生姜提取物对冷藏期间淘汰蛋鸡胸肉糜品质的影响

杜方丽,郑金月,宋 立,郑多多,刘登勇,邵俊花,*

(1.渤海大学食品科学与工程学院,辽宁省食品安全重点实验室,生鲜农产品贮藏加工及安全控制技术国家地方联合工程研究中心,辽宁锦州 121013;2.沈阳农业大学食品学院,辽宁沈阳 110866)

淘汰蛋鸡肉因其有高蛋白、低脂肪、低胆固醇等特点而被广泛关注,而淘汰蛋鸡胸肉质坚韧、产品感官不能达到人们的满意度,导致其加工利用空间小,利用率低,因此提高淘汰蛋鸡胸肉品质成为一个研究热点[1]。斩拌可将淘汰蛋鸡胸肉中的肌纤维切断打碎,可以在很大程度上改善淘汰蛋鸡胸肉品质。

在制作肉糜过程中斩拌会扩大肉与氧气、细菌等的接触面积,导致淘汰蛋鸡胸肉糜在后续冷藏过程中容易腐败变质,产生异味,品质劣化[2]。为保持淘汰蛋鸡胸肉糜冷藏过程中的品质,可加入一定剂量的保鲜剂。相对于人工合成保鲜剂,天然保鲜剂因其绿色健康更容易被消费者所接受,天然保鲜剂大多存在于香辛料和中草药等植物中,如生姜提取物、迷迭香提取物和艾叶提取物等。

生姜及其提取物有独特的芳香和辛辣味,并且有很强的杀菌和抗氧化作用[3]。近年来,生姜提取物逐渐被用于食品的抗氧化研究中,但一般研究是将生姜提取物直接用于原料肉的腌制,如用生姜提取物腌制鸭胸肉来延缓脂质氧化速率,起到保鲜作用[4];用生姜提取物喷淋牦牛肉后真空包装保存,从而延长牦牛肉的贮藏时间[5]。本试验在淘汰蛋鸡胸肉斩拌过程中添加生姜提取物制成肉糜,以期减缓淘汰蛋鸡胸肉糜在冷藏条件下氧化变质速率,改善其品质特性,为改良淘汰蛋鸡胸的食用品质提供理论依据,同时为淘汰蛋鸡胸肉糜制品的开发提供应用基础。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

淘汰蛋鸡 购于北宁宏伟集团有限公司,产蛋约2年,4 ℃解冻后取出鸡胸肉;大豆油 鲁花非转基因成品大豆油,购于锦州市大润发购物广场;生姜 购于锦州市万维超市;芦丁标准品 北京索莱宝科技有限公司;NaNO2天津市风船化学试剂科技有限公司;AlCl3天津市东丽区天大化学试剂厂;NaOH 天津市致远化学试剂有限公司;Nacl 天津福晨化学试剂有限公司;三聚磷酸钠 山东西亚化学工业有限公司;三氯乙酸 天津市光复精细化工研究所;硫代巴比妥酸 山东西亚化学工业有限公司;上述所有试剂均为分析纯。

Stephan-M5低温真空斩拌机 德国Stephan机械有限公司;TA-XT2i质构仪 英国Stable Micro Systems公司;CR-400色彩色差仪 柯盛行杭州仪器有限公司;KQ5200DE型数控超声波清洗机 昆山市超声仪器有限公司;L5S紫外分光光度计 上海仪电分析仪器有限公司;PEN3电子鼻 德国Airsence公司;低场核磁共振仪 上海纽迈电子科技有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 总类黄酮标准曲线绘制 称取120 ℃干燥恒重的芦丁5.0 mg,60%乙醇定容至50 mL。将上述溶液配制成浓度为0、0.02、0.04、0.06、0.08、0.10 mg/mL供试液,分别加入5% NaNO2溶液0.3 mL,静置6 min,10% AlCl3溶液0.3 mL,静置6 min,1 mol/L NaOH溶液4 mL,水0.4 mL,静置15 min。510 nm波长处测定吸光度,绘制总黄酮标准曲线[6],标准曲线方程为:Y=5.8343X-0.0034,R2=0.9999。

