冰溫對雞胸肉成熟過程中品質(zhì)的影響

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(1.河南科技學(xué)院食品學(xué)院，河南新鄉(xiāng) 453003; 2.河南科技學(xué)院畜禽產(chǎn)品精深加工與質(zhì)量安全控制河南省工程技術(shù)研究中心,河南新鄉(xiāng) 453003)

冰溫是指從0 ℃以下到生物體凍結(jié)溫度之間的溫度范圍,冰溫保鮮技術(shù)是指在0 ℃以下至組織結(jié)冰點(diǎn)以上這個溫度范圍內(nèi)貯藏食品,食品在冰溫環(huán)境下水分不結(jié)冰,能保持細(xì)胞活性,呼吸代謝被抑制、衰老過程減慢。目前已經(jīng)將冰溫保鮮技術(shù)應(yīng)用到果蔬、水產(chǎn)品及延長肉品貨架期等方面[1-3],研究發(fā)現(xiàn)冰溫相對于冷藏能有效的穩(wěn)定羊肉的色澤[4],冰溫結(jié)合氣調(diào)包裝可抑制鯰魚微生物的生長,降低生物胺和揮發(fā)性鹽基氮的轉(zhuǎn)化速度[1],李培迪等[5]發(fā)現(xiàn)冰溫能有效的延緩羊肉的成熟進(jìn)程。

動物在宰殺后從肌肉變?yōu)榭墒承匀庵破愤^程中,需要經(jīng)過僵直期、成熟期等一系列的過程,胴體在成熟過程中,發(fā)生各種生理生化反應(yīng),其中糖酵解反應(yīng)是主要的供能方式,目前調(diào)控宰后糖酵解的方式有電刺激、改變成熟溫度等[6-7]。有研究表明溫度對宰后pH和糖酵解過程中的催化酶有影響[8]。申萍等[9]通過對比-18、4、15 ℃不同的溫度對宰后羊肉品質(zhì)的影響,發(fā)現(xiàn)-18 ℃成熟貯藏的羊肉品質(zhì)顯著的高于4、25 ℃。

傳統(tǒng)的成熟過程大部分都是在0 ℃以上的溫度下完成的,但常溫下成熟會導(dǎo)致細(xì)菌繁殖速度加快,肉制品腐敗變質(zhì)加速等現(xiàn)象。冰溫條件下不僅能使細(xì)菌的繁殖速度降低同時還能保持食品所固有的風(fēng)味,因此把冰溫條件下成熟的食品稱為冰溫成熟食品[10]。目前冰溫在肉制品中的研究多集中在貯藏期間對品質(zhì)的影響、延長貨架期等方面,而冰溫對成熟進(jìn)程的影響報道比較少,其中對雞肉成熟過程中品質(zhì)和控制成熟相關(guān)酶活力的影響均未見報道。本課題組參考薛松[10]的研究,結(jié)合實(shí)驗(yàn)室研究成果首先確定了白羽雞雞胸肉的冰點(diǎn)溫度為-1.8 ℃,最終通過試驗(yàn)摸索條件確定了冰溫貯藏條件為-1.5 ℃,此基礎(chǔ)上研究冰溫貯藏條件下對雞胸肉成熟過程中pH、剪切力、乳酸以及丙酮酸激酶、乳酸脫氫酶等的影響,為冰溫對宰后雞肉成熟的影響提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

白羽雞 日齡40～45 d,體重約(1.6±0.12) kg,約50只,購自農(nóng)貿(mào)市場;BCA蛋白質(zhì)定量試劑盒 天根生化科技(北京)有限公司;丙酮酸激酶(PK)試劑盒、乳酸測定試劑盒、乳酸脫氫酶(LDH)測定試劑盒 均購自南京建成生物工程研究所。

