冰溫保鮮過程中雞肉品質及微觀結構的變化

李莎莎，計紅芳,*，張令文，武勝龍，韓西平，陳復生，馬漢軍

1(河南科技學院 食品學院，河南 新鄉，453003) 2(河南工業大學食品科學與工程博士后流動站，河南 鄭州，450001)

冰溫保鮮是將食品置于 0 ℃以下，冰點以上溫度區域(冰溫帶)內進行貯藏[1]。冰溫貯藏可以抑制酶的活性與微生物繁殖，從而最大限度地保持食品新鮮度，減少汁液流失，減緩蛋白變性，延長食品貨架期，被認為是繼冷藏與氣調保鮮之后的第三代保鮮技術[2]。近年來，已有學者研究了冰溫貯藏對雞肉品質與貨架期的影響[3-4]。葛慶聯等、邵磊等研究表明，冰溫保鮮能很好地控制雞肉菌落總數和TVB-N，延緩pH值升高，可將保鮮期延長至10 d左右[5-6]。許立興等研究發現，雞肉在-1 ℃貯藏至18 d時，細菌總數、TVB-N、pH均符合國家二級鮮肉標準。-1 ℃冰溫較4 ℃冷藏能更好地延緩雞肉腐敗變質，使保鮮期延長13 d[7]。CLAVSSEN等根據菌落總數及其質量限量標準(<1×107CFU/g)的結果，證實冰溫雞肉的貨架期比冷藏條件能延長50%[8]。然而，雞肉在冰溫貯藏期間品質及理化性質的變化都與內部水分活動狀態與遷移情況有關。此外，冰溫貯藏期間，雞肉組織結構的變化情況，也鮮有報道。低場核磁共振(low field nuclear magnetic resonance, LF-NMR)是一種快速無損的光譜檢測手段，多數以氫核為研究對象來檢測肉品中氫原子核在磁場中弛豫特征，進而獲取肉品水分分布信息，是國際上在微觀層面用于研究肉品中水分狀態及分布情況的先進技術[9]。掃描電鏡(scanning electron microscope, SEM)可直接利用樣品表面材料物質性能進行微觀成像，也是一種微觀形貌觀察的常用手段。因此，本文以4 ℃冷藏為對照，研究雞肉在-1.5 ℃冰溫貯藏過程中雞肉品質的變化，以及水分分布狀態與遷移、微觀結構的變化等，以期為延長雞肉保鮮期、開發新型雞肉保鮮方式提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

白羽雞日齡 40～45 d，體重約(1.6±0.12)kg，購于河南省新鄉市洪門菜市場。宰殺前12～24 h停止喂食，僅喂水，宰殺后20 min內迅速進入無菌室，4 ℃ 環境下對雞肉進行無菌分割，取雞胸肉，每份200 g左右裝入保鮮袋，排出袋內空氣再裝入自封袋，分別放入4 ℃、-1.5 ℃貯藏，隔天取樣，測各項指標。

1，1,3,3-四乙氧基丙烷、三氯甲烷、三氯乙酸、乙二胺四乙酸二鈉、2-硫代巴比妥酸、MgO、H3BO3、HCl、無水乙醇、平板計數瓊脂培養基、NaCl、25%戊二醛，均為分析純。

1.2 儀器與設備

YP5002電子天平，上海佑科儀器儀表有限公司；DZKW-4恒溫水浴鍋，北京中興偉業儀器有限公司；TGL-15B高速離心機，上海安亭科學儀器廠；AD200L-P型分散均質機，上海昂尼儀器儀表有限公司； WFJ 7200型紫外可見分光光度計，上海尤尼柯儀器有限公司；TA-XT plus質構儀，英國Stable Micro Systems公司；SPX-150-C恒溫恒濕培養箱，上海瑯玕實驗設備有限公司；CR-400色差儀，日本Konica Minolta公司；Quanta 200掃描電子顯微鏡，美國FEI公司；PQ001臺式NMR分析儀，上海紐邁電子有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 色澤的測定

采用CR-400精密色差儀，以標準白板作為對照進行樣品色差測定，每組隨機取3塊平行樣品，每塊樣品在固定的某一表面隨機選取3個點測定，記錄L*、a*和b*值，分別為亮度指數、紅度指數和黃度指數[10]。

