摘要： 為了考察絞切加工過(guò)程中絞肉機(jī)螺旋輸送轉(zhuǎn)速對(duì)肉糜品質(zhì)的影響情況，以肉糜的pH、揮發(fā)性鹽基氮(TVB－N)、持水能力和色澤等指標(biāo)為評(píng)價(jià)依據(jù)，對(duì)不同螺旋輸送轉(zhuǎn)速下的豬肉和牛肉肉料絞切加工品質(zhì)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。研究結(jié)果表明，轉(zhuǎn)速對(duì)肉糜pH和TVB－N值的影響不明顯，肉糜的pH總體變化比較穩(wěn)定，TVB－N值則呈緩慢上升趨勢(shì)。螺旋輸送轉(zhuǎn)速不會(huì)對(duì)絞切加工的肉糜持水能力和色澤產(chǎn)生明顯影響，對(duì)于同一類肉糜，不同轉(zhuǎn)速下得到的樣本水分質(zhì)量損失隨貯藏時(shí)間的變化趨勢(shì)十分接近。綜合分析表明，對(duì)于實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，轉(zhuǎn)速為140r/min 時(shí)獲取的豬肉糜加工品質(zhì)最為理想，而對(duì)于牛肉的最佳驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)速是160r/min。

　　絞肉機(jī)產(chǎn)品的綜合工作性能與設(shè)備自身工作效能和加工后肉制品的質(zhì)量密切相關(guān)。作者前期研究已經(jīng)系統(tǒng)分析了相關(guān)產(chǎn)品設(shè)計(jì)因素對(duì)絞肉機(jī)工作品質(zhì)的影響情況，指出產(chǎn)品設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)存在的問(wèn)題及相應(yīng)的解決方案，并通過(guò)數(shù)值模擬研究發(fā)現(xiàn)，螺旋軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和轉(zhuǎn)速工況設(shè)計(jì)對(duì)螺旋軸的輸送性能影響明顯，可以通過(guò)改善螺旋軸表面速度分布的均勻性來(lái)提高絞肉加工的質(zhì)量。如何提升肉料的加工品質(zhì)一直是廣大研究者關(guān)注的熱點(diǎn)?，F(xiàn)有的這些研究從宰前處理和宰后處理等方面對(duì)影響肉制品質(zhì)量的因素進(jìn)行了充分探討，為進(jìn)一步提升肉制品的加工品質(zhì)提供了極大幫助。然而，有關(guān)絞肉加工工藝對(duì)肉品質(zhì)量影響的相關(guān)研究報(bào)道不多見(jiàn)。

　　用于評(píng)價(jià)冷鮮肉品質(zhì)的生化指標(biāo)很多，主要有揮發(fā)性鹽基氮( TVB－N)、菌落總數(shù)和尸胺含量等，肉制品的pH和保水性也可用作評(píng)價(jià)鮮肉品質(zhì)的重要參考。

　　螺旋輸送理論的相關(guān)研究成果為開(kāi)展絞肉機(jī)螺旋輸送機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了重要理論基礎(chǔ)。適當(dāng)提高螺旋輸送轉(zhuǎn)速可以明顯提高絞肉機(jī)的絞切加工效率，但是否會(huì)對(duì)肉糜的品質(zhì)產(chǎn)生影響并沒(méi)有得到深入研究。本文結(jié)合前期開(kāi)發(fā)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，分別對(duì)不同轉(zhuǎn)速下絞切加工得到的豬肉和牛肉肉糜品質(zhì)狀況進(jìn)行研究，仔細(xì)考察了肉糜的pH、揮發(fā)性鹽基氮(TVB－N)、色澤和保水性等指標(biāo)的變化情況。

