扒鸡加工过程中主要营养成分的动态变化
2016-09-16彭婷婷张春江胡宏海刘倩楠陈文波纪丽莲扬州大学旅游烹饪学院江苏扬州517中国农业科学院农产品加工研究所农业部农产品加工重点实验室北京100193
彭婷婷,张春江,张 泓,黄 峰,胡宏海,张 雪,刘倩楠,陈文波,纪丽莲(1.扬州大学旅游烹饪学院,江苏扬州517;.中国农业科学院农产品加工研究所,农业部农产品加工重点实验室,北京100193)
扒鸡加工过程中主要营养成分的动态变化
彭婷婷1,2,张春江2,张 泓2,黄 峰2,胡宏海2,张 雪2,刘倩楠2,陈文波2,纪丽莲1,*
(1.扬州大学旅游烹饪学院,江苏扬州225127;2.中国农业科学院农产品加工研究所,农业部农产品加工重点实验室,北京100193)
本文研究了扒鸡加工过程中水分、蛋白质、脂肪、游离氨基酸(FAA)、脂肪酸和矿物质含量的变化规律。结果表明,扒鸡加工过程中水分含量呈下降趋势(p<0.05),蛋白质相对含量升高,绝对含量有所降低,脂肪含量油炸后最高,煮制之后又有所下降,煮制环节对蛋白质、脂肪含量影响较大。游离氨基酸(FAA)在加工过程中逐渐降低,Arg含量最高,鲜味氨基酸Glu含量高于其阈值,腌制、煮制环节对其影响均较为显著(p<0.05)。脂肪酸构成中不饱和脂肪酸所占比例有所升高,更利于人体健康,煮制环节对其影响较为显著(p<0.05)。扒鸡加工过程中矿物质元素含量变化不显著,Na、Cu、Mn含量有所升高。因此,经过加工后扒鸡的营养成分相应提高,更适合人体对营养的需要;煮制环节对扒鸡加工过程中营养成分影响最大;腌制环节游离氨基酸有所损失,对其他营养成分影响不大。
扒鸡,营养成分,动态变化,煮制
扒鸡是我国代表性的传统禽肉制品之一,以肉质鲜嫰、香味醇厚享誉海内外,其全名为德州五香脱骨扒鸡,即考虑了当地习俗,又兼顾了南北口味,加入了多种药材烧制,故称“五香”;成熟后提起鸡腿一抖,肉骨即行分离,谓之“脱骨”。扒鸡产品色鲜味美、肉质鲜嫩、咸淡适中、老幼皆宜,是高蛋白低脂肪性营养食品,具有开胃健脾,温中益气,通络提神之功效[1]。
随着消费者对健康饮食的需求日益旺盛,扒鸡营养成分的保持与变化规律受到广泛关注,但长期以来对扒鸡的研究,多集中于加工工艺、风味物质[2]和保鲜[3]等方面,目前吴锁链[4]对烧鸡加工过程中营养成分的变化进行了一些研究,而对于扒鸡加工中营养成分变化的研究报道尚少,造成人们对扒鸡营养学认知的不全面。
本实验采用高效液相色谱仪和气相色谱仪等仪器测定扒鸡加工过程中基本营养成分、游离氨基酸、脂肪酸和矿物质含量的动态变化,探索最大限度的保持扒鸡营养素的新技术和新工艺,为探明扒鸡加工中营养品质的形成机理提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
三黄鸡鸡腿 160~170 g/只;食盐 中盐北京市盐业公司;香辛料 桂皮、八角、陈皮、良姜、白芷、草果、陈皮、砂仁、豆蔻、丁香、草寇、小茴香、花椒、香叶、山萘 均购自北京幸福超市。
ACCQ.Tag氨基酸试剂包(包括ACCQ.Tag氨基酸分析柱,Nova-pak TM C18(150 mm×3.9 mm,4 μm),专用衍生剂ACCQ.Fluor Buffer和17种氨基酸混合标准液) 美国Waters公司;ICP-MS 7700 美国安捷伦公司;GC-450气相色谱仪 美国Varian公司;KJELTEC 2300全自动凯氏定氮仪 丹麦FOSS公司;Agilent 1200高效液相色谱仪 美国Agilent公司;SER148型脂肪测定仪 意大利VECP公司;TA-II型水浴式氮吹仪 安简(北京)科技有限公司;BR4型高速冷冻离心机 法国Jouan公司;HHS电热恒温水浴锅 上海博讯实业有限公司;HANNA211型pH计 意大利Hanna公司;BS2SS型电子分析天平 北京赛多利斯计量仪器有限公司;静态变压腌制机 中国农业科学院农产品加工研究所传统食品加工与装备研究室研制。
1.2 扒鸡的制作
加工工艺参照某扒鸡加工厂家提供的方法:原料→腌制→油炸→煮制→杀菌。
