發(fā)布時(shí)間:2024-01-06 16:32:38
序言:作為思想的載體和知識(shí)的探索者,寫作是一種獨(dú)特的藝術(shù),我們?yōu)槟鷾?zhǔn)備了不同風(fēng)格的5篇真空包裝分析,期待它們能激發(fā)您的靈感。
關(guān)鍵詞:真空智能饋電開關(guān);綜合保護(hù)裝置;應(yīng)用
隨著高科技不斷發(fā)展進(jìn)步,許多新型的科學(xué)技術(shù)也搬進(jìn)了煤礦工作中。尤其是作為配電系統(tǒng)關(guān)鍵的KBZ真空智能饋電開關(guān),它的順利應(yīng)用關(guān)系著整個(gè)煤礦工作的正常運(yùn)行,具有十分重要的地位。
1.KBZ形真空智能饋電開關(guān)概況
1.1.結(jié)構(gòu)與性能簡介
KBZ型真空智能饋電開關(guān)主要適用于具有爆炸氣體的煤礦井之下,靈活可靠的監(jiān)視礦井下各大電網(wǎng)的運(yùn)行情況,并有選擇性的進(jìn)行電路短路的保護(hù),保證煤礦井的供電,提高工作效率。它主要存在于交流電流50Hz、600V、1140V到400A間的中性三相電網(wǎng)中,起總配電開關(guān)作用,具有欠壓、短路、過載以及漏電鎖閉等功能[1]。同時(shí)KBZ型真空智能饋電開關(guān)既可以與其他設(shè)備組成系統(tǒng)使用,還能夠單獨(dú)作用,包括閉鎖風(fēng)電瓦斯,超溫報(bào)警、高低壓電度計(jì)量以及單片機(jī)智能保護(hù)等。
KBZ型真空智能饋電開關(guān)從功能而言,對(duì)于煤礦井工作具有一定的保護(hù)功能,并且外外殼設(shè)計(jì)上也完美的實(shí)現(xiàn)了隔爆保護(hù)功效。它的外殼結(jié)構(gòu)包括了主腔、接線腔、前門和撬架等,在主腔外還有后法蘭與后蓋,能夠順利連接移動(dòng)變電站,真正的實(shí)現(xiàn)了開關(guān)外殼的優(yōu)化,保證了開關(guān)的通用性。而且在外殼的前門設(shè)置上,新增加了智能綜合保護(hù)器、液晶顯示器等重要設(shè)施,利用液晶顯示器就能隨時(shí)監(jiān)控電路工作的參數(shù)以及運(yùn)行信息等,直觀的掌握情況,避免出現(xiàn)影響工作的故障。這樣的裝置,能夠減少開關(guān)門的次數(shù),提高其使用率,成功實(shí)現(xiàn)對(duì)過載、短路、漏電等故障的保護(hù)。
并且,為了加大腔體與前門的空間,取消了原本的4條齒扣裝置,改由前門蘭法左右的銑成鋸齒形齒扣作為連接。這樣的結(jié)構(gòu)優(yōu)化完善,將門芯板的寬度增加到544mm,面積則加大了16%左右,內(nèi)存空間的增加利于智能饋電開關(guān)的元器件布置[2]。同時(shí)也避免了齒扣對(duì)連接導(dǎo)線操作者手背的劃傷,成為新一代的煤礦井的真空饋電開關(guān)。它的外殼設(shè)計(jì)以及腔體空間增大設(shè)置。
1.2.主要技術(shù)概括
根據(jù)上面的KBZ型真空智能饋電開關(guān)外殼的完美設(shè)計(jì),可以看出這一新的饋電開關(guān)具有技術(shù)的飛躍發(fā)展。為了更好的適用煤礦井的工作環(huán)境,對(duì)于自身的技術(shù)具有一定的要求,KBZ型真空智能饋電開關(guān)的主要技術(shù)主要表現(xiàn)在:它長期進(jìn)行工作,主要是通過電動(dòng)進(jìn)行合、分閘的,并且具有額定的工作電流為500A,電壓為660V和1140V,同時(shí)進(jìn)行最大的分段能力分別為:660V,12.5KA及1140V,9KA。正是因?yàn)镵BZ型真空智能饋電開關(guān)具有這些特定的技術(shù),因此才能更好的實(shí)現(xiàn)綜合保護(hù)。
2.KBZ型真空智能饋電開關(guān)綜合保護(hù)裝置分析應(yīng)用
KBZ型真空智能饋電開關(guān)綜合保護(hù)裝置的功能主要體現(xiàn)在5大方面,分別是欠壓保護(hù)、過載保護(hù)、短路保護(hù)、漏電閉鎖保護(hù)以及漏電保護(hù)等[3]。并且這些故障都是經(jīng)由液晶顯示器進(jìn)行監(jiān)視,出現(xiàn)狀況時(shí)會(huì)呈現(xiàn)出來,具有一定的記憶保存功能。不僅如此,該綜合保護(hù)裝置所適用范圍較廣,抗干擾能力及精度都較高,能快速準(zhǔn)確的對(duì)電路故障做出應(yīng)對(duì)保護(hù)動(dòng)作。
對(duì)于可進(jìn)行調(diào)整保護(hù)的電壓通常都在實(shí)際電壓的35%-70%間,綜合保護(hù)裝置能夠迅速的在1-10s間進(jìn)行欠壓保護(hù)調(diào)整[4]。它的保護(hù)調(diào)整都是根據(jù)開關(guān)裝置上的“確定”鍵或者是“”,來實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓動(dòng)作及時(shí)間值的準(zhǔn)確調(diào)整。而對(duì)于電壓過載情況,綜合保護(hù)裝置所進(jìn)行的保護(hù)整定時(shí)間較長,一般都會(huì)根據(jù)測(cè)算好的負(fù)載電流,自動(dòng)進(jìn)行保護(hù),將其提高1.5倍時(shí),所需時(shí)間為90-180s間;4倍則只需要14-45s,體現(xiàn)出反時(shí)限特點(diǎn)。它的調(diào)整步驟較欠壓保護(hù)而言要復(fù)雜些,首先需要按下“確定”進(jìn)入下一步驟,再該界面上選擇“保護(hù)調(diào)整”,再繼續(xù)下一環(huán)節(jié),最后選中“額定電流”這一選項(xiàng),通過開關(guān)門上的“確定”鍵或者是“”來達(dá)成電流的調(diào)整,也就實(shí)現(xiàn)了綜合保護(hù)裝置對(duì)KBZ型真空智能饋電開關(guān)的過載保護(hù)功能。
在煤礦井工作中,出現(xiàn)電路短路是常見現(xiàn)象,而KBZ型真空智能饋電開關(guān)利用其綜合保護(hù)裝置就能很好的對(duì)其實(shí)行一定的調(diào)整保護(hù)。短路所進(jìn)行的動(dòng)作整定值為額定電流的2-10倍,只需要確定好“額定電流”,再選中“短路倍數(shù)”這一選項(xiàng)后確定即可,快速簡單的完成了短路保護(hù)工作。漏電閉鎖是一個(gè)新型的保護(hù)裝置,它能夠自動(dòng)轉(zhuǎn)化1140V和660V的電流系統(tǒng),一般在地絕緣電阻為22+20%KΩ或40+20%KΩ才會(huì)出現(xiàn)[5]。如果要對(duì)供電線路的漏電鎖閉數(shù)值進(jìn)行調(diào)整,需要在“保護(hù)整定”欄確定,進(jìn)入下一界面,選擇“電阻微調(diào)”進(jìn)行分檔調(diào)整,檔數(shù)越小動(dòng)作值就會(huì)越小,反之越大。
KBZ型真空智能饋電開關(guān)在電路中作為總開關(guān)時(shí),都是通過附加直流來實(shí)現(xiàn)漏電保護(hù)。這時(shí)的開關(guān)會(huì)將門板按鈕撥到“總”的位置,在開關(guān)內(nèi)部也要進(jìn)行位置的調(diào)整,實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)煤礦井電路的總開關(guān)管理。而進(jìn)行饋電開關(guān)內(nèi)部總開關(guān)位置調(diào)整時(shí),首先要進(jìn)入“保護(hù)整定”界面,確定后進(jìn)入下一級(jí),選擇“開關(guān)位置”,通過“”或“”的選擇來完成漏電保護(hù)裝置總開關(guān)設(shè)置。當(dāng)然,將KBZ型真空智能饋電開關(guān)作為分開關(guān)時(shí),調(diào)整步驟也一樣。當(dāng)開關(guān)與其他系統(tǒng)共同工作時(shí),總開關(guān)可以調(diào)動(dòng)1-4路的分開關(guān),將漏電時(shí)間控制在300-500毫秒間,分開關(guān)應(yīng)該設(shè)置為30-60毫秒,這時(shí)KBZ型真空智能饋電開關(guān)綜合保護(hù)裝置對(duì)電路漏電的最佳保護(hù)措施。
3.結(jié)語
對(duì)于煤礦井來說,它的工作環(huán)境最適用的電路開關(guān)就是真空智能饋電開關(guān),這一技術(shù)完美的對(duì)電路經(jīng)常出現(xiàn)的欠壓、過載、短路、漏電等問題實(shí)現(xiàn)了最佳保護(hù),也極大的提高了工作供電與效率。
參考文獻(xiàn):
[1]田偉.礦用隔爆型真空饋電開關(guān)故障分析及KBZ開關(guān)技術(shù)升級(jí)改型[J].黑龍江:黑龍江科技信息,2011(36):48.