SW-CJ-1FD超凈工作臺 蘇州蘇凈集團(tuán);YXQ-LS-50S全自動立式壓力蒸汽滅菌鍋 上海博訊醫(yī)療設(shè)備有限公司醫(yī)療設(shè)備廠;Sartorius微量移液器、MC牌電子天平 賽多利斯科學(xué)儀器(北京)有限公司;T25高速勻漿器 德國IKA公司;CR-400色差計(jì) 日本美能達(dá)公司;HH-42水浴鍋 常州國華電器有限公司;TA.XT2I物性測試儀 英國Stable Micro System公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 樣品的預(yù)處理 將宰殺后的白羽雞迅速取出雞大胸,將同一只雞兩側(cè)的雞胸肉隨機(jī)的分配到冷藏組和冰溫組,將每個處理組的雞胸肉分割形狀規(guī)則(3 cm×3 cm×3 cm,約30 g左右)的肉樣,共計(jì)9組,將分隔好的雞胸肉使用托盤包裝,其中冷藏組放入4 ℃冰箱中,冰溫組放入-1.5 ℃下保存。取樣時間分別為宰后0.5、2、4、8、12、24、72 h,其中pH和剪切力立即進(jìn)行測定,其他指標(biāo)(乳酸、丙酮酸激酶和乳酸脫氫酶)取樣后迅速放入液氮中,在-80 ℃下進(jìn)行保存。

1.2.2 pH的測定 采用便攜式pH計(jì)測定,探頭插入深度為約2 cm,連續(xù)測定3次,結(jié)果取平均值。

1.2.3 剪切力的測定 參考Sigurgisladottir等[11],剪切力采用WBS探頭,按纖維平行方向?qū)㈦u胸肉切成橫截面為30 mm×30 mm大小的塊狀,厚度為20 mm。將雞胸肉放置于質(zhì)構(gòu)儀的刀槽上,使肌纖維與刀口走向垂直,啟動儀器剪切肉樣(剪切速度為2 mm/s),測得刀具切割這一用力過程中的最大剪切力值(峰值),即為肉樣剪切力的測定值(g)。每個樣本重復(fù)測定5次,取其平均值。

1.2.4 蛋白質(zhì)濃度的測定 參考李培迪等人[5]的方法,具體操作如下:準(zhǔn)確稱取肉樣1 g,加入9 mL的生理鹽水,勻漿3次,10 s/次,間隔30 s,離心(2000×g,15 min,4 ℃),去上清液,制備成10%的組織勻漿,利用超純水稀釋5倍,采用BCA蛋白質(zhì)定量試劑盒制作標(biāo)準(zhǔn)曲線,進(jìn)行蛋白質(zhì)濃度的測定。

1.2.5 乳酸脫氫酶的測定 將制備好的10%的組織勻漿,用生理鹽水稀釋1000倍,吸取100 μL,雞胸肉乳酸脫氫酶活力采用乳酸脫氫酶(LDH)測定試劑盒測定。LDH活力定義為每g組織蛋白與基質(zhì)作用15 min后反應(yīng)體系中產(chǎn)生1 μmol丙酮酸為一個酶活力單位,單位為U·gpro-1。

1.2.6 乳酸的測定 參考李培迪等[5],準(zhǔn)確稱取雞胸肉0.5 g,加入4.5 mL的生理鹽水稀釋,勻漿3次,10 s/次,間隔30 s,制得10%的組織勻漿液,將此組織液稀釋2倍后,雞胸肉乳酸含量采用乳酸測定試劑盒進(jìn)行測定。

1.2.7 丙酮酸激酶的測定 參考李培迪等[5],將制備好的10%的組織勻漿,用生理鹽水稀釋200倍,雞胸肉丙酮酸激酶(PK)活力采用丙酮酸激酶(PK)試劑盒進(jìn)行測定。PK 活力定義為每g 組織蛋白每min 將1 μmol 的磷酸烯醇式丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)楸釣橐粋€酶活力單位,單位為U·gpro-1。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)的整理和作圖,SPSS 12.0進(jìn)行方差分析,利用Duncan法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 冰溫對雞胸肉成熟過程中pH的影響