　　根據(jù)實(shí)驗(yàn)絞肉機(jī)的主要使用功能范圍，這里重點(diǎn)選擇豬肉和牛肉的絞切加工肉糜為研究對(duì)象。由于實(shí)驗(yàn)周期及持續(xù)時(shí)間比較長(zhǎng)，為了盡可能確保實(shí)驗(yàn)肉料來(lái)源的統(tǒng)一性，本實(shí)驗(yàn)中選用的肉料分別為同一超市銷售的帶皮后腿豬肉和帶筋牛肉。實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備階段，將肉料洗凈瀝干，然后進(jìn)行去皮切塊處理。肉塊寬度約為40mm，大小與絞肉機(jī)喂料口徑相當(dāng);肉料長(zhǎng)度約為80mm，厚度約為20mm。

　　對(duì)于豬肉肉料，處理后仍然含有一定量脂肪成份層，不同部位的肉塊脂肪層含量不一。為盡可能確保肉料絞切加工過(guò)程中負(fù)荷均勻，需要對(duì)肉塊進(jìn)行混合均勻化處理，以避免加工測(cè)試過(guò)程中因脂肪層肉塊過(guò)度集中引起的轉(zhuǎn)速負(fù)載突變現(xiàn)象。

　　HF－22 型絞肉機(jī); SR－90L 型開(kāi)關(guān)磁阻調(diào)速電機(jī)；Testo205肉類pH 測(cè)量?jī)x； STD－XG 型揮發(fā)性鹽基氮速測(cè)儀； BL410S 型分析天平；FYL－YS－100L 型恒溫干燥箱；JZ－300型色差計(jì)。

　　實(shí)驗(yàn)樣本的采集工作主要是在課題組前期開(kāi)發(fā)的絞肉機(jī)螺旋輸送性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行的，如圖1所示。以HF－22 型絞肉機(jī)為考察對(duì)象，實(shí)驗(yàn)時(shí)選用的刀盤孔徑為5 mm。該絞肉機(jī)采用了一體式的驅(qū)動(dòng)和減速系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，為方便螺旋送料機(jī)構(gòu)的安裝固定，在不拆除原有減速機(jī)構(gòu)和電機(jī)的情況下，采用調(diào)速電機(jī)進(jìn)行調(diào)速驅(qū)動(dòng)。

　　采集實(shí)驗(yàn)樣本時(shí)，通過(guò)調(diào)速器調(diào)整電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速，使螺旋輸送機(jī)構(gòu)在設(shè)定的轉(zhuǎn)速工況下工作。每種轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)工況下取樣一次，考慮到絞切加工后肉糜理化性能參數(shù)的測(cè)量需求，稱取1份約( 500±0.5)g肉糜作為測(cè)試原料。樣品采集后，存放約2h后開(kāi)始相關(guān)參數(shù)的第一次測(cè)定。

　　為了表述簡(jiǎn)潔，這里用符號(hào)“Z80”標(biāo)識(shí)螺旋輸送轉(zhuǎn)速為80r/min 時(shí)絞切加工得到的豬肉肉糜樣品，余類推。根據(jù)實(shí)驗(yàn)絞肉機(jī)螺旋軸的實(shí)際工作轉(zhuǎn)速范圍及對(duì)測(cè)試結(jié)果的綜合比較分析，這里選擇具有代表性的樣品數(shù)據(jù)進(jìn)行重點(diǎn)研究。選擇的豬肉肉糜樣品對(duì)應(yīng)的輸送轉(zhuǎn)速分別為80、100、120、140、160r/min，選擇的牛肉肉糜樣品對(duì)應(yīng)的輸送轉(zhuǎn)速分別為0、120、140、160、180r/min。

　　

　　圖1 豬肉絞切加工測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)

　　注: 1.絞肉機(jī)，2. 支座，3. 電子稱，4. 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩測(cè)量?jī)x， 5.電機(jī)調(diào)速器， 6.開(kāi)關(guān)磁阻調(diào)速電機(jī)，7.轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器， 8.肉料。

