雞肉類PSE 肉與正常肉流變、質(zhì)構(gòu)特性的比較*

孫皓，徐幸蓮，王鵬

(南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 教育部肉品加工與質(zhì)量控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京，210095)

近年來禽肉消費(fèi)量持續(xù)增長(zhǎng)，其中深加工產(chǎn)品的比例不斷增加，此前在胴體與分割產(chǎn)品中不易被察覺的禽肉加工品質(zhì)的問題日漸凸顯，不少學(xué)者發(fā)現(xiàn)一些禽肉具有類似于豬PSE(pale，soft，exudative)肉的特點(diǎn)，表現(xiàn)出高亮度值(L*)、低pH 值和低保水性等特點(diǎn)，并稱之為類PSE(PSE-like)肉［1］。對(duì)PSE 豬肉的研究已近50 年，并已鑒定出用于預(yù)測(cè)并控制PSE 肉的發(fā)生的標(biāo)記基因，而家禽類PSE 肉的相關(guān)研究尚未發(fā)現(xiàn)可用于生產(chǎn)的此類標(biāo)記基因，預(yù)防和控制家禽類PSE 肉發(fā)生率的施主要集中在降低宰前應(yīng)激與及時(shí)的宰后冷卻等控制措施上。Woelfel［2］等發(fā)現(xiàn)，肉雞中類PSE 肉的發(fā)生率為47%(L*＞54)，Owens［3］等對(duì)火雞胸肉的研究發(fā)現(xiàn)，類PSE 肉發(fā)生率達(dá)40%，朱學(xué)伸［4］對(duì)國(guó)內(nèi)一家大型肉雞屠宰廠的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，類PSE 肉冬季發(fā)生率(L*＞53)為20.95%，在夏季為23.39%。與正常肉相比，類PSE 肉保水性低，發(fā)生了一定程度的蛋白變性。Pietrzak［5］指出，宰后胴體低pH 值與較高溫度使肌漿蛋白變性沉聚到肌原纖維上，肌球蛋白的發(fā)生不可逆的不溶，使雞肉出現(xiàn)PSE 問題。對(duì)不同pH 值火雞肉的研究表明，高pH值火雞胸肉的蛋白質(zhì)溶解性高于低pH 肉，后者親水性與疏水性平衡發(fā)生改變，蛋白構(gòu)象發(fā)生變化［6］。類PSE 肉理化特性的變化將會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品的品質(zhì)降低，給深加工企業(yè)帶來不利的影響。Owens 發(fā)現(xiàn)，火雞蛋白功能特性降低給行業(yè)帶來每年2 億美元［7］的損失。

肉糜類制品的構(gòu)特性與原料肉的功能特性密切相關(guān)，是影響其可接受性的重要因素之一。質(zhì)構(gòu)儀(TPA)能夠模擬食物在口中咀嚼運(yùn)動(dòng)，通過對(duì)樣品的二次壓縮獲得相應(yīng)的質(zhì)構(gòu)信息，建立儀器測(cè)定與感官評(píng)定的紐帶，避免感官評(píng)定方法再現(xiàn)性差的弊端，是質(zhì)構(gòu)比較與分析的有效方法。動(dòng)態(tài)流變學(xué)的測(cè)定能記錄樣品在極小溫度變化下物理結(jié)構(gòu)的改變［8］，展示加熱條件下樣品從溶液狀態(tài)向凝膠的轉(zhuǎn)變時(shí)黏彈性的改變，是分析熱誘導(dǎo)凝膠形成與特性的有效的方法，已廣泛的應(yīng)用到蛋白、肉糜凝膠化過程的研究。鑒于在禽肉深加工產(chǎn)品的增長(zhǎng)以及類PSE 表現(xiàn)出的低加工品質(zhì)，分析類PSE 肉與正常肉在凝膠化及熟制后的質(zhì)構(gòu)，以比較兩者功能特性的差異。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

雞胸肉(去皮、去骨)取自山東六和工廠。日齡45 ～47 d 的白羽肉雞，按車間正常屠宰流程宰殺。于宰后2 h，對(duì)雞胸肉進(jìn)行初步挑選，以塑料自封袋包裹，0 ～4℃條件下運(yùn)至實(shí)驗(yàn)室。宰后24 h，測(cè)定雞胸肉的pH 值(pH24h)，亮度值(L*)，參考朱學(xué)伸［4］與ZHANG［9］的分類標(biāo)準(zhǔn)，按以下指標(biāo)限值挑選正常肉和類PSE 肉，類PSE:L*＞53;pH24h＜5.7;正常肉:46＜L*＜53，5.7 ＜pH24h＜6.1。

