摘要：豬肉在我國是最重要的肉類之一，而為了儲(chǔ)存更長時(shí)間，通常采用冷凍的方式保存。因此，在進(jìn)一步加工之前就需要經(jīng)過解凍這一過程，傳統(tǒng)的解凍方式耗時(shí)長，嚴(yán)重制約了生產(chǎn)效率。微波加熱作為一種常用的加熱方式，與傳統(tǒng)加熱方式相比，具有加熱速度快、省時(shí)節(jié)能等突出優(yōu)點(diǎn)。本文利用家用變頻微波爐對(duì)冷凍豬里脊肉塊進(jìn)行解凍處理，對(duì)解凍程序進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，并與微波爐自帶的解凍程序進(jìn)行了對(duì)比研究，對(duì)肉汁滲出率、色澤以及質(zhì)構(gòu)特性進(jìn)行分析。結(jié)果表明：兩種優(yōu)化程序的解凍效果要優(yōu)于微波爐自的解凍程序，樣品能基本解凍完全，肉汁滲出率較低，能較好維持鮮肉的顏色，經(jīng)過優(yōu)化后的微波解凍豬里脊肉溫差更小，質(zhì)構(gòu)特性更佳，同時(shí)也縮短了解凍時(shí)間。

　　食品是人類賴以生存的基本保障，它們與人類的生產(chǎn)生活密切相關(guān)。在所有的食品中，肉類制品的消耗量和消費(fèi)結(jié)構(gòu)是衡量一個(gè)國家人民生活水平的重要標(biāo)志。豬肉是我國最主要肉類消費(fèi)品，也是百姓餐桌上最常見的一種肉類食材。豬肉含有大量的水分，豐富的蛋白質(zhì)、脂肪等人體必須的營養(yǎng)物質(zhì)。在實(shí)際生活以及生產(chǎn)中，一般不以鮮肉進(jìn)行保存與流通，而更為常見形式就是冷凍肉。低溫可以有效的抑制微生物的生長，從而長時(shí)間的保持豬肉的品質(zhì)。冷凍肉不僅僅是肉類及肉制品加工產(chǎn)業(yè)中最主要的原料之一、更是國家重要戰(zhàn)略儲(chǔ)備之一以及調(diào)控豬肉價(jià)格的重要砝碼。但冷凍豬肉在加工之前都必須要經(jīng)過解凍這一過程。解凍時(shí)，由于冰晶融化會(huì)導(dǎo)致大量汁液損失，從而導(dǎo)致豬肉風(fēng)味下降。解凍方法或參數(shù)選擇不當(dāng)，就會(huì)對(duì)原料肉的品質(zhì)造成重大影響，例如汁液及營養(yǎng)流失等問題，同時(shí)影響后續(xù)的食用加工以及最終菜品的色香味。

　　微波解凍的方法是在915 MHz 或2450 MHz 頻率的交變電場的作用下，利用冷凍肉本身的介電性質(zhì)產(chǎn)生熱量，從而達(dá)到解凍的效果。利用微波解凍的最大特點(diǎn)與優(yōu)勢就是速度快、效率高，但在解凍應(yīng)用中仍存在加熱不均等問題。在微波加熱過程中，由于冰和水對(duì)微波的吸收量差別很大，當(dāng)冰融化成水后，立刻吸收大量的微波，容易造成了局部過熱甚至熟化的現(xiàn)象。

　　本論文對(duì)微波爐原有解凍程序（100g和200g）進(jìn)行研究，并在其基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化，根據(jù)目前存在的問題有針對(duì)性的進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計(jì)出兩種微波解凍的新程序，從肉汁滲出率、色澤以及質(zhì)構(gòu)特性等方面進(jìn)行分析，檢驗(yàn)優(yōu)化后微波解凍的效果，為今后微波解凍方法的進(jìn)一步優(yōu)化提供一個(gè)切實(shí)可行的思路，有助于使微波解凍這一技術(shù)更好的服務(wù)于人們的生產(chǎn)生活。

