利用LF-NMR研究豬肉糜冷藏過程中品質(zhì)的變化

任小青，于弘慧，馬儷珍

（天津農(nóng)學(xué)院食品科學(xué)與生物工程學(xué)院，天津市農(nóng)副產(chǎn)品深加工技術(shù)工程中心，天津300384）

利用LF-NMR研究豬肉糜冷藏過程中品質(zhì)的變化

任小青，于弘慧，馬儷珍*

（天津農(nóng)學(xué)院食品科學(xué)與生物工程學(xué)院，天津市農(nóng)副產(chǎn)品深加工技術(shù)工程中心，天津300384）

利用低場核磁共振（low-field nuclear magnetic resonance，LF-NMR）檢測真空包裝和托盤包裝的豬肉糜在冷藏過程中的水分遷移規(guī)律，并分析其與豬肉糜品質(zhì)變化之間的相關(guān)性。試驗結(jié)果表明：豬肉糜在冷藏在過程中，pH和系水力呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢；TBARS值和TVB-N值呈現(xiàn)緩慢升高趨勢，很好地反映了豬肉的新鮮程度；LF-NMR檢測顯示隨著貯藏時間的延長，T22含量降低，說明部分不易流動水轉(zhuǎn)化為自由水，通過相關(guān)性分析可知T22與pH、系水力、TBARS值和TVB-N均呈正相關(guān)，可用來表征豬肉糜的品質(zhì)變化。

豬肉糜；低場核磁共振；相關(guān)性

豬肉糜是一種常見的肉類食品，目前的銷售方式以鮮肉糜和速凍包裝為主。鮮肉糜易腐敗變質(zhì)，速凍包裝肉糜鮮度、口感差，都不能滿足人們對新鮮肉品的質(zhì)量要求。近年來，肉食品多采用保鮮包裝并在低溫冷藏鏈下流通，既保持了鮮肉的質(zhì)地、風(fēng)味和營養(yǎng)，又可達(dá)到衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。目前保鮮包裝多采用托盤包裝和真空包裝。真空包裝是把容器內(nèi)部的空氣抽走而達(dá)到一定的真空度，它主要優(yōu)勢在于密封性好，殘留的空氣少，因而抑制并減緩了好氧性微生物的生長，減少了蛋白質(zhì)的降解和脂肪的氧化酸?。?］。托盤包裝通常采用聚苯乙托盤配以無毒聚氯乙烯自粘薄膜，主要優(yōu)勢在于簡單、實用、且成本較低［2］。

肉糜在貯藏過程中水分呈動態(tài)分布，水分作為肉與肉制品中含量最高且非常重要的化學(xué)組分，其含量及肉與肉制品的系水力直接關(guān)系到肉與肉制品的顏色、嫩度、多汁性、風(fēng)味等食用品質(zhì)［3］。低場核磁共振技術(shù)（low-field nuclear magnetic resonance，LF-NMR）是近幾年迅速發(fā)展起來的一門新型分析技術(shù)，通過檢測肉品中氫原子核在磁場中的弛豫特性快速、無損地獲得肉品中水分分布的信息，是目前國際上用于研究肉中水分分布及確定水分組分的最有效手段之一［4］。龐之列等利用LF-NMR檢測解凍豬肉，發(fā)現(xiàn)解凍會導(dǎo)致豬肉蛋白質(zhì)、礦物元素和氨基酸的流失量顯著增大，低場核磁共振弛豫時間T2中第2個峰（T21）的峰時間（t21）、峰面積（A21）和峰面積比（P21）減?。?］。但利用LFNMR技術(shù)探究豬肉糜在冷藏過程中品質(zhì)變化的研究鮮見報道。

本文以真空包裝和托盤包裝豬肉糜為研究對象，應(yīng)用LF-NMR技術(shù)研究冷藏過程中馳豫時間（T2）的變化規(guī)律，分析該變化與其他理化指標(biāo)的相關(guān)性，尋找一種快速分析豬肉糜品質(zhì)變化的判定指標(biāo)。