試驗(yàn)用試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

色差儀CR400，日本美能達(dá);便攜式pH 計(jì)(Orion 3-star portable pH)，美國(guó);物性測(cè)試儀(TA-XT2i)英國(guó)Stable Micro Sysems 公司;旋轉(zhuǎn)流變儀(Physica MCR-301)，奧地利安東帕公司;快速恒溫水浴鍋(HH-42)，常州國(guó)華電器有限公司;刀式混合研磨儀(Grindomix GM200)，德國(guó)Retsch 公司;(Beckman Avanti J-E)高速離心機(jī)，美國(guó)Beckman Counter 公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1L*測(cè)量與pH 值測(cè)量

L*測(cè)量:使用色差儀對(duì)雞胸肉靠近肋骨側(cè)L*進(jìn)行直接測(cè)定，測(cè)定條件為光源D65，直徑8 mm，使用標(biāo)準(zhǔn)白板進(jìn)行測(cè)前校正。

pH 值測(cè)量:使用帶有穿刺型電極的便攜式pH計(jì)對(duì)雞胸肉pH 值進(jìn)行測(cè)定，測(cè)前2 點(diǎn)(4.01，7.01)校正。

1.3.2 肉糜制備

參考Chan［10］與Zhang［9］的方法并略做修改，取切塊雞胸肉120 g，加入24 g 冰水，后調(diào)整NaCl 濃度至2.5%，使用刀式混合研磨儀進(jìn)行斬切，5 000 r/min，5 s×4 次，4℃放置備用。

1.3.3 流變特性測(cè)定

樣品為1.3.2 制備的肉糜。參考Omana［11］的測(cè)定條件，進(jìn)行動(dòng)態(tài)流變學(xué)特性測(cè)定。參數(shù)設(shè)置為:探頭50 mm 平行板，間隙1 mm，應(yīng)變0.5%，溫度變化為25 ～80℃，升溫速率2℃/min。以液體石蠟封閉間隙，防止加熱過程水分蒸發(fā)。記錄貯能模量(G’)，損耗模量(G”)，相位角正切值(tanδ)。

1.3.4 蒸煮損失測(cè)定

將1.3.2 所制肉糜裝入50 mL 離心管，1 000 r/min 離心30 min 以填實(shí)。將離心管置于80℃水浴加熱30 min，后室溫冷卻15 min，稱重，記錄蒸煮前后質(zhì)量，蒸煮損失(%)表示為:(1 －煮后肉質(zhì)量/煮前肉質(zhì)量)×100。稱量完畢，樣品于4℃12h。

1.3.5 質(zhì)構(gòu)特性測(cè)定

對(duì)1.3.4 所制熟肉糜，取樣直徑2 cm，高度2 cm的柱狀樣品。質(zhì)構(gòu)儀參數(shù)設(shè)定:5 cm 直徑鋁合金探頭;TPA 模式，二次擠壓循環(huán);壓縮量50%;間隔時(shí)間1 s;觸發(fā)力:5 g;測(cè)前速度:1 mm/s，測(cè)試速度:5 mm/s，測(cè)后速度:5 mm/s。測(cè)試完成后，使用儀器附帶的TA-XT EXPRESS 軟件獲取質(zhì)構(gòu)參數(shù)。

硬度:壓縮物體所需用的最大力量;彈性:壓縮后恢復(fù)初始狀態(tài)(高度)的能力;咀嚼性:將食物咀嚼至可吞咽狀態(tài)所需做功;黏聚性:樣品在結(jié)構(gòu)破壞前可達(dá)到的變形程度;回彈力:樣品在經(jīng)過壓縮后能達(dá)到其最初位置的能力。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

使用SPSS 13.0 對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，采用最小顯著法(Least-significant difference，LSD)進(jìn)行多重比較，以Pearson 系數(shù)表示相關(guān)性。

2 結(jié)果與討論

2.1 pH24和L*

試驗(yàn)用雞胸肉的L*與pH24h值的統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表1所示，類PSE 肉的L*與pH 值分別為56.67、5.65，與正常肉(48.59、5.96)存在極顯著的差異。較正常肉，類PSE 肉亮度值增大8.08，pH24h值降低0.31，表現(xiàn)出高亮度值，pH 的特點(diǎn)，與已有文獻(xiàn)對(duì)類PSE 的描述相符。說明參考朱學(xué)伸等的家禽類PSE 分類標(biāo)準(zhǔn)能夠獲得所需的試驗(yàn)材料。

表1 試驗(yàn)用雞胸肉的pH24h和L*Table 1 pH24h and L* of collected sample used for experiments