1.3.2 持水性的測定

參照許立興等法[7],計算如公式(1)。

(1)

式中：m，由樣貯存前質量；m2，由樣貯存后蒸煮離心后質量。

1.3.3 硬度與彈性的測定

參照ZHOU等法并稍作修改[11]。采用TA-XT plus質構儀對樣品(Φ2 cm×2 cm)進行測試，使用直徑為50 mm的圓柱形探頭(P50)，參數如下：測試前速、測試速度、測后速度均為2 mm/s，壓縮樣品高度為40%，時間5 s，觸發類型為自動，觸發力20 g。相關參數為硬度、彈性。每組樣品測定10次求平均值。

1.3.4 TBA值的測定

參照向雅芳等法并稍作修改[12]。取搗碎的雞肉10 g，加50 mL 75 g/L的三氯乙酸混合液，均質，雙層濾紙過濾，取濾液5 mL加5 mL TBA混勻加塞，90 ℃水浴40 min，冷卻1 h加5 mL三氯甲烷，搖勻靜置分層，上清液532 nm測吸光度。如式(2)所示。

(2)

式中：m1，丙二醛質量，mg；m2，樣品質量，kg。

1.3.5 TVB-N值的測定

參照《GB 5009.228—2016 食品安全國家標準食品中揮發性鹽基氮的測定》[13]。

1.3.6 菌落總數的測定

參照《GB 4789.2—2016 食品安全國家標準食品微生物學檢測菌落總數測定》[14]。

1.3.7 NMR自旋-自旋馳豫時間(T2)的測定

參考邵俊花等法并稍做改動[15]。質子共振頻率22 MHz，測量溫度32 ℃。將約2 g樣品放入直徑為15 mm核磁管中。T2用CPMG序列進行測量。參數：η值(90°脈沖和180°脈沖之間時間)為200 μs，重復掃描32次，間隔時間為110 ms，得到12 000個回波。每組樣品測定5次求平均值。

1.3.8 微觀結構的測定

將肉樣垂直肌纖維方向切成小塊(3 mm×3 mm×3 mm)，用質量濃度為25 g/L的戊二醛(pH 6.8)浸泡，過夜固定。先用0.1 mol/L pH 6.8的磷酸緩沖液洗3次， 每次10 min。然后分別使用體積分數50%～90%的乙醇脫水，每次10 min，再用無水乙醇進行脫水，每次10 min， 共 3次。最后，采用氯仿進行脫脂1 h，再用無水乙醇與叔丁醇混合液(V(無水乙醇)∶V(叔丁醇)=1∶1)以及叔丁醇各進行1次置換，每次為15 min。真空干燥后進行掃描觀察[16]。

1.4 數據統計與分析

2 結果與分析

2.1 雞肉在貯藏過程中色澤的變化

由表1可知，-1.5 ℃貯藏的20 d內，雞肉L*值在51.66～54.09，變化趨勢相對比較穩定，但整體高于4 ℃貯藏的L*值。4 ℃貯藏L*值的變化趨勢波動較大，大體呈先升高后下降趨勢，4 ℃貯藏4 d雞肉的L*值上升至最高，為57.77，是-1.5 ℃貯藏4 d的1.09倍。這可能是因為隨貯藏時間的延長，雞肉的肌纖維結構逐漸遭到破環，蛋白網絡結構收縮，與蛋白質結合的水游離出來，水分積于雞肉表面，導致對光的反射能力增強[17]。4 ℃貯藏6 d時L*值為51.22，顯著下降(P<0.05)，這可能是因為發生了脂肪氧化和色素降解反應等，使雞肉表面顏色發暗[18]，或者是肌紅蛋白與氧氣結合生成褐色的高鐵肌紅蛋白，導致貯藏后期L*值下降，與劉茵茵等[19]研究結果基本一致。

雞肉在-1.5 ℃和4 ℃貯藏期間，a*值變化趨勢大體相似，均呈先升高后降低趨勢，且4 ℃條件下的a*值高于-1.5 ℃。貯藏前期，雞肉中的肌紅蛋白與包裝袋中殘留少量氧氣結合生成鮮紅色不穩定的氧合肌紅蛋白，從而使a*值增大[7]；隨貯藏時間延長，脂肪氧化產生的自由基破壞了高鐵肌紅蛋白還原酶，導致高鐵肌紅蛋白增多，雞肉從鮮紅色變為褐色，a*值變小[7]。-1.5 ℃和4 ℃貯藏期間雞肉的b*值變化趨勢和a*值變化趨勢相類似。

