加熱對三黃雞胸肉嫩度、質(zhì)構(gòu)及微觀結(jié)構(gòu)的影響*

張立彥 吳兵 包麗坤

(華南理工大學輕工與食品學院，廣東廣州510640)

加熱是一種常見的肉品加工方法，肉品在加熱過程中發(fā)生了大量的物理化學變化，如汁液流失、蛋白質(zhì)變性(包括肌原纖維蛋白、肌漿蛋白和結(jié)締組織蛋白)，以及色澤、剪切力(嫩度)、質(zhì)構(gòu)特性、微觀組織結(jié)構(gòu)(肌纖維直徑、密度，肌內(nèi)膜、肌束膜、肌節(jié)等)變化等，而其中嫩度的變化尤為重要，因為嫩度通常被認為是評定肉制品品質(zhì)的主要指標.嫩度通常以剪切力值(SFV)來表示，剪切力值越小，肉越嫩［1-2］.

近年來，已有研究者分別研究了牛肉、兔肉、豬肉及禽肉(鴨肉及雞肉)的熱致變化［3-7］，但所得結(jié)論因肉的來源(動物品種及畜禽體部位)、加熱程序等的不同而有很大的區(qū)別.總的來說，動物肌肉組織經(jīng)加熱后普遍出現(xiàn)持水能力下降、汁液損失量增加、肉質(zhì)變硬等現(xiàn)象，造成嫩度下降、硬度上升、彈性下降、口感粗糙，過度加熱還會產(chǎn)生肉質(zhì)軟爛、組織結(jié)構(gòu)破壞嚴重等現(xiàn)象.了解和掌握雞肉蛋白在加熱過程中相關(guān)特性的變化及其規(guī)律成為解決上述問題及成功控制熱處理溫度和時間的必要基礎(chǔ).文中主要探討廣東特色雞種——三黃雞的胸肉中與肉制品品質(zhì)密切相關(guān)的特性(如質(zhì)構(gòu)、嫩度及微觀結(jié)構(gòu))隨加熱條件的變化規(guī)律，以便為更合理地運用加熱方法生產(chǎn)高品質(zhì)熟制雞肉制品提供理論基礎(chǔ).

1 材料與方法

1.1 實驗材料

新鮮三黃雞購自華南理工大學后勤集團綜合樓，活雞體重為(1600±50)g，育齡為120天左右.

1.2 實驗儀器與設(shè)備

主要實驗儀器與設(shè)備如下:DZQ400/2D多功能真空包裝機，上海錦屏儀器儀表有限公司生產(chǎn);PHS-25型pH計，上海雷磁儀器廠生產(chǎn);PL203型電子天平，梅特勒－托利多儀器(上海)有限公司生產(chǎn);FJ200-S數(shù)顯高速分散均質(zhì)機，上海標本模型廠生產(chǎn);TA-XT2i質(zhì)構(gòu)儀，英國Stable Micro Systems公司生產(chǎn);JSM-6360高低真空掃描電子顯微鏡，日本JEOL公司生產(chǎn).

1.3 實驗方法與測定指標

1.3.1 樣品處理

活雞宰殺后用流動冷水洗凈，去皮，將整雞胴體于4℃冰箱中保存24h.然后取出并割取胸肉，待其平衡到室溫后去除可見結(jié)締組織、脂肪、筋膜，然后順著雞胸肉肌纖維走向?qū)⒓∪馇谐纱笮?0 mm×20mm×5mm的肉片若干(樣本重約30 g)，稱重后裝入已編號的蒸煮袋中抽真空密封包裝，隨機分組后將三黃雞胸肉分別置于 55、65、75、85、95℃的恒溫水浴中加熱30 min，取出后于流水中緩慢冷卻至室溫.另取樣品于80℃下加熱不同時間后冷卻，并測定各項指標.

1.3.2 蒸煮損失的測定

從熱處理后的包裝袋中取出雞胸肉塊，用餐巾紙擦干肉塊表面水分后稱重并計算蒸煮損失.所有樣品各測定7次，取平均值并計算標準方差.

1.3.3 質(zhì)構(gòu)特性和SFV的測定

采用TA-XT2i型質(zhì)構(gòu)儀分別進行質(zhì)構(gòu)和SFV的測定，具體測定方法及參數(shù)設(shè)定參照文獻［7］.所有樣品各測定8次，取平均值并計算標準方差.

1.3.4 樣品的微觀結(jié)構(gòu)觀察

順著雞胸肉肌纖維走向?qū)㈦u肉樣品切成10mm×10mm×5mm的長方體肉片，參照文獻［8］，用掃描電子顯微鏡觀察、拍照，同時測量肌纖維直徑.

