關(guān)鍵詞  浸泡式真空冷卻； 初始溫度； 蒸煮羊肉； 冷卻速率； 品質(zhì)

　　近幾年來， 隨著熟肉供應(yīng)量的增加和消費(fèi)者對(duì)肉制品期望的升高， 肉制品加工技術(shù)的提高越來越受到企業(yè)的重視。熟肉的加工工藝主要依靠于肉品加熱后快速冷卻，然后貯存于熟肉冰點(diǎn)以上的低溫環(huán)境中。經(jīng)蒸煮后，肉品中仍存在著一些致病微生物，這些微生物在7~60℃的溫度范圍內(nèi)快速繁殖。肉品加熱后應(yīng)快速冷卻以保證肉制品的安全。在美國(guó)，食品安全檢驗(yàn)局就要求非腌制肉制品的中心溫度從54.4℃降到26.6℃的時(shí)間不能超過90min， 隨后產(chǎn)品的溫度在接下來的300min內(nèi)要降到4℃。目前肉制品加工廠主要采用的冷卻方式是冷風(fēng)冷卻，這種冷卻方式運(yùn)營(yíng)成本低，適用于不同大小、不同形狀的肉塊的冷卻，但很難對(duì)大肉塊進(jìn)行快速冷卻。為了食品安全，抑制細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖，真空冷卻被作為一種快速冷卻食品的方法。真空冷卻是一種依靠水分蒸發(fā)來進(jìn)行快速冷卻的方法，因其冷卻速度快，能量消耗低，冷卻后產(chǎn)品質(zhì)量好而廣泛應(yīng)用于萵苣、蘑菇等果蔬產(chǎn)品中。同時(shí)，有大量文獻(xiàn)證明真空冷卻可以應(yīng)用于肉制品加工過程中，然而真空冷卻過程中造成較大的冷卻損失一直是這項(xiàng)技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用于肉制品冷卻的一大障礙。

　　為了使真空冷卻技術(shù)更具有競(jìng)爭(zhēng)力，降低冷卻損失，滿足行業(yè)需求，同時(shí)能維持或改善肉制品的品質(zhì)，近年來提出了幾種改進(jìn)的方法，其中包括浸泡式真空冷卻（immersion vacuum cooling，IVC）。浸泡式真空冷卻是將待冷卻物浸泡于液體中進(jìn)行真空冷卻，從而實(shí)現(xiàn)降低質(zhì)量損失。Houska等研究了不同質(zhì)量的牛肉在浸泡式真空冷卻過程中的質(zhì)量損失，結(jié)果表明該冷卻方式顯著降低了牛肉的質(zhì)量損失；Cheng Qiaofen研究對(duì)比了真空冷卻和浸泡式真空冷卻對(duì)豬后腿肉的冷卻效果和質(zhì)量損失，結(jié)果表明浸泡式真空冷卻相比真空冷卻具有質(zhì)量損失小，冷卻速率快等優(yōu)勢(shì)。該文獻(xiàn)中并未對(duì)浸泡液的溫度作描述，沒有考慮其對(duì)冷卻速率的影響。熟羊肉制品作為中國(guó)的主要肉類消費(fèi)品，國(guó)內(nèi)尚沒有相關(guān)冷卻的研究報(bào)道。本文以蒸煮羊肉為試驗(yàn)材料，選取初始溫度分別為0，25，90℃的純水作為浸泡液，其中0℃代表低溫區(qū)域，25℃代表常溫區(qū)域，90℃代表高溫區(qū)域，以此來探究浸泡液的初始溫度對(duì)羊肉浸泡式真空冷卻效率及品質(zhì)的影響，并與工業(yè)中常用的冷風(fēng)冷卻作對(duì)比，找出最佳冷卻方式。

　　1 材料與方法

　　本試驗(yàn)用肉樣為羊后腿去骨肉，購于三河市清懷清真肉類有限公司。本試驗(yàn)主體裝置為真空冷卻機(jī)，如圖1（略）所示。其主要由真空系統(tǒng)和制冷系統(tǒng)兩大部分組成。真空室容積為0.3m3，溫州貝諾機(jī)械有限公司；真空泵（型號(hào)2XZ-2，抽速4 L/s），上海真空泵廠制造；PRX-350A型智能人工氣候箱，寧波海曙賽福設(shè)備儀器廠；TMS-Pro型食品物性分析儀，美國(guó)FTC公司；Warner-Bratzler型剪切力儀，美國(guó)Manhattan Kansas公司；WTHL-1型溫度記錄儀，北京世紀(jì)晨曦科技發(fā)展有限公司；WCS-S型色差計(jì)，上海精密實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；BWS-SN型電子天平，上海志榮電子秤有限公司。