一、提出猜想
結(jié)合以往學(xué)過的科學(xué)知識(shí),我們小組對(duì)綠竹筍的保鮮受到什么因素的影響提出了自己的看法:
1. 綠竹筍的保鮮可能與溫度有關(guān),溫度越低越容易保鮮。
2. 綠竹筍的保鮮可能與空氣有關(guān),隔絕空氣的條件下容易保鮮。
二、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備
首先,我們?nèi)ゲ耸袌?chǎng)買當(dāng)天上市的新鮮的綠竹筍。為了保證實(shí)驗(yàn)的可靠性和準(zhǔn)確性,我們?cè)诟鱾€(gè)攤位精挑細(xì)選,終于買到了10個(gè)鮮嫩度一致、大小相近又無傷痕的綠竹筍。
回到家后,我們將10個(gè)綠竹筍分成10組,并制定了下面的包裝和保鮮方案:
1. 第1、2組綠竹筍帶殼、帶土,用保鮮袋簡易包裝,置于室溫下保存。
2. 第3、4組綠竹筍帶殼、帶土,用保鮮袋簡易包裝,置于5℃的冰箱冷藏室中。
3. 第5、6組綠竹筍帶殼、帶土,真空包裝,置于室溫下保存。
4. 第7、8組綠竹筍清洗外殼泥土,帶殼真空包裝,置于室溫下保存。
5. 第9、10組綠竹筍清洗外殼泥土,去殼真空包裝,置于室溫下保存。
三、實(shí)施研究
首先,根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案,我們將購買過來的綠竹筍部分進(jìn)行清洗和剝殼。
接著,我們向當(dāng)?shù)厥称芳庸S借用真空包裝機(jī),將6組需要真空包裝的綠竹筍分別放入專門的包裝袋中包裝好。
然后,我們將10個(gè)綠竹筍分別編號(hào)為1~10,在包裝上貼上標(biāo)簽,并置于實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的不同環(huán)境下保存。
兩天后,我們發(fā)現(xiàn)所有的真空包裝袋均膨脹起來。這是出乎我們意料的,難道是漏氣了嗎?檢查后發(fā)現(xiàn)真空包裝袋很好,不可能漏氣。那里面的氣體哪兒來的?是什么呢?我們猜想這應(yīng)該是綠竹筍的無氧呼吸造成的。于是,我們決定先檢測(cè)真空包裝中產(chǎn)生的氣體究竟是不是二氧化碳。通過配制澄清石灰水,并將醫(yī)用針筒扎入膨脹的包裝袋中抽取其中的氣體,然后注入澄清石灰水中。我們發(fā)現(xiàn),經(jīng)過一段時(shí)間,澄清石灰水變渾濁了。這證明膨脹包裝袋中的氣體的確是二氧化碳。再將真空包裝袋拆開后,發(fā)現(xiàn)里面的綠竹筍發(fā)出明顯的異味。我們由此得出結(jié)論,純粹真空包裝并不能達(dá)到保鮮的效果。
我們將第1、3組的綠竹筍分別拆除包裝,切成小段,并加清水入鍋烹煮,水開三分鐘左右,起鍋加少許鹽和味精,然后放入有編號(hào)的碗中。請(qǐng)班上的同學(xué)品嘗,以5分為最高的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)分。在統(tǒng)計(jì)完分?jǐn)?shù)后,發(fā)現(xiàn)不同包裝的綠竹筍的口感不同:在冷藏的情況下比自然放置兩天后食用口感要好。
研究沒有停止,我們重新修訂實(shí)驗(yàn)方案,重新實(shí)驗(yàn),繼續(xù)對(duì)綠竹筍保鮮技術(shù)進(jìn)行研究。我們猜測(cè)真空包裝可能對(duì)煮熟的綠竹筍適用,于是我們又去市場(chǎng)購買了兩個(gè)與之前大小相近,剛剛出土的綠竹筍,一個(gè)去殼,一個(gè)清洗后不去殼,都煮熟后,分別用真空包裝袋真空包裝。為了防止在包裝過程中被細(xì)菌污染,所以在包裝完后再用水蒸氣消毒,然后置于常溫下保存。一周之后,我們?nèi)〕鲋苯邮秤茫l(fā)現(xiàn)口感和剛煮熟的并無差異。這表明煮熟后真空包裝對(duì)綠竹筍的保鮮比較合適。
四、實(shí)驗(yàn)結(jié)論與分析
通過以上近兩個(gè)多星期的實(shí)驗(yàn),分析獲取的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),我們得出如下結(jié)論:
1. 綠竹筍經(jīng)過清洗比不清洗保存,最終口感要好;
2. 保鮮過程中去殼的比不去殼的有利于保鮮;
3. 冷藏條件下保鮮效果較好(不能速凍,速凍會(huì)使筍本身的汁液結(jié)冰,解凍后會(huì)隨著水流走,影響口感);
4. 鮮綠竹筍直接在真空條件下無法保鮮;
5. 綠竹筍煮熟后真空包裝再冷藏保鮮效果最好。
五、實(shí)用價(jià)值
雖然,在我們這里綠竹筍的種植已經(jīng)規(guī)模化,但綠竹筍的保鮮仍然是各種植基地有待解決的技術(shù)難題。而且人們還在不斷探索,尋求解決的最佳方法。我們通過動(dòng)手實(shí)驗(yàn),從影響綠竹筍口感的常規(guī)因素著手研究,找到了綠竹筍保鮮的一般方法,在綠竹筍的保鮮技術(shù)還沒有獲得更大的突破的時(shí)候,至少可以讓更多人知道通過什么途徑可以使綠竹筍達(dá)到盡可能好的保鮮效果。
關(guān)鍵詞:鳳凰水蜜桃;UV-C;真空包裝;丙二醛;多酚氧化酶
中圖分類號(hào):S609+.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A DOI編碼:10.3969/j.issn.1006-6500.2013.03.006
‘白花’鳳凰水蜜桃是江蘇省張家港市鳳凰鎮(zhèn)的主要種植品種,其果實(shí)汁多味美,口感細(xì)膩,商品性好,深受廣大消費(fèi)者的青睞。但是,由于其果皮較薄、果汁豐富,屬于軟溶質(zhì)果實(shí),并且成熟于7,8月份高溫高濕季節(jié),貯運(yùn)銷售過程中極易受到碰撞擠壓損傷,常溫下貨架期僅2~3 d,然后就開始軟化腐爛和變色,失去商品價(jià)值。國內(nèi)外有諸多的高校院所在研究水蜜桃的保鮮課題,目前大部分的研究集中在鈣制劑處理[1],低溫貯藏[2],乙烯吸收劑處理[3]等化學(xué)、物理和生物制劑等方面。在這些保鮮研究中,效果突出的都能夠在一定程度上延長水蜜桃的保鮮期,但經(jīng)濟(jì)性差、保鮮成本高,不適合規(guī)模化工廠或者大范圍散戶使用。
短波紫外線(UV-C)由于其良好的殺菌消毒作用,應(yīng)用廣泛,是近年來迅速發(fā)展起來的一種新型保鮮措施。作為無化學(xué)污染的新型保鮮方法,已被證實(shí)可以有效地誘導(dǎo)果實(shí)采后抗病性的提高以及抑制儲(chǔ)藏期間腐爛和病害的發(fā)生[4-10]。現(xiàn)已廣泛地應(yīng)用于葡萄 [7]、梨[8]、冬棗[9]、雞腿菇[10]等果蔬,效果良好,能夠有效地降低腐爛率增加采后果品的質(zhì)量,但在水蜜桃特別是鳳凰水蜜桃的保鮮方面還鮮有紫外線處理的報(bào)道。
本課題組從事水蜜桃保鮮效果研究多年,利用多種物理[11-12]、化學(xué)[13-14]、生物[15-16]的方法用于水蜜桃保鮮,并取得了良好的效果,為進(jìn)一步探究短波紫外線的保鮮效果和機(jī)理,本試驗(yàn)延續(xù)實(shí)驗(yàn)室兩年來的研究經(jīng)驗(yàn)和成果[11],采用短波紫外線(UV-C)0.25 kJ·m-2·min-1照射水蜜桃預(yù)處理3 min,然后用真空食品包裝袋包裝,來探討這種組合處理方法對(duì)水蜜桃的保鮮效果,為其尋找經(jīng)濟(jì)、可行、安全、高效的保鮮方法。
1 材料和方法
1.1 試驗(yàn)材料與儀器
材料:試驗(yàn)用桃采于江蘇省張家港市鳳凰鎮(zhèn),品種為‘白花’,采摘成熟度為八成、大小相似、色澤相近、無機(jī)械損傷和病蟲害的果實(shí)編號(hào)預(yù)冷待用。
儀器:雷士照明18W UV-C 紫外燈,ZJQ-245型紫外線強(qiáng)度計(jì),太力食品真空壓縮袋。
1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與處理
