真空冷卻-浸入式真空冷卻對(duì)白煮雞腿品質(zhì)影響

杜 穎，袁曉龍，景 云，姚學(xué)軍，薛 勇，劉 毅，李興民，*

（1.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院，北京 100083；2.昌平區(qū)動(dòng)物疫病預(yù)防控制中心，北京 102200）

如今低溫熟肉制品在肉制品市場(chǎng)中份額逐漸增大，如醬牛肉、豬肉等[1-3]。傳統(tǒng)的冷卻技術(shù)如風(fēng)冷、水冷等耗時(shí)長、降溫速度不均勻、需要介質(zhì)等缺點(diǎn)[4-6]。正由于傳統(tǒng)冷卻技術(shù)的缺點(diǎn)，真空冷卻技術(shù)由于其快速降溫的特點(diǎn)在果蔬、糧食等加工過程中應(yīng)用逐漸增多，在熟肉制品中的應(yīng)用也是逐年遞增，尤其是牛肉及豬肉等大塊肉的冷卻。

美國農(nóng)業(yè)部（United StatesDepartmentof Agriculture，USDA）在1999年對(duì)熟肉制品的冷卻要求是在1.5h內(nèi)將中心溫度從54.4℃降溫至26.6℃，并且5h內(nèi)需將肉制品的中心溫度降到4℃。冷卻過程中肉品應(yīng)快速通過50～12℃這個(gè)溫度范圍，因?yàn)樵谶@個(gè)溫度范圍內(nèi)微生物生長繁殖速率較快，對(duì)肉品微生物安全起到不利影響[7]，然而傳統(tǒng)冷卻技術(shù)冷卻大塊肉制品很難達(dá)到這個(gè)要求[8]。

真空冷卻技術(shù)通過自身水分蒸發(fā)而降溫，這一特點(diǎn)會(huì)導(dǎo)致冷卻的物料由于水分蒸發(fā)而質(zhì)量損失過多，但能達(dá)到快速降溫的要求；浸入式真空冷卻降溫速度略慢，但是由于冷卻的物料浸入溶液中所以水分損率較低。將兩種冷卻方式結(jié)合即真空冷卻-浸入式真空冷卻可以綜合兩者的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)水煮豬肉冷卻研究表明，真空冷卻-浸入式真空冷卻與真空冷卻比較降低了質(zhì)量損失，與浸入式真空冷卻相比提高了冷卻速率[2]，目前大多認(rèn)為小塊肉塊制品適合傳統(tǒng)冷卻技術(shù)快速降溫[9]。目前對(duì)真空冷卻技術(shù)的研究主要是在大塊肉塊的研究上，對(duì)小塊肉塊的真空冷卻及改良真空冷卻技術(shù)的研究較少。本實(shí)驗(yàn)以煮熟的小塊肉塊即白煮雞腿為對(duì)象，探究改良真空冷卻方法即真空冷卻-浸入式真空冷卻與真空冷卻、浸入式真空冷卻、傳統(tǒng)冷卻方法的冷卻效果及產(chǎn)品品質(zhì)有何差異。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

原料肉 選自北京華都肉雞有限公司冰鮮琵琶腿，用探針式肉品pH計(jì)插入雞腿中測(cè)定pH，重復(fù)測(cè)量3次，僅pH在5.5～6.0之間、重量140～160g的雞腿可用。

CR-400色差儀 日本柯尼卡美能達(dá)集團(tuán)；RS-400真空包裝機(jī) 北京日上公司；DHG-9071A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海一恒科技有限公司；CT-3質(zhì)構(gòu)儀 美國Brookfield公司；YY-300冷藏箱 沈陽市醫(yī)療設(shè)備廠；PRx-350真空冷卻機(jī) 溫州貝諾機(jī)械有限公司；FE20固體pH探頭 梅特勒-托利多儀器有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 雞腿的處理 將冰鮮雞腿放入冷水中煮沸至探針溫度計(jì)測(cè)定雞腿物理中心的溫度到達(dá)72℃，瀝水30s后立即進(jìn)行冷卻直至中心溫度到達(dá)10℃，共有水冷（WC）、風(fēng)冷（AB）、真空冷卻（VC）、浸入式真空冷卻（IVC）、真空冷卻-浸入式真空冷卻（VC-IVC）5組。記錄下冷卻前和冷卻后雞腿的重量。

