鴨肉宰后成熟過程中食用品質、營養品質及嫩度變化研究

張詩泉,劉永峰,葛鑫禹,張朵朵,侯晨梓

(陜西師范大學 食品工程與營養科學學院,陜西 西安,710062)

目前,中國鴨肉生產量世界第一,占世界產量的70%以上[1]。鴨肉在我國食品消費中占據重要地位,鴨肉產品的市場占有率也在逐漸增長。色澤鮮亮、多汁柔軟的高品質肉備受消費者青睞,宰后成熟能夠改善肉的食用價值,包括肉的嫩度、多汁性、風味等。研究鴨肉宰后成熟過程中食用、營養品質及嫩度的變化,能夠為改善鴨肉品質提供理論基礎。

宰后成熟過程中,肌肉會發生一系列的生化變化,主要由于肌肉組織供氧中斷,肌肉無氧狀態下產生腺嘌呤核苷三磷酸(adenosine triphosphate,ATP)的能力較低,ATP的下降引起肌球蛋白和肌動蛋白發生不可逆結合,進而導致肌肉收縮,影響肉的嫩度和保水性[2],并且糖酵解反應消耗肌肉中糖原產生乳酸而引起pH降低[3]。同時,肌原纖維蛋白的水解及肌原纖維結構的解離,會使僵直的肌肉重新變軟。宰后成熟過程中,肉的嫩度、多汁性和肉色都可能受到影響。張麗等[4]研究了成熟時間對牦牛肉品質的影響,發現相比于成熟7 d,成熟21 d可以顯著降低牦牛肉剪切力。王琳琳等[5]探究了不同部位牦牛肉宰后成熟過程中肉色變化,發現部位和肌纖維類型對牦牛肉成熟過程中肌肉色澤及肉色穩定性存在顯著影響。劉登勇等[6]研究宰后成熟24 h內,扒雞胴體指標的變化規律,發現雞胴體經過宰后成熟,可以改善肌肉嫩度和保水性。以上研究均證實了宰后成熟會對肉品質產生影響,而且關于宰后成熟過程中肉類品質變化的研究主要集中于牛肉、羊肉、豬肉、雞肉等肉類,關于鴨肉宰后成熟過程中品質的變化少有報道。

本研究擬以北京鴨的胸肉作為試驗材料,將鴨肉置于(4±1) ℃下成熟,探究鴨肉在不同宰后成熟時間下(0、12、24、48、72、168 h)營養品質、食用品質及嫩度的變化情況,從而明確鴨肉在宰后成熟過程中品質變化規律,以期為實際生產提供理論依據和參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

北京鴨由陜西富強宏圖牧業有限公司提供。將現宰的5只北京鴨的胸肉,放入提前準備好的保溫冰盒中(-4～0 ℃),4 h內運回實驗室。將鴨肉分割成大小為4 cm×3 cm×3 cm的肉塊,裝入自封袋,以此時為成熟0 h開展后續試驗。在(4±1) ℃下分別放置0、12、24、48、72、168 h制備不同成熟度鴨肉樣品用于后續測定。

KCl、KH2PO4,天津市科密歐化學試劑有限公司;乙二醇雙(2-氨基乙基醚)四乙酸[glycol-bis-(2-aminoethylether)-N,N,N′,N′-tetraacetic acid,EGTA],南京都萊生物技術有限公司;NaN3,北京化工廠;MgCl2,天津市天力化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

TA．XT．Plus 質構儀,英國Stable Micro System公司;色差儀,深圳市三恩時科技有限公司;熱鼓風干燥箱,上海福瑪實驗設備有限公司;FJ200-S數顯高速分散均質機,上海索映儀器設備有限公司;FE28型 pH計,梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司;Kjeltec2300自動凱氏定氮儀,瑞典福斯公司;UV-1200型紫外可見分光光度計,上海美析儀器有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 食用品質的測定

參考鄭曉等[7]的方法,將10 g新鮮胸肌(無筋腱、脂肪)剪碎后,加入90 mL蒸餾水,勻漿后4 ℃靜置30 min,抽濾,用pH計測定pH值。

參照王靜帆[8]的方法,取4 cm×3 cm×1 cm大小的肉樣,稱質量(m1),然后密封在塑料袋中80 ℃水浴,當肉樣中心溫度75 ℃時取出,用吸水紙吸干水分,冷卻至室溫,然后再稱取質量(m2),按公式(1)計算蒸煮損失。

