摘要：目的 探究不同冷卻方式對雞肉水分分布、蛋白質變性等理化性質的影響。方法 分析風冷、真空冷卻和浸沒式真空冷卻對雞肉的冷卻速率、pH、色差、質構等指標的影響，通過低場核磁共振和差式掃描量熱技術分析冷卻后雞肉中水分分布和肌蛋白的變化。結果 風冷的冷卻速率最慢，肉色暗沉，且質量損失率高，硬度和剪切力也較大；真空冷卻的冷卻速率最快，肉色較為鮮艷，其質量損失率、硬度和剪切力也最大；浸沒式真空冷卻能有效減小雞肉的質量損失率（P＜0.05），肉色最鮮艷，彈性和回復性也最好。通過差式掃描量熱法分析可知，3種冷卻方式下肌蛋白的變性焓均減小，風冷組的肌球蛋白、肌漿蛋白和肌動蛋白降解最多，真空冷卻組的蛋白降解較風冷組更好，浸沒式真空冷卻組的蛋白降解最小，與對照組無顯著差異；由低場核磁共振分析可知，風冷組不易流動水組分顯著降低（P＜0.05），自由水顯著增加（P＜0.05），真空冷卻自由水組分顯著降低（P＜0.05），浸沒式真空冷卻后雞肉中水分分布與對照組無顯著差異。結論 浸沒式真空冷卻彌補了真空冷卻不足，在一定程度上提高了雞肉品質。

　　關鍵詞：冷卻方式；浸沒式真空冷卻；品質；差式掃描量熱儀；低場核磁共振

　　當前，消費者對禽肉冷鮮產品的品質要求越來越高。宰后處理的方式和條件對禽肉冷鮮產品的品質有較大影響。溫度是影響食品質量和安全的重要參數，胴體在解僵成熟過程中，肌肉組織會發(fā)生多種復雜的生化反應，環(huán)境溫度將直接影響各類反應速度。宰后胴體預冷方式和冷卻速率對冷鮮雞的品質至關重要。

　　采用傳統(tǒng)的風冷技術（Air Cooling，AC）對肉制品進行冷卻時，耗時長且產品的品質較低。真空冷卻（Vacuum Cooling，VC）是將樣品放置在低壓環(huán)境中，使其內外自由水氣化，通過沸騰傳熱以實現(xiàn)快速降溫的一種冷卻方式，其能大大提高冷卻后產品的品質，近年來被廣泛應用于熟肉制品和果蔬等的快速冷卻。VC存在的質量損失率高、樣品表面硬度增加等不足限制了VC在食品工業(yè)的廣泛應用。浸沒式真空冷卻（Immersion Vacuum Cooling，IVC）將水蒸發(fā)、熱傳導和熱對流這3種傳熱方式整合，相比傳統(tǒng)冷卻方式，它可實現(xiàn)較高的冷卻速率，并有效解決真空冷卻后質量損失率高的問題，提高冷卻后食品的品質。近年來，IVC被廣泛應用于熟肉制品。程巧芬等對豬肉火腿的研究發(fā)現(xiàn)，經IVC處理的豬肉火腿，其冷卻后的質量損失率可降至6.99%，僅為VC的51%。馮朝輝等研究結果顯示，IVC可以延長食品的貨架期。

　　目前，大多數IVC研究集中在水分遷移對食品品質和理化性質的影響，對冷卻后蛋白質變性和保水性的研究相對較少。對于冷鮮肉，肌蛋白降解程度和保水性是影響品質的關鍵指標。文中采用低場核磁共振儀（Low Field Nuclear Magnetic Resonance，LF-NMR）和差式掃描量熱儀（Differential Scanning Calorimeter，DSC）測量雞肉中水組分的變化，以及蛋白質變性過程中溫度和能量的變化，分析不同冷卻方法對雞肉中水分分布和蛋白質變性的影響，探討不同冷卻方式對雞肉品質的影響。

　　1  實驗

　　主要實驗材料：選取商業(yè)飼養(yǎng)場批次相同的喂養(yǎng)70～90d的活體三黃雞6只，質量為1.5～2.0kg，宰前禁水禁食12 h。將活雞宰殺后，迅速運至實驗室，取其雞大胸肉，分為對照組和實驗組，對照組是新鮮雞肉，實驗組分別進行AC，VC，IVC處理。AC組直接在企業(yè)冷卻間進行冷卻；VC組的真空泵抽速為2L/s，終壓為600Pa；IVC組真空系統(tǒng)控制參數與VC組一致，冷卻時將肉放在22℃的純凈水中，水剛淹沒雞肉為宜。3種冷卻方式均以肉中心溫度達到4℃后停止冷卻，標號測定不同處理組樣品的各項指標。