　　豬里脊肉

　　變頻微波爐，EV923KF8-NS；色彩色差計(jì)，CR-400；熱電偶溫度計(jì)，USB TC-08；質(zhì)構(gòu)儀，TA.XTplus。

　　一條豬里脊肉為一組，將其切割成50mm×50mm×15mm 的方塊，保證每塊重40.0±2.0 g（超出此范圍的棄用），稱量并做好記錄之后裝在密封袋里，放在的冰箱中（—18 ℃）冷凍24 h，使中心溫度達(dá)到—18 ℃。實(shí)驗(yàn)共6組平行。

　　1.4.1 微波爐原有解凍程序及優(yōu)化程序設(shè)置

　　微波爐（EV923KF8-NS）自帶的解凍程序是按照需要解凍的肉的重量進(jìn)行設(shè)置，每100g為一檔。100g的解凍程序采用500 W的功率，解凍總時(shí)間為96s，其中前50s和后16s工作，中間30s停止加熱。而200g的解凍程序和100g類似，采用間歇加熱的方法，解凍總時(shí)間延長至192s。每次解凍按照1.3預(yù)處理的三個(gè)樣品一組進(jìn)行微波解凍處理，由于樣品總質(zhì)量在

　　100g~200g之間，因此我們選擇100g和200g的解凍程序進(jìn)行相關(guān)的研究，并在原有的解凍程序上進(jìn)行優(yōu)化，設(shè)計(jì)了兩種優(yōu)化程序如下：

　　程序1：40s-20s-20s-20s（共130s）

　　程序2：30s-10s-10s-10s-10s-10s-10s-10s（共170s）

　　1.4.2 微波解凍及溫度測定

　　將3塊樣品從冰箱（—18℃）中取出，分別置于如圖1 所示的微波爐專用加熱盤上的1、2、3 號(hào)位置，再將該加熱盤置于微波爐的中央，分別以微波解凍程序?qū)悠愤M(jìn)行解凍，用熱電偶溫度傳感器測定。

　　

　　圖1  微波爐加熱盤

　　1.5.1 溫度測定

　　利用TC-08型熱電偶溫度傳感器監(jiān)測樣品的溫度變化，測定精度為0.01℃，數(shù)據(jù)采集頻率為1s/次。

　　解凍處理完成后，立即對(duì)2號(hào)位置邊緣以及中間共5個(gè)點(diǎn)進(jìn)行溫度測定，測定位置如圖2所示，測定深度約為7.5 mm。

　　

　　1.5.2 肉汁滲出率

　　解凍處理前，稱取豬里脊肉塊樣品的質(zhì)量W1，經(jīng)過解凍處理后，用濾紙輕輕粘去肉塊表面的肉汁，再次稱量肉塊的重量W2，然后按下式計(jì)算肉汁滲出率： 肉汁滲出率=W1 /W2×100%

　　1.5.3 色澤

　　以鮮肉作為參考，通過色差儀測定加工前后肉的顏色，可得出物體本身的顏色和光澤及各檢測樣品之間的色度值。其中，L*值表示樣品的亮度，a*值表示樣品的紅度，b*值表示樣品的黃度。

　　1.5.4 質(zhì)構(gòu)特性

　　從肉品的硬度和嫩度兩個(gè)參數(shù)進(jìn)行分析。

　　硬度采用TA.XT Plus 質(zhì)構(gòu)儀的TPA 模式進(jìn)行測定，平行3次，取平均值。測定條件為：探頭型號(hào)為P36R；測前速率為5.0 mm/s；測試速率為2.0mm/s；測后速率為5.0 mm/s；壓縮變形率為50%；探頭兩次測定間隔時(shí)間為5.00s；數(shù)據(jù)采集速率為200.00pps；觸發(fā)強(qiáng)度為5.0g；觸發(fā)類型為自動(dòng)。

　　嫩度采用剪切模式進(jìn)行，測定6次，取平均值。測定條件為：探頭型號(hào)為HDP/BSK；測前速率為10.0mm/s；測試速率為2.0 mm/s；測后速率為10.0 mm/s；數(shù)據(jù)采集速率為200.00 pps；觸發(fā)強(qiáng)度為5.0 g。

　　色差及質(zhì)構(gòu)數(shù)據(jù)為6 組平均值，其余各指標(biāo)均為3次平均值，實(shí)驗(yàn)結(jié)果用Excel 數(shù)據(jù)處理軟件分析。