不同貯藏溫度對雞胸肉宰后成熟pH變化的影響如圖1所示,pH作為判斷成熟進(jìn)程的重要指標(biāo)之一[12],當(dāng)pH達(dá)到最低值時,表明胴體進(jìn)入宰后僵直最大化階段。動物在宰后由肌肉向肉制品轉(zhuǎn)化的過程中,發(fā)生糖酵解反應(yīng),產(chǎn)生乳酸,使得肉制品的pH下降,當(dāng)pH達(dá)到極限值后又出現(xiàn)升高的趨勢[13-14],由圖1所示,冰溫和冷藏狀態(tài)下的雞胸肉在成熟過程中pH均表現(xiàn)出先降低后升高的趨勢,其中4 ℃下宰后2 h下降趨勢極顯著(p<0.01),在4 h時達(dá)到極限(pH5.71),從2～24 h之間pH變化趨勢不顯著(p>0.05),冰溫狀態(tài)(-1.5 ℃)下在第8 h達(dá)到極限pH5.73,從8～72 h變化趨勢不顯著(p>0.05),冰溫狀態(tài)下pH在宰后2、4 h均顯著的高于冷藏狀態(tài)(p<0.05),宰后36 h顯著的低于冷藏狀態(tài)(p<0.5),這一結(jié)果與李培迪等[5]的研究結(jié)果類似,推測可能是冰溫延緩了糖酵解的進(jìn)程。

圖1 不同溫度下雞胸肉pH的變化 Fig.1 Effect of temperature on pH of chicken breast注:大寫字母代表4 ℃下不同時間的差異顯著性(p<0.05),小寫字母代表-1.5 ℃下不同時間的差異顯著性(p<0.05),*號代表同一時間不同組的差異顯著性(p<0.05);圖2～圖5同。

2.2 冰溫對雞胸肉成熟過程中剪切力的影響

剪切力是直觀反映肌肉嫩度的指標(biāo),不同貯藏溫度對雞胸肉宰后成熟剪切力的影響如圖2所示,由圖2可知,4和-1.5 ℃下雞胸肉宰后成熟過程中剪切力的變化均呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢,4 ℃下雞胸肉剪切力在2 h時達(dá)到最大值,4～8 h開始顯著下降(p<0.05),8 h以后趨于穩(wěn)定,這一研究結(jié)果與諸永志[15]與孟祥忍等[16]的研究結(jié)果相似。-1.5 ℃下雞胸肉的剪切力在0～4 h出現(xiàn)顯著上升的趨勢,4 h達(dá)到極大值,在4～12 h之間出現(xiàn)顯著下降的趨勢(p<0.05),之后趨于穩(wěn)定。許多研究結(jié)果表明,肌肉的剪切力和嫩度的變化與肌纖維的組織學(xué)特性密切相關(guān),在宰后成熟過程中維持肌原纖維內(nèi)部結(jié)構(gòu)的骨架蛋白質(zhì)受到內(nèi)源酶的水解,導(dǎo)致超微結(jié)構(gòu)發(fā)生變化從而改善了肌肉的嫩度[17-18]。本研究中冰溫(-1.5 ℃)狀態(tài)下在2 h時其剪切力顯著的低于冷藏(4 ℃)狀態(tài)(p<0.05),4 h時顯著高于冷藏狀態(tài)下雞胸肉的剪切力(p<0.05),并且在此時達(dá)到了剪切力的最大值,這一結(jié)果表明冰溫延緩了宰后成熟僵直期的時間,推測可能是由于冰溫狀態(tài)下延緩了內(nèi)源酶的催化過程。

圖2 不同溫度下雞胸肉剪切力的變化Fig.2 Effect of temperature on shear force of chicken breast

2.3 冰溫對雞胸肉宰后成熟過程中乳酸的影響

不同貯藏溫度對雞胸肉宰后成熟過程中乳酸含量的影響如圖3所示,由圖中可知4 ℃和-1.5 ℃下雞胸肉宰后成熟過程中乳酸含量均呈現(xiàn)先增加后緩慢下降的趨勢,4 ℃下雞胸肉的乳酸含量在2 h時達(dá)到峰值,2～12 h之間差異不顯著(p>0.05),這一結(jié)果與朱學(xué)伸等[19]的研究結(jié)果相似。-1.5 ℃下雞胸肉的乳酸含量在2～4 h之間出現(xiàn)顯著上升的趨勢(p<0.05),4 h后開始降低,12～72 h之間差異不顯著(p>0.05)。動物死后血液循環(huán)停止,供給肌肉的氧氣隨之中斷,開始進(jìn)入無氧糖酵解過程,在糖糖酵解過程中糖原形成乳酸,隨著胴體乳酸的積累,引起pH的下降[20]。有研究表明溫度能夠通過調(diào)節(jié)糖酵解酶活力影響宰后肌肉糖酵解[21],李澤等[22]研究了不同溫度對乳酸的影響,結(jié)果表明隨著溫度(0、4、15 ℃)的升高,乳酸積累速度增加,本研究中冰溫(-1.5 ℃)狀態(tài)下在2 h時乳酸含量顯著的低于冷藏(4 ℃)狀態(tài)(p<0.05),4 h時顯著高于冷藏狀態(tài)下雞胸肉的乳酸含量(p<0.05),并且在此時達(dá)到了乳酸含量的極值,這一結(jié)果表明冰溫延緩乳酸的積累時間,推測可能是由于冰溫狀態(tài)下延緩了糖酵解的過程。