桃果采摘后立即運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室,預(yù)冷清除田間熱,清潔果實(shí)表面待用。紫外線照射處理:桃子放置于紫外燈25 cm(紫外線強(qiáng)度0.25 kJ·m-2·min-1)處照射處理3 min,將桃子旋轉(zhuǎn)180°照射另一面。照射處理后的桃子分為2組,一組用聚乙烯保鮮袋對(duì)每個(gè)桃子進(jìn)行套袋,一組不做處理,另設(shè)不做任何處理的對(duì)照組。兩個(gè)處理組均用食品真空壓縮袋真空包裝,置于室溫(25±2) ℃下貯藏。采取隨機(jī)分組設(shè)計(jì),每個(gè)處理組21個(gè)果實(shí),每個(gè)處理重復(fù)3次。測(cè)定時(shí)間為7 d,每天測(cè)定1次各項(xiàng)指標(biāo)。
1.3 測(cè)定指標(biāo)和方法
1.3.1 好果率 直接觀察,以出現(xiàn)爛斑為壞果。
1.3.2 硬度 利用GY-3型硬度計(jì)測(cè)定果實(shí)硬度,在每個(gè)果實(shí)中間最大橫徑處去皮,取3個(gè)點(diǎn)測(cè)定硬度,取其平均值[17]。
1.3.3 可溶性固形物 采用手持阿貝折光儀測(cè)定[17]。
1.3.4 失重率 采用稱質(zhì)量法測(cè)定,處理前將每個(gè)果實(shí)稱質(zhì)量,記為W1,每次測(cè)定時(shí)再次把果實(shí)稱質(zhì)量,記為W2,失重率=(W1- W2)/ W1×100%
1.3.5 呼吸強(qiáng)度 水蜜桃呼吸強(qiáng)度的測(cè)定采用靜置法[18]。
1.3.6 相對(duì)電導(dǎo)率 水蜜桃細(xì)胞膜透性的測(cè)定采用DDS-11A型電導(dǎo)率儀測(cè)定,取果肉3 g置純水中,靜止1 h后測(cè)定初始電導(dǎo)率λ1,煮沸后冷卻至室溫,測(cè)定煮沸后電導(dǎo)率λ2,每組處理測(cè)定3次,取平均值。相對(duì)電導(dǎo)率=(λ1-純水電導(dǎo)率)/(λ2-純水電導(dǎo)率)×100%[17]
1.3.7 丙二醛含量 用三氯乙酸(TCA)提取,然后加硫代巴比妥酸(TBA)煮沸測(cè)定[19]。
1.3.8 PPO 多酚氧化酶活性采用鄰苯二酚法測(cè)定,以0.01 mol·L-1 的鄰苯二酚作為反應(yīng)底物,測(cè)定其反應(yīng)體系在單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)物的A410nm的增加值。加入1 mL酶提取液,反應(yīng)體系總體積為3 mL。酶活性以每分鐘光密度變化0.001為一個(gè)單位U[20]。
1.4 數(shù)據(jù)處理分析
本試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Excel軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理和圖表制作,采用SPSS進(jìn)行ANOVA單因素多重差異分析。
2 結(jié)果與分析
2.1 UV-C預(yù)處理加真空包裝對(duì)水蜜桃好果率的影響
水蜜桃是否完好,是影響水蜜桃銷售的關(guān)鍵環(huán)節(jié),好的果實(shí)才能夠更好地實(shí)現(xiàn)它的商品價(jià)值,因此,好果率是反映水蜜桃貯藏好壞的一個(gè)最為直觀和明確的指標(biāo)。由圖1可知,對(duì)照組在貯藏的第2天就開始出現(xiàn)爛果,處理組使?fàn)€果出現(xiàn)的時(shí)間推遲了1 d左右,并且降低了爛果出現(xiàn)的速率。整個(gè)貯藏期內(nèi)2處理組的好果率均高于對(duì)照組,至貯藏期末,對(duì)照組的好果率降到50%,而處理組在78%和81%,大大地提高了好果率。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)處理組和對(duì)照組之間差異明顯(P
2.2 UV-C預(yù)處理加真空包裝對(duì)水蜜桃硬度變化的影響
水蜜桃是軟溶質(zhì)果實(shí),果肉硬度是反映果實(shí)品質(zhì)和貯藏效果好壞的一個(gè)重要指標(biāo)之一。桃果在貯藏一段時(shí)間后細(xì)胞壁會(huì)因?yàn)槔w維素酶的水解而破壞,導(dǎo)致果實(shí)硬度降低。硬度的降低會(huì)增加果品的口感,但伴隨硬度降低而來的是呼吸高峰季果實(shí)迅速軟化腐爛的開始,果實(shí)對(duì)外界環(huán)境的防御力會(huì)不斷降低。如圖2中水蜜桃硬度的變化曲線,在整個(gè)貯藏過程中處理組硬度均高于對(duì)照組,7 d后CK組硬度下降了83.52%,套袋組下降了20.83%,不套袋組下降了49.07%,其中以套袋處理組效果最好。經(jīng)過SPSS進(jìn)行ANOVA單因素多重差異分析發(fā)現(xiàn),處理組和對(duì)照組有明顯差異(P
2.3 UV-C預(yù)處理加真空包裝對(duì)水蜜桃可溶性固形物含量的影響
可溶性固形物是指桃汁中能夠溶于水的酸、糖、維生素、礦物質(zhì)等物質(zhì)的含量,糖分為主要成分。結(jié)果如圖3所示,整個(gè)貯藏過程中可溶性固形物含量并不是呈單純的上升或者下降趨勢(shì)[21],而是呈一種先上升后緩慢下降的趨勢(shì),貯藏初期淀粉等大分子物質(zhì)的降解使得可溶性固形物略微上升,但隨著貯藏時(shí)間的延長,營養(yǎng)物質(zhì)消耗,使得可溶性固形物的含量呈下降趨勢(shì)。桃果肉中的營養(yǎng)物質(zhì)含量的多少與可溶性固形物的含量息息相關(guān),從曲線來看,試驗(yàn)組的可溶性固形物含量在整個(gè)貯藏過程中均高于對(duì)照組,但經(jīng)過SPSS單因素ANOVA分析發(fā)現(xiàn),處理組和對(duì)照組無明顯差別(P>0.05),各個(gè)處理組之間也無明顯差異。表明紫外線處理后加真空包裝對(duì)水蜜桃可溶性固形物含量的保持效果有限。
2.4 UV-C預(yù)處理加真空包裝對(duì)水蜜桃失重率的影響
果實(shí)水分含量是反映果實(shí)品質(zhì)的重要指標(biāo),失水會(huì)導(dǎo)致果實(shí)皺縮,直接影響果實(shí)口感和外觀,同時(shí)缺水使以水為反應(yīng)介質(zhì)的正常代謝難以進(jìn)行,從而導(dǎo)致果實(shí)衰老腐爛。因此,控制失重率是水蜜桃保鮮的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。除保鮮袋外其他保鮮措施也是控制失重率的重要途徑。由圖4可知,除了真空不套袋組7 d突然上升超過了對(duì)照組,其他時(shí)間段內(nèi)處理組均低于對(duì)照組,真空套袋組在貯藏期末失重率為1.97%,而對(duì)照組和不套袋組分別為3.23%和3.45%,遠(yuǎn)高于真空套袋組。貯藏期的3~6 d,處理組和對(duì)照組有明顯差異(P
2.5 UV-C預(yù)處理加真空包裝對(duì)水蜜桃呼吸強(qiáng)度的影響
果蔬采摘后呼吸作用是其生命活動(dòng)的重要體現(xiàn),果蔬貯藏保鮮及商品價(jià)值都與呼吸作用息息相關(guān)。桃果是呼吸躍變型果實(shí),采后直至腐爛有兩次呼吸峰值的出現(xiàn),1次在采摘后1~2 d,第2次是在開始腐爛失去商品價(jià)值時(shí),因此,呼吸強(qiáng)度的變化是果實(shí)保鮮好壞的重要指標(biāo)之一。由圖5可知,處理組的呼吸強(qiáng)度遠(yuǎn)高于對(duì)照組,在貯藏期末對(duì)照組呼吸強(qiáng)度為92.07 mL·kg-1·h-1,UV-C加真空不套袋組為259.16 mL·kg-1·h-1,UV-C加真空套袋組為253.81 mL·kg-1·h-1,對(duì)照組和處理組間具有顯著差異(P
2.6 UV-C預(yù)處理加真空包裝對(duì)水蜜桃相對(duì)電導(dǎo)率的影響
