凍藏時間對不同種類原料肉理化特性的影響

郭云凱 尉立剛 楊鈺昆 郭彩霞 李美萍

(山西大學生命科學學院，山西 太原 030006)

豬肉和雞肉，作為紅色肉和白色肉的典型代表，是飲食中必不可少的組成部分。統計[1]顯示：2018年中國的肉類總產量約為8 625萬t，其中豬肉與禽肉產量高達3 379萬t和1 992萬t。冷凍(-18 ℃)作為最方便且經濟的保藏方法，廣泛應用于肉類保藏中。然而，原料肉在凍藏過程中，其營養成分將發生一定程度的改變，導致品質降低[2]。

目前，凍藏對肉類品質的影響已受到國內外研究者的廣泛關注。劉純友等[3]研究了低溫貯藏過程中水牛肉質構特性的變化情況，結果表明：隨著貯藏時間的延長，肉的膠著性、彈性、硬度和咀嚼性出現一定程度的下降。Brewer等[4]對真空包裝的豬肉中脂肪氧化程度進行研究后發現：隨著低溫凍藏時間的延長，原料肉中的脂肪氧化程度顯著升高。趙鉅陽等[5]研究了凍藏時間對生熟豬肉品質的影響，結果顯示：隨凍藏時間延長，生豬肉中水分質量分數、彈性和可溶性蛋白質量分數顯著下降，氨基酸質量分數和脂肪氧化程度顯著升高。梳理這些研究后發現：凍藏對原料肉品質的影響目前主要集中在脂肪氧化、水分含量以及蛋白質氧化方面，而關于凍藏時間對不同種類原料肉理化特性的影響還未見報道。

試驗擬以豬肉和雞肉為研究對象，研究凍藏時間(0，1，2，4，8周)對不同種類原料肉理化品質(色澤、系水力、蒸煮損失率、pH值、氨基酸組成和脂肪酸含量)的影響，以期為不同種類原料肉低溫凍藏過程中理化特性的改變提供一定的理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料與試劑

豬脊肉和雞胸肉：市售；

鄰苯二醛、芴甲基氯甲酸酯：色譜純，蕪湖市湯普森生物科技有限公司；

氯仿、甲醇、正己烷、鹽酸、氫氧化鉀：分析純，天津市凱通化學試劑有限公司。

1.1.2 儀器與設備

pH計：STARTER2100型，上海奧豪斯儀器有限公司；

渦旋振蕩器：QT-1型，上海琪特分析儀器有限公司；

分光測色儀：NS800型，深圳市三恩時科技有限公司；

真空包裝機：DZ-400/2SK型，上海青葩食品包裝機械有限公司；

氣相色譜儀：GC-2010型，日本島津公司；

液相色譜儀：Agilent 1100型，安捷倫科技(中國)有限公司。

1.2 方法

1.2.1 原料肉貯藏 將宰殺后12 h內的豬外脊肉(大白豬，180日齡)和雞胸肉(白羽雞，45日齡)放置于冰盒內運至實驗室，剔除脂肪組織，垂直于肌肉纖維的紋理，分割成100 g左右的肉排，封裝后置于-18 ℃分別貯藏0，1，2，4，8周后進行取樣以備各項指標測定。

1.2.2 色澤測定 根據郭元等[6]的方法修改如下：將1.2.1 中原料肉切成厚度約1.5 cm的小方塊，在0～4 ℃下靜置1 h，以標準黑白板校準，用色差儀測定原料肉的L*(亮度)、a*(紅度)及b*值(黃度)。

1.2.3 pH和水分含量 pH值和水分含量分別依照GB 5009.237—2016和GB 5009.3—2016進行測定。

1.2.4 系水力測定 根據張偉力[7]的方法修改如下：稱取1.2.1中原料肉約5 g，離心0.5 h(1 500 r/min)，取出肉塊用濾紙將表面水分吸除，稱重。按式(1)和式(2)計算失水率和系水率。

(1)

(2)

式中：

WLR——失水率，%；

m1——離心前樣品質量，g；

m2——離心后樣品質量，g；

WHC——系水率，%；

X——水分含量，g/100 g。

1.2.5 蒸煮損失率 根據常海軍等[8]的方法修改如下：將1.2.1中原料肉切成厚約1.5 cm的小方塊，稱重后用真空袋真空包裝，85 ℃水浴10 min，待中心溫度達80 ℃后，迅速放入冰水浴進行冷卻0.5 h，取出肉塊，用濾紙將樣品表面水分吸干，稱重。按式(3)計算蒸煮損失率。

(3)

