復合抗凍劑對反復凍融鵝肉品質的影響

摘 要：為提高冷凍鵝肉的品質，選用海藻糖、山梨糖醇、茶多酚組合的復合抗凍劑，以冰點、解凍損失率為評價指標，進行單因素及正交試驗優化得出最佳配方。使用復合抗凍劑浸漬鵝肉后分別進行1、3、5 次凍融處理（－40 ℃冷凍48 h后4 ℃解凍24 h為1 次凍融），研究其對鵝肉品質指標的影響。結果顯示：使用配比為2 g/100 mL海藻糖、0.1 g/100 mL山梨糖醇和0.15 g/100 mL茶多酚的復合抗凍劑可以有效減少鵝肉的水分損失、抑制蛋白質降解和脂肪氧化，提高肌肉品質，對于凍融5 次的鵝肉效果依然顯著，其中添加復合抗凍劑的鵝肉硫代巴比妥酸反應物值相比對照組下降72.41%，肌原纖維蛋白含量升高56.1%。因此，海藻糖、山梨糖醇、茶多酚復合抗凍劑可有效抑制反復凍融過程中鵝肉的品質劣變。

關鍵詞：鵝肉；復合抗凍劑；反復凍融；品質特性

Effect of a Mixture of Antifreeze Agents on the Quality of Repeatedly Frozen and Thawed Goose Meat

YANG Jieru， YANG Xiaocong， YANG Mengyuan， LI Kun， ZHU Jing， ZHENG Xueke*

（College of Food Science and Engineering， Xinyang Agriculture and Forestry University， Xinyang 464000， China）

Abstract： In order to improve the quality of frozen goose meat， trehalose， sorbitol and tea polyphenols were selected and combined to form antifreeze agents. Using one-factor-at-a-time and orthogonal array design methods， the formulation was optimized based on freezing point and thawing loss rate. The effect of one （freezing at -40 ℃ for 48 h and then thawing at 4 ℃ for 24 h）， three and five freeze-thaw cycles on quality indexes of goose meat pretreated with antifreeze agents was examined. The results showed that the mixed antifreeze agent consisting of 2 g/100 mL trehalose， 0.1 g/100 mL sorbitol， and 0.15 g/100 mL tea polyphenols effectively reduced water loss， inhibited protein degradation and fat oxidation in goose meat， and improved muscle quality. The effect was still significant for goose meat repeatedly frozen and thawed five times. Goose meat with the mixed antifreeze agent showed a 72.41% decrease in thiobarbituric acid reactive substances （TBARS） vaL+aU2Bw0gjMubre/nwE/Sw==lue and a 56.1% increase in myofibrillar protein content compared to the control group. This indicates that the mixture of antifreeze agents can effectively inhibit the quality deterioration of goose meat during repeated freeze-thaw cycles.

Keywords： goose meat; mixed antifreeze agent; repeated freeze-thaw cycles; quality characteristics

DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20240819-211

中圖分類號：TS205.7 文獻標志碼：A 文章編號：1001-8123（2024）10-0045-07

引文格式：

楊潔茹， 楊曉聰， 楊孟園， 等. 復合抗凍劑對反復凍融鵝肉品質的影響[J]. 肉類研究， 2024， 38（10）： 45-51. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20240819-211. http：//www.rlyj.net.cn

YANG Jieru， YANG Xiaocong， YANG Mengyuan， et al. Effect of a mixture of antifreeze agents on the quality of repeatedly frozen and thawed goose meat[J]. Meat Research， 2024， 38（10）： 45-51. （in Chinese with English abstract） DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20240819-211. http：//www.rlyj.net.cn

