張曉倩,孫 悅,池福敏,劉 磊,,王 鵬,*,徐幸蓮
(1.南京農業大學食品科學技術學院,國家肉品質量安全控制工程技術研究中心,江蘇 南京 210095;2.西藏農牧學院食品科學學院,西藏 林芝 860000)
禽肉在世界上消費量僅次于豬肉,根據聯合國糧食及農業組織(Food and Agriculture Organization of the United Nations,FAO)估計,到2024年全球禽肉消費量將達到1.33億 t。雞肉中富含維生素,且蛋白質含量較高、脂肪和膽固醇水平低、氨基酸組成比例良好,因此,人們對雞肉的需求量逐年增加。白羽雞肉作為西式肉制品如漢堡和炸雞等的重要原料,其嫩度一般以低剪切力作為評價標準。嫩度是雞肉食用品質中最重要的影響因素之一,也是決定消費者購買欲望的重要指標。嫩度的評價主要受肌肉組織各組分特性及肌肉內部生化變化的影響,雞的飼養方式、營養狀況、品種和部位、年齡和性別等都會影響雞肉嫩度,但主要還是歸因于肌原纖維和肌內結締組織(intramuscular connective tissue,IMCT)的結構性質和狀態。對于熟肉制品而言,一般利用剪切力反映嫩度;此外,硬度、彈性、多汁性等質構特性能夠綜合反映熟肉制品感官信息,因此也能夠反映肉制品的嫩度。
而對于主要作為中式菜肴原料的黃羽肉雞來說,單純的低剪切力或者低硬度并不能代表其適宜加工,因為中式菜肴的雞肉往往需要一定的“咀嚼感”,即通過咀嚼肌群依次收縮所組成的復雜反射性活動來感受雞肉的質地。Mioche等在探討不同質地肉類的咀嚼行為時發現,咀嚼初期,肌肉活動就與肉的質地相適應且在觀察到的咀嚼期間保持連續,由此可見,肉類的可接受性是由質地感知驅動的,探討肉類的質地特性有助于進一步提升其食用品質。
藏雞,又名“藏原雞”,是生長在青藏高原的地方雞種,素有“高原珍禽”的美稱。藏雞體型較小、胸肌發達、耐粗飼、抗逆能力強,但生長周期較長,飼養出欄時間一般達6 個月以上,消費者對藏雞的普遍評價是其咀嚼感強,但目前對藏雞肉質地鮮有系統的研究。張燕等通過對不同品系藏雞肌肉的氨基酸含量和組成進行測定,揭示了藏雞肌肉的營養價值。楊小林等對藏雞的肌纖維組織學特性和剪切力進行測定,得出肌纖維密度對肌肉嫩度的方差貢獻率最高,因此在量化藏雞嫩度時具有更高的比重。邱思等同時對藏雞胸肉和腿肉進行質構測定和感官評定,發現其胸肉和腿肉的加工性能存在差異。雪山草雞是藏雞和蘆花雞的雜交品種,其體型中小型、早熟、覓食能力和抗逆能力強,母雞的上市日齡一般為120 d。紀韋韋等對雪山草雞氨基酸含量進行測定,結果發現其人體必需氨基酸和鮮味氨基酸含量都比較高,營養和保健作用好。諸永志等對雪山草雞宰后不同時段的肌纖維結構變化進行觀察,發現了肌纖維直徑和肌節長度變化與剪切力之間的關系,從而推斷出4 ℃下8 h雪山草雞基本完成排酸成熟,嫩度得到顯著改善。
上述研究主要對藏雞和雪山草雞的營養價值及加工性能進行了探究,并未對消費者普遍感興趣的藏雞獨特“咀嚼感”進行深入解釋,因此本實驗旨在對藏雞和雪山草雞胸肉的化學組成、微觀結構和質地特性進行研究,并將剪切力、質構特性和應力松弛特性綜合進行深入分析,以白羽肉雞和淘汰蛋雞作為對照,利用偏最小二乘回歸(partial least squares regression,PLSR)法揭示影響肉品質地特征的顯著因素,確定雞肉中各成分指標對質地特性的貢獻程度,以期為藏雞肌肉嫩度品質控制和改善提供理論依據。
