雞肉冰點調節劑的篩選及其貯藏期間品質變化

劉麗莉，孟圓圓，張宸旖，李昊，勾鳳杰，侯庚辰，楊楠

（河南科技大學食品與生物工程學院，食品加工與安全國家級教學示范中心，河南 洛陽 471023）

我國是雞肉生產和消費大國，其消費量在整個肉類消費總量中占比20%，已成為僅次于豬肉的第二大肉類消費品[1]。目前我國國內市場上初加工雞肉產品的消費主要是以熱鮮雞肉和冷凍雞肉為主，而發達國家是以冰鮮雞肉消費為主[2-4]。冰鮮雞肉是指經檢疫檢驗符合國標的活雞屠宰后，在1 h 內經冷卻處理使酮體溫度降至 8 ℃，12 h 內降至 4 ℃，并在 0 ℃～4 ℃對雞肉進行保鮮處理、包裝、貯藏、運輸和銷售的雞肉產品[5-6]。與冷凍雞肉和熱鮮雞肉相比，冰鮮雞肉不僅具有新鮮度高、質地柔軟有彈性、柔嫩多汁且汁液流失少、營養價值高等優勢，而且在安全、衛生方面便于管理，并逐步成為人們消費的主流趨勢[7-9]。然而，冰鮮雞肉由于其營養豐富及較高水分特性，容易受到微生物污染，市場上冰鮮肉的貨架期很短，一般僅有1 d～4 d左右，導致其在市場上推廣受到較大的制約[10-11]。

目前關于冰鮮雞肉的研究已有報道。如杜娟等[12]以菌落總數、pH 值、揮發性鹽基氮值、感官評價為指標，對某超市出售的冰鮮雞肉在貨架期內的品質變化進行研究。Abdou 等[13]制備了姜黃素-肉桂精油納米乳（curcumin-cinnamon essential oil nanoemulsion，CCN），姜黃素-大蒜精油納米乳（curcumin-garlic essential oil nanoemulsion，CGN）和姜黃素-向日葵油納米乳（curcumin-sunflower oil nanoemulsion，CSN）3 種姜黃素納米乳劑，通過納米乳液涂層技術延長冰鮮雞肉的保質期。許立興等[14]在冰溫貯藏（-1 ℃和4 ℃）條件下對雞肉品質變化的影響進行對比研究。白艷紅等[15]對冷鮮雞肉復合冰點調節劑進行優化并對冰點的控制進行了研究。以上研究主要對冰鮮雞肉貯藏期間品質變化及冰點調節劑的優化單獨進行研究，而沒有對冰點調節劑的優化及其在貯藏期間品質的變化進行較為系統的研究。

為了延長冰鮮雞肉的貨架期，本文以冰點為指標，采用響應面法對冰點調節劑的配比進行優化，并測定分析冰鮮雞肉貯藏過程中的質構特性（硬度、彈性、黏附性、咀嚼性、恢復性），色澤（L*值、a*值、b*值）、揮發性鹽基氮（total volatile basic nitrogen，TVB-N）值以及掃描電鏡（scanning electron micrograph，SEM），為提高雞肉宰后品質，延長保鮮期提供一定的理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

20 只雄性白羽肉雞，日齡約45 d，凈含量約2 kg（檢驗檢疫符合國家標準的健康活雞），購于龍翔小區菜市場，屠宰后取雞胸肉，置于4 ℃貯藏條件下備用。

山梨醇、海藻糖：BR 級，上海藍季科技發展有限公司；VC：分析純，江蘇強盛功能化學股份有限公司；NaCl：分析純，天津市德恩化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

冰箱（BCD-408CV4）：寧波凱峰電器有限公司；溫度記錄儀（L93-4）：杭州路格科技有限公司；物性分析儀（TA.XT Express）：英國 SMS 公司；壓力蒸汽滅菌鍋（DY04-13-44-00）：上海東亞壓力容器制造有限公司；色差計（Color i5）：美國 Xrite 公司；掃描電鏡（EM-30Plus 型）：韓國 COXEM 公司。