水蜜桃在貯存保鮮的過程中,果實(shí)的軟化、霉菌感染、腐爛均能導(dǎo)致細(xì)胞膜受損,細(xì)胞膜的選擇透過性作用減弱,細(xì)胞內(nèi)電解質(zhì)溢出,從而使果肉浸出液電導(dǎo)率增加,因此,測(cè)定相對(duì)電導(dǎo)率能夠一定程度的了解細(xì)胞的受損程度。結(jié)果如圖6所示,果肉的相對(duì)電導(dǎo)率在整個(gè)貯藏過程中呈逐漸上升的趨勢(shì),在貯藏期末真空不套袋組合、真空套袋組分別上升到14.32%和12.55%,對(duì)照組上升到12.03%,經(jīng)過單因素多重差異分析發(fā)現(xiàn),處理組和對(duì)照組之間有明顯差異(P
2.7 UV-C預(yù)處理加真空包裝對(duì)水蜜桃MDA含量的影響
果實(shí)在貯藏過程中會(huì)衰老和產(chǎn)生腐爛,衰老和腐爛發(fā)生時(shí)會(huì)發(fā)生質(zhì)膜過氧化作用,MDA是質(zhì)膜過氧化作用的主要產(chǎn)物[22],因此,MDA含量可以直接反映質(zhì)膜過氧化作用,并間接反映果實(shí)的衰老程度。由圖7可知,在整個(gè)貯藏期內(nèi),MDA含量呈上升趨勢(shì),直至貯藏期末套袋處理組和不套袋處理組分別上升到2.29,2.49 μ mol·L-1,對(duì)照組上升到2.74 μ mol·L-1,用SPSS進(jìn)行ANOVA單因素多重分析發(fā)現(xiàn),套袋處理組和對(duì)照組之間具有明顯差異(P0.05),說明紫外線加真空包裝處理可以有效地控制貯藏過程中質(zhì)膜過氧化的速率,降低MDA產(chǎn)生的速度,其中2種處理組差異不大,效果都很好并以套袋組略優(yōu)。
2.8 UV-C預(yù)處理加真空包裝對(duì)水蜜桃PPO酶活性的影響
桃果在貯藏期間,內(nèi)部因素引起組織褐變是酚類物質(zhì)酶促反應(yīng)的結(jié)果,果肉組織中酚類物質(zhì)的含量、多酚氧化酶的活性和氧氣的供應(yīng)是組織產(chǎn)生褐變的三大基礎(chǔ)條件[23]。因此,控制多酚氧化酶的活性可以在一定程度上抑制褐變的發(fā)生,保持果實(shí)的商品價(jià)值。由圖8可知,整個(gè)貯藏過程中,PPO酶的變化趨勢(shì)整體呈上升趨勢(shì),但局部出現(xiàn)下降后再上升的趨勢(shì),在整個(gè)貯藏試驗(yàn)結(jié)束時(shí),套袋和不套袋兩處理組和對(duì)照組分別上升到557.49,645.57,645.57 U·g-1,數(shù)據(jù)結(jié)果經(jīng)過ANOVA單因素多重差異分析表明,處理組與對(duì)照組無明顯差異,處理組之間也無明顯差異,說明此處理對(duì)控制桃果多酚氧化酶的活性方面效果不佳。與陳奕兆等[11]用紫外線處理桃果后,水蜜桃PPO酶活性保持在較低水平有明顯不同,原因可能是處理的條件有所不同,水蜜桃的品種、成熟度等有所差異。
3 結(jié)論與討論
UV-C預(yù)處理加真空包裝套袋組和不套袋組都能夠很好地保持果實(shí)的硬度,抑制果實(shí)的失重率、維持果肉細(xì)胞細(xì)胞膜的穩(wěn)定和降低果肉細(xì)胞膜的質(zhì)膜過氧化作用,且與對(duì)照組有顯著差異。經(jīng)過多年的保鮮試驗(yàn)得知,桃果實(shí)的腐爛主要由外源真菌侵染引起,紫外線具有很強(qiáng)的殺菌消毒作用,紫外線預(yù)處理可以有效殺死桃果實(shí)表面攜帶的外源細(xì)菌,真空包裝可以提供一個(gè)與外界隔絕的環(huán)境并能抑制微生物的生長和繁殖,從感染的源頭和媒介2個(gè)方面杜絕了桃果實(shí)被感染的可能性,有效地為桃果實(shí)的保鮮貯運(yùn)提供了條件。
UV-C處理加真空包裝經(jīng)濟(jì)、可行,在現(xiàn)有條件下無論是工廠化大規(guī)模地生產(chǎn)應(yīng)用,還是散戶種植者的使用,都是簡單易行、可操作的,這為推廣應(yīng)用提供了前提條件。第一,根據(jù)要求普通的短波紫外燈就可以勝任殺菌消毒作用,市場(chǎng)上品種繁多,價(jià)格低廉;食品真空壓縮袋,有專門的企業(yè)再生產(chǎn),無論是規(guī)模化應(yīng)用還是散戶種植者的使用都有很好的前景,價(jià)格合理,包裝材料可回收重復(fù)利用。第二,紫外燈靠能量的傳遞和積累滅活微生物,并能破壞微生物的DNA和RNA,使微生物喪失繁殖生存的能力,是餐具、公共場(chǎng)所消毒最常用的手段,安全可靠,不會(huì)對(duì)桃果實(shí)產(chǎn)生不良的影響;真空包裝材料的生產(chǎn)符合食品包裝材料的規(guī)定,隔氧、隔絕水蒸氣,并有一定的保鮮效果。
(1)真空包裝材料可以隔絕空氣和水分,能夠有效抑制果實(shí)的有氧呼吸,防止果實(shí)的衰老和軟化;另外,其對(duì)水分的隔絕可以很好降低水分的喪失,保持果實(shí)的含水量,降低失重率,增加果品品相。
(2)UV-C照射預(yù)處理加真空包裝處理桃果后,其失重率、相對(duì)電導(dǎo)率、MDA含量有了明顯的降低,硬度得到了相當(dāng)好的保持,對(duì)PPO酶活性地控制和可溶性固形物含量的保持上雖好于對(duì)照組,但效果不明顯。由于紫外線的殺菌消毒作用及真空包裝的與外界環(huán)境的隔絕性,有效抑制了外界因素對(duì)水蜜桃的影響,水蜜桃的保鮮期由自然存放的2~3 d延長到了6~7 d,好果率增加到80%,有效延長了貨架期。
(3)真空包裝在貯藏過程中會(huì)導(dǎo)致果實(shí)發(fā)生無氧呼吸,導(dǎo)致呼吸值的測(cè)定結(jié)果偏大,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于對(duì)照組。在真空包裝袋內(nèi)應(yīng)用干燥劑,用以吸收呼吸過程中產(chǎn)生的水分,以防果實(shí)接觸水而腐爛。
(4)水果保鮮的影響因素多而復(fù)雜,像果實(shí)的品種、采摘期、成熟度、完好度以及貯藏環(huán)境的溫度、濕度等,所以必須綜合考慮各個(gè)因素及其相互作用,方可設(shè)計(jì)最佳的保鮮處理方案。
總之,UV-C預(yù)處理加真空包裝是經(jīng)濟(jì)、有效、安全、易操作的水蜜桃保鮮方法,適宜在工廠化生產(chǎn)和廣大的散戶種植者中推廣應(yīng)用。
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關(guān)鍵詞:冷卻豬肉;真空熱縮包裝;貨架期;肉品質(zhì)
Application of Vacuum Heat Shrinkable Packaging in Chilled Pork Preservation
ZHANG Nan1,2, WANG Shuaiwu1, HUANG Wei2, CHEN Lusheng2, ZHOU Guanghong1,*
(1. College of Food Science and Technology, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China;
2. Jiangsu Food Group Co. Ltd., Nanjing 210031, China)
Abstract: In this study, vacuum heat shrinkable packaging for chilled pork was evaluated in comparison to ordinary packaging with regard to quality characteristics, shelf life and transportation cost. The results revealed that vacuum heat shrinkable packaging could slow down microbial growth, reduce the transportation cost, improve the color of pork meat and extend the shelf life of the product. To conclude, vacuum heat shrinkable packaging has many advantages in meat processing and transportation.
