液氮速凍與浸液式速凍對(duì)白切雞食用品質(zhì)的影響

張馨月,石金明,李凌云,胡洋健,韓敏義*,于小波,徐幸蓮

(1.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部肉品加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/江蘇省肉類生產(chǎn)與加工質(zhì)量安全控制協(xié)同創(chuàng)新中心,江蘇 南京 210095;2.溫氏食品集團(tuán)股份有限公司,廣東 云浮 527400;3. 廣東溫氏佳味食品有限公司,廣東 云浮 527400)

我國(guó)肉雞產(chǎn)量?jī)H次于美國(guó),居世界第二位。白切雞一般用黃羽雞為原料制成,其外觀晶瑩飽滿,味道鮮香誘人、鮮嫩爽口,有“雞中第一鮮”的美譽(yù)[1-3]。在加工過(guò)程中,為了保留白切雞的原汁原味,煮制時(shí)溫度低,用時(shí)短,沒(méi)有經(jīng)過(guò)二次殺菌過(guò)程,這導(dǎo)致白切雞貨架期較短。目前公認(rèn)的能長(zhǎng)時(shí)間保存熟肉制品的方法是冷凍[4],但常規(guī)鼓風(fēng)冷凍的白切雞解凍后面臨質(zhì)構(gòu)不佳、解凍損失大和風(fēng)味劣變等一系列問(wèn)題,給生產(chǎn)帶來(lái)巨大的損失,也給消費(fèi)者帶來(lái)不佳的食用感受。

近年來(lái),新型冷凍方法迅速發(fā)展,如液氮速凍、浸液式速凍、微凍等[5]。液氮速凍是通過(guò)液氮的瞬時(shí)汽化而快速冷凍食品的技術(shù),與傳統(tǒng)的冷凍方法相比,它的傳熱系數(shù)高,冷凍速度快[6]。液氮速凍在海產(chǎn)品保水性、不易流動(dòng)水馳豫時(shí)間與凍結(jié)速率方面表現(xiàn)俱佳[6-7],而浸液式速凍是一種凍結(jié)速率快、能耗低、凍結(jié)均勻、冷凍干耗小的冷凍加工技術(shù)[8]。程玉平等[9]用浸液式速凍處理調(diào)理豬肉餅,發(fā)現(xiàn)可以提高豬肉餅的保水性和出品率,減緩凍藏期間的脂肪氧化。浸液式速凍的另一大優(yōu)點(diǎn)是成本低,Chourot等[10]通過(guò)建模研究了不同凍結(jié)方式所需成本,鼓風(fēng)冷凍和液氮速凍分別為每千克0.070和0.096 歐元,而浸液式速凍的成本為每千克0.060歐元。Shaikh等[11]指出浸液式速凍設(shè)備的成本是空氣對(duì)流式冷凍設(shè)備成本的25%。目前液氮速凍與浸液式速凍在熟制整雞等體積稍大的食品方面還未見(jiàn)報(bào)道。本試驗(yàn)以白切雞為研究對(duì)象,探究液氮速凍與浸液式速凍對(duì)白切雞品質(zhì)的影響,為實(shí)際生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料及儀器

選擇日齡約60 d、胴體質(zhì)量0.9～1.1 kg的土二公雞,宰后2 h左右運(yùn)至廣東溫氏佳味食品有限公司加工廠,經(jīng)生產(chǎn)線加工為白切雞,并取樣于生產(chǎn)線。

INFINITE 200 PRO酶標(biāo)儀購(gòu)于瑞士帝肯公司;CR 400色差儀購(gòu)于日本柯尼卡美能達(dá)公司;TA-XT plus C 質(zhì)構(gòu)儀購(gòu)于英國(guó) Stable Micro Systems 公司;S2-Food Kit型pH計(jì)購(gòu)于瑞士梅特勒托得多公司;HTHZ-92C臺(tái)式恒溫振蕩機(jī)購(gòu)于上海躍進(jìn)醫(yī)療器械有限公司;FlavourSpec?氣相-離子遷移譜儀購(gòu)于德國(guó)GAS公司;DJL-QFL1209型隧道式液氮速凍機(jī)購(gòu)于深圳市德捷力冷凍科技有限公司;浸液式鮮凍機(jī)購(gòu)于蘇州寒雪冷機(jī)有限公司;真空包裝機(jī)DZ-5002S購(gòu)于溫州市大江真空包裝機(jī)械有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 樣品處理土二公雞經(jīng)生產(chǎn)線煮制、水冷及風(fēng)冷后迅速真空包裝。在白切雞的雞胸中心放置溫度記錄儀探頭,將其分別置于隧道式液氮速凍機(jī)、浸液式鮮凍機(jī)及-20 ℃凍庫(kù)內(nèi)進(jìn)行液氮速凍、浸液式速凍和-18 ℃鼓風(fēng)冷凍處理,待雞胸中心溫度達(dá)-18 ℃時(shí),轉(zhuǎn)入-18 ℃凍庫(kù)內(nèi)凍存1個(gè)月。將樣品置于4 ℃冷庫(kù)解凍24 h后進(jìn)行制樣;鮮熟白切雞(CK)經(jīng)真空包裝后4 ℃貯存,6 h內(nèi)進(jìn)行樣品制備。

