雖然在過(guò)去的幾十年里，人們研究了許多新興的保鮮保藏技術(shù)，冷凍保藏仍然是目前為止肉制品貯運(yùn)保鮮的最主要方式之一，在肉及肉制品進(jìn)出口貿(mào)易安全保證方面起著極其重要的作用。冷凍肉是現(xiàn)代肉及肉制品加工中國(guó)家調(diào)節(jié)肉食品市場(chǎng)的重要產(chǎn)品，也是市場(chǎng)流通的主要形態(tài)。原料肉的品質(zhì)對(duì)于肉制品的食用和加工品質(zhì)都有重要影響，優(yōu)質(zhì)的原料是優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品品質(zhì)和企業(yè)獲得最佳經(jīng)濟(jì)效益的重要保障。

    雖然在低溫條件下微生物和酶活性受到抑制，但是肌肉品質(zhì)的劣變，如質(zhì)構(gòu)、色澤、風(fēng)味等的變化是不可避免的。肌肉品質(zhì)的劣化不僅使肉品企業(yè)產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)損失，還會(huì)對(duì)消費(fèi)者的營(yíng)養(yǎng)和健康產(chǎn)生不良影響。

    在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，影響肌肉品質(zhì)的因素有很多，如凍結(jié)-解凍速度和方法、貯藏溫度和時(shí)間、溫度波動(dòng)及反復(fù)凍融等。

    目前，我國(guó)冷藏鏈技術(shù)尚不完善，在凍藏肉的長(zhǎng)途運(yùn)輸、貯藏及消費(fèi)過(guò)程中，由于溫度波動(dòng)不可避免地出現(xiàn)反復(fù)凍融過(guò)程。而反復(fù)凍融會(huì)引起凍結(jié)肌肉中冰晶融化后重結(jié)晶現(xiàn)象的發(fā)生，致使冰晶數(shù)量減少但單個(gè)冰晶體積增大，刺破細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，損傷細(xì)胞組織結(jié)構(gòu)，加速脂肪氧化和蛋白變性。肌肉經(jīng)反復(fù)凍融不僅會(huì)使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)流失，肌肉品質(zhì)下降，還會(huì)造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。

    因此，全面理解凍結(jié)-解凍過(guò)程對(duì)肉類(lèi)品質(zhì)的影響，選擇合適的凍結(jié)、解凍方式和改善措施，對(duì)提高肉品質(zhì)量及企業(yè)制定科學(xué)的生產(chǎn)規(guī)程等都具有重要的指導(dǎo)意義。

    一、常用的冷凍與解凍方式及其特點(diǎn)

    食品冷凍是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，冰晶的大小、分布以及形態(tài)均與冷凍過(guò)程密切相關(guān)，從而影響到食品的冷凍效率和產(chǎn)品的最終質(zhì)量。食品的凍結(jié)方式一般可分為空氣鼓風(fēng)凍結(jié)、間接接觸凍結(jié)和直接接觸凍結(jié)等。不同的凍結(jié)方式，因凍結(jié)速率不同，在肌肉中形成的冰晶大小和分布不同，進(jìn)而對(duì)肌肉品質(zhì)造成不同的影響。

    一般來(lái)說(shuō)，快速凍結(jié)有利于保持肌肉的品質(zhì)。緩慢凍結(jié)過(guò)程中，肌細(xì)胞內(nèi)外會(huì)產(chǎn)生較大冰晶，肌原纖維被擠壓集結(jié)成束，蛋白質(zhì)失去結(jié)合水，相互之間形成各種交聯(lián)而導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性。緩慢凍結(jié)形成的較大冰結(jié)晶，會(huì)對(duì)組織結(jié)構(gòu)造成機(jī)械損傷；在解凍后，汁液流失較為嚴(yán)重，影響甚至失去其食用價(jià)值。而快速凍結(jié)時(shí)，食品溫度下降較快，肌細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生冰晶的數(shù)量多且細(xì)小均勻，對(duì)細(xì)胞損傷少，蛋白質(zhì)變性程度較低，有利于保持食品原有的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和品質(zhì)。

    以解凍過(guò)程中傳熱方式來(lái)分，解凍方法可以分為兩大類(lèi)：一類(lèi)是外部加熱法，即由溫度較高的介質(zhì)向凍結(jié)品表面?zhèn)鳠�，熱量由表面逐漸向中心傳遞，這種方法主要有空氣解凍、水解凍及接觸式解凍等。由于水的導(dǎo)熱系數(shù)較小，而冰的導(dǎo)熱系數(shù)大，對(duì)于外部加熱解凍法來(lái)說(shuō)，解凍速度隨著解凍的進(jìn)行而逐漸減慢，解凍食品在-5~0℃范圍停留的時(shí)間較長(zhǎng)。