鵝肉營養價值豐富，富含人體所需氨基酸、維生素及微量元素，同時脂肪含量較低，脂肪酸構成平衡，這對于人體非常有益[1-2]。2002年，聯合國糧農組織認定鵝肉為21世紀需要優先發展的綠色食品之一[3]。在目前鵝產業體系中，鵝肉的貯運銷售仍然采用冷凍方式，而新鮮鵝肉的市場銷售存在明顯的限制。工廠成批收購鵝肉或鵝肉“從農場到餐桌”過程中，難免會出現環境溫度波動變化，導致鵝肉經歷反復凍融，鵝肉中的營養元素、蛋白質和肌纖維會在反復凍融過程中發生損失，引發一系列生理和生化反應，最終會對鵝肉的整體質量產生影響并降低其食用價值。

為提高肉制品冷凍和冷藏性能，添加抗凍劑被認為是一種有效的方法[4]。根據成分和化學性質的不同，抗凍劑可以分為四大類：糖類、蛋白類、鹽類和多酚類[5]。磷酸鹽類抗凍劑添加量過高不僅會有苦澀味，也會影響人體對鈣的吸收，還會加重腎臟負擔[6]。蛋白類抗凍劑效果雖好，但成本過高。因此，本研究選用糖類和多酚類抗凍劑。糖類抗凍劑能夠使食品中自由水向結合水轉化，這種轉化能明顯抑制水分的遷移[7]，并有效抑制冰晶的形成，還能促進蛋白質、多糖等天然大分子在冷凍過程中的玻璃態轉化[8]。多酚類抗凍劑不僅具有抗氧化特性，而且能夠作為蛋白質的交聯劑，與蛋白質形成絡合物，有助于維持蛋白質的構象穩定性，可以在肉類及肉制品中發揮一定的冷凍保護效果[9]。海藻糖和山梨糖醇是常用的低糖、低熱量糖類抗凍劑，茶多酚是天然植物來源、安全且抗氧化作用較好的多酚類抗凍劑。研究表明，復合抗凍劑比單一抗凍劑具有更佳的效果。已有天然抗凍劑在豬肉、牛肉和水產品中較多的研究報道，但應用于鵝肉的研究較缺乏，而不同畜禽肉由于水分、蛋白質、脂肪等成分的構成和含量不同，對抗凍劑的效應有所不同。因此，本研究選用海藻糖、山梨糖醇和茶多酚進行復配，探究復合抗凍劑對反復凍融鵝肉品質的影響，旨在為實際生產中凍鵝肉的品質提升提供一定的理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

固始白鵝購自本地市場。

海藻糖（食品級） 日本株式會社林原；山梨糖醇（食品級） 石家莊瑞雪制藥有限公司；茶多酚（食品級） 安徽紅星藥業股份有限公司；氯化鈉、三氯乙酸、硼酸、五水硫酸銅、氫氧化鈉（均為分析純）鄭州派尼化學試劑廠；2-硫代巴比妥酸（分析純）上海麥克林生化科技有限公司；氧化鎂、磷酸氫二鈉、酒石酸鉀鈉（均為分析純） 天津科密歐化學試劑有限公司；乙二醇雙（2-氨基乙基醚）四乙酸（ethylene glycol bis（2-aminoethylether）-N，N，N’，N’-tetraacetic acid，EGTA）（分析純） 合肥千盛生物科技有限公司；氯化鎂（分析純） 天津恒興化學試劑制造有限公司；牛血清白蛋白 上海源葉生物科技有限公司。

1.2 儀器與設備

MS-PA磁力攪拌器 大龍興創實驗儀器（北京）股份公司；雷磁PHS-3C pH計 上海儀電科學儀器有限公司；A390紫外分光光度計 翱藝儀器（上海）有限公司；TDL-40B低速離心機 上海安亭科學儀器廠；TGL-16B臺式高速冷凍離心機 上海盧湘儀離心機儀器有限公司；CP214分析天平 上海奧豪斯儀器有限公司；DZKW-0-2電熱恒溫水浴鍋 北京市永光明醫療儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 鵝肉樣品處理