1.3.5 熱溶性膠原蛋白溶解度的測定

膠原蛋白的提取方法及熱溶性膠原蛋白溶解度計算方法參照文獻［8］.

1.4 數(shù)據(jù)處理方法

所得數(shù)據(jù)采用SPSS13.0軟件進行均值和方差分析.

2 結(jié)果與討論

2.1 加熱對三黃雞胸肉蒸煮損失的影響

圖1所示為不同加熱溫度下三黃雞胸肉的蒸煮損失.由圖1可以看出:隨著溫度的升高，雞胸肉的蒸煮損失不斷增大，在65～85℃間蒸煮損失增長較快，變化最顯著(P＜0.05)，說明此溫度段內(nèi)雞胸肉最易失水;溫度高于85℃后變化不再顯著(P＞0.05).加熱導致肉類蒸煮損失增加的原因在于肌原纖維蛋白變性及肉中膠原蛋白收縮使得肉的持水性降低［9］，此外，還可能與肌原纖維的聚積和短縮等有關(guān).加熱過程中，肉中水分被排擠并在變寬的肌原纖維間隙滲出，其中還包括一些肌漿蛋白和溶出的膠原蛋白、脂肪［3］.加熱溫度對肌肉蒸煮損失的影響隨肉的來源(動物種類、不同部位及畜齡等)、加熱條件或加熱程序的不同而有很大不同［6-7，9-10］，三黃雞胸肉的蒸煮損失隨溫度的變化趨勢與其腿肉的類似，只是數(shù)值較高而已［8］.

圖1 加熱溫度對三黃雞胸肉蒸煮損失的影響Fig.1 Effect of heating temperature on cooking loss of Sanhuang chicken breast meat

瑞典食品標準化委員會認為肉品完全熟化的最低溫度是73.8℃，同時借鑒廣東傳統(tǒng)“白切雞”的加熱溫度，本實驗選定80℃為加熱溫度，研究加熱過程中雞胸肉的蒸煮損失變化，結(jié)果如圖2所示.

圖2 80℃下雞胸肉蒸煮損失隨加熱時間的變化曲線Fig.2 Change curve of cooking loss versus time for Sanhuang chicken breast meat heated at 80℃

由圖2可以發(fā)現(xiàn)，加熱5～10min內(nèi)蒸煮損失增加最顯著(P＜0.05)，其后隨加熱時間延長蒸煮損失變化不明顯(P＞0.05).這可能是由于在加熱初期肌原纖維蛋白劇烈變性及肉中膠原蛋白劇烈收縮造成肌原纖維的聚積和短縮，而隨著加熱時間的延長，上述物質(zhì)的變性及收縮變化不再明顯，從而使肉的持水性變化不再顯著.

2.2 加熱對三黃雞胸肉SFV的影響

圖3給出了生肉與不同加熱溫度下雞胸肉的SFV值，與生肉相比，55℃下加熱的雞胸肉的SFV顯著增加(P＜0.05)，然后隨溫度上升又顯著下降(P＜0.05)，在65℃時降到最小，之后在65～85℃之間又顯著增大(P＜0.05)，85℃時的SFV與65℃時的相比增加了1.35倍，85℃以上的SFV增加不明顯(P＞0.05).該研究結(jié)果與臧大存、Wattanachant等［6，10］的研究結(jié)果存在差異，但與Combes等［4］的研究結(jié)果類似.在本實驗中，65～85℃之間SFV的增量約為135%，大于相同條件下兔肉和牛肉的增量(分別為85%和20%)［4，11］.筆者曾研究了三黃雞腿肉 SFV 隨加熱溫度的變化，發(fā)現(xiàn)雞腿肉SFV隨溫度升高逐漸增大，在65～85℃ 間SFV顯著增加(P＜0.05)，之后隨溫度繼續(xù)升高，SFV 變化不顯著(P ＞0.05)［8］.胸肉和腿肉之間SFV的差異可能是由于這兩個部位肉中結(jié)締組織含量及肌原纖維機械強度不同而造成的［12］.據(jù)報道，導致肉類嫩度變化的原因是源于不同溫度下肉中結(jié)締組織及肌原纖維的變性及熱收縮，60℃以下加熱造成的肉嫩度下降由肌束膜熱收縮引起，而60℃以上加熱出現(xiàn)的肉嫩度下降是由肌原纖維熱變性造成的［13］.

