一種預測冷卻肉品質變化的方法

2023-06-08 00:41:31 4

專利名稱：：一種預測冷卻肉品質變化的方法
技術領域：
：本發明涉及一種預測冷卻肉品質動態變化的方法。
背景技術：
：我國是世界第一養豬大國，生豬存欄數約佔世界總存欄量的51.8%,豬肉產量佔世界豬肉總量的46.8%。有關資料表明，2006年，全國肉類總產量達到8051萬噸，佔全世界肉類總產量的近30%，其中豬肉產量為5197萬噸，佔世界豬肉總產量46.8%，居世界第一，佔我國所有肉類產量的64.5%。豬肉在我國肉類消費中的比例更是高達66.8%。可見豬肉是所有肉類消費中比例最大的品種，，其安全性關係到廣大人民的身體健康和生命安全而肉類安全事故也大多發生於豬肉，因此當前確保豬肉的安全衛生是保障肉類安全的重要任務，豬肉的安全與否事關養殖業健康穩定發展和消費者健康的大局，其安全性越來越被重視。不同食品腐敗的機理各不相同且變質反應非常複雜，但通過對變質機理的研究能找到食品品質動態變化的規律，即食品腐敗過程中品質的損失可以通過動力學模型得到很好的反映。冷卻肉以其新鮮、肉嫩、味美、營養、衛生的優點日益受到消費者的青睞。但是，如果冷鏈系統不完善，會影響到冷卻肉的品質和安全性。由於我國居民對冷卻肉需求的不斷增長以及冷卻肉流通量變大和流通距離變長，快速評估冷卻肉鮮度顯得十分重要。揮發性鹽基氮(TVBN)通常作為蛋白性食品新鮮度的化學指標，肉類等在腐敗過程中，由於細菌的生長繁殖和酶的作用，使蛋白質分解而產生胺類及氨等具揮發性的鹼性含氮物質，這些揮發性鹽基氮與肉品腐敗程度之間有明顯的對應關係。因此，測定冷卻肉中TVBN的含量有助於判定其新鮮度和質量。此外，在冷卻肉的低溫貯藏過程中，其菌落總數、pH值、色差等，以及感官品質也會發生變化。通過對冷卻肉在低溫貯藏過程中菌落總數、揮發性鹽基氮(TVBN)、pH值、色差、感官變化的動力學特性進行研究，建立冷卻肉的菌落總數與揮發性鹽基氮(TVBN)值、pH值、色差、感官變化等隨貯藏溫度和時間變化的動力學模型，從而可以對冷卻肉的品質進行動態評估和監控。
發明內容一種預測冷卻肉品質變化的方法，本發明對新鮮冷卻肉在不同貯藏溫度條件下的菌落總數、pH值、色差、揮發性鹽基氮(TVBN)、感官評價變化進行研究，根據菌落總數、pH值、色差、揮發性鹽基氮(TVBN)、感官評價值建立冷卻肉品質變化動力學模型，為動態監測和控制冷卻肉品質提供理論依據。本發明的測定步驟按照以下過程進行1)對貯藏在0'C、5°C、10°C、2(TC條件下的冷卻肉的揮發性鹽基氮(TVBN)、菌落總數、pH值、色差、感官品質變化進行測定。2)確立冷卻肉的TVBN、菌落總數、pH值、色差值、感官品質隨貯藏溫度變化的動力學模型型式。模型選擇一級化學反應動力學模型為佳。3)建立菌落總數、揮發性鹽基氮(TVBN)、pH值、色差值、感官品質值變化的動力學模型。4)品質動力學模型的驗證和評價。將冷卻肉貯藏在特定溫度條件下，以冷卻肉品質變化的實驗值與動力學模型得到的預測值進行比較，計算預測值和實測值之間的相對誤差。圖1為不同貯藏溫度下冷卻肉菌落總數隨貯藏時間的變化。圖2為不同貯藏溫度下冷卻肉TVBN值隨貯藏時間的變化。圖3為不同貯藏溫度下冷卻肉pH值隨貯藏時間的變化圖4為不同Jit藏溫度下冷卻肉亮度L隨貯藏時間的變化。