狮子头微冻贮藏保鲜研究开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

调理肉制品主要是由蛋白质、脂肪、碳水化合物、水分及其他一些微量成分，如维生素、色素及风味物质等组成，形成肉品特定的质构、颜色、风味等特征。决定肉制品保鲜期和微生物安全性的主要因素是初始菌数、细菌类型、氧气分压、贮藏温度、加工工具、操作者的卫生等。影响肉与肉制品保鲜期的因素很多，首先，与肉制品本身的加工条件有关，如果肉制品加工环境较差，会导致初始菌落数较高，影响肉的保鲜期；其次，与贮藏、运输、流通的条件有关；再次，与所采用的保鲜技术有关，保藏方法不同，则保鲜期也不同。温度是影响肉类产品加工和贮藏的重要因素，目前低温技术已经广泛用于食品的加工贮藏，尤其是在水果蔬菜和水产品方面尤为突出，低温技术处理后食品可以明显减少品质的损失，选择最佳的加工贮藏环境一直被广泛的研究讨论。

传统保鲜方式通常使用冷藏和冷冻。冷藏保鲜，将调理肉制品保藏在 0-4 ℃范围内，肌肉细胞内的水分在此区间并未冻结，细胞内液仍保留在细胞内，口味仍能较好满足消费者的需求。李苗云博士^[1]在研究冷却猪肉中微生物生态分析表明冷藏保鲜技术不能有效抑制腐败微生物的生长繁殖和内源酶的作用，因此冷藏保鲜的保质期较短。周秀丽等^[2]以牛排为原料，经气调包装后在 0~4 ℃的条件下冷藏，证明经气调包装后的牛排在冷藏过程中菌落总数的增长速度有所延缓，并且 tvb-n值和t-bars值也均在调理肉制品的标准内，保质期长达10 d。冷冻保鲜是传统的保鲜技术，是将水产品和肉产品快速冻结至-25℃上下，进行包冰衣处理，并存放于-18℃的保鲜技术。该技术的主要原理是通过肉的快速冻结以降低冰晶对肉质结构的破坏，低温储藏使得肉制品中内源酶的活性明显的降低，使得腐败微生物的大量繁殖被抑制。ayla soyer等^[3]对调理肉制品的冷冻时间及冷冻速率研究表明，冷冻是用来延缓肉类中不希望发生的生化反应，但是由于冰晶的形成，会造成一些细胞分裂和肌肉纤维的破坏，冰晶的大小和分布在冷冻肉的细胞内或细胞外空间随冷冻速度的不同而不同，而形成的冰的数量取决于冷冻过程中达到的温度。因此，冷冻速率和冷冻贮藏温度影响冻肉的结构及其感官品质。尽管刘畅^[4]在栅栏技术对调理肉制品的保鲜发展中提到，冷冻保鲜可以控制微生物的生长繁殖，降低酶活、减缓调理肉制品中的化学反应速率，增长调理肉制品的保质期。然而，冷冻保鲜内耗大，能源浪费高，并且在-18℃冻藏条件下长时间的保存，会导致调理肉制品本身的食用价值与品质。冰温保鲜是指将食品置于 0 ℃至食品冻结点的温度内进行贮藏保鲜，大多数食品的初始冻结点处于-0.5 ~ -2.8 ℃之间，冰温下生鲜食品生物活性可以维持在最低程度，且不会发生冻害，与冷藏相比，冰温贮藏既能更好地维持食品品质，又能延长食品保鲜期。冰温保鲜作为近年来国内外新兴的食品物理保鲜技术，tim shafel等^[5]在研究低温食品保存技术发现，冰温保鲜技术与冷藏和冷冻保鲜相比，能够延缓许多腐败微生物的生长，并且因为调理肉制品中包含一些水分，当水转变为冰时，就相应地减少了晶体造成的纹理损伤。山根昭美博士^[6]研究调理肉制品新鲜度的结果表明, 在冰温条件下贮藏肉类食品，可减少肉食中与腐败有关的挥发性含氮物质的生成，抑制腐败速度，增加与香味有关的氨基酸浓度。李培迪等^[7]研究证明，冰温贮藏可使肌糖原达到最低值的时间以及体内乳酸含量达到最高值的时间延长 1~2d，冰温还可提高丙酮酸激酶活力，抑制乳酸脱氢酶活力，以延迟肌肉的成熟。李建雄^[8]提出冰温结合气调包装是进行猪肉制品保鲜的有效途径, 利用气调包装可以强化冰温的保鲜效果。由此看来, 冰温气调保鲜技术已具备了一定的技术基础, 在肉类保鲜中将具有重要的实际应用价值和良好的发展前景。