AB過程中將雞腿置于冷藏箱（4±0.5）℃中，風(fēng)速2m3/s。WC將雞腿置于（4±0.5）℃的恒溫冷水浴中，冷卻結(jié)束后瀝水30s。雞腿在VC、IVC和VC-IVC時(shí)雞腿放置于真空室的支架上，且1.5min內(nèi)真空室真空度達(dá)到10MPa，VC時(shí)樣品全過程處于真空環(huán)境中；IVC過程中樣品完全浸入于（4±0.5）℃水滅菌水中；VC-IVC時(shí)雞腿置于真空室中開啟真空泵，將雞腿從72℃真空降溫至35℃，關(guān)閉真空泵并將真空室中快速導(dǎo)入10℃冰水，使雞腿完全浸入冰水（4±0.5）℃中，再次開啟真空泵使真空室內(nèi)產(chǎn)生真空環(huán)境，在浸入式真空冷卻環(huán)境下冷卻至終點(diǎn)，VC-IVC的兩種冷卻方式轉(zhuǎn)換的時(shí)間在1min內(nèi)。冷卻后樣品立即進(jìn)行指標(biāo)測(cè)定，微生物樣品采用真空包裝并貯存于（4±0.5）℃的恒溫箱中。

1.2.2 冷卻速率和質(zhì)量損失的計(jì)算 將連接溫度顯示的溫度探頭插入雞腿肉最厚的部位至4cm左右并不接觸雞腿骨為宜，每30s系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)時(shí)一次作為中心溫度記錄，直至樣品從72℃冷卻到10℃為止。

式中，T1為冷卻前的溫度；T2為冷卻后的溫度；H為冷卻共用的時(shí)間。

式中，m1為冷卻前質(zhì)量；m2為冷卻后質(zhì)量。

1.2.3 色差的測(cè)定 取冷卻的雞肉樣品立即用手持色差儀對(duì)雞肉表皮三個(gè)不同點(diǎn)進(jìn)行色差儀測(cè)量，樣品無需絞碎，將鏡頭對(duì)準(zhǔn)樣品的測(cè)量部位進(jìn)行測(cè)定，每次測(cè)量前需校準(zhǔn)色差儀。采用CIE（International Commission on Illumination，國際照明委員會(huì)）L*、a*、b*顏色體系。

1.2.4 剪切力測(cè)定和質(zhì)構(gòu)測(cè)定 將平行于肌肉纖維的大小為10mm×10mm×30mm的肉條在室溫25℃下放置0.5h直至肉條溫度為室溫，質(zhì)構(gòu)儀配備Warner-Bratzler刀頭以4mm/s的速度進(jìn)行剪切。

質(zhì)構(gòu)儀配備質(zhì)構(gòu)TA-CTP探頭，室溫下10mm×10mm×10mm的肉塊在5mm/s的速度、4mm的目標(biāo)距離的條件下進(jìn)行測(cè)定。測(cè)量指標(biāo)包括硬度、彈性、粘性、膠粘性和咀嚼性。

1.2.5 pH的測(cè)定 將冷卻的雞腿立即進(jìn)行pH測(cè)定，將固體pH計(jì)探頭插入雞肉中完全沒入探頭測(cè)定雞肉的pH，選擇pH的大小為6.0±0.2的雞腿作為樣品進(jìn)行貯藏，雞肉類制品在低溫條件下貯藏期為7～11d[10]，故將本實(shí)驗(yàn)貯藏期定為一個(gè)星期，每天測(cè)定pH數(shù)據(jù)并記錄。