1.2.2 凍結(jié)曲線與凍結(jié)速率測(cè)定將2個(gè)溫度記錄儀探頭插入中心溫度4 ℃左右的鮮熟白切雞雞胸中心與皮下(白切雞表面)并固定,每隔1 min自動(dòng)記錄溫度。根據(jù)國(guó)際制冷學(xué)會(huì)的規(guī)定計(jì)算凍結(jié)速率[8]。

1.2.3 解凍損失和pH值測(cè)定白切雞解凍前稱質(zhì)量(m1),解凍后擦干汁液稱質(zhì)量(m2),計(jì)算解凍損失率。解凍損失率=(m1-m2)/m1×100%。將pH計(jì)探頭插到白切雞的雞胸和雞腿中心,待溫度穩(wěn)定后測(cè)定pH值。雞胸、雞腿各測(cè)定6個(gè)平行,重復(fù)3次。

1.2.4 顏色測(cè)定將解凍后的白切雞雞胸向上平放,色差儀用標(biāo)準(zhǔn)白板校準(zhǔn),所用光源為D65,在自然光下用色差儀測(cè)定雞胸部位的L*值。設(shè)6個(gè)平行,重復(fù)3次。

1.2.5 質(zhì)構(gòu)測(cè)定將雞胸肉切成1 cm×1 cm×0.5 cm的方塊,用質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定雞胸肉的硬度、彈性、凝聚力和咀嚼性等指標(biāo)。參數(shù)如下:質(zhì)構(gòu)特性分析(TPA)模式;測(cè)定前探頭速度2.00 mm·s-1,測(cè)定后探頭速度1.00 mm·s-1,2次測(cè)定時(shí)間間隔3.00 s;測(cè)定壓縮比50%;觸發(fā)力5.00 g;探頭型號(hào)為P/75(圓形探頭,直徑7.5 cm)。設(shè)6個(gè)平行,重復(fù)3次。

1.2.6 丙二醛含量和揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)測(cè)定采用吸光度法[12]測(cè)定丙二醛(MDA)含量。揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)參照胡洋健等[13]的方法,采用氣相-離子遷移譜儀(GC-IMS)對(duì)雞肉進(jìn)行揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的檢測(cè)。

1.2.7 感官評(píng)價(jià)根據(jù)董洋等[14]對(duì)白切雞感官評(píng)價(jià)詞匯的篩選結(jié)果及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)分。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分為外觀、質(zhì)地、氣味和滋味4方面,每項(xiàng)0～20分,總分為80分。評(píng)定員共 10 人(男女比例為3∶2),經(jīng)事先培訓(xùn)。將凍藏1個(gè)月后的白切雞于4 ℃冷庫(kù)內(nèi)解凍24 h后,取出恢復(fù)至室溫(25 ℃左右),先進(jìn)行外觀評(píng)分,再將白切雞切成約1 cm寬、4 cm長(zhǎng)的細(xì)條后進(jìn)行品嘗。感官評(píng)定時(shí)采用雙盲法,對(duì)樣品進(jìn)行編號(hào),樣品與順序隨機(jī)化。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用 SPSS 19.0.0 軟件進(jìn)行單因素方差分析(ANOVA),多重比較采用 Duncan’s方法。利用R軟件結(jié)合 FactoMineR[15]和Factoextra(http://rpkgs.datanovia.com/factoextra/index.html)程序包,對(duì)GC-IMS數(shù)據(jù)中每種物質(zhì)的相對(duì)峰面積進(jìn)行主成分分析和結(jié)果可視化。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同凍結(jié)方式對(duì)白切雞凍結(jié)曲線與解凍損失的影響