    因此，普遍存在著解凍時(shí)間長(zhǎng)、物料表面易變色、營(yíng)養(yǎng)成分損失大、微生物污染嚴(yán)重等問(wèn)題。第二類(lèi)解凍方法是內(nèi)部加熱法，主要通過(guò)高頻、微波、通電等加熱方法使凍結(jié)品各部位同時(shí)加熱。其優(yōu)點(diǎn)是解凍時(shí)間短、食品受雜菌污染少等，但對(duì)被解凍物料的厚度有要求，并存在溫度分布不均勻、局部過(guò)熱等現(xiàn)象。

    二、冷凍-解凍對(duì)肉類(lèi)品質(zhì)的影響

    1、脂肪氧化

    雖然凍結(jié)后肌肉中的大部分水分形成冰晶，但一些生化反應(yīng)仍因部分未凍結(jié)水的存在而發(fā)生，其中脂肪氧化是肌肉品質(zhì)變壞的最重要原因之一。凍藏期間由于肉品表面冰晶升華，形成了較多的細(xì)微孔洞，增加脂肪與空氣的接觸機(jī)會(huì)，致使脂肪發(fā)生氧化酸敗和羰氨反應(yīng)，凍肉產(chǎn)生酸敗味。冰晶的反復(fù)凍結(jié)融化使冰晶大小及分布發(fā)生變化，細(xì)胞膜及細(xì)胞器破裂，一些促氧化成分釋放，尤其是血紅素鐵的釋放與脂肪氧化的程度有密切關(guān)系。冷凍-解凍過(guò)程也會(huì)使一些抑制脂肪氧化的抗氧化酶類(lèi)發(fā)生變性，其活性喪失，進(jìn)而發(fā)生脂肪的氧化。

    2、蛋白變性

    肌肉中的蛋白質(zhì)一般由水溶性的肌漿蛋白、鹽溶性的肌原纖維蛋白以及不溶性的肌基質(zhì)蛋白組成，其中肌原纖維蛋白對(duì)肌肉品質(zhì)具有重要的作用。蛋白質(zhì)的冷凍變性機(jī)理主要有3種，即結(jié)合水的脫離學(xué)說(shuō)，水與水合水相互作用引起蛋白質(zhì)變性學(xué)說(shuō)，細(xì)胞液的濃縮學(xué)說(shuō)。冷凍變性會(huì)使肌原纖維蛋白發(fā)生一系列的變化，如ATP酶活性、蛋白結(jié)構(gòu)、巰基、羰基、表面疏水性等的變化，進(jìn)而引起其功能性質(zhì)如鹽溶性、凝膠性、乳化性等的變化。

    Ca2+-ATP酶活性是評(píng)價(jià)肌球蛋白完整性的良好指標(biāo)，其損失越大，說(shuō)明肌球蛋白變性越嚴(yán)重。研究表明，在-20℃凍藏過(guò)程中，軟殼蟹和硬殼蟹的Ca2+-ATP活性隨凍藏時(shí)間延長(zhǎng)而降低。有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)靜水解凍、室溫解凍、冷藏解凍、超聲波解凍、微波解凍后對(duì)蝦Ca2+-ATP酶的活性分別降低了47.15%、82.28%、28.76%、48.5%和51.13%。在冷凍-解凍過(guò)程中，肌原纖維蛋白空間結(jié)構(gòu)受冰晶反復(fù)凍融的影響，發(fā)生不同程度的變化，引起鰱魚(yú)鹽溶性蛋白含量、Ca2+-ATP酶活性下降。

    蛋白的鹽溶性是肌肉蛋白質(zhì)重要的性質(zhì)之一，對(duì)熱凝膠的形成等有重要影響，蛋白溶解性降低是肌肉品質(zhì)下降的重要標(biāo)志。肌肉中的鹽溶性蛋白主要為肌原纖維蛋白，它對(duì)肌肉制品的工藝特性及感官品質(zhì)具有重要的影響。在凍藏過(guò)程中，二硫鍵、氫鍵和疏水鍵的形成會(huì)造成蛋白聚集，從而降低其鹽溶性。

    蛋白溶解性的降低還可能與甲醛有關(guān)，甲醛可由氧化三甲胺在酶的作用下產(chǎn)生，并可與多肽鏈形成交聯(lián)聚集。肌原纖維蛋白還可與脂肪氧化產(chǎn)物如丙二醛等相互作用，進(jìn)而使蛋白發(fā)生變性，形成復(fù)合物，降低蛋白溶解性。反復(fù)凍融使蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，使得蛋白質(zhì)之間的作用增強(qiáng)，產(chǎn)生二硫鍵、氫鍵和疏水鍵等，從而導(dǎo)致蛋白質(zhì)和水分子間的作用力減弱，蛋白質(zhì)的溶解度下降，進(jìn)而導(dǎo)致肉的加工性能降低。研究發(fā)現(xiàn)，反復(fù)凍融降低肉糜形成凝膠的能力和乳化性質(zhì)，凍融次數(shù)越多，影響愈大。