1.2.2 生姜提取液制备 生姜清洗沥干后切成厚姜片,60 ℃烘箱干燥24 h后粉碎。40 目过筛后的生姜粉按料液比1∶15 (g/mL)加入80%乙醇,于60 ℃、90 Hz超声提取1 h,分离上清液;残渣如前述方法再提取一次,合并两次上清液于4500×g离心10 min,取上清液于0.1 MPa、45 ℃下旋蒸除去乙醇,所得膏状物用蒸馏水配制成质量浓度为1.0 g/mL提取物原液,根据标准曲线测得提取物原液的总类黄酮含量,4 ℃保存备用[7-8]。将上述提取物原液以总类黄酮含量为标准,用蒸馏水制成总类黄酮浓度分别为0.05、0.2、0.4 mg/mL的三种生姜提取物使用溶液待用,以去离子水为对照。

1.2.3 淘汰蛋鸡胸肉糜制备 淘汰蛋鸡胸肉糜的配料比为:淘汰蛋鸡胸肉60%、豆油15%、冰水12.75%、食盐2%、三聚磷酸钠0.25%、不同浓度生姜提取物10%(对照组用去离子水代替生姜提取物)。按照下述工艺流程处理:鸡胸肉+盐+三聚磷酸钠+1/3冰水→真空斩拌,3000 r/min、1 min→停2 min+生姜提取物+1/3冰水→3000 r/min、1 min→加剩余冰水+豆油→3000 r/min、1 min。将上述制好的四组肉糜分别用模具做成80 g重的肉糜饼,双层保鲜膜包装后储藏在4 ℃冰箱中,于第0、3、6、9、12 d测定以下指标。

1.2.4 TBARS值测定 取5 g生样品置入锥形瓶中,加50 mL三氯乙酸,50 ℃恒温振荡30 min,取出冷却至室温,用双层定量慢速滤纸过滤,移取过滤液5 mL于试管内,以三氯乙酸溶液为空白,分别加入5 mL硫代巴比妥酸水溶液,90 ℃水浴反应30 min,取出冷却至室温,于532 nm测定吸光值[9]。

1.2.5 蒸煮损失测定 取生样品M1(g)放入离心管低速(500 g)离心15 min,以驱除肉糜中的气泡。72 ℃水浴煮制30 min,取出倒置于托盘中,冷却至室温。将冷却后的熟样品用滤纸吸掉表面可见的水分和油脂,准确称重M2(g),按下式计算蒸煮损失[10]。

1.2.6L*值、a*值测定 样品在室温下平衡30 min后,随机取一定量的样品置入固定容器中,用校对后的色差计测量样品L*(亮度)值、a*(红度)值。每个样品测5次[11]。

1.2.7 pH测定 10 g生样品中加入90 mL蒸馏水,均质浸渍30 min后过滤,测定过滤后滤液的pH。重复5次,取平均值[12]。

1.2.8 质构测定 将生样品放入72 ℃水浴中煮制30 min冷却至室温后,切成直径2 cm,高1 cm的圆柱进行测定。探头型号为P50,测试参数为测试前速率2 mm/s,测试速率1 mm/s,测试后速率1 mm/s,数据收集率200点/s,触发力5.0 g,压缩比50%,测定间隔时间5 s。每个样品测定5个平行,取平均值[13]。

1.2.9 电子鼻测定 准确称取绞碎熟样品5 g,置于50 mL烧杯中,双层保鲜膜封口,室温条件下富集30 min后进行检测,每个样品检测3次。清洗时间120 s,检测时间120 s[14],通过电子鼻Winmuster分析软件对采集到数据进行分析。

1.2.10 菌落总数测定 将25 g样品置于盛有225 mL稀释液的无菌蒸煮袋中,使用拍打式均质机以50 mm拍打间距拍打1 min后制备10倍系列稀释样品匀液。选择2～3个适宜稀释度吸取1 mL样品匀液于无菌琼脂平皿内,每个稀释度两个平皿。同时吸取1 mL空白稀释液于两个无菌琼脂平皿内作空白对照。琼脂凝固后翻转平皿,于(30±1) ℃培养(72±3)h后计数[15]。

