不同微冻工艺参数对涂膜鸭肉保鲜的影响

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刘启超,黄得草,王华安,等.不同微冻工艺参数对涂膜鸭肉保鲜的影响[J].农产品加工,2025,(02):1-6.

基金项目

摘   要

以微冻温度、温度波动和微冻前不同的降温方式为影响因素进行比较分析，筛选出微冻的最佳贮藏条件。随后采用最佳微冻贮藏工艺分别对有无涂膜的鸭肉进行品质研究。结果表明，最优的微冻贮藏方式为快速冷冻至-2 ℃，温度稳定的贮藏。天然保鲜剂涂膜处理能够延缓鸭肉贮藏期间的观感劣化；微冻贮藏期间鸭肉质构变化趋势为硬度、弹性、咀嚼性、胶黏性和回复性的下降，微冻贮藏期间保鲜组的质构特性优于空白组。

关 键 词

鸭肉；微冻贮藏；汁液流失率；质构变化

正   文

食品的腐败变质主要是微生物的生长繁殖，就目前研究而言，大都使用低温保藏的方法来抑制其生长繁殖，减缓其降解反应，延长食品的保质期。低温保藏中的常用方式为冷藏、冻藏和冰藏。微冻^[1]保鲜一般是指冰点到-5 ℃范围内的温度段，会有部分结冰，最早在水产品中开始运用，而后推广到各种食品保鲜中^[2]。有研究发现，在微冻-3 ℃下，猪里脊肉的贮藏期为18 d左右。该温度段能有效抑制微生物生长和酶活性，相比冷冻保鲜更节约能源和成本，且汁液流失少。微冻保鲜食品较冷藏食品而言，能够有效延长保鲜期，且相对冷冻保藏，其能够有效降低汁液流失率。同时，微冻对设备要求低，易操作，更符合实际生产需求，应用推广空间更大。近年来，微冻保鲜在鸭肉、鸭肉、兔肉、牛肉、羊肉中都得到了研究与应用^[3]。

对鸭肉进行微冻，通过对比感官评分、挥发性盐基氮（TVB-N）值和汁液流失率探究设置不同微冻温度、贮藏期间温度波动和降温方式不同确定最佳的微冻贮藏工艺。最后，对鸭肉采用壳聚糖1.12%，茶多酚0.55%，溶菌酶0.19%和乳酸链球菌素0.69%进行涂膜后微冻，对比涂膜前后鸭肉的品质变化。

1   涂膜鸭肉微冻保鲜贮藏工艺的优化

1.1   材料与方法

1.1.1   材料与试剂

新鲜鸭肉，河北争创食品有限公司提供；壳聚糖（水溶），正宏生物科技有限公司提供；茶多酚、溶菌酶，广东新如荣生物科技有限公司提供；乳酸链球菌素，上海鑫泰实业有限公司提供。

1.1.2   仪器与设备

TA-XT-PLUS型质构仪，英国Stable Micro Systems公司产品；BCD-539WT型低温冰箱，青岛海尔股份有限公司产品；CM2300-D型色差仪，日本柯尼卡美能达控股株式会社产品；XFH-50CA型立式压力蒸汽灭菌锅，浙江新丰器械有限公司产品。

1.1.3   试验方法

1）鸭肉冰结点的测定。将手持温度计所带的SC-TT-K-30-36温度探头插入最厚处约为3 cm的整块鸭胸肉中心，包装后置于-18 ℃冰箱中并记录初始温度，并每隔5 min记录一次温度，当温度在一段时间范围内保持平稳，随后继续下降，则认为该时间段温度值为鸭肉冻结点。

2）样品处理方法。将新鲜鸭肉冲洗干净再对其进行涂膜处理，把控制温度的介质置于在塑料泡沫箱里，确保试验过程中内部的温度稳定控制在所需温度，最后将密封好的鸭肉放入，将泡沫箱密封好放在4 ℃的条件下贮藏。

3）试验方案设计。为确定微冻保鲜技术的最佳条件，针对影响微冻保鲜效果的主要因素微冻温度、降温方式、贮藏过程中温度波动来进行优化试验。试验设计以感官评分、挥发性盐基氮（TVB-N）值、汁液流失率来评价各自保鲜的效果，每个指标每隔5 d检验一次。

微冻温度见表1，温度波动见表2，降温方式见表3。

1.1.4   测量方法

1）感官评价。选择5位男生和5位女生组成感官评定小组，分别对鸭肉的气味、色泽、汁液透明度和组织状态进行感官评定^[4]。然后将每位学生的各项评分相加，取10位学生结果的平均值为最终结果。

