提高冷凍雞肉丸食用品質的復合抗凍劑配方優化

宋 蕾，高 天，馬瑞雪，張 昕，張 林，江 蕓，李蛟龍，高 峰，*，周光宏

（1.南京農業大學動物科技學院，江蘇省動物源食品生產與安全保障重點實驗室，食品安全與營養協同創新中心，江蘇 南京 210095；2.南京師范大學金陵女子學院，江蘇 南京 210097）

提高冷凍雞肉丸食用品質的復合抗凍劑配方優化

宋 蕾1，高 天1，馬瑞雪1，張 昕1，張 林1，江 蕓2，李蛟龍1，高 峰1，*，周光宏1

（1.南京農業大學動物科技學院，江蘇省動物源食品生產與安全保障重點實驗室，食品安全與營養協同創新中心，江蘇 南京 210095；2.南京師范大學金陵女子學院，江蘇 南京 210097）

為緩解冷凍貯藏對冷凍雞肉丸食用品質的影響，量得到“低甜、低熱”且經濟適用的復合抗凍劑。選擇海藻糖和聚葡萄糖與傳統商業抗凍劑（蔗糖和山梨醇）混合進行L9（34）正交試驗，并測定了解凍汁液流失率、總壓出汁液損失率和質構特性等指標。結果表明：冷凍雞肉丸中復合抗凍劑的最佳添加量（質量分數）為：海藻糖1.0%、聚葡萄糖4.0%、蔗糖3.0%和山梨醇2.0%。在冷凍雞肉丸中添加該復合抗凍劑，可以有效地提高其保水性和質構特性。

海藻糖；聚葡萄糖；雞肉丸；食用品質

宋蕾， 高天， 馬瑞雪， 等. 提高冷凍雞肉丸食用品質的復合抗凍劑配方優化［J］. 食品科學， 2016， 37（8）: 13-17.

SONG Lei， GAO Tian， MA Ruixue， et al. Optimization of the formulation of composite cryoprotectant to improve the eating quality of frozen chicken meatballs［J］. Food Science， 2016， 37（8）: 13-17. （in Chinese with English abstract） DOI:10.7506/ spkx1002-6630-201608003. http://www.spkx.net.cn

近年來，隨著人們生活水平的提高，以農、畜、禽、水產品為原料，經適當加工后，可直接食用或食用前僅需簡單加工或熱處理的調理食品得到了消費者的青睞，而冷凍雞肉丸是眾多調理食品中食用較為廣泛的一種［1］。調理食品多以包裝或散裝形式于冷凍（-18 ℃）、冷藏（7 ℃以下）或常溫的條件下貯存、銷售，但在貯存和銷售過程中，凍藏會降低其食用品質。Leygonie等［2］提出凍結和解凍能夠降低肉制品的保水性、嫩度和質構等。抗凍劑能夠降低凍藏對肌肉品質造成的損傷，但是傳統的商業抗凍劑甜度和熱量都比較高，限制了其在食品行業的應用。因此，探尋新型高效的復合抗凍劑對調理食品的進一步推廣應用有重要的意義。近年來，一些小分子的糖類物質作為新型抗凍劑被廣泛使用。其中，海藻糖是由兩個葡萄糖分子以α-α-1-1-糖苷鍵構成的非還原性糖類，有“生命之糖”的美譽［3-5］。在食品工業中，海藻糖能夠防止食品中淀粉的老化和蛋白質變性，具有矯味、矯臭作用［6］。聚葡萄糖是以1，6-（α）糖苷鍵結合為主的一種D-葡萄糖多聚體，具有低熱量、穩定、極高耐受性等的特性，可廣泛應用于食品中［7-9］。Kova?evi?等［10］研究表明，海藻糖能夠降低冷凍貯藏對雞肉中鹽溶性蛋白的破壞程度。Sadler等［11］指出，在腌碎肉中添加聚葡萄糖能夠更好地保持肉品原有的品質。Wu等［12］研究報道貢丸中添加低聚木糖醇能夠顯著地提高其保水性和感官品質。但是，目前功能性食品抗凍劑海藻糖和聚葡萄糖在調理食品尤其是冷凍雞肉丸中作為復合抗凍劑的研究報道較少。本實驗選取海藻糖和聚葡萄糖作為抗凍劑，并與傳統商業抗凍劑（蔗糖和山梨醇）混合進行L9（34）正交試驗，以期能夠降低凍藏對雞肉丸食用品質的影響，改善冷凍調理食品的食用品質，得到“低甜、低熱”且經濟實用的復合抗凍劑，為冷凍雞肉丸的工業生產提供理論參考。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