由表1和圖1可見(jiàn):NF與ICF處理的相變時(shí)間均遠(yuǎn)低于AF處理,NF處理僅需4.5 min左右就可以經(jīng)過(guò)相變階段。根據(jù)國(guó)際制冷學(xué)會(huì)的規(guī)定,凍結(jié)速率大于0.5 cm·h-1稱為速凍,NF與ICF處理的凍結(jié)速率分別是6.92和1.80 cm·h-1。AF、ICF和NF處理的解凍損失分別為6.39%、3.82%和3.16%,NF處理的解凍損失最低。

表1 不同凍結(jié)方式對(duì)白切雞凍結(jié)時(shí)間和解凍損失的影響Table 1 Effect of different freezing methods on the freezing time and thawing loss of soft-boiled chicken

圖1 不同凍結(jié)方式下白切雞的凍結(jié)曲線Fig.1 Freezing curves of the soft-boiled chicken in different freezing methods

2.2 不同凍結(jié)方式對(duì)白切雞色澤、pH值、質(zhì)構(gòu)以及丙二醛含量的影響

由表2可見(jiàn):AF處理的白切雞亮度值(L*)下降。NF與ICF處理白切雞的L*與鮮熟白切雞(CK)沒(méi)有顯著性差異,說(shuō)明NF和ICF處理保持色澤的效果較好。

表2 不同凍結(jié)方式對(duì)白切雞L*值、pH值、質(zhì)構(gòu)及丙二醛(MDA)含量的影響Table 2 Effect of different freezing methods on the L* value,pH value,texture and malondialdehyde(MDA)content of soft-boiled chicken

3種處理的白切雞解凍后pH值均有不同程度下降。與CK相比,AF處理的白切雞pH值顯著下降,且NF和ICF處理pH值顯著高于AF,說(shuō)明NF與ICF處理能在一定程度上減緩白切雞凍藏過(guò)程中pH值的下降。

與鮮熟白切雞相比,經(jīng)NF和ICF處理的白切雞解凍后其硬度顯著增加,咀嚼性、彈性與回復(fù)性均有顯著提升,表明白切雞解凍后的口感更緊實(shí),更有嚼勁。

AF處理白切雞MDA含量為1.41 mg·kg-1,比鮮熟白切雞高3倍多,而NF與ICF處理的白切雞MDA含量?jī)H有小幅度上升,且ICF處理與鮮熟白切雞的MDA含量沒(méi)有顯著性差異,說(shuō)明ICF處理能有效抑制白切雞的脂肪氧化。

圖3 不同凍結(jié)方式下白切雞的GC-IMS指紋譜圖Fig.3 GC-IMS fingerprint of soft-boiled chicken with different freezing methods 1)從上到下藍(lán)色、紅色、黃色、綠色組別分別為CK、AF、ICF、NF處理的白切雞。From top to bottom,the blue,red,yellow,and green groups are CK,AF,ICF,NF treatments.2)M:單體Monomer;D:二聚體Dipolymer;T:三聚體Tripolymer. 下同。The same as follows.

2.3 不同凍結(jié)方式對(duì)白切雞揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的影響與感官評(píng)價(jià)

2.3.1 GC-IMS分析譜圖與指紋圖譜的分析由圖2可見(jiàn):AF、ICF、NF處理的白切雞各風(fēng)味物質(zhì)含量以CK為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行扣除,得到扣除后的譜圖,紅黃色峰表示其揮發(fā)性物質(zhì)含量高于CK,藍(lán)綠色表示其含量低于CK。為進(jìn)一步比較不同處理之間揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的差異,用二維圖譜中所有譜峰構(gòu)成指紋圖譜。圖3分別為鮮熟、鼓風(fēng)凍結(jié)、液氮速凍和浸液式速凍白切雞的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)指紋圖譜,結(jié)果顯示,在鮮熟白切雞和3種處理的白切雞中共檢測(cè)出33種能被定性的化合物,其中12種檢測(cè)到其單體和二聚體,2種有單體、二聚體和三聚體。出現(xiàn)二聚體和三聚體的原因是風(fēng)味物質(zhì)含量較高。風(fēng)味物質(zhì)的主要種類為醛、酮、醇,檢測(cè)出的33種風(fēng)味物質(zhì)分別為:醇類6種、酮類9種、醛類12種,除此之外還有乙酸丙酯、丙酸乙酯、乙酸丁酯、3-甲基戊酸、2-正戊基呋喃和二丁基硫醚。

圖2 不同凍結(jié)方式下白切雞的二維GC-IMS分析譜圖Fig.2 Two-dimensional GC-IMS analysis spectrum of soft-boiled chicken in different freezing methodsRIP:反應(yīng)離子峰Reactant ion peak.