1材料與方法

1.1材料與儀器

原料肉：新鮮的豬背最長肌，購自天津紅旗農(nóng)貿(mào)市場。

BS 224S電子天平：賽多利斯科學(xué)儀器有限公司；PB—10 pH計：Sarto－rius公司；THZ-98AB恒溫振蕩器：上海一恒科學(xué)儀器有限公司；WFJ7200可見分光光度計：上海尤尼柯儀器有限公司；PQ-001型核磁共振儀：上海紐邁電子科技有限公司；OZKW-S-6電熱鼓風(fēng)干燥箱：北京市永光明醫(yī)療儀器廠；DZQ500×2S真空包裝機：上海申越包裝機械制造有限公司；ST-40R冷凍離心機：德國Thermo-fisher公司。

1.2試驗方法

1.2.1試驗設(shè)計

取宰后豬背最長肌，去除筋膜后，絞成肉糜，平均分為兩大組，一組進(jìn)行托盤包裝（Pallet Package，PP組）和一組進(jìn)行真空包裝（Vacuum Package，VP組）。真空包裝材料為尼龍/聚乙烯包裝袋（23℃時，透氧性90 mL·m-2·24 h-1），托盤包裝為聚苯乙烯托盤（13.3× 22.4×3.0 cm），上面用聚乙烯（PE）膜覆蓋，將包裝好的肉樣置于4℃冰箱中貯藏84 h。分別在貯藏第0、12、24、36、48、60、72、84 h檢測指標(biāo)。

1.2.2pH測定

將待測豬肉樣按照水∶豬肉=5∶1的比例添加蒸餾水，勻漿30 s，用pH計進(jìn)行測定。

1.2.3系水力（WHC）的測定

取2 g左右樣品，精確稱量（保留到0.000 1），用Φ11 cm定性濾紙包好，以2 000 r/min離心10 min后取出，去掉濾紙后再精確稱量，計算系水力。

1.2.4揮發(fā)性鹽基氮（TVB-N）測定

采用半微量凱氏定氮法，參照GB/T 5009.44-2003《肉與肉制品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法》。

1.2.5TBARS值的測定

參照Liza的方法［6］。確稱取5 g肉樣放入具塞刻度試管中，加入15 mL含有7.5%TCA（三氯乙酸）、0.1% BHA（丁基羥基茴香醚）和0.1%EDTA（乙二胺四乙酸）的混合溶液，用高速剪切乳化機（A檔10 000 r/min）均質(zhì)30 s后，用Φ7 cm定性濾紙進(jìn)行過濾，吸取濾液2.5 mL與0.02 mol/L的TBA（2-硫代巴比妥酸）2.5 mL在沸水浴中反應(yīng)40 min后，迅速用冰將其冷卻，再加5 mL氯仿（CHCl3），8 000 r/min離心10 min，吸取上清液（粉紅色的丙二醛MDA）在532nm處測定其吸光度。

式中：A為吸光度；V為樣品體積，mL；M為丙二醛分子量72.063；ε為摩爾吸光系數(shù)156 000；1為光程1，cm；m為肉樣質(zhì)量，g。

1.2.6低場核磁共振T2時間測定

取豬肉糜2.0 g進(jìn)行準(zhǔn)確稱量，放入直徑為15 mm核磁專用檢測管中，隨后置于NMR探頭中，在硬脈沖界面調(diào)準(zhǔn)中心頻率SF1=22MHZ，核磁線圈溫度32℃。然后進(jìn)入硬脈沖CPMG序列，對該樣品設(shè)置合理的序列參數(shù)：90°脈寬為13 μs；180°脈寬為27；累計掃描4次；回波個數(shù)3 000。CPMG指數(shù)衰減曲線用MultiExp lnvAnalysis軟件（上海紐邁電子有限公司）進(jìn)行反演，此軟件使用迭代反演算法得到T2圖譜。

2結(jié)果與分析

2.1冷藏時間對不同包裝豬肉糜pH的影響

冷藏時間對不同包裝豬肉糜pH的影響見圖1。

圖1　冷藏時間對不同包裝豬肉糜pH的影響Fig.1Effect of cold storage time on the pH value of ground pork packaged by vacuum and pallet

由圖1分析可知，PP和VP兩種方式包裝的豬肉糜的pH變化趨勢都是先下降，再上升。初始值為6.25，PP組的最低點出現(xiàn)在72 h，VP組的最低點出現(xiàn)在60 h。出現(xiàn)這種結(jié)果的原因可能是由于宰后，肌肉由有氧狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o氧狀態(tài)，肌糖原進(jìn)行無氧酵解，在糖酵解酶的作用下，使肉的pH下降。VP組相比PP組缺氧，pH下降更快。當(dāng)pH下降到肌原纖維蛋白質(zhì)等電點附近的時候，此時pH約為5.4，蛋白質(zhì)變性，從而產(chǎn)生了堿性物質(zhì)使pH回升。