圖3 加熱溫度對三黃雞胸肉SFV的影響Fig.3 Effect of heating temperature on shear force value of Sanhuang chicken breast meat

圖4所示為80℃下雞胸肉SFV隨加熱時間的變化.由圖4可以看出，雞胸肉在80℃下加熱10min后其SFV與生肉沒有顯著差異(P＞0.05)，但隨加熱時間的延長，SFV逐漸增大，加熱40min后達到最大值22.06 N，相比 10 min時約提高了 66.7%.此后，再繼續(xù)加熱對肉的SFV影響不大.

圖4 80℃下雞胸肉SFV隨加熱時間的變化曲線Fig.4 Change curve of shear force value versus time for Sanhuang chicken breast meat heated at 80℃

與蒸煮損失的變化趨勢相比，SFV的增加呈現(xiàn)某種程度的“延遲”，這可能是因為肌肉蛋白變性程度還不足以導致肌肉結(jié)構(gòu)及時發(fā)生明顯收縮，保溫5～10min后，肌肉蛋白才徹底變性，肌肉結(jié)構(gòu)出現(xiàn)整體收縮，變得緊實，從而使SFV顯著增大.

2.3 加熱對三黃雞胸肉質(zhì)構(gòu)特性參數(shù)的影響

加熱溫度及80℃下加熱時間對三黃雞胸肉質(zhì)構(gòu)參數(shù)的影響如表1和2所示.

表1 不同加熱溫度下三黃雞胸肉的質(zhì)構(gòu)參數(shù)1)Table 1 TPA parameters of Sanhuang chicken breast meat heated at different temperatures

表2 80℃時不同加熱時間下三黃雞胸肉的質(zhì)構(gòu)參數(shù)Table 2 TPA parameters of Sanhuang chicken breast meat heated at 80℃with different time

從表1和2可以看出，加熱溫度及時間對雞胸肉的質(zhì)構(gòu)參數(shù)有顯著影響.表1中數(shù)據(jù)顯示，除彈性外，即使是在55℃，生肉的質(zhì)構(gòu)參數(shù)與加熱肉也有顯著差異.由于肉中的肌球蛋白及α-肌動蛋白的變性發(fā)生在這一溫度范圍內(nèi)，因此推斷由于上述蛋白質(zhì)變化導致了 55℃時雞肉質(zhì)構(gòu)參數(shù)的變化［3，5］.隨著溫度的升高，肉的硬度不斷增加，尤其在75～95℃之間增加顯著(P＜0.05).肉的彈性和恢復性在加熱到75℃時達到最大值，其后彈性隨溫度的升高顯著下降(P＜0.05)，而恢復性則隨溫度的變化不顯著(P＞0.05).肉的咀嚼性在75～85℃溫度范圍內(nèi)達到最大值，隨后則隨溫度上升開始下降.在70～80℃之間肉TPA參數(shù)的顯著變化是由在此溫度范圍內(nèi)肌動球蛋白及結(jié)締組織的變化引起的［8］，而80℃以上肉TPA參數(shù)變化是由膠原蛋白溶出導致剪切力降低而引起的［10］.

從表2還可以看出，與生肉相比，80℃下加熱5min后肉的質(zhì)構(gòu)參數(shù)顯著增加(P＜0.05).肉的硬度及咀嚼性都隨加熱的進行而不斷增大，加熱20min后再延長加熱時間變化不明顯;而肉的彈性隨加熱進行不斷下降;恢復性在加熱初期逐漸減小，到15min后達到最小值，繼續(xù)加熱則恢復性逐漸提高.

2.4 加熱對三黃雞胸肉微觀結(jié)構(gòu)的影響

對不同溫度加熱后雞胸肉的橫向及縱向微觀結(jié)構(gòu)進行了觀察，結(jié)果如圖5所示.