1.2.11 水分分布的测定 将熟样品切成高1.5 cm小块,取样器取样后放于核磁管底部。测试参数为:τ值(90～180°脉冲)250 μs,重复间隔TR为3000 ms,接收信号光子数4500,重复采样NS为32,回波数为10000,质子共振频率为22.6 MHz,温度32 ℃,弛豫时间用CPMG序列测定,每个样品测定3个平行[16]。

1.3 数据处理

本实验采用统计软件SPSS 19.0,进行相关性分析和方差分析。数据进行正态分布检验,符合正态分布的多重比较采用Duncan’S法,并应用Pearson系数进行相关性分析;不符合正态分布的用Kruskal-Wallis检验,差异显著性为P<0.05。每个实验重复3次,每个处理3个平行。用Sigma Plot 12.5作图。

2 结果与分析

2.1 生姜提取物对淘汰蛋鸡胸肉糜中TBARS值的影响

TBARS值是目前测定食品脂类氧化酸败程度的有效指标[17]。从图1可以看出,对照组TBARS值由0 d的0.12 mg/kg显著增加到12 d的3.04 mg/kg(P<0.05),说明随着冷藏时间延长,对照组淘汰蛋鸡胸肉糜中脂肪氧化程度越来越严重。另外,在冷藏期3～12 d,三组处理组TBARS值显著低于对照组(P<0.05),说明生姜提取物能有效抑制淘汰蛋鸡胸肉糜TBARS值增加。在冷藏期9、12 d,生姜提取物浓度为0.4 mg/mL组的TBARS值显著低于其他三组(P<0.05),说明生姜提取物浓度越高,抑制程度越大。类似的结果在前人研究中也有体现,如用生姜提取物腌制鸭肉和处理羊肌肉时,生姜提取物对肉制品冷藏期、物理化学感官等方面有一定积极作用[18-19]。可能是因为生姜提取物中的抑菌物质和多酚能有效抑制淘汰蛋鸡胸肉糜中不饱和脂肪酸氧化降解[20],从而延长淘汰蛋鸡胸肉糜冷藏期。

图1 生姜提取物对淘汰蛋鸡胸肉糜中TBARS值的影响

2.2 生姜提取物对淘汰蛋鸡胸肉糜蒸煮损失的影响

肉糜的蒸煮损失与其系水能力有关,并且能影响产品颜色、质地及出品率等[21]。图2是冷藏条件下生姜提取物对淘汰蛋鸡胸肉糜蒸煮损失的影响。冷藏期6～12 d对照组蒸煮损失显著增加(P<0.05),说明冷藏时间越长,氧化程度越严重,系水力变差,蒸煮损失变大[22]。冷藏期9～12 d,三组处理组的蒸煮损失显著低于对照组(P<0.05),且生姜提取物浓度为0.4 mg/mL组的蒸煮损失显著低于其他两处理组(P<0.05),说明冷藏后期浓度为0.4 mg/mL的生姜提取物在一定程度上能抑制淘汰蛋鸡胸肉糜蒸煮损失增大。可能是生姜提取物中的某些物质能够促进肌原纤维蛋白重排形成较稳定的网络结构,使肉糜具有更高的保水性和脂肪结合能力,从而改善淘汰蛋鸡胸肉糜的保水性,降低蒸煮损失[23]。

