《食品科学》：中国农业科学院刘成江研究员等：低压静电场结合高湿解冻对羊肉保水性的影响

冷冻作为肉及肉制品贮藏流通时的一种手段，能够有效抑制肉中微生物生长，延缓生物化学反应，进而延长保质期。而肉及肉制品经过冷冻后再进一步加工前需要进行解冻处理，但解冻过程伴随着物理、化学反应的发生，会导致色泽、质构、风味等肉品质劣变，尤其是解冻后的汁液流失最为严重，肉中的蛋白质会随着解冻汁液流出，不仅造成质量损失，而且造成营养损失，导致经济价值下降。因此冷冻肉的品质不仅取决于冷冻过程还取决于解冻的过程。而选择合适的解冻方式对于维持肉品品质显得尤为重要。

石河子大学杨川、中国农业科学院刘成江*及新疆农垦科学院李侠*等以新鲜羊肉作为对照，对比分析了低压静电场结合高湿解冻（4 ℃，相对湿度为98%）与其他3 种解冻方式传统低温解冻（4 ℃，相对湿度为55%）、高湿解冻（4 ℃，相对湿度为98%）、低压静电场辅助解冻（4 ℃，相对湿度为55%）对冷冻羊肉解冻时间、保水性、蛋白质氧化及蛋白构象的影响，为新解冻方式在冷冻羊肉中的应用提供理论依据。

1、不同解冻方式对冷冻羊肉解冻时间的影响

原料肉共分为5 组，分别为鲜肉（FM）、冰箱解冻组（RT）（4 ℃、相对湿度55%），低压静电场辅助解冻组（LT）（4 ℃、相对湿度55%）、高湿解冻组（HT）（4 ℃、相对湿度98%）及低压静电场结合高湿解冻组（LHT）（4 ℃、相对湿度98%）。不 同解冻方式下冷冻羊肉中心温度变化如图2所示。RT、LT、HT、LHT解冻时间分别为1 329、803、799、519 min，LHT组解冻时间最短，RT组解冻时间最长，表明低压静电场与高湿解冻相结合能够有效缩短解冻时间。4 种解冻处理组中静电场解冻组LT和LHT组分别比非静电场解冻组RT和HT组解冻时间缩短。高湿解冻组HT和LHT组则分别比非高湿解冻组RT和LT组解冻时间短。

2、不同解冻方式对羊肉持水性的影响

不同解冻方式对羊肉的持水性影响如表1所示。LT、HT和LHT组解冻损失率分别为3.73%、4.90%和3.37%，显著低于RT组（6.71%）。LHT组解冻损失率最低，且显著低于HT组。

不同解冻方式也会造成肉样蒸煮损失、离心损失发生不同程度变化。经过解冻后的肉样蒸煮损失率和离心损失率较新鲜肉总体显著增加，各解冻组间蒸煮损失率和离心损失率无显著差异。其中，LHT组蒸煮损失率和离心损失率均最低，分别为30.60%、14.17%，且离心损失率与鲜肉（13.36%）差异不显著，这与解冻损失率结果相一致。表明低压静电场结合高湿解冻有效提高解冻后肉样的保水能力。

3、不同解冻方式对羊肉T2弛豫时间、水分分布和氢质子密度的影响

通过LF-NMR测定的T2 可反映肉样中水分的迁移和流动性。图3A中可观察到代表3 种不同水分的峰，分别是弛豫时间为0.1～10 ms的结合水（ T 2b ）、10～100 ms处分布在肌纤维网中的不易流动水（ T 21 ）和100～1 000 ms处的自由水（ T 22 ）。各组 T 2b 没有明显差异，而不同解冻方式下 T 21 延长。图3B为不同解冻方式下肉样中结合水、不易流动水和自由水相对相对含量图。解冻后结合水相对含量上升，且LHT组结合水相对含量最低，RT组结合水相对含量最高。就不易流动水而言，鲜肉相对含量最高（98.44%），而解冻后不易流动水相对含量下降，其中相较于其他解冻组，LHT组相对含量最高（97.96%），另外，观察到解冻后自由水相对含量上升，表明解冻后水分发生迁移，部分不易流动水态变为自由水，且自由水含量越高表明肉样保水性越差。而RT组不易流动水相对含量最低、自由水相对含量最高，而LHT组则正相反，这也与保水性结果一致。