圖5顯示，55℃下加熱后肉中肌內(nèi)膜開始發(fā)生輕微弱化收縮，但是絕大部分的肌內(nèi)膜仍然緊緊包繞在肌纖維四周，肌纖維大多呈極不規(guī)則多邊形.65℃下加熱后肉中肌纖維發(fā)生明顯收縮，直徑顯著減小(見圖6)，肌纖維大小相對均勻，逐漸趨于呈規(guī)則多邊形，但因肌纖維發(fā)生劇烈收縮以至于與肌內(nèi)膜和肌束膜出現(xiàn)明顯分離［14］，部分肌內(nèi)膜表面甚至出現(xiàn)少量的小分子顆粒，這可能是此溫度下肌漿蛋白變性、凝聚形成的;該溫度下肌肉微觀結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)的另一個重要特征就是肌纖維間隙在視野中非常清晰明顯，這在一定程度上印證了肌肉SFV在此時最小，此時肌肉間隙中的水分順空隙流出，表現(xiàn)為蒸煮損失此時開始逐漸增大(見圖1).75℃下加熱后，由于肉中肌內(nèi)膜及肌束膜的收縮及變性，肌纖維間隙變窄;膠原蛋白在此溫度下開始溶出，肌內(nèi)膜和肌束膜完整性受到破壞，并出現(xiàn)明顯的“顆?；爆F(xiàn)象，這可能是肌纖維細胞內(nèi)的一些肌漿和肌原纖維蛋白降解及聚合形成的顆粒物，也可能是可溶性膠原蛋白降解后的小分子物質(zhì)［3，14-16］;另外，肌纖維直徑略有增大，這可能是由肌球蛋白組成的粗肌絲和由肌動蛋白組成的細肌絲受熱發(fā)生劇烈變性溶脹以及由熱溶性膠原纖維產(chǎn)生的膜結(jié)構(gòu)內(nèi)收縮張力逐漸消失所致［17］.85℃下加熱后肉中肌束膜變化顯著，肌纖維直徑略有增大，肌纖維間的間隙減小.95℃下加熱后肉中相鄰肌纖維彼此排列變得緊實、致密，因而使肉的SFV及硬度都達到最大(見圖3及表1);同時顆粒化物質(zhì)幾乎完全消失，這可能是由于高溫下肉中肌束膜及肌內(nèi)膜迅速崩解，膠原蛋白凝膠化以及肌原纖維蛋白變性凝結(jié)造成的.這一推測可以從縱截面SEM照片中肌纖維空隙間殘留的滲出物逐漸減少、熱溶性膠原蛋白含量增加(見圖7)、肉的蒸煮損失不再明顯變化(見圖1)以及熱處理后雞肉塊表面包裹著肌漿蛋白滲出物和一些由可溶性膠原蛋白形成的透明狀黏稠物質(zhì)得到證實.因此可以說，不同溫度下肌纖維結(jié)構(gòu)及結(jié)締組織膜的綜合變化造成了雞肉蒸煮損失、SFV及TPA參數(shù)的相應變化.

圖5 不同溫度加熱后三黃雞胸肉橫向及縱向SEM照片F(xiàn)ig.5 SEM micrograghs of transverse and longitudinal section of cooked Sanhuang chicken breast meat

圖6 加熱溫度對三黃雞胸肉肌纖維直徑的影響Fig.6 Effect of heating temperature on fibre diameter of Sanhuang chicken breast meat

2.5 加熱對熱溶性膠原蛋白溶解度的影響

膠原蛋白溶解度是熟制雞肉蒸煮損失和質(zhì)構(gòu)的重要影響因素，也嚴重影響肉的嫩度［18］，因此文中測定了熱溶性膠原蛋白含量隨加熱溫度的變化，結(jié)果如圖7所示.

圖7 加熱溫度對雞胸肉熱溶性膠原蛋白溶解度的影響Fig.7 Effect of heating temperature on solubility of heatsoluble collagen of Sanhuang chicken breast meat

從圖7可知，隨溫度升高，熱溶性膠原蛋白溶解度不斷增大，尤其在65及95℃時變化最顯著(P＜0.05).其原因可能是當溫度升高到65℃時，部分膠原蛋白發(fā)生熱變性而溶出，到達80℃以上時膠原蛋白逐漸降解形成可溶性“明膠”而隨肌纖維細胞中的其他汁液一起從肌纖維細胞中滲出，同時，原來交聯(lián)程度不高的熱不溶性膠原蛋白分子間和分子內(nèi)的二硫鍵等簡單共價鍵因溫度的升高而受到破壞，失去螺旋結(jié)構(gòu)，使其逐漸溶解［19］.這也可從肉的SEM照片中看出，在85℃及以上時，由于膠原蛋白變性溶出，肌內(nèi)膜及肌束膜崩潰嚴重，失去其原有形態(tài).對比圖3，55～85℃下熱溶性膠原蛋白含量增加會導致雞胸肉SFV下降或增加不明顯.

3 結(jié)論

(1)雞胸肉的蒸煮損失隨溫度升高不斷增大，在65～85℃間變化最顯著(P＜0.05);80℃下加熱5～10min內(nèi)增加最顯著(P ＜0.05).

(2)加熱前后雞胸肉的SFV變化經(jīng)歷了4個階段:55℃下加熱雞胸肉的SFV顯著高于生肉;55～65℃之間SFV顯著降低(P＜0.05)，65℃時達到最小值;SFV在65～85℃之間大幅升高(P＜0.05);85℃以上SFV上升不明顯(P＞0.05).80℃下加熱10min后，SFV開始增加，40min后達最大值.