1.3 方法

1.3.1 冰點調節劑的配制

用滅菌超純水將NaCl、海藻糖、VC、山梨糖醇配置成不同濃度的溶液，放置在4 ℃冰箱中備用。

1.3.2 雞肉樣品的處理

將不同濃度的冰點調節劑按雞肉重量的20%注射到雞肉樣品中心，取出后放入無菌托盤中瀝干10 min，置于4 ℃冰箱中備用。

1.3.3 冰點的測定

參考孫天利等[16]的方法并進行改進，將溫度記錄儀探頭插入4 ℃雞肉樣品中心，設置記錄間隔為2 s。將待測樣品放入-18 ℃冰箱，用溫度記錄儀記錄雞肉的溫度變化。每個樣品做3 次重復試驗，取平均值。

1.3.4 冰點調節劑單因素試驗

分別研究NaCl 濃度（1%、2.5%、4%、5.5%、7%）、海藻糖濃度（1%、2%、3%%、4、5%）、VC濃度（1%、1.5%、2%、2.5%、3%）、山梨醇濃度（1%、1.5%、2%、2.5%、3%）對雞肉冰點的影響。

1.3.5 冰點調節劑正交旋轉優化試驗

在單因素試驗的基礎上，分別以NaCl、海藻糖、VC及山梨醇的濃度為自變量，雞肉冰點為響應值，設立36 個處理組，試驗因素水平見表1。

表1 四元二次通用旋轉組合設計試驗因素水平編碼表Table 1 Quaternary quadratic general rotation combination design test factor horizontal coding table

1.3.6 冰鮮雞肉樣品的采集

將優化后的復合冰點調節劑按雞肉重量的20%注射到處理組的雞肉樣品中心，未添加復合冰點調節劑的作對照組，將其置于-2.4 ℃條件下貯藏，分別選取第 0、4、8、12、16、20、24、28 d 對各指標進行測定。

1.3.7 質構的測定

參考胡芬等[17]的方法并進行改進。采用P100 圓柱型測試探頭進行測試，相關設置參數如下：測前、測中、測后速度分別為 5、1、5 mm/s，形變量為 40%，分 2 次下壓，即可測得雞肉的硬度、彈性、黏附性、咀嚼性、恢復性。

1.3.8 色度的測定

參考許立興等[14]的方法進行測定。試驗采用孔徑為2.6 cm 的測試鏡頭，用色差儀進行測定并記錄L*值（亮度）、a*值（紅度）、b*值（黃度）。

1.3.9 揮發性鹽基氮值的測定

參考GB/T 5009.228-2016《食品安全國家標準 食品中揮發性鹽基氮的測定》，采用半微量定氮法進行測定[18]。

1.3.10 掃描電鏡分析

參考賴宏剛等[19]的方法并進行改進。將冰鮮雞肉沿肌纖維方向切成3 mm×1 mm×5 mm 的肉片，將其置于2.5%戊二醛溶液中3 d，用磷酸鹽緩沖溶液沖洗3次，25 ℃條件下放置2 h，將樣品用蒸餾水清洗沖洗，分別采用濃度為30%、50%、70%、90%的乙醇進行梯度洗脫30 min，100%的乙醇洗脫2 次，每次30 min，再用乙酸異戊酯置換乙醇2 次，每次20 min，將樣品置于干燥箱中進行干燥，最后將待測樣品置于掃描電子顯微鏡下觀察其微觀結構的變化。

1.4 數據分析

每組試驗重復3 次取平均值。采用Origin 8.5 軟件對數據進行統計分析，DPS 7.05 進行顯著性分析，Design-Expert.8.0.6.1 軟件進行正交旋轉試驗設計及方差分析。

圖1 不同冰點調節劑對雞肉冰點的影響Fig.1 Effects of different freezing point regulators on freezing point of chicken

2 結果與分析

2.1 冰點調節劑的單因素試驗優化分析

不同冰點調節劑對雞肉冰點的影響見圖1。

由圖1a 可知，隨著NaCl 濃度的增加，雞肉冰點逐漸降低，當NaCl 濃度為7%時，雞肉冰點最低，此時溫度為-2.3 ℃；由圖1b 可知，隨著海藻糖濃度的增加，雞肉冰點呈降低趨勢，當海藻糖濃度為5%，雞肉冰點最低為-2.3 ℃；由圖1c 可知，雞肉冰點隨VC濃度的增加而降低，當VC濃度為3%時，雞肉冰點最低為-2.3 ℃；由圖1d 可知，雞肉冰點隨山梨醇濃度增加而呈降低趨勢，當山梨醇濃度為3%時，雞肉冰點最低為-2 ℃。白艷紅等[15]研究雞肉的冰點為-0.7 ℃，通過添加冰點調節劑，能將雞肉冰點溫度降到-2 ℃～2.3 ℃，說明以上冰點調節劑的添加，拓展了雞肉冰溫貯藏的溫度范圍，對雞肉冰點具有調節作用。

