摘要：以豬肉為研究對象，與傳統(tǒng)空氣解凍對照，分別在不同壓力條件下（6000、5000、4000、3000、2000、1000Pa）進行解凍（樣品從-18℃上升至4℃），記錄各實驗組完成解凍所需時間，并對解凍后的樣品進行品質檢驗（解凍損失率、蒸煮損失率、pH、質構特性），比較后得出真空解凍豬肉的最適壓力。結果顯示：與傳統(tǒng)空氣解凍相比，真空解凍法能有效提高解凍速率，解凍速率隨壓力的下降而上升，解凍后的豬肉仍然具有較好的保水性和質構特性，品質優(yōu)于傳統(tǒng)空氣解凍法。其中在2000Pa的真空條件下，解凍時間為2.19h，解凍損失率為2.36%，蒸煮損失率為13.52%，pH5.97，咀嚼度、硬度等質構特性指標較其他實驗組最優(yōu)。在實驗范圍內，2000Pa是豬肉真空解凍最佳的解凍條件，可有效提高解凍效率、提高保水能力、保證良好的口感，能較好地保證豬肉的品質。

　　關鍵詞：真空解凍；豬肉；保水性；質構性

　　近年來，隨著居民消費水平的逐漸提高，兼顧安全性與營養(yǎng)性的優(yōu)質肉類越來越受到廣大消費者的青睞。豬肉營養(yǎng)豐富，能補充人體所需的蛋白質、礦物質、脂肪等營養(yǎng)物質，為人們的日常生活提供能量，是人們餐桌上常見的美食。但由于鮮肉在常溫下易發(fā)生腐敗變質，難以長期保存和流通，在冷凍條件下，細菌的繁殖受到阻礙，酶的活性受到抑制，生化反應速率減緩，使得冷凍肉儲存時間延長。冷凍肉是在肉制品的生產、儲存、運輸等過程中的重要產品形態(tài)。大部分肉品在進一步加工前都有解凍工序，該過程是凍結的逆過程。食物冷凍貯藏時，內部的水分會形成大小不一、分布不均的冰晶，會使細胞膜機械性損傷并破壞細胞內部的組織結構，因此在解凍時會流出大量的汁液，帶走大量的風味物質和營養(yǎng)成分，同時加速蛋白質的變性和色澤的改變，嫩度、彈性等口感也隨之下降，解凍速度的快慢會對肉品的質量產生很大的影響。因此，尋找一種快速又保質的解凍方式是保障肉類品質的關鍵。

　　真空解凍法是利用在真空條件下產生的低溫水蒸氣在凍品表面凝結放出熱量，繼而使凍品解凍的一種新型解凍方式。由于其解凍速度快、溫度低，且不會使凍品局部溫度快速上升，對熱敏性食物十分友好。同時關志強等研究表明，在真空條件下解凍后的羅非魚片，好氧性微生物繁殖較慢，保水性較好。李念文等以金槍魚為實驗對象，以空氣、電、超聲波和真空等4種解凍方式進行了對比實驗，得出真空解凍法能在保持較高的解凍速率前提下維持金槍魚優(yōu)良的持水力和口感。在此基礎上，又對真空解凍金槍魚的工藝進行了優(yōu)化，得出了在壓力最低為10kPa時其理化指標和感官評分結果最高，與新鮮魚肉的品質、口感、質地最為相似。

　　在真空解凍的過程中，壓力是一個關鍵參數，不同壓力下的飽和水蒸氣溫度存在差異，會對凍品的品質產生影響?，F階段國內對真空解凍的研究較少，研究對象多為魚類，且主要集中在10kPa及更高的壓力水平上。因此，為了進一步優(yōu)化真空解凍的工藝，本實驗以豬肉為研究對象，分別在6000～1000Pa壓力下進行快速解凍，并對其品質變化進行檢測分析，從而得出豬肉最優(yōu)的真空解凍工藝。