對鵝肉進行分割處理，取鵝胸脯肉，去皮，剔除筋膜及可見脂肪，切成5.0 cm×3.0 cm×1.2 cm大小的塊狀若干份，用于后續實驗。

1.3.2 抗凍劑單因素試驗設計

根據已有研究[10-12]，將3 種抗凍劑配制成不同質量濃度的溶液：海藻糖1、2、3、4、5 g/100 mL，山梨糖醇0.05、0.10、0.15、0.20、0.25 g/100 mL，茶多酚0.05、0.10、0.15、0.20、0.25 g/100 mL。將分割好的鵝肉樣品分別置于不同抗凍液中浸泡30 min，先放置于4 ℃冰箱中預冷，之后放入－18 ℃冰箱冷凍，立即測定冰點，在凍藏第2天測定解凍損失率。

1.3.3 抗凍劑正交試驗設計

基于單因素試驗結果，選擇各抗凍劑效果最佳的3 個質量濃度，進行3因素3水平的正交試驗，以冰點為主要指標，解凍損失率為次要指標，確定最優的復合抗凍劑配比。

1.3.4 鵝肉的凍融處理

參考張帆[13]的方法，將鵝肉樣品放入復合抗凍劑中浸泡30 min，將浸泡好的肉塊放置30 min，晾至無抗凍液滴落后，放在－40 ℃冰箱中冷凍48 h后在4 ℃冰箱中解凍24 h。取凍融1 次的樣品進行理化指標測定，其余樣品繼續冷凍，48 h之后再次解凍，如此循環，分別制備出反復凍融3 次和5 次的樣品，以未處理的新鮮肉作為對照。

1.3.5 鵝肉品質指標的測定

1.3.5.1 冰點

參考黃曉紅[10]的方法，將鵝肉樣品放置在4 ℃冰箱中預冷。將溫度計電極置于鵝肉內部中心，放入－18 ℃冰箱內，每隔1 min記錄一次溫度變化。當鵝肉塊內部中心溫度降至0 ℃以下，出現輕微回升后再次緩慢下降時，此溫度轉折點被認定為鵝肉塊的冰點溫度。

1.3.5.2 解凍損失率

分別取凍融1、3、5 次的鵝肉樣品20 g，用濾紙吸干解凍后鵝肉樣品表面殘留的水分后稱質量。解凍損失率按式（1）計算：

（1）

式中：m0為凍結后質量/g；m1為解凍后質量/g。

1.3.5.3 汁液損失率

參照鄧鈺蓱等[14]的方法并進行修改，分別取凍融1、3、5 次的鵝肉樣品10 g放置于帶有濾紙桶的離心管中，在4 ℃下以3 500 r/min離心20 min后稱質量。汁液損失率按式（2）計算：

（2）

式中：m2為離心前質量/g；m3為離心后質量/g。

1.3.5.4 感官評定

參考黃曉紅[10]、董家旺[11]等的方法，略作修改。由10 名經過培訓的食品專業同學進行現場感官評定，評分標準見表1。感官評定結果：一級鮮度感官評分為80～100，二級鮮度為60～80，變質肉為0～60。

1.3.5.6 硫代巴比妥酸反應物（thiobarbituric acid reactive substances，TBARS）值

參照周楓等[15]的方法，將5.0 g絞碎后的鵝肉樣本稱取至250 mL燒杯中，倒入50 mL 7.5 g/100 mL三氯乙酸溶液，用玻璃棒充分攪拌。將燒杯放置于50 ℃水浴鍋中水浴加熱30 min，之后進行過濾處理。使用移液管移取15 mL過濾后的液體，加入15 mL 0.02 mol/L 2-硫代巴比妥酸溶液，并充分振搖以使混合均勻。隨后將燒杯放置于90 ℃水浴鍋中繼續加熱30 min，取出室溫冷卻，在532 nm波長處測定溶液的吸光度。TBARS值按式（3）計算：