圖5為不同貯藏溫度下冷卻肉紅度a隨貯藏時間的變化。圖6為不同C藏溫度下冷卻肉感官評定值得變化。具體實施例方式以下結合說明書對發明進行進一步說明，但本發明所要求的保護範圍並不局限於實施例描述的範圍。1材料與方法1.1材料和實驗儀器實驗所用的豬後腿瘦肉直接購自屠宰廠，宰殺不超過6個小時。購得的豬肉用冰桶運分袋(食品自封袋)包裝貯藏於(TC、5'C、KTC的冰箱及2(TC的恆溫培養箱，肉在實驗過程中每天進行感官評定和菌落總數、揮發性鹽基氮(TVBN)、色差及pH值的測定。實驗所用儀器有理化乾燥箱、手提式不鏽鋼蒸氣消毒器、數顯示恆溫水浴鍋、生化培養箱、FOSS自動凱氏定氮儀、pH計、三星BCD-191GNS(E)冰箱；ZE2000型色差計。1.2實驗方法1.2.1菌落總數的測定按GB-T4789.2-2003進行，結果以LogCFU/g(CFU,ColonyFormingUnit)表示。1.2.2揮發性鹽基氮(TVBN)的測定採用GB-609-88F0SS自動凱式定氮儀。1.2.3色差的測定在打開包裝袋後立即用色差儀對肉色進行測定，記錄下數據亮度變量L、紅度坐標a、黃度坐標b，每個肉樣測定3次，取其平均值。1.2.4pH值測定取肉樣10g，置於燒杯中剪碎，加入蒸餾水100m/，浸泡30min，不時攪拌，然後過濾於另一燒杯中備用，再用pH計測定。1.2.5冷卻肉感官評定對樣品肉色、氣味、組織狀態、持水力4項指標進行感官評定。評分標準採用5段評分法，具體判定標準見表I。表1冷卻肉感官描述檢驗評分標準感官指標得分108642色澤肌肉色澤鮮紅，有光澤色澤較鮮紅，有光澤色澤暗紅，無光澤色澤灰暗或蒼白，無光澤色澤暗褐色，不能接受氣味具有鮮豬肉特有的氣味，無任何異味有豬肉氣味，無異味豬肉氣味較淡或無味稍有異味有異味，不可接受彈性好，指壓後凹彈性較好，指彈性一般，指無彈性，指壓彈性完全喪組織狀態陷立即恢復壓後凹陷可壓後凹陷緩後凹陷不能失，指壓後凹恢復慢恢復恢復陷明顯存在持水力無汁液流失少量汁液流汁液流失較汁液流失多汁液大量流1.2.6化學品質動力學分析一般認為，如果食品的某種品質的變化是由化學反應引起的，其反應產物濃度隨時間變化而降低(A)或升高(B)。用該品質變化表示的貨架壽命數據大多遵循0級或1級模式。對於0級模式，採用線性坐標可得到一條直線；對於1級模式，則需要通過半對數坐標才能得到一條直線。在食品加工和保存過程中，大部分與食品質量有關的品質變化都遵守0級或1級模式。0級反應M]=M。]—&"或[5]=[5。]+;5:。J(1-1)l級反應111([」]/[乂。])=-、./或111([5]/[5。=(1-2)式中，[A]、[B]——貯藏t天后某理化指標含量；[Ao]、[Be]——某理化指標的初始含量；t——jJt藏時間；kn——W("=0、1)級反應速度常數。1.2.7理化實驗數據分析用Excel2003對實驗數據進行分析。2結果與討論2.1不同貯藏溫度對豬肉菌落總數的影響鮮肉的變質主要是由微生物引起的，肉品出現腐敗變質，一級鮮度豬肉細菌總數少於104個/g;—般認為，冷卻肉的細菌總數達到106個/8時為變質肉的警戒線；達到107個4時冷卻肉外觀有明顯的腐敗現象；達到108個/8時外表有粘液形成，不宜食用。