感官评分标准见表4。

2）挥发性盐基氮的测定。称取10 g绞碎的待测样品于烧杯中加蒸馏水至100 mL，搅拌均匀后静置30 min，过滤，取滤液5 mL和质量浓度为10 g/L的氧化镁混悬液5 mL混合，然后将混合液于蒸馏器反应室中蒸馏，用浓度为0.01 mol/L的标准盐酸溶液滴定馏出液，根据消耗的盐酸量计算TVB-N值^[5-6]。

3）汁液流失率的测定。参照娄鹏祥^[7]方法，取出包装样品鸭肉后用滤纸将外包装表面擦净，带包装称质量记为W1（包装、流失汁液与肉块），打开包装将解冻鸭肉表面水分和包装内部水分用滤纸擦净后带包装称质量记为W2（包装与肉块），随后对包装单独称质量，记为W3，每个样品做3个平行，结果取平均值。汁液流失率计算公式如下：

4）数据分析。采用SPSS19.0进行方差分析，通过比较均值进行组间差异显著性分析。数据的统计分析及作图采用Origin 2021、Excel 2023软件进行。

1.2   结果与分析

1.2.1   新鲜鸭肉的冻结曲线及冰点

鸭肉冻结点变化趋势见图1。

由图1可知，冰点即为吸热融化峰曲线左侧拐点的切线与其对应扫描基线交点的温度^[8]。

由图1可知，随着冻结时间的延长，鸭肉中心温度逐渐下降，当冻结时间在23 min左右时，鸭肉的中心温度下降速度减缓；当鸭肉冻至30 min，此后的15 min内温度稳定在温度-2 ℃；时间45 min后，鸭肉的中心温度下降速度增加。确定试验中鸭肉的冰点温度为-2 ℃左右，可知鸭肉微冻贮藏温度（-2±1）℃。

1.2.2   不同微冻温度对鸭肉保鲜效果的影响

1）不同微冻温度对鸭肉感官评分的影响。

不同微冻温度对鸭肉感官评分的影响见图2。

由图2可知，在3个试验组中，试验组A1的感官评分最低。在第25天之后，试验组A2和A3的感官评分远远高于试验组A1。造成这一现象的原因可能是由于在试验组A1的试验条件中微冻温度较高，微生物活动和内源蛋白质分解作用比较明显，使肉质的蛋白质类组分分解导致其感官较差。在试验组A2和A3中，前15 d各感官指标均保持较好，但15 d以后，试验组A3还要略优于试验组A2。

2）不同微冻温度对鸭肉TVB-N值的影响。

不同微冻温度对鸭肉TVB-N值的影响见图3。

由图3可知，试验组A1、A2和A3的TVB-N值都随贮藏时间的延长逐渐增大。在30 d内任意一天的试验组A1的TVB-N值大于A2和A3，造成这种情况的原因是微冻温度设置的不同，微生物的分解作用及相关蛋白酶的活性都有不同程度的差异，其表现为温度越高，活性越大，分解作用越明显。贮藏至第25天时，各组的TVB-N 值分别达到20.52，19.10，17.88 mg/100 g，其中试验组A1的指标已超出国标的范围，属于变质鸭肉。

3）不同微冻温度对鸭肉汁液流失率的影响。

不同微冻温度对鸭肉汁液流失率的影响见图4。

由图4可知，在试验组A1、A2和A3中鸭肉的汁液流失率都呈现随贮藏时间的延长而增大的趋势。在第5天时，各组的汁液流失率分别为5.67%，5.39%和4.40%，其中A1和A2差异不显著（p>0.05），与A3组差异显著（p<0.05），但第5天以后，试验组A2与A3汁液流失率整体趋势一直低于试验组 A1。在第30天，测得各组的汁液流失率分别为13.48%，12.49%，10.25%。汁液流失率大是因为微冻的温度高，由鸭肉内部的蛋白酶分解和微生物共同导致。

1.2.3   不同温度波动对鸭肉保鲜效果的影响

1）不同温度波动对鸭肉感官评分的影响。

不同温度波动对鸭肉感官评分的影响见图5。

由图5可知，在3个试验组中，试验组B1的感官评分最高在各个指标上都优于温度波动的试验组B2和B3，3组感官评分之间差异显著（p<0.05）。在温度波动的2个试验组中，试验组B3评分低于B2，保鲜效果是最差的。造成这一现象的主要原因：一是贮藏期间温度波动大，对鸭肉的组织结构影响较大；二是反复的温度变化，使微生物的腐败作用加剧，最终直接影响鸭肉的保鲜效果^[9]。

