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基于低场核磁共振探究解冻过程中肌原纤维水对鸡肉食用品质的影响

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-06-26
核心提示:肌肉中含有约75%的水,即肌原纤维水,简称为“肌水”,此外,肌水的分布和流动性对肉品质如多汁性、嫩度和外观具有很大的影响。核磁共振(NMR)可以提供关于水质子与蛋白质中可交换质子之间相互作用的直接信息,从而提供肌水的化学物理状态。
   肌肉中含有约75%的水,即肌原纤维水,简称为“肌水”,此外,肌水的分布和流动性对肉品质如多汁性、嫩度和外观具有很大的影响。核磁共振(NMR)可以提供关于水质子与蛋白质中可交换质子之间相互作用的直接信息,从而提供肌水的化学物理状态。近年来,低场(low field,LF)-NMR弛豫测量法已经被广泛用于研究肌肉和肉中水分布和流动性的变化。在食品工业中,冷冻是保存肉类和肉制品的常用方法,冻鸡肉是人们日常生活中常见的冷冻肉制品之一。关于冷冻肉质量的研究报道,人们主要关注冻结过程对肉品质的影响。然而,事实上解冻过程同样是损害肉品质的重要因素。
 
  来自黑龙江八一农垦大学食品学院的程天赋、俞龙浩*、蒋奕和张翼飞等人在微波解冻与冷藏解冻对冻猪肉食用品质影响的研究中发现,肌水的迁移及分布与猪肉的蒸煮损失、WHC、a*值及多汁性等具有一定的相关性。本研究主要利用LF-NMR技术,探究不同解冻方式下肌水对冻鸡肉的食用品质是否有影响。
 
  1、解冻过程中肉样的温度变化
 
  从结果中可以非常明显地观察到5 种解冻方式组的解冻速率间的差异性,解冻速率为:微波-2>微波-1>200 W超声>180 W超声>冷藏。值得注意的是,当肉样中心温度达到肉的冰点(-1.1~-1.4 ℃)附近时,冻结肉的导热系数降低,解冻速率显着下降。
 
  2、解冻方式对食用品质的影响
 
  5 组解冻肉样的pH值与对照组无显着差异(P>0.05),表明在本次实验中解冻方式对鸡肉pH值无影响。本实验使用的原料肉为宰后32 h的冷鲜鸡胸肉,对照组的pH值为5.96,说明原料肉度过了僵直期处于成熟期;而解冻肉样经过冷冻及解冻后pH值与对照组无显着差异,说明早在冷冻之前肉样的糖酵解酶及蛋白酶的作用已完成,肉样成熟后,其pH值较稳定,不再受冷冻及解冻方式的影响。不同解冻方式下肉样的解冻损失率差异极显着(P<0.01),呈现超声解冻>冷藏解冻>微波解冻的趋势。解冻速度快、解冻损失小是微波解冻的技术优势,微波可使肌肉中的极性分子发生剧烈的分子运动,达到解冻样本内外同时加热的效果,能够更好地保存样本自身的食用品质。本研究结果也体现了这一特征,两种微波解冻程序下的解冻损失最低,明显优于冷藏解冻与超声解冻。此外,200 W超声解冻肉样的解冻损失率极显着高于180 W的解冻肉样(P<0.01),表明解冻损失率与超声功率呈正比。因此,相比于冷藏解冻的恒温条件,超声解冻表现出更高的解冻损失率(P<0.01)。在本研究中5 组解冻肉样的蒸煮损失率均极显着高于对照组(P<0.01)。虽然冷藏解冻肉样的解冻损失率极显着低于超声解冻(180 W与200 W)肉样,但其蒸煮损失率却显着高于两组超声解冻肉样。相比于其他解冻组,两组微波解冻肉样蒸煮损失率和解冻损失率均最低,且组间无显着差异(P>0.05)。而在超声解冻肉样中,180 W超声解冻肉样的蒸煮损失率极显着高于200 W超声解冻肉样(P<0.01)。冷藏解冻和微波解冻肉样的WHC与对照组总体无显着差异(P>0.05),仅超声解冻肉样的WHC极显着低于对照组(P<0.01)。在5 组解冻肉样中,微波-2解冻肉样的WHC与对照组最接近,仅比对照组低0.63%;200 W超声解冻肉样的WHC最低,仅为29.99%,与对照组相差11.36%。解冻方式对鸡肉的L*值和b*值无显着影响(P>0.05)。与对照组相比,5 组解冻肉样的a*值也无显着变化(P>0.05),但200 W超声解冻肉样的a*值极显着高于冷藏解冻肉样(P<0.01)。虽然200 W超声解冻肉样的a*值与对照组无统计学差异,但其平均值(3.04)却大于对照组(2.24),这是由于肉样在200 W超声波的作用下其温度相对较高,导致鸡肉中的细胞骨架蛋白变性致使细胞中的亚铁血红素发生水解剪切力是反映肉嫩度的客观指标,与嫩度成反比。与对照组相比,冷藏解冻肉样剪切力显着增加(P<0.05),增加了5.48 N,是因为冷藏解冻期间鸡肉发生汁液损失,进而导致较少量水可用于水合肌纤维,使得肉的韧性增加。其余4 组解冻肉样剪切力差异显着,但微波-2解冻肉样剪切力(10.98 N)低于对照组(11.58 N),与微波解冻对猪肉嫩度的影响结果一致,这可能与微波-2解冻肉样具有更高的WHC、更低的解冻损失和蒸煮损失相关。
 
