CN105136835B - 一种基于lf‑nmr技术的猪肉熟度判别方法 - Google Patents

Abstract

一种基于LF‑NMR技术的猪肉熟度判别方法，属于食品技术研究领域，包括以下步骤：（1）1cm×1cm×2cm肉柱的制备和NMR弛豫时间T₂的测定；（2）T₂四个峰对应的参数指标的计算；（3）根据第二个峰（过渡态水）的有无，可初步判断猪肉是否熟透；（4）根据第三个峰（不易流动水）和第四个峰（自由水）的峰面积比，可判断猪肉的熟度。本发明提供了一种判别猪肉熟度的新方法，为猪肉熟制品的安全检测提供了技术支撑，为猪肉煮制加工的标准化提供技术支撑；为猪肉产品的可食性判别提供重要手段。

Description

一种基于LF-NMR技术的猪肉熟度判别方法

技术领域

本发明属于食品技术研究领域，尤其是猪肉熟度判别方法，具体地说是一种基于LF-NMR(低场核磁共振)技术的猪肉熟度方法。

背景技术

目前，猪肉是人们饮食结构中的重要组成部分，加热是确保猪肉可食、卫生安全的主要措施，产品的熟度不仅影响其营养价值，而且影响其安全性，因此，对肉制品进行有效的熟度判定，对保障产品安全，改进生产工艺，具有重要意义。判别肉类熟度的方法有很多，常见的有测温法、记时法、辨色法等，大致可将肉的熟度分为生鲜(fresh，中心温度<20℃)、半生(rare，中心温度不超过40℃)、半熟偏生(medium rare，中心温度不超过50℃)、半生半熟(medium，中心温度不超过60℃)、中等熟度(medium well-done，中心温度超过70℃)和熟透(well-done，中心温度超过80℃)，上述几种熟度判定方法适合于在线监测。但在有些情况，需要对成品的熟度进行判别，目前尚无很好的方法。

根据已有的专业知识，在加热过程中，肉类蛋白质会发生不同程度的变性，温度越高，蛋白质变性和收缩程度越大，从而导致肉中的水分分布发生明显的变化。其外在的表现形式为煮制损失。本发明中所采用的低场核磁共振技术，正是利用弛豫时间T2的出峰数量和峰面积比等指标，判别肉中自由水、不易流动水、结合水和过渡态水的分布情况，在此基础上，根据各种水分分布情况，判定肉的熟度，为肉的可食性做出参考，解决了猪肉成品中熟度判别问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种LF-NMR技术的猪肉熟度判别方法，从而猪肉煮熟后成品(仅指鲜肉经加热熟制后的产品，而不是深加工肉制品)的熟度判别提供技术支撑。

本发明的技术方案是：

一种基于LF-NMR技术的猪肉熟度判别方法，它包括以下步骤：

(1)、采用低场核磁共振仪对待测猪肉进行弛豫时间T₂的测定；

(2)、计算弛豫时间T₂的四个峰对应的出峰时间t、峰面积A和峰面积比P，这四个峰的参数依次为结合水t_2b1、A_2b1、P_2b1，过渡态水t_2b2、A_2b2、P_2b2，不易流动水t₂₁、A₂₁、P₂₁和自由水t₂₂、A₂₂、P₂₂；

(3)、根据第二个峰的有无，判断猪肉是否熟透，即：如果出现四个峰，则转步骤(4)，如果只出现三个峰，则肉已熟透或为生肉，生肉通过肉眼观察肉色加以辨别，为鲜红色，熟肉为灰色；

(4)、根据第三个峰的不易流动水和第四个峰的自由水的峰面积比，判断猪肉的熟度，即不易流动水峰面积比P₂₁低于90％，自由水峰面积比P₂₂高于10％时，判定待测猪肉为中等熟度以下，不建议食用；反之不易流动水峰面积比P₂₁高于90％，自由水峰面积比P₂₂低于10％，判定为中等熟度及以上，能够食用。