　　1.3.1 pH 的測(cè)定參照文獻(xiàn)提供的方法，利用便攜式肉類pH 測(cè)量?jī)x測(cè)取肉料樣本的pH，每次在樣本的不同部位進(jìn)行測(cè)量，總計(jì)測(cè)取6 處，取其平均值為該樣本的pH。

　　1.3.2 TVB － N 的測(cè)定依據(jù)分光光度法測(cè)量原理，采用揮發(fā)性鹽基氮速測(cè)儀對(duì)樣本的TVB－N 值進(jìn)行檢測(cè)。每個(gè)樣本測(cè)取3 個(gè)試樣，取其平均值為該樣本的TVB－N 值。

　　1.3.3 持水能力的測(cè)定肉的持水能力是肉品工業(yè)及消費(fèi)者用于評(píng)估食用價(jià)值的重要參數(shù)之一，也稱保水性或持水力。水是畜肉中含量最多的組成成分，肌肉中含水率可達(dá)到75%。肉糜持水能力與肉糜內(nèi)在組織結(jié)構(gòu)的破壞程度密切相關(guān)。對(duì)肉中水分變化機(jī)理的研究是肉品科學(xué)研究熱點(diǎn)之一，目前多是通過(guò)考察加壓系水力、滴水損失、蒸煮損失等參量來(lái)分析肉的持水能力。但這些方法在實(shí)施后都會(huì)對(duì)肉料樣品造成破壞，無(wú)法考察同一樣品持水能力隨貯藏時(shí)間的變化情況。這里采用的是連續(xù)精

　　確測(cè)量自然失重量的實(shí)驗(yàn)分析方法，通過(guò)連續(xù)測(cè)取肉糜樣品在特定存放空間內(nèi)的自然蒸發(fā)失重情況，來(lái)考察不同絞切加工工況下肉糜的持水能力。利用分析天平稱取(20±0.1)g肉糜，并將盛放在燒杯內(nèi)肉糜樣品敞口存放在恒溫干燥箱內(nèi)，存放溫度設(shè)為5℃。測(cè)量時(shí)間間隔為(24±0.5)h，連續(xù)測(cè)量7d。貯藏過(guò)程中肉糜樣品的質(zhì)量損失(Δm，g) 以本次測(cè)量質(zhì)量(m2，g)與1d前測(cè)量質(zhì)量( m1，g) 的差值來(lái)表示，即

　　Δm = m1 －m2      式(1)

　　則質(zhì)量損失率( λ，%) 可表示為

　　           式(2）

　　式中: Δm－ 質(zhì)量損失，g； m1 －1d 前測(cè)量質(zhì)量，g;m2－本次測(cè)量質(zhì)量，g ； λ－質(zhì)量損失率，%。

　　每個(gè)工況下測(cè)取3個(gè)樣本，每次取其平均值為該樣本的測(cè)量結(jié)果值。

　　1.3.4 肉糜色澤的觀察與檢測(cè)  肉糜色澤的變化與其新鮮度狀況密切相關(guān)，也是評(píng)價(jià)肉料品質(zhì)的一項(xiàng)重要指標(biāo)，通常采用色差儀進(jìn)行檢測(cè)分析。本實(shí)驗(yàn)研究中，由于豬肉肉糜中含有的脂肪層不可忽略，肉糜色澤的均勻性難以保證。因此，這里采用圖像目測(cè)法，通過(guò)對(duì)拍攝的豬肉糜照片資料進(jìn)行色澤觀測(cè)分析，考察貯藏過(guò)程中肉糜顏色的變化情況。對(duì)于牛肉肉糜，其顏色均勻性較好，采用色差計(jì)分別對(duì)其明亮度L* 、紅色度a* 和黃色度b* 參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)分析，測(cè)試過(guò)程中每個(gè)樣品至少測(cè)量三個(gè)位點(diǎn)，分別取L* 、a* 和b* 的平均值。