　　主要實驗儀器：雙變頻真空預冷機，課題組自制；HH-1恒溫水浴鍋；T型熱電偶，溫度精度為±0.1℃；TA-XT2i質構儀；CR-400色差儀；PHS-3CpH計；LXJ-B離心機；差式掃描量熱儀DSC200F3，溫度精度為0.1℃；PQ001核磁共振分析儀。

　　1.2  試驗方法

　　1.2.1  降溫速率

　　AC組的溫度監(jiān)測由溫濕度記錄儀測定，冷卻間冷風的溫度為0～2℃，將筆插

　　式溫度計插入雞胸內部測定冷卻終溫。VC和IVC組利用真空冷卻機所配置的T型熱電偶測定，溫度精度為±0.1℃，探頭直徑小于3mm。冷卻終溫定為4℃，每組取3 個樣品，結果取其平均值。

　　1.2.2  質量損失率測定

　　不同冷卻方式下，冷卻前后分別標號并稱量記錄。

　　                                    （1）

　　式中：m0為冷卻前樣品質量；m1為樣品冷卻后質量。

　　1.2.3  pH值測定

　　取同一部位10.0g雞肉絞碎，稱取3.0g，加入30mL蒸餾水，勻漿15s，間隙10s，重復2次，靜置5min 后取上清液，將pH 計電極插入勻漿液測定，每個測試樣品重復3次，記錄測量值并取平均值。

　　1.2.4  色差測定

　　使用自動色度計測量冷藏雞肉樣品的顏色。在使用之前，采用儀器隨附的白色校準板對儀器進行校準。校對亮度值L*（從黑色0到白色100），綠紅色色度值a*（從綠色?60到紅色+60）和藍黃色色度值b*（從藍色?60到黃色+60）。每個測試樣品重復3次，記錄測量值并取平均值。

　　1.2.5  質構測定

　　沿雞肉肌纖維方向修切成長方體樣品（1.5cm×1cm×1cm），使用TA-XT2i質構儀圓形探頭測定。

　　1.2.5.1  TPA測定

　　將樣品在相對濕度為(80±4)%，溫度為(25±1)℃的環(huán)境下放置0.5 h，測定樣品的硬度、彈性、咀嚼性和回復性，每個肉樣重復測定3次，取平均值。設定參數：測前速度為3.00mm/s，測中速度為1.00mm/s，測后速度為1.00mm/s，壓縮比為50%，2次下壓間隔時間為5.0s，負載質量為5.0g，每個測試樣品重復做3次實驗，記錄測量值并取平均值。

　　1.2.5.2  剪切力測定

　　雙片刀（間距為1.0cm）沿肌纖維方向分切成多個小肉柱（1cm× 1cm×3cm），選擇楔形探頭和Warner-Bratzler shear force blade 模式，剪切速度設為0.83mm/s，沿肌纖維垂直方向剪切肉柱，記錄剪切力值，每組測試樣品重復做3 次實驗，取其平均值。

　　1.2.6  熱物性測定

　　取16～18mg 樣品，放入鋁制樣品盤中密封后，迅速放入DSC分析儀中，在30℃下平衡2min。從30℃開始分別以2，3，5℃/min 升到90℃，確定1個最佳的掃描升溫速度。以此溫度速率進行升溫，分別得到各組的熱流曲線，再用DSC-Analysis 軟件分析圖譜，分別計算各組的變性溫度和變性焓。每組3個樣品，記錄測量值并取平均值。

　　1.2.7  雞肉中水分分布的測定

　　取2g樣品，放入核磁儀中進行測定。核磁測定參數：溫度為32℃，質子共振頻率主頻為22MHz，自旋-自旋弛豫時間t2用CPMG 序列進行測量，回波時間τ值（90°脈沖和180°脈沖之間的時間）為200μs，重復間隔時間為1800ms，重復采樣4次，回波數量為800，每個測試樣品重復做3次實驗。弛豫時間用t20，t21，t22表示，對應峰面積用P20，P21，P22表示。

　　1.2.8  數據處理

　　使用SPSS 18.0進行one-way ANOVA單因素方差分析，用Duncan多重比較分析差異的顯著性，數據表示為平均值±標準差（n=3），P＜0.05被認為是顯著的。

　　2  結果與分析

　　由圖1可知，樣品的中心溫度冷卻到終溫時，AC組、VC組和IVC組所用時間分別為38，12，23min，平均降溫速率分別為0.42，1.5，0.93℃/min。VC的降溫速率是AC的3.5倍，IVC的降溫速率是AC的2.2倍。3種冷卻方式的降溫速率先快后慢，這是由于隨著冷卻的進行溫差變小，VC組尤為明顯。由于傳熱機理不同，AC通過對流傳熱將冷風溫度從樣品外側向內傳導，使雞肉冷卻；VC靠自身水分的蒸發(fā)而降溫，其冷卻速率更快；由于IVC利用熱傳導和熱對流相結合的冷卻方式，所以其冷卻速率介于兩者之間。預冷開始階段樣品溫度較高，水分含量較高，冷卻降溫速率較快，水分逐漸蒸發(fā)后，樣品與環(huán)境的溫差減小，冷卻速率降低。