2.3.2 揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的相對(duì)定量分析由表3可見(jiàn):經(jīng)過(guò)凍結(jié)—解凍后,3種處理的白切雞揮發(fā)性醛類物質(zhì)總含量均顯著下降,揮發(fā)性醇類物質(zhì)總含量均顯著升高,AF和NF的揮發(fā)性酮類物質(zhì)含量顯著下降,而ICF與CK無(wú)顯著差異。3種處理白切雞2-丁酮、3-辛酮、羥基丙酮、5-甲基-3庚酮、庚醛、丁醛、壬醛、正己醇、2-乙基己醇、桉葉油醇、2-正戊基呋喃等風(fēng)味物質(zhì)的含量均有所上升。其中由脂肪氧化產(chǎn)生的丁醛和壬醛含量與CK相比顯著升高,具有果香氣息的戊醛[16]含量顯著下降。

表3 不同凍結(jié)方式對(duì)白切雞中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)相對(duì)含量的影響Table 3 Effects of different freezing methods on the relative content of volatile flavorcompounds in soft-boiled chicken %

續(xù)表3 Table 3 continued

2.3.3 揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的主成分分析由圖4可見(jiàn):CK樣品分布在左上角,與主成分1呈負(fù)相關(guān),與主成分2呈正相關(guān)關(guān)系。NF處理樣品分布在右上角,與主成分1、2均呈正相關(guān)。AF與ICF處理樣品分布相近,說(shuō)明白切雞經(jīng)AF與ICF處理后其揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)組成相似。表4的感官評(píng)價(jià)結(jié)果顯示:3種凍結(jié)方式都顯著降低了感官上的氣味和滋味;外觀方面僅有NF與CK無(wú)顯著差異,3種冷凍方式均降低了白切雞的質(zhì)地得分,對(duì)其口感有一定影響,NF與ICF的整體評(píng)分顯著高于AF。

圖4 不同處理組白切雞風(fēng)味主成分分析(PCA)Fig.4 Flavor principal component analysis(PCA)of different treatment groups of soft-boiled chicken

表4 不同凍結(jié)方式對(duì)白切雞感官評(píng)分的影響Table 4 Effect of different freezing methods on sensory scores of soft-boiled chicken

3 討論與結(jié)論

本研究比較分析了鼓風(fēng)冷凍、液氮速凍與浸液式速凍處理后的白切雞在貯藏1個(gè)月后的品質(zhì)變化,并與鮮熟白切雞進(jìn)行對(duì)比,分析了其揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的變化。因白切雞加工工藝簡(jiǎn)單,對(duì)口味與品質(zhì)要求較高,市場(chǎng)上的白切雞凍結(jié)后大部分會(huì)在1個(gè)月內(nèi)上市,因此從生產(chǎn)實(shí)際出發(fā),將凍藏時(shí)間設(shè)置為1個(gè)月。

冷凍過(guò)程一般包括3個(gè)階段:預(yù)冷卻階段(4～0 ℃);相變階段,即最大冰晶形成階段(0～-5 ℃);過(guò)冷階段(-5～-18 ℃)[17]。冷凍速度對(duì)冷凍肉中冰晶的大小有很大影響,較慢的冷凍速度會(huì)導(dǎo)致大冰晶的生成,從而加劇對(duì)肌肉組織的破壞,使肉制品質(zhì)量下降[18]。本研究中,NF與ICF處理的凍結(jié)速率約為AF處理的60倍與15倍,凍結(jié)速率大大提高,縮短了凍結(jié)過(guò)程中最大冰晶生成帶的時(shí)間,使冷凍形成的冰晶細(xì)小而均勻,從而較好地保持了肉的原有品質(zhì)。AF處理解凍損失明顯增大,說(shuō)明在其緩慢的凍結(jié)過(guò)程中,大且不規(guī)則的冰晶主要形成在細(xì)胞外的區(qū)域,并產(chǎn)生較大的壓力,對(duì)原有的細(xì)胞結(jié)構(gòu)造成不可逆的損害,解凍后的部分水分無(wú)法重新回到肌肉組織中,導(dǎo)致解凍損失增大[19]。與AF處理相比,NF與ICF處理可以使白切雞在冷凍過(guò)程中迅速通過(guò)最大冰晶生成帶,顯著降低了冷凍白切雞的解凍損失。