　　肉糜的pH 實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果如圖2 所示。從商場(chǎng)購(gòu)買的實(shí)驗(yàn)用冷鮮肉料已經(jīng)處于成熟階段，蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)發(fā)生分解，微生物生長(zhǎng)同時(shí)代謝酸性物質(zhì)，肉料腐敗過(guò)程中的蛋白質(zhì)在細(xì)菌酶的作用下被分解為氨和胺類堿性物質(zhì)，絞切加工后肉糜的pH 會(huì)隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸升高，如圖2所示。對(duì)比本次實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果數(shù)據(jù)，由于貯藏溫度較低，絞切加工后肉糜的pH 總體比較穩(wěn)定。由圖2 還可以看出，轉(zhuǎn)速對(duì)肉糜pH 影響并不明顯，并且具有一定的隨機(jī)性特征。如圖2a 所示，對(duì)于豬肉肉糜，肉糜的pH 最大值為5.96，出現(xiàn)在第7 d。加工轉(zhuǎn)速為80r/min; 最小值為5.45，出現(xiàn)在加工當(dāng)天，加工轉(zhuǎn)速為100r/min。

　　

　　圖2 肉糜pH 隨貯藏時(shí)間的變化

　　而對(duì)于牛肉肉糜，如圖2b所示，肉糜的pH 最大值為5.99，出現(xiàn)在7d 后，加工轉(zhuǎn)速為180r/min； 最小值為5.55，出現(xiàn)在加工當(dāng)天，加工轉(zhuǎn)速為160 r /min。

　　比較可以發(fā)現(xiàn)，豬肉肉糜的pH 基本上呈緩慢上升趨勢(shì)，最大變化值為0.31。牛肉肉糜的pH 在貯藏前4d時(shí)間內(nèi)變化很小，基本上小于0.15；4d后上升趨勢(shì)明顯，但其pH最大變化均沒(méi)有超過(guò)0.42。

　　肉品中揮發(fā)性鹽基氮(TVB－N)的含量與腐敗程度之間有明確的對(duì)應(yīng)關(guān)系，通常是隨著腐敗的進(jìn)行而明顯增加，因此TVB－N 含量是衡量肉品新鮮度的重要指標(biāo)。參照國(guó)標(biāo)GB2707－2005《鮮( 凍) 畜肉衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》，在對(duì)肉料鮮度評(píng)價(jià)時(shí)按照TVB－N值劃分為3個(gè)等級(jí): 一級(jí)鮮度( TVB－N≤15 mg /100 g) ，二級(jí)鮮度(TVB－N≤25mg/100g) ，變質(zhì)肉(TVB－N＞25 mg /100 g)。圖3所示為不同轉(zhuǎn)速工況下絞切加

　　工得到的豬肉肉糜和牛肉肉糜TVB－N值隨貯藏時(shí)間的變化情況。

　　由圖3 可以看出，隨著貯藏時(shí)間的延續(xù)，各轉(zhuǎn)速下加工得到的兩類肉糜TVB－N 值總體呈上升趨勢(shì)。對(duì)于豬肉肉糜，由圖3a可以發(fā)現(xiàn)，在絞切加工后貯藏2d時(shí)間里，除了Z120樣品TVB－N 值(大小為15.6 mg /100 g) 略微超出一級(jí)鮮度范圍外，其它結(jié)果均符合一級(jí)鮮度要求。貯藏5 d 時(shí)間后，除了Z140樣品TVB－N 值仍符合一級(jí)鮮度標(biāo)準(zhǔn)外，其它樣品均只符合二級(jí)鮮度標(biāo)準(zhǔn)。其中，Z120樣品在貯藏6d后已經(jīng)屬于變質(zhì)肉。牛肉肉糜的TVB－N值保持較好，如圖3b所示，貯藏5d時(shí)間里，所有肉糜樣本測(cè)試結(jié)果均符合一級(jí)鮮度要求。

　　