图2 生姜提取物对淘汰蛋鸡胸肉糜蒸煮损失的影响

2.3 生姜提取物对淘汰蛋鸡胸肉糜L*值、a*值的影响

颜色是判断肉制品品质的重要指标,鸡胸肉属于白肉类,颜色较浅,主要由白肌纤维组成[24]。由图3、图4可知，随着冷藏期的延长,对照组中淘汰蛋鸡胸肉糜a*值逐渐降低,L*值不断升高。可能是因为冷藏过程中淘汰蛋鸡胸肉糜体系内肌红蛋白氧化转变成高铁肌红蛋白,a*值下降[25-26]。同时蛋白质变性会导致肉糜持水性降低,水分析出,光散射能力增强,L*值升高[27]。在冷藏期间,浓度为0.4 mg/mL的生姜提取物组L*值显著低于对照组(P<0.05),说明生姜提取物浓度越高越能抑制肉糜L*值升高。三组处理组a*值显著低于对照组(P<0.05),可能是生姜提取物中某些物质与肉糜中的肌红蛋白结合,降低了淘汰蛋鸡胸肉糜的a*值[28],故生姜提取物对冷藏期的淘汰蛋鸡胸肉糜L*值升高有抑制作用,但对a*值变化有一定消极作用。

图3 生姜提取物对淘汰蛋鸡胸肉糜L*值的影响

图4 生姜提取物对淘汰蛋鸡胸肉糜a*值的影响

2.4 生姜提取物对淘汰蛋鸡胸肉糜pH的影响

图5是冷藏期间生姜提取物对淘汰蛋鸡胸肉糜pH的影响,可以看出淘汰蛋鸡胸肉糜的pH随着冷藏时间延长先降低后升高。对照组在冷藏期9～12 d内pH显著升高(P<0.05),其原因可能是微生物和酶分解蛋白质产生一系列胺及氨类等碱性物质[29-30],冷藏期12 d,生姜提取物浓度为0.4 mg/mL处理组的pH显著低于其他三组(P<0.05),说明在冷藏过程中浓度为0.4 mg/mL的生姜提取物能抑制淘汰蛋鸡胸肉糜pH升高。相似结果在前人研究中也有报道,例如在汉堡肉中加入植物提取物从而抑制肉糜pH的升高,同时获得更好的物理化学特性[31]。

图5 生姜提取物对淘汰蛋鸡胸肉糜pH的影响

2.5 生姜提取物对淘汰蛋鸡胸肉糜质构的影响

质构是反映肉质品品质及消费者可接受性的重要指标,其中硬度是使食品保持原有形状的内部结合力大小;弹性是食品在外力作用下的恢复程度;咀嚼度是食品发生咀嚼时的持续抵抗能力;粘聚性能度量食品内部各组成元素间相互结合的紧密程度[32]。

由表1可知,对照组淘汰蛋鸡胸肉糜的硬度、咀嚼度、弹性和粘聚性随时间延长不断下降,至12 d下降至最低值,可能是冷藏过程中脂肪和蛋白质氧化程度加剧,原本网状结构遭到破坏,导致肉糜弹性、硬度和咀嚼度下降。三组处理组淘汰蛋鸡胸肉糜弹性在冷藏期第3 d有上升趋势,第6 d开始不断下降,其原因可能是生姜提取物与肉糜中蛋白质形成不稳定网络结构,暂时保持肉糜的弹性,随着氧化程度加剧,组织化断裂,肉糜的弹性恢复下降趋势[33]。总体来看三组处理组肉糜的质构特性优于对照组,且浓度越大优势越明显。

表1 生姜提取物对淘汰蛋鸡胸肉糜质构的影响

2.6 冷藏期内淘汰蛋鸡胸肉糜电子鼻分析

电子鼻是一种由部分选择性的化学传感器阵列和适当模式识别系统组成,能识别简单或复杂气味[34],作为分析食品感官特性的一种新兴技术,越来越多的被应用于食品新鲜度的检测[35]。

主成分分析即PCA分析是将所提取的传感器信息进行转换和降维后再进行线性分类,最后只显示主要的二维散点图[36]。图6是淘汰蛋鸡胸肉糜在冷藏期间的PCA图。PC1和PC2贡献率在不同天数有所差异,二者累计贡献率分别是99.95%、99.99%、99.96%、99.94%和99.87%,均大于95%,说明PC1和PC2能够反映出样本的整体信息。对照组与三组处理组之间的PCA图在0、3、6和9 d无重叠现象,说明在冷藏前期对照组与各处理组产生的挥发性气体成分不同。12 d的PCA图中生姜提取物浓度0.05 mg/mL组与0.2 mg/mL组出现部分重合,说明二者在冷藏期间产生的挥发性气体成分相似,且相较于对照组,其他三个处理组虽然能通过第一主成分进行区分,但分布区域相近,说明其气味组成相较于对照组差别较大。故添加生姜提取物能够延缓淘汰蛋鸡胸肉糜在冷藏期间因氧化导致的气味变化。