延长肉类产品的货架期，保持肉制品的新鲜度是肉类发展的一项重要课题，为了弥补传统肉类保鲜技术的不足，微冻技术逐渐发展。微冻是通过对新鲜食品部分冻结从而延长其货架期的一种方法^[9]，当温度低于产品的初始冰点时，食品的中水分将会发生冻结，自由水含量的降低限制了微生物的生长利用同时抑制了酶的活性^[10]。微冻加工的结冰率通常是5-30%^[11]，如果微冻温度过低，结冰率超过30%将会对肌纤维结构造成很大的破坏，影响肉的品质^[12]。部分学者认为温度范围应控制在低于0℃但是高于产品初始冰点^[13]，此时产品未形成冰晶，产品不发生冻结，避免破坏细胞，减轻因解冻发生的品质变化。

2. 研究的基本内容和问题

研究目标：

研究初始冰点附近温度贮藏狮子头的品质变化差异，研究临界结冰状态下调理肉品品质变化规律，进一步优化微冻贮藏的温度参数。为肉制品冷链加工以及贮运过程中的温度控制提供理论指导，满足消费者对肉制品质量和安全的需求。

研究内容：

3. 研究的方法与方案

研究方法：

1 冰点的测定

通过差示扫描量热法（DSC）测量狮子头初始冰点。在铝盘中称量狮子头样品（5±1）mg并用盖子密封。使用流速为20mL / min的氮气作为载气。样品冷却至﹣30℃，平衡5分钟，然后以5℃/min加热至20℃。在实验中使用相同的空锅作为参考。使用DSC软件分析每个热分析图以确定起始熔融焓（J / g的ΔH）和表观比热（Cp_app，J / g·℃）。本研究中使用的DSC设备的吸热流动点。使用峰和终点来确定冰点的开始，获得三次重复测量的平均值。

3 微生物分析

从切碎混合均匀的样品中获得的3份10g肉制品样品，用90mL无菌0.85％盐水使其均匀。将该混合物中进一步稀释，并将稀释液涂布在平板计数琼脂上。将接种的琼脂平板在37℃温育48小时用于细菌计数。

4 TVB-N测定

将10g切碎的狮子头样品分散在100mL蒸馏水中并搅拌30min，然后过滤混合物。根据盐酸的消耗量确定TVB-N值，并使用以下等式计算：

TVB-N（mg / 100g）=（Y₁-Y₂）×C×2800

其中Y₁是盐酸的滴定体积，Y₂是空白中的滴定量，C是盐酸浓度（0.01mol /L）。

5TBARS 测定

将10g切碎的狮子头样品与20mL 20％三氯乙酸（TCA）混合并以6000rpm匀浆1min。离心（4℃下5500rpm 15分钟）后，通过滤纸过滤上清液。将5 mL滤液与5mL 0.02 mol/L的2-硫代巴比妥酸溶液（TBA）溶液合并，并在沸水浴中与含有5 mL 20％TCA和5 mL TBA试剂的空白一起加热20分钟。将所得溶液在流水下冷却10分钟后，用分光光度计在532nm处测量溶液的吸光度。

TBARS值表示为丙二醛/ kg狮子头样品的mg值，并且使用以下等式计算：

TBARS（mg / kg）=（A₅₃₂ 0.002）×2.587

其中A₅₃₂是测定溶液的吸光度值。

技术路线：

实验方案：

（1） 试验材料

本试验选取熟肉加工制品——未经二次杀菌的狮子头运至实验室冷却待用。

（2） 处理组

将熟肉加工制品按照预实验测定的冰点设定4个不同的贮藏温度, 具体4组处理组安排如下:（冰点-1℃）贮藏、（冰点）贮藏、（冰点 1℃）贮藏、4℃贮藏（常规冷藏温度）。