Key words: chilled pork; vacuum heat shrinkable packaging; shelf life; meat quality
中圖分類號(hào):TS251.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1001-8123(2015)05-0018-04
doi: 10.7506/rlyj1001-8123-201505005
近年來食品安全事件頻發(fā),食品安全引起了人們?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注,促使優(yōu)質(zhì)安全的食品成為越來越多消費(fèi)者的優(yōu)先選擇。冷卻肉以其肉嫩、味美、衛(wèi)生、新鮮、營養(yǎng)的優(yōu)點(diǎn),正快速成長為我國肉類消費(fèi)的主流[1]。鮮肉因其營養(yǎng)豐富,適宜微生物生長,很快就會(huì)腐敗變質(zhì)[2]。包裝,作為冷卻肉生產(chǎn)和銷售的重要一環(huán),能隔離外界微生物,防止交叉污染,抑制腐敗微生物生長和繁殖,延長貨架期[3]。在影響鮮肉保質(zhì)期的因素中,包裝和溫度尤為重要[4]。目前,真空熱收縮包裝作為新興的加工方法,已經(jīng)受到了廣泛的關(guān)注,包裝膜主要采用經(jīng)多層擠壓的高阻隔性材料,具有隔水隔氧、高熱水收縮率以及抗穿刺的特點(diǎn),特別是在封口處還具有較強(qiáng)的抗油脂能力,可以有效避免封口污染造成的漏氣[5-6]。孟鴻菊[7]在對(duì)冷卻牛肉使用真空熱收縮包裝保鮮技術(shù)研究應(yīng)用時(shí)發(fā)現(xiàn),真空熱收縮包裝方式能夠有效維持鮮肉品質(zhì),冷卻牛肉的保鮮期可以達(dá)到15 d以上。薛艷軍等[8]報(bào)道采用高阻隔性多層復(fù)合熱收縮包裝袋與聚乙烯(polyethylene,PE)收縮袋包裝比較,前者的感官指標(biāo)、pH值、菌落總數(shù)、揮發(fā)性鹽基氮值(total volatile basic nitrogen,TVB-N)均好于后者,并能將普通保鮮期提高兩倍以上。另一方面,冷鏈物流作為冷卻肉銷售的重要環(huán)節(jié),以其低溫能有效抑制腐敗微生物生長和繁殖[9]。因此離開了包裝和冷鏈,冷卻肉的運(yùn)輸貯藏和銷售會(huì)受到很大限制。目前,國內(nèi)肉類生產(chǎn)企業(yè)采取各種包裝措施來延長冷卻肉的貨架期,但總體來說,尚沒有達(dá)到預(yù)期效果,保質(zhì)期仍較短[10]。如何進(jìn)一步延長冷卻肉貨架期是肉類行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)問題。其中,包裝材料、冷鏈?zhǔn)侵匾蛩亍榇耍緦?shí)驗(yàn)比較研究了真空熱縮包裝冷卻豬肉以及普通冷卻豬肉在品質(zhì)和貨架期等方面的差異,確定真空熱縮包裝和冷鏈在冷卻肉加工中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì),為其進(jìn)一步推廣和應(yīng)用提供理論依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 材料與試劑
在河南志元集團(tuán),取若干頭同一批次體質(zhì)量和年齡相近的閹豬,經(jīng)過充分休息(20 h)后,在相同條件下屠宰。待宰期間,充分供水、斷食。動(dòng)物經(jīng)電擊暈、放血、去內(nèi)臟、劈半、沖洗、分級(jí)計(jì)量、入庫預(yù)冷。
平板計(jì)數(shù)瓊脂培養(yǎng)基、pH 7.2磷酸二氫鉀緩沖液、氯化鎂溶液、硼酸、甲基紅-乙醇均為實(shí)驗(yàn)室自制。
1.2 儀器與設(shè)備
CR-400全自動(dòng)便攜式色差計(jì) 日本Konika Monolta公司;FOSS 2300全自動(dòng)凱氏定氮儀 瑞士Foss公司;Orion 3-Star便攜式pH計(jì) 美國Thermo公司;C-LM3B數(shù)顯式肌肉嫩度儀 中國Tenovo公司;快爾衛(wèi)包裝機(jī) 希悅爾包裝(上海)有限公司。
1.3 方法
1.3.1 前處理
胴體入冷庫前,測(cè)定胴體溫度和pH值,剔除胴體溫度和pH值變化異常的胴體,胴體冷卻18~20 h,再次測(cè)定胴體溫度和pH值,此時(shí)記為第0天。
半胴體分割獲得六分體,分別取前、中、后三段各5 份用快爾衛(wèi)熱縮袋進(jìn)行真空包裝,在85 ℃熱水中浸燙30 s完成收縮。5 份無包裝白條豬肉作為對(duì)照組。六分體裝入統(tǒng)一規(guī)格周裝箱,按順序堆疊放入冷藏車,無包裝白條豬肉按正常方式(跟腱吊掛)吊掛在冷藏車內(nèi)。
全程溫度監(jiān)控:為了解環(huán)境溫度波動(dòng)對(duì)肉塊溫度及微生物生長的影響,記錄從包裝后直到貯藏實(shí)驗(yàn)完畢的肉溫(不包裝與熱收縮真空包裝各用一支溫度記錄器)和環(huán)境溫度變化,測(cè)定間隔時(shí)間為運(yùn)輸過程0.5 h,貯存實(shí)驗(yàn)6 h。
1.3.2 貯藏實(shí)驗(yàn)
白條豬肉:于宰后0、1、2、3 d分別取肩頸肉固定部位,測(cè)定微生物數(shù)量和肉品品質(zhì)指標(biāo)。
真空包裝冷卻肉:在0~4 ℃條件下貯藏3、7、14、21 d。拆開包裝,分別取肩頸肉、背肉、后腿固定部位進(jìn)行微生物測(cè)定、肉品品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定和感官評(píng)價(jià)。
1.3.3 菌落總數(shù)測(cè)定
采用GB 4789.2―2010《食品微生物學(xué)檢驗(yàn)菌落總數(shù)測(cè)定》的方法并結(jié)合高世偉等[11]的實(shí)驗(yàn)方案,分別取肩頸肉、背肉、后腿肉固定部位各20 g均質(zhì)為樣品勻液,選取適宜稀釋度,37 ℃平板培養(yǎng)48 h,計(jì)數(shù)。
1.3.4 肉色測(cè)定
根據(jù)戴瑞彤等[12]對(duì)冷卻肉色澤的評(píng)定與探討,將待測(cè)肉樣新的切面在0~4 ℃條件下發(fā)色30 min后,測(cè)定肉色肉色亮度(L*)值、紅度(a*)值、黃度(b*)值。
1.3.5 TVB-N測(cè)定
采用GB/T 5009.44―2003《肉與肉制品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法》測(cè)定方法,分別取3 部位瘦肉各10 g,經(jīng)絞碎攪勻,加入蒸餾水充分振搖,浸漬30 min后,用凱氏定氮儀測(cè)定TVB-N。
1.3.6 pH值測(cè)定[13]
分別取肩頸肉、背肉、后腿肉固定部位,采用便攜式pH計(jì)插入肌肉中心部位,測(cè)定肉的pH值。
1.3.7 感官評(píng)價(jià)
取后腿肉固定部位帶皮瘦肉200 g,進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。感官評(píng)價(jià)小組由9 名專業(yè)人士組成,針對(duì)肉樣的色澤、組織狀態(tài)、黏度、氣味、總體喜好進(jìn)行打分,具體打分標(biāo)準(zhǔn)見表1。
1.3.8 剪切力測(cè)定
參考王曉宇[14]、劉興余[15]等的方法并加以修改,沿肌肉自然走向垂直方向,分別取2.5 cm厚肌肉(肉塊大小基本一致),放入蒸煮袋中,在72 ℃水浴中加熱至肉塊中心溫度70 ℃(加熱過程中,肉塊中心溫度用熱電偶記錄)。將預(yù)冷的熟肉塊轉(zhuǎn)入0~4 ℃繼續(xù)冷卻過夜。取固定部位肉樣(同上),用刀修整肉塊的邊沿,并找出肌纖維的自然走向,之后用雙面刀(間距1 cm)沿肌纖維的自然走向分切成多個(gè)1 cm厚的小塊;再用鋒利的陶瓷刀從1 cm厚的小塊中分切1 cm寬的肉柱,肉柱的寬度用直尺測(cè)量。肉塊切取過程中,應(yīng)避免肉眼可見的結(jié)締組織、血管及其他缺陷。每個(gè)肉樣的肉柱個(gè)數(shù)不少于8 個(gè)。參考魏心如等[16]的方法,用肌肉嫩度儀沿肌纖維垂直方向剪切肉柱,記錄剪切力并計(jì)算平均值。
1.4 數(shù)據(jù)分析
采用單因素和多因素方差分析、Duncan’s多重比較法分析樣品在成熟過程中各指標(biāo)的變化情況。用SAS 8.12軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
2 結(jié)果與分析
2.1 白條豬肉品質(zhì)變化
白條豬肉的貨架期在5~7 d(除去冷卻、運(yùn)輸和分割等環(huán)節(jié),產(chǎn)品在銷售場(chǎng)所實(shí)際貨架期為2~3 d)[17]。如表2所示,白條肉中菌落總數(shù)增長快,TVB-N增加顯著(P
