超高壓處理對熟制雞肉微觀結構的影響

王志江 蔣愛民

（1.廣東藥學院食品科學學院，廣東 中山 528458；2.華南農(nóng)業(yè)大學食品學院，廣東 廣州 510642）

近年因受到禽流感疫情的影響，以活禽流通為模式的雞肉產(chǎn)品消費大受影響，與此同時，雞肉加工制品則逐漸受到消費者的喜愛，其消費市場不斷擴大［1］。傳統(tǒng)雞肉制品的保鮮通常依賴高溫殺菌和防腐劑的作用，存在營養(yǎng)流失、風味變差和食品安全等問題。超高壓技術作為非熱殺菌技術，具有高效、節(jié)能、殺菌均勻和較少影響食品營養(yǎng)和風味等優(yōu)點，逐漸成為食品保藏技術研究的新熱點［2－4］。王志江等［5，6］對熟制雞肉進行超高壓處理的研究發(fā)現(xiàn)，超高壓處理能極大地延長熟制雞肉的保質期，適度的壓力能提升產(chǎn)品的彈性，改善產(chǎn)品的食用品質，但同時也會導致產(chǎn)品水分含量下降，硬度增大。王志江等［7］的另一個試驗也證明了超高壓處理白切雞可以延長產(chǎn)品保質期至60d以上，而且保藏期間食用品質良好。馬漢軍等［8］研究高壓處理對雞肉丸品質的影響時發(fā)現(xiàn)，高壓處理可以提高雞肉丸的感官品質，隨著壓力的增大，產(chǎn)品的硬度逐漸增加，彈性先增加后下降。鈴木敦土［9］研究發(fā)現(xiàn)超高壓處理可以改善肉制品的風味、食感和凝膠特性。

上述研究對肌肉質構的影響均依靠質構儀進行口感模擬，但肌肉的微觀結構是否發(fā)生相應變化，肌肉微觀結構與熟制肌肉的品質存在何種關聯(lián)，尚未見諸于報道。Wiklund等［10］的研究發(fā)現(xiàn)肌肉的品質特性與肌肉的微觀結構密切相關。本研究擬采用掃描電鏡技術（SEM），研究熟制雞肉在不同壓力作用下的微觀結構變化，旨在進一步揭示熟制雞肉品質和微觀結構之間的關系。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

雞胸脯肉：三黃雞，購于廣州超市；

超高壓設備：UHPF-800MPa-3L型，內蒙古包頭科發(fā)新型高技術食品機械有限公司，高壓介質為葵二酸二辛酯；

掃描電鏡：XL30型，荷蘭PHILIPS公司；

數(shù)字溫度計：Testo 905-T1型，德國TESTO公司。

1.2 樣品處理

雞胸脯肉→分割（15mm×20mm×80mm）→輕度預煮（微沸，煮至樣品中心溫度達70℃后取出）→高溫滅菌袋封裝（除去袋內空氣）→迅速冷卻（水浴冷卻至常溫）→超高壓處理（于200，400，600MPa下分別處理15min，40℃）→檢測

1.3 汁液流失率的測定

汁液流失率按式（1）計算。

式中：

c——汁液流失率，%；

m1——樣品處理前的重量，g；

m2——樣品處理后的重量，g。

1.4 掃描電鏡分析

將不同樣品分別切片（2mm×4mm×4mm），然后依順序進行如下操作：

4℃下進行前固定（2.5%～4.0%戊二醛，4h以上）→漂洗（PBS緩沖液，10min，3～4次）→后固定（1%四氧化鋨，1～2h）→漂洗（PBS緩沖液，10min，3次）→50%乙醇脫水一次（10min）→70%乙醇脫水一次（10min）→80%乙醇脫水一次（10min）→90%乙醇脫水一次（10min）→100%乙醇脫水二次（每次10min）→過渡（醋酸異戊酯，15～20min，2次）→干燥（二氧化碳臨界點干燥）→鍍膜（鉑金，電流8mA，8 min）→觀察

1.5 肌纖維直徑的測定

樣品在電鏡觀察時拍照，用游標卡尺測量肌纖維直徑，測量時，每張照片隨機選擇10個測量點取平均值。

1.6 數(shù)據(jù)分析

采用軟件SAS 9.0和Excel 2003對數(shù)據(jù)進行處理和分析。

2 結果與分析

2.1 不同壓力處理對熟制雞肉肌纖維的影響

圖1為不同壓力處理熟制雞肉的肌纖維橫切面掃描電鏡圖（×200）。由圖1可知，隨著壓力的增大，肌纖維之間的空隙逐漸減少，肌內膜逐漸消失，整體結構趨于緊密。肌纖維間距的縮小，會導致肌纖維周圍的自由水發(fā)生流失，并且隨著壓力的增大，汁液流失越多（見圖2）。其原因可能是雞肉在預煮過程中，肌纖維發(fā)生變性，保水力下降，在壓力作用下汁液流失嚴重。另外，超高壓也可能影響蛋白質的水合作用，從而促使一部分水從組織中游離出來［11］。