綜合圖1 分析可知，添加冰點調節劑能有效降低雞肉的冰點，在結合經濟因素的前提下，應選冰點調節劑的濃度范圍為：NaCl 濃度2.5%～5.5%、海藻糖濃度2%～4%、VC濃度1.5%～2.5%、山梨醇濃度1.5%～2.5%。

2.2 正交旋轉試驗結果分析

在單因素試驗的基礎上，采用四元二次通用旋轉組合設計對這四種冰點調節劑的配比進行優化。其試驗設計方案及結果見表2。

表2 四元二次通用旋轉組合設計試驗設計方案及結果Table 2 Quaternary quadratic general rotating combination design test design plan and results

采用Design-Expert.8.0.5 統計分析軟件對表2 中冰鮮雞肉的試驗數據試驗結果進行多元回歸擬合，回歸方程如下：

Y=-1.63-0.17X1-0.20X2-0.042X3-0.042X4+0.025X1X2+0.025X1X3+0.000X1X4-0.050X2X3+0.10X2X4-0.075X3X4-0.077X12-0.065X22-0.052X32+0.023X42

本試驗構建的模型α=0.05 顯著水平下剔除不顯著水平后的方程為：

Y =-1.63 -0.17X1-0.20X2+0.10X2X4-0.075X3X4-0.077X12-0.065X22-0.052X32

2.2.1 方差分析和顯著性檢驗

雞肉冰點的方差分析表見表3。

表3 雞肉冰點的方差分析表Table 3 Analysis of variance of chicken freezing point

從表3 中各因素的F 值可以看出，各冰點調節劑對雞肉冰點的影響大小順序為海藻糖＞NaCl＞VC=山梨醇。考察因素間的交互作用，由表3 可以看出，海藻糖和山梨醇、VC和山梨醇之間的交互作用顯著，擬合的二次回歸方程極顯著，失擬項P=0.228 7＞0.05，差異不顯著，說明模型擬合度較高，該回歸方程R2=0.956 6，說明該模型有效可用。

2.2.2 響應面交互作用分析

由方差分析可知，海藻糖和山梨醇、VC和山梨醇之間的交互作用顯著，因此分別對其進行分析，海藻糖和山梨醇、VC和山梨醇交互作用對雞肉冰點影響的響應面與等高線圖如圖2、圖3 所示。

由圖2 可知，海藻糖和山梨醇兩者的交互作用對雞肉冰點影響顯著（P<0.05），隨著海藻糖濃度的增加，雞肉冰點是逐漸降低的，在等高線變化趨勢圖中，當海藻糖濃度為3.5%～4.0%，山梨醇濃度為1.5%～2.0%時，雞肉的冰點最低。

由圖3 可知，VC和山梨醇兩者的交互作用對雞肉冰點影響顯著（P<0.05），在等高線變化趨勢圖中，隨著VC和山梨醇濃度的增加，雞肉的冰點呈降低趨勢，當VC濃度為2.1%～2.5%，山梨醇濃度為2.0%～2.5%時，雞肉的冰點最低。

圖2 海藻糖和山梨醇交互作用對雞肉冰點影響的響應面及等高線圖Fig.2 Response surface and contour map of the interaction of trehalose and sorbitol on chicken freezing point

圖3 VC 和山梨醇交互作用對雞肉冰點影響的響應面及等高線圖Fig.3 Response surface and contour map of the interaction between VC and sorbitol on chicken freezing point

2.3 最佳工藝條件的確定與驗證

通過響應面分析得出冰點調節劑的最優配比為：NaCl 5.48%、海藻糖3.12%、VC2.06%、山梨醇2.06%，預測冰點溫度為-2.4 ℃。為檢驗響應面法優化冰點調節劑配比的可靠性，對該模型的最優配比進行3 次驗證試驗，測得雞肉冰點為（-2.3±0.2）℃，與理論預測值誤差絕對值為4.17%，表明該回歸模型合理可行。