2.2 流變學(xué)特性

正常肉與類PSE 肉肉糜的凝膠化曲線與tanδ 變化情況如圖1、圖2 所示，統(tǒng)計(jì)分析見表2、表3。貯能模量，損耗模量與tanδ 值分別反映了肌肉蛋白凝膠過程中的重要信息，其中存儲(chǔ)模量(G’)反映網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)彈性要素的改變，損耗模量(G”)反映粘性要素的改變，相位角正切值(tanδ)反映在每個(gè)振蕩循環(huán)過程中黏性流動(dòng)帶來的能力損失，揭示肉糜所形成凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的特性。

圖1 正常肉與類PSE 肉G’與G”的變化Fig.1 G’and G”of normal and PSE-like meat during heat treatment

隨溫度升高，類PSE 肉與正常肉的肉糜G’、G”的變化如圖1 所示。正常肉的貯能模量(G’)值在41℃前幾乎未發(fā)生改變，46 ～53℃內(nèi)快速下降，至54℃達(dá)到最小值(4 184 Pa);而類PSE 肉G’值自加熱起(25℃)緩慢降低，至51℃達(dá)到最小值(4278 Pa)，兩者加熱初始時(shí)G’值差異顯著(P＜0.01)。此后，兩者貯能模量G’均迅速增加，61℃后正常肉肉糜的G’增速大于類PSE 肉;接近加熱終點(diǎn)，兩者G’增速均減緩，加熱終點(diǎn)時(shí)兩者G’值分別為27 500、23 367 Pa，差異顯著(P＜0.05)。損耗模量(G”)隨溫度的變化趨勢(shì)與貯能模量的類似。34℃前，正常肉的G”基本保持不變;之后緩慢增加，46℃達(dá)到第一個(gè)峰值(1 477 Pa);隨后快速下降，55℃達(dá)到最低值(926 Pa)。而自加熱開始類PSE 肉G”緩慢下降，40℃附近未出現(xiàn)明顯的峰，51℃時(shí)達(dá)到最小值(953 Pa)。此后，正常肉與類PSE 肉G”值迅速上升，63℃后前者G”增速大于后者，分別于74℃(2 849 Pa)、73℃(2 663 Pa)達(dá)到最大峰值，后緩慢下降。統(tǒng)計(jì)分析表明，正常肉的G”加熱初始值及最大值高于類PSE 肉，差異顯著(P＜0.05);在加熱終點(diǎn)兩者無顯著差異。

正常肉與類PSE 肉的G’與G”都增大，表明最終形成的是黏彈性膠體。類PSE 肉與正常肉在加熱處理前粘彈性(G’、G”)就已存在顯著差異;加熱處理后，類PSE 肉G’值低于正常肉，表明其形成凝膠的能力較差。2 組肉G’與G”在加熱前表現(xiàn)出的差異可能與其理化特性(如pH 值，蛋白溶解性等)有密切聯(lián)系，而加熱過程及加熱終點(diǎn)所表現(xiàn)出的值與曲線的差異則說明類PSE 肉在熟制過程中表現(xiàn)出異于正常肉的功能特性。Zhang 對(duì)雞胸肉的研究結(jié)果與本文結(jié)果一致，低pH 值雞胸肉G’小于正常肉。加熱過程中，無論是正常肉還是類PSE 肉，G”達(dá)到最低點(diǎn)的溫度與G’達(dá)到最小值的溫度基本一致，在此轉(zhuǎn)折點(diǎn)之后G”、G’均迅速增加。然而，G”、G’達(dá)到最大值溫度對(duì)存在一定差異，G”在73℃附近即達(dá)到最大值，G’最大值出現(xiàn)在加熱終點(diǎn)(80℃)附近。

表2 正常肉與類PSE 肉加熱初始與終點(diǎn)G’，G”和tanδTable 2 G’，G”and tanδ at 25℃and 80℃in normal and PSE-like meat

tanδ(G”/G’)是損耗模量與貯能模量之間的比值，是對(duì)加熱過程中樣品的黏彈性的綜合反映。由圖2 可以看出，正常肉與類PSE 肉的tanδ 值均呈現(xiàn)出先增加后降低的趨勢(shì)，正常肉的tanδ 值在36℃前基本保持不變，隨后快速增加，52℃時(shí)達(dá)到最大值(0.231);類PSE 肉tanδ 值自加熱開始便緩慢增加，到達(dá)47℃時(shí)達(dá)到最大值(0.228)。進(jìn)一步加熱，正常肉tanδ 在51 ～71℃迅速下降，71℃后下降速度減緩;類PSE 肉tanδ 值在48 ～54℃以較小的速度下降，54～71℃快速降低，71℃后下降速度也減緩。除49 ～55℃整個(gè)加熱過程中類PSE 肉的表現(xiàn)出大于正常肉的tanδ 值。在拐點(diǎn)溫度(51℃)前，正常肉tanδ 值的增加速度大于類PSE 肉，而50℃之后兩者tanδ 值的減少速度相近。統(tǒng)計(jì)分析表明，兩種肉在加熱初始、加熱終點(diǎn)的tanδ 值差異顯著(P＜0.01)。