5 種原料母雞各30 只:藏雞(120 日齡、體質量1 kg左右);雪山草雞2(120 日齡、體質量1.5~1.8 kg);雪山草雞1(70 日齡、體質量1 kg左右);對照品種淘汰蛋雞(44 周齡、體質量2.6~2.9 kg);對照品種白羽肉雞(AA肉雞)(40 日齡、體質量1.5~1.8 kg)。
藏雞 山南市畜禽良種繁育中心;其余雞種江蘇立華牧業股份有限公司。
石油醚、硫酸、鹽酸、高氯酸等均為國產分析純。
便攜式pH計 瑞士梅特勒-托利多儀器有限公司;C-LM3B數顯式肌肉嫩度儀 東北農業大學工程學院;L-8900全自動氨基酸分析儀 日本日立公司;Eclipse Ci-L正置白光拍照顯微鏡 日本Nikon公司;TA.XT Plus物性測試儀 英國Stable Micro Systems公司;BOX 998酶標儀 美國Highland Park公司;Avanti J-C高速冷凍離心機 美國Beckman Coulter公司;ZKSY數顯恒溫水浴鍋 南京科爾儀器設備有限公司;電熱鼓風干燥箱上海一恒科學儀器有限公司。
1.3.1 樣本制備
實驗雞種在養殖企業進行工廠化屠宰,預冷后的雞胴體隨即在-35 ℃速凍,而后置于-20 ℃下儲存備用。在4 ℃下流水解凍后,取左右兩側胸大肌,去除表面可見脂肪和結締組織,分裝于聚乙烯透明袋中,一部分進行化學組分、pH值和組織學性能測定;另一部分于80 ℃水浴中加熱,待中心溫度達到70 ℃后取出,流水冷卻至室溫,進行剪切力測定、質構分析和感官評價。每個指標至少進行3 次重復實驗。
1.3.2 基本化學組分測定
1.3.2.1 水分質量分數測定
參照GB/T 5009.3—2016《食品安全國家標準 食品中水分的測定》,稱取一定質量的肉樣,采用直接干燥法測定雞胸肉中的水分質量分數。
1.3.2.2 粗脂肪質量分數測定
參照GB 5009.6—2016《食品安全國家標準 食品中脂肪的測定》,用索氏抽提法測定雞胸肉中的粗脂肪質量分數,溶劑選用石油醚。
1.3.2.3 粗蛋白質量分數測定
參照GB 5009.5—2016《食品安全國家標準 食品中蛋白質的測定》,使用微量凱氏定氮法測定雞胸肉中的粗蛋白質量分數,肉樣經硫酸消解后,冷卻至室溫并用K1160凱氏定氮儀滴定分析。
1.3.2.4 膠原蛋白質量分數及溶解度測定
參照Hill的研究,采用Ringer’s試劑溶解法分離可溶性膠原蛋白和不溶性膠原蛋白。參考GB/T 9695.23—2008《肉與肉制品 羥脯氨酸含量測定》及常海軍的方法分別計算羥脯氨酸質量分數和膠原蛋白質量分數。
精確稱量4 g肉樣(精確至0.000 1 g)于50 mL離心管中,加入8 mL 1/4 Ringer’s試劑(1.8 g NaCl、0.25 g KCl、0.06 g CaCl、0.05 g NaHCO、0.186 g碘乙酸溶于1 L蒸餾水),7 000 r/min下勻漿30 s后混勻溶脹1 h,于77 ℃水浴加熱1 h后,流動水冷卻至室溫。之后3 400 r/min兩次離心,分離上清液和沉淀,分別加入30 mL濃硫酸,于105 ℃烘箱內硝化16 h。取硝化后的上清液和沉淀趁熱過濾,并將二者的濾液分別定容到250 mL容量瓶中,分別用于測定可溶性和不可溶性膠原蛋白質量分數。再次移取40 mL上清液和10 mL沉淀定容到250 mL容量瓶,之后各取4 mL上述試樣,加入2 mL氯胺T混勻反應20 min后,再次加入2 mL顯色劑,迅速放入60 ℃水浴加熱20 min。流水冷卻3 min后,靜置1 h,以水作參比溶液,在560 nm波長處測定吸光度。按式(1)計算羥脯氨酸質量分數;按式(2)~(4)分別計算可溶/不可溶性膠原蛋白質量分數、總膠原蛋白質量分數和膠原蛋白溶解度。