具体操作:腌制(静态变压腌制2 h),上色(蜂蜜∶水=1∶3),油炸(160~170℃,2 min),卤制(95℃,90 min),杀菌(121℃,20 min),每个加工节点取鸡腿6只,用绞肉机绞碎混匀,放入-20℃冰箱备用。
1.3 指标测定
1.3.1 水分测定 按照《GB/T 5009.3-2010食品中水分的测定》[5],采取直接干燥法测定。
1.3.2 蛋白质测定 按照《GB/T 5009.05-2010食品中蛋白质的测定》[6],采用自动凯氏定氮法测定。
1.3.3 脂肪测定 按照《GB/T 5009.6-2003食品中脂肪的测定》[7],采用索氏抽提法测定。
1.3.4 出品率的测定 将鸡腿煮好捞出,沥干冷却至室温后称重。出品率为煮后肉重(M2)与原料肉重(M1)的比值,见公式。
式中:M1为原料肉重,M2为煮后肉重。
1.3.5 折合蛋白质、折合脂肪的计算 折合蛋白质=蛋白质相对含量×出品率;折合脂肪=脂肪相对含量×出品率。
1.3.6 游离氨基酸(FAA)测定
1.3.6.1 样品制备 参考文献[8]等的方法略有改变,称取约5 g左右的肉样,加入超纯水10 mL,18000 r/min速度下匀浆3次,加入10 mL 5%的三氯乙酸(TCA),混合均匀,10000 r/min离心后用定性滤纸过滤[9],滤液用4 mol/L KOH调至pH6.0,后用超纯水定容至25 mL[10]。取1 mL用0.45 μm滤膜过滤,取30 μL于离心管中,加50 μL缓冲液,在加入20 μL衍生剂,振荡均匀,放置1 min,于55℃烘箱中放置10 min,取出后进样。
1.3.6.2 色谱条件 色谱柱:Nova-pakTM C18(150 mm×3.9 mm,4 μm);柱温:37℃;紫外检测波长:248 nm;进样量:10 μL[11]。
1.3.7 脂肪酸测定
1.3.7.1 样品制备 参考国标[12]称取1.2 g左右的肉样于干燥螺口玻璃管中,加5 mL甲苯,再加6 mL乙酰氯甲醇,充氮1 min排出管内空气,旋紧螺旋盖,振荡混合后于80℃水浴中放置2 h,期间每隔20 min取出振荡一次,水浴后取出冷却至室温。将反应后的样液转移至50 mL离心管中,混匀,5000 r/min离心5 min,取上清液,用甲苯稀释10倍后,混匀,过0.2 μm膜,待测。
1.3.7.2 色谱条件 色谱柱:固定液100%二氰丙基聚硅氧烷(100 m×0.25 mm,0.20 μm);载气:氮气;载气流速:1.0 mL/min;进样口温度:260℃;分流比:30∶1;检测器温度:280℃;柱温箱温度:初始温度140℃,保持5 min,以4℃/min升温至240℃,保持15 min;进样量:1.0 μL。
1.3.8 矿物质(含重金属)测定 样品处理参照文献[13]的方法略有修改,准确称取0.25 g样品于消解罐内,依次加入8 mL HNO3和2 mL H2O2,旋紧顶盖后放入微波消解炉内按预设微波消解程序进行消解,消解完成后,将消解液用超纯水转移至100 mL,定容后供ICP-MS测定,同时制备空白样品。
仪器及工作参数参照文献[14],电感偶合等离子体参数:功率1100 W,冷却气流量(Ar)15.0 L/min,辅助气流量(Ar)0.90 L/min,载气流量(Ar)0.90 L/min。质谱仪参数:分析室真空为1.2×10 Pa,分辨率(10%峰高)0.8 unit,停留时间90 ms,重复次数6,测量点峰2,循环次数6,测量方式为质量扫描,样品分析时间72 s,样品提升量1 mL/min。
1.4 数据处理与统计分析
每组实验重复三次,采用SPSS 17.0软件(IBM公司)进行差异分析。测定结果以均值±标准差表示。实验数据采用ANOVA进行Duncan's差异分析,p<0.05为显著。
2 结果与分析
2.1 扒鸡加工过程中水分、蛋白质和脂肪的变化