注:同行字母不同,表示差異顯著(P
2.2 真空熱收縮包裝豬肉品質(zhì)變化
由表3可知,貯藏時(shí)間對(duì)測(cè)定的所有指標(biāo)具有顯著影響(P
表 4 真空熱收縮包裝豬肉貯藏過程中理化指標(biāo)和微生物的變化及
兩因素非交互作用方差分析
注:同列字母不同,表示差異顯著(P
由表4可知,隨著貯藏時(shí)間的延長,菌落總數(shù)、TVB-N、pH值、a*值、b*值均逐漸增加(P
(P
由表5可知,肩頸肉、背肉和后腿肉在3 d時(shí)菌落總數(shù)均略有上升,之后顯著上升(P
背肉和后腿肉的pH值無顯著變化(P>0.05)。貯藏過程中,肩頸肉、背肉和后腿肉的L*值均無顯著變化
(P>0.05)。a*值和b*值逐漸增加(P
表 5 不同部位真空熱收縮包裝冷卻豬肉貯藏過程中理化指標(biāo)和
微生物的變化
由表6可知,真空包裝后對(duì)不同貯藏時(shí)間的后腿肉進(jìn)行感官評(píng)價(jià),氣味存在極顯著差異(P
2.3 運(yùn)銷成本分析
以包裝分割肉方式進(jìn)行配送,運(yùn)銷成本顯著下降。以長72 m、寬7.4 m的冷藏車滿負(fù)荷裝載計(jì)算,可裝載120 頭豬胴體(共240 片白條,約9 t),但由于產(chǎn)品貨架期短,銷售終端需求量有限,一般裝載量為70%~80%的裝載量,每天一次往返程,運(yùn)輸燃料成本為1 500 元,單位運(yùn)輸成本為208.3元/t。如果改以真空包裝六分體,放入55 cm×34 cm×17 cm的周轉(zhuǎn)箱堆疊放置,同樣大小的冷藏車可裝載130 頭豬胴體(約9.6~9.7 t),由于產(chǎn)品貨架期得以保證,每次均可滿負(fù)荷裝載,單位運(yùn)輸成本為156.3 元/t。
對(duì)于分割倉儲(chǔ)式銷售的企業(yè)而言,當(dāng)采用真空包裝后,超市、專賣店的產(chǎn)品配送方式可做如下改變,每天配送1 次改為2~3 d配送1 次,運(yùn)輸燃料成本可節(jié)省一半。若按燃油價(jià)格7.2 元/L,1.7~1.8 元/km,配送往返總里程1 000 km/d計(jì)算,一年節(jié)省成本30余萬元。
3 討 論
由上述結(jié)果可知,與非包裝的冷卻豬胴體相比,熱縮真空包裝分割肉顯著延長了產(chǎn)品貨架期,對(duì)調(diào)節(jié)市場(chǎng)供應(yīng)、拓展銷售半徑具有重要價(jià)值。真空包裝可使肉的色澤保持鮮艷狀態(tài)。對(duì)于白條豬肉,放置3 d過程中,a*值明顯下降,L*值增加,總體視覺效果是鮮艷度下降。而真空包裝豬肉色澤在21 d貯藏期內(nèi),a*值呈增加趨勢(shì),鮮艷度有所增加,尤其是前腿肉效果明顯。
真空熱收縮包裝技術(shù)在鮮肉保鮮中的應(yīng)用已有較長的發(fā)展歷史,目前已得到廣泛的應(yīng)用,而在國內(nèi)該技術(shù)目前主要應(yīng)用于出口豬肉和高端市場(chǎng),而在大眾市場(chǎng)上較少應(yīng)用。原因可能在于包裝本身的成本問題,但本研究表明,相比目前粗放的加工貯運(yùn)方式,真空熱收縮包裝具有延長產(chǎn)品貨架期、降低冷卻損耗和運(yùn)銷成本、改善肉色等作用,在六分體等分割產(chǎn)品中具有廣闊的應(yīng)用前景。
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關(guān)鍵詞:冰溫貯藏;真空包裝;低場(chǎng)核磁共振;牛肉;水分狀態(tài)
LF-NMR Studies of Variations of Different Water States during Controlled Freezing Point Storage of Beef
XU Qian1,ZHU Qiu-jin1,2,3,*,YE Chun1,WANG Wen-xiu1
(1. College of Life Science, Guizhou University, Guiyang 550025, China;
2. Key Laboratory of Agricultural and Animal Products Store and Processing of Guizhou Province, Guiyang 550025, China;
3. National Beef Processing Technology Research and Detection Sub-centre, Huishui 550600, China)
Abstract:The aim of this study to apply low field NMR to investigate regular variations of different relaxation parameters of water in vacuum packaged beef and non-vacuum packaged beef during controlled freezing point storage. NMR relaxation data indicated that there were three different types of water in fresh beef, namely bound water, free water and immobilized water with relaxation times of T21, T22 and T23 (x-axis), respectively. Correlation anaysis of three relaxation parameters and meat quality indices was conducted by measuring pearson correlation coefficients. Our results showed that the correlations between the studied relaxation parameters and meat quality indices were strong in non-vacuum packaged beef but not strong in acuum packaged beef. Free water had the biggest influce on meat quality during controlled freezing point storage of beef. The relaxation parameter of free water may hold great promise for potential applications to study quality indices of non-vacuum packaged beef.
Key words:ice-temperature storage;vacuum package;low-field nuclear magnetic resonance;beef;moisture state
中圖分類號(hào):TS251.51;TS207.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1001-8123(2013)05-0017-05
采購新鮮牛肉作為烹飪食材構(gòu)成了國民消費(fèi)牛肉的主要方式,新鮮牛肉的貯藏和流通多采用冷藏手段,普通0~4℃的貯藏溫度并不能完全滿足對(duì)牛肉保鮮的的需要。而將生鮮食品置于0℃以下,食品冰點(diǎn)以上的溫度范圍內(nèi)保藏的冰溫貯藏技術(shù)是繼冷藏和氣調(diào)貯藏之后的第3代保鮮技術(shù),將牛肉置于這個(gè)溫度范圍內(nèi)時(shí),其生理活性維持在最低程度,但又能保持正常的生化變化。并且肉始終處于不凍結(jié)的鮮活狀態(tài),不會(huì)對(duì)肉產(chǎn)生凍害,故能達(dá)到長期保鮮的效果[1-4]。
牛肉中主要成分是水、蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物和其他一些可溶性物質(zhì),其中水的含量可占到70%~80%[5-6]。牛肉在儲(chǔ)藏期間發(fā)生的許多理化變化都與牛肉內(nèi)部水分的活動(dòng)狀態(tài)及遷移情況有關(guān)。核磁共振(nuclear magnetic resonance,NMR)可以通過檢測(cè)肉中氫質(zhì)子的弛豫時(shí)間來獲得肉貯藏過程水分的狀態(tài)、不同狀態(tài)水分的含量及變化過程等信息[7-8]。