式中:為由標準曲線得到的試樣溶液中羥脯氨酸質量濃度/(μg/mL);為試樣質量/g;為從250 mL容量瓶中移取濾液定容液的體積(上清液40 mL、沉淀10 mL)。

1.3.3 pH值及肌糖原含量測定
pH值的測定參照GB 5009.237—2016《食品安全國家標準 食品pH值的測定》,使用便攜式pH計插入雞胸肉橫切面下1 cm處,待穩定后讀數。肌糖原含量的測定采用比色法,糖原在濃硫酸作用下可脫水生成糖醛衍生物,而后者可與蒽酮作用形成藍色化合物,具體操作參照張爽等的方法進行。
1.3.4 剪切力測定
參照魏心如等的方法,樣品順肌纖維方向取2.5 cm×1.0 cm×1.0 cm的肉塊,使用嫩度儀對修整好的肉樣進行測定,記錄剪切力數據。
1.3.5 質構特性測定
將樣品沿肌纖維方向準確分割成1.0 cm×1.0 cm×1.0 cm的肉塊,以“二次壓縮”的模式進行質地剖面分析(texture profile analysis,TPA),主要測定5 種質構特性參數:硬度、彈性、黏聚性、咀嚼性和回復性。樣品測定條件:探頭型號為P50;測前速率2.0 mm/s;測試速率1.0 mm/s;測后速率3.0 mm/s;壓縮變形率30%;探頭兩次測定間隔時間5 s;觸發類型為自動。
1.3.6 應力松弛性能測定
參照賈丹的方法測定應力松弛性能,選擇測定模式為“Measure Force in Compression”,探頭為P50,測前速率、測中速率和測后速率與質構特性測定模式保持不變,變形量為30%、保持時間為60 s、觸發力為5 g。
Peleg指出,表征食物應力松弛特性曲線的麥克斯韋模型應包含2~3 個麥克斯韋元件。Herrero、方媛等證明隨著麥克斯韋元件數量的增加,模型的擬合效果越來越好。故本實驗參照Li Zhen等的方法,在三元件麥克斯韋模型上進行改進,采用五元件進行擬合分析應力松弛性能,此流變模型是由3 個麥克斯韋原件和2 個陰尼體組合而成(圖1),計算公式如式(5)所示。

圖1 五元件麥克斯韋模型Fig. 1 Maxwell model with five elements

式中:()為時刻的瞬時彈性模量/Pa;為恒定應變量(30%);為平衡彈性模量/Pa;E為第個麥克斯韋原件的彈性模量/Pa;為松弛時間/s;T為第個麥克斯韋元件的應力松弛時間/s,T=η/E,其中η為陰尼體的黏滯系數/(Pa·s)。
1.3.7 肌纖維組織學測定
從每個肉樣上的相同位置順肌纖維方向取0.5 cm×0.5 cm×0.5 cm肉塊,經質量分數4%多聚甲醛溶液固定,常規石蠟包埋切片,切片厚度為10 μm。經蘇木精-伊紅染色后,20%~95%梯度乙醇脫水,中性樹膠封片,分別于200 倍和400 倍光學顯微鏡下觀察、拍照。成像時盡量讓組織充滿整個視野并保證背景光一致。使用Image-Pro Plus 6.0分析軟件測量肌纖維直徑,計數視野內肌纖維個數。每個樣本切片隨機挑選3 個400 倍視野,統一視野長度為0.311 mm、寬度為0.221 mm,結果為3 個視野內肌纖維直徑和密度的平均值。
1.3.8 感官評價
選擇10 名評價員組成感官評定小組,將不同品種的雞胸肉樣品用隨機生成的3 位數字編碼并以隨機順序呈現給評價員。利用感官評價的排序檢驗法對不同品種雞胸肉的嫩度進行排序,分值設置為1~5 分,其中1 分為嫩度最低,5 分為嫩度最高,將排序結果填入評價表。采用Friedman法檢驗樣品之間是否有顯著性差異,采用Kramer檢驗法對樣品的排序結果進行分組,Friedman檢驗需要計算的統計量如式(6)所示。

式中:為運用Friedman檢驗需要計算的統計量;為評價員人數;為樣品個數;為每種樣品排序的秩和。
實驗數據采用SPSS Statistic 25.0軟件系統進行統計分析。不同處理組間顯著性檢驗采用單因素方差分析和鄧肯多重比較,顯著性水平為<0.05,數據均以平均值±標準差表示。使用MatlabR2019b軟件采用非線性擬合分析應力松弛性能數據,通過逐次逼近的方法對曲線進行擬合,決定系數均在0.994之上,進而確定雞肉應力松弛特性模型參數。相關性分析采用Pearson相關系數法進行分析,<0.05表示顯著相關,<0.01表示極顯著相關。采用The Unscrambler X10.4軟件進行多元統計分析,通過PLSR法找出肌肉成分與質地特性之間的相關性,在分析前對所有數據進行中心化和標準化處理。
由表1可知,不同雞肉原料間基本化學組分差異明顯。淘汰蛋雞所含的水分質量分數最低,為72.40%,所含的粗蛋白和粗脂肪質量分數最高。這可能與其日齡較長、所合成和積累的營養物質豐富有關。藏雞的水分質量分數較高,達75.05%,與同體質量的雪山草雞間無顯著差異(>0.05),而與同日齡的雪山草雞間有顯著差異(<0.05)。除淘汰蛋雞外,其余雞種的粗脂肪質量分數和粗蛋白質量分數總體無顯著差異(>0.05),但雪山草雞1和白羽肉雞表現出更好的脂肪沉積能力。有研究指出,在一定范圍內,肌內脂肪含量越高,雞肉的口感和品質越好。藏雞所含的肌內脂肪含量最低,可能是因為隨日齡的增加,其肌纖維增粗、腹脂率增加而肌內脂肪率下降,也可能與其飼養方式有關。雪山草雞2的粗蛋白質量分數顯著高于雪山草雞1(<0.05),說明飼養時間對于雞肉中蛋白質含量增加具有一定影響。梁克紅等研究發現雞肉中的蛋白質含量隨飼養時間的延長而增加,本研究結果與其一致。