表1是扒鸡加工过程中水分、蛋白质和脂肪含量变化的结果。由表1可以看出,扒鸡加工过程中水分含量呈下降趋势,这是由于构成鸡肉纤维的蛋白质因加热变性发生凝固,导致肉的保水性下降[15]。经腌制后鸡肉中的水分含量高于原料肉(p<0.05),说明腌制处理可以提高扒鸡的水分含量,这与吴锁链[4]的研究结果相一致。扒鸡加工过程中蛋白质含量总体呈先上升后下降趋势,杀菌后蛋白质开始呈现下降趋势(p<0.05),因为鸡肉中的可溶性蛋白溶出后随着时间的延长而流失,折合后蛋白质含量呈下降趋势,这是因为蛋白质在加热的过程中逐渐降解为小分子物质,有利于人体消化吸收[16]。不同加工阶段脂肪含量呈先下降后上升再下降的趋势,油炸后脂肪含量显著增多,这是由于油炸过程中鸡肉表面吸附了大量的油脂所致[17]。在煮制过程中脂肪含量下降,这是由于加热导致脂肪熔化[18],包围脂肪滴的结缔组织,因受热收缩使脂肪细胞受到较大压力,细胞膜破裂,脂肪熔化流出进入汤中[19]。加工后扒鸡的脂肪含量比原料高,这主要是因为在加热过程中,脂肪发生了一系列的热分解反应,形成低分子物质[20]。煮制后蛋白质、脂肪含量差异显著(p<0.05),说明煮制阶段对蛋白质和脂肪含量变化影响较大。
2.2 扒鸡加工过程中FAA含量的变化
鸡肉中的总游离氨基酸组分是衡量营养价值的重要指标之一,也是鸡肉重要滋味呈味物和香味前体物。有研究证实[22]腌、煮制对肉样和卤水中FAA影响较大,卤水中增加的FAA主要来自原料肉中渗出的肌浆蛋白。游离氨基酸也是Maillard反应生成特有风味(硫醇、酚味等)重要的前体物质。
扒鸡加工过程中FAA含量的变化如表2所示。FAA含量在腌制、油炸、煮制阶段呈下降趋势,煮制后FAA含量较低(p<0.05),虽然在加工过程中,随着时间的延长,鸡肉中的蛋白质因加热处理而逐渐降解,本应使FAA的含量增高;然而,一些水溶性氨基酸流失到汤中后,与还原糖发生美拉德反应,生成小分子量的醛、酮、醇类化合物,使肉样中的氨基酸含量下降。杀菌阶段FAA含量上升也是因为蛋白质降解,但是此阶段降解产物没有流失,保持在扒鸡组织中。
表3为扒鸡加工过程中各游离氨基酸的滋味活性值,由表3可知扒鸡加工过程中呈鲜味的氨基酸Glu[23]和呈苦味的Arg高于其阈值,Arg虽然呈苦味,但是有增加风味的复杂性程度以及提高鲜度的价值[24]。呈苦味的Ile、Val、Leu、His、Met等氨基酸[25]含量均低于阈值,这可能是构成扒鸡美味的一个重要原因。在呈味氨基酸中,Glu高于其阈值,Glu是典型的鲜味氨基酸,因此Glu应为鲜味的主要贡献者。扒鸡中Arg含量显著高于其他游离氨基酸,Arg可控制体内细胞的退化,降低血氨和增加肌肉活动,具有很好的机体维护功能[26]。煮制过程中使扒鸡中Arg的含量提高,本实验结果证实了这一点。
表1 扒鸡加工过程中水分、蛋白质和脂肪的变化(%)Table1 Changes of moisture,protein and fat during the processing of chicken(%)
表2 扒鸡加工过程中FAA含量的变化(%)Table2 Change of FAA content during the processing of chicken(%)
表3 扒鸡加工过程中FAA的滋味活性值Table3 The taste activity value(TAV)of FAA content during the processing of chicken
其中,腌制、煮制阶段FAA含量变化波动比较大,尤其是煮制后FAA含量除Thr、Gly、His外,其他FAA含量均最低,这与实验中卤液选用新卤、加热时间、加热温度有关。同时也说明煮制阶段对FAA含量变化影响显著(p<0.05)。
2.3 扒鸡加工过程中脂肪酸含量的变化
脂肪酸是构成脂肪的重要化学物质,对鸡肉的营养价值、风味、加工特性均有重要影响。
扒鸡加工过程中脂肪酸含量变化如表4所示,扒鸡中所检测出的各种脂肪酸含量之间差异较大,含量最高的是油酸,其次分别是棕榈酸、亚油酸和硬脂酸。成品中不饱和脂肪酸占总脂肪酸的58%,不饱和脂肪酸的比例大于饱和脂肪酸。扒鸡加工过程中大部分脂肪酸含量与原料比都有所上升,尤其是不饱和脂肪酸中的棕榈油酸、油酸、亚油酸和α-亚麻酸上升明显。其中的α-亚麻酸、亚油酸是人体自身不能合成的,必须从食物中摄取的必须脂肪酸,可调节血脂、降低胆固醇、降低血压、抑制血小板凝聚、延缓血栓形成、改善心脑血管疾病、消炎、抗肿瘤等[27]。其中的油酸能够提供机体相应的必需脂肪酸[28]。本实验工艺加工的扒鸡提高了其营养价值,具有良好的营养保健功能。