2.4 冰鮮雞肉在貯藏過程中品質的變化

2.4.1 貯藏過程中雞肉質構的變化

冰點調節劑的添加對雞肉貯藏過程中質構的影響見表4。

表4 冰點調節劑的添加對雞肉貯藏過程中質構的影響Table 4 Effect of the addition of crimping agent on the texture of chicken during storage

續表4 冰點調節劑的添加對雞肉貯藏過程中質構的影響Continue table 4 Effect of the addition of crimping agent on the texture of chicken during storage

雞肉中未添加冰點調節劑的為對照組，添加冰點調節劑的為處理組，對照組和處理組都在-2.4 ℃下進行貯藏。由表4 可知，對照組和處理組中的各指標之間有統計學差異（P＜0.05），說明冰鮮劑的添加對冰鮮雞肉的硬度、彈性、黏附性、咀嚼性、恢復性有顯著性影響。

對照組和處理組中雞肉的硬度隨著貯藏時間的延長不斷降低（P＜0.05），但處理組中雞肉的硬度下降趨勢較緩慢，其原因可能是冰點調節劑的添加，在一定程度上抑制了冰鮮雞肉中微生物和ATP 酶的活性，延緩了蛋白質的降解，從而使雞肉硬度的下降趨勢減慢[20]。

對照組和處理組中雞肉的彈性值逐漸減小（P＜0.05），且處理組的彈性值一直優于對照組的彈性值，肉的彈性與其含水量密切相關，彈力越大含水量越高。雞肉在貯藏過程中不斷失水，導致失水率的增加，使得雞肉的保水性發生變化，影響肉的彈性[21]。

隨著貯藏時間的延長，對照組中雞肉的黏附性隨著貯藏時間的延長不斷增大（P＜0.05），其原因可能為大量的微生物分解雞肉中蛋白質，其凝膠網狀結構遭到破壞，肌原纖維會分泌一種黏稠的物質，在一定程度上增大雞肉的黏附性[22]；處理組中雞肉的黏附性先減小后增大（P＜0.05），前期黏附性減小的原因可能是由于冰點調節劑的添加抑制了微生物的活性，后期隨著貯藏時間的延長，微生物增多，分解雞肉中的蛋白質，使得黏附性增大。

隨著貯藏時間的延長，對照組和處理組中雞肉的咀嚼性和恢復性在貯藏期間均呈現先增大后減小的趨勢，且處理組中雞肉的咀嚼性和恢復性一直優于對照組，說明冰點調節劑的添加增大了雞肉的咀嚼性和恢復性。

2.4.2 貯藏過程中雞肉色度的變化

雞肉中未添加冰點調節劑的為對照組，添加冰點調節劑的為處理組，對照組和處理組都在-2.4 ℃下進行貯藏。冰點調節劑的添加對雞肉貯藏過程中色澤的影響見表5。

表5 冰點調節劑的添加對雞肉貯藏過程中色澤的影響Table 5 Effect of the addition of crimping agent on the color of chicken during storage

冰鮮雞肉中肌紅蛋白的含量變化影響其色澤的變化，由表5 可知，對照組和處理組之間的L*值差異顯著（P＜0.05），對照組中的L*值隨貯藏時間的延長不斷下降，這可能是由于微生物的增加，加快了雞肉的腐敗變質，使其表面逐漸變得暗淡無光，導致其亮度下降；而處理組中的L*值隨貯藏時間的延長，呈先增大后減小的趨勢，前期L*值增大的原因可能是由于雞肉內部水分滲出，積于雞肉的表面，對光的反射能力增強所致，后期隨著貯藏時間的延長雞肉的持水性下降，導致對光的反射作用下降，使亮度下降[23]。

處理組和對照組中的a*值均呈現先增大后減小的趨勢（P＜0.05），a*值增大的原因是雞肉中的肌紅蛋白與包裝袋中殘留的氧氣結合生成了不穩定的氧合肌紅蛋白，使肉呈現淡紅色；a*值減小的原因是隨著貯藏時間的延長，氧合肌紅蛋白逐漸變為高鐵肌紅蛋白，使肉逐漸呈現暗褐色。但處理組在貯藏過程中保持了較大的a*值，說明冰點調節劑的添加增加了雞肉的新鮮度[23-24]。

