高压静电解冻技术对牛肉品质的影响研究

孙 芳，李培龙，孟繁博，李红宇

（1.黑龙江省畜牧研究所，黑龙江 齐齐哈尔161005；2.中国农业大学肉牛中心，北京100010）

冷冻牛肉是牛肉在存储和运输过程中的主要形态，特别是对于一些位于南方，因为远离肉牛养殖生产区，冷鲜牛肉在长途运输过程中存在着变质的风险，长时间的运输也缩短了冷鲜牛肉的货架期；为了规避冷藏运输变质的风险，经销商采用冷冻方式运输和储存；冷冻牛肉在使用前的低温解冻过程中存在着肉汁损失、变色高耗能等问题，因此，探索高效、节能、减少解冻过程中肉汁损失、缩短解冻时间、保证解冻后牛肉肉色新鲜的解冻新技术意义重大。

本试验旨在通过高压静电技术与常规解冻牛肉的肉质比较试验，通过肉色、解冻过程中肉汁损失、剪切力等各项肉质指标测定和差异显著性检验，以及对冷冻肉块解冻时间的比较分析，研究高压静电技术（HVEF）解冻牛肉对牛肉品质和解冻时间的影响，为高压静电技术（HVEF）在牛肉解冻领域的生产应用提供理论依据。

1 试验的时间和地点

试验地点在中国农业大学大兴试验基地实验室，试验时间为2009年6月15日～2009年6月20日。

2 材料与方法

2.1 材料的选择

2.1.1 高压静电设备的来源 由台湾迪弗斯科技股份有限公司提供的高压静电诱导装置，输出高电压1万伏，在电流接近0时导出负侧高电压。

2.1.2 试验肉样的选择及处理 选取年龄2岁、体重500kg左右、屠宰率56%、宰后胴体排酸72h的6头育肥公牛的两侧第2～4截腰椎处外脊部位肉，取样长度在6cm左右，按照左右两侧分为两组，用作解冻试验。过程为先将两组牛肉分别放入－36℃速冻库中冻结，待2h全部冻结之后取出，将两组牛肉分别放入温度为±2℃的带有静电装置和无静电装置的冰箱解冻，解冻后进行肉质各项指标测定。选取两块重量为3.5kg的冷冻后腿部位肉块—林肉做解冻试验，放入带有高压静电装置的冰箱的设为A组，放入无高压静电装置的冰箱的设为B组，冰箱温度设置为±2℃，冷冻之前将探针式温度计插入肉块中央部位，测试不记录不同解冻时间下肉的中心温度。试验分组及处理见表1，表2。

表1 分组编号如下表

表2 试验处理

2.2 测定项目及测定方法

2.2.1 测定的项目 在试验牛肉二次成熟24h、48h、72h、96h时测定各组肉块肉色、pH值、系水力、剪切力值四项指标，冷冻肉块解冻时间。

2.2.2 测定方法

1）肉色的测定：肉色测定采用的是CLE L＊a＊b＊法。用色彩色差计CR400/410测定肉样的L＊（亮度）、a＊（红度）、b＊（黄度），对于同一肉样，平行测定3次，其平均值作为该肉块的颜色值。使用前须对仪器进行校准。

2）pH值测定：用便携式pH计进行测定。将探头插入到肉样中使pH计电极与肌肉中的组织液充分接触，待pH计读数稳定后记录，每个肉样测定3次，取平均值作为该肉样的pH值。使用前须对仪器进行校准。

3）系水力的测定：系水力性能测定采用蒸煮损失作为评价指标，蒸煮损失的测定方法为取三片厚度2.0cm的肉样称重后浸于生理盐水中，以80℃水溶加热25min，样品由水溶液中取出，以自来水冷却至室温后，贮藏在4℃冰箱中（不超过24h），称取样品重量，计算公式如下：蒸煮损失（%）＝（煮前重－煮后重）/煮前重×100%。

4）嫩度值的测定：剪切力值测定方法为用测定蒸煮损失的蒸煮后的肌肉样品，修整肉块表面的脂肪和结缔组织，以直径1.0cm的圆形取样器沿平行于肌纤维方向切取肉样，用美国生产的型号为34R6BFIC的嫩度检测仪沿肌纤维垂直方向剪切肉柱，记录剪切力值（WBSF）（千克）。取3次测得的剪切力值的平均值为样品剪切力值（WBSF）。具体操作方法参照中华人民共和国农业部2006－07－10发布，2006－10－01实施的中华人民共和国农业行业标准：《肉嫩度的测定，剪切力测定法》。

2.3 数据处理

试验结果数值用平均数表示，犊牛肉与育肥牛肉品质指标采用的是配对试验两样本均数差异显著性检验—t检验的统计分析方法。

3 结果与分析

3.1 高压静电技术（HVEF）对冷冻牛肉解冻时间的测定结果

详见表3。

表3 高压静电和常规解冻样品中心温度变化记录表

图1 高压静电和常规解冻曲线

本试验中采用的解冻温度为±2℃，解冻40 min后，牛肉的中心温度开始有差异，高压静电组牛肉中心温度始终高于常规组牛肉中心温度，高压静电组牛肉600min时，中心温度达到－1.0℃，而无高压静电组牛肉在720min时，中心温度达到－1.0℃，解冻时间缩短了16.67%。从解冻曲线图1可以看出，解冻后不久，高压静电组解冻的牛肉中心温度始终高于常规解冻组牛肉。

方胜［1］报道，利用冰、冻豆腐、冻肉等四项材料做解冻比较试验结果是高压静电场对食品的解冻有加速作用。2003年［2］又在利用高压静电场加速冰解冻的试验研究结果中指出，高压静电场可以加速冰的解冻机理是因为高压静电场产生的微能源可以加速冰层结构中氢键的断裂，使冰以小冰晶的形式存在，再逐步过渡到小分子水的液体状态。