(1)

式中:X,蒸煮損失,%;m1,樣品質量,g;m2,加熱后樣品的質量,g。

參照BOWKER等[9]的方法,取4 cm×3 cm×1 cm的肉樣,稱質量(m3),然后用鐵絲吊掛在充氣的塑料袋中,置(4±1) ℃冰箱,24 h后再稱質量(m4),公式(2)計算滴水損失。

(2)

式中:Y,滴水損失,%;m3,樣品質量,g;m4,樣品放置24 h后的質量,g。

色澤采用色差儀測定。使用前進行黑白板校正,測定樣品的色澤L*(亮度)、a*(紅度)、b*(黃度)值。放置在光源上方,重復測量5次,取平均值。

參照古明輝等[10]的方法并稍加修改,將試驗樣品剪成1.5 cm×1.5 cm×0.5 cm的肉塊。質構儀參數設置:P36R探頭;測前、測中、測后速度均為1.0 mm/s;測試時間間隔5 s;觸發力20 g;數據采集速率400 PPs;應變量為75%,測定硬度、咀嚼性、彈性、內聚性和回復性5個質構指標。

1.3.2 營養品質的測定

根據GB 5009.5—2016《食品安全國家標準 食品中蛋白質的測定》,使用自動凱氏定氮儀法,測定鴨肉蛋白質的含量;根據GB 5009.3—2016《食品安全國家標準 食品中水分的測定》,使用直接干燥法,測定鴨肉水分含量。

1.3.3 嫩度的測定

剪切力參照NY/T 1333—1007《肉嫩度的測定——剪切力測定法》進行測定。

肌原纖維小片化指數(myofibril fragmentation index, MFI)參考CULLER等[11]方法測定。將鴨胸肉去除筋膜、可見脂肪、結締組織,充分切碎后精確稱取2 g樣品。放入80 mL離心管中,加入20 mL MFI溶液(100 mmol/L KCl,8.8 mmol/L KH2PO4,1 mmol/L EGTA,1 mmol/L NaN3,1 mmol/L MgCl2),于12 000 r/min勻漿2次,每次30 s,中間間隔10 s。勻漿后,于1 000×g、15 min、2 ℃條件下離心,棄去上清液,在沉淀中加入10 mL MFI 溶液,充分溶解后,將溶液過150目濾布。用考馬斯亮藍試劑盒測定蛋白濃度后,調整溶液質量濃度為0.5 mg/mL,于540 nm下測溶液的吸光度,MFI值按公式(3)計算。

MFI=OD540×200

(3)

式中:OD540, 540 nm下測定的溶液吸光度值。

1.4 數據處理與統計分析

所有數據采用 Excel 2021軟件對數據進行處理及分析;采用SPSS 24.0軟件進行單因素方差分析(One-Way ANOVA),結果以平均值±標準差的形式表示;用微生信繪圖網絡工具繪制相關系數矩陣圖(http://www.bioinformatics.com.cn/)。

2 結果與分析

2.1 鴨肉宰后成熟過程中食用品質的變化

如圖1所示,鴨肉宰后成熟過程中pH值呈現先下降后上升的趨勢。在宰后24 h時pH值達到最低點5.95。隨著成熟時間的延長,鴨肉pH值逐漸上升,24～48 h時pH值上升速度快,48～120 h內pH值變化不顯著(P>0.05)。當宰后168 h時,鴨肉pH值達到最大(6.18),顯著高于其他宰后成熟時間段的pH值(P<0.05)。

圖1 鴨肉宰后成熟過程中pH值的變化

如圖2所示,隨著宰后成熟時間的延長,鴨肉蒸煮損失整體呈先波動增大后減小的趨勢。在宰后0～72 h,蒸煮損失整體呈現上升趨勢,72 h時蒸煮損失最大(39.04%),較宰后0 h增加了8.87%(P<0.05)。當宰后成熟時間為168 h時,蒸煮損失最低為35.63%。