本发明的待测猪肉分切成1cm×1cm×2cm的肉柱放入样品管中，用于低场核磁共振仪进行弛豫时间T2的测定。

本发明的弛豫时间T₂的测定是在32℃、22.4MHz共振频率下使用CPMG脉冲序列，重复扫描8次，间隔3s，得到2000个回波。

本发明的CPMG脉冲序列位于90°脉冲和180°脉冲之间，时间τ＝200μs。

本发明的有益效果：

本发明提供了一种判别猪肉熟度的新方法，它为猪肉熟制品的安全检测提供了技术支撑，是猪肉产品的可食性判别的重要手段，同时，为猪肉煮制加工的标准化提供技术支撑。

附图说明

图1是本发明的弛豫时间图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

一种基于LF-NMR技术的猪肉熟度判别方法，它包括以下步骤：

1)将熟猪肉块分切成1cm×1cm×2cm的肉柱放入特定的玻璃样品管中，用于低场核磁共振仪进行弛豫时间T₂的测定。在32℃、22.4MHz共振频率下使用CPMG(carr-purcell-meiboom-gill)脉冲序列(90°脉冲和180°脉冲之间的时间τ＝200μs)，重复扫描8次，间隔3s，得到2000个回波；

2)计算弛豫时间T₂四个峰对应的参数指标(出峰时间t、峰面积A、峰面积比P)：结合水(t_2b1、A_2b1和P_2b1)、过渡态水(t_2b2、A_2b2和P_2b2)、不易流动水(t₂₁、A₂₁和P₂₁)和自由水(t₂₂、A₂₂和P₂₂)，见图1。

3)根据第二个峰(过渡态水)的有无，可初步判断猪肉是否熟透(well doneness)，即未出现第二个峰时，肉已熟透或为生肉。生肉可通过肉眼观察肉色加以辨别，通常为鲜红色；而熟肉为灰色。

4)根据第三个峰(不易流动水)和第四个峰(自由水)的峰面积比，可判断猪肉的熟度，即不易流动水峰面积比(P₂₁)低于90％，自由水峰面积比(P₂₂)高于10％，即可判定为中等熟度(medium well doneness)以下，不建议食用；反之P₂₁高于90％，P₂₂低于10％，即可判定为中等熟度及以上，可食用。

具体实施时：

1)选择9条宰后24h内的整条猪背最长肌，沿肌肉走向垂直的方向分切厚度为3cm的肉块6块，修除肉块表面的筋、腱及脂肪，放入适当大小的蒸煮袋，原背侧朝底部，腹侧朝上。将热电偶探头由上而下插入肉样的中心位置。然后按站立方式置于85℃恒温水浴锅中，分别加热至20℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃，对应熟度为非常生(very rare)、半生(rare)、半熟偏生(medium rare)、半生半熟(medium)、中等熟度(medium well-done)、熟透(well-done)。当肉样中心温度达到指定温度后，迅速拿出，自然空气冷却至中心温度为室温，再放入4℃的冷藏室内冷却24h。

2)将熟猪肉块分切成1cm×1cm×2cm的肉柱放入特定的玻璃样品管中，用于低场核磁共振仪进行弛豫时间T₂的测定。在32℃、22.4MHz共振频率下使用CPMG(carr-purcell-meiboom-gill)脉冲序列(90°脉冲和180°脉冲之间的时间τ＝200μs)，重复扫描8次，间隔3s，得到2000个回波；

3)计算弛豫时间T₂四个峰对应的参数指标(出峰时间t、峰面积A、峰面积比P)：结合水(t_2b1、A_2b1和P_2b1)、过渡态水(t_2b2、A_2b2和P_2b2)、不易流动水(t₂₁、A₂₁和P₂₁)和自由水(t₂₂、A₂₂和P₂₂)，见图1。

4)结果分析

T_2b1、A_2b1、P_2b1代表的是猪肉中结合水的出峰时间、峰面积、峰面积比。随着蒸煮温度的提高，T_2b1值呈下降趋势，仅50℃和80℃之间差异显著(P<0.05，表1)。A_2b1和P_2b1仅在20℃～60℃之间呈显著下降(P<0.05)，之后保持稳定，说明在加热初始阶段，结合水含量明显减少，可能与蛋白质的热变性有关。但整体上，热处理温度对结合水3个指标(T_2b1、A_2b1、P_2b1)没有显著的影响(P＞0.05)，所以这3个指标不适合作为不同热处理温度下猪肉熟度的检测指标。

T_2b2、A_2b2、P_2b2代表的是猪肉中结合水发生相变的出峰时间、峰面积、峰面积比(也称之为过渡态水)。在加热过程中，出现T_2b2峰，随着加热温度的升高，T_2b2增加(P<0.05,表1)，表明这种形态水的热稳定性下降，直至80℃时消失。随着蒸煮温度的不断提高，A_2b2值呈先增加后降低趋势，在40℃～50℃，A_2b2值显著增加(P<0.05,表1)，在50-60℃,A_2b2值基本保持不变，在60℃～70℃时，A_2b2值显著下降(P<0.05,表1)，在80℃时消失，说明猪肉加热过程中，结合水发生相的转变，T_2b2峰可能就是该转变相。峰面积P_2b2值的变化趋势与A_2b2值一致。因此，可根据此封的出现与否判别猪肉是否完全熟透。