不同解冻方式下氢质子密度如图3C所示，鲜肉图像大部分为红色，表明含水率高。RT组解冻后红色少，含水率低。而LHT组解冻红色区域较多含水率高。这与持水性分析结果一致。

4、不同解冻方式对羊肉羰基含量、总巯基含量、溶解度及溴酚蓝结合量的影响

不同解冻方式对羊肉羰基含量如表2所示。RT、LT、HT组肉样的羰基含量显著高于鲜肉羰基含量。LHT组羰基含量最低（3.85 nmol/mg），与鲜肉（3.48 nmol/mg）差异不显著，表明LHT能够有效抑制蛋白质氧化。而RT组羰基含量最高，蛋白质氧化最为严重，这可能与其解冻时间过长有关。HT组羰基含量与LT组差异不显著，这说明HT可能与LT抑制蛋白羰基化的效果接近。

不同解冻方式对羊肉总巯基含量的影响如表2所示。与FM组（29.41 nmol/mg）相比，RT（24.88 nmol/mg）、LT（27.57 nmol/mg）、HT（26.96 nmol/mg）、LHT（28.55 nmol/mg）组总巯基含量分别减少了15.4%、6.3%、8.3%、2.9%。4 种解冻处理组中，LHT组样品总巯基含量较其他解冻方式最高，且与鲜肉差异不显著，其次是LT组。HT组总巯基含量则略低于LT组，且二者差异不显著。RT组则由于解冻时间过长总巯基含量最低，且显著低于其他解冻组。

不同解冻方式下肌原纤维蛋白溶解度变化如表2所示。相比于FM组，经过解冻后肉样溶解度降低。其中LHT组溶解度（29.98%）与FM组（32.83%）差异不显著，且显著高于其他解冻处理组。RT组溶解度（18.91%）最低，并且显著低于其他解冻组，表明RT组蛋白质变性最为严重。这与羰基和总巯基含量测定结果相一致。

不同解冻方式对表面疏水性的影响如表2所示。与FM组（18.54 μg）相比，RT组（30.07 μg）、LT组（23.68 μg）、HT组（24.68 μg）表面疏水性显著升高。表明解冻会导致疏水性残基暴露进而降低蛋白与水结合能力。LHT组（21.90 μg）表面疏水性与FM组差异不显著。而RT组表面疏水性显著高于其他解冻组，蛋白质变性最严重。

5、不同解冻方式对羊肉肌原纤维蛋白二级结构的影响

酰胺I区谱带（1 600～1 700 cm-1）常被用来估计蛋白质二级结构。不同解冻方式对蛋白质二级结构相对含量的影响如图4所示。FM组α-螺旋相对含量为40.42%，无规卷曲相对含量为15.48%，RT、LT、HT、LHT组α-螺旋相对含量分别为28.37%、34.99%、32.18%、37.79%，而无规卷曲相对含量分别为25.87%、22.32%、20.95%、15.54%，经过不同方式解冻后肉样α-螺旋相对含量降低，无规卷曲相对含量上升。4 种解冻处理组中，RT组α-螺旋相对含量最低，而LHT组相对含量最高，表明RT组蛋白质结构破坏严重，LHT则能有效维持蛋白质结构。

6、不同解冻方式对羊肉肌原纤维蛋白内源荧光强度的影响

不同解冻方式对肌原纤维蛋白内源荧光强度的影响如图5所示。相比于FM组，不同解冻方式下肌原纤维蛋白最大内源荧光强度均降低，表明经过解冻后蛋白质三级结构解折叠。在4 种解冻处理组中，LHT组内源荧光强度最高。而RT组由于过度的蛋白氧化促进了蛋白质结构展开，导致其内源荧光强度最低。通过分析最大发射波长（λman）的位移可以判断色氨酸残基微环境变化。FM组λman位于334 nm处，表明色氨酸残基位于疏水性环境中。其他4 种解冻处理组中只有RT组λman发生红移（向长波方向移动至335 nm），表明经过RT处理后蛋白解折叠，致使埋藏在蛋白结构中的色氨酸残基暴露在极性溶剂中。