图6 不同天数淘汰蛋鸡胸肉糜挥发性成分的主成分分析

2.7 生姜提取物对淘汰蛋鸡胸肉糜菌落总数的影响

菌落总数能反映肉及肉制品受微生物污染的程度[37]。图7为生姜提取物对淘汰蛋鸡胸肉糜菌落总数的影响,可以看出冷藏过程中不同实验组菌落总数呈现不同增长趋势。从第6 d开始,对照组与生姜提取物浓度为0.05 mg/mL组的菌落总数增长速率变大,其余两个处理组菌落总数增长较为平缓。该实验结果说明一定浓度生姜提取物可以减缓菌落总数的增加,降低淘汰蛋鸡胸肉糜腐败变质的速率,从而获得更长的保质期和更好的食用品质特性。

图7 生姜提取物对淘汰蛋鸡胸肉糜菌落总数的影响

2.8 生姜提取物对淘汰蛋鸡胸肉糜水分分布的影响

表2 生姜提取物对淘汰蛋鸡胸肉糜水分分布的影响

低场核磁共振因其无损、简便快速的特点被广泛用于肉及肉制品水分存在状态的研究,由各峰面积占总峰面积的比例可估算出不同状态水分的含量,分别为P21(结合水)、P22(不易流动水)、P23(自由水)[38]。随着冷藏时间延长,对照组中的不易流动水含量显著下降而自由水含量显著上升(P<0.05),结合水含量无明显变化趋势。说明在冷藏过程肉糜中的不易流动水逐渐转化成自由水,导致蒸煮损失增大。与对照组相比,添加生姜提取物的淘汰蛋鸡胸肉糜体系中不易流动水含量下降速度和自由水含量上升速度明显减缓,且生姜提取物浓度越大效果越明显,其中生姜提取物浓度0.4 mg/mL组效果最好。

2.9 各指标相关性分析

由表3相关性分析结果说明TBARS值与蒸煮损失(r=0.723,P<0.01)、L*值(r=0.567,P<0.01)、pH(r=0.618,P<0.01)、菌落总数(r=0.564,P<0.01)、P23(r=0.593,P<0.01)极显著正相关,与硬度(r=-0.622,P<0.01)、弹性(r=-0.886,P<0.01)、咀嚼度(r=-0.689,P<0.01)、P22(r=-0.656,P<0.01)极显著负相关。说明随着冷藏时间的延长,淘汰蛋鸡胸肉糜的氧化程度越严重,微生物含量随之升高,肉糜内部网状结构被破坏,不易流动水含量下降,自由水含量上升,从而导致水分流出,亮度增加,肉糜的质构特性同时也变差。

表3 各指标相关性分析

3 结论

本实验研究在冷藏期间不同浓度生姜提取物对淘汰蛋鸡胸肉糜品质特性的影响,结果证实了生姜提取物可以较好地减缓淘汰蛋鸡胸肉糜的TBARS值和菌落总数的增大,进而在一定程度上延长了淘汰蛋鸡胸肉糜的冷藏期。同时生姜提取物能够减缓淘汰蛋鸡中不易流动水向自由水转化的速度,减少淘汰蛋鸡胸肉糜蒸煮损失,减缓pH增加,改善质构特性,减缓冷藏过程中因氧化导致的气味变化,但不利于淘汰蛋鸡胸肉糜颜色的保持。综合看来,冷藏期间淘汰蛋鸡胸肉糜品质特性可以通过添加生姜提取物来改善,且以生姜提取物浓度为0.4 mg/mL组的改善效果最好。