　　1.2 試驗(yàn)方法

　　1.2.1 羊肉的處理與蒸煮試驗(yàn)樣品質(zhì)量為（1±0.3）kg，修整成長(zhǎng)方體形，白水煮至中心溫度80℃以上，取出，稱其質(zhì)量。

　　1.2.2 蒸煮羊肉的冷卻

　　1） 浸泡式真空冷卻熟羊肉稱量后，立即進(jìn)行浸泡式真空冷卻。將稱量后的熟羊肉放入真空室內(nèi)特制容器（360mm×240mm×280mm）中，分別加入初始溫度為0，25，90℃的純水作為浸泡液，肉塊與純水的體積比為1∶10，使液面恰好沒過肉塊。試驗(yàn)過程中抽真空平均速率為250 m3/h，室內(nèi)真空度設(shè)置為0.09MPa，用熱電偶裝置測(cè)量肉塊中心溫度，壓力傳感器測(cè)量室內(nèi)的壓力。為了防止冷卻過程中液體迸濺，真空冷卻室內(nèi)的壓力按照飽和水蒸氣壓力進(jìn)行調(diào)控，直至壓力降到0.09MPa[25]，然后保持真空室內(nèi)壓力恒定，直到肉塊中心溫度降至10℃以下。記錄羊肉中心溫度變化和冷卻室內(nèi)壓力的變化，時(shí)間間隔1min。待恢復(fù)常壓后取出肉塊，用濾紙吸去肉塊表面水分，再次稱量。

　　2） 冷風(fēng)冷卻蒸煮的羊肉稱量后，迅速放入冷風(fēng)溫度（1±1）℃，平均風(fēng)速（2±0.1）m/s，室內(nèi)體積為0.15m3 的人工氣候箱[23]。利用WTHL-1型溫度記錄儀連續(xù)記錄肉塊中心溫度變化情況，時(shí)間間隔5min。冷卻至中心溫度10℃，取出，用濾紙吸去肉塊表面水分，稱量冷卻后肉質(zhì)量。質(zhì)量損失（%）=（W1-W2）/W1×100%。式中，W1——樣品煮后初始質(zhì)量（g）；W2——樣品冷卻后質(zhì)量（g）。

　　1.2.3 品質(zhì)分析利用TMS-Pro型食品物性分析儀測(cè)定熟羊肉冷卻后的硬度、彈性、黏附性、內(nèi)聚性、膠著性和咀嚼性，質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定程序?yàn)樘筋^直徑Ф=30mm， 壓縮速度=50 mm/min， 壓縮比例30%，二次壓縮間隙時(shí)間為2s。利用Warner-Bratzler型剪切力儀測(cè)定熟羊肉的剪切力值。用WCSS色差計(jì)測(cè)定熟羊肉冷卻后的肉色。

　　1.3 數(shù)據(jù)處理

　　羊肉中心溫度變化曲線用Origin軟件進(jìn)行1次微分處理，得到羊肉每分鐘溫度下降的幅度，即降溫速率。本試驗(yàn)重復(fù)3次，所得數(shù)據(jù)用Excel，Origin和SPSS軟件分析，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。
2 結(jié)果與分析

　　2.1.1 冷卻速率圖2顯示浸泡式真空冷卻過程中真空室內(nèi)壓力的變化。20min內(nèi)真空室內(nèi)的壓力降到0.09MPa。圖3顯示不同初始溫度下浸泡式真空冷卻過程中羊肉中心溫度的變化。在開始冷卻的20min內(nèi)，羊肉的中心溫度下降幅度較大，羊肉失去很多熱能。不同浸泡液初始溫度對(duì)羊肉中心溫度的降低并無顯著影響（P>0.05）。在開始階段，隨著壓力的迅速降低，水的沸點(diǎn)也相應(yīng)降低，當(dāng)羊肉的溫度高于相同壓力下水蒸氣的飽和溫度時(shí)，羊肉內(nèi)部的水分就會(huì)劇烈的沸騰達(dá)到汽化，從而使羊肉溫度降低]。由于羊肉的導(dǎo)熱系數(shù)較小，所以開始冷卻的10min內(nèi)，浸泡液的溫度未對(duì)羊肉的降溫產(chǎn)生影響。隨著冷卻的進(jìn)行，浸泡液初始溫度對(duì)羊肉冷卻速率的影響逐漸顯著。當(dāng)浸泡液初始溫度為0℃時(shí)，羊肉降溫速率快，僅37min就降到10℃；當(dāng)浸泡液初始溫度為25℃時(shí)，羊肉的中心溫度在冷卻75min后降到10℃；而當(dāng)浸泡液初始溫度為90℃時(shí)，冷卻需要150min。圖4為羊肉降溫速率曲線，可以看出，當(dāng)初始浸泡液溫度為90℃時(shí)，冷卻開始階段降溫速率下降明顯；當(dāng)冷卻約22min時(shí)，降溫速率緩慢下降至1℃/min；而對(duì)于初始溫度為25℃的冷卻過程，肉塊降溫速率在冷卻30min內(nèi)下降明顯，30min后降溫速率保持在1℃/min左右。當(dāng)浸泡液的初始溫度為0℃時(shí)，羊肉的降溫速率明顯降低。由此說明浸泡式真空冷卻過程中浸泡液初始溫度對(duì)蒸煮羊肉冷卻速度影響顯著（P<0.05）。初始浸泡液溫度越低，冷卻速度越快。