　　新鮮豬肉：同一批次，市售，質量約3kg。

　　DCZKJD-10型真空解凍機；BS224S型電子秤；FA25型均質機；TA-XTC質構儀；超級恒溫水浴鍋；pH計；轉換型冷藏冷凍箱。

　　1.2  解凍方法

　　1.2.1  原料處理  將新鮮豬肉洗凈處理后，切成質量相近、形狀相似（（40±5）g，4cm×4cm×5cm）的小塊，實驗共7組，每組3次平行實驗，在肉塊中心插入熱電偶后放入-18℃的冰柜中冷凍保存48h。解凍時，以傳統(tǒng)空氣解凍法（15℃條件下）為對照組，剩余6組凍品分別放入溫度15℃，壓力為6000、5000、4000、3000、2000、1000Pa的條件下的真空解凍箱中進行解凍，每隔10min記錄一個溫度變化讀數，當測量凍品的中心溫度上升到（4±0.5）℃即為解凍終點，立刻進行相關指標的測定。解凍后樣品置于4℃環(huán)境下保存。實驗重復3次。

　　1.2.2  解凍設備  本實驗使用真空解凍設備，采用TN-S配電，輸入電壓220AC。整機大小為2m×1.3m×1.9m（長×寬×高），每批最大處理量為10kg，主要包括解凍箱、真空設備、制冷系統(tǒng)、加濕系統(tǒng)及自動控制系統(tǒng)5部分，整個解凍過程中都由自動控制系統(tǒng)全程控制。解凍前，先在電子屏上設定解凍參數，當解凍箱內環(huán)境滿足設定的壓力、溫度時解凍開始運行，壓力的大小由控制系統(tǒng)調節(jié)真空泵開啟和關閉實現，箱內升溫通過解凍箱頂部的加熱器調節(jié)，在解凍過程中由風機將霧化后的水吹入箱體內以增加濕度并提供熱交換介質。當樣品中心溫度達到4℃時，解凍停止，開啟制冷系統(tǒng)進入冷藏模式，以保證解凍后樣品品質。設備簡圖如圖1所示。

　　1.3  測定指標

　　1.3.1  解凍時間  將凍品放入解凍箱內，將解凍箱內的溫度探頭與凍在各凍品中心位置的熱電偶相連接，每隔10min讀取一次溫度值，當豬肉中心溫度從-18℃上升為4℃時停止解凍。該過程所用的總時間即為解凍時間。取一組樣品置于15℃環(huán)境下進行傳統(tǒng)空氣解凍作為對照。

　　1.3.2  解凍汁液流失率  參考余小領等的方法，將解凍后的樣品表面水分用紙巾擦干后進行稱量，計算解凍汁液流失率的公式如式（1）所示。

　　解凍流失率（%）=（（m1-m2）/m1）×100………（1）

　　式中：m1為解凍前稱量肉，g；

　　           m2為解凍后稱量肉，g。

　　1.3.3  蒸煮汁液損失率  參考余小領等的方法，將解凍后的樣品放入自封蒸煮袋中，放入水浴鍋中恒溫80℃，水浴15min，結束后，取出肉樣，當其冷卻至室溫后，用紙擦干表面水分，進行稱量后按照公式計算，蒸煮汁液損失率計算如式（2）所示。

　　蒸煮損失率（%）=（（m3-m4）/m3）×100………（2）

　　式中：m3為蒸煮前稱量肉，g；

　　           m4為蒸煮后稱量肉，g。

　　1.3.4  pH的測定  將解凍后的樣品取10g剪碎，加入100mL超純水均質后，將pH計電極直接插入其中，待穩(wěn)定后讀數。每個樣品重復測定3次，取平均值。

　　1.3.5  質構特性的測定  樣品切成1.5×1.5×1.5cm3 的方塊狀，測定樣品的硬度、彈性、咀嚼性、膠黏性和回彈性，每個肉樣重復測定3次。質構分析參數設定如下：測前速率2.00mm/s；測中速率1.00mm/s；測試后探頭回程速度為1.00mm/s；下壓樣品形變量50%；2次下壓間隔時間5.0s；負載力5.0g；探頭類型P/50；測定環(huán)境溫度20℃。