表1 不同品種雞胸肉的基本化學組分及pH值和肌糖原含量比較Table 1 Proximate composition, pH values and glycogen contents of breast meat from different chicken varieties
此外,不同雞種間的pH值也表現出顯著性差異(<0.05)。藏雞的pH值顯著高于其他雞種(<0.05),達到6.02,這與邱思等的研究結果一致。除藏雞外,白羽肉雞和其余雞種之間的pH值差異并不顯著(>0.05)。肌肉的pH值變化主要是由肌肉內的糖原經糖酵解途徑產生的乳酸積累引起,宰前肌糖原的含量可影響宰后肌肉pH值下降的程度,從而影響肌肉pH值和肉質性狀。由表1可知,肌糖原的含量與pH值總體呈正相關。藏雞的肌糖原含量顯著高于其他雞種(<0.05),而淘汰蛋雞、白羽肉雞和雪山草雞2之間的肌糖原含量差異不明顯(>0.05)。綜上可知,地方雞種(藏雞)與選育程度較高的肉雞(對照組)在pH值和肌糖原含量上存在一定的差異,而肌糖原含量是造成pH值差異的重要因素。
結締組織的含量和組成對肉和肉制品的品質有顯著影響,尤其是嫩度和質地。膠原蛋白是IMCT的主要組成成分,由圖2可知,膠原蛋白質量分數因品種和日齡的不同存在差異。白羽肉雞表現出更高的可溶性膠原蛋白質量分數,顯著高于藏雞、淘汰蛋雞和雪山草雞(<0.05),表明其具備較嫩的肉質和較好的口感,更容易被消費者所接受,而藏雞和淘汰蛋雞之間、雪山草雞1和雪山草雞2之間的可溶性膠原蛋白質量分數并無顯著差異(>0.05)。藏雞胸肉中的總膠原蛋白質量分數顯著高于白羽肉雞和雪山草雞1(<0.05),而白羽肉雞和雪山草雞1之間的不溶性膠原蛋白質量分數和總膠原蛋白質量分數差異并不明顯(>0.05)。與雪山草雞1相比,雪山草雞2的不溶性膠原蛋白質量分數更高。上述結果說明同一品種隨著日齡的增加,其肌束膜可能更發達,膠原蛋白質量分數呈現增加的趨勢。

圖2 不同品種雞胸肉膠原蛋白質量分數比較Fig. 2 Comparison of collagen contents in chicken breast from different varieties
本實驗還發現,藏雞和同日齡的雪山草雞2相比,總膠原蛋白質量分數無顯著差異(>0.05),但其膠原蛋白溶解性卻遠小于雪山草雞2(<0.05)(圖3),這可能是因為藏雞中存在更多的非還原性交聯。盡管兩種不同日齡的雪山草雞間膠原蛋白質量分數存在差異,但其膠原蛋白溶解度差異并不明顯,這可能是由于年輕動物體中的多重共價交聯往往可以被還原。

圖3 不同品種雞胸肉膠原蛋白溶解度比較Fig. 3 Comparison of collagen solubility of chicken breast from different varieties
由圖4可知,藏雞表現出較高的剪切力,顯著高于淘汰蛋雞、白羽肉雞和雪山草雞(<0.05),說明藏雞嫩度最差;兩種不同日齡雪山草雞間的剪切力差異并不顯著,分別為17.01 N和18.97 N,顯著低于淘汰蛋雞并顯著高于白羽肉雞(<0.05)。淘汰蛋雞嫩度僅次于藏雞,其剪切力達到23.04 N。在這5 種雞肉原料中,白羽肉雞剪切力最低(13.57 N),嫩度最高。