　　浸泡式真空冷卻過程中，羊肉內(nèi)部存在熱傳導(dǎo)，而外部浸泡液與熟肉也存在著熱傳導(dǎo)。冷卻過程中由于壓力降低引起羊肉內(nèi)部水分和浸泡液蒸發(fā)吸熱致產(chǎn)品降溫。隨著冷卻的進(jìn)行，羊肉內(nèi)、外壓力梯度變大，導(dǎo)致外部浸泡液滲透到羊肉中，對(duì)羊肉的溫度及水分的蒸發(fā)產(chǎn)生影響。因蒸煮液溫度的不同，故羊肉的溫度變化曲線不同。當(dāng)真空室內(nèi)壓力達(dá)到0.09MPa時(shí)，羊肉內(nèi)、外的壓力梯度慢慢減小，使羊肉的水分蒸發(fā)速率減小。羊肉溫度的降低主要依靠浸泡液的熱傳導(dǎo)。

　　2.1.2 質(zhì)量損失  圖5顯示浸泡式真空冷卻不同初始溫度對(duì)羊肉冷卻過程中質(zhì)量損失的影響顯著（P<0.05）。其中0℃時(shí)羊肉質(zhì)量損失最大，為（2.6±0.2）%；25℃時(shí)羊肉質(zhì)量損失較小，為（1.3±0.5）%，當(dāng)初始溫度90℃時(shí)，羊肉的最終質(zhì)量增加了（5.3±0.3）%。之前有學(xué)者在熱肉湯中進(jìn)行真空冷卻，結(jié)果存在質(zhì)量損失，這與本試驗(yàn)結(jié)果不同?？赡苁怯捎谌鉁杏宣}分，使得樣品空隙率降低，在冷卻結(jié)束恢復(fù)常壓時(shí)，因壓差導(dǎo)致水分被壓入肉中，而鹽分阻止了過多水分的進(jìn)入，但仍存在質(zhì)量損失。本試驗(yàn)中使用純水，對(duì)樣品孔隙率影響較小，在冷卻結(jié)束時(shí)，由于壓差使水分進(jìn)入樣品較多，最終致羊肉質(zhì)量增加。

　　綜上所述，浸泡式真空冷卻過程中浸泡液初始溫度越低，羊肉的冷卻速率越快，質(zhì)量損失也越大。綜合考慮冷卻速率和質(zhì)量損失兩方面因素，得出浸泡式真空冷卻最佳初始溫度25℃。在實(shí)際應(yīng)用過程中，應(yīng)將熟羊肉在常溫浸泡液中進(jìn)行真空冷卻。

　　2.2 浸泡式真空冷卻對(duì)比冷風(fēng)冷卻

　　2.2.1 冷卻速率  圖6顯示初始浸泡液溫度為25℃時(shí)浸泡式真空冷卻和冷風(fēng)冷卻過程中熟羊肉中心溫度的變化。冷風(fēng)冷卻主要是依靠空氣對(duì)流帶走肉塊表面熱量，使得熱能從內(nèi)部高溫部分向表面低溫部分轉(zhuǎn)移，依靠熱傳導(dǎo)使肉塊降溫，但羊肉的導(dǎo)熱系數(shù)較小，一般在0.5W·（m·℃）-1 左右[27]，因此在風(fēng)冷過程中羊肉溫度下降緩慢。經(jīng)冷風(fēng)冷卻的羊肉中心溫度降到10℃需285min，而經(jīng)浸泡式真空冷卻的羊肉中心溫度降到10℃僅需80min。由此說明浸泡式真空冷卻較傳統(tǒng)的冷風(fēng)冷卻可顯著提高熟羊肉的降溫速率。