　　微波爐（EV923KF8-NS）自帶的解凍程序是按照需要解凍的肉的重量進(jìn)行設(shè)置，每100g 為一檔。100g 的解凍程序采用500 W 的功率，解凍總時(shí)間為96 s，其中前50s和后16s工作，中間30s停止加熱。而200g 的解凍程序和100 g 類似，采用間歇加熱的方法，解凍總時(shí)間延長至192s。每次解凍按照1.3 預(yù)處理的三個(gè)樣品置于微波爐專用加熱盤上的1、2、3 號(hào)位置，再將該加熱盤置于微波爐的中央，分別以微波解凍程序?qū)悠愤M(jìn)行解凍。由于樣品總質(zhì)量在100g~200g之間，因此我們選擇100g和200g的解凍程序進(jìn)行相關(guān)的研究，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化，設(shè)計(jì)了兩種優(yōu)化程序如下：

　　程序1：40s-20s-20s-20s（共130s）

　　程序2：30s-10s-10s-10s-10s-10s-10s-10s（共170s）

　　圖3 中的每組的五個(gè)柱形圖分別對(duì)應(yīng)了圖1 中肉塊上的五個(gè)測溫點(diǎn)，水平坐標(biāo)軸每個(gè)程序的三組數(shù)據(jù)分別對(duì)應(yīng)了圖1中微波加熱盤上的三個(gè)位置。由上圖可知，經(jīng)過100g 解凍程序處理后，樣品的溫度均在0℃附近，解凍不完全，200g程序下最高溫已經(jīng)超過40℃，出現(xiàn)了嚴(yán)重的過度加熱現(xiàn)象。由此可見，微波爐自帶的解凍程序在設(shè)計(jì)上存在解凍程序細(xì)分不夠、解凍終點(diǎn)把握不準(zhǔn)等問題。

　　對(duì)于優(yōu)化后的解凍程序，在每次間隔的時(shí)候?qū)ξ⒉訜岜P上的1、2、3 號(hào)位的3塊肉的中心點(diǎn)進(jìn)行測溫，得到其溫升曲線如圖4和圖5所示。

　　由圖4、5可以發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過優(yōu)化后的解凍程序，當(dāng)2號(hào)位肉塊達(dá)到解凍終點(diǎn)時(shí)，1號(hào)位的溫度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于優(yōu)化之前的水平，且溫度升高過程更加平緩，受熱更加均勻。同時(shí)，雖然程序2總耗時(shí)較長，但多段短時(shí)間加熱的方式表現(xiàn)出了更好的加熱均勻性，且由于溫度升高平緩，更容易精確控制解凍終點(diǎn)。

　　圖6（略） 顯示了在兩種自帶微波解凍程序下，解凍完成時(shí)各個(gè)肉塊的狀態(tài)。100g程序下解凍不完全，肉塊大部分還處于凍結(jié)狀態(tài)，而200g程序則加熱過度，甚至已經(jīng)熟化。在微波加熱盤的三個(gè)位置中，1號(hào)位的加熱速度最快。

　　圖7（略） 顯示了在兩種優(yōu)化的微波解凍程序下，解凍完成時(shí)各個(gè)肉塊的狀態(tài)。從圖中可以看出，在優(yōu)化后的微波解凍程序下，樣品過熟區(qū)域較自帶程序明顯減少。1號(hào)位的背面仍然過熟，這是由于解凍后期，肉汁滲出后集聚在底部，吸收微波的能力大大增強(qiáng)，導(dǎo)致溫度迅速升高而使樣品底面熟化。而對(duì)比兩種優(yōu)化程序可發(fā)現(xiàn)，增加微波輸出的段數(shù)，減少每一段微波輸出的時(shí)間更有利于熱量的傳遞，從而使樣品受熱更均勻。因此，優(yōu)化程序2的解凍效果優(yōu)于優(yōu)化程序1。

　　經(jīng)過微波爐自帶的100g解凍程序處理后，肉品的大部分區(qū)域還處于凍結(jié)狀態(tài)，肉汁滲出率較低。而經(jīng)過微波爐自帶的200g解凍程序和兩種優(yōu)化后的微波解凍程序處理后，肉汁滲出率存在顯著差異，其結(jié)果如圖8所示。

