田歡　黃峰　李俠　韓東　景曉亮　賈偉　白振遠(yuǎn)　李茂　張春暉

摘 要：為研究不同冷卻方式對醬牛肉品質(zhì)的影響，分析冷風(fēng)隧道、自然冷卻和真空冷卻條件下醬牛肉冷卻速率、冷卻損失率、菌落總數(shù)、色澤、剪切力、風(fēng)味等指標(biāo)變化，通過掃描、透射電子顯微鏡觀察不同冷卻方式下醬牛肉的肌纖維橫向和縱向收縮情況。結(jié)果表明：3 種冷卻方式中，真空冷卻處理醬牛肉冷卻速率最快、肉色較為鮮艷，但冷卻損失率和剪切力也最大，掃描、透射電鏡觀察結(jié)果表明，真空冷卻加速了水分損失和肌纖維結(jié)構(gòu)收縮;冷風(fēng)隧道和自然冷卻處理醬牛肉的初始菌落總數(shù)分別為2.35、2.75 （lg（CFU/g）），顯著高于真空冷卻醬牛肉的1.85 （lg（CFU/g））（P<0.05）;3 種冷卻方式處理醬牛肉風(fēng)味品質(zhì)無明顯差異。因此，真空冷卻可提高醬牛肉冷卻速率，降低顏色劣變，延長產(chǎn)品貨架期，但水分損失相對較大，嫩度下降，在醬牛肉工業(yè)化加工應(yīng)用中需綜合考慮。

關(guān)鍵詞：真空冷卻;冷風(fēng)隧道;自然冷卻;醬牛肉;品質(zhì)

Effect of Cooling Methods on Quality of Sauced Beef

TIAN Huan1，2， HUANG Feng2， LI Xia2， HAN Dong2， JING Xiaoliang3， JIA Wei3， BAI Zhenyuan3， LI Mao3， ZHANG Chunhui2，*

（1.School of Food and Wine， Ningxia University， Yinchuan 750021， China; 2.Comprehensive Key Laboratory of Agro-Products Processing， Ministry of Agriculture and Rural Affairs， Institute of Food Science and Technology， Chinese Academy of Agricultural Sciences， Beijing 100193， China; 3.Jiangsu Chaoyue Agricultural Development Co. Ltd.， Taixing 225400， China）

Abstract： The objective of this study was to investigate the impact of three cooling methods： cold air tunnel cooling， natural cooling and vacuum cooling on the quality of sauced beef. The changes in cooling rate， cooling loss rate， total number of colonies （TNC）， color， shear force and flavor of sauced beef were analyzed under the cooling conditions. Moreover， the transverse and longitudinal contraction of muscle fibers in sauced beef was observed by scanning electron microscope （SEM） and transmission electron microscope （TEM）. Results showed that among the three cooling methods， vacuum cooling gave the highest cooling rate， and imparted a brighter color to sauced beef despite resulting in the highest cooling loss rate and shear force. SEM and TEM demonstrated that vacuum cooling accelerated water loss and muscle fiber contraction. The TNC in cold air tunnel and natural cooling treatment were 2.35 （lg （CFU/g）） and 2.75 （lg （CFU/g））， which were significantly higher than 1.85 （lg （CFU/g））

observed for vacuum cooling （P < 0.05）. In terms of flavor， there was no significant difference among the three cooling methods. Overall， while vacuum cooling could improve the cooling rate of sauced beef， reduce color deterioration and prolong the shelf life， it could result in a large water loss and reduced tenderness. Therefore， the cooking method should be considered comprehensively before its application to the industrial processing of sauced beef.