目前,我國對(duì)牛肉品質(zhì)指標(biāo)的檢測(cè)仍為傳統(tǒng)方法,缺點(diǎn)在于費(fèi)時(shí)費(fèi)力,不易進(jìn)行大批量的快速檢測(cè)[9],而核磁共振技術(shù)具有檢測(cè)迅速、樣品需要量少、無需前處理且對(duì)樣品無損等優(yōu)點(diǎn)[7]。本實(shí)驗(yàn)利用低場(chǎng)核磁共振技術(shù)研究了冰溫貯藏條件下無包裝(no packing,NP)的牛肉與真空包裝(vacuum packing,VP)的牛肉在貯藏過程中不同活動(dòng)狀態(tài)水分的變化規(guī)律,并與常見的肉品品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行了皮爾遜相關(guān)系數(shù)分析,研究了兩者間的相關(guān)性,確定對(duì)冰溫貯藏牛肉的品質(zhì)影響最大的水分,為牛肉品質(zhì)檢測(cè)提供一種快速、無損的新方法。
1 材料與方法
1.1 材料與試劑
冷鮮牛肉:屠宰12h內(nèi)的鮮牛霖肉 市購;鹽酸、稀硫酸、碳酸鉀、硼酸、甘油、阿拉伯膠、甲基紅、次甲基藍(lán)、乙醇均為分析純。
1.2 儀器與設(shè)備
NMI20-Analyst核磁共振成像分析儀 上海紐邁電子科技有限公司;數(shù)顯溫度計(jì) 天津市科輝儀表廠;JY3001型電子天平、JA-1104N型電子天平(感應(yīng)量為0.0001g) 上海民橋精密科學(xué)儀器有限公司;pH100型筆式pH計(jì) 上海三信儀表廠;C-LM3型數(shù)顯式肌肉嫩度儀由東北農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院研制;雙夾板壓力計(jì) 實(shí)驗(yàn)室自制。
1.3 方法
1.3.1 肉樣處理
購買屠宰12h內(nèi)的冷鮮牛霖肉,采用內(nèi)裝冰袋的保溫包4℃運(yùn)回,去除附著的脂肪和結(jié)締組織,平均分割成小份,將肉置于溫度為-1℃(冰溫)冰箱變溫區(qū)貯藏(冰箱內(nèi)相對(duì)濕度70%)。各項(xiàng)指標(biāo)每2d測(cè)定1次。
1.3.2 冰點(diǎn)測(cè)定
將數(shù)顯溫度計(jì)的電極插入5cm×5cm×5cm的牛肉塊體積中心,置于-15℃冷庫中,每分鐘記錄溫度,作牛肉中心溫度隨凍結(jié)時(shí)間變化的曲線,當(dāng)溫度下降到0℃以下出現(xiàn)輕微回升,而后變化緩慢或停止,以此時(shí)的溫度為牛肉的冰點(diǎn)溫度[10]。
1.3.3 核磁共振測(cè)定
每次測(cè)定時(shí),一塊肉取3份樣品,每份樣品均準(zhǔn)確稱質(zhì)量1g,肉樣無需進(jìn)行前處理,只需切成適宜大小,用玻棒輕輕塞入核磁共振專用試管,盡量排除肉樣間隙中的空氣,切勿用力擠壓肉,避免擠出肉中水分,影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
核磁共振測(cè)定在紐邁核磁共振成像分析儀上進(jìn)行,測(cè)定過程中為保證實(shí)驗(yàn)的平行性和結(jié)果的可靠性,每次測(cè)定均固定在相同時(shí)間段。并且確保40min內(nèi)完成樣品制備和測(cè)定,以免肉樣過久曝露在空氣中失水,影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
測(cè)定樣品橫向弛豫時(shí)間(T2)步驟:1)測(cè)定時(shí),開啟電腦,將樣品管放入儀器磁體箱中,打開核磁共振分析軟件(上海紐邁電子科技有限公司提供的Analyst Software Ver3.3),開啟射頻單元電源(儀器工作溫度32℃)。2)在參數(shù)設(shè)置中選擇硬脈沖序列(Hard Pulse FID),尋找中心頻率SF1+O1(肉中氫質(zhì)子的共振頻率)。3)進(jìn)入硬脈沖CPMG 序列設(shè)置參數(shù):TD =100050,SW=100kHz,D3=80μs,TR=1000ms,RG1=20,RG2=3,NS=4,EchoTime=500.00μs,EchoCount=1000,開始檢測(cè)。4)檢測(cè)結(jié)束保存數(shù)據(jù),進(jìn)入反演軟件(上海紐邁電子科技有限公司提供的核磁共振弛豫時(shí)間反演擬合軟件Ver4.09)反演出T2的分布情況。
1.3.4 pH值測(cè)定
用pH100型筆式pH計(jì)直接測(cè)定肉新鮮切面的pH值,依次取3個(gè)測(cè)試點(diǎn)。
1.3.5 失水率[11]
將肉樣切為1.0mm厚度,用直徑2.523cm圓形取樣器切取肉樣,用感量為0.0001g天平稱質(zhì)量,然后將肉樣上下各墊6層濾紙,置于35kg壓力計(jì)上壓制5min,撤除壓力后立即稱質(zhì)量。
失水率/%=×100
1.3.6 數(shù)據(jù)分析方法
對(duì)采集的試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 17.0進(jìn)行相關(guān)性和方差分析,多重比較采用Duncan法。
2 結(jié)果與分析
2.1 牛肉肉冰點(diǎn)測(cè)定
圖1為牛肉凍結(jié)過程中心溫度隨凍結(jié)時(shí)間變化的曲線,在溫度下降到-1.1~-1.2℃后,進(jìn)入最大冰晶生成帶,溫度變化開始停止,因此確定-1.2℃為其初始冰點(diǎn),故將冰溫貯藏的溫度定為-1℃。
圖 1 牛肉中心溫度變化曲線
Fig.1 Changes in internal temperature during controlled freezing point storage of beef
2.2 冷鮮牛肉的核磁共振弛豫參數(shù)
NMR用于肉品水分研究時(shí)主要采用的是橫向弛豫時(shí)間(T2),這是由于T2變化范圍較大,與T1相比對(duì)多相態(tài)的存在更敏感[7]。圖2是由核磁共振反演軟件作出的新鮮牛肉橫向馳豫時(shí)間(T2)譜圖,圖中形成幾個(gè)峰,則可說明牛肉中有幾種活動(dòng)狀態(tài)的水分[12]。譜圖中各個(gè)峰點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)位置就是該種水分的平均T2值,T2值越低表明該種水分與底物結(jié)合越緊密,T2值越大說明水分越自由[13-14]。由圖2可看出新鮮牛肉中有3種不同活動(dòng)狀態(tài)的水:結(jié)合水、不易流動(dòng)水和自由水,用T21(0~10ms)、T22(10~100ms)、T23(100~1000ms)分別對(duì)應(yīng)[15]。
圖 2 新鮮牛肉橫向弛豫時(shí)間(T2)譜圖
Fig.2 The transverse relaxation time (T2) of fresh beef
牛肉貯藏期間冰箱內(nèi)相對(duì)濕度為70%。從表1可以看出,在整個(gè)貯藏期間,隨著貯藏時(shí)間的增加,無包裝和真空包裝牛肉的T21值無顯著變化(P>0.05),平均值在2~5ms之間。兩種包裝牛肉的T22值均穩(wěn)定在49ms左右無變化,說明隨著貯藏時(shí)間的延長,牛肉中結(jié)合水和不易流動(dòng)水與底物的結(jié)合程度改變很小或沒有改變。
兩種包裝牛肉的T23值均差異顯著(P
表 1 牛肉T2隨貯藏時(shí)間變化趨勢(shì)
Table 1 Temporal evolution of T2 during controlled freezing point storage of beef
貯藏時(shí)間/d NP VP
T21/ms T22/ms T23/ms T21/ms T22/ms T23/ms
1 3.49±0.87ab 49.77±0a 175.89±24.49bc 3.49±0.87a 49.77±0a 175.89±24.49d
3 3.03±1.014ab 49.77±0a 192.20±15.11bc 2.61±.079a 49.77±0a 220.98±17.37ab
5 2.96±0.61ab 49.77±0a 200.92±0abc 3.34±0.89a 49.77±0a 192.20±15.11bcd
7 2.96±0.60ab 49.77±0a 200.92±0abc 3.20±0.25a 49.77±0a 174.75±0d
9 3.16±0.69ab 49.77±0a 220.98±17.37a 2.56±0.43a 49.77±0a 231.01±0a
11 2.26±0.78b 49.77±0a 192.20±15.11bc 3.07±0.43a 49.77±0a 167.17±13.14d
13 3.66±1.21ab 49.77±0a 200.92±0abc 4.44±0.35a 49.77±0a 212.26±32.48abc
15 3.68±1.25ab 49.77±0a 202.23±28.15ab 3.43±1.06a 49.77±0a 231.01±0a
17 2.71±0.69ab 49.77±0a 174.75±0c 4.10±0.70a 49.77±0a 192.20±15.11bcd