（3） 样品贮藏

将不同处理组样品放置于不同温度下贮藏，于0 d，7 d，14 d，21 d，28 d，35 d，42 d，49 d取样测定

（4） 测试方法

a)测定冰点

狮子头的初始冰点用差示扫描量热仪（DSC）测定。取5-7 mg的狮子头样品于50 ul的铝坩埚中并密封。以一个空的铝坩埚作为参比，氮气流速为20 mL/min。温度控制程序如下:样品温度以4 ℃/min的速率降至-30℃, 保持5 min, 再以4 ℃/min的速率升温至15℃;降温曲线的峰起始温度为冻结温度, 升温曲线的峰值相变温度为熔融点温度，采用熔融点温度作为冰点温度。

b)测定结冰率

使用量热法测定狮子头结冰率。向两个真空瓶内注水2 L，狮子头称重后置于-60℃急冻后，将一根温度热电偶置于急冻后的狮子头中心测定其中心温度，一根置于真空瓶内测定水温，将狮子头置于注满水的真空瓶内并保证严格密封。记录整个体系的温度变化直至温度均衡（即水温与狮子头中心温度到达均衡，约12 h）。计算结冰率，计算公式如下：

△H_water △H_shi △H_thermo = 0

△H_shi = 0.6×m×C_水×（T₃-T₂） X_ice×m×L_ice （T_ice-T₂）×C_冰×X_ice

△H_water=C_水×2000×（T₁-T₀）

△H_thermo=C₀m₀×（T₁-T₀）

式中：△H_water——水的焓变；△H_shi——狮子头的焓变；△H_thermo——真空瓶的焓变；m——狮子头的质量；L_ice——冰的熔化热；C_水——水的比热容； C_冰——冰的比热容；X_ice——结冰率；T₀——水的初温；T₁——水的末温；T₂——狮子头置入真空瓶内的初温；T₃——狮子头置入真空瓶内温度平衡后的末温；T_ice——狮子头冰点温度；C₀m₀——真空瓶的比热容×质量，为定值1157.20 J·K^-1

c)阻抗测定

采用六针式电极，电极材料为紫铜，电极长度1.5 cm，电极间距1.5 cm。通过高精度LCR数字电桥取50 kHz和200 kHz两个频点，测量每个狮子头样品急冻后2个频点的阻抗值。每个样品重复5次，取平均值。

预实验中测定结冰率和相应阻抗后，阻抗对结冰率作图得到曲线关系后（二次曲线），后续实验中应用阻抗求得相应结冰率。

d)质构测定

将狮子头样切成2 cm×2 cm×2 cm左右的肉块，放到质构仪载物台上采用P50的探头沿垂直肌纤维的方向进行测定。测试参数如下表所示，得出肉样的硬度、咀嚼性、弹性和回复性等指标。每组重复测定3个样品，结果取平均值。

表3-1 质构测定的参数

e)感官评定

表3-2 感官描述检验评分标准

f)测定pH

取1 g的肉样，加入9 mL预冷的KCl溶液（150 mM，pH 7.0），以6000 rpm冰浴匀浆2×15 s，每次间隔5 s，然后用pH计测定溶液的pH。

g)色泽

测定前将样品切开，切面于室温下暴露15 min，使用色差计测量L*、a*和b*，每次测定前使用白板校准色差仪，每个样品重复测3次。

h)TBARS

将2.00 g左右的碾碎的狮子头样品放入试管中, 加入3 mL的硫代巴比妥酸溶液和17 mL的三氯乙酸-盐酸溶液, 混合摇匀后于沸水浴加热30 min, 然后冷却至室温, 最后将溶液和氯仿按照体积比1∶1的比例混匀, 3000 r/min离心10 min, 取上清液于532 nm处测吸光度。TBARS值用每千克狮子头中丙二醛的毫克数计算, 计算公式如下:

TBARS/（mg/kg）= A₅₃₂/ω*9.48

式中:A₅₃₂为溶液的吸光值；ω为样品的质量, g；9.48为常数

i)TVB-N的测定（自动凯式定氮仪）

参考GB5009.228—2016 《食品安全国家标准食品中挥发性盐基氮的测定》。取10 g样品于蒸馏管内，加入75 mL水,振摇,使试样在样液中分散均匀,浸渍30 min。进行试剂空白测定，取得空白值；在装有已处理试样的蒸馏管中加入1 g MgO,连接到蒸馏器上，开始测定。