圖4 不同品種雞胸肉的剪切力比較Fig. 4 Comparison of shear force of breast meat from different chicken varieties
TPA能夠模擬食物在口腔內的咀嚼動作,從而對食物的內聚性、硬度、咀嚼性等質構特性進行客觀評價,彌補感官評價的不足。由表2可知,5 種雞肉的硬度和咀嚼性總體差異顯著(<0.05),彈性、凝聚性和回復性則沒有表現出顯著性差異(>0.05)。其中,淘汰蛋雞的硬度最高,藏雞的硬度次之。盡管兩種雪山草雞的生長日齡不同,但在硬度和咀嚼性上并無顯著性差異,且與白羽肉雞相比,三者之間的硬度差異均不顯著(>0.05),但雪山草雞的咀嚼性更低。淘汰蛋雞在咀嚼性上顯著高于其他品種雞(<0.05),藏雞的咀嚼性低于淘汰蛋雞,但高于雪山草雞和白羽肉雞。

表2 不同品種雞胸肉的質構特性Table 2 Textural properties of breast meat from different chicken varieties
2.5.1 應力松弛曲線
應力松弛是研究食品在線性范圍內的黏彈性質及變化規律,在某一固定應變下,黏彈性物體的應力會出現隨時間延長而減小的現象。不同品種雞肉會因內部組織結構差異或微觀結構特征的不同而具有不同的流變學特性。典型的應力松弛包括3 個階段:一是在壓力作用下發生的瞬時彈性形變,這一階段稱為壓縮階段,往往時間極短;二是應力松弛階段,樣品隨應力衰減直至殘余應變;三是應變恢復階段,此時應力撤去,樣品逐漸恢復,又稱為卸載階段。由圖5可知,不同品種雞胸肉測得的應力松弛曲線不同,其中淘汰蛋雞的硬度(應力松弛曲線峰值)最高,藏雞次之,兩種雪山草雞間的硬度差異性較小。

圖5 不同品種雞胸肉的應力松弛曲線Fig. 5 Stress relaxation curves of breast meat from different chicken varieties
2.5.2 應力松弛特性參數比較
由表3可知,麥克斯韋模型決定系數均在0.99以上,證明此五元麥克斯韋模型的擬合程度較高。

表3 不同品種雞胸肉應力松弛參數比較Table 3 Stress relaxation parameters of breast meat from different chicken varieties
彈性模量能夠反映食品的彈性性能,表征物料松弛的難易程度。平衡彈性模量與食物的基礎硬度有關,由表2可知,淘汰蛋雞的硬度最高,雪山草雞1的硬度最低,藏雞與同日齡的雪山草雞2相比,硬度差異顯著(<0.05)。不同品種雞的變化規律與TPA中的硬度變化規律相符,說明應力松弛實驗能夠反映雞肉的質地特性,這與前人的研究結論一致。衰變彈性模量和能夠反映食物的彈性應變,一般來說,食物的彈性應變越大,E越大。由表4可知,彈性系數間存在極顯著正相關(=0.80~0.94,<0.01),平衡彈性模量與衰變彈性模量存在極顯著正相關,說明物料達到平衡時的殘余應力越大,松弛過程中的衰減量就越多。

表4 應力松弛參數相關性分析Table 4 Correlation analysis among stress relaxation parameters
黏滯系數反映了食品的黏性屬性,由表3可知,不同品種的雞肉黏性也存在較大差異,表現為淘汰蛋雞>藏雞>白羽肉雞>雪山草雞2>雪山草雞1。第二個麥克斯韋元件的黏滯系數均高于第一個麥克斯韋元件的黏滯系數,這說明物料的黏性行為主要由第二個麥克斯韋元件描述。兩個黏性元件之間也存在極顯著正相關(=0.881,<0.01),說明雞肉也具備黏性屬性。如表4所示,彈性系數和黏滯系數與松弛時間之間的相關性總體并不顯著,松弛時間與之間也不具備顯著相關性(>0.05),由此認為松弛時間是物料黏性和彈性共同作用的結果。比較來看,藏雞松弛時間最短,表現出較強的彈性和相對較弱的黏性。白羽肉雞松弛時間最長,應力下降速度慢,表現出較強的黏性和相對較弱的彈性。
5 種原料雞胸肉的肌纖維切片染色結果如圖6所示,200 倍視野下肌纖維、肌細胞核、肌內膜和肌束膜皆清晰可見,可觀察到淘汰蛋雞、藏雞和同日齡的雪山草雞2間肌細胞明顯分散、肌細胞直徑較大,而白羽肉雞和雪山草雞1肌細胞排列比較緊密均勻、肌細胞直徑較小。