T₂₁、A₂₁、P21代表的是猪肉中不易流动水的出峰时间、峰面积、峰面积比。随着蒸煮温度的提高，T₂₁值不断降低(P<0.05,表1)，而A₂₁值没有显著变化(P>0.05,表1)；P₂₁值呈先下降后上升趋势(P<0.05,表1)，在20℃～50℃，P₂₁值显著下降，在50℃～70℃时，P₂₁值显著上升，在70℃～80℃时，P₂₁值基本保持不变。说明在加热过程中，肉中不易流动水溢出，但是在持续加热过程中，束缚肌原纤维的骨架蛋白可能结构弱化，导致结构松散，不易流动水在毛细管力的作用下反而增加。不易流动水是肉中水分的主要存在形式，且热处理温度对不易流动水的2项指标(T₂₁、P₂₁)有显著影响(P＜0.05)，因此，可用T₂₁、P₂₁作为不同热处理温度下猪肉熟度的检测指标。

T₂₂、A₂₂、P₂₂代表的是猪肉中自由水的出峰时间、峰面积、峰面积。加热过程中，T₂₂值呈先上升后下降趋势(P<0.05,表1)，20℃～60℃，T₂₂值不断上升，而60℃～80℃之间，T₂₂值显著下降。说明肉中自由水的热稳定性下降。A₂₂和P₂₂也均呈先上升后下降趋势(P<0.05,表1)。在20℃～50℃，A₂₂和P₂₂值显著上升；在50℃～70℃时，A₂₂和P₂₂值显著下降；在70℃～80℃时，A₂₂和P₂₂值基本保持不变。这一方面与肌纤维膜结构的破裂有关，自由水以蒸煮汁液的形式流出；另一方面，自由水可重新在毛细管力的作用下变成不易流动水。因此，T₂₂、A₂₂、P₂₂均可以用做猪肉熟度的检测指标。

表1 样品重量及低场核磁共振T₂结果(n＝9/组)

注：在同一栏下，标有不同上标字母的有显著差异(P＜0.05)；未标字母或标有相同字母的没有显著差异(P＞0.05)。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (4)

1.一种基于LF-NMR技术的猪肉熟度判别方法，其特征在于它包括以下步骤：

(1)、采用低场核磁共振仪对待测猪肉进行弛豫时间T2的测定；

(2)、计算弛豫时间T₂的四个峰对应的出峰时间t、峰面积A和峰面积比P，这四个峰的参数依次为结合水t_2b1、A_2b1、P_2b1，过渡态水t_2b2、A_2b2、P_2b2，不易流动水t₂₁、A₂₁、P₂₁和自由水t₂₂、A₂₂、P₂₂，过渡态水是指一种状态介于结合水和不易流动水之间的水；

(3)、根据第二个峰的有无，判断猪肉是否熟透，即：如果出现四个峰，则转步骤(4)，如果只出现三个峰，则肉已熟透或为生肉，生肉通过肉眼观察肉色加以辨别，为鲜红色，熟肉为灰色；

(4)、根据第三个峰的不易流动水和第四个峰的自由水的峰面积比，判断猪肉的熟度，即不易流动水峰面积比P₂₁低于90％，自由水峰面积比P₂₂高于10％时，判定待测猪肉为中等熟度以下，不建议食用；反之不易流动水峰面积比P₂₁高于90％，自由水峰面积比P₂₂低于10％，判定为中等熟度及以上，能够食用。

2.根据权利要求1所述的基于LF-NMR技术的猪肉熟度判别方法，其特征在于：待测猪肉分切成1cm×1cm×2cm的肉柱放入样品管中，用于低场核磁共振仪进行弛豫时间T₂的测定。

3.根据权利要求1所述的基于LF-NMR技术的猪肉熟度判别方法，其特征在于：弛豫时间T₂的测定是在32℃、22.4MHz共振频率下使用CPMG脉冲序列，重复扫描8次，间隔3s，得到2000个回波。

4.根据权利要求3所述的基于LF-NMR技术的猪肉熟度判别方法，其特征在于：CPMG脉冲序列位于90°脉冲和180°脉冲之间，时间τ＝200μs。