　　如圖8所示，在200g解凍程序下，由于受熱過度，導(dǎo)致肉汁滲出率較高，營養(yǎng)成分和風(fēng)味物質(zhì)損失嚴(yán)重，不利于保持肉的品質(zhì)，也會(huì)對(duì)后續(xù)的加工生產(chǎn)造成十分嚴(yán)重的影響。經(jīng)優(yōu)化后的解凍程序肉汁滲出率大大低于200g解凍程序，肉汁滲出率基本可以控制在5%以下。此外，從圖中可以看出，1號(hào)位樣品的肉汁滲出率明顯高于2號(hào)位和3號(hào)位，這是由于1號(hào)位處于微波場強(qiáng)較大的區(qū)域，樣品吸收更多微波，受熱更快所致。

　　圖8 不同解凍程序下的肉汁滲出率

　　肉品的色澤好壞會(huì)對(duì)人們的第一感官產(chǎn)生十分巨大的影響，因此，一塊品質(zhì)優(yōu)良的肉需要具備色紅均勻、有光澤等基本條件。運(yùn)用色差儀可以將肉品所呈現(xiàn)的色澤通過客觀的參數(shù)進(jìn)行表征，本實(shí)驗(yàn)主要采用亮度L*、紅度a*、黃度b*這三個(gè)參數(shù)對(duì)肉品的色澤進(jìn)行評(píng)價(jià)，在達(dá)到解凍終點(diǎn)時(shí)，對(duì)每塊肉的正反兩面以及熟化的異常點(diǎn)分別測定三次后取平均值。其色差分析的結(jié)果如圖9（略） 所示。

　　在自帶的微波解凍程序下，樣品的亮度和紅度偏低，說明在處理后肉色偏暗紅，無光澤。而優(yōu)化后，經(jīng)解凍后，肉的色值參數(shù)無論在亮度、紅度還是黃度都能夠恢復(fù)到接近鮮肉的水平，色澤感官更加良好。而分析正反面的色值參數(shù)，通常反面的紅度偏低，而黃度偏高，這是由于滲出的肉汁積聚在底部，液體吸收大量微波后溫度迅速升高，而破壞了樣品的色澤。

　　在評(píng)定肉類品質(zhì)的參數(shù)中，質(zhì)構(gòu)特性是十分重要的一項(xiàng)指標(biāo)，它直接關(guān)系到食用時(shí)的口感。本小節(jié)采用TPA法和剪切法對(duì)解凍后樣品的硬度和嫩度進(jìn)行分析。測定結(jié)果如圖10所示。

　　由圖10可知，在硬度方面，由于100g程序解凍未完全，200g程序加熱過度導(dǎo)致肉塊部分熟化，尤其是200g解凍程序的1、2 號(hào)位的肉塊，硬度值已經(jīng)接近熟肉水平，嚴(yán)重影響了肉的品質(zhì)，不利于后續(xù)的加工。而經(jīng)過優(yōu)化后的程序解凍完成后，肉的硬度基本跟鮮肉一致，且1、2、3號(hào)位的硬度值也很接近，可以視為解凍良好，同時(shí)，一定程度上解決了微波爐自帶解凍功能存在的加熱不均勻的問題。

　　而在嫩度方面，微波爐原有的解凍程序難以將凍肉的嫩度水平還原至鮮肉水平，這也是由于加熱不均勻和解凍終點(diǎn)不準(zhǔn)確導(dǎo)致的。而經(jīng)過優(yōu)化的解凍程序則能將凍肉的嫩度值基本還原到鮮肉水平，而且均勻性大大改善。因此在質(zhì)構(gòu)特性方面，可以認(rèn)為經(jīng)過優(yōu)化的程序的解凍效果要遠(yuǎn)好于原有的解凍程序。

　　本文在微波爐原有的解凍程序上對(duì)加熱程序進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。采用間歇加熱的方式，來緩解微波加熱不均勻，冰將融化成水后溫度躍升等問題，并縮短了微波爐自帶解凍功能所需時(shí)間。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，兩種優(yōu)化程序的解凍效果要好于微波爐自帶的解凍功能，樣品能基本解凍完全，肉汁滲出率較低，能較好維持鮮肉的顏色，同時(shí)，加熱均勻性也在一定程度上得到改善。而兩個(gè)程序也各有優(yōu)勢，其中優(yōu)化程序1較省時(shí)，而優(yōu)化程序2雖然耗時(shí)較長，但解凍效果更佳。