圖2展示了lt藏在不同溫度下豬肉的菌落總數隨貯藏時間的變化關係，由圖可知，隨著貯藏時間的延長，各組菌落總數均呈上升的趨勢；菌落總數隨存放溫度的升高而增加，保存溫度較低時，細菌總數的增加較緩慢。由於低溫抑制了微生物的繁殖，使得貯藏在(TC、5'C溫度下的冷卻肉的第1天的菌落總數值高於第2天的值。貯藏在10'C、20'C溫度下的豬肉，分別在第3天、第2天就變質了。顯然，低溫有利於豬肉貯藏，可以有效延長貨架期。2.2不同貯藏溫度對豬肉TVBN的影響冷卻肉由於酶和細菌的作用，在腐敗過程中，使蛋白質分解而產生氨以及胺類等鹼性含氮物質，此類物質具有揮發性。TVBN是國家標準中判斷鮮肉品質的重要指標，規定一級鮮度TVBN值^15.0mg/100g;二級鮮度《5.0mg/100g;變質肉>25.0mg/iOOg。從圖2中可以看出，在同一溫度下，豬肉TVBN值隨保存時間的延長而增加。豬肉保存溫度越高，TVBN值的增加越快。保存溫度越低，TVBN值的增加較緩。貯藏在1(TC、20'C溫度下的豬肉，分別在第6天、第3天成為變質肉。顯然，低溫有利於豬肉貯藏，可以有效延長貨架期。2.3不同貯藏溫度對豬肉pH值的影響圖3為在不同溫度的貯藏過程中豬肉pH值的變化曲線。新鮮肉的pH值一般在5.6左右，本次樣品的初始值為5.76。pH值的參考標準一級鮮度pH5.86.2，二極鮮度pH6.36.6,變質肉pH6.7以上。從圖中可以看出，貯藏在10'C和2(TC溫度下的豬肉的pH值隨jie藏時間的延長而升高，隨存放溫度的升高而升高，貯藏在2(TC溫度下豬肉的pH值在第3天是二級鮮度，到第7天已經變質。貯藏在0'C和5'C溫度下的豬肉，其pH值呈現高—低—高的趨勢，主要是因為在貯藏初期，在肉樣自身的成熟和保鮮過程中，肉的組織細胞呼吸活動活躍使得肌肉中肌糖元酵解和ATP分解，分別產生乳酸、磷酸等酸性物質，致使肉樣pH逐漸降低。隨著貯藏時間的延長，由於肉中內源蛋白酶和微生物分泌的蛋白分解酶的作用，降解肌肉蛋白質為多肽和胺基酸，並釋放出鹼性基團，而使肉的PH值回升，這與肌肉宰後變化規律一致。因此，pH僅作為參考指標。2.4不同貯藏溫度對豬肉色差的影響通過實驗分析發現，L值與原料肉的存放時間存在顯著的線性關係(保存溫度35'C)，a值與原料肉的新鮮度也存在顯著的線性關係。從圖中可以看出隨著貯藏時間的延長，豬肉的亮度L和紅度a緩慢下降。2.5不同lt藏溫度對豬肉感官品質的影響感官形態是判斷豬肉新鮮程度最直觀的方式，不同貯藏溫度下豬肉感官品質的變化見圖2-6，隨著貯藏時間的延長，豬肉的感官品質均呈現持續下降的趨勢，但下降幅度不盡相同。從0'C的低溫到20'C的高溫，品質下降速率依次加快，表明了溫度對延緩豬肉感官品質下降的作用。3冷卻肉品質變化的化學品質動力學分析3.1—級動力學模型用Excd2003對實驗數據進行整理和分析，並選用曲線回歸的分析方法，求得各理化指標在不同貯藏溫度下的化學品質動力學反應數據。在貯藏過程中豬肉pH值呈現高—低—高的趨勢，因此僅作為參考指標而沒有對其進行曲線回歸分析。豬肉在貯藏過程中TVBN值和菌落總數的變化是呈上升趨勢，亮度L值和紅度a值的變化呈下降趨勢。在食品加工和ie藏過程中，大多數與食品質量有關的品質變化都遵循零級或一級模式。經分析確定豬肉新鮮度品質函數為一級反應動力學模型。