1.2.6 數(shù)據(jù)分析 本實(shí)驗(yàn)每組冷卻方式有12個(gè)樣品，所有的測(cè)定均重復(fù)三次，取平均值，數(shù)據(jù)采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示。分析采用SPSS 17.0的單因素方差分析，鄧肯檢驗(yàn)法檢驗(yàn)差異，以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同冷卻方式對(duì)冷卻速率的影響

真空冷卻-浸入式真空冷卻（VC-IVC）、真空冷卻（VC）、浸入式真空冷卻（IVC）、風(fēng)冷（AB）和水冷（WC）對(duì)白煮雞腿冷卻所得的溫度曲線見圖1。

圖1 五種冷卻方式所得的溫度曲線Fig.1 Temperature profile of five different cooling methods

圖1所示，VC-IVC在最短的時(shí)間將雞腿的中心溫度從72℃降到10℃，需要的時(shí)間為31min，VC耗時(shí)為78min，IVC與AB耗時(shí)相同，均為100min，WC耗時(shí)最長，需要172min。USDA提到的微生物危險(xiǎn)溫度區(qū)間[3]，VC-IVC通過的時(shí)間最短，其次是VC、IVC和AB，可以完全達(dá)到在1.5h內(nèi)快速通過的這一嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)，WC用時(shí)172min，不符合USDA的標(biāo)準(zhǔn)。VC-IVC可以很好的滿足食品的安全方面的要求。

2.2 不同冷卻方式的冷卻速率和質(zhì)量損失

VC-IVC、VC、IVC、AB和WC五種不同的冷卻方式冷卻速率和質(zhì)量損失見表1。

由表1可得，不同的冷卻方式的質(zhì)量損失之間均有顯著性差異，VC、AB和VC-IVC的質(zhì)量損失不斷減小且質(zhì)量損失是正數(shù)，而IVC和WC的冷卻損失是負(fù)數(shù)，即質(zhì)量比冷卻前有所增加，這對(duì)于生產(chǎn)商是有利的[11-12]。這也許與冷卻過程中接觸水的時(shí)間長短有一定的關(guān)系，VC-IVC、IVC和WC的冷卻速率依次減小，浸泡在水中的時(shí)間是依次增大的，樣品的質(zhì)量損失依次減小。在冷卻過程中水通過孔隙浸入樣品中，隨著浸入時(shí)間的延長浸入的水也增加，造成不同的質(zhì)量損失。VC與AB在冷卻過程中不接觸水，真空冷卻依靠自身的水分蒸發(fā)降低溫度，質(zhì)量損失大[13]。不同冷卻方式的冷卻速率與圖1得出的耗時(shí)相對(duì)應(yīng)，VCIVC的冷卻速率最大，WC的冷卻速率最小，這與水煮豬肉中得到的VC冷卻速率最大，VC-IVC其次有所不同[2]，主要原因可能是與質(zhì)量大于1kg的大塊豬肉相比，雞腿上附著的雞皮對(duì)水分的蒸發(fā)有阻礙作用，而浸入式真空冷卻過程中樣品浸沒在（4±0.5）℃的水中，由于樣品中的水分相對(duì)較多，外界環(huán)境中的水不能很好的進(jìn)入樣品中，所以在VC-IVC的VC階段中水分蒸發(fā)到一定階段受到阻礙開始減緩[9]，IVC由于VC階段水分散失而使水分?jǐn)y帶較冷的溫度浸入雞腿中，起到快于VC、IVC的效果。

表1 不同冷卻方式對(duì)冷卻速率和質(zhì)量損失的影響Table 1 Cooling rate and mass loss of different cooling methods

2.3 不同冷卻方式對(duì)白煮雞腿色澤的影響

VC-IVC、VC、IVC、AB和WC五種不同的冷卻方式對(duì)白煮雞腿的色澤影響見表2。

表2 不同冷卻方式對(duì)白煮雞腿的色澤影響Table 2 Effect of different cooling methods on color of water-cooked chicken legs