新鮮雞大胸肉和豬肥膘 蘇食公司。

復合磷酸鹽（焦磷酸鈉和三聚磷酸鈉） 天津博迪化工有限公司；海藻糖、聚葡萄糖 南京壽德生物技術有限公司；食鹽、馬鈴薯原淀粉、調味料 市購；碎冰自制。

1.2儀器與設備

UMC-5C斬拌機 德國Stephan公司；TA-XT Plus型質構儀 英國Stable Micro System公司；SIM-F124型制冰機 日本三洋電子有限公司；BS233型電子分析天平 北京賽多利斯計量儀器有限公司；CR-400型色差儀日本柯尼卡公司；ZKSY-600智能恒溫水浴鍋 南京科爾儀器設備有限公司；DW-40L92型低溫保存箱 青島海爾特種電器有限公司。

1.3方法

1.3.1冷凍雞肉丸生產工藝流程

雞肉和豬肥膘（豬肥膘20%（按占雞肉質量分數，下同））→斬碎→添加配料（食鹽2%、混合磷酸鹽0.26%、馬鈴薯淀粉6%、白胡椒粉0.2%、蔥粉0.3%、海藻糖和聚葡萄糖），攪勻→加水，攪勻→制作肉丸子（（20±5）g左右）→包裝→-20 ℃凍藏（30 d）。

1.3.2單因素試驗

將制備好的肉餡每400 g為一份，分別添加0.0%（對照組）、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%的海藻糖和2.0%、3.0%、4.0%和5.0%的聚葡萄糖并攪拌混勻之后，制成雞肉丸并于-20 ℃條件下凍藏30 d后，分別測定保水性和質構特性，從而篩選出各抗凍劑的較佳添加量。

1.3.3正交試驗

在單因素試驗的基礎上，以海藻糖、聚葡萄糖和傳統商業抗凍劑添加量（蔗糖、山梨醇的添加量選擇均不大于4%）為影響因素進行L9（34）正交試驗（表1），并凍藏30 d，以保水性和質構為評價指標，篩選出復合抗凍劑的最佳添加量。每組試驗處理3 個重復。

表1　正交試驗因素與水平Table 1 Factors and levels used in orthogonal array design

1.3.4指標測定

1.3.4.1解凍汁液流失率測定

冷凍雞肉丸解凍前稱質量（M1），4 ℃解凍過夜，打開包裝袋取出量品，用吸水紙吸干量品表面的汁液，再次稱質量（M2）。解凍汁液流失率計算見式（1）：

1.3.4.2總壓出汁液損失率測定

總壓出汁液損失率的測定方法參見文獻［13］，即取解凍后量品（m1）1.5 g用濾紙包裹置離心機中，4 000×g、20 ℃離心10 min，去除濾紙再精確稱質量（m2）。總壓出汁液損失率計算見式（2）：

1.3.4.3質構分析

不同海藻糖和聚葡萄糖添加量的冷凍雞肉丸在0～4 ℃環境中解凍約12 h。解凍后的雞肉丸立即放入80 ℃熱水中煮制15 min，撈出淋干水分，冷卻至室溫。取雞肉丸的中心部位，制成高20 mm、直徑20 mm的圓柱體，測試條件參照馬漢軍等［14］的方法并作修改：測試前速率2.0 mm/s，測試速率1.0 mm/s，測試后速率2.0 mm/s；壓縮比50%，時間5 s；觸發類型：自動；探頭類型：P/50。質構分析參考Bourne［15］的方法：硬度為第1次壓縮時使用力的最大值（N）；內聚性為第2次壓縮曲線面積和第1次壓縮曲線面積的比值；彈性為第1次壓縮后量品的回復百分比；咀嚼性計算見式（3），每個處理組重復3 次。