Keywords： vacuum cooling; cold air tunnel; natural cooling; sauced beef; quality

DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20201123-283

中圖分類號：TS251.61

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1001-8123（2021）01-0053-06

引文格式：

田歡， 黃峰， 李俠， 等. 冷卻方式對醬牛肉品質(zhì)的影響[J]. 肉類研究， 2021， 35（1）： 53-58. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20201123-283. ? ?http：//www.rlyj.net.cn

TIAN Huan， HUANG Feng， LI Xia， et al. Effect of cooling methods on quality of sauced beef[J]. Meat Research， 2021， 35（1）： 53-58. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20201123-283. ? ?http：//www.rlyj.net.cn

醬鹵肉制品是我國生產(chǎn)和消費量最大的一類中式傳統(tǒng)肉制品，占我國肉制品年產(chǎn)量的50%以上。作為醬鹵肉制品的典型代表，醬牛肉具有豐富的營養(yǎng)價值和誘人的風(fēng)味[1]。醬牛肉加工涉及解凍、腌制、鹵制、冷卻、包裝等工藝環(huán)節(jié)，其中冷卻是調(diào)控醬牛肉產(chǎn)品保質(zhì)期和質(zhì)量的關(guān)鍵工藝[2]。產(chǎn)品快速通過20～50 ℃微生物易生長繁殖帶將直接決定產(chǎn)品的最終保質(zhì)期，不同的冷卻方式和冷卻速率對產(chǎn)品顏色、質(zhì)構(gòu)、風(fēng)味等品質(zhì)指標(biāo)有重要影響。

目前，醬牛肉冷卻工藝主要包括自然冷卻、冷風(fēng)隧道、真空冷卻等。自然冷卻冷卻速率慢，容易與外界發(fā)生交叉污染[3]，多用于小批量生產(chǎn)。生產(chǎn)中最常用的是冷風(fēng)隧道冷卻，冷風(fēng)隧道冷卻原理與自然冷卻相似，需綜合考慮功耗等實際情況[4]。真空冷卻以降溫迅速和運行能耗小等特點在食品冷鏈中迅速發(fā)展[5-6]。真空冷卻是一種快速冷卻技術(shù)，通過制造真空和低壓環(huán)境，使水分從食品表面和內(nèi)部快速蒸發(fā)[7]，與傳統(tǒng)冷卻相比，溫度分布均勻且下降速率很快[8]，最早主要應(yīng)用于園藝產(chǎn)品及蔬菜的采后預(yù)冷[9]。真空冷卻技術(shù)能夠延長貨架期和保證產(chǎn)品的安全和衛(wèi)生[10]。

本研究主要對比分析自然冷卻、冷風(fēng)隧道和真空冷卻3 種冷卻方式對醬牛肉品質(zhì)的影響，為工業(yè)化加工中冷卻方式的選擇提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

醬牛肉 江蘇超悅農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司。

氯化鈉（分析純） 無錫市展望化工試劑有限公司;平板計數(shù)瓊脂 上海盛思生化科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

BSA423S電子天平 賽多利斯科學(xué)儀器（北京）有限公司;T10高速組織勻漿機 德國IKA公司;C-LM3B數(shù)顯式肌肉嫩度儀 南農(nóng)畜牧技術(shù)（北京）有限公司;PEN3便攜式電子鼻 德國Airsense公司;CM-700D便攜式色差儀 日本柯尼卡-美能達(dá)公司;DHP9052電熱恒溫培養(yǎng)箱 上海一恒科學(xué)儀器有限公司;S-570掃描電子顯微鏡、H-7500透射電子顯微鏡 日本Hitach公司。

1.3 方法

1.3.1 醬牛肉冷卻處理

選取牛腱子肉作為原料進(jìn)行鹵煮，將鹵煮后的醬牛肉修整為質(zhì)量約400 g、尺寸約18 cm×9 cm×5 cm進(jìn)行實驗。采用冷風(fēng)隧道、自然冷卻和真空冷卻3 種冷卻方式分別進(jìn)行處理，將中心溫度從50 ℃降至15 ℃，每種處理設(shè)置3 個重復(fù)實驗。3 種冷卻方式的參數(shù)分別為：1）冷風(fēng)隧道：風(fēng)機出風(fēng)口風(fēng)速13.0～14.0 m/s，室溫10 ℃;2）自然冷卻：在10 ℃冷庫進(jìn)行，風(fēng)機出風(fēng)口風(fēng)速1.5～2.0 m/s;3）真空冷卻：冷卻室溫度維持在10 ℃左右，真空度8.0～9.0 kPa。冷卻結(jié)束后對樣品進(jìn)行稱質(zhì)量，比較冷卻前后質(zhì)量變化，進(jìn)行冷卻速率、冷卻損失率、菌落總數(shù)、色澤、剪切力、電子鼻、微觀結(jié)構(gòu)的測定。