腌制环节脂肪酸含量变化不显著(p>0.05),而煮制阶段变化显著(p<0.05),油炸环节虽然也有所变化,但是油炸工艺目的是上色,油炸时间仅维持2 min,脂肪酸含量的变化可能与表面吸附的油脂有关。
2.4 扒鸡加工过程中矿物质及重金属含量的变化
大多数矿质元素对人体健康是有益的,它们大多以络合物形式存在于人体之中,传递着生命所必须的各种物质,起到调节人体新陈代谢的作用[29]。矿质元素的化学性质比较稳定,如果加工工艺合理,一般不易受到破坏或流失[30]。
由表5可知,扒鸡中一些重要的矿物质元素含量丰富。含量较高的有Na、K、Mg、Ca、Zn,其中Se含量在0.02~0.06 μg/g之间。Se是人体必需的微量元素,作为一种抗氧化剂,具有清除人体内自由基抗衰老的作用。
扒鸡加工过程中大部分矿物质含量的变化都不显著,但对人体有益的矿物质,如Na、Mn、Cu的含量却显著增加,Na的增加在腌制和煮制阶段最为显著,主要由于在腌制和煮制过程中加入了食盐。Mn和Cu的增加在煮制阶段最为显著,可能是因为煮制过程中香辛料中含有一些Mn、Cu,从而使其含量增高。
Pb、Hg、Cr和As等重金属含量超过一定值会对人体造成极大危害。由表6可知,本次检测结果扒鸡加工每个过程重金属元素含量均很低,均远远低于国标规定的限量标准,尤其杀菌后的成品与原料相比几乎没有变化,Pb和Cr甚至有所降低。Hg的含量低于仪器检测限,所检测到的重金属含量均符合国家安全标准。因此扒鸡产品的安全性良好。
表4 扒鸡加工过程中脂肪酸含量的变化(%)Table4 Changes of fatty acids during the processing of chicken(%)
表5 扒鸡加工过程中矿物质含量的变化Table5 The mineral content in different link of braised chicken during processing
表6 扒鸡加工过程中重金属含量的变化(μg/g)Table6 The heavy metal in different link of braised chicken during processing(μg/g)
3 结论
本研究结果表明,扒鸡加工过程中的蛋白质更易于人体消化和吸收,但是单位产品中蛋白质含量变化不显著。脂肪酸构成中,不饱和脂肪酸所占的比例不断增加,并且必需脂肪酸亚油酸、α-亚麻酸含量丰富。扒鸡中FAA含量呈下降趋势,是因为大部分FAA流到汤中,并且每个加工过程FAA含量变化显著,说明不同加热时间、温度对蛋白质分解有不同的影响。矿物质在加工过程中除了Na、Cu、Mn的含量增加外,其他矿物质变化不大,比较稳定,重金属含量均很低,符合国家安全标准。综合各种营养成分变化,可以看出煮制工艺对营养成分影响最大,其影响机制有待进一步深入研究。
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Changes of key nutritional components of braised chicken during processing
PENG Ting-ting1,2,ZHANG Chun-jiang2,ZHANG Hong2,HUANG Feng2,HU Hong-hai2,ZHANG Xue2,LIU Qian-nan2,CHEN Wen-bo2,JI Li-lian1,*
(1.Tourism and Cuisine College of Yangzhou University,Yangzhou 225127,China;2.Institute of Agro-products Processing Science&Technology,CAAS/Comprehensive Key Laboratory of Agro-products Processing,Ministry of Agriculture,Beijing 100193,China)