    3、組織結(jié)構(gòu)變化

    在凍結(jié)及凍藏條件下，由于冰晶的形成和長(zhǎng)大，對(duì)肌肉組織造成機(jī)械損傷。當(dāng)組織結(jié)構(gòu)損傷嚴(yán)重時(shí)，纖維間的間隙變大，結(jié)構(gòu)變得松散。研究發(fā)現(xiàn)隨著凍藏時(shí)間的延長(zhǎng)，冰晶在凍結(jié)肉樣中逐漸增大，導(dǎo)致肌束受壓聚集，肌肉微觀組織受到破壞。細(xì)胞內(nèi)或細(xì)胞外的冰晶會(huì)引起組織細(xì)胞完整性破壞，進(jìn)而促進(jìn)微觀結(jié)構(gòu)的劣變。不同的凍結(jié)速率會(huì)影響冰晶的大小，對(duì)微觀結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不同的影響，進(jìn)而影響貯藏后肌肉品質(zhì)。

    4、持水性變化

    肉的持水性是指當(dāng)肉受到外力作用時(shí)對(duì)肌肉本身所含的水分及添加到肉中水分的保持能力，持水性是評(píng)定肉品質(zhì)的重要指標(biāo)之一，其大小與肉的風(fēng)味、色澤、質(zhì)構(gòu)、凝結(jié)性及最終產(chǎn)品的多汁性等屬性密切相關(guān)。肌肉在凍藏中持水性下降主要是冰晶的形成及生長(zhǎng)使細(xì)胞膜和組織結(jié)構(gòu)受到機(jī)械損害，解凍后水分不能被組織完全吸收，造成汁液流失；同時(shí)肌肉中的一些營(yíng)養(yǎng)成分如小分子肽、氨基酸等會(huì)隨著持水性下降而流失，肌肉營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)下降。另外，細(xì)胞內(nèi)的肌原纖維蛋白質(zhì)變性，冰晶融化的水不能重新與蛋白質(zhì)分子結(jié)合而分離出來(lái)，造成汁液流失，表現(xiàn)為持水能力下降。

    多數(shù)研究認(rèn)為，凍結(jié)速率越大，冷凍肉持水性越好。有研究表明隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，帶魚(yú)肌肉持水力逐漸降低，且液氮凍結(jié)處理的帶魚(yú)持水力較平板凍結(jié)和冰柜直接凍結(jié)持水力同期值高。但也有研究表明，過(guò)大的凍結(jié)速率并不利于提高肉品的持水性，采用超快速凍結(jié)來(lái)保證肉的功能特性是沒(méi)有必要的。因此，實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)結(jié)合生產(chǎn)條件、肉類(lèi)特性，選擇適當(dāng)?shù)膬鼋Y(jié)和解凍方式以最大程度地保證肉品的保水性。

    5、色澤變化

    肉色是消費(fèi)者對(duì)肉品質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)的重要依據(jù)，也是消費(fèi)者選擇冷凍肉產(chǎn)品時(shí)最直觀的指標(biāo)，對(duì)消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)欲影響很大。冷凍肉保水性的變化、表層肌紅蛋白的氧化、高鐵肌紅蛋白還原酶活力變化、脂肪氧化等決定其凍結(jié)、凍藏過(guò)程中顏色的變化。研究發(fā)現(xiàn)隨著凍融次數(shù)的增加，多數(shù)肉制品的色澤發(fā)生劣變，使肉的可接受程度降低。

    6、質(zhì)構(gòu)變化

    肉品的嫩度和質(zhì)構(gòu)是評(píng)價(jià)肉品食用品質(zhì)的指標(biāo)之一，尤其在評(píng)價(jià)原料肉時(shí)，嫩度指標(biāo)更為重要。肉品經(jīng)凍結(jié)后一般剪切力變大、嫩度降低、口感變差，通常提高凍結(jié)速率有利于改善肉品嫩度。

    三、改善冷凍肉品質(zhì)的新技術(shù)

    鑒于在凍藏-解凍過(guò)程中，冷凍肉品質(zhì)會(huì)發(fā)生不同程度的劣變，影響終端消費(fèi)，改善凍肉品質(zhì)的研究一直都在不斷發(fā)展。隨著工程技術(shù)的進(jìn)步，在食品冷凍研究和應(yīng)用領(lǐng)域出現(xiàn)了許多新型技術(shù)與手段，為凍肉品質(zhì)的提高提供技術(shù)支持。