圖6 不同品種雞胸肉肌纖維的變化(×200)Fig. 6 Comparison of muscle fibers in chicken breast from different chicken varieties (× 200)
由表5可知,不同雞種及其生長狀況決定了肌纖維直徑和密度的不同,這對于評價雞肉品質具有重要意義。一般認為,肌纖維越細,保水性越好,表現為肉質更細嫩。白羽肉雞胸肌的肌纖維直徑在幾個品種中最小,與淘汰蛋雞和藏雞相比差異顯著,而肌纖維密度最高,顯著高于其他幾種雞(<0.05)。淘汰蛋雞胸肌的肌纖維直徑在5 個品種中最長,達到53.98 μm,分別比白羽肉雞、藏雞、雪山草雞1和雪山草雞2長18.84、10.90、17.10、12.85 μm,而肌纖維密度最小。藏雞的肌纖維直徑在4 個不同品種中居第2位,僅次于淘汰蛋雞,與雪山草雞1和雪山草雞2相比,肌纖維直徑并無顯著差異(>0.05),但藏雞和雪山草雞2的肌纖維密度卻遠小于雪山草雞1。

表5 不同品種雞胸肉的肌纖維直徑和密度比較Table 5 Comparison of muscle fiber diameter and density of chicken breast from different chicken varieties
吳信生等在對我國部分禽種進行組織學分析時發現,體質量輕且體型小的雞種往往肌纖維直徑較細,肌纖維密度較高。但在本實驗中,藏雞的肌纖維直徑遠大于白羽肉雞,肌纖維密度低于同體型的雪山草雞1,其原因可能是藏雞的生長速度慢且飼養周期長,生長后期主要發生肌纖維直徑的增粗,導致其胸肌發達,肌纖維橫截面積增大。
采用PLSR法分析5 種雞肉樣品中質地特性與化學指標之間的相關性,在分析過程中代表雞肉的化學指標變量,代表雞肉的質地特性,其相關分析載荷結果見圖7。圖中大、小橢圓分別代表100%和50%的解釋方差,導出的PLSR模型呈現出2 個顯著主成分,能夠解釋60%的交叉驗證方差。
由圖7可知,除水分質量分數、粗蛋白質量分數和pH值外,大部分化學指標位于兩個橢圓之間,表示能被該模型很好地解釋。硬度、彈性、凝聚性和位于內橢圓中,說明這幾個指標間相似度較大,對總方差的貢獻不顯著。沿軸觀察,肌纖維直徑和總膠原蛋白質量分數位于載荷圖右側,和剪切力位于第1象限,與總膠原蛋白質量分數相關聯;沿軸觀察,可溶性膠原蛋白質量分數、膠原蛋白溶解度和肌纖維密度對雞肉質地特性的貢獻度較為一致。

圖7 雞肉質地特性和化學組分的PLSR相關性分析載荷圖Fig. 7 Correlation loadings of PLSR for chemical parameters and textual characteristics of chicken breast from different chicken varieties

雞肉剪切力預測模型的加權回歸系數如圖8所示。采用Jack-Knife法對各變量的回歸系數進行顯著性檢驗,結果發現只有水分和粗蛋白質量分數對剪切力的影響不顯著(>0.05)。此外,pH值、總膠原蛋白質量分數和肌纖維直徑與剪切力呈顯著正相關(<0.05),粗脂肪質量分數、可溶性膠原蛋白質量分數、膠原蛋白溶解性和肌纖維密度與剪切力呈顯著負相關(<0.05)。

圖8 雞肉剪切力預測模型回歸系數Fig. 8 Regression coefficients of prediction model of chicken shear force
變量投影重要性(variable importance for projection,VIP)也可以反映不同變量在模型區分效果中的重要程度,當VIP值大于1時,可認為具有顯著作用。VIP值小于0.8時,意味著該變量對模型的貢獻較小。由圖9可知,影響剪切力的指標按VIP值由大到小排序前4 位依次為膠原蛋白溶解性、肌纖維密度、可溶性膠原蛋白質量分數和肌纖維直徑。水分、粗蛋白和粗脂肪質量分數這些基本化學組分對模型的影響較小。因此,在研究雞肉的質地特性時,應重點關注其相關性顯著的因素,從而優化品質指標,提高產品質量。

圖9 解釋變量對模型的貢獻度評價Fig. 9 Evaluation of the contribution of explanatory variables to the model
利用Friedman檢驗對5 種樣品的排序結果進行計算和查表分析,由公式(6)可得=35.44,通過查閱Friedman秩和檢驗近似臨界值表可知,,,α(5,10,0.05)的臨界值為9.25,小于=35.44,且,,α(5,10,0.01)的臨界值為13.38,小于=35.44,故不同樣品間存在極顯著差異。
根據Kramer檢定表(順位檢驗法檢驗表)(表6)得到=5且=10時,臨界值分別為23~37(=5%)和20~40(=1%),由此得出在1%的顯著水平下,5 個樣品可以分為3 組:AC、B、DE。由分組結果和差異程度可知,淘汰蛋雞和藏雞為一組,其嫩度最低;白羽肉雞嫩度中等;雪山草雞1和雪山草雞2為一組,嫩度最高。