1.4數據處理與統計分析

數據結果采用SAS 8.1軟件對均值進行統計分析，顯著性水平為0.05。單因素試驗采用鄧肯氏多重比較方差分析；正交試驗結果綜合采用極差分析和方差分析；驗證試驗結果采用獨立t檢驗分析。試驗結果繪圖采用Origin 8.5軟件（美國微軟公司）。實驗重復3 次，數據結果表示為

2　結果與分析

2.1海藻糖添加量單因素試驗結果

2.1.1海藻糖添加量對冷凍雞肉丸保水性的影響

圖1　海藻糖添加量對冷凍雞肉丸解凍汁液流失率（A）和總壓出汁液損失率（B）的影響Fig.1 Effect of trehalose addition on the thawing loss and expressible moisture of chicken meatballs

由圖1可知，凍藏30 d后，冷凍雞肉丸的解凍汁液流失率和總壓出汁液損失率隨著海藻糖添加量的增大呈先減小后增大的趨勢。添加1.0%、1.5%和2.0%的海藻糖，都能夠顯著降低冷凍雞肉丸的解凍汁液流失率和總壓出汁液損失率（P＜0.05），相對于對照組分別下降了41.70%、38.52%、22.97%和44.96%、38.53%、28.74%。海藻糖添加量大于1.5%時，雖然能夠增加冷凍雞肉丸的保水性（P＜0.05），但是冷凍雞肉丸的解凍汁液流失率和總壓出汁液損失率反而增大，這可能是因為海藻糖具有雙重作用，在冷凍雞肉丸中海藻糖添加量較大時，其增稠作用發揮了主要作用，抗凍作用為次要作用。由此可知，冷凍雞肉丸中添加1.0%的海藻糖對增加保水性的效果最好。李勤等［16］研究發現，海藻糖能夠降低冷凍豬肉的解凍汁液流失率。Fuchigami等［17］在內酯豆腐中添加海藻糖，再將豆腐經超高壓和冷凍處理之后，發現海藻糖在降低冰晶體的大小方面具有重要的作用。海藻糖可能降低了肉量在冷凍過程中產生的冰晶體的大小，減少冷凍貯藏對肌肉組織和細胞的損傷；這也驗證了海藻糖的“水替代”假說，即海藻糖可代替動植物組織或細胞中水分的作用。

2.1.2海藻糖添加量對冷凍雞肉丸質構特性的影響

表2　海藻糖添加量對冷凍雞肉丸質構特性的影響（n=9）Table 2 Effect of trehalose addition on texture profile analysis of chicken meatballs （n= 9）

肉制品的質構是衡量其食用品質的重要指標之一，通常會隨著凍藏時間的延長而降低［18］。由表2可知，凍藏30 d后，冷凍雞肉丸的彈性、內聚性、回復力和膠黏性都隨著海藻糖添加量的增加呈先增加后減小的趨勢，咀嚼性隨著海藻糖添加量的增加呈先減小后增大的趨勢。與對照組相比，海藻糖添加量為1.0%時，冷凍雞肉丸的彈性、內聚性和膠黏性都顯著高于對照組，咀嚼性顯著低于對照組（P＜0.05）。同時，冷凍雞肉丸中添加海藻糖對其回復力沒有顯著的影響（P＞0.05）。路飛等［19］研究指出，在海藻糖添加量小于3.0%時，其對大米面包的感官特性及質構特性有一定的促進效果，但不明顯。周楊等［20］提出，在麻糬中添加相同的海藻糖、麥芽糖和蔗糖，其抗老化作用以海藻糖最好。

2.2聚葡萄糖添加量單因素試驗結果

2.2.1聚葡萄糖添加量對冷凍雞肉丸保水性的影響

圖2　聚葡萄糖對冷凍雞肉丸解凍汁液流失率（A）和總壓出汁液損失率（B）的影響Fig.2 Effect of polydextrose addition on the thawing loss and expressible moisture of chicken meatballs