1.3.2 冷卻速率測定

將溫度計探針插入醬牛肉幾何中心，間隔5 min記錄溫度變化情況。根據(jù)式（1）計算3 種冷卻方式的冷卻速率。

（1）

式中：T1、T2分別為冷卻前后醬牛肉的中心

溫度/℃;t為冷卻時間/min。

1.3.3 冷卻損失率測定

根據(jù)式（2）計算醬牛肉的冷卻損失率，比較樣品的冷卻損失情況。

（2）

式中：m1、m2分別為冷卻前后醬牛肉的質(zhì)量/g。

1.3.4 菌落總數(shù)測定

參照GB 4789.2—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗 菌落總數(shù)測定》[11]。

1.3.5 色澤測定

參考李銀等[12]的方法，采用色差計分別測定醬牛肉的亮度值（L*）、紅度值（a*）和黃度值（b*）[13]。肉色可以通過L*、a*、b*進(jìn)行衡量，L*、a*、b*又可以衍生出一些其他色差評估值，如C*和h。C*為飽和度，反映肉色的鮮艷程度;h為色調(diào)角，是評價肉色的綜合指標(biāo)[14]。

色差計在使用前進(jìn)行校準(zhǔn)。

1.3.6 剪切力測定

冷卻結(jié)束后，用取樣器沿著醬牛肉肌纖維方向取下肉樣，取樣過程中避開結(jié)締組織，用數(shù)顯式肌肉嫩度儀測定剪切力。

1.3.7 電子鼻檢測

使用PEN3電子鼻測定樣品的風(fēng)味。處理方法為：醬牛肉均勻絞碎后取1 g裝入頂空瓶內(nèi)，室溫下靜置30 min后測定樣品風(fēng)味[15]。PEN3便攜式電子鼻標(biāo)準(zhǔn)傳感器陣列及其性能描述如表1所示。

1.3.8 微觀結(jié)構(gòu)觀察

參考Palka等[16]的方法，將樣品切成3 mm×

3 mm×4 mm的小條，用體積分?jǐn)?shù)2.5%的戊二醛溶液固定，用0.1 mol/L磷酸鹽緩沖液洗滌，置于室溫2 h;然后用蒸餾水沖洗樣品，并用體積分?jǐn)?shù)25%、50%、70%、95%、100%乙醇梯度洗脫2 次;樣品在液氮中冷凍斷裂后進(jìn)行干燥，干燥結(jié)束后用離子濺射鍍膜儀濺射噴金，在掃描電子顯微鏡下觀察拍照（放大倍數(shù)500）。

參考Mestre Prates等[17]的方法，將樣品切成2 mm×2 mm×5 mm的小條，操作步驟同掃描電子顯微鏡，體積分?jǐn)?shù)25%、50%、70%、95%、100%乙醇梯度脫水后用無水丙酮置換，而后進(jìn)行包埋、切片、染色，最后用透射電子顯微鏡觀察拍照（放大倍數(shù)15 000）。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用IBM SPSS Statistics 25.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，采用Origin 8.0軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同冷卻方式對醬牛肉冷卻速率的影響

由圖1可知，冷風(fēng)隧道、自然冷卻和真空冷卻醬牛肉中心溫度從50 ℃降至15 ℃所用時間分別為70、100、40 min，對應(yīng)的冷卻速率分別為0.5、0.35、0.875 ℃/min。因此，相比冷風(fēng)隧道和自然冷卻，真空冷卻的冷卻速率最高。張璞等[18]在研究冷卻方式對臘肉冷卻速率的影響時發(fā)現(xiàn)，真空冷卻具有較快的冷卻速率，與本研究結(jié)果一致。自然冷卻和冷風(fēng)隧道是通過對流將熱量傳遞給冷卻介質(zhì)，而真空冷卻是在真空和低壓環(huán)境下通過蒸發(fā)自身水分達(dá)到冷卻目的[19]，相對于傳統(tǒng)冷卻方式，真空冷卻冷卻速率高，冷卻均勻。傳統(tǒng)冷卻方式由于肉的熱導(dǎo)率較低，因此冷卻速率低[20]。同時，醬牛肉中心溫度從50 ℃降至35 ℃時，3 種冷卻方式所用時間無明顯差異，而35 ℃降至15 ℃差異明顯，真空冷卻所用的時間最短，這些結(jié)果說明，真空冷卻的冷卻速率較快，尤其在低溫階段（35～15 ℃）降溫過程優(yōu)勢突出，可為未來分階段降溫提供理論參考。