表6 不同品種雞胸肉的嫩度排序檢驗統計Table 6 Analysis of tenderness of chicken breast from different varieties using Friedman test
藏雞是生長在高原地區的特殊雞種,生態環境的復雜造就其生長緩慢、飼養周期長、耐粗飼和抗病力強的特點。因藏雞胸肉發達且均質性較好,故本實驗將不同品種雞胸肉作為代表進行肉質比較。
食物的健康度取決于其營養品質。與同日齡的雪山草雞相比,藏雞中所含水分更豐富;與淘汰蛋雞相比,藏雞胸肉中的粗脂肪和蛋白質質量分數更低。因此,藏雞可以作為消費者健康飲食的優質選擇。然而,消費者對食物的滿意度還往往與其感官質量有關,包括食物的顏色、質地、風味和多汁性等。在眾多因素中,嫩度是影響消費者回購率的關鍵因素,特別是藏雞的咀嚼感要強于一般的黃羽肉雞,這是其質地的獨特之處。本研究和其他研究通過測定剪切力和質構的方式進行嫩度量化。剪切力在肉品測定中被廣泛應用,一定程度上可以反映肌肉對牙齒的抵抗性以及咬斷肌纖維的難易程度。本研究發現,藏雞表現出較高的剪切力,顯著高于淘汰蛋雞、雪山草雞和白羽肉雞(<0.05)。物性質構儀可以模擬食物在口腔中的咀嚼運動,能夠對肉入口后的咀嚼程度以及舌頭或臉頰感知到的柔軟程度進行量化。本實驗發現,不同雞肉原料在硬度、彈性、咀嚼性等方面存在差異。淘汰蛋雞和藏雞在硬度和咀嚼性上均顯著高于其他組(<0.05),這意味著在咀嚼過程中可能要花費更多的時間和力氣。應力松弛曲線能夠反映食品在線性范圍內的黏彈性質,從而表征不同品種雞肉原料因內部差異而表現出的流變學性能差異。在非線性黏彈性模型的表征下,彈性模量和黏滯系數可以反映肉品的內部品質。與白羽肉雞相比,藏雞表現出較強的彈性和較弱的黏性,硬度與TPA中表現一致,顯著高于同日齡的雪山草雞(<0.05)。此外,5 種雞肉樣品的主觀評定結果和質地特性測定結果也表現出良好的一致性。盡管上述評定方法的側重點不同,但總地來說,藏雞熟肉的肉質較硬,咀嚼感明顯,仍需要通過合適的烹飪手段或改善加工方式來提升嫩度和口感。
常海軍等認為,畜禽類嫩度的可變性主要緣于不同品種骨骼肌間存在的生物多樣性。骨骼肌由約90%的肌纖維和10%的結締組織和脂肪組織構成,肌纖維直徑、肌纖維種類和數量等是影響肌肉嫩度的主要因素。但也有學者認為膠原蛋白的含量、性質和熱溶性是影響肉嫩度的關鍵因素。由于膠原蛋白含量在成熟過程中受蛋白酶作用的影響較小,其最終決定了生肉或未煮熟肉的基本硬度。這些發現在很大程度上解釋了品種之間和不同部位肌肉之間質地的差異,為探究不同品種雞胸肉的質地特性,尤其是藏雞胸肉提供了借鑒。
肌纖維特性主要受遺傳因素決定,不同品種間的肌纖維特性差異往往很大。對于同一品種而言,相同部位肌肉的肌纖維直徑越粗,肌纖維密度越小,形成的肌肉嫩度越差。本實驗對不同生長日齡雪山草雞的肌纖維進行研究,結果發現日齡對其肌纖維密度有顯著影響(<0.05),但不同日齡雪山草雞間的肌纖維直徑和剪切力差異并不顯著(>0.05)。對于不同品種雞肉而言,肌纖維的組成也會對肉的嫩度產生影響。本實驗發現,與同日齡的雪山草雞相比,藏雞的肌纖維直徑和密度差異并不顯著(>0.05),二者之間的嫩度差異似乎不能僅通過肌纖維特性來判斷。與同體型的雪山草雞相比,藏雞的肌纖維密度顯著降低(<0.05),肌纖維直徑并無顯著差異。盡管如此,藏雞仍表現出與雪山草雞截然不同的肉質表現。PLSR相關性分析結果顯示,剪切力與肌纖維直徑呈顯著正相關,與肌纖維密度呈顯著負相關(<0.05)。