由圖2可知，冷凍雞肉丸的解凍汁液流失率和總壓出汁液損失率隨著聚葡萄糖添加量的增大呈先減小后增大的趨勢。與對照組相比，當聚葡萄糖添加量不小于4.0%時，能夠顯著地降低其解凍汁液流失率（P＜0.05），且在4.0%時，解凍汁液流失率最小。而冷凍雞肉丸中添加聚葡萄糖都能顯著地降低其總壓出汁液損失率（P＜0.05），且在4.0%時總壓出汁液損失率最低。綜合考慮，添加4.0%的聚葡萄糖對增加冷凍雞肉丸保水性的效果最好。這與劉安軍等［7］在凍藏鳙魚魚糜中的研究結果一致。余利新等［21］指出，當聚葡萄糖從玻璃態轉變成彈性狀態，其水分的有效擴散急增，這對食品貯藏有著積極的作用。林歡等［22］在低鈉鹽香腸中添加聚葡萄糖，其保水性隨著聚葡萄糖添加量的增大而增大，但當聚葡萄糖的添加量較高時，其保水性反而下降。Srisuvor等［23］研究表明，在100 mL牛奶中添加1 g聚葡萄糖其保水性顯著的高于對照組。

2.2.2聚葡萄糖添加量對冷凍雞肉丸質構特性的影響

表3　聚葡萄糖添加量對冷凍雞肉丸質構特性的影響Table 3 Effect of polydextrose addition on texture profile analysis of chicken meatballs

由表3可知，與對照組相比，當冷凍雞肉丸中添加2.0%和3.0%的聚葡萄糖時，對其內聚性、回復力、膠黏性和咀嚼性都沒有顯著的影響（P＞0.05）。當聚葡萄糖添加量不小于4.0%時，冷凍雞肉丸的彈性、內聚性、回復力和膠黏性都顯著高于對照組（P＜0.05），之后隨著聚葡萄糖添加量的增加，彈性、內聚性、回復力和膠黏性都減小。冷凍雞肉丸的咀嚼性隨著聚葡萄糖添加量的增加而呈先減小后增大的趨勢，且在聚葡萄糖添加量達到4.0%時，其咀嚼性最小，與對照組相比，下降了10.60%。由此可見，4.0%的聚葡萄糖添加量對提高冷凍雞肉丸質構特性的效果最好。

聚葡萄糖是一種由大量分支的碳水化合物組成的聚合體，它依靠主鏈間氫鍵等共價作用力能形成連續的具有一定黏彈性的三維凝膠網絡結構，能起類似面筋網絡結構的功能，故可改良冷凍雞肉丸的質構特性。但添加量較大時，由于聚葡萄糖本身由很強的吸水性，使冷凍雞肉丸的質構特性反而降低［24］。有研究［25］提出，在大臘腸中加入適量的聚葡萄糖，有利于提高產品感官質量和彈性，使其更具咀嚼性，并且不影響其發酵過程，Nopianti等［26］研究指出，在金線魚科魚糜中添加聚葡萄糖作為抗凍劑，能夠更好地保持魚糜原有的物理化學結構。而國內對聚葡萄糖在肉制品的應用研究報道較少。

2.3正交試驗結果

表4　冷凍雞肉丸抗凍劑正交試驗設計及結果Table 4 Orthogonal array design and results for the optimization of composite cryoprotectant for chicken meatballs

結合單因素試驗結果，以及為降低傳統商業抗凍劑的添加量（蔗糖和山梨醇的添加量不大于4.0%），正交試驗設計見表4。可以得出，以解凍汁液流失率為參考指標，冷凍雞肉丸中抗凍劑的最佳添加量組合為A2B2C3D2，即添加量分別為海藻糖1.0%、聚葡萄糖4.0%、蔗糖3.0%和山梨醇2.0%。以硬度為參考指標，冷凍雞肉丸中抗凍劑的最佳添加量組合為A2B2C3D3，即添加量分別為海藻糖1.0%、聚葡萄糖4.0%、蔗糖3.0%和山梨醇3.0%。