3.2 高压静电技术（HVEF）组牛肉解冻、常规组解冻之后牛肉、.解冻前牛肉各项指标分析结果

详见表4、表5、表6。

表4 高压静电技术（HVEF）解冻牛肉各项指标测定结果

表5 常规解冻牛肉各项指标测定结果

表6 解冻前牛肉各项指标测定结果

表7 高压静电技术（HVEF）解冻对牛肉系水力指标的影响

3.2.1 静电解冻对牛肉系水力指标的影响 由表7可以看出，高压静电技术解冻牛肉解冻失水率为7.20%，与无静电技术处理的解冻失水率14.21%差异极显著（P＜0.01），失水率降低7.01%；但是熟肉率差异不显著（P＞0.05）。这与国外关于高压静电场对冻结鸡腿肉的解冻影响的研究结果一致［3］。

解冻是冻结的逆过程，食品冻结可以分为三个过程：冷却、冰晶的形成和深度冷冻，0～5℃为最大冰晶生产带。物料冻结过程中细胞的完整性取决于物料通过最大冰晶生产带的速率。冰晶粒形成的大小与冻结速率有关。一般冻结速率越快，冰晶粒就越小，且分布均匀，小冰晶结构对细胞的完整性影响较小，物料内汁液不易损失，大大提高了食品的风味和品质。食品解冻时，随着冰晶的融化，细胞内亲水胶质体吸收水分，出现水分逐渐向细胞内扩散和渗透，解冻速率大，可以使冰晶体所解冻汁液全部向细胞内渗透而不至于外溢流失［4］。

3.2.2 高压静电技术（HVEF）对牛肉肉色指标的影响 表8是静电解冻对牛肉肉色指标的影响。由表8可以看出，高压静电解冻后的牛肉肉色值L＊、a＊、b＊值均显示差异极显著（P＞0.05）。代表亮度的L＊值，高压静电处理组为37.72，高于无高压静电组14.21；代表红色的a＊值，高压静电解冻的牛肉为20.99，低于无高压静电解冻的牛肉33.28，试验过程中也可以看出高压静电解冻牛肉的肉色浅红而且鲜亮，外观新鲜度明显好于无静电解冻的牛肉。主要原因是高压静电场产生的臭氧附着在牛肉表面，氧与肌红蛋白的结合导致牛肉表面的色泽鲜红，同时，高压静电技术（HVEF）解冻过程中失水率低于常规解冻组，水分含量高可以提高光线的折射率，提高肉表面的亮度，这也是高压静电组牛肉亮度值高于常规解冻牛肉的原因。

表8 静电解冻对牛肉系水力指标的影响

3.2.3 高压静电技术（HVEF）解冻对牛肉嫩度、pH值指标的影响 表9是静电解冻对牛肉嫩度指标的影响。由表7可以看出，高压静电解冻的牛肉与无静电解冻的牛肉的pH值和剪切力两个指标差异不显著，说明高压静电解冻牛肉对牛肉的嫩度和pH值无影响。

表9 静电解冻对牛肉嫩度、pH值指标的影响

表10 静电解冻牛肉与鲜牛肉各项指标差异显著性检验

3.2.4 高压静电（HVEF）解冻牛肉与冻前鲜牛肉的各项肉质指标差异显著性检验 由表10可以看出，高压静电解冻的牛肉与冷冻之前的冷鲜肉的四项品质指标（肉色值、熟肉率、嫩度值以及pH值）差异均不显著。说明利用高压静电技术（HVEF）解冻牛肉与冷冻前冷鲜牛肉品质差异不显著，初步证明高压静电解冻牛肉可以代替冷鲜牛肉进行销售，由于本试验条件有限，有待于在未来试验中进行微生物指标的测定，为高压静电（HVEF）解冻复鲜牛肉提供更加有效的技术依据。

本试验中的实验材料是严格按照速冻（－56℃）、冷藏、解冻的工艺进行操作，解冻牛肉的质量不仅取决于先进的解冻技术，而且在很大程度上受到肉的冻前质量、冻结方法、冻结速冻以及贮藏温度的影响，因此，在实际应用过程中，必须加强原料牛肉的质量、采用快速冻结方式和标准的冷藏温度，并且严格控制运输过程中的冷藏温度，才能保证解冻后的牛肉品质。

4 小结

1）高压静电技术（HVEF）可以缩短冻结牛肉的解冻时间，同时显著减少解冻过程中肉汁损失。

2）高压静电技术（HVEF）解冻牛肉与常规解冻相比，外观肉色鲜红而且亮度较好，统计分析结果差异显著。

3）高压静电技术与常规方法解冻牛肉，解冻后牛肉嫩度值（剪切力值）、pH值差异不显著。

4）高压静电解冻复鲜牛肉与冻前冷鲜牛肉品质指标（肉色值、熟肉率、嫩度值以及pH值）差异不显著，可以替代冷鲜牛肉进行销售。

［1］方 胜，李英杰，陆守道，等.利用高压静电场加速食品解冻的试验研究［J］.北京轻工业学院学报，1999，17（4）：1－6.

［2］方 胜，孙学兵，陆守道.利用高压脉冲电场加速冰解冻的试验研究［J］.北京工商大学学报，2003，21（4）：43－45，53.

［3］Chang－Wei Hsieh，Effect of Thawing and Cold Storageon Frozen Chicken Thigh Meat Qualityby High－Voltage Electrostatic Field［J］.The Society For Food Science，2010，75（4）：193－197.

［4］李修渠，等.食品解冻新技术［J］.肉类工业，1999，20（7）：20－21.