X=

式中：X——试样中挥发性盐基氮的含量,单位为毫克每百克(mg/100g)或毫克每百毫升(mg/100mL)；V1——试液消耗盐酸或硫酸标准滴定溶液的体积,单位为毫升(mL)；V2——试剂空白消耗盐酸或硫酸标准滴定溶液的体积,单位为毫升(mL)；c——盐酸或硫酸标准滴定溶液的浓度,单位为摩尔每升(mol/L)；m——试样质量,单位为克(g)或试样体积,单位为(mL)

j)菌落总数

取不同贮藏温度下的样品25 g置盛有225 mL 磷酸盐缓冲液或生理盐水的无菌均质袋进行均质，制成1：10的样品匀液。吸取样品匀液1mL，沿管壁缓慢注于盛有9 mL稀释液的无菌试管中，依次梯度稀释至所需浓度，吸取各稀释梯度样品匀液于无菌平皿中并用冷却至46℃的平板计数琼脂培养基倾注平板并混合均匀。每个稀释度做1个平行，同时做2个空白对照。琼脂凝固后，将平板翻转，37℃培养48 ± 2 h。选取菌落数在30 CFU-300CFU之间、无蔓延菌落生长的平板计数菌落总数，大于300 CFU记为多不可计。

可行性分析：

1.本研究欲解释临界结冰状态下调理肉品品质变化规律，是为进一步优化微冻贮藏的温度参数而提出的，是本课题组多年来一直从事肉品加工与质量安全控制研究基础上形成的。

2.试验材料由南京农业大学国家肉品加工与质量控制中心提供。试验过程将在南京本地进行，本研究多数为室内试验，不受季节等因素的影响，可利用课余时间、假期进行试验分析。

3.实验室具有从事肉品质量控制的材料保障、设备条件和技术贮备，承担多项国家及省部级项目，具有良好的研究基础，实验设备齐全，研究条件良好。

4. 研究创新点

我国是猪肉生产大国，近年来随着肉制品产业的迅猛发展以及人民生活水平的提高，国民对肉制品的摄入需求变大，对肉品质量提出更高要求。但调理肉制品极易腐败变质，常规保鲜贮藏方式又难以保证其品质，这就成了限制肉制品发展的最大因素。单纯的冷藏保鲜技术只可维持肉制品较短时间的新鲜度，保鲜时间一般为7d左右；冷冻肉虽然保鲜期较长，但冻藏期间由于肌肉内部自由水的升华使肉的品质下降，并且肉在解冻时会有大量的营养物质流失。微冻保鲜可以将肉制品的代谢水平降低，使其维持在安全、较低的代谢水平上，从而显著延长肉制品的保鲜期，因此微冻保鲜技术可以为调理肉制品的保鲜开辟好的前景。近年来，食品包装技术已广泛用于鲜肉保鲜中，不仅为消费者提供安全卫生的食品，还能延缓食品变质，延长食品保鲜期。真空包装采用阻隔性较好的包装材料，将冷却肉在真空环境下进行贮藏，可以有效延长食品保鲜期。冰温保鲜技术和冷藏保鲜技术因其优良的保藏特性，已实现大规模应用，目前，我国的微冻研究也初步取得了进展，但其研究成果主要针对农产品和水产品，畜禽方面的研究较少且多为生鲜肉等，调理肉制品的研究很少。微冻保鲜技术相结合的保鲜工艺更是缺乏。我国现有的肉制品贮藏保鲜工艺还不尽完善，且贮藏温度、贮藏方式及贮藏时间对肉制品的品质有显著影响，故本研究欲率先探索出狮子头贮藏保鲜的最佳条件。本研究以一次杀菌（即蒸煮过）的狮子头为原料，测定狮子头的冰点，比较不同贮藏温度下的狮子头品质指标的变化，进一步优化微冻贮藏的温度参数，为狮子头保鲜在实际生产中的应用提供理论基础。

5. 研究计划与进展

研究计划：

研究初始冰点附近温度贮藏狮子头的品质变化差异，研究临界结冰状态下调理肉品品质变化规律，进一步优化微冻贮藏的温度参数。为肉制品冷链加工以及贮运过程中的温度控制提供理论指导，满足消费者对肉制品质量和安全的需求。

预期进展：