2.2冷藏時間對不同包裝豬肉糜系水力的影響

冷藏時間對不同包裝豬肉糜系水力的影響見圖2。

不同課程體系下臨床醫(yī)學(xué)本科專業(yè)學(xué)生心理壓力對比分析………………………遲天緣，何思林，范琳琳，繆 倩，陳紅霞，黃玉巧，王麗霞，胡吉富（94）

圖2　冷藏時間對不同包裝豬肉糜系水力的影響Fig.2Effect of cold storage time on the WHC of ground pork packaged by vacuum and pallet

系水力是指當(dāng)肌肉受到加壓、切碎、加熱、冷凍、解凍、腌制等外力作用時，保持其原有水分及添加水分的能力［7］。肉中的水分有三種存在形式，分別是結(jié)合水、不易流動水和自由水。結(jié)合水是指與蛋白質(zhì)分子表面通過靜電引力而緊密結(jié)合的水分子層，不易受肌肉蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和電荷變化的影響，甚至在施加嚴(yán)重外力條件下，也不能改變其與蛋白質(zhì)分子緊密結(jié)合的狀態(tài)；不易流動水是以不易流動的狀態(tài)存在于肌纖維中，它們沒有與蛋白質(zhì)結(jié)合，能溶解鹽及其他物質(zhì)，在0℃或稍低時結(jié)冰；自由水指存在于肌肉細(xì)胞外能自由流動的水，屠宰后，肌肉自由水很快就會流失［8］。系水力所指的水主要是不易流動水。

由圖2可知，PP和VP兩種方式包裝的豬肉糜的系水力變化趨勢均為先下降再上升。從0 h到12 h呈現(xiàn)快速下降，而從12 h到48 h其變化較平緩，其中，PP組的最低點出現(xiàn)在72 h，而VP組的最低點出現(xiàn)在60 h，之后又快速回升。出現(xiàn)這種結(jié)果的原因可能和pH的變化有關(guān)，pH降低，引起蛋白質(zhì)凝集。當(dāng)pH接近肌肉蛋白質(zhì)等電點時，凝集程度最大化，而此時系水力也變得最小，肉質(zhì)變差；而后pH值的回升，偏離了肌肉的等電點，增加了蛋白質(zhì)的靜電荷數(shù)，從而使肌肉結(jié)構(gòu)疏松并有助于蛋白質(zhì)水合離子的形成，因此系水力增加，完成了肉的排酸過程，達(dá)到肉的成熟。

2.3冷藏時間對不同包裝豬肉糜TVB-N值的影響

冷藏時間對不同包裝豬肉糜TVB-N值的影響見圖3。

圖3　冷藏時間對不同包裝豬肉糜TVB-N值的影響Fig.3Effect of cold storage time on the TVB-N value of ground pork packaged by vacuum and pallet

TVB-N值與肉品腐敗程度之間有明確的對應(yīng)關(guān)系，通常是隨著腐敗的進(jìn)行而明顯增加。因此，TVB-N值是衡量肉品新鮮度的重要指標(biāo)［9］。根據(jù)我國衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求，豬肉的TVB-N限量值不能高于15 mg/100 g。

由圖3可知，隨著冷藏時間的增加，TVB-N值逐步上升，表明豬肉糜的品質(zhì)在下降。從整體趨勢來看，真空包裝的TVB-N值要比托盤包裝的偏低。在84 h內(nèi)，兩種包裝的豬肉糜均未超出15 mg/100 g，仍屬一級鮮度。

冷藏時間對不同包裝豬肉糜TBARS值的影響見圖4。

圖4　冷藏時間對不同包裝豬肉糜TBARS值的影響Fig.4Effect of cold storage time on the TBARS value of ground pork packaged by vacuum and pallet