2.2 不同冷卻方式對醬牛肉冷卻損失率的影響

小寫字母不同，表示同一指標(biāo)組間差異顯著（P<0.05）。下同。

由圖2可知，冷風(fēng)隧道、自然冷卻和真空冷卻3 種冷卻方式條件下醬牛肉的冷卻損失率分別為1.70%、1.44%和3.47%，差異顯著（P<0.05），其中自然冷卻損失率最小，真空冷卻損失率最大。目前真空冷卻在醬牛肉產(chǎn)品中的應(yīng)用報道還較少，但本研究結(jié)果與其他食品中應(yīng)用真空冷卻的結(jié)果一致。潘銀珠等[21]在研究冷卻對熟粽子品質(zhì)的影響中發(fā)現(xiàn)，真空冷卻的冷卻損失顯著高于常規(guī)方式的冷卻損失。郭維璐等[22]研究發(fā)現(xiàn)，真空冷卻處理白切豬手的冷卻損失最大。真空冷卻通過蒸發(fā)自身水分降溫，冷卻過程必定伴隨水分的大量損失[23]，這部分水分主要為食品中的自由水。與真空冷卻處理不同，冷風(fēng)隧道和自然冷卻水分流失相對較小，冷卻損失率較低。

2.3 不同冷卻方式對醬牛肉初始菌落總數(shù)的影響

微生物指標(biāo)在肉制品加工中極為重要，是衡量食品安全的重要指標(biāo)，直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量和保質(zhì)期。由圖3可知，真空冷卻處理的醬牛肉初始菌落總數(shù)顯著低于其他處理組，與冷風(fēng)隧道和自然冷卻處理組相比差異顯著（P<0.05）。賀稚非等[24]研究發(fā)現(xiàn)，真空冷卻處理的臘肉較散裝晾掛更能保證產(chǎn)品安全，可以有效延長貨架期。喬亮等[25]研究發(fā)現(xiàn)，真空冷卻處理的乳化腸微生物水平相對較低，與本研究結(jié)果一致。本研究中真空冷卻處理可以有效抑制細(xì)菌的繁殖，保障產(chǎn)品的安全衛(wèi)生，原因一方面可能是因為真空冷卻時間短，快速通過了細(xì)菌滋生的危險溫度帶，另一方面，真空冷卻可明顯減少自由水含量，降低產(chǎn)品的水分活度，抑制微生物的生長。

2.4 不同冷卻方式對醬牛肉色差值的影響

肉色是肉品重要的感官評價指標(biāo)之一，同時也是衡量肉新鮮度和衛(wèi)生狀態(tài)的指標(biāo)之一[26]，是消費者評價肉品品質(zhì)的重要依據(jù)。由圖4可知：冷風(fēng)隧道處理組L*與其他冷卻處理組之間存在顯著差異（P<0.05）;冷風(fēng)隧道處理組a*和自然冷卻處理組有顯著差異（P<0.05），自然冷卻處理組a*相對較高;自然冷卻處理組b*較高，且自然冷卻處理組C*和h最高。結(jié)果表明，與冷風(fēng)隧道相比，真空冷卻和自然冷卻均能改善產(chǎn)品的色澤。

2.5 不同冷卻方式對醬牛肉剪切力的影響

剪切力是衡量肉制品品質(zhì)的重要指標(biāo)。由圖5可知，真空冷卻處理組醬牛肉剪切力與冷風(fēng)隧道、自然冷卻處理組之間差異顯著（P<0.05）。李靜等[27]研究發(fā)現(xiàn)，真空冷卻處理的白煮牛肉剪切力最大，遠(yuǎn)高于自然冷卻，與本研究結(jié)果類似。真空冷卻醬牛肉剪切力比傳統(tǒng)冷卻醬牛肉大，可能與真空冷卻過程中樣品大量失水有關(guān)，水分大量蒸發(fā)，導(dǎo)致肌纖維收縮變硬，肌束間縫隙變大，肌束膜受到嚴(yán)重破壞，造成產(chǎn)品剪切力較大。