    1、高壓技術(shù)

    在普通的食品冷凍工藝中，是將食品放置在低溫的條件下，讓食品迅速冷卻，但是由于熱量的傳導(dǎo)需要一個(gè)過(guò)程，因而食品的凍結(jié)速度慢，這樣會(huì)使凍結(jié)的食品內(nèi)部產(chǎn)生粗大的冰晶，影響食品的品質(zhì)。而高壓冷凍技術(shù)通過(guò)改變壓力來(lái)控制食品中水的相變過(guò)程。在高壓條件下將食品冷卻到一定溫度(此時(shí)水仍未結(jié)冰)，其后迅速將壓力釋放，就會(huì)在食品內(nèi)部形成細(xì)小而均勻的冰晶體，并且冰晶體積不會(huì)膨脹，從而可減少食品的損傷提高食品的質(zhì)量。

    2、添加抗凍蛋白及其他物質(zhì)

    抗凍蛋白是一類(lèi)能抑制冰晶生長(zhǎng)的特殊蛋白質(zhì)，在很多有機(jī)物中都存在，包括細(xì)菌、真菌、昆蟲(chóng)、植物材料及魚(yú)類(lèi)等。加入抗凍蛋白可以減少肉制品的滲水并抑制冰晶的形成從而減少營(yíng)養(yǎng)流失。作為一類(lèi)新型的食品添加劑，抗凍蛋白可以有效減少冷凍貯藏食品中冰晶的形成和重結(jié)晶，從而提高低溫冷鏈系列食品的質(zhì)量。但由于目前其價(jià)格較高，其應(yīng)用受到很大限制，現(xiàn)僅限于科研和某些專門(mén)應(yīng)用方面。

    隨著人們對(duì)食物健康營(yíng)養(yǎng)的注重，一些天然植物提取物、抗氧化劑等開(kāi)始取代合成物在維護(hù)肌肉品質(zhì)方面發(fā)揮作用。研究發(fā)現(xiàn)：向鮭魚(yú)肉糜中添加迷迭香提取物可以有效抑制貯藏中脂肪氧化及顏色的劣變；獼猴桃蛋白酶提取物可以降低由凍融循環(huán)引起的豬肉品質(zhì)的變化。今后這類(lèi)天然物質(zhì)或?qū)⒊蔀橛行�提高凍肉品質(zhì)的重要發(fā)展方向之一。

    3、其他新技術(shù)

    微凍保鮮是一種新興的保鮮技術(shù)，可降低凍結(jié)過(guò)程中冰晶對(duì)產(chǎn)品造成的機(jī)械損傷，細(xì)胞的潰解和氣體膨脹，而且食用時(shí)無(wú)需深度解凍，可以減少解凍時(shí)的汁液流失，保持食品原有的鮮度。雖然微凍保鮮在保持肌肉品質(zhì)方面有較大的優(yōu)勢(shì)，但是并沒(méi)有得到良好的實(shí)際應(yīng)用，主要是因?yàn)榫�確控溫設(shè)備及溫度精準(zhǔn)控制技術(shù)等問(wèn)題尚未解決。

    四、結(jié)論與展望

    在冷凍-解凍過(guò)程中，冷凍肉會(huì)發(fā)生不同程度的變化，如脂肪氧化、蛋白變性、微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生變化等，進(jìn)而影響肉類(lèi)的食用及加工品質(zhì)，其商品價(jià)值下降。在實(shí)際生產(chǎn)中，重視肌肉冷凍、解凍工藝及貯藏條件的優(yōu)化，降低冷凍-解凍過(guò)程中肌肉品質(zhì)的劣化，有助于提高我國(guó)肉類(lèi)制品的競(jìng)爭(zhēng)力。

    為了降低冷凍肉品質(zhì)的劣化，一些新的技術(shù)和手段如超高壓技術(shù)等開(kāi)始應(yīng)用于食品冷凍領(lǐng)域，并顯示出很好的應(yīng)用前景。但是目前這些技術(shù)大多數(shù)還處于實(shí)驗(yàn)和探索階段，在實(shí)際冷凍應(yīng)用中仍不夠成熟。今后，一方面，應(yīng)加強(qiáng)冷凍肌肉品質(zhì)變化機(jī)理的研究，為控制冷凍肌肉品質(zhì)質(zhì)量，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益提供理論指導(dǎo)；另一方面，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)高新設(shè)備的研發(fā)，為新技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用提供技術(shù)支持。