圖1 不同壓力處理樣品的肌纖維橫切面掃描電鏡圖（×200）Figure 1 The SEM of Cross-section of muscle fibers in cooked chicken breast treated by high pressure（×200）

熟制雞肉在超高壓作用下的肌纖維直徑變化結果見圖2。由圖2可知：隨著壓力的升高，肌纖維直徑顯著增大。王志江等［5］在研究超高壓處理對于熟制雞肉硬度的影響時發(fā)現(xiàn)，隨著壓力的升高，雞肉的硬度顯著增大。結合超高壓作用下肌纖維直徑的變化可以發(fā)現(xiàn)，肌纖維直徑的變化與雞肉硬度的變化呈正相關。肌纖維直徑和汁液流失率的變化應是造成熟制雞肉在超高壓作用下硬度增大的原因之一。肌纖維是肉的基本構造單位，肌纖維直徑的變化反應了肌纖維特性的變化情況，通常鮮肉肌原纖維越細，密度越大，系水力越強，肉質越細嫩［10，12］。冷雪嬌［12］在研究超高壓處理雞胸肉腌制效果時發(fā)現(xiàn)，雞胸肉的肌纖維直徑隨著腌制壓力的升高而增大，并認為與肉質變老直接相關。張立彥等［13］在研究加熱對雞肉嫩度、質構及微觀結構的影響時認為，不同溫度下肌纖維結構及結締組織膜的綜合變化造成了雞肉蒸煮損失、嫩度及質構特性的變化。新鮮雞肉在開始蒸煮加熱時，肌纖維會迅速收縮而導致肌纖維直徑顯著減小，這個過程中雞肉肉質會變老；但進一步加熱后肌纖維直徑又開始逐漸增大，此時雞肉硬度先迅速增大后緩慢增大［13］。有研究［14，15］認為雞肉在加熱時的嫩度變化取決于肌纖維與結締組織二者變化的凈效應。綜合來看，肌纖維直徑的變化往往不是影響肉硬度的唯一因素，也不一定都呈正相關變化，其對于肉硬度的影響，要視當時樣品的具體情況和處理方式而定。

圖2 不同壓力處理對樣品肌纖維直徑和汁液流失率的影響Figure2 Effects of high-pressure on muscle fiber diameter and rate of juice leakage of cooked chicken breast

2.2 不同壓力處理對熟制雞肉肌原纖維的影響

肌原纖維是構成肌纖維的主要組成部分，是充滿于肌纖維內部的長而不分支的絲狀蛋白質，其直徑約0.5～2.0μm，呈細絲狀［16］。在6 400倍下觀察肌肉纖維橫切面的結果見圖3。由圖3可知，200MPa時肌纖維橫切面與對照組沒有明顯差異，說明200MPa壓力不會造成肌原纖維的大量小片化；400MPa壓力處理后發(fā)現(xiàn)肌纖維橫切面出現(xiàn)了很多肌原纖維碎片，這是肌原纖維絲在超高壓作用下發(fā)生斷裂和蛋白凝膠的結果；600MPa時碎片更多，且長度更短，肌原纖維絲進一步斷裂，蛋白大量膠凝，形成類似凝膠網(wǎng)狀結構。通過透射電鏡觀察超高壓處理后雞肉的縱切面情況，也能觀察到超高壓作用對于肌原纖維組織特性的影響。Villacis等［17］用透射電鏡觀察超高壓處理條件下腌制火雞胸肉時發(fā)現(xiàn)，300MPa以上時肌原纖維發(fā)生巨大的變化，Z線和I帶被摧毀，在Z線和M線附近形成一個非常密集的再凝集物質，從而使肉品的保水性下降。Z線的破裂是因為與Z線相連的肌原纖維細絲的基本構成部分F-actin發(fā)生變性。冷雪嬌［13］研究發(fā)現(xiàn)150MPa處理下腌制雞胸肉的肌纖維結構保持良好，300MPa處理時肌原纖維結構產(chǎn)生顯著的變化，Z線和I帶被徹底破壞，在Z線和M線附近形成了重聚體，肌纖維絲發(fā)生消融。

圖3 不同壓力處理樣品的肌纖維橫切面掃描電鏡圖（×6 400）Figure 3 The SEM of cross-section of muscle fibers in cooked chicken breast treated by high pressure（×6 400）