從圖4可以看出，PP和VP兩種方式包裝的豬肉糜的的TBARS值均呈平緩上升趨勢。在0、12、24 h時，2組樣品的TBARS值基本相同。但在48 h后，PP組的TBARS值比VP組的增加的要快?？傮w來說，VP組的平均值要比PP組的小，但整體變化并不是很大，其原因可能是貯藏時間比較短，脂肪并沒有大量氧化。而在整個貯存過程中TBARS的值均沒有超過0.50 mg/kg。

2.5冷藏時間對不同包裝豬肉糜T2的影響

冷藏時間對不同包裝豬肉糜T2的影響見圖5、圖6。

圖5　冷藏時間對PP組豬肉糜T2的影響Fig.5Effect of cold storage time on the T2of ground pork packaged by pallet

圖6　冷藏時間對VP組豬肉糜T2的影響Fig.6Effect of cold storage time on the T2of ground pork packaged by vacuum

豬肉糜T2分布反應(yīng)出了肌肉組織中的多個水分群，一般地，T2可分為T21（0 ms～10 ms）、T22（10 ms～ 100 ms）、T23（100 ms以上），分別對應(yīng)肌肉中的結(jié)合水、不易流動水和自由水［10］。應(yīng)用T2反演軟件可以得出不同T2區(qū)間的積分面積，由圖5、圖6可知，兩組豬肉糜T2分布都隨著冷藏時間的增加，表現(xiàn)為T22的積分面積減小，T23的積分面積增加。說明肌原纖維與膜之間的不易流動水在向自由水遷移，導(dǎo)致豬肉的品質(zhì)下降。2.6相關(guān)性分析

不同包裝的豬肉糜在冷藏過程中各個指標(biāo)之間的相關(guān)性分析見表1、表2。

表1　PP組各指標(biāo)之間的相關(guān)性分析Table 1Correlation of ground pork packaged by pallet

由表1、表2可知，兩組的T22與pH、系水力、TBARS值和TVB-N值均呈正相關(guān)，而T21和T23沒有表現(xiàn)出明顯的相關(guān)性。同時也可看出TBARS和TVB-N成極顯著正相關(guān)，pH與系水力呈現(xiàn)顯著正相關(guān)。

表2　VP組各指標(biāo)之間的相關(guān)性分析Table 2Correlation of ground pork packaged by vacuum

3結(jié)論

對豬肉糜分別采用真空包裝和托盤包裝兩種包裝方式進(jìn)行冷藏，研究其冷藏期間品質(zhì)的變化，試驗結(jié)果表明：豬肉糜在冷藏期間，pH和系水力均先降低后上升；TBARS值和TVB-N值均上升；T22均呈現(xiàn)下降趨勢，T23呈均呈現(xiàn)上升的趨勢。通過相關(guān)性分析，TBARS值和TVB-N值呈顯著相關(guān)，可以作為衡量豬肉新鮮程度的指標(biāo)；T22與pH、系水力、TBARS值和TVB-N值均呈正相關(guān)，可用來表征豬肉糜的品質(zhì)變化。低場核磁技術(shù)可更加快速且無損的檢測出貯藏期間豬肉的水分分布和品質(zhì)的變化。

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Quality Changes of Ground Pork during Cold Storage Determined by LF-NMR

REN Xiao-qing，YU Hong-hui，MA Li-zhen*
（College of Food Science and Biotechnology，Tianjin Agricultural University，Tianjin Engineering and Technology Research Center of Agricultural Products Processing，Tianjin 300384，China）

The method of low field nuclear magnetic resonance（LF-NMR）was used to study the water distribution in ground pork packaged by vacuum and pallet during cold storage.The correlations between T2time and quality changes of ground pork were studied.The results showed that with the increasing of cold storage time，the pH value and water holding capacity（WHC）were descended and then ascended；TBARS value and TVB-N were increased slowly，they reflected the quality of pork.LF-NMR shows that T22time was decreased with the cold storage time.The bound water was transformed into free water.Through correlation analysis，we found the T22time had a significant correlation with the pH value，WHC，TBARS value and TVB-N value.As conclusion，the T22time might be used as a reference indicator to evaluate the changes of ground pork quality.

Ground pork；LF-NMR；correlation

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.15.030

2015-07-06

任小青（1976—），女（漢），副教授，博士，從事發(fā)酵面制品和肉制品的研究工作。

馬儷珍（1963—），女（漢），教授，博士，研究方向：畜產(chǎn)食品科學(xué)與技術(shù)。