表5　解凍汁液流失率方差分析結果Table 5 Analysis of variance for thawing loss

表6　硬度方差分析結果Table 6 Analysis of variance for hardness

表5、6方差分析結果表明，海藻糖添加量對冷凍雞肉丸解凍汁液流失率有極顯著的影響（P＜0.01），聚葡萄糖、蔗糖和山梨醇添加量對其無顯著的影響。但是，海藻糖、聚葡萄糖和山梨醇添加量對冷凍雞肉丸硬度有極顯著的影響（P＜0.01），但蔗糖添加冷凍量對雞肉丸的硬度沒有顯著的影響。綜合極差分析和方差分析結果可知：A、B、C、D 4 個因素對冷凍雞肉丸影響的主次順序為：A＞D＞B＞C。以解凍汁液流失率和硬度等參考指標確定的前3 個抗凍劑的最佳添加量為海藻糖1.0%、聚葡萄糖4.0%、蔗糖3.0%，而山梨醇的添加量卻不同。但是在實際生產中，由于傳統的商業抗凍劑的甜度較高，其應用受到限制，再結合實際生產成本問題，因此，本研究建議采用山梨醇的添加量為2.0%。綜上所述，確定冷凍雞肉丸中抗凍劑的最佳添加量組合為A2B2C3D2，即添加量分別為海藻糖1.0%、聚葡萄糖4.0%、蔗糖3.0%和山梨醇2.0%。但是，由于此組合不在該正交試驗設計中，故需進行驗證實驗。

2.4驗證實驗結果

表7　驗證實驗結果Table 7 Verification of the optimum tumbling conditions

按照冷凍雞肉丸中抗凍劑的最佳添加量組合A2B2C3D2，以解凍汁液流失率和硬度為考察指標，與正交試驗中最優組合A2B2C3D3對比分析結果見表7，可知A2B2C3D2組合的解凍汁液流失率顯著小于A2B2C3D3組合（P＜0.05），雖然2 種組合的硬度差異不顯著（P＞0.05），但是A2B2C3D2組合的硬度還是要低于A2B2C3D3組合，即按照抗凍劑最佳添加量組合A2B2C3D2制作的冷凍雞肉丸優于正交試驗中的其他所有組合，解凍汁液流失率和硬度最低，分別為（3.86±0.51）%、1 713.0 N。因此，最終確定冷凍雞肉丸中抗凍劑的最佳添加量組合為A2B2C3D2，即添加量分別為海藻糖1.0%、聚葡萄糖4.0%、蔗糖3.0%和山梨醇2.0%。

3　結 論

通過正交試驗得出，冷凍雞肉丸中抗凍劑的最佳添加量為：海藻糖1.0%、聚葡萄糖4.0%、蔗糖3.0%和山梨醇2.0%，此條件下，解凍汁液流失率和硬度最低，分別為（3.86±0.51）%、1 713.0 N。實驗得到的混合抗凍劑能夠有效地降低冷凍雞肉丸的解凍汁液流失率和硬度，從而有效地提高了冷凍雞肉丸的食用品質。

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Optimization of the Formulation of Composite Cryoprotectant to Improve the Eating Quality of Frozen Chicken Meatballs

SONG Lei1， GAO Tian1， MA Ruixue1， ZHANG Xin1， ZHANG Lin1， JIANG Yun2， LI Jiaolong1， GAO Feng1，*， ZHOU Guanghong1
（1. Key Laboratory of Animal Origin Food Production and Safety Guarantee of Jiangsu Province， Synergetic Innovation Center of Food Safety and Nutrition， College of Animal Science and Technology， Nanjing Agricultural University， Nanjing 210095， China；2. Ginling College， Nanjing Normal University， Nanjing 210097， China）

The study aimed to obtain a low-sweetness， low-calorie and economic composite cryoprotectant which mitigates the negative effect of frozen storage on the eating quality of chicken meatballs. Trehalose and polydextrose were selected for combination with two traditional commercial cryoprotectants （sucrose and sorbitol） to design a three-level orthogonal array. Thawing loss， expressible moisture and texture properties were determined. The results showed that the optimal combination was trehalose 1.0%， polydextrose 4.0%， 3.0% sucrose and sorbitol 2.0%. The addition of the composite cryoprotectant in frozen chicken meatballs could effectively improve the water holding capacity and texture properties of frozen chicken meatballs.

trehalose； polydextrose； chicken meatballs； eating quality

10.7506/spkx1002-6630-201608003

TS251.5

A

1002-6630（2016）08-0013-05

10.7506/spkx1002-6630-201608003. http://www.spkx.net.cn

2015-07-24

“十二五”國家科技支撐計劃項目（2012BAD28B03）

宋蕾（1989—），女，碩士研究生，研究方向為肉品質量安全控制。E-mail：njsonglei@163.com

高峰（1970—），男，教授，博士，研究方向為肉品質量安全控制。E-mail：gaofeng0629@sina.com

引文格式：