（3）

式中：A532 nm為樣液在532 nm波長處的吸光度；m為鵝肉樣品質量/g；9.24為由樣品稀釋和摩爾消光系數得到的常數/μg。

1.3.5.7 總揮發性鹽基氮（total volatile basic nitrogen，TVB-N）含量

參照GB 5009.228—2016《食品中揮發性鹽基氮的測定》進行測定。

1.3.5.8 肌原纖維蛋白含量

參考吳丹璇[16]的方法并略作修改，將絞碎后的鵝肉樣品與磷酸鹽緩沖液（0.1 mol/L NaCl、1 mmol/LEGTA、2 mmol/L MgCl2、10 mmol/L Na2HPO4/NaH2PO4，pH 7.0，4 ℃）以1∶4（g/mL）比例混勻，勻漿（12 000 r/min、30 s）后用雙層紗布過濾，濾液3 500 r/min離心20 min，棄去上清液，取沉淀重復上述操作2 次，沉淀加入4 倍體積的0.1 mol/L NaCl洗滌、離心（3 500 r/min、20 min），重復2 次，上清液即為肌原纖維蛋白溶液，采用雙縮脲法測定肌原纖維蛋白質量濃度。

1.4 數據處理

所有實驗最少重復3 次，結果以平均值±標準差表示，采用Excel 2016和SPSS 20軟件進行數據處理分析，采用最小顯著性差異檢驗法和Ducan法評估數據的顯著性，采用Origin 2022軟件進行繪圖。

2 結果與分析

2.1 抗凍劑單因素試驗結果

海藻糖通過與水分子形成氫鍵從而降低冰點[17]，提高保水性。如圖1A所示，隨海藻糖添加量的增加，冰點先下降后上升，解凍損失率先減少隨后增加并再次減少。這可能是因為海藻糖添加量過高可能會促使鵝肉的細胞膜及細胞器破裂，從而導致持水性下降[18]。其中2 g/100 mL海藻糖抗凍效果最好，能有效防止汁液損失，而1 g/100 mL海藻糖冷凍保護作用較差。

山梨糖醇的多羥基結構使其具有持水性，可以與肉制品中的水分強力結合[19]，冰晶的形成也會受到抑制，從而降低冰點。如圖1B所示，隨著山梨糖醇添加量的增加，鵝肉冰點和解凍損失率均呈先下降后上升的趨勢，均在0.15 g/100 mL的添加量達到最低值，冰點和解凍損失率分別為－2.63 ℃和4.45%。多酚類化合物能夠降低冰點，其立體結構中極性氨基酸的距離恰到好處，能夠減少冰晶形成[20]。如圖1C所示，隨著茶多酚添加量的增加，鵝肉冰點整體呈先下降后上升的趨勢，解凍損失率也呈現先下降后上升的趨勢，在添加量為0.20 g/100 mL時，鵝肉冰點和解凍損失率均最低。

2.2 正交試驗結果

在單因素試驗的基礎上，對海藻糖、山梨糖醇、茶多酚3 種抗凍劑添加量進行正交試驗，正交試驗因素及水平如表2所示。

正交試驗結果見表3，各抗凍劑對冰點影響的順序依次為海藻糖＞茶多酚＞山梨糖醇，分析各抗凍劑對冰點的影響，降低冰點的最優組合為A1B1C1。各抗凍劑對解凍損失率影響的順序依次為茶多酚＞海藻糖＞山梨糖醇，減少解凍損失率的最優組合為A1B1C2。

考慮到茶多酚的顏色影響，最終確定最優抗凍劑組合為A1B1C1，即2 g/100 mL海藻糖、0.10 g/100 mL山梨糖醇、0.15 g/100 mL茶多酚。