圖2 鴨肉宰后成熟過程中蒸煮損失的變化

如圖3所示,鴨肉滴水損失隨成熟時間呈現先上升后降低的趨勢。鴨肉在宰后0～48 h內滴水損失呈上升趨勢,48 h后滴水損失呈顯著下降趨勢(P<0.05),于168 h時達到最低滴水損失,為0.87%。宰后成熟72 h滴水損失較成熟0 h降低了63.18%,較48 h降低了74.50%,說明宰后成熟時間對鴨肉滴水損失影響較大,在一定程度上影響了鴨肉的經濟效益。

圖3 鴨肉宰后成熟過程中滴水損失的變化

如表1所示,宰后成熟0、48 h鴨肉的L*值顯著高于宰后成熟168 h(P<0.05),說明成熟時間過長會顯著降低鴨肉的亮度。a*表示紅度,a*越大表示肉的顏色越紅,鴨肉宰后成熟過程中a*始終呈現上升的趨勢,當貯藏至168 h時,鴨肉的a*顯著高于其他時間段(P<0.05)。b*表示黃度值,宰后成熟過程中的鴨肉b*值均高于成熟0 h的鴨肉,當貯藏至168 h時,鴨肉的b*值達到最大,較宰后成熟0 h時提高了32.08%(P<0.05)。L*、a*、b*值在宰后成熟0 h與168 h時均有顯著差異(P<0.05),說明鴨肉在宰后成熟過程中色澤發生了較大程度的變化。

表1 鴨肉宰后成熟過程中色澤的變化

如表2所示,隨著成熟時間的增加,鴨肉的硬度呈現降低趨勢,尤其是宰后成熟168 h時硬度最低,較0 h降低了30.39%(P<0.05);成熟12、24、48、72 h硬度變化差異不顯著(P>0.05),較成熟0 h分別降低了0.13%、7.86%、8.59%、13.89%。咀嚼性呈現先增大后減小的趨勢,24 h時達到最大值,較0 h咀嚼性增大了23.96%;168 h咀嚼性最低,較24 h顯著降低了38.84%(P<0.05)。彈性在24 h時最高,較0 h顯著增大(P<0.05),凝聚性呈現先增大后減小的趨勢,24 h凝聚性最大,較0 h增大了8.77%;168 h凝聚性最小(P<0.05)。回復性呈現先增大后減小的趨勢,24 h回復性最大,較0 h增大了8.70%;168 h回復性最小,較24 h顯著降低了24.00%(P<0.05)。總之,隨著成熟時間的延長,鴨肉的硬度降低,咀嚼性、凝聚性、回復性先增大后減小,均于24 h達到最大值。

2.2 鴨肉宰后成熟過程中營養品質的變化

如圖4所示,宰后成熟過程中鴨肉蛋白質含量的變化不顯著(P>0.05)。宰后成熟0 h時鴨肉蛋白質含量為20.45%;宰后成熟72 h時,蛋白質含量最高,為21.08%;宰后成熟168 h時,蛋白質含量為19.15%。

圖4 鴨肉宰后成熟過程中蛋白質含量的變化

如圖5所示,宰后成熟過程中鴨肉的水分含量之間存在差異,成熟0～12 h的鴨肉水分含量無顯著差異(P>0.05),成熟48 h較12 h水分含量顯著上升(P<0.05),48～72 h水分含量降低,72～168 h水分含量上升。水分含量變化規律在48 h時最高,為77.26%。

圖5 鴨肉宰后成熟過程中水分含量的變化

2.3 鴨肉宰后成熟過程中嫩度的變化

如圖6所示,隨著成熟時間的增加,剪切力呈先增加后減小趨勢。在成熟12 h時達到最大的剪切力5 154 g,此時肉質最老,說明宰后0～12 h內鴨肉處于僵直狀態;12～48 h剪切力顯著降低(P<0.05),在成熟48 h時有最小的剪切力2 693 g,此時肉質最嫩。成熟48～168 h鴨肉的剪切力變化沒有顯著差異(P>0.05)。宰后成熟48 h剪切力較12 h剪切力降低了47.74%,說明宰后成熟對鴨肉剪切力影響大,成熟過程可以使鴨肉肉質變嫩。