It was investigated the changes of moisture,protein,fat,free amino acids(FAA),fatty acid and mineral content in the processing of braised chicken.The results showed that in the processing of braised chicken,the water content declined significantly(p<0.05),the relative content of protein increased whereas the absolute content decreased,and the content of fat showed the highest value after frying process and decreased in cooking process,which demonstrated that the cooking process had great effects on the contents of protein and fat.The level of FAA reduced gradually and,all of it,the arginine content was highest and glutamate,one of umami taste amino acids,also exceeded its threshold,which suggested an significant(p<0.05)effect of salting and cooking on the FAA contents.The ratio of unsaturated fatty acid over total fatty acids increased with the cooking process,which was in favour of human health.The changes of mineral content were not significant,however,the contents of Na,Cu and Mn increased slightly in the processing of braised chicken.The above results demonstrated that the processing of braised chicken increased the nutritional components,and more over cooking process was the most effective factor on it and salting had little effect on the other nutritional components except of a slight loss of FAA.
braised chicken;nutritional composition;dynamic change;cooking
TS201.1
A
1002-0306(2016)06-0109-06
10.13386/j.issn1002-0306.2016.06.013
2015-07-17
彭婷婷(1989-),女,硕士研究生,研究方向:营养与食品卫生学,E-mail:13269072909@163.com。
纪丽莲(1965-),女,博士,教授,研究方向:食品化学与营养学,E-mail:jll2663@sina.com。
“十二五”国家科技支撑计划项目(2014BAD04B08);国家农业科技创新工程。