式中：

CLR——蒸煮損失率，%；

m3——蒸煮前肉的質量，g；

m4——蒸煮后肉的質量，g。

1.2.6 氨基酸含量測定 根據Liu等[9]的方法修改如下：稱取1.2.1中原料肉約1 g放入水解管，向水解管中加入6 mol/L的鹽酸8 mL，充氮氣180 s，在120 ℃下水解24 h。隨后水解液用真空干燥器進行蒸干(50 ℃)，再用0.02 mol/L的鹽酸復溶至25 mL，經柱前衍生化(鄰苯二醛和芴甲基氯甲酸酯)之后，液相色譜儀上樣分析。氨基酸含量用每100 g干物質所示氨基酸的毫克數表示。

1.2.7 脂肪酸含量測定 根據傅向乾等[10]的研究修改如下：稱取1.2.1中原料肉約2 g置于磨口錐形瓶中，加入15 mL氯仿—甲醇溶液(V氯仿∶V甲醇=2∶1)，渦旋振蕩2 h(間隔15 min振蕩1次，每次60 s)，用濾紙過濾至25 mL 具塞比色管，重復上述操作萃取3次，合并濾液，60～70 ℃水浴中揮干試劑。隨后向比色管中加入5 mL正己烷，渦旋振蕩使樣品徹底溶解，加入2 mol/L的KOH甲醇溶液(1.4 mL)進行甲酯化，振蕩1 min，靜置過夜后加入2 mL超純水，振蕩1 min，靜置使其分層，吸取上清液于干燥皿中，用適量無水Na2SO4干燥，吸取1.5 mL 上述甲酯化樣品于2 mL樣品瓶中以備進樣。通過GC對脂肪酸進行測定，具體參數：FID檢測器，毛細管柱(FFAP，30 m×0.32 mm×0.25 μm)，程序升溫的具體參數為：120 ℃下保持5 min，接著10 min內上升至190 ℃，保持1 min，最后以2 ℃/min的速度上升至230 ℃，保持12 min。FID溫度250 ℃，載氣流速3 mL/min，進樣體積為0.6 μL，分流比1∶15。峰面積歸一化法對原料肉中脂肪酸含量進行測定。

1.2.8 數據分析 研究中每個指標均為3次平行，試驗結果以均值±標準差來表示。采用Origin 8.5繪圖，Statistix 9.0對試驗數據進行差異性分析(LSD法)，SPSS 20.0對試驗數據進行相關性分析。

2 結果與分析

2.1 對原料肉理化性質的影響

2.1.1 色澤 由表1可知，隨著凍藏時間的延長，豬肉和雞肉的L*值、a*值及b*值呈先上升后下降的趨勢(P<0.05)。說明隨著凍藏時間的延長，原料肉顏色由亮變暗，紅度下降，略顯偏黃。這可能是由于原料肉凍藏過程中肌紅蛋白與氧氣結合形成氧合肌紅蛋白，隨著時間延長，氧合肌紅蛋白被氧化成高鐵肌紅蛋白，使肉色從鮮紅變為紅褐色，導致顏色由亮變暗[11]。

2.1.2 系水力 由表1可知，隨著凍藏時間的延長，豬肉和雞肉的系水率總體呈下降趨勢(P<0.05)。與新鮮原料肉相比，凍藏1周后失水率顯著上升，系水率顯著下降。這可能是由于肉在凍結時肌肉組織內流動水凍結成冰晶，冰晶造成細胞機械損傷和破裂，隨著凍藏時間的延長，肌肉組織受到的破壞就越大，水分就更容易從肌肉組織中釋放出來，導致失水率增加[12]。

表1 凍藏期間原料肉色澤及系水力的變化?

2.1.3 蒸煮損失率 由圖1可知，原料肉經8周凍藏之后，豬肉和雞肉的蒸煮損失率總體呈升高的趨勢(P<0.05)。這可能歸結于隨著凍藏時間的延長，肌原纖維蛋白氧化程度增加[2]，導致其溶解度降低，持水性下降，蒸煮損失升高。

字母不同表示不同貯藏時間的樣品之間差異顯著(P<0.05)

2.1.4 pH值 由圖2可知，豬肉在前4周的凍藏中pH出現波動，凍藏8周時pH顯著升高(P<0.05)。隨著凍藏時間的延長，雞肉的pH先下降后升高(P<0.05)。朱民望等[13]研究了凍藏對不同品種雞肉品質的影響，結果表明：雞肉在后熟過程之后，糖原會發生一定程度的酵解產生乳酸，三磷酸腺苷(ATP)在分解過程中產生磷酸，這些將會導致pH的下降。隨著貯藏時間的延長(30 d之后)，pH又顯著升高，可能是由于蛋白質被降解為氨及胺類化合物所導致的[13]。此外，雞肉和豬肉的pH變化趨勢不一致可能是由于原料肉的種類不同所導致的。