圖6 鴨肉宰后成熟過程中剪切力的變化

MFI值是用來衡量肉宰后成熟變化的指標。如圖7所示,鴨肉宰后成熟過程中MFI值呈現先增大后減小整體趨勢,宰后成熟0～24 h的MFI值變化不顯著(P>0.05),宰后成熟48 h時MFI值最大,較0 h顯著增大19.13%(P<0.05),此時肌原纖維小片化程度最高,肌原纖維被破壞程度最高。宰后成熟48～168 h,MFI值變化不顯著(P>0.05)。說明宰后成熟時間對鴨肉肌原纖維小片化程度的影響很大,宰后成熟48 h時鴨肉的MFI值最高、鴨肉嫩度最佳。

圖7 鴨肉宰后成熟過程中MFI值的變化

2.4 鴨肉食用品質及嫩化指標的相關性分析

鴨肉宰后成熟過程中食用品質及嫩化指標之間的相關性如圖8所示。圖中圓的不同顏色代表各指標見相關系數從-1～1,圓的大小代表相關系數的絕對值的大小,圓越大相關系數的絕對值越大,即越接近1,代表2種指標間的相關性越大,每個圓上的數字代表2種指標間的相關系數,正值代表正相關,負值代表負相關。由圖6可知,剪切力與MFI值之間存在較好的相關性,相關性系數為-0.826。pH值與滴水損失、硬度、咀嚼性、凝聚性、回復性之間存在較好的相關性,其相關性系數的絕對值均大于0.8,其相關性系數分別為-0.801、-0.907、-0.941、-0.890、-0.907。滴水損失與pH值、硬度、咀嚼性、凝聚性、回復性之間存在相關性,相關性系數分別為-0.801、0.743、0.771、0.894、0.956。硬度和咀嚼性、凝聚性、回復性、pH值、剪切力之間存在相關性,相關系性系數分別為0.734、0.690、0.811、-0.907、0.656。咀嚼性與pH值、滴水損失、硬度、凝聚性、回復性之間存在相關性,相關性系數分別為-0.941、0.771、0.734、0.936、0.901。凝聚性與pH值、滴水損失、咀嚼性、回復性之間存在較好的相關性,其相關性系數的絕對值均大于0.8,其相關性系數分別為-0.890、0.894、0.936、0.960。可見,鴨肉在宰后成熟過程中MFI值與剪切力具有較強的相關性,能夠反映鴨肉嫩度變化情況。同時pH值、滴水損失、硬度、咀嚼性、凝聚性和回復性之間也存在相關性,說明pH值和滴水損失的變化在一定程度上影響了鴨肉的質構特性。

圖8 鴨肉食用品質及嫩度的相關性分析

3 討論

pH值、滴水損失、蒸煮損失、色澤、質構指標等共同反映肉的食用品質。本研究發現,鴨肉宰后成熟過程中pH值呈先降低后升高的趨勢。可能是由于動物被宰殺后,氧氣供應中斷,肌糖原進行無氧酵解,產生乳酸,乳酸的快速積累使pH值下降。隨著成熟時間的延長,由于Ca2+從肌質網中釋放出來,激活鈣激活酶,作用于肌間蛋白質使其分解一些堿性物質使pH值逐漸升高[12]。羅輝等[13]在研究秦川牛肉宰后成熟過程中嫩度變化機理時發現,宰后成熟過程中秦川牛肉pH值呈先降低后升高的趨勢,與本研究結果基本一致。蒸煮損失率反映肉的保水能力,蒸煮損失率越高,系水力越小,保水性越差,最終導致食用品質變差。本研究發現鴨肉的蒸煮損失呈先升高后降低的趨勢,72 h蒸煮損失率達到最大值。可能是由于鴨肉宰后進入僵直期,蛋白質在等電點附近時溶解度低,與水的相互作用也減少到最低,系水力變差。隨著pH值的升高,逐漸遠離等電點,肌肉的系水力升高[14]。滴水損失通常會伴隨水、可溶性蛋白質、無機鹽類、維生素等物質流失,從而導致嫩度、風味、營養價值等品質的下降,且滴水損失對肉的影響較蒸煮損失更大,滴水損失的增大可能是由于宰后肌原纖維結構的完整性被破壞,降低了肌肉的保水能力[15]。本研究中蒸煮損失和滴水損失在48 h內均呈現上升趨勢,這與魏燕超等[16]研究結果一致。宰后成熟對肉的顏色產生影響,肉品的顏色為消費者對肉的第一印象,色澤的好壞直接影響肉制品的銷量進而影響經濟效益[17]。肉色主要與肌紅蛋白、肌原纖維類型和水分分布相關[18]。當空氣中的氧氣與肉表面接觸時,肌紅蛋白被氧化成氧合肌紅蛋白,使肉呈鮮紅色,隨著成熟時間的延長,肌紅蛋白被氧化為高鐵肌紅蛋白,使肉呈現深褐色[19]。色澤與pH值之間具有較好的相關性,是由于肌紅蛋白在酸性條件下更容易發生自動氧化,積累高鐵肌紅蛋白[20]。本試驗結果顯示,成熟時間會對鴨肉色澤產生顯著影響,使肉色亮度值降低,黃度值和紅度值升高;宰后成熟48 h鴨肉有較高亮度,是因為此時鴨肉滴水損失率高,表面有水分析出,會對光有反射作用。