表1 4 ℃和-1.5 ℃貯藏過程中雞肉色澤、硬度和彈性的變化Table 1 Change in color, hardness and springiness of chicken during stored at 4 ℃ and -1.5 ℃

注：大寫字母表示4 ℃條件下指標差異顯著性(P<0.05)；小寫字母表示-1.5 ℃條件下指標差異顯著性(P<0.05)。

2.2 雞肉在貯藏過程中持水性的變化

由圖1可知，隨貯藏時間的延長，-1.5 ℃和4 ℃ 條件下雞肉持水性呈下降趨勢，且-1.5 ℃的持水性明顯高于4 ℃。4 ℃貯藏8 d的雞肉持水性與貯藏0 d的相比下降了7.06%，而-1.5 ℃貯藏14 d下降了7.36%，16 d下降了10.21%。OLSSON等報道了蛋白水解可造成細胞結構松散，使細胞內水分向細胞外擴散，汁液流失率增加，同時細菌產生的酶也能加大蛋白水解程度[20]。隨貯藏時間的延長，微生物的迅速增殖進一步加快了蛋白水解與細胞破壞的速度，汁液流失率升高，使雞肉的持水能力下降[21]。低溫能夠抑制微生物生長，因此與4 ℃相比，-1.5 ℃貯藏雞肉的持水性下降相對較為緩慢。

圖1 貯藏過程中雞肉持水性變化Fig.1 Changes in water holding capacity of chicken during storage

2.3 雞肉在貯藏過程中硬度與彈性的變化

由表1可知，在貯藏過程中雞肉的硬度總體呈先降低后升高再下降趨勢。4 ℃和-1.5 ℃均在貯藏第2天開始下降，造成這種現象的原因，可能是肉的成熟過程導致肌原纖維的肌動蛋白被分離，包圍在每個肌原纖維周圍的肌質網狀結構崩潰，可溶性肌漿蛋白大部分被分解，成熟期間肉的嫩度增加，硬度下降[22]；第4天達到最大值，分別為4 ℃與-1.5 ℃的4 197 g、4 541 g，隨后下降，可能是由于肌肉在內源性蛋白酶和微生物的作用下，肌原纖維結構變得松軟[23]，致使雞肉硬度降低，但-1.5 ℃貯藏雞肉的硬度始終高于4 ℃貯藏的雞肉硬度。

彈性反映一定時間內恢復形變的能力。雞肉的彈性隨時間的延長呈下降趨勢，且-1.5 ℃明顯高于4 ℃。4 ℃條件下雞肉彈性在第4天以后降幅較大(P<0.05)，貯藏第8天與貯藏0 d的彈性相比，下降了10.06%；-1.5 ℃貯藏前期雞肉彈性下降較為緩慢，第16天后急速下降(P<0.05)，貯藏第18天與貯藏0 d的彈性相比下降了10.8%?？梢姡鶞刭A藏可以良好保持雞肉的硬度與彈性。

2.4 雞肉在貯藏過程中TBA值的變化

TBA值可以用來反映肉類脂肪的氧化程度，TBA值越大，說明脂肪的氧化程度越高，酸敗也就越嚴重[24]。如圖2所示，雞肉在貯藏過程中TBA值呈上升趨勢，且4 ℃明顯高于-1.5 ℃。在貯藏第8天時，4 ℃和-1.5 ℃的TBA值分別為貯藏0 d雞肉的2.96、2.52倍，可能是因為貯藏期間肉中的脂肪與袋中的氧氣結合發生氧化酸敗，脂質氧化產生的二級產物顯著升高，致使TBA值升高。SRINIVASAN等認為，脂肪氧化程度的迅速增加可能與細胞釋放的氧化酶和促氧化劑有關[25]。-1.5 ℃貯藏12～20 d雞肉的TBA值趨于平穩(P>0.05)，可能是因為隨著貯藏時間的延長，袋內的氧氣逐漸消耗殆盡，脂肪酸敗反應減弱。冰溫貯藏可以延緩雞肉的脂質氧化，延長保質期。