  3、解冻方式对水溶性等的影响
 
  微波-2解冻肉样的水溶性蛋白含量与对照组无显着差异(P>0.05),冷藏解冻和微波-1解冻肉样的水溶性蛋白含量显着低于对照组(P<0.05),超声解冻肉样极显着低于对照组(P<0.01)。5 组解冻肉样的盐溶性蛋白含量均显着高于对照组(P<0.05),这可能是由于冻结和解冻过程对盐溶性蛋白的析出具有促进作用。
 
  4、解冻方式对水分分布的影响
 
  本实验中的微波-2和200 W超声解冻肉样出现4 个水分群,其余4 组肉样均只有3 个水分群。将这4 种水分群表示为T20(0~0.1 ms)、T21(0.1~1.0 ms)、T22(40~50 ms)和T23(100~250 ms),分别代表着强结合水、弱结合水、不易流动水和自由水。由于各组肉样的T2峰面积总和间存在显着差异(P<0.05),因此各组间4 个峰面积间的统计学差异性并无实际意义。据推测,肉样T2峰面积总和间的统计学差异可能是冻结损失、解冻损失、白羽鸡活体的个体因素以及宰前因素所导致的。6 组肉样中,仅微波-2和200 W超声解冻肉样出现强结合水水分群,说明长时间的微波和大功率的超声波作用存在可能使弱结合水向强结合水迁移。此外,与对照组相比,5 组解冻肉样的T21峰顶点时间无显着差异(P>0.05),T21峰比例发生了显着变化。说明解冻方式对T21峰顶点时间无影响,对弱结合水的含量有影响。与对照组相比,200 W超声解冻肉样的T21峰比例显着降低(P<0.05),说明200 W超声解冻肉样的弱结合水含量下降。其余4 组解冻肉样的T21峰比例与对照组相比无显着差异(P>0.05),但均有所减少。解冻方式对T22峰顶点时间和T22峰比例有显着影响(P<0.05)。与对照组相比,冷藏解冻和200 W超声解冻肉样的T22峰顶点时间显着延长(P<0.05),峰值右移;其他3 组解冻肉样之间T22峰顶点时间无显着差异,但两组微波解冻肉样的T22有左移的趋势。5 组解冻肉样的T22峰比例与对照组相比均显着下降,其中微波-2解冻肉样与对照组相比差异显着(P<0.05),其余4 组与对照组相比差异极显着(P<0.01)。该结果说明解冻过程会降低冻鸡肉肉样肌水中的不易流动水含量。解冻方式对T23峰顶点时间无影响,而对T23峰比例具有显着影响(P<0.05)。与对照组相比,微波解冻肉样的T23峰比例无显着差异(P>0.05),其中微波-2解冻肉样的T23峰比例与对照组更为接近,分别为1.15%和1.09%;冷藏解冻和超声解冻肉样的T23峰比例比对照组分别显着增加了约1.5~2.0 倍。结果表明冷藏解冻与超声解冻会增加冻鸡肉肉样肌水中的自由水含量。以上结果表明,本实验涉及到的5 种解冻方式对冻鸡肉肉样的水分分布及其流动性均有不同程度的影响。其中微波-2解冻肉样的水分分布与鲜鸡肉最为接近,T21、T22和T23均无显着变化,但却比鲜鸡肉多出一个弛豫时间为T20的强结合水水分群;其余4 组解冻肉样均表现出不易流动水向自由水迁移的现象,这与它们具有更高的解冻损失、蒸煮损失和更低的WHC高度相关。a*值与解冻损失率显着正相关(P<0.05),但相关系数(r)较低,仅为0.555,本课题组针对猪肉的研究中,此相关系数达0.721,这是哺乳动物与非哺乳动物间的肌红蛋白含量差异造成的;与T20峰比例呈显着负相关(P<0.05)(r=-0.843)。WHC与T20、T21和T22峰比例呈极显着正相关(P<0.01),相关系数(r)分别为0.924、0.658和0.769;与解冻损失率(r=-0.829)、蒸煮损失率(r=-0.670)、T23峰比例(r=-0.637)呈极显着负相关(P<0.01)。T20、T21和T22峰比例与肉样的解冻损失率、蒸煮损失率呈显着(P<0.05)或极显着负相关(P<0.01)。本实验5 种解冻方式中,两组微波解冻肉样的解冻损失率和蒸煮损失率更低,WHC更高,其余3 组解冻肉样则恰恰相反。而T23峰比例与解冻损失率和蒸煮损失率间存在极显着正相关(P<0.01),200 W超声解冻肉样的T23峰比例比对照组增加了约2 倍,进而导致了其具有更高的解冻损失率(4.79%),同时还降低了肉样的嫩度,对肉品质产生不利影响。此外,蒸煮损失率、T20、T22和T23峰比例与剪切力存在显着相关性,其中蒸煮损失率、T23峰比例与剪切力之间呈极显着正相关(P<0.01),即与嫩度呈极显着负相关;T20峰比例与剪切力呈显着负相关(P<0.05)(r=-0.820),T22峰比例与剪切力呈极显着负相关(P<0.01)(r=-0.627),即T20、T22峰比例与嫩度成正比。上述结果表明,肉样中结合水与不易流动水含量的增加有助于肉样持水能力和嫩度的提高,对鸡肉肉质的变化起到积极的作用,而自由水含量的增加对鸡肉品质起消极作用。
 