2.3 復合抗凍劑對不同凍融次數下鵝肉品質的影響

2.3.1 對鵝肉持水性的影響

持水性與水溶性營養成分和風味物質的保留密切相關，對鵝肉的品質有重要影響，解凍損失率和汁液流失率可作為評價持水性的指標。如圖2所示，隨著凍融次數的增加，解凍損失率和汁液流失率均有所增加，這是因為在凍融循環過程中，鵝肉中水分低溫下形成的冰晶體在解凍后被破壞，重復形成尺寸不斷增加的冰晶體，導致肌肉發生不可逆的機械損傷，從而引發水分的流失[12]。而加入抗凍劑可以顯著降低凍融引起的鵝肉解凍損失率和汁液流失率（P＜0.05），提高鵝肉持水能力。復合抗凍劑中的海藻糖和山梨糖醇富含大量羥基，吸水性強，還能促進鵝肉中的自由水向結合水轉化，從而降低水分的遷移[7]。糖類可通過與水或冰的相互作用與冰晶結合，防止凍融過程中大冰晶的生成，同時抑制反復凍融導致的重新凝結形成冰晶，從而有效防止水分流失[21]。另外，由于海藻糖屬于親水膠體，能與蛋白質形成凝膠結構，促進水分的保持，從而提高產品的持水性[20]。

2.3.2 對鵝肉品質的影響

由表4可知，在凍融循環中，各組鵝肉樣品的感官品質隨著凍融次數增加而逐漸下降，凍融5 次后的鵝肉感官評分為62.1±1.8，仍高于最低可接受限值。添加復合抗凍劑的肉樣感官評分下降較緩慢，凍融5 次后感官評分為71.1±2.4，極顯著高于對照組（P＜0.01）。鵝肉經歷反復凍融后容易在微生物、內源酶及氧氣的作用下發生腐敗變質，從而發生色澤劣變、產生異味、發黏等現象，冰晶的生長會對肌肉細胞造成機械損傷，從而導致彈性等質地特性下降。復合抗凍劑的添加可通過抑制冰晶生長、減少水分流失等來抑制色澤、彈性的劣變，其中茶多酚的抗氧化功能還能抑制由于脂質氧化導致的感官品質下降。

抗凍劑不僅影響肉制品的保水能力，還能通過抑制蛋白質冷凍變性從而影響冷凍肉制品的品質。復合抗凍劑中的海藻糖可以通過羥基基團和生物膜磷脂的頭部基團形成氫鍵，從而吸附在生物分子表面形成一層保護膜，防止生物分子在解凍過程中受到破壞[22]。茶多酚具有抗氧化作用，還可以作為蛋白質的交聯劑與蛋白質絡合，從而穩定蛋白質構象，對肉及肉制品起到一定的冷凍保護作用[23]。

pH值影響肉的色澤、嫩度、風味、持水性，是評估其新鮮度和品質的一個關鍵參數。如圖3A所示，隨著凍融次數的增加，鵝肉pH值不斷降低，這與徐毓謙[12]、李孟孟[24]等的研究結果一致，出現這一趨勢的原因可能是凍融循環過程中由于蛋白質變性和細胞的機械損傷造成肌肉組織水分流失，導致溶質濃度增加和氫離子的釋放[25-26]。添加復合抗凍劑后，鵝肉樣品的pH值極顯著上升（P＜0.01），這可能是因為添加抗凍劑可以在凍融過程中減少冰晶的形成，減少細胞損傷破裂造成的水分流失，從而使pH值上升。

TBARS值反映脂肪酸的氧化程度。如圖3B所示，鵝肉的TBARS值隨凍融次數的增加而逐漸增大，這是因為多次凍融循環形成的冰晶會損傷肌肉細胞，導致促氧化劑（如氧化酶、血紅素鐵等）的釋放，從而加速脂質氧化[27]。在凍融5 次后，復合抗凍劑組鵝肉的TBARS值（0.16 mg/kg）相比未加抗凍劑組（0.58 mg/kg）下降72.41%。由于復合抗凍劑能抑制冰晶形成，并且含有抗氧化劑茶多酚，因此能夠有效抑制鵝肉中脂肪的氧化。