19 2.75±0.56ab 49.77±0a ― 3.25±0.71a 49.77±0a 210.95±17.37abc
21 4.74±1.21a 49.77±0a ― 4.21±1.39a 49.77±0a 183.48±15.11cd
注:不同上標(biāo)字母表示同列數(shù)據(jù)間差異顯著(P
核磁共振反演軟件可自動(dòng)求得譜圖上每個(gè)峰的峰面積及總峰面積,由峰面積可估算出肉中不同狀態(tài)水分及總水分的含量[15]。由無包裝和真空包裝的牛肉T2峰面積隨貯藏時(shí)間的變化趨勢(shì)(表2)可知,兩種包裝牛肉中T21、T22和T23峰面積隨貯藏時(shí)間的變化均顯著(P
無包裝牛肉的T23峰面積在貯藏期間總體變化趨勢(shì)為先上升后下降,峰面積從第1天的31.35±5.89到第9天達(dá)到最大的64.40±9.77,之后顯著下降(P
而真空包裝牛肉的T23峰面積在貯藏期間變化趨勢(shì)為先上升再下降最后上升,峰面積在第11天時(shí)為最小的12.10±3.31,之后慢慢上升,到第21天時(shí)為29.20±3.90,基本接近第1天的值。真空包裝牛肉總峰面積在貯藏期內(nèi)變化不顯著,表示真空包裝牛肉中總水分含量變化不大。
2.2 冷鮮牛肉品質(zhì)指標(biāo)變化
如表3所示,牛肉貯藏過程中,兩種包裝牛肉的pH值開始均會(huì)下降,當(dāng)下降到一定程度后,又會(huì)逐漸升高。牛肉pH值的這一變化規(guī)律是由于家畜宰后肌肉中代謝過程發(fā)生改變,肌糖原無氧酵解,產(chǎn)生乳酸,三磷酸腺苷(ATP)迅速分解,使肉pH值下降。肉腐敗時(shí),由于肉內(nèi)蛋白質(zhì)在細(xì)菌酶的作用下,被分解為氨和胺類化合物等堿性物質(zhì),因而使肉趨于堿性,pH值顯著增高[16-18]。無包裝與真空包裝牛肉的pH值在前7d隨貯藏時(shí)間的延長顯著下降(P
表 3 牛肉pH值及失水率隨貯藏時(shí)間的變化
Table 3 Temporal evolution of pH and drip loss during controlled freezing point storage of beef
貯藏
時(shí)間/d NP VP
pH 失水率/% pH 失水率/%
1 5.81±0.05d 32.90±1.03cd 5.81±0.05a 32.90±1.04def
3 4.95±0.02e 34.22±1.78bcd 5.14±0.02e 33.17±0.79cdef
5 4.96±0.04e 33.48±1.70cd 4.98±0.01h 35.64±1.32bcd
7 4.88±0.02f 35.73±0.03bc 4.95±0.01h 35.82±1.56bc
9 4.94±0.01e 40.13±1.64a 5.12±0.02e 32.46±1.43ef
11 4.94±0.02e 37.19±1.35abc 5.26±0.03d 31.28±1.72f
13 4.96±0.01e 38.07±1.51ab 5.05±0.01f 34.74±1.05bcde
15 5.8±0.04d 35.2±1.21bc 5.14±0.01e 35.47±0.27bcd
17 6.09±0.04c 34.69±0.69bcd 5.26±0.01d 36.88±0.37b
19 6.37±0.02b 30.56±0.65d 5.31±0.01c 36.92±0.90b
21 6.62±0.03a 26.39±1.23e 5.52±0.02b 40.28±1.29a
肉的失水率越高,表明肌肉系水力越低。牛肉貯藏過程中,失水率存在先升高,然后再下降的趨勢(shì)。這一變化趨勢(shì)主要是由于宰后肌肉的pH值變化直接影響肌肉的系水力。pH值下降,時(shí)肌肉蛋白質(zhì)的靜電荷強(qiáng)度減弱,使電荷間的相互作用力減弱,肌球蛋白纖絲和肌動(dòng)蛋白纖絲之間的間隙縮小,肉的保水性能降低,失水率升高。發(fā)生僵直時(shí),肌球蛋白和肌動(dòng)蛋白形成肌動(dòng)球蛋白復(fù)合體而使肌肉系水力變得最低,失水率達(dá)到最大。之后的成熟過程中,蛋白質(zhì)和鈣、鎂陽離子結(jié)合,肌原纖維的蛋白質(zhì)自由電荷逐漸增加,系水力會(huì)有所提高。當(dāng)pH值大于或小于蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)時(shí)。由于蛋白質(zhì)的兩性解離作用,肌原纖維蛋白結(jié)構(gòu)松弛,水分子在親水基團(tuán)的作用下,貯留于肌原纖維蛋白質(zhì)分子問,系水力提高,失水率下降[16]。由表3可知,無包裝牛肉的失水率前9d隨貯藏時(shí)間延長顯著升高(P
值得指出的是無包裝牛肉的失水率在第9天時(shí)達(dá)到最大的(40.13±1.64)%,而牛肉T23峰面積亦達(dá)到最高。真空包裝的牛肉的失水率在第11天時(shí)最小,為(31.28±1.72)%,此時(shí)真空包裝牛肉T23峰面積也為最小。可以推斷牛肉系水力與牛肉中的自由水含量密切相關(guān)。
2.3 弛豫參數(shù)與品質(zhì)指標(biāo)的相關(guān)性分析
利用SPSS 17.0軟件對(duì)對(duì)NMR弛豫參數(shù)與各項(xiàng)理化指標(biāo)進(jìn)行Pearson相關(guān)系數(shù)分析。相關(guān)系數(shù)(R)的值在-1~1之間(負(fù)號(hào)代表兩個(gè)變量呈負(fù)相關(guān)),一般當(dāng)0.8≤R≤1 或-1≤R≤-0.8 時(shí),說明兩變量之間具有很強(qiáng)的相關(guān)性;當(dāng)R值介于0.5~0.8或-0.8~-0.5之間時(shí),說明兩變量之間具有一般的相關(guān)性;當(dāng)-0.5≤R≤0.5時(shí),說明兩變量之間之間相關(guān)性較弱[20]。
本實(shí)驗(yàn)相關(guān)性分析的結(jié)果如表4所示:無包裝牛肉T23值與其pH值、失水率均有較強(qiáng)的相關(guān)性,T23峰面積與其pH值有較強(qiáng)的相關(guān)性,與其失水率相關(guān)性一般。無包裝牛肉的其余弛豫參數(shù)與品質(zhì)指標(biāo)的相關(guān)性均較弱;真空包裝牛肉T22峰面積與其失水率的相關(guān)性較強(qiáng),而其余弛豫參數(shù)與品質(zhì)指標(biāo)的相關(guān)性均不強(qiáng)。
并且無包裝牛肉T23峰面積的變化規(guī)律與牛肉宰后的尸僵與成熟過程密切相關(guān)有關(guān),牛肉屠宰后,會(huì)先進(jìn)入僵直期。發(fā)生僵直時(shí),肌肉保水性變得最低[16],此時(shí)牛肉對(duì)水分的束縛能力最弱,水分逐步轉(zhuǎn)變成與底物結(jié)合程度較低的自由水。與此對(duì)應(yīng),無包裝的牛肉在第9天時(shí)失水率與自由水的峰面積均達(dá)到最大,可以推斷牛肉在此時(shí)間段達(dá)到最大僵直。常溫下牛肉僵直一般發(fā)生在宰后12h以后,低溫會(huì)導(dǎo)致僵直延遲,0~4℃情況下僵直的完成需一周左右的時(shí)間[21]。說明冰溫貯藏有效延遲了牛肉的僵直、解僵過程。該條件下貯藏牛肉,能較長時(shí)間使牛肉保持在較好的品質(zhì)范圍內(nèi)。
牛肉在達(dá)到最大僵直后進(jìn)入解僵期,肉中繼續(xù)發(fā)生著一系列生物化學(xué)變化進(jìn)入后熟期,保水性能恢復(fù),肌肉變的柔軟[16]。按此規(guī)律,此時(shí)肉中自由水含量應(yīng)當(dāng)增加,而事實(shí)上是從第9天開始,無包裝的牛肉自由水開始減少,可能與牛肉長時(shí)間無包裝貯藏導(dǎo)致失水有關(guān)。
而真空包裝的牛肉自由水含量變化規(guī)律之所以與無包裝的牛肉不同,是由于真空包裝導(dǎo)致牛肉中水分難以揮發(fā),這點(diǎn)可由真空包裝牛肉的總水分含量在貯藏期內(nèi)變化不顯著得知。并且真空包裝加大了牛肉組織間的壓力,影響了牛肉的保水性。
3 結(jié) 論
低場(chǎng)核磁共振技術(shù)能夠很好地表征冰溫貯藏條件下牛肉中不同形式的水分含量及分布情況。無包裝牛肉自由水弛豫參數(shù)與其pH值、失水率均有較強(qiáng)的相關(guān)性,而結(jié)合水與不易流動(dòng)水的弛豫參數(shù)與品質(zhì)指標(biāo)的相關(guān)性則較弱;真空包裝牛肉的弛豫參數(shù)與品質(zhì)指標(biāo)的相關(guān)性均不強(qiáng)。
由本研究可知,對(duì)冰溫貯藏牛肉的品質(zhì)影響最大的水分是自由水,自由水的弛豫參數(shù)能夠很好的用于無包裝牛肉常規(guī)品質(zhì)指標(biāo)的研究。
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