由表2可知，不同的冷卻方式對(duì)樣品的色澤有一定的影響。IVC和WC的L*值最大，VC的L*值最小。對(duì)于a*值的絕對(duì)值，VC值最小，且與其他的冷卻方式有顯著性的差異。VC和AB的b*值最大，IVC的值最小。L*值與雞腿表面的水分含量有一定的關(guān)系，水分損失越大色素積累越大[14-16]，則L*值會(huì)越低，由于雞皮中的水分不斷遷移至表面蒸發(fā)，色素隨著水分不斷遷移至雞皮表面，導(dǎo)致色素累積顏色變暗[17]，故VC的樣品依靠自身水分蒸發(fā)降低溫度的L*最小（p＜0.05），冷卻整個(gè)過程中都浸入水中的IVC和WC的L*最大（p＜0.05）。

2.4 不同冷卻方式對(duì)白煮雞腿的質(zhì)構(gòu)及剪切力的影響

VC-IVC、VC、IVC、AB和WC五種不同的冷卻方式對(duì)白煮雞腿的質(zhì)構(gòu)以及剪切力的影響見表3。

剪切力的大小標(biāo)志著樣品被切斷的力的大小，剪切力大小與肉中的含水量有關(guān)[3]，結(jié)果AB的剪切力最大，VC的剪切力其次，這與孫大文的在水煮牛肉中的結(jié)果是一致的[1]。而VC-IVC、IVC和WC的剪切力沒有顯著性差異，可能是與傳統(tǒng)的真空冷卻對(duì)象相比，雞腿的體積與質(zhì)量都較小且有雞皮對(duì)水分蒸發(fā)有一定的阻礙作用，對(duì)于VC-IVC過程中VC處理過后水分損失，接著IVC過程中水分的到補(bǔ)償，并且與WC、IVC一直浸入水中的樣品沒有顯著差別。

James的研究表明微結(jié)構(gòu)和水分的變化與質(zhì)構(gòu)的結(jié)果有相關(guān)聯(lián)系[18]。表3中VC方式的水煮雞腿的硬度、膠著性和咀嚼性都與其他冷卻方式有顯著性差異，可以推斷VC對(duì)白煮雞腿的微結(jié)構(gòu)和水分含量與其他的冷卻方式有較大的影響，VC-IVC的彈性顯著性的大于其他的冷卻方式。

2.5 不同冷卻方式的pH

VC-IVC、VC、IVC、AB和WC五種不同的冷卻方式對(duì)白煮雞腿在一星期貯藏內(nèi)pH的變化情況的影響見圖2。

圖2 五種冷卻方式對(duì)貯藏期的pH變化Fig.2 Effect for pH of five different cooling methods in storage period

表3 不同冷卻方式對(duì)白煮雞腿的質(zhì)構(gòu)及剪切力的影響Table 3 Effect of different cooling methods on instrumental properties and Warner Bratzler shear of the water-cooked chicken legs

由圖2可以看出，不同冷卻方式的白煮雞腿pH在貯藏期內(nèi)波動(dòng)幅度不大，最后一天與第一天相比各組均呈上升趨勢(shì)。大部分處理組的pH在第2、3d升高，這是由于肉中氨基酸分解產(chǎn)生游離氨基，而貯藏前期微生物還處于生長遲滯期，微生物數(shù)量總體較少；隨后pH有所降低，這是雞肉貯藏過程中的優(yōu)勢(shì)菌種是乳酸菌，在貯藏過程中大量生長繁殖產(chǎn)生乳酸影響pH[19]。董曉光的研究表明不同的冷卻方法對(duì)白煮豬肉的pH沒有顯著性的影響（p＞0.05），該結(jié)果也適用于白煮雞腿[2]。