2.6 不同冷卻方式對醬牛肉風(fēng)味的影響

風(fēng)味是評價肉制品品質(zhì)的重要指標(biāo)[28]。利用電子鼻自帶的分析軟件對不同冷卻方式醬牛肉信號數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析，由圖6可知，不同冷卻方式處理的醬牛肉第1主成分和第2主成分的總貢獻(xiàn)率為94.15%。不同冷卻方式處理對醬牛肉揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的影響并不顯著。由電子鼻10 個傳感器的響應(yīng)值（圖7）也可以看出，冷風(fēng)隧道、自然冷卻與真空冷卻處理組之間沒有顯著差異。

2.7 不同冷卻方式對醬牛肉微觀結(jié)構(gòu)的影響

肉品微觀結(jié)構(gòu)的改變與其品質(zhì)密切相關(guān)[29]。圖8為不同冷卻方式下醬牛肉的肌纖維橫截面，自然冷卻的醬牛肉肌纖維束間排列緊湊、孔隙較小，肌束膜結(jié)構(gòu)完整;風(fēng)冷會導(dǎo)致肌束收縮，肌束間縫隙變大，冷風(fēng)隧道處理的醬牛肉肌束纖維結(jié)構(gòu)較完整，肌束收縮較小，肌束膜受破壞程度較輕;而真空冷卻肌束膜受破壞程度較重。

由表2可知，真空冷卻醬牛肉具有較大的肌纖維直徑、肌纖維橫截面積及肌間距離，肌纖維直徑、肌纖維橫截面積與剪切力呈正比，而肌間距離則是產(chǎn)品皺縮失水情況的直接反映。

圖9為透射電鏡觀察到的不同冷卻方式下醬牛肉的肌纖維縱截面。肌肉超微結(jié)構(gòu)中存在平行相間排列的明暗條帶，其中較亮區(qū)域稱為亮帶，也稱I帶，主要由細(xì)肌絲組成;較暗區(qū)域稱為暗帶，也稱A帶，主要由平行排列的粗肌絲組成;I帶中間的暗線稱作Z線，相鄰2 條Z線之間的區(qū)域叫1 個肌節(jié)[30]，一般肌節(jié)長度越長，肌肉保水性越大，反之則越小[31]。由圖9可知，與自然冷卻醬牛肉的肌節(jié)長度（1.91±0.05） μm相比，冷風(fēng)隧道和真空冷卻處理的醬牛肉肌節(jié)長度均有所變短，分別為（1.74±0.03）、（1.61±0.04） μm，表明冷卻過程造成肌肉收縮，從而導(dǎo)致肌肉中的水分被擠出，與真空冷卻相比，冷風(fēng)隧道處理的醬牛肉肌節(jié)長度收縮程度相對較小。

3 結(jié) 論

研究不同冷卻方式對醬牛肉品質(zhì)的影響。實驗結(jié)果表明：真空冷卻的冷卻速率最快，但同時冷卻損失率也最大，達(dá)3.47%，冷風(fēng)隧道和自然冷卻的醬牛肉冷卻速率雖低于真空冷卻，但冷卻損失率相對較小;通過對比冷風(fēng)隧道、自然冷卻和真空冷卻醬牛肉品質(zhì)可以得出，真空冷卻醬牛肉色澤較佳，同時可以減少微生物污染，延長產(chǎn)品貯藏期，但水分損失相對較大，嫩度下降，在醬牛肉工業(yè)化加工應(yīng)用中需綜合考慮。

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收稿日期：2020-11-23

基金項目：新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)重點領(lǐng)域科技攻關(guān)項目（2020AB012）

第一作者簡介：田歡（1996—）（ORCID： 0000-0003-3475-8840），女，碩士研究生，研究方向為肉品科學(xué)。

E-mail： kad1996@163.com

通信作者簡介：張春暉（1971—）（ORCID： 0000-0002-1411-4047），男，研究員，博士，研究方向為畜產(chǎn)品加工。

E-mail： dr_zch@163.com