　　1.4  數據處理與統(tǒng)計分析

　　每組實驗均設有3次平行實驗，結果以平均值±標準差表示。利用Origin8軟件進行作圖，利用SPSS20.0軟件對實驗所得到的數據進行單因素方差分析（P＜0.05為差異性顯著），同時進行皮爾森相關性分析。

　　2  結果分析

　　豬肉中心溫度的變化曲線代表了不同條件下樣品的解凍速率。由圖2可知，壓力由6000Pa降低為2000Pa時，解凍速率不斷增大，解凍時間逐漸縮短，解凍時間隨壓力變化顯著（P＜0.05），當壓力繼續(xù)下降至1000Pa時，解凍速率有所減慢，但仍高于3000Pa條件下的速率。這是由于水的蒸發(fā)溫度隨壓力的減小而降低，相同溫度下的水分在低壓下更易汽化。在解凍過程中，由水箱為箱內解凍樣品提供所需的霧化水，隨著壓力不斷降低，水分蒸發(fā)越強烈，使得可在凍品表面凝結的低溫水蒸氣增多，從而放出更多熱量使豬肉解凍，且壓力越低，食品表面因水蒸氣凝結而放出的凝結潛熱越多，從而縮短了解凍時間，而大小相同的凍品，在相同溫度下利用傳統(tǒng)空氣解凍法則需4h才能完全解凍，真空解凍法可節(jié)約近一半的時間。

　　由圖中曲線走勢可知，解凍過程分為2個階段。溫度從-18℃上升至-2℃左右時，該區(qū)間內曲線走勢較陡，可能是由于該階段內，凍品起始溫度較低，大量的水蒸氣在其表面凝結釋放熱量，此階段肉類用于升溫的熱量為顯熱，顯熱數值小，溫度上升速度快；而在0℃左右，豬肉中的水開始由冰轉化為液態(tài)，此階段熱量為潛熱，因此該階段內溫度上升緩慢。且由于凍品溫度與飽和蒸汽溫度接近，其表面的凝結量減少，凍品內部的冰融成水，外層凍肉逐漸解凍為鮮肉，而鮮肉導熱系數遠低于凍肉，從而減緩了解凍速度。

　　2.2  不同壓力條件對豬肉保水性的影響

　　當肉類受到擠壓、凍融等來自外界因素影響時，保有其原有水分和添加水分的能力稱為肉的保水性。保水性較高時，肉類的風味物質、營養(yǎng)物質等流失較少，質地、顏色的改變也較小，肉質越柔嫩，因此保水性是肉質評定的關鍵標準之一。在肉類工業(yè)中，提高肉類的保水性可以有效減少肉類的損耗，避免嚴重的經濟損失。度量肌肉的保水性主要是指不易流動水，它取決于肌原纖維蛋白質的網狀結構及蛋白質所帶的靜電荷的數量。該指標可以通過肉類的解凍損失率、蒸煮損失率和pH等反映。

　　2.2.1  不同壓力條件對豬肉解凍損失率的影響  解凍損失率的大小代表解凍后豬肉的水分損失多少。肌肉中通過化學鍵固定的水分很少，大部分是靠肌原纖維結構和毛細血管張力而固定。產生水分流失的主要原因是肌肉細胞的細胞膜在冷凍后膨脹破裂，除了水分同時可能會帶走一些核苷酸和氨基酸物質，使得肉質下降。由圖3可以看出，在不同壓力下進行真空解凍后的肉品，其解凍損失率與壓力無顯著的相關性（P＞0.05），且損失率皆不超過3%，小于傳統(tǒng)空氣解凍法處理后的樣品。這是由于真空條件下的解凍速度較快，縮短了解凍時間，減少了肉類的干耗現象。同時由于在真空解凍過程中，低溫蒸氣在凍品表面凝結，有部分水分被肉類緩慢吸收，因此解凍時汁液損失率小于空氣解凍。