2.4 冰溫對雞胸肉宰后成熟過程中丙酮酸激酶的影響

不同貯藏溫度對雞胸肉宰后成熟過程中丙酮酸激酶活力的影響如圖4所示,由圖可知,4和-1.5 ℃下雞胸肉宰后成熟過程中丙酮酸激酶活力均呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢,4 ℃下雞胸肉的丙酮酸激酶活力在0.5～2 h之間上升最為顯著(p<0.05),之后開始下降(p>0.05),丙酮酸激酶活力變化的趨勢與徐昶等[23]以及區(qū)炳慶等[24]的研究結(jié)果類似。動物宰后肌肉開始進(jìn)行糖酵解過程,糖酵解過程中丙酮酸激酶(PK)通過催化磷酸烯醇式丙酮酸和ADP轉(zhuǎn)化為ATP和丙酮酸,是糖酵解的限速酶之一[25],該酶活性的大小直接影響了糖酵解的進(jìn)程,有研究結(jié)果表明溫度的變化會影響丙酮酸激酶活性的大小,隨著溫度的上升該酶的活性逐漸增加,本研究中發(fā)現(xiàn)在-1.5 ℃下在2 h時丙酮酸酶活力顯著低于4 ℃下(p<0.05),在4 h時顯著高于冷藏狀態(tài)下雞胸肉的丙酮酸酶活力(p<0.05),這一結(jié)果表明冰溫降低了丙酮酸脫氫酶的活力,推測可能是由于在雞胸肉僵直期過程中糖酵解在4 ℃下比-1.5 ℃時更加活躍的原因。

圖4 不同溫度下雞胸肉丙酮酸激酶活力的變化Fig.4 Effect of temperature on pyruvate kinase activity of chicken breast

2.5 冰溫對雞胸肉宰后成熟過程中乳酸脫氫酶的影響

不同貯藏溫度對雞胸肉宰后成熟過程中乳酸脫氫酶活力的影響如圖5所示,由圖中可知4和-1.5 ℃下雞胸肉宰后成熟過程中乳酸脫氫酶活力均呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢,4 ℃下雞胸肉的乳酸脫氫酶活力在0.5～2 h之間上升最為顯著(p<0.05),之后開始下降,在糖酵解過程中,丙酮酸被乳酸脫氫酶通過催化反應(yīng)還原為乳酸,從而造成了pH的快速下降,研究表明低溫環(huán)境下能降低糖酵解酶的活性,減少糖原的分解[26]。本研究中發(fā)現(xiàn)在-1.5 ℃下在2 h時丙酮酸酶活力顯著低于4 ℃下(p<0.05),在4 h時低于冷藏(4 ℃)狀態(tài)下雞胸肉的丙酮酸酶活力(p<0.05),這一結(jié)果表明冰溫降低了丙酮酸脫氫酶的活力,推測可能是由于在雞胸肉僵直期過程中糖酵解在4 ℃下比-1.5 ℃時更加活躍的原因。

圖5 不同溫度下雞胸肉乳酸脫氫酶活力的變化Fig.5 Effect of temperature on lactic dehydrogenase activity of chicken breast

3 結(jié)論

冰溫狀態(tài)能顯著的延緩雞胸肉乳酸的積累,極限pH和剪切力的到達(dá)時間,并能降低糖酵解過程中關(guān)鍵酶丙酮酸激酶好乳酸脫氫酶的活力,但是不會降低pH、剪切力和乳酸的極限值,與冷藏狀態(tài)的雞胸肉相比,pH下降到極限值延緩了6 h,乳酸的積累延緩2 h,剪切力的最高值延遲了2 h,對丙酮酸激酶和乳酸脫氫酶活力均延緩了2 h,冰溫可以延緩雞胸肉成熟進(jìn)程大約2～6 h。