圖2 貯藏過程中雞肉TBA值的變化Fig.2 Changes in TBA of chicken during storage

2.5 雞肉在貯藏過程中TVB-N值的變化

TVB-N值已經被世界上很多國家認定為肉及肉制品腐敗變質的有效指標，它是指動物性食品在貯藏過程中，由于肌肉中內源酶和細菌共同作用，蛋白被分解而產生的氨及胺類等堿性含氮物質，含量越高，蛋白分解變質越嚴重[5]。由圖3可知，隨貯藏時間的延長，TVB-N值呈上升趨勢，4 ℃貯藏4 d，TVB-N值達到16.55 mg/100 g，已超出一級鮮度標準(<15 mg/100 g)， 8 d時達到25.5 mg/100 g，明顯超出變質肉國家標準(>25 mg/100 g)； -1.5 ℃在2～14 d上升較為緩慢，第14天時達到14.96 mg/100 g，仍屬于一級鮮度范圍內，之后上升，第16天達到20.32 mg/100 g， 仍屬于二級鮮度(≤25 mg/100 g)，第18天達到25.21 mg/100 g，輕微變質。這是由于貯藏期間，微生物在營養豐富的雞肉上迅速生長繁殖，同時由于酶的共同作用，肉中蛋白質被分解，產生氨及胺類等堿性含氮物質，并產生不愉快氣味，從而使鮮度大大降低[26]?？梢?，雞肉在4 ℃貯藏第6天時開始腐敗變質，而-1.5 ℃第18天 開始腐敗變質，表明冰溫貯藏能更好地保持雞肉的新鮮度，與冷藏相比，可使雞肉的貯藏期延長12 d左右。周梁等在研究豬肉冰溫貯藏過程中品質變化時發現，4 ℃貯藏條件下豬肉的TVB-N值在第7天時達到了20 mg/100 g，而冰溫處理第21天 TVB-N值僅為15 mg/100 g[27]。許立興等研究發現，-1 ℃條件下貯藏雞肉的TVB-N含量要遠遠小于4 ℃貯藏雞肉的TVB-N含量[7]，與本研究結果相一致。

圖3 貯藏過程中雞肉TVB-N值的變化Fig.3 Changes in TVB-N Values of chicken during storage

2.6 雞肉在貯藏過程中菌落總數的變化

由圖4可知，冷藏和冰溫條件下雞肉的菌落總數均呈先降低后升高的趨勢。4 ℃貯藏4 d菌落總數為7×104CFU/g，第6天時菌落總數為5×106CFU/g，已超過國家標準規定的鮮度范圍(≤106CFU/g)；-1.5 ℃貯藏菌落總數增加緩慢，第16天時菌落總數為3.8×105CFU/g， 第18 天時菌落總數為1.5×106CFU/g，剛有變質跡象?？赡苁且驗殡u肉在屠宰、分割和包裝等過程中攜帶少量微生物，低溫環境能抑制微生物生長，菌落總數下降。隨貯藏時間的延長，雞肉組織松軟內容物滲出，為微生物生長提供了有利的營養條件，菌落總數快速增長?？梢?，冰溫貯藏能夠明顯抑制微生物生長繁殖，延長其貨架期[4]。邵磊等研究得出4 ℃與-1 ℃貯藏期間雞脯肉菌落總數的變化規律[6]，與本文類似。

圖4 貯藏過程中雞肉菌落總數的變化Fig.4 Changes in total bacterial count of chicken during storage