　　注：圖3中標注出的a、b、c、d等在字母各不相同時表示有顯著差異（P＜0.05），出現相同字母即為差異性不顯著（P＞0.05）；下同。

　　2.2.2  不同壓力條件對豬肉蒸煮損失率的影響  豬肉的蒸煮損失率反映了肉煮熟前后的質量損失率，通常以熟肉率表示（100%-熟肉率%=蒸煮汁液損失率%）。若從屠宰到生產烹調的過程中，肉類因失水而造成失重，會造成明顯的經濟損失，且有研究表明樣品的熟肉率越大，嫩度越好。由圖4可以明顯看出，傳統(tǒng)空氣解凍法蒸煮損失嚴重，比真空解凍處理的樣品中損失率最高的17.07%比還高出10%左右，而真空解凍法下處理的凍品，隨著壓力的變化其蒸煮損失無顯著性差異（P＞0.05），其中壓力在3000Pa以下時，凍品的蒸煮損失率較低，數值比較接近，其中壓力為2000Pa時具有最低的蒸煮損失率。當壓力上升至4000～6000Pa時，蒸煮損失率有5%幅度的上升。這可能是因為凍品的pH在1000～3000Pa條件下下降較少，維持在5.9上下，使得樣品具有較好的保水性，從而降低了蒸煮損失率，而壓力大于4000Pa后，樣品pH下降至5.75左右，凈電荷減少，造成部分水分流失。還有研究表明蒸煮過程中水分損失的主要原因可能有：蛋白質在變性過程中內部結構打開并相互交聯形成凝膠，使肌原纖維間可以保留水分的空間減小，造成水分流失。在真空解凍條件下，解凍完成較快，蛋白質的變性還不完全，內部結構的破壞程度較空氣解凍法要輕，因此在進行蒸煮后對水分的保持能力更好。

　　2.2.3  不同壓力條件對豬肉pH的影響  pH對系水力影響很大，維持肌原纖維結構的電荷斥力大小決定了保水性的強弱。由圖5可知，不同壓力條件對豬肉pH的影響顯著（P＜0.05），隨著壓力的不斷上升，樣品的pH不斷下降，當壓力大于4000Pa后下降趨勢逐漸平緩，維持在5.75左右，且在真空解凍條件下的凍樣pH要高于傳統(tǒng)空氣解凍法?？赡苁怯捎谠谡婵諚l件下抑制了一定的生化活動，減緩了組織蛋白酶使肌肉蛋白質分解成小分子的肽、氨基酸及少量的胺類物質，使pH偏離肌肉蛋白的等電點，擴大了空間結構和極性吸引，使肉的保水性增強。也可能是由于真空解凍法速率較快，減緩了ATP的喪失和肌動球蛋白的形成，使肌球蛋白和肌動蛋白間有效空隙大為增加，進一步影響了樣品的保水性。當壓力為1000～2000Pa時，pH維持在5.9～6.0間，具有良好的保水性。

　　結合圖3～圖5可知，當壓力為4000～6000Pa時，樣品pH較低，該條件下對應的蒸煮損失率較大，與前文所說的變化趨勢一致。在壓力為2000Pa時，凍樣的解凍損失率和蒸煮損失率皆最低，壓力為1000Pa時pH最大，但與2000Pa條件下的結果差距不顯著（P＞0.05）。綜合上述結論，壓力為2000Pa條件下真空解凍后的豬肉具有較好的保水性。