貯藏過程中豬肉的菌落總數、揮發性鹽基氮(TVBN)、色差L和a值變化用指數方程進行回歸分析，得到反應速率常數k、回歸係數R2見表2。回歸方程表達式為爿=人e"^式中t:食品的貯藏時間，天；Ao:食品的初始品質；A:食品貯藏第沃時的品質；ka:食品品質變化速率常數。表2.豬肉在不同貯藏溫度下品質變化的動力學模型參數tableseeoriginaldocumentpage820°C10.580.07840.94053.2反應速率常數在0'C、5°C、10'C和2(TC貯藏條件下可分別得到豬肉的菌落總數、揮發性鹽基氮(TVBN)值、色差L和a值。利用得到的數據做圖，計算反應常數，得到該反應的Arrhenius方程。由於反應速率常數k是溫度的函數，因此運用Arrhenius方程可以預測豬肉在不同貯藏條件下的貨架壽命。Arrhenius方程為A;=足0exp、司式中kQ:指前因子(又稱頻率因子)；EA:活化能；T:絕對溫度，K;R:氣體常數，8.3144J/(mo1K)，ko和EA都是與反應系統物質本性有關的經驗常數。方程取對數，得=G—l在求得不同溫度下的速率常數後，用lnk對熱力學溫度的倒數(1/T)作圖可得到一條斜率為-EA/R的直線。因此得到，菌落總數變化的動力學方程為ka=5.711xl08exp(-.—~~);RT4,son總揮發性鹽基氮變化的動力學方程為ka=5.179xl04exp(2細x104RT，^",，,八io/6.632x104、色差值L變化的動力學方程為ka=2.727xl01Dexp(--^——)色差值a變化的動力學方程為ka=8.001xl04exp(-:~一)菌落總數、揮發性鹽基氮(TVBN)值、色差L和a值的活化能分別為7.126xl04J/mol，6.886xl04J/mol，6.632x104J/mol，5.325xl04J/mol。該品質動力學模型可以模擬鮮豬肉在IC藏溫度下品質的變化過程，從而也可為鮮豬肉貨架壽命的預測和控制提供可靠的理論依據。3.3豬肉品質變化動力學模型通過菌落總數、揮發性鹽基氮(TVBN)、色差值變化的動力學模型和得到的反應速率常數可以得到豬肉的品質變化動力學模型菌落總數變化動力學模型formulaseeoriginaldocumentpage10總揮發性鹽機氮變化動力學模型-formulaseeoriginaldocumentpage10，其中ka=5.179xl04exp(--^~~色差L值變化動力學模型formulaseeoriginaldocumentpage10，其中ka=2.727xio1exp(-色差a值變化動力學模型-formulaseeoriginaldocumentpage10其中ka=8.001xl04exp(-」式中A-鮮度品質測定值；Ao-初始鮮度品質測定值。根據所得到的鮮豬肉貨架期預測模型，當確定了豬肉的貯藏溫度、豬肉的初始菌落總數、揮發性鹽基氮(TVBN)值及終點鮮度品質控制值，即可獲得在確定的貯藏溫度條件下的貯藏時間。另外，也可以通過確定豬肉的貯藏溫度、豬肉初始菌落總數、揮發性鹽基氮(TVBN)值及貯藏時間，即可獲得在確定的貯藏溫度條件下貯藏一定時間後的鮮度品質。3.4品質變化動力學模型的驗證和評價將豬肉貯藏在1(TC和2(TC條件下，用貨架期實測值驗證該模型。