字母不同表示不同貯藏時間的樣品之間差異顯著(P<0.05)

2.2 相關性分析

由表2可知，凍藏時間與失水率、蒸煮損失以及pH呈極顯著正相關(P<0.01)，與系水率呈極顯著負相關(P<0.01)，與L*呈顯著負相關(P<0.05)；由此推斷凍藏時間對色澤、系水力、蒸煮損失率及pH有較大影響。L*與蒸煮損失率呈顯著負相關(P<0.05)；a*與pH呈極顯著負相關；b*與蒸煮損失率呈顯著負相關，失水率與系水率呈極顯著負相關。以上結果進一步說明凍藏時間對豬肉的色澤、系水力、蒸煮損失率以及pH有顯著影響。

表2 豬肉中各個理化性質的相關性分析?

由表3可知，凍藏時間與b*、失水率及蒸煮損失率呈極顯著正相關(P<0.01)，與a*呈顯著正相關(P<0.05)，與系水率呈極顯著負相關(P<0.01)，與pH呈顯著負相關(P<0.05)，因此，凍藏時間與色澤、系水力、蒸煮損失率及pH之間具有顯著相關性。此外，L*、蒸煮損失率、a*、b*、失水率、系水率以及pH之間也存在一定的相關性。b*與失水率、蒸煮損失率呈極顯著正相關，與系水率呈極顯著負相關，與pH呈顯著負相關，表明雞肉色澤受系水力和蒸煮損失率的影響較大。系水率與pH呈極顯著正相關，與蒸煮損失率呈極顯著負相關，表明系水率的變化受蒸煮損失和pH的影響較大。

表3 雞肉中各個理化性質的相關性分析?

2.3 氨基酸含量

原料肉在凍藏過程中，谷氨酸、賴氨酸、丙氨酸和半胱氨酸含量變化比較顯著。由表4可知，隨著凍藏時間的延長，原料肉中丙氨酸、半胱氨酸和賴氨酸含量都呈現出一定的上升趨勢(P<0.05)，可能是由于原料肉凍藏過程中蛋白質發生酶解或氧化所導致的。秦瑞升等[14]研究發現：隨著凍藏時間的延長，原料肉中的蛋白水解酶和氨肽酶會使蛋白發生裂解，導致原料肉中氨基酸含量的升高。Li等[15]研究發現原料肉在貯藏前期會發生輕度氧化，這些氧化將會誘導蛋白質結構發生改變，使蛋白質微觀結構展開，從而增加了某些肽鏈段和酶可識別的氨基酸(比如賴氨酸和精氨酸等)殘基的暴露，導致一些氨基酸含量升高。對豬肉而言，丙氨酸含量在前4周增加顯著，隨著凍藏時間的延長，其含量未見顯著變化；半胱氨酸含量在凍藏期間雖然小有波動，但總體呈上升趨勢。而雞肉在經過2周凍藏后，丙氨酸含量未見明顯變化。豬肉和雞肉中氨基酸含量變化的差異可能由于原料肉的種類不同所導致的。

表4 凍藏期間原料肉氨基酸含量變化?

2.4 脂肪酸含量

由表5可知，豬肉和雞肉中飽和脂肪酸含量(SFA)顯著升高，多不飽和脂肪酸(PUFA)顯著下降(P<0.05)。雞肉的單不飽和脂肪酸(MUFA)總體呈下降趨勢，而豬肉中MUFA含量先下降后升高。Holman等[16]對牛肉凍藏過程中脂肪氧化和脂肪酸組成進行測定，結果顯示：隨著凍藏時間的延長，牛肉中脂肪氧化程度增加，導致其PUFA被氧化為SFA，因此，凍藏期間的脂肪氧化可能是導致原料肉中PUFA含量下降，SFA含量升高的原因之一。另外，在凍藏后期豬肉中MUFA含量出現小幅度升高，可能是由于原料肉中PUFA被氧化成MUFA的速度快于MUFA轉變為SFA的速度所致的[17]。

表5 凍藏期間原料肉脂肪酸含量變化?

3 結論

隨著凍藏時間的增加，肉色都趨近于由亮變暗，略偏黃色，失水率和蒸煮損失率增大。凍藏期間原料肉理化指標之間存在一定的相關性，表明凍藏時間對原料肉理化性質的影響較大。此外，隨著凍藏時間的增加，原料肉中賴氨酸、丙氨酸和半胱氨酸含量都呈現出一定的升高趨勢，飽和脂肪酸含量升高，多不飽和脂肪酸和單不飽和脂肪酸含量總體呈下降趨勢。總之，低溫凍藏雖可在一定程度上延長原料肉的貯藏期，但時間過長肉的理化性質將會發生改變，影響營養價值。