圖2 正常肉與類PSE 肉tanδ 的變化Fig.2 tanδ of normal and PSE-like meat during heat treatment

對(duì)不同pH 值火雞肉的研究結(jié)果表明:與高pH值火雞肉相比，低pH 值火雞肉肉糜的tanδ 值顯著增大，與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。tanδ 以G”/G＇的形式反映每個(gè)振蕩循環(huán)過程中的能量損耗，tanδ 值與變化趨勢(shì)的差異可以揭示凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的特性:tanδ 越低說明形成的凝膠三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)越好;反之，則說明網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)較差［12］。較高的tanδ 值表明其類PSE 肉糜凝膠的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)較正常肉要差。Brunton［13］對(duì)牛肉糜的研究發(fā)現(xiàn)了與圖2 相類似的溫度掃描曲線，并指出tanδ 值在52℃附近的拐點(diǎn)是由肌球蛋白變性引起的，而肌球蛋白對(duì)凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的有極其重要的作用。由兩種肉的tanδ 值曲線可以看出，兩者變化趨勢(shì)的差異主要存在于25 ～55℃;49℃前類PSE 肉tanδ 的變化范圍小于正常肉，在49 ～55℃間兩者的拐點(diǎn)存在巨大差異，55℃后兩者的變化趨勢(shì)基本一致。這可能與類PSE 肉低的蛋白提取性以及宰前應(yīng)激導(dǎo)致的蛋白熱變性有關(guān)。對(duì)G’、G”及tanδ 最高、最低值和拐點(diǎn)溫度的分析(如表3 所示)表明，2 種肉在達(dá)到損耗模量最小值和最小值、貯能模量最小值時(shí)的溫度存在顯著差異，且兩者tanδ 拐點(diǎn)的溫度也存在顯著差異，類PSE 肉的低于正常肉。

表3 正常肉與類PSE 肉G’、G”及tanδ 極值和溫度Table 3 Extremums and corresponded temperature of G’，G”and tanδ

2.3 蒸煮損失

類PSE 肉與正常肉肉糜的蒸煮損失的測(cè)定結(jié)果如表4 所示。類PSE 肉與正常肉的斬拌肉糜蒸煮損失分別為24%、19%，差異顯著(P＜0.01)，類PSE肉肉糜的蒸煮損失比正常肉高5%，保水能力嚴(yán)重下降。眾多相關(guān)研究均表明，無論是以完整肉塊(滴水損失、加壓損失)，還是肌纖維遭到破壞的肉糜狀態(tài)(蒸煮損失)，類PSE 肉的保水力均較差，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)豬肉PSE 肉及類PSE 禽肉的研究也證實(shí)了這一點(diǎn)。類PSE 肉所具有的低的pH 值特點(diǎn)是其保水能力較差的重要原因［14］，在低pH 值生理?xiàng)l件下，肌原纖蛋白接近其等電點(diǎn)［15］，結(jié)合水的能力降低;同時(shí)由于靜電斥力的減小，肌原纖維粗絲與細(xì)絲的間距變小，兩者緊密堆積。本實(shí)驗(yàn)條件下，斬切的肉糜在NaCl(2%)部分蛋白溶解，而另一部以片段化的肌原纖維存在。低pH 值不僅能使片段化的肌纖維保水性降價(jià)，而且使肌原纖維粗絲與細(xì)絲間空隙的減小妨礙鹽溶液對(duì)功能性蛋白的提取，進(jìn)而影響加熱過程中肌肉蛋白三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的形成，而此網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)對(duì)肉糜類制品的保水性具有極為重要的作用［16］。