表3為1(TC和20。C條件下，豬肉的菌落總數、揮發性鹽基氮(TVBN)貨架期預測模型的實驗值與品質變化動力學模型得到的預測值的比較。而且高溫段的預測精度要優於低溫段。表3豬肉在283K貯藏下貨架期的預測值和實測值tableseeoriginaldocumentpage10上述驗證結果顯示，應用本研究建立的豬肉動力學模型和貨架期預測模型，可以快速,較可靠地實時預測(TC2(TC貯藏條件下豬肉的貨架壽命。4結論實驗結果表明，冷卻肉的菌落總數、TVBN值、pH值隨著貯藏時間的延長而增加；其感官品質隨著貯藏時間的延長而變低劣；色差L值和a值隨著貯藏時間的延長而緩慢下降。貯藏溫度越高，各項指標變化越快。TVBN、菌落總數、亮度L和紅度a值隨貯藏時間變化的化學品質反應級數屬於1級模式。菌落總數、揮發性鹽基氮(TVBN)值指標用Arrhenius方程描述，有較高的擬和精度。根據這種預測冷卻肉品質動態變化的方法，可以準確地對冷卻肉的食用安全性進行判別和並可用於實時預測其品質的動態變化。權利要求1.一種預測冷卻肉品質變化的方法，其特徵在於對不同貯藏溫度情況下冷卻肉的菌落總數、揮發性鹽基氮(TVBN)、pH值、感官變化情況進行研究，建立品質變化動力學模型。步驟如下1)對新鮮豬肉清洗。將清洗後的冷卻肉切塊。2)將切塊後的冷卻肉，立即密封包裝，冷藏。在實驗過程中每天進行感官評定和菌落總數、揮發性鹽基氮(TVBN)、pH值及色差的測定。3)確立菌落總數、揮發性鹽基氮(TVBN)值、pH值隨貯藏溫度變化的動力學模型型式。4)反應速率常數分析。5)建立菌落總數、揮發性鹽基氮(TVBN)值、pH值變化的動力學模型。6)以上述品質變化動力學模型為依據，選擇貨架期終點的品質判定值，進行貨架期預測，驗證模型準確性。2.如權利要求1所述的一種預測冷卻肉品質變化的方法，其特徵在於將冷卻肉放入碎冰中，用冰水清洗。將清洗後的冷卻肉沿最長肌纖維方向切成重量100士15g，厚度約2cm的長條型樣品。3.如權利要求l所述的一種預測冷卻肉品質變化的方法，其特徵在於冷卻肉樣品分別在0'C、5'C、10。C和2(TC下下貯藏。4.如權利要求1所述的一種預測冷卻肉品質變化的方法，其特徵在於用一級和零級化學反應動力學模型對不同貯藏溫度下肉的感官和理化指標進行回歸分析。以1級模型為佳。5.如權利要求1所述的一種預測冷卻肉品質變化的方法，其特徵在於可以通過確定冷卻肉的貯藏溫度、初始菌落總數、揮發性鹽基氮(TVBN)值、pH值及貯藏時間，可獲得在確定的貯藏溫度條件下貯藏一定時間後冷卻肉的品質；另外，也可以在確定了冷卻肉的貯藏溫度、初始菌落總數、揮發性鹽基氮(TVBN)值、pH值及終點鮮度品質控制值，獲得在確定的貯藏溫度條件下冷卻肉的可貯藏時間。全文摘要一種預測冷卻肉品質變化的方法，本發明在對不同貯藏溫度情況下冷卻肉的菌落總數、揮發性鹽基氮(TVBN)、色差值，感官變化情況進行研究，根據各指標建立冷卻肉品質變化動力學模型。有利於快速、準確地對冷卻肉的品質進行動態分析。文檔編號G01N33/12GK101349685SQ20081004253公開日2009年1月21日申請日期2008年9月5日優先權日2008年9月5日發明者李建雄,潘迎捷,虹肖,晶謝申請人:上海海洋大學