圖1  3種冷卻方式的降溫速率

　　2.2  冷卻方式對質量損失率的影響

　　由圖2可知，AC 組、VC組和IVC組質量損失率分別為(3.72±0.23)% ， (5.61±0.18)% ，?(0.23±0.12)%。AC組的質量損失率介于VC組和IVC組之間，可能是長時間的冷風冷卻導致表面水分蒸發(fā)的原因；VC組的質量損失率最大，這是由于VC組溫度的下降主要依靠雞肉自水分的蒸發(fā)，因此冷卻后的質量損失顯著高于其他組；IVC組的質量損失率為負值，可能是冷卻過程中，將雞肉浸泡在水中，其周圍液體阻礙了水分的蒸發(fā)，冷卻結束后真空室壓力回升，差壓使部分水滲入樣品，故冷卻后質量上升。綜上可知，經IVC處理后雞肉的質量損失率最低。

　　2.3  冷卻方式對pH的影響

　　pH值直接影響著肉的嫩度和保水性等品質參數，從而影響肉制品的貨架期。在一定范圍內，pH值越高，肉的保水性越好。由圖3 可知，對照組、AC組、VC組和IVC組的pH值分別為5.76，5.51，5.66，5.73。與對照組相比，冷卻后雞肉的pH值均有所下降，其中AC 組顯著降低（P＜0.05），VC組和IVC組與對照組相比沒有顯著性差異（P＞0.05）。AC組的冷卻時間最長，肌肉的糖酵解速度較快，乳酸積累較多，導致pH 值的差異最顯著。楊若波等對豬肉持水性的研究表明，pH值在短時間內急劇下降，使肉的持水性降低，汁液損失嚴重，很大程度上降低了肉的品質，進而極易形成PSE肉。對比3種冷卻結果可知，IVC能有效緩解pH值的降低。

圖2  不同冷卻方式對雞肉質量損失率的影響

圖3  不同冷卻方式對雞肉pH的影響

　　2.4  冷卻方式對色差的影響

　　不同冷卻方式下雞肉的L*值、a*值和b*值見表1。與對照組相比，風冷組和VC組的L*值顯著降低（P＜0.05），a*值和b*值顯著升高（P＜0.05），IVC組雞肉的L*值顯著增加（P＜0.05），a*值和b*值雖然有所降低但是沒有發(fā)生顯著性變化（P＞0.05）。這可能是因為風冷組和VC組失水較多，色素累積，導致L*值降低，a*值和b*值升高。由于IVC組在冷卻過程中，肉塊始終浸沒在水中，因此冷卻后肉塊表面L*值顯著增加，a*值和b*值減小。

　　2.5  冷卻方式對質構的影響

　　由表2可知，與對照組相比，AC組和VC組雞肉的硬度、咀嚼性和剪切力都顯著升高（P＜0.05），彈性和回復性顯著降低（P＜0.05）。IVC組肉的彈性顯著增加（ P＜0.05 ），咀嚼性和剪切力顯著減?。≒＜0.05），其余質構指標均與對照組沒有顯著性差異（P＞0.05）。風冷組由于冷卻過程中表面失水，導致硬度和剪切力顯著升高。雖然VC組冷卻耗時短，但是冷卻過程水分蒸發(fā)導致失水較多，同樣造成冷卻后硬度和剪切力上升。IVC組雞肉周圍的浸沒液阻礙了水分的蒸發(fā)，樣品失水較少，冷卻后肉的彈性和回復性與其他實驗組相比較好。

表1  不同冷卻方式對色差的影響

　　注：L*為亮度，a*為紅度，b*為黃度；同列不同字母表示顯著差異（P＜0.05）

表2  冷卻方式對質構的影響

　　注：同列標不同字母表示差異顯著（P＜0.05）

　　2.6  冷卻方式對肌蛋白的影響

　　變性溫度反映了蛋白質穩(wěn)定性，變性溫度越高，其穩(wěn)定性也高；變性焓值反映了雞肉蛋白質的變性程度，變性焓值越小，蛋白質變性越嚴重，抗變性能力越弱。結果顯示，采用5℃/min 的升溫速率可得到雞肉蛋白3個完整的峰（圖4）。文獻顯示，峰I代表肌球蛋白頭部變性而引起的熱流變化，峰II代表肌球蛋白尾部和肌漿蛋白變性引起的熱流變化，峰III代表肌動蛋白變性引起的熱流變化。