處理組和對照組中的b*值在貯藏過程中均不斷增大（P＜0.05）且兩者差異不顯著（P＞0.05），這可能是隨著貯藏時間的延長，雞肉的腐敗變質影響到了b*值的變化。

2.4.3 貯藏過程中雞肉中TVB-N 含量的變化

雞肉貯藏過程中TVB-N 隨時間的變化見圖4。

圖4 雞肉貯藏過程中TVB-N 隨時間的變化Fig.4 TVB-N changes over time during storage of chicken

由圖4 可知，對照組和處理組中的的TVB-N 含量隨貯藏天數的延長均逐漸增多，但差異不顯著（P＞0.05）。冰鮮雞肉中TVB-N 含量應符合GB 2707-2016《食品安全國家標準鮮、（凍）禽產品》中規定[25]：鮮、（凍）禽產品中揮發性鹽基氮值≤15 mg/100 g，對照組在-2.4 ℃條件下貯藏至第24 天時，TVB-N 含量為16.72 mg/100 g，已超過國家標準，說明對照組在-2.4 ℃貯藏條件下的貨架期為20 d。而處理組在-2.4 ℃條件下貯藏至第24 天時，其TVB-N 含量為14.96 mg/100 g，仍符合國家標準，根據試驗結果，處理組在-2.4 ℃條件下的貯藏貨架期為24 d。

2.4.4 雞肉貯藏過程中掃描電鏡（SEM）分析

雞肉在-2.4 ℃條件下貯藏24 d 的SEM 見圖5。

圖5 雞肉在-2.4 ℃條件下貯藏24 d 的SEM 圖Fig.5 Scanning electron micrographs of chicken stored at-2.4 ℃for 24 d

由圖5 可知，處理組和對照組在貯藏過程中肌原纖維結構發生明顯變化。對照組在-2.4 ℃條件下貯藏24 d 時肌原纖維之間縫隙變大，肌原纖維結構松散、部分斷裂、排列不整齊，結構組織遭到嚴重的破壞；而處理組在-2.4 ℃條件下貯藏至24 d 時，其肌原纖維結構未出現斷裂、排列整齊且緊密，說明冰點調節劑的添加能夠延長冰鮮雞肉的貨架期，這與圖4 中TVB-N 的測定結果相符。

3 結論

單因素試驗結果表明，冰點調節劑的添加，可使雞肉的冰點由-0.7 ℃下降到-2.3 ℃，拓展了冰鮮雞肉的溫度范圍；在單因素試驗基礎上，以雞肉冰點為指標，采用四元二次通用旋轉組合試驗確定了冰點調節劑的最優配比為：NaCl 5.48%、海藻糖3.12%、VC2.06%、山梨醇2.06%，在此條件下雞肉冰點為-2.4 ℃。經驗證試驗得雞肉冰點為（2.3±0.2）℃，與理論預值誤差絕對值為4.17%，表明該回歸模型合理可行。

在-2.4 ℃貯藏條件下，冰點調節劑的添加對雞肉貯藏期間質構特性的變化影響較顯著，添加冰鮮劑的處理組在硬度、彈性、黏附性、咀嚼性、恢復性的測量值方面均優于未添加冰鮮劑的對照組；隨貯藏時間的延長，對照組中色度的變化為L*值減小、a*值先增大后減小、b*值增大，處理組中的L*值和a*值均呈現先增大后減小的趨勢，b*值增大；TVB-N 呈上升趨勢，對照組在第24 天時，TVB-N 的含量為16.72 mg/100 g，說明未添加冰鮮劑的雞肉在第24 天時已腐敗變質，而處理組貯藏至第24 天時，揮發性鹽基氮的值為14.96 mg/100 g，仍符合國家標準。試驗結果表明：在-2.4 ℃貯藏條件下，冰點調節劑的添加能夠改善冰鮮雞肉的品質，將雞肉的貨架期由20 d 延長至24 d。本文為今后冰點調節劑的應用提供了理論依據，但還需進一步研究添加冰點調節劑后對雞肉其他品質的影響。