(3)肉的質(zhì)構(gòu)參數(shù)受加熱溫度及時間的影響較大，其隨加熱溫度及時間的變化趨勢各不相同.

(4)隨著加熱溫度的提高，雞胸肉中肌纖維直徑先減小后增大，肌纖維間隙先變大后減小，肌內(nèi)膜及肌束膜也逐漸遭到破壞.不同溫度下肌纖維結(jié)構(gòu)及結(jié)締組織膜的綜合變化與雞肉的蒸煮損失、SFV及質(zhì)構(gòu)參數(shù)有一定的對應關(guān)系.

［1］Boleman S J，Boleman S L，Miller R K，et al.Consumer evaluation of beef of known categories of tenderness［J］.Journal of Animal Science，1997，75(6):1521-1524.

［2］Koohmaraie M，Kent M P，Shackelford S D，et al.Meat tenderness and muscle growth:is there any relationship?［J］.Meat Science，2002，62(3):345-352.

［3］Palka K，Daun H.Changes in texture，cooking losses，and myofibrillar structure of bovine M.semitendinosus during heating［J］.Meat Science，1999，51(3):237-243.

［4］Combes S，Lepetit J，Darche B，et al.Effect of cooking temperature and cooking time on Warner-Bratzler tenderness measurement and collagon content in rabbit meat［J］.Meat Science，2007，66(1):91-96.

［5］Martens H，Staburvik E，Martens M.Texture and colour changes in meat during cooking related to thermal denaturation of muscle proteins［J］.Journal of Texture Studies，1982，13(3):291-309.

［6］臧大存，周光宏，徐幸蓮，等.加熱過程中鴨肉嫩度及超微結(jié)構(gòu)的變化 ［J］.江蘇農(nóng)業(yè)學報，2007，23(5):475-480.Zang Da-cun，Zhou Guang-hong，Xu Xing-lian，et al.Changes of ultra-structure and tenderness of duck meat during heating［J］.Jiangsu Journal of Agricultural Science，2007，23(5):475-480.

［7］張立彥，吳兵.清遠麻雞腿肉蛋白及質(zhì)構(gòu)特性熱致變化的研究［J］.食品與發(fā)酵工業(yè)，2010，36(10):174-179.Zhang Li-yan，Wu Bing.Study on the thermal induced changes of proteins and texture properties of Qingyuan chicken thighs ［J］.Food and Fermentation Industries，2010，36(10):174-179.

［8］吳兵，張立彥.加熱對三黃雞腿肉特性的影響研究［J］.食品工業(yè)科技，2011，32(5):108-112.Wu Bing，Zhang Li-yan.Effects of thermal treatment on characteristics of tender chicken thigh ［J］.Science and Technology of Food Industry，2011，32(5):108-112.

［9］Bailey A J，Light N D.Connective tissue in meat and meat products［M］.London:Elsevier Applied Science，1989:170-194.

［10］Wattanachant S，Benjakul S，Ledward D A.Effect of heat treatment on changes in texture，structure and properties of Thai indigenous chicken muscle［J］.Food Chemistry，2005，93(2):337-348.

［11］Bouton P E，Harris P V.Changes in the tenderness of meat cooked at 50-65℃ ［J］.Journal of Food Science，1981，46(2):475-478.

［12］Barbut S.Poultry products processing:an industry guide［M］.Boca Raton:CRC Press Inc，2001:440，444-446.

［13］Christensen M，Purslow P P，Larsen L M.The effect of cooking temperature on mechanical properties of whole meat，single muscle fibres and perimysial connective tissue［J］.Meat Science，2000，55(3):301-307.

［14］Astruc T，Gatellier P，Labas R，et al.Microstructural changes in m.rectus adbominis bovine muscle after heating［J］.Meat Science，2010，85(4):743-751.

［15］Tornberg E.Effects of heat on meat proteins-implications on structure and quality of meat products［J］.Meat Science，2005，70(3):493-508.

［16］Sharp A，Offer G.The mechanism of formation of gels from myosin molecules［J］.Journal of the Science of Food and Agriculture，1992，58(1):63-73.

［17］Lewie G J，Purslow P P.The strength and stiffness of perimysial connective tissue isolated from cooked beef muscle［J］.Meat Science，1989，26(4):255-269.

［18］臧大存.鴨肉嫩度影響因素及變化機制的研究［D］.南京:南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院食品科學系，2007.

［19］Lawrie R A.Lawrie’s肉品科學［M］.周光宏，譯.北京:中國農(nóng)業(yè)大學出版社，2009:28-33.