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)研究的五種冷卻方式VC-IVC、VC、IVC、AB和WI對(duì)白煮雞腿的冷卻效率和品質(zhì)的影響，其中VC-IVC耗時(shí)31min從72℃降到10℃，冷卻速率最快，質(zhì)量損失小于VC和AB，大于IVC和WC；其a*值與傳統(tǒng)冷卻方式無顯著性差異（p＞0.05）；VC-IVC的彈性顯著性大于（p＜0.05）其他四種冷卻方式處理的白煮雞腿；VC的硬度、膠著性和咀嚼性都顯著性大于（p＜0.05）其他冷卻方式處理的數(shù)值，這是由不同處理雞肉中的水分含量不同導(dǎo)致的；各冷卻方式pH在一星期中變化無顯著性影響（p＞0.05）。本實(shí)驗(yàn)表明VCIVC可以有效的縮短冷卻時(shí)間，迅速通過微生物容易繁殖的溫度帶，而且很好的改善了產(chǎn)品的品質(zhì)，提高了產(chǎn)品的品質(zhì)。

[1]Drummond L，Sun D W，Vila C T，et al.Application of immersion vacuum cooling to water-cooked beef joints-Quality and safety assessment[J].LWT-Food Science and Technology，2009，42（1）：332-337.

[2]Dong X，Chen H，Liu Y，et al.Feasibility assessment of vacuum cooling followed by immersion vacuum cooling on water-cooked pork[J].Meat Science，2012，90（1）：199-203.

[3]李靜，李興民，穆國鋒，等.不同冷卻方式對(duì)醬牛肉冷卻效果的影響[J].食品科技，2008，33（8）：73-77.

[4]李素云，縱偉，李昌文.真空預(yù)冷技術(shù)及其在肉類產(chǎn)品中的應(yīng)用[J].肉類研究，2009（6）：85-88.

[5]胡文娟，姚中鋒，趙精晶，等.白煮整雞浸泡真空冷卻改進(jìn)技術(shù)的研究[J].食品科技，2012，37（9）：121-125.

[6]McDonald K，Sun D W，Kenny T.Comparison of the quality of cooked beef products cooled by vacuum cooling and by conventional cooling[J].LWT-Food Science and Technology，2000，33（1）：21-29.

[7]Schmidt F C，Arag?o G M F，Laurindo J B.Integrated cooking and vacuum cooling of chicken breast cuts in a single vessel[J].Journal of Food Engineering，2010，100（2）：219-224.

[8]Wang L，Sun D W.Effect of operating conditions of a vacuum cooler on cooling performance for large cooked meat joints[J].Journal of Food Engineering，2004，61（2）：231-240.

[9]McDonald K，Sun D W.The formation of pores and their effects in a cooked beef product on the efficiency of vacuum cooling[J].Journal of Food Engineering，2001，47（3）：175-183.

[10]James S J.Cooling systems for ready meals and cooked products[J].Process Engineering in the Food Industry，1990（2）：88-97.

[11]南慶賢.肉類工業(yè)手冊(cè)[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，2003.

[12]熊燕子.真空冷卻技術(shù)在熟肉制品加工中的應(yīng)用[J].肉類研究，2008（6）：70-73.

[13]金聽祥，張海川，李改蓮，等.熟肉真空冷卻過程中水分遷移理論分析和實(shí)驗(yàn)[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2008，24（8）：309-312.

[14]劉奕忍，李興民，劉毅，等.白煮整雞的真空冷卻工藝研究[J].農(nóng)產(chǎn)品加工·學(xué)刊，2010（7）：26-28.

[15]Drummond L，Sun D W.Immersion vacuum cooling of cooked beef-safety and process considerations regarding beef joint size[J].Meat Science，2008，80（3）：738-743.

[16]金聽祥，張海川，李改蓮，等.熟肉真空冷卻過程中水分遷移理論分析和實(shí)驗(yàn)[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2008，24（8）：309-312.

[17]Houska M，Sun D W，Landfeld A，et al.Experimental study of vacuum cooling of cooked beef in soup[J].Journal of Food Engineering，2003，59（2）：105-110.

[18]McDonald K，Sun D W，Kenny T.The effect of injection level on the quality of a rapid vacuum cooled cooked beef product[J].Journal of Food Engineering，2001，47（2）：139-147.

[19]孫彥雨，周光宏，徐幸蓮.冰鮮雞肉貯藏過程中微生物菌相變化分析[J].食品科學(xué)，2011，32（11）：146-151.