圖4  雞胸肉蛋白質的DSC熱流圖

　　由表3可知，除IVC組外，不同的冷卻方式對雞肉肌球蛋白、肌漿蛋白和肌動蛋白的變性溫度和變性焓值均存在顯著性差異（P＜0.05）。與對照組相比，實驗組的變性焓值均減小，表明在冷卻過程中，3種蛋白質均發(fā)生不同程度的變性。IVC組的變性焓和變性溫度也有所減小，與對照組相比均沒有顯著性差異，說明IVC后蛋白質的變性程度較小。對豬肉的研究顯示，肌球蛋白頭部對溫度最敏感，肌球蛋白尾部和肌漿蛋白對pH的變化較為敏感。AC組早期降溫速度慢，蛋白酶活性高，使雞肉處于一個低pH值和相對高溫的狀態(tài)，導致AC組蛋白質變性最為嚴重。另外，AC組冷卻時間較長，也可能導致蛋白質尤其是肌球蛋白的變性。

　　2.7  冷卻方式對水分分布的影響

　　不同預冷方式的雞胸肉弛豫信號衰減的反演圖譜見圖5，以橫向弛豫時間（t2）的變化及其峰面積來衡量樣品中水分的分布。由圖5可知，1～10ms的峰t2b代表與大分子緊密結合的水，稱為結合水；10～100ms的峰t21代表與肌原纖維內截留的不易流動水；t22表示肌束間和肌漿蛋白中的自由水。弛豫時間可表示水分的自由度，弛豫時間越長說明水與底物的結合越松散?？梢酝ㄟ^雞肉馳豫時間的變化來反映冷卻過程中雞肉內部水分遷移變化的規(guī)律。圖5顯示與對照組相比，風冷組的弛豫時間顯著增加，峰值后移；IVC組的弛豫時間顯著減小，峰值前移；VC組與對照組沒有顯著變化。

表3  不同冷卻方式處理后雞肉的DSC參數

　　注：同列標不同字母表示差異顯著（P＜0.05）

圖5 不同預冷方式的雞胸肉弛豫信號衰減的反演圖譜

　　不同冷卻方式下，t2及其相對面積的影響見表4，P2b，P21，P22表示3種狀態(tài)水的相對面積，代表樣品中不同組分水的相對含量。由表4可知，與新鮮肉相比，3種不同冷卻方式下，t2b變化不明顯，且其相對面積也沒有顯著變化，說明冷卻方式對雞肉結合水的影響較小。IVC組t21顯著降低，且相對峰面積顯著減小，這說明IVC處理后，樣品中不易流動水減少。自由水相對峰面積顯著增加，可能是因為IVC組樣品吸收的水以游離的形式存在，導致冷卻后自由水所占的比例增加，從而使得原本占比很大的不易流動水的比例顯著下降。風冷組t21顯著增加，且這部分水的相對峰面積顯著減小，可能是風冷后雞肉的不易流動水自由度增大，逐漸轉化為自由水。風冷組pH值較低，肌纖維受損，肌纖維間的通透性增加，增大了自由水占比。實驗結果表明，快速冷卻能顯著提高雞肉的持水力和保水性。

表4  冷卻方式對雞胸肉中水分的影響

　　注：同列標不同字母表示差異顯著（P＜0.05）

　　3  結語

　　以三黃雞為研究對象，采用AC，VC，IVC這3種冷卻方式，對比分析了冷卻效果（降溫速率、質量損失率）、冷卻后雞肉品質（pH值、色差和質構），并且使用DSC和LF-NMR技術分析了冷卻后雞肉中蛋白質、水分分布和各組分的變化，探討了不同冷卻方式對冷鮮雞品質的影響。得出以下結論。

　　1）VC組降溫速率最快但質量損失率較大，不利于企業(yè)的生產效益，IVC能明顯地改善這一問題，且降溫速率比風冷更快。

　　2）VC組和IVC組能顯著延緩雞肉pH值的降低，說明較大的降溫速率能有效緩解pH的降低。經IVC處理的雞肉外表更光鮮，銷售品相更好，且IVC處理后雞肉的彈性和剪切力顯著優(yōu)于對照組，可以較好地改善冷鮮雞肉的品質。

　　3）不同冷卻方式處理后，VC和IVC能有效地抑制雞胸肉蛋白質的變性，更有利于提高雞肉的保水性。根據冷卻后雞肉中水分NMR 的弛豫變化規(guī)律可知，VC和IVC具有較低的t2，冷卻速率增加能顯著提高雞肉的保水性和持水力。

　　VC和IVC這2種冷卻方式都能在一定程度上改善雞肉品質，在實際的生產過程中，要根據食品品質特性選擇更合適的冷卻方法。對于冷鮮肉，采用多種冷卻方式共同處理可改善雞肉的感官品質；水分是影響冷鮮雞品質的重要因素，可通過石蠟切片從微觀結構上綜合分析冷卻對雞肉品質的影響。