　　圖3 肉糜TVB－N 隨貯藏時(shí)間的變化

　　由圖3還可以看出，轉(zhuǎn)速對(duì)兩類肉糜TVB－N值的影響沒(méi)有呈現(xiàn)出明顯的規(guī)律性?？傮w來(lái)看，豬肉肉糜的Z140 樣品TVB－N 值的變化相對(duì)比較穩(wěn)定，該樣品在貯藏7 d 后才變成二級(jí)鮮度肉; 牛肉肉糜的Z160樣品TVB－N值總體偏小，其保鮮能力稍好于其它幾種情況。這說(shuō)明，從絞切加工后豬肉肉糜和牛肉肉糜新鮮度的保持情況來(lái)看，實(shí)驗(yàn)樣機(jī)相應(yīng)的最佳螺旋輸送轉(zhuǎn)速為分別140r/min和160r/min。

　　各肉糜樣本的水分質(zhì)量損失如圖4 所示。

　　

　　圖4 肉糜水分質(zhì)量損失

　　由圖4 可以看出，對(duì)于同一類肉糜，不同轉(zhuǎn)速下得到的樣本水分質(zhì)量損失隨貯藏時(shí)間的變化趨勢(shì)十分接近，螺旋軸輸送轉(zhuǎn)速不會(huì)對(duì)肉糜持水能力產(chǎn)生明顯影響。在貯藏第1d后，兩類肉糜水分損失均達(dá)到最大，而在貯藏2d后，肉糜的水分損失及損失率變化情況則相對(duì)比較平穩(wěn)。

　　對(duì)于豬肉肉糜，如圖4a所示，最大質(zhì)量損失為0.863g，對(duì)應(yīng)最大損失率約為4.29%。貯藏2d后，測(cè)試結(jié)果變化比較平穩(wěn)，質(zhì)量損失約為0.55 g左右，損失率約為3.0%左右。通過(guò)比較還可以發(fā)現(xiàn)，Z14樣品的水分損失情況變化最為平穩(wěn)，貯藏2d后的水分質(zhì)量損失最大值為0.592g，最小值為0.520g，相應(yīng)的損失率數(shù)值分別為2.81%和3.06%。

　　對(duì)于牛肉肉糜，如圖4b所示，在貯藏第1d后，肉糜水分損失最大，最大質(zhì)量損失為0.863g，最大損失率約為4.29%。貯藏2d后，肉糜的水分質(zhì)量損失穩(wěn)定在0.32g 左右，損失率約為1.53%。此時(shí)，Z160樣品的水分損失情況變化最為平穩(wěn)，貯藏2d后的水分質(zhì)量損失最大值為0.202g，最小值為0.148g，相應(yīng)的損失率數(shù)值分別為1.01%和0.748%。

　　為考察轉(zhuǎn)速對(duì)豬肉肉糜色澤的影響，這里通過(guò)圖像目測(cè)法對(duì)各轉(zhuǎn)速下肉糜色澤在貯藏過(guò)程中的變化情況進(jìn)行考察。溫度越低，豬肉色澤變化越不明顯，為增強(qiáng)觀察效果，這里重點(diǎn)對(duì)貯藏溫度為15℃時(shí)的情形進(jìn)行分析。觀測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)速對(duì)豬肉肉糜色澤變化影響不明顯，研究結(jié)論與前面TVB－N等參數(shù)的測(cè)量分析情況基本相對(duì)應(yīng)。豬肉糜在貯藏2d后多能保持較好的色澤度。在貯藏3d后，肉糜的光澤開(kāi)始變暗，濕潤(rùn)度降低; 到第4d，局部肉糜的顏色開(kāi)始變成淺綠，肉糜已初步發(fā)生變質(zhì)。在貯藏5d后，肉糜變質(zhì)現(xiàn)象明顯，片狀區(qū)域的肉糜整體呈現(xiàn)淺綠色，圖5所示分別反映了貯藏1、3和5d后豬肉肉糜色澤的變化情況，相應(yīng)螺旋輸送轉(zhuǎn)速為80r /min。