  5、感官评价结果
 
  解冻对鸡肉肉样的外观和风味无影响,对质地、多汁性及整体可接受性具有显着影响(P<0.01)。与对照组相比,5 组解冻肉样的质地评分均显着下降,冷藏和两组超声解冻肉样的评分最低,微波-2解冻肉样的质地评分与对照组最接近;微波-2解冻肉样的多汁性与对照组相比无显着差异(P>0.05),其他组别的多汁性评分均显着或极显着下降。多汁性评分与WHC(r=0.821)、T20(r=0.984)、T21(r=0.584)和T22(r=0.802)峰比例呈正相关, 与解冻损失率(r=-0.765)、蒸煮损失率(r=-0.981)、T23峰比例(r=-0.839)和剪切力(r=-0.606)呈极显着负相关(P<0.01),多汁性是衡量肉食用品质的一项重要指标,该结果表明结合水和不易流动水的增加与WHC的升高对肉样的食用品质具有正面影响,而大量汁液的流失会对肉样的食用品质产生不利影响。微波-2解冻肉样的整体可接受度与对照组相比无显着差异(P>0.05),其余4 组解冻肉样的整体可接受度均极显着低于对照组(P<0.01),冷藏解冻和200 W超声解冻肉样的可接受性最差。
 
  结 论
 
  解冻过程中肉样的T2水分分布情况发生明显变化,与对照组相比,除微波-2解冻外,其余4 组解冻肉样均发生不易流动水T22(40~50 ms)向自由水T23(100~250 ms)迁移;同时,微波-2解冻与200 W超声解冻出现强结合水水分群T20(0~0.1 ms);相关性分析表明,T20、T21和T22峰比例与肉样的持水能力、嫩度和多汁性呈极显着正相关(P<0.01),与解冻损失率、蒸煮损失率呈显着(P<0.05)或极显着(P<0.01)负相关;剪切力与T20峰比例呈显着负相关(P<0.05),与T22峰比例呈极显着负相关(P<0.01)。解冻方式对肉样的外观和风味无显着影响(P>0.05),微波-2解冻肉样的质地与多汁性评分最接近于对照组,整体可接受性更高;冷藏解冻与超声解冻肉样的质地与多汁性更差,整体可接受性也更低。因此,本项研究结果表明在解冻过程中肌原纤维水的迁移情况对鸡肉品质具有显着影响,并且微波-2解冻程序能够更好地抑制解冻过程中肉品质的下降。
 
 
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