水分是肉中主要組成部分,占鴨胸肉70%以上,并且水分含量與肉的食用品質和嫩度息息相關。蛋白質是鴨胸肉中除水分外最多的成分,決定其營養價值。因此,選擇水分含量和蛋白質含量作為主要營養指標對鴨肉營養品質進行評價。本研究發現在鴨肉宰后成熟過程中,蛋白質含量處于19.15%～21.08%,并且變化不顯著,這可能是由于肉在宰后成熟過程中,主要發生肌原纖維蛋白的水解,未對蛋白質含量產生較大影響。水分含量直接影響肉的組織狀態、風味、品質,甚至是經濟效益。0～12 h鴨肉水分含量降低,可能是由于屠宰后肌肉發生僵直收縮,肌細胞內部水分滲出到細胞外,而隨著成熟時間的延長,肌原纖維小片化程度變高,肌原纖維間隙變大,胞外水分重新滲入細胞內,使肉的水分含量增加[21]。因此,12～48 h水分含量上升,隨后水分含量的變化可能與微生物作用有關。

剪切力是反映肉質嫩度最直接的指標,MFI值可以作為間接預測肉嫩度的因子[22],因此選擇剪切力和MFI值作為嫩度指標進行探究。本研究發現在鴨肉成熟過程中剪切力呈現先增大后減小的趨勢,可能是由于宰后糖酵解產生的ATP含量不足以使肌動蛋白與肌球蛋白結合后再分開,進而導致肌原纖維收縮,剪切力逐漸變大[16]。12 h后開始解僵,剪切力逐漸降低。馬旭華等[23]在研究秦川牛肉宰后成熟時剪切力也呈先上升后下降的趨勢。MFI是評價I帶破壞程度和肌纖維間斷裂程度的指標,它的變化主要是由肌節中I帶蛋白、肌聯蛋白和伴肌動蛋白的降解造成[24]。隨著宰后成熟時間的延長,肌原纖維小片化程度增加,MFI值越來越大,肌肉自溶,剪切力降低,肉質變嫩[25],說明了剪切力與MFI值之間呈負相關,這與相關性分析的結果一致。本試驗結果顯示,鴨肉宰后成熟48 h后,剪切力降低了44.98%,MFI值上升了19.13%,說明鴨肉在宰后成熟48 h時肉質達到最嫩。

4 結論

在宰后成熟過程中,鴨肉的食用品質、營養品質及嫩化指標均發生不同程度的變化。隨著宰后成熟時間的延長,pH值先降低后升高;蒸煮損失、滴水損失先增大后減小;L*值顯著降低,而a*、b*顯著升高,肉色變化明顯。水分含量變化不規律,48 h時水分含量最高;蛋白質含量變化不明顯。剪切力值先增大后減小,在48 h剪切力值最小,較剛屠宰時降低了44.98%,肉質最嫩;MFI值總體呈上升趨勢,48 h時MFI值最大,肌原纖維小片化程度最高。因此,鴨肉在宰后成熟48 h時肉質最嫩,水分含量最高,此時進行加工可以改善鴨肉嫩度,可為實際生產提供理論參考。