7、不同解冻方式对羊肉肌原纤维蛋白紫外光谱的影响

不同解冻方式对肌原纤维蛋白紫外二阶导光谱的影响如图6所示。FM组在288 nm和296 nm处出现波峰，在284 nm和291 nm处出现波谷。288 nm处的波峰由酪氨酸和色氨酸残基共同作用，而296 nm处波峰仅归属于色氨酸残基。与FM组相比，不同解冻组的288 nm处波峰发生蓝移（向短波方向移动）。RT、HT组在296 nm处波峰红移（向长波方向移动），说明蛋白质构象展开，并且疏水性氨基酸残基暴露至蛋白表面。两个波峰与波谷之间距离比值r＝a/b（振幅比）能够反映出酪氨酸极性和蛋白质结构展开变化。对于酪氨酸，其r值随着溶剂极性的降低而减小。相比于FM组样品，RT、LT、HT、LHT组样品的r值分别增加至1.44、1.38、1.38、1.35，说明由于蛋白质结构展开，埋藏在蛋白质内部疏水环境中的酪氨酸暴露在蛋白质表面极性区域中。

8、相关性分析

不同解冻方式下羊肉理化指标的相关性如图7所示。解冻时间与解冻损失率、羰基含量、表面疏水性、r值呈极显著正相关，与自由水、无规卷曲相对含量呈显著正相关，与总巯基含量、溶解度、α-螺旋相对含量呈极显著负相关，与内源荧光强度呈显著负相关；解冻损失率与自由水相对含量、羰基含量呈显著正相关，与总巯基含量、溶解度、α-螺旋相对含量、荧光强度、不易流动水相对含量呈显著负相关，与表面疏水性、r值呈极显著正相关；自由水相对含量与羰基含量、表面疏水性呈极显著正相关，与总巯基含量、溶解度、α-螺旋相对含量、不易流动水相对含量呈极显著负相关；羰基含量、总巯基含量变化对溶解度、表面疏水性及蛋白质构象均有显著或极显著影响。

9、结 论

通过对不同解冻方式下羊肉持水性表征及与肌肉持水性相关的蛋白特性分析，明确了与RT处理相比，LT、HT、LHT 3 种解冻方式均能缩短解冻时间，抑制蛋白质氧化变性，维持蛋白质构象，延缓水分迁移，并减少汁液流失，且LHT处理维持解冻后羊肉持水性的效果最好。因此，低压静电场结合高湿解冻能够作为一种有效减少羊肉解冻过程中汁液流失的方法。

本文《低压静电场结合高湿解冻对羊肉保水性的影响》来源于《食品科学》2023年44卷11期86-94页. 作者：杨川，武广玉，李应彪，张春晖，李侠，刘成江. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20220612-116.点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

实习编辑：李雄；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网。

为进一步促进动物源食品科学的发展，带动产业的技术创新，更好的保障人类身体健康和提高生活品质，由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心、国家肉类加工工程技术研究中心及中国食品杂志社《食品科学》杂志、《Food Science and Human Wellness》杂志、《Journal of Future Foods》杂志主办，贵州大学共同主办，贵州医科大学、清华大学深圳国际研究生院、河南省大鲵保护与发展协会支持协办，中国食品杂志社《肉类研究》杂志、《乳业科学与技术》杂志、《Food Science of Animal Products》承办，钛和中谱检测技术（厦门）有限公司、贵州油研纯香生态粮油科技有限公司、岛津企业管理(中国)有限公司、四川安好众泰科技有限公司、贵州成义烧坊酒业股份有限公司、贵州黔醉酒业（集团）有限公司、黔东南民生食品有限公司、贵州普安红茶业（集团）有限公司等企业赞助的“2023年动物源食品科学与人类健康国际研讨会”即将于2023年10月28-29日在贵州贵阳召开。