冷凍—解凍過(guò)程中蛋白質(zhì)的變性和流失都會(huì)影響肉的色澤。白切雞由于其加工特性,通常表皮亮度較高。經(jīng)過(guò)1個(gè)月凍藏并解凍后,AF的L*值下降,原因可能是雞皮因油脂含量較高,隨著凍藏時(shí)間的延長(zhǎng),脂肪氧化加劇,導(dǎo)致雞皮色澤變暗。生鮮雞肉的正常pH值為5.90左右[20],加熱會(huì)造成維持蛋白結(jié)構(gòu)的化學(xué)鍵被破壞,使蛋白質(zhì)的酸性基團(tuán)減少,導(dǎo)致雞肉的pH值上升[21]。所以本試驗(yàn)中所有白切雞的pH值較生鮮雞都有所上升,而解凍后白切雞的pH值都較鮮熟白切雞有所下降,原因可能是解凍過(guò)程帶來(lái)的解凍損失會(huì)引起礦物質(zhì)及小分子蛋白質(zhì)的流失,改變甚至破壞了電荷平衡,造成了pH值的下降[22]。咀嚼性是一種咀嚼特性,代表咀嚼食物準(zhǔn)備吞咽所需的能量[23],彈性反映的是樣品受到外力作用后發(fā)生形變,去除外力后的恢復(fù)能力[24]。本研究中NF與ICF處理的白切雞其硬度顯著上升,由于水分流失而造成的肌肉纖維壓縮導(dǎo)致硬度增加[25]。AF處理白切雞的硬度顯著下降的原因可能是鼓風(fēng)凍結(jié)過(guò)程中細(xì)胞內(nèi)、外形成的較大冰晶破壞了肌肉組織結(jié)構(gòu),解凍后導(dǎo)致其組織松散[26]。這與阮征等[27]的研究結(jié)論相同。而AF處理的白切雞彈性和回復(fù)性與CK相比均顯著下降,說(shuō)明AF處理導(dǎo)致白切雞質(zhì)構(gòu)不佳,影響了白切雞的食用品質(zhì)。

硫代巴比妥酸(TBARS)是肉中不飽和脂肪酸氧化分解反應(yīng)的產(chǎn)物,它的高低表明脂肪二級(jí)氧化產(chǎn)物的多少,一般用丙二醛(MDA)含量來(lái)表示。MDA越高,說(shuō)明次級(jí)產(chǎn)物積累越多,脂肪氧化的程度越深[28]。隨著冷凍存儲(chǔ)時(shí)間的延長(zhǎng),MDA也會(huì)逐漸累積。本試驗(yàn)中ICF與NF處理均能顯著抑制白切雞在凍藏過(guò)程中的脂肪氧化。

醛類物質(zhì)揮發(fā)性強(qiáng),是雞肉中的重要風(fēng)味物質(zhì),主要來(lái)源于脂質(zhì)氧化。醇類物質(zhì)主要來(lái)源于不飽和脂肪的氧化,酮類物質(zhì)主要來(lái)自脂肪降解。酮類、醇類及醛類等閾值較低,所以對(duì)雞肉特征風(fēng)味的整體呈現(xiàn)具有重要作用[29]。呋喃類化合物是非常重要的肉味物質(zhì),白切雞中僅檢測(cè)出2-正戊基呋喃,這與李繼昊等[19]的結(jié)果相同。本研究中ICF與AF處理的白切雞解凍后風(fēng)味組成相似,但結(jié)合感官評(píng)價(jià)的結(jié)果,NF與ICF的得分都顯著高于AF,說(shuō)明NF與ICF處理的白切雞在整體感官上接受感比AF好。冷凍—解凍過(guò)程如何影響風(fēng)味物質(zhì)變化的機(jī)制還需進(jìn)一步探究。

綜合以上分析,液氮速凍和浸液式速凍與鼓風(fēng)冷凍相比有明顯優(yōu)勢(shì),且浸液式速凍工廠化的成本低于鼓風(fēng)冷凍與液氮速凍,可以在白切雞凍結(jié)過(guò)程中加以利用。