　　2.2.2 質(zhì)量損失  圖7顯示初始浸泡液溫度為25℃時(shí)浸泡式真空冷卻和冷風(fēng)冷卻過程中蒸煮羊肉的質(zhì)量損失?？梢钥闯?，經(jīng)冷風(fēng)冷卻后羊肉的質(zhì)量損失較大，為（3.2±0.4）%；而浸泡式真空冷卻羊肉的質(zhì)量損失較小，為（1.3±0.5）%。冷風(fēng)冷卻過程中，羊肉溫度的下降主要靠羊肉內(nèi)部水分的蒸發(fā)，冷風(fēng)冷卻結(jié)束后羊肉水分散失較多，質(zhì)量損失較大；而浸泡式真空冷卻結(jié)束后，因真空室內(nèi)壓力上升，使部分浸泡液滲透到羊肉內(nèi)部，補(bǔ)充其蒸發(fā)的水分，故質(zhì)量損失較小。

　　2.3 不同冷卻方式對(duì)羊肉品質(zhì)的影響  表1顯示不同冷卻方式冷卻的羊肉色澤及品質(zhì)的比較?？梢钥闯?，不同冷卻方式對(duì)肉樣的顏色有一定的影響。經(jīng)浸泡式真空冷卻的羊肉亮度值（L*）較小，紅度值（a*）較大，表明此冷卻條件下肉樣的肉色較紅。而浸泡式真空冷卻的不同初始溫度對(duì)肉色影響較小，亮度值和紅度值均無顯著性差異（P>0.05）。

　　表1  不同冷卻方式對(duì)羊肉色澤和質(zhì)構(gòu)的影響

　　剪切力值是肉品嫩度最直接的表征指標(biāo)。從表1可以看出，冷風(fēng)冷卻后的羊肉剪切力值較小，嫩度較好；浸泡式真空冷卻的羊肉剪切力值較小，嫩度較好。初始溫度對(duì)羊肉的嫩度有一定影響，初始溫度降低，羊肉的剪切力值增大。質(zhì)構(gòu)特性如硬度、彈性、黏附性、內(nèi)聚性、膠著性、咀嚼性等都是肉制品重要的品質(zhì)，對(duì)其口感影響大。對(duì)于硬度、彈性、內(nèi)聚性，這兩種冷卻方式的羊肉差異性不大（P>0.05）。對(duì)于黏附性，經(jīng)浸泡式真空冷卻的羊肉黏附性高于冷風(fēng)冷卻的羊肉。對(duì)于膠著性和咀嚼性，冷風(fēng)冷卻與浸泡式真空冷卻無明顯差異（P>0.05）。

　　綜上所述，浸泡式真空冷卻相對(duì)于冷風(fēng)冷卻，對(duì)蒸煮羊肉的品質(zhì)不會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響。在肉色與嫩度方面，經(jīng)浸泡式真空冷卻的羊肉優(yōu)于經(jīng)傳統(tǒng)方式冷卻的羊肉。浸泡式真空冷卻的初始溫度對(duì)羊肉嫩度有一定影響，溫度越低，嫩度越差。浸泡式真空冷卻對(duì)羊肉的其他品質(zhì)沒有顯著影響（P>0.05）。

　　3 結(jié)論

　　本文針對(duì)浸泡式真空冷卻對(duì)蒸煮羊肉的冷卻效果及品質(zhì)的影響進(jìn)行研究，分析了浸泡液不同初始溫度下浸泡式真空冷卻的冷卻速率的變化以及冷卻后羊肉的質(zhì)量損失，對(duì)比研究了冷風(fēng)冷卻對(duì)蒸煮羊肉冷卻效果及冷卻品質(zhì)的影響。相對(duì)于傳統(tǒng)的冷風(fēng)冷卻，浸泡式真空冷卻具有冷卻速率高、質(zhì)量損失小等優(yōu)點(diǎn)；對(duì)羊肉的肉色與嫩度有改善作用；浸泡液初始溫度越低，冷卻速度越快，質(zhì)量損失越大。在實(shí)際應(yīng)用過程中，為了提高冷卻速率，降低質(zhì)量損失，將熟羊肉在常溫浸泡液中進(jìn)行真空冷卻。