2.7 雞肉在貯藏過程中水分遷移特性的變化

雞肉在4 ℃與-1.5 ℃貯藏條件下的水分遷移變化，可通過質子NMR測量自旋-自旋弛豫時間(T2)來反映。T2反映了樣品內部氫質子所處的化學環境，例如氫質子所受的束縛力及自由度，與樣品的內部結構緊密相關[28]。結合水弛豫時間在0～10 ms，表征與大分子如蛋白等緊密結合的水，用T2b表示；T21和T22弛豫時間分別在10～100 ms和100～1 000 ms，表示不易流動水和游離水，即肌纖維與膜之間不易流動水和細胞外間隙能自由流動的水[29]。由表2與表3可知，本試驗出現3個特征峰，即T2b、T21和T22，隨貯藏時間的增加，4 ℃與-1.5 ℃貯藏的T2b、T21、T22均呈現出峰值向較長時間方向移動的趨勢。T2越短，表明水與底物結合越緊密，T2越長，表明水分越自由[30]。弛豫時間的延長表示雞肉在貯藏過程中水分流動性增強，不易流動水逐漸向自由水轉化，這可能與雞肉品質不斷下降有關。對比2種貯藏溫度下T2各峰弛豫時間的大小與變化速率可以發現，-1.5 ℃貯藏條件下雞肉的T2弛豫時間相對較短且變化緩慢。根據T2弛豫峰的積分面積可以估算氫質子相對含量，因此水分含量的變化情況可用T2弛豫峰積分面積百分比來表示[31]。隨貯藏時間的增加，2種貯藏溫度下的P2b始終在0.5%～0.7%，且差異不顯著(P>0.05)，表明結合水在雞肉體系中所占百分比極小，不是雞肉水分主要的存在形態。4 ℃與-1.5 ℃貯藏溫度下的P21持續下降，分別從84.17%下降到8 d 的68.16%與20 d的68.47%，而P22持續增加，分別從15.16%上升到8 d的31.36%與20 d的31.04%， 雞肉自由水含量的增加，直接導致了其保水性的下降。相對于4 ℃冷藏，-1.5 ℃冰溫貯藏可以更好維持雞肉的保水能力。朱丹實等研究了冰溫及冷藏對鯉魚水分遷移的影響，結果表明，相對于-2， 4 ℃貯藏下鯉魚肌肉內部水分遷移更為劇烈[9]。

表2 4 ℃貯藏雞肉T2弛豫時間與峰面積百分比的變化趨勢Table 2 Change trendin T2 and peak area percentage of chicken stored at 4 ℃

注：同一列中不同小寫字母表示差異顯著(P< 0.05)。

注：同一列中不同小寫字母表示差異顯著(P< 0.05)。

2.8 雞肉在貯藏過程中微觀結構的變化

由圖5可知，新鮮雞肉橫切面細胞大小均勻，結構完整，相互間縫隙均勻一致。4 ℃貯藏6 d時細胞骨架蛋白內結締組織開始降解，肌原纖維結構部分模糊，細胞排列不整齊，肌原纖維的扭曲和收縮可能是由于失水以及蛋白酶的降解引起[32]，貯藏8 d時細胞間隙變大，肌內膜、肌束膜等肌原纖維內部結締組織嚴重降解導致肌原纖維與肌節分離[33]；冰溫貯藏前期雞肉組織形態完整，與貯藏0 d的雞肉相比，變化不大。貯藏18 d時細胞間結締組織開始降解，細胞間隙部分變大，到第20天肌原纖維結構模糊，細胞排列不整齊。FUKUMA等研究南非大鯖、比目魚、紅海鯛魚在低溫保鮮時發現，在保藏2 d后肌肉內部構成肌原纖維間結締組織的膠原蛋白開始降解，從而導致肌原纖維間的分離[34]。李俠等研究發現，豬肉貯藏過程中肌節逐漸崩解并且發生收縮現象，肌纖維結構的收縮將細胞內的水分“擠出”，自由水含量增加，肌肉的保水性下降[35]。

圖5 貯藏過程中雞肉微觀結構的變化Fig.5 Changes in microstructure of chicken during storage

3 結論

在-1.5 ℃與4 ℃貯藏條件下，隨貯藏時間的延長，雞肉的L*、a*、b*值整體呈先升高后下降趨勢，但-1.5 ℃貯藏雞肉的L*值在整個貯藏期間變化趨勢較為平穩；雞肉的持水性、硬度、彈性總體下降；TBA值、TVB-N值、菌落總數均上升；T2b、T21、T22出峰值向較長時間方向移動，P21持續下降，P22持續增加，汁液流失增加；4 ℃貯藏8 d、1.5 ℃貯藏20 d時雞肉的細胞間隙變大，結締組織開始降解而變得模糊。-1.5 ℃貯藏雞肉各項品質指標的變化，均明顯優于4 ℃。雞肉在4 ℃貯藏4 d和-1.5 ℃貯藏16 d時，仍符合國家二級鮮肉的標準。綜上所述，冰溫貯藏可明顯減緩微生物繁殖、細胞酶代謝，保持雞肉良好品質，使保鮮期延長12 d。