2.4 質(zhì)構(gòu)特性分析

正常肉與類PSE 肉的TPA 分析結(jié)果如圖4 所示。正常肉硬度、彈性、黏聚性、咀嚼性、回彈力分別為6 726g、0.87、0.56、3 395、0.22;類PSE 肉的相應(yīng)指標(biāo)值為4 553g、0.79、0.44、1596、0.16，類PSE 肉質(zhì)構(gòu)參數(shù)值均低于正常肉，兩者硬度、彈性、回彈力差異顯著(P＜0.05)，黏聚性和咀嚼性差異極顯著(P＜0.01)。低硬度表明完成樣品50%壓縮，在類PSE 肉制品上所需施加的力低于正常肉，即煮后的類PSE肉的肉糜堅(jiān)實(shí)程度要低，而在完整肌纖維狀態(tài)下熟制類PSE 則表現(xiàn)出較大的硬度值［17］，造成如此差異的主要原因在于本實(shí)驗(yàn)以肉糜為研究對(duì)象，原本完整的肌肉組織狀態(tài)被破壞，部分蛋白溶解;低的彈性值則表明類PSE 肉制品壓縮后恢復(fù)初始狀態(tài)的能力低于正常肉，這與流變性測(cè)定中類PSE 的低貯能模量(G’)，大tanδ 值對(duì)應(yīng)。粘聚性反映樣品在破裂前可達(dá)到的變形程度，類PSE 肉肉糜制品黏聚性低，說明其內(nèi)部結(jié)構(gòu)具有松散、易破碎等特點(diǎn)。

表4 正常肉與類PSE 肉蒸煮損失與質(zhì)構(gòu)Table 4 Cook loss and textural characteristics of normal and PSE-like meat

與正常肉制品相比，其在較低的形變下就會(huì)發(fā)生結(jié)構(gòu)破裂，即TPA 分析中第一次壓縮已造成其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的嚴(yán)重破壞，從而使第二次壓縮所需能量大為減少;咀嚼性反應(yīng)將產(chǎn)品咀嚼至可吞咽狀態(tài)時(shí)所需的做功，是對(duì)硬度、彈性、黏聚性的綜合反映，類PSE 肉制品低的咀嚼性參數(shù)低表明咀嚼時(shí)省力，但是由于類PSE 肉蒸煮損失高，汁水性不足，松散，可能會(huì)導(dǎo)致不良口感的產(chǎn)生。對(duì)豬PSE 肉加工特性的研究發(fā)現(xiàn)其制品有明顯的裂痕分裂跡象。Zhang［9］等指出類PSE肉與正常肉功能性蛋白的溶出量差異是導(dǎo)致兩者不同質(zhì)構(gòu)特性的一個(gè)重要原因，類PSE 肉蛋白溶出量低，故其所形成的凝膠結(jié)構(gòu)較弱，各部分之間不能緊密地聯(lián)系在一起;此外，類PSE 肉在蒸煮過程中損失了大量的水分，使肉糜內(nèi)部呈現(xiàn)出空隙較大、松散的特點(diǎn)，這將直接影響到最終的質(zhì)構(gòu)特性。

2.5 相關(guān)性分析

由表4 可以看出，pH24h與硬度、彈性、黏聚性、咀嚼性、回彈力、G’25℃顯著正相關(guān);L*與肉糜質(zhì)構(gòu)值、G’25℃顯著負(fù)相關(guān)，兩者均與G’80℃間無顯著相關(guān)性，而與tanδ25℃、tanδ80℃有極顯著的相關(guān)性(P＜0.01)。蒸煮損失與硬度、咀嚼性、G’25℃、G’80℃顯著負(fù)相關(guān)，與tanδ25℃、tanδ80℃顯著負(fù)相關(guān)(P＜0.01)。相關(guān)性分析表明，作為原料肉分類標(biāo)準(zhǔn)的pH 值、L*與熟制肉糜的質(zhì)構(gòu)特性及加熱過程中表現(xiàn)出的流變特性密切相關(guān)。蒸煮損失的大小與肉糜制品的硬度、咀嚼性之間存在著密切聯(lián)系，同時(shí)肉糜在加熱過程中現(xiàn)出的粘彈性變化也與蒸煮損失存在密切聯(lián)系。

表5 pH 值、L* 和蒸煮損失與質(zhì)構(gòu)特性及流變值的相關(guān)性Table 5 Correlations among pH，L* and cook loss，rheological property and textural characteristics

3 結(jié)論

以pH24h和L*為標(biāo)準(zhǔn)分組的正常肉和類PSE 肉，兩者肉糜在流變性、蒸煮損失和質(zhì)構(gòu)上存在顯著差異，類PSE 肉的流變曲線異于正常肉，表現(xiàn)出低的貯能模量和大相位角正切值，極值所對(duì)應(yīng)的溫度低于正常肉;類PSE 的蒸煮損失高于正常肉，具有低的硬度、彈性、粘聚性、咀嚼性和回彈力。雞胸肉的pH 值和L*值與其肉糜的質(zhì)構(gòu)與流變特性密切相關(guān)，是分析和控制類PSE 對(duì)深加工產(chǎn)品影響的重要參考因素。

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