肉制品中的TVB-N是蛋白質在微生物和酶的作用下分解產生的氨和胺類物質，是評價肉類新鮮程度的關鍵參數之一[28]。如圖3C所示，鵝肉的TVB-N含量隨著凍融次數的增加而上升，這是因為凍融循環引起的水分和營養物質釋放給微生物的繁殖提供了良好的條件，肌肉蛋白質分子間或分子內巰基之間發生氧化交聯、蛋白內部巰基暴露氧化[29]，鵝肉中內源酶活性也隨凍融次數的增加顯著增強，并且大量氨基酸被降解，脫氨基作用增強，共同導致TVB-N含量加劇積累[30]。添加復合抗凍劑后，鵝肉樣品的TVB-N含量呈下降趨勢。凍融5 次后未加抗凍劑組鵝肉樣品的TVB-N含量（13.14 mg/100 g）相比抗凍劑組（11.55 mg/100 g）極顯著降低（P＜0.01），Gaukel等[31]認為可能是因為糖類分子存在的大量羥基能與氨基酸殘基形成氫鍵以抑制胺類等物質生成，抑制TVB-N含量增加。

肌肉中的肌原纖維蛋白對肉制品的感官品質和工藝特性具有重要影響。如圖3D所示，隨著凍融次數的增加，鵝肉中肌原纖維蛋白的含量不斷下降，這是因為在凍融循環中，冰晶的形成和生長導致蛋白質發生冷凍變性，也可能是蛋白質與水或小分子物質發生相互作用，影響蛋白質構象，導致肌原纖維蛋白的溶解度下降[32]，食用品質降低。添加復合抗凍劑的鵝肉在凍融1 次后肌原纖維蛋白質量濃度（7.00 mg/mL）仍與新鮮肉（6.65 mg/mL）相當，在凍融5 次后添加復合抗凍劑組鵝肉的肌原纖維蛋白質量濃度（4.78 mg/mL）相比未加抗凍劑組（2.10 mg/mL）提高56.1%。這與Du Xin等[33]的研究結果一致，可能是山梨糖醇這種小分子糖類物質可以延緩溶質遷移，降低液體的離子強度，從而抑制蛋白質的不可逆聚集，導致溶解度增加。說明復合抗凍劑對蛋白的抗凍作用較好，可以延緩肌原纖維蛋白的聚集。

3 結 論

本研究優化出一種復合抗凍劑，配比為2 g/100 mL海藻糖、0.1 g/100 mL山梨糖醇、0.15 g/100 mL茶多酚，使用復合抗凍劑浸漬的鵝肉解凍損失率、汁液損失率、TBARS值和TVB-N含量顯著下降（P＜0.05），pH值和肌原纖維蛋白含量極顯著上升（P＜0.01），對于凍融5 次的鵝肉效果依然顯著，其中添加復mqXPyX+nPlPuFAIX3wzWi4euz/BSDPFL88Pq/r0gra8=合抗凍劑的鵝肉TBARS值相比對照組下降72.41%，肌原纖維蛋白質量濃度升高56.1%。這表明復合抗凍劑可以有效減緩凍融循環造成的水分流失、脂肪氧化和蛋白質降解。本研究采用的復合抗凍劑能夠增強鵝肉在反復凍融過程中的耐凍性，保持鵝肉食用品質，延長貨架期。本研究為企業在制定科學生產流程和提升冷凍鵝肉品質方面提供了一定的理論支撐，有必要對凍結和凍藏方式進行進一步的深入研究。

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收稿日期：2024-08-19

基金項目：河南省科技攻關項目（242102110090；242102110144）；河南省高等學校重點科研計劃項目（24B180016；24B550017）；

河南省重點研發專項（231111312800）；信陽農林學院科技創新團隊項目（XNKJTD-001）；

信陽農林學院青年基金項目（QN2023033）

第一作者簡介：楊潔茹（1995—）（ORCID： 0009-0004-2929-0969），女，助教，碩士，研究方向為農產品加工與貯藏。

E-mail： yangjieru_95@163.com

*通信作者簡介：鄭雪珂（1993—）（ORCID： 0009-0005-4645-9268），女，講師，博士，研究方向為食品生物技術。

E-mail： 1261110509@qq.com