圖5  不同壓力條件下豬肉的pH

　　2.3  不同壓力條件對豬肉質構性的影響

　　使用質構儀對解凍后的樣品進行質地的檢測，可測出肉的彈性、硬度、咀嚼度、黏性、回復力等質構指標。咀嚼度反映了從咀嚼到吞咽食物過程中消耗能量大小，在一定范圍內，肉樣的口感與咀嚼度正相關，彈性和硬度反映了肉質的口感及肉質松緊程度。由表1可知，真空解凍處理過的肉樣，硬度皆高于傳統(tǒng)空氣解凍，可能是因為空氣法解凍速度較慢，水分損失嚴重，造成肉質結構的松散，從而導致硬度降低；而真空解凍法處理過的肉樣水分損失較少，結構更完整，因此硬度較大。不同壓力下的咀嚼度與壓力顯著性相關（P＜0.05）。隨著壓力的升高，咀嚼度的整體變化趨勢下降，當壓力為1000Pa時，樣品的咀嚼度最大，這可能是由于真空解凍法解凍完成快速，一定程度上減緩了豬肉中蛋白的降解，保留了較好的功能性。不同壓力下的解凍環(huán)境對彈性、膠黏性、回復力沒有顯著影響（P＞0.05），但在壓力為1000Pa和2000Pa時，肉的咀嚼度和硬度、回復力等值都較大，肉具有較好的口感。

　　注：同行不同字母表示差異顯著（P＜0.05）。

　　2.4  各指標之間的相關性分析

　　注：**在0.01級別（雙尾），相關性顯著，*在0.05級別（雙尾），相關性顯著。

　　表2展示了各指標之間的相關性?？梢钥闯?，與解凍壓力具有顯著性相關的指標為解凍時間和pH（P＜0.01），隨著解凍壓力的降低，解凍速率上升，解凍時間縮短，肉的咀嚼度總體增大。pH與解凍時間顯著相關，隨著解凍時間縮短，pH下降減少。可能是由于解凍時間的縮短減少了肉類水分的流失，內部組織結構還未來得及損壞，從而使得離子的損失較小，pH下降較少。解凍損失率與其他指標相關性不顯著，是因為各組間差異太小皆小于1%，未能構成一定規(guī)律。蒸煮損失率與彈性呈顯著性相關（P＜0.05），是由于肉類解凍時水分的流失使得肉質結構變得松散，從而改變其彈性。膠黏性、回復力與咀嚼度皆呈顯著性相關（P＜0.05），與其他指標相關性皆不顯著。因此，在評價不同壓力對豬肉解凍效果的影響時，解凍時間和pH的結果能有效地作為評價其品質的依據，但仍需與其他指標綜合評價。

　　本文通過改變解凍箱內壓力的大小，為豬肉的真空解凍過程提供了不同的環(huán)境，并對解凍后的豬肉進行品質測定。由實驗結果可知，真空解凍法下的樣品解凍速率較傳統(tǒng)空氣解凍法更快，解凍時間僅需空氣解凍法的一半，且壓力的大小對解凍時間有顯著性影響。隨著解凍室內壓力減小，解凍時間隨之縮短，在壓力為1000Pa處又有少許回升。對解凍后的豬肉進行品質檢測，結果表明凍品的解凍損失率和蒸煮損失率與壓力的相關性不大，但與傳統(tǒng)空氣解凍法比較，真空解凍法處理的樣品損失率明顯降低，對水分的保持能力較強。在質地方面，肉樣的咀嚼度與壓力變化顯著相關，隨著壓力的升高，咀嚼度的整體變化趨勢下降。彈性、回復力等各組間變化不明顯，無顯著性規(guī)律，當解凍壓力較低時，樣品的硬度、膠黏性較高。通過綜合比較得出2000Pa條件下解凍時間為2.19h，解凍損失率為2.36%，蒸煮損失率為13.52%，pH為5.97，硬度為29659，彈性為0.752，膠黏性為22141，咀嚼度為11314，回復力為0.522g，各方面品質皆優(yōu)于其他實驗組。本實驗表明，真空解凍法能快速地對冷凍豬肉解凍，同時保證肉質柔軟、水分充足、具有較好的彈性和嫩度。