超高壓作用導致肌原纖維的小片化和凝膠化，被認為可以 改善加工肉制品的彈性和感官品質［18，19］。王志江等［5］研究超高壓處理對熟制雞肉質構特性和感官品質時也發(fā)現(xiàn)，隨著壓力的升高，熟制雞肉的彈性和感官評分先增大后下降。其中彈性和感官評分的增大應該與肌原纖維在超高壓作用下的小片化和凝膠化有關，后期的下降則是汁液的過量流失和硬度不斷增大造成的。綜上所述，超高壓處理對于熟制雞肉食用品質的影響是多層次的，一方面汁液的過度流失會影響產(chǎn)品的多汁性和硬度，另一方面肌纖維組織的變化會提升產(chǎn)品的彈性和咀嚼性，最終的影響要取決于兩者的凈效應。

3 結論

超高壓作用對于熟制雞肉的肌纖維結構有顯著的影響。隨著壓力的升高，肌纖維之間的空隙逐漸減少，肌內膜逐漸消失，整體結構趨于緊密。肌纖維之間的靠近，會導致肌肉中的汁液流失增多。超高壓作用導致肌纖維直徑顯著增大。肌原纖維在400MPa壓力以上時發(fā)生明顯的小片化和凝膠化現(xiàn)象。

超高壓處理后熟制雞肉的微觀結構可以揭示樣品的汁液流失、質構特性和食用品質的變化。隨著壓力的增大，肌纖維之間的空隙逐漸減少，整體結構趨于緊密，揭示了汁液流失率的顯著增加；肌纖維直徑的變化與雞肉硬度的變化呈正相關，是雞肉硬度增大的原因之一；熟制雞肉在超高壓作用下的彈性和感官評分的變化與肌原纖維在超高壓作用下的小片化和凝膠化有關。

1 徐幸蓮，王金玉，王濟民.雞肉加工研究及其技術發(fā)展動態(tài)［J］.中國家禽，2014，36（10）：44～45.

2 Considine K M，Kelly A L，F(xiàn)itzgerald G F，et al.High-pressure processing-effects on microbial food safety and food quality［J］.FEMS Microbiol Lett，2008，281（1）：1～9.

3 Matser AM，Krebbers B，van den Berg R W，et al.Advantages of high pressure sterilisation on quality of food products［J］.Trends in Food Science and Technology，2004，15（2）：79～85.

4 段虎，王祎娟，馬漢軍.超高壓處理對肉及肉制品食用品質的影響［J］.食品與機械，2011，27（1）：151～154.

5 王志江，郭善廣，蔣愛民，等.超高壓處理對熟制雞肉品質的影響［J］.食品科學，2008，29（9）：78～82.

6 王志江，周文化，蔣愛民，等.響應曲面法優(yōu)化超高壓處理熟制雞肉條件的研究［J］.食品與機械，2009，25（1）：36～40.

7 王志江，何瑞琪，蔣愛民，等.超高壓處理白切雞在冷藏過程中微生物和品質的變化［J］.食品與機械，2010，26（2）：43～46，56.

8 馬漢軍，周光宏，潘潤淑，等.高壓處理對雞肉丸品質的影響［J］.食品科學，2009，30（19）：128～130.

9 鈴木敦土.超高壓處理による.食肉の食味性改良［J］.食品工業(yè)，2000（4）：31～39.

10 Wiklund E，Stevenson-Barry J M，Duncan S J，et al.Electrical stimulation of red deer（Cervus elaphus）carcasses -effects on rate of pH-decline，meat tenderness，colour stability and waterholding capacity［J］.Meat Science，2001，59（2）：211～220.

11 Ramirez-Suarez J C，Morrissey T M.Effect of high pressure processing（HPP）on shelf life of albacore tuna（Thunnus alalunga）minced muscle［J］.Innovative Food Science and Emerging Technologies，2006，7（1）：19～27.

12 冷雪嬌.超高壓處理對雞胸肉腌制效果的研究［D］.南京：南京農(nóng)業(yè)大學，2013.

13 張立彥，吳兵，包麗坤.加熱對三黃雞胸肉嫩度、質構及微觀結構的影響［J］.華南理工大學（自然科學版），2012，40（8）：116～121.

14 Palka K，Dam H.Changes in texture，cooking losses，and myofibrillar structure of bovine m.Semitendinosus during heating［J］.Meat Science，1999，51（3）：237～243.

15 Obnz E，Dikeman M E，Loughin T M.Effects of cooking method，reheating，holding time，and holding temperature on beef longissimus lumborum and biceps femoris tenderness［J］.Meat Science，2003，65（2）：841～851.

16 蔣愛民，南慶賢.畜產(chǎn)食品工藝學［M］.北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2008.

17 Villacis M F，Rastogi N K，Balasubramaniam V M.Effect of high pressure on moisture and NaCl difiusion into turkey breast［J］.LWT -Food Science and Technology，2008，41（5）：836～844.

18 楊慧娟，鄒玉峰，徐幸蓮，等.超高壓對肉及肉制品組織結構和主要化學組成分影響的研究進展［J］.肉類研究，2013，27（6）：33～42.

19 李勇，宋惠.超高壓在肉制品加工中的應用［J］.食品與機械，2001（5）：6～10.