目前,關于嫩度和肌纖維特性的關系仍存在爭議。對于一定的肌肉類型,肌纖維成分因品種而異。楊玉瑩等發現I型肌纖維和II型肌纖維的直徑和數目比與牦牛肉的剪切力存在極顯著相關性,推測不同肌纖維類型影響了結締組織和肌內脂肪的含量,從而對肉的嫩度產生影響。此外,增加I型纖維的比例也能夠增加肉的嫩度。侯普馨和侯艷茹等總結出蘇尼特羊中3 種肌纖維(I型、IIA型、IIB型)直徑、數量和面積比例與剪切力間的相關性,認為提高氧化型肌纖維比例并降低酵解型肌纖維比例對于提升肉的嫩度具有積極作用,不同飼養方式和亞麻籽日糧的添加正是通過改變肌纖維特性對改善肉質產生了積極影響。
除了肌原纖維外,起支撐作用的結締組織也在決定肉質方面有著重要作用。IMCT由肌外膜、肌束膜和肌內膜3 層結締組織膜組成。因肌外膜往往在加工前被修整去除,所以對嫩度的貢獻主要來自肌束膜和肌內膜中的膠原蛋白,而占IMCT約90%的肌束膜對肉質影響最大。過往多項研究表明,膠原蛋白含量與肌肉嫩度存在高度相關性,并被認為構成了肉的“背景硬度”。本實驗發現,藏雞具有較高的膠原蛋白含量,顯著高于白羽肉雞和同體質量的雪山草雞。相關性分析表明,總膠原蛋白含量和剪切力呈顯著正相關。一般認為結締組織在宰后貯藏階段非常穩定,引起肉嫩化的主要原因是肌原纖維蛋白的水解。隨著動物年齡的增長,膠原纖維蛋白的排列更加規則有序,形成的多重共價交聯由還原性逐漸變為非還原性的老化交聯。在這種情況下,膠原蛋白具有熱穩定的性質,熱溶解性膠原蛋白數量迅速下降,可以通過測定膠原蛋白溶解度來量化肌肉嫩度。本實驗測得藏雞的膠原蛋白溶解度最低,顯著低于相同日齡和體質量的雪山草雞(<0.05)。不同雞種的膠原蛋白溶解性與剪切力呈顯著負相關,且在量化肌肉嫩度時有著最高的貢獻度。Latorre等發現熟肉中膠原蛋白交聯鍵數量的增加與肉嫩度增加的幅度正好相反,從而證明膠原蛋白的交聯水平和成熟程度也是影響肉類嫩度的重要因素。此外,在評估膠原蛋白對熟肉質地的貢獻時,還經常將可溶性膠原蛋白含量作為參考依據。本實驗發現,藏雞和淘汰蛋雞的可溶性膠原蛋白質量分數最低,而白羽肉雞的可溶性膠原質量分數最高。另外,藏雞還表現出較高的不溶性膠原蛋白質量分數。相關性分析表明嫩度與可溶性膠原蛋白質量分數呈顯著正相關,這與之前的研究結論一致。但也有研究表明,熟肉中膠原蛋白含量、熱溶解性和膠原蛋白交聯水平與剪切力間的相關性并不明確,這可能取決于肌肉類型和烹飪溫度/方式。對于總膠原蛋白含量較低的肉品,很可能因為計算精度較低,造成與剪切力之間的相關性較弱。而在加熱過程中,膠原纖維收縮并作用于肌纖維,膠原蛋白與肌肉纖維之間的相互作用共同調節了膠原蛋白的熱變性,使得肉類嫩度在烹飪過程中得到提高。低溫慢煮烹飪方式正是通過設置煮制溫度,使膠原蛋白足夠溶解、微生物失活且肌原纖維的收縮最小,以達到最佳嫩化的目的。
由本實驗可知,藏雞的強烈咀嚼感與其質地特性密切相關,利用PLSR法對雞肉化學成分與質構特性的關系進行相關性分析,可以將雞肉質構特性的不同評定方法進行統一,有助于探尋藏雞胸肉強烈韌性的本質。本實驗結果表明,剪切力能被模型很好地擬合,使得嫩度被有效量化。pH值、總膠原蛋白質量分數和肌纖維直徑與剪切力呈顯著正相關(<0.05),肌內脂肪質量分數、可溶性膠原蛋白質量分數、膠原蛋白溶解性和肌纖維密度與剪切力呈顯著負相關(<0.05)。在所有變量中,膠原蛋白溶解性對于嫩度改善具有最顯著貢獻,進一步驗證了熱處理膠原纖維強度的變化,對于熟肉質地和嫩度的改善具有借鑒作用。