2）不同温度波动对鸭肉TVB-N值的影响。

不同温度波动对鸭肉TVB-N值的影响见图6。

在试验组B1、B2和B3中与其TVB-N 值的变化关系，随着微冻时间的延长呈正相关。试验组 TVB-N值在第5天时，数值分别为6.32，7.07，7.88 mg/100 g，差异显著（p<0.05）。微生物的生长繁殖的温度波动大，生长活跃；温度稳定，生长受到抑制。因此，试验组之间TVB-N值有差异。

3）不同温度波动对鸭肉汁液流失率的影响。

不同温度波动对鸭肉汁液流失率的影响见图7。

由图7可知，3组试验组的汁液流失率都随贮藏时间的延长而增大。各试验组的汁液流失率在微冻第5天时，分别为4.70%，5.23%，6.10%，3组之间差异显著（p<0.05）。结果表明，微冻温度波动越大，汁液流失率越大，这是由于微生物的生长繁殖和肌肉组织内部一些蛋白酶作用受温度波动的影响，温度波动越大，2种作用越明显，导致鸭肉组织结构破坏越严重，汁液流失率越大。

1.2.4   不同降温方式对鸭肉保鲜效果的影响

1）不同降温方式对鸭肉感官评分的影响。

不同降温方式对鸭肉感官评分的影响见图8。

由图8可知，各组评分都随贮藏时间的延长而减小，肉样的品质在各方面降低。C1组的感官总评分都较C2组和C3组低，可能是由于在冷空气预冷时，使肉样的表面失水较严重，影响其感官评分；在C2和C3感官评分上，差异表现不大。在贮藏期周期内，试验组C1效果最差，C2和C3微冻方式效果相差不大。

2）不同降温方式对鸭肉TVB-N值的影响。

不同降温方式对鸭肉TVB-N值的影响见图9。

由图9可知，在试验组C1、C2和C3中，TVB-N值都随贮藏时间的延长呈上升趋势。在微冻第5天，测得各试验组TVB-N值分别是7.42，6.33，6.14 mg/100 g，C1与C2和C3差异显著（p<0.05），其原因可能是在冷空气缓慢降温的过程中微生物分解蛋白质类组分的作用比较明显。在微冻第30天，3组的TVB-N值分别为22.67，21.48，20.45 mg/100 g，虽然3组的数据均已超过国家标准，但是综合以上，可以看出试验组C3优于其他2组。

3）不同降温方式对鸭肉汁液流失率的影响。

不同降温方式对鸭肉汁液流失率的影响见图10。

由图10可知，在试验组C1、C2和C3中，在试验组 C1的增大幅度最大，且3组汁液流失率都随贮微冻时间的延长而增大。在第30天，测得其汁液流失率分别为13.44%，12.73%，12.01%。试验结果表明，浸渍降温和快速降温的条件下，汁液流失率较小，其中快速冷冻降温的效果更为显著的原因可能是在较短的时间内使肉样的温度降到预期温度，一方面对肉样的组织结构影响较小；另一方面，有效抑制了微生物的生长繁殖^[7]。

1.3   微冻贮藏工艺的确定

在试验组微冻温度高低对冷鲜鸭肉的品质变化中，可以看出微冻温度设置在-2 ℃和-3 ℃条件下，2组鸭肉的品质相差不大，3项指标均优于-1 ℃条件下的。综合考虑保鲜效果和节约能源，-2 ℃的微冻温度更为适合。

研究微冻过程中温度波动程度不同对鸭肉保鲜效果的影响试验的结果表明，在微冻过程中其温度的变化幅度越大，对鸭肉的保鲜效果越差，微生物越活跃，蛋白酶分解活动越明显。微冻温度稳定的情况下，各指标及感官评分最好。

微冻前降温方式不同的试验结果表明，在-18 ℃冷空气降温的方式下，鸭肉的保鲜效果最差。鸭肉的色泽和汁液流失率等指标上，浸渍降温优于快速冷冻。但后者因降温的时间较短，对鸭肉组织结构的维持较好。由于在降温过程中，鸭肉的品质也会发生变化。因此，选择降温时间短的方式即快速冷冻。

综合选择微冻温度设置为-2 ℃，微冻温度稳定和快速冷冻的贮藏工艺。

2   微冻贮藏对有无涂膜鸭肉品质机理的影响

2.1   测量指标

2.1.1   色差的测定

使用校准过的CM2300-D型色差仪分别对去皮鸭胸肉块外表面与横切面的L*值（白度）、a*值（红色/绿色）和b*值（黄色/蓝色）进行测定，同一样本取3点，结果取其平均值。

