮藏时间的变化趋势。贮藏温度越低，样品的TVB-N值上升速度越慢。GB 2707—2016[13]中规定TVB-N值<15 mg/100 g是新鲜肉，因此贮藏在5 ℃、15 ℃、25 ℃下的样品放置约4 d、2 d、1 d就不能再食用了。

2.1.3贮藏过程中冷冻羊肉片的酸价变化

不同贮藏温度下冷冻羊肉片的酸价随贮藏温度、时间的变化见表2。由表2可知，酸价试验与TVB-N试验所用样品批次一致，初始值分别为0.99 mg/g和1.50 mg/g。可以看出，-25 ℃～-15 ℃的低温贮藏能有效缓解酸价的变化，5 ℃～25 ℃的高温贮藏使样品的酸价随贮藏时间的延长而升高。研究借鉴SB/T 10379—2012《速冻调制食品》行业标准[14]中对酸价的限定值是不超过3 mg/g，可知在5℃、15 ℃、25 ℃下贮藏的样品放置约6 d、2 d、1 d品质就出现了劣变。

表1 不同贮藏温度下样品TVB-N值随贮藏时间的变化

表2 不同贮藏温度下样品酸价随贮藏时间的变化

2.2 冷冻羊肉片品质动力学初级模型拟合

利用动力学模型可对食品品质进行初级模拟，即在恒定温度下，某品质指标随贮藏时间的变化及其变化速率常数。利用Origin软件对图1、表1和表2的数据按照一级反应公式进行回归拟合，得到各贮藏温度下的样品的菌落总数、TVB-N值、酸价的增长速率常数k及对应的决定系数r2见表3。

表3 不同贮藏温度下各指标的增长速率常数k及决定系数r2

由表3可知，当贮藏温度为25 ℃时，冷冻羊肉片中菌落总数的增长速率常数约是-25 ℃、-20 ℃、-15 ℃下的530倍、310倍和190倍，即在25 ℃下存放1 d就变质的样品在-25 ℃下却可以存放530 d而不发生微生物腐败；冷冻羊肉片中TVB-N值的增长速率常数约是-25 ℃、-20 ℃、-15 ℃下的470倍、280倍和140倍，即在25 ℃下存放1 d就变质的样品在-25 ℃下却可以存放470 d而TVB-N值不超标；冷冻羊肉片中酸价的增长速率常数约是-25 ℃、-20 ℃、-15 ℃下的530倍、260倍和150倍，即在25 ℃下存放1 d就发生酸败的样品在-25 ℃下却可以存放530 d也不会酸败。

2.3 冷冻羊肉片品质变化时温度对反应速率常数的影响

2.3.1冷冻羊肉片品质变化时温度对菌落总数速度常数的影响

描述冷冻羊肉片的菌落总数速度常数随贮藏温度变化的影响，得到的方程如下：

细菌总数：kn=2×1016exp(-87 072.52/RT)

(1)

冷冻羊肉片的菌落总数速度常数随贮藏温度的变化见图2，可以看出随着贮藏温度的升高，菌落总数速率常数逐渐增大，回归方程的复相关系数> 0.9，表明回归方程能很好的拟合冷冻羊肉片的菌落总数速度常数与贮藏温度的关系。根据此公式可以预测，冷冻羊肉片在4 ℃可以贮藏5 d，在-18 ℃可以贮藏224 d，其菌落总数不超过限量值。

图2 温度对菌落总数速度常数的影响

2.3.2冷冻羊肉片品质变化时温度对TVB-N速度常数的影响

描述冷冻羊肉片的TVB-N速度常数随贮藏温度变化的影响，得到的方程如下：

TVB-N值：ky=5×109exp(-56 299.91/RT)

(2)

冷冻羊肉片的TVB-N速度常数随贮藏温度的变化见图3，可以看出随着贮藏温度的升高，TVB-N速度常数逐渐增大，回归方程的复相关系数>0.9，表明回归方程能很好的拟合冷冻羊肉片的TVB-N速度常数与贮藏温度的关系。根据此公式可以预测，冷冻羊肉片在4 ℃可以贮藏4 d，在-18 ℃可以贮藏227 d，其TVB-N值不超过限量值。

图3 温度对TVB-N速度常数的影响

2.3.3冷冻羊肉片品质变化时温度对脂肪氧化速度常数的影响

描述冷冻羊肉片的脂肪氧化速度常数随贮藏温度变化的影响，得到的方程如下：

酸价：kz=1×1013exp(-74 781.94/RT)

(3)

冷冻羊肉片的酸价速度常数随贮藏温度的变化见图4，可以看出随着贮藏温度的升高，脂肪氧化速度常数逐渐增大，回归方程的相关系数>0.9，表明回归方程很好的拟合冷冻羊肉片的脂肪氧化速度常数与贮藏温度的关系。根据此公式可以预测，冷冻羊肉片在4 ℃可以贮藏5 d，在-18 ℃可以贮藏196 d，其酸价不超过限量值。

图4 温度对脂肪氧化速度常数的影响

3 结论

在不同贮藏温度下，冷冻羊肉片的菌落总数、TVB-N值和酸价随贮藏时间的变化规律均符合动力学初级模型，模型拟合度分别为0.97、0.97和0.95。贮藏温度越高，冷冻羊肉片中的菌落总数、TVB-N值和酸价的增长速率越快，模型拟合的K值就越大。冷冻羊肉片在25 ℃下贮藏1 d即变质，经菌落总数、TVB-N和酸价的增长速率常数计算和预测，其在-25 ℃下可以贮藏470 d不变质。随着贮藏温度的升高，描述冷冻羊肉片中菌落总数、TVB-N值、酸价随贮藏时间变化得到的回归方程的相关系数大于0.9，能够很好的拟合其关系。