　　

　　圖5 豬肉糜色澤的變化(15℃)

　　圖6 所示為牛肉肉糜色澤相關(guān)的明亮度L* 、紅色度a*和黃色度b*的測(cè)試結(jié)果。

　　由圖6可以看出，轉(zhuǎn)速的差異性對(duì)牛肉肉糜色澤度影響也不明顯，但經(jīng)過(guò)絞切加工以后，牛肉肉糜的亮度值均明顯高于未加工的原料牛肉，而紅色度a*明顯偏低于原料肉，黃色度b*沒(méi)有明顯發(fā)生變化。同時(shí)，還可以看出，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，牛肉肉糜的亮度L*、紅色度a*和黃色度b*總體上呈緩慢下降的趨勢(shì)。由圖6b和圖6c還可以發(fā)現(xiàn)，部分肉糜樣本的紅色度a*和黃色度b*在貯藏期間呈現(xiàn)先升高后緩慢降低的趨勢(shì)。這主要是由于開(kāi)始時(shí)牛肉處于有氧狀態(tài)下肌紅蛋白和氧氣發(fā)生反應(yīng)暫時(shí)生成不穩(wěn)定的鮮紅色氧合肌紅蛋白，然后隨著氧氣的消耗，同時(shí)生成CO2等其他產(chǎn)物，形成低氧分壓環(huán)境，氧合肌紅蛋白變成高鐵肌紅蛋白，導(dǎo)致牛肉的色澤逐漸變暗。

　　紅色度a*值的變化能較好的反映牛肉的色澤穩(wěn)定性，通過(guò)對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，Z160 樣品的紅色度a*值變化最為平穩(wěn)，其最大值為12.07，最小為8.13。據(jù)此，可以推斷轉(zhuǎn)速為160r/min時(shí)絞切加工得到的牛肉肉糜色澤保持能力要優(yōu)于其它幾種果。

　　綜合前面各肉糜樣品理化性能參數(shù)等的實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析可以看出，螺旋輸送轉(zhuǎn)速對(duì)肉糜的加工品質(zhì)的影響并不明顯，并且，這種影響往往呈現(xiàn)一定的不確定性。但是，通過(guò)比較可以發(fā)現(xiàn)，在肉料的絞切加工過(guò)程中，必然存在一個(gè)最佳的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)速工況。對(duì)于實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，轉(zhuǎn)速為140r/min 時(shí)獲取的豬肉肉糜加工品質(zhì)最為理想，而對(duì)于牛肉的最佳驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)速是160r/min。

　　研究結(jié)果表明，轉(zhuǎn)速對(duì)肉糜pH 和TVB－N 值的影響并不明顯。并且，肉糜的pH和TVB－N值均呈現(xiàn)緩慢上升趨勢(shì)。

　　

　　圖6 牛肉糜色澤的變化(10℃)

　　研究表明，螺旋軸輸送轉(zhuǎn)速不會(huì)對(duì)肉糜持水能力產(chǎn)生明顯影響，對(duì)于同一類肉糜，不同轉(zhuǎn)速下得到的樣本水分質(zhì)量損失隨貯藏時(shí)間的變化趨勢(shì)十分接近。在貯藏第1d后，兩類肉糜水分損失均達(dá)到最大，而在貯藏2d后，肉糜的水分損失及損失率變化情況則相對(duì)比較平穩(wěn)。轉(zhuǎn)速對(duì)肉糜色澤變化影響不明顯，研究結(jié)論與前面理化性能參數(shù)的測(cè)量分析情況基本相對(duì)應(yīng)。

　　綜合分析表明，在肉料的絞切加工過(guò)程中必然存在一個(gè)最佳的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)速工況。對(duì)于實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，轉(zhuǎn)速為140r/min 時(shí)獲取的豬肉糜加工品質(zhì)最為理想，而對(duì)于牛肉的最佳驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)速是160r/min。