2.1.2   质构的测定

根据王德强等人[10]方法进行改良，测试鸭肉样品大小为1.0 cm×1.0 cm×0.5 cm，探头型号为SMS P/50，测试模式为TPA（Textural Properties Analysis），测试前速度2 mm/s，测试中速度1 mm/s，测试后速度5 mm/s，压缩程度35%，压缩次数2次，压缩间隔5 s，触发类型为自动，触发力5 g。每个样品做3个平行，结果取平均值。

2.2   结果与分析

2.2.1   色差变化

贮藏过程中鸭肉色差的变化见图11。

由图11可知，在微冻贮藏期间，贮藏时间对肉色的影响显著（p<0.05），其中鸭肉样品的L*值和a*值呈上升趋势，而b*值呈下降趋势。在微冻贮藏期间，保鲜组样品的L*值略低于空白组样品，这可能一方面是由于微冻贮藏期间空白组表面渗出了更多的汁液，增强了表面光的反射；另一方面可能是由于色素蛋白伴随表层汁液而流失，导致表面白度增加^[11]。保鲜剂保鲜组的a*值在贮藏期间均高于空白组，且a*值下降速率显著低于空白组，表明保鲜剂保鲜组有更好的色泽稳定性，更红的色泽增加了保鲜组感官接受度。b*值越高代表与感官接受度呈负相关的黄色越明显，贮藏期间保鲜组的b*值整体低于空白组。切面与外表面的色泽变化趋势相同，但数值略有不同，这可能是由于去皮鸭胸肉外表面的皮下结缔组织（筋膜）限制了氧气渗透。

2.2.2   质构变化

贮藏过程中鸭肉质构的变化见表5。

由表5可知，随着贮藏时间的延长，空白组和保鲜组鸭肉的胶黏性、硬度、咀嚼性、弹性和回复性均呈下降趋势，空白组在贮藏期间质构特性变化显著（p<0.05），贮藏结束第5周时硬度、弹性、胶黏性、咀嚼性和回复性分别下降至931.78 g，0.74 mm，355.61，420.41 mJ和0.25，降幅达到37.89%，17.78%，47.19%，25.98%和19.35%。与此同时，涂膜保鲜组的质构特性在贮藏期间变化并不显著，整个贮藏期间，保鲜剂保鲜组的硬度、弹性、咀嚼性、胶黏性和回复性均高于空白组。鸭禽宰后，在内源酶和腐败微生物的共同作用下，结缔组织等细胞外基质结构及肌细胞骨架蛋白均会发生降解，使得肌纤维结构被破坏^[12]，肌肉结构松散最终导致鸭肉变软、弹性降低^[13]。

综上所述，微冻贮藏对鸭肉质构特性影响显著，保鲜组鸭肉微冻贮藏期间咀嚼感优于空白组，表明涂膜处理能够显著改善微冻贮藏期间鸭肉质构特性。张帆^[14]的研究表明，新鲜鸭肉硬度和内聚性分别为1 328.6 g和0.66，与试验中结果较为相似，而经过一次-40 ℃的冻融循环后，硬度和内聚性就显著下降至1 117.4 g和0.42。由此可见，微冻贮藏和冻藏虽都属于冻结保鲜手段，但微冻贮藏对于肉品质构的影响显著低于冻藏。

微冻贮藏对鸭肉结构的影响显著，随着贮藏时间的延长，有无进行涂膜处理鸭肉的色泽及组织状态之间有明显差异。这说明经过保鲜剂涂膜处理后能够有效保护微冻藏期间肌肉结构的完整性。

3   结论

通过测定感官评分、TVB-N值和汁液流失率3个指标确定了最优的微冻贮藏方式：快速冷冻至-2 ℃，温度稳定下贮藏。随后对有无涂膜处理的鸭肉进行微冻贮藏试验，结果表明，微冻贮藏对鸭肉表观特性影响显著，微冻藏期间伴随着L*值和a*值的上升及b*值的下降，鸭肉表面颜色逐渐由鲜红色逐渐转变为黄绿色，表面出现失水干硬，贮藏后期表面出现黏液的积累；天然保鲜剂涂膜处理能够延缓鸭肉贮藏期间的观感劣化；微冻贮藏期间鸭肉质构变化趋势为硬度、弹性、咀嚼性、胶黏性和回复性均会下降，微冻贮藏期间保鲜组质构特性优于空白组。

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