目前,中国鸭肉生产量世界第一,占世界产量的70%以上[1]。鸭肉在我国食品消费中占据重要地位,鸭肉产品的市场占有率也在逐渐增长。色泽鲜亮、多汁柔软的高品质肉备受消费者青睐,宰后成熟能够改善肉的食用价值,包括肉的嫩度、多汁性、风味等。研究鸭肉宰后成熟过程中食用、营养品质及嫩度的变化,能够为改善鸭肉品质提供理论基础。
宰后成熟过程中,肌肉会发生一系列的生化变化,主要由于肌肉组织供氧中断,肌肉无氧状态下产生腺嘌呤核苷三磷酸(adenosine triphosphate,ATP)的能力较低,ATP的下降引起肌球蛋白和肌动蛋白发生不可逆结合,进而导致肌肉收缩,影响肉的嫩度和保水性[2],并且糖酵解反应消耗肌肉中糖原产生乳酸而引起pH降低[3]。同时,肌原纤维蛋白的水解及肌原纤维结构的解离,会使僵直的肌肉重新变软。宰后成熟过程中,肉的嫩度、多汁性和肉色都可能受到影响。张丽等[4]研究了成熟时间对牦牛肉品质的影响,发现相比于成熟7 d,成熟21 d可以显著降低牦牛肉剪切力。王琳琳等[5]探究了不同部位牦牛肉宰后成熟过程中肉色变化,发现部位和肌纤维类型对牦牛肉成熟过程中肌肉色泽及肉色稳定性存在显著影响。刘登勇等[6]研究宰后成熟24 h内,扒鸡胴体指标的变化规律,发现鸡胴体经过宰后成熟,可以改善肌肉嫩度和保水性。以上研究均证实了宰后成熟会对肉品质产生影响,而且关于宰后成熟过程中肉类品质变化的研究主要集中于牛肉、羊肉、猪肉、鸡肉等肉类,关于鸭肉宰后成熟过程中品质的变化少有报道。
本研究拟以北京鸭的胸肉作为试验材料,将鸭肉置于(4±1) ℃下成熟,探究鸭肉在不同宰后成熟时间下(0、12、24、48、72、168 h)营养品质、食用品质及嫩度的变化情况,从而明确鸭肉在宰后成熟过程中品质变化规律,以期为实际生产提供理论依据和参考。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
北京鸭由陕西富强宏图牧业有限公司提供。将现宰的5只北京鸭的胸肉,放入提前准备好的保温冰盒中(-4～0 ℃),4 h内运回实验室。将鸭肉分割成大小为4 cm×3 cm×3 cm的肉块,装入自封袋,以此时为成熟0 h开展后续试验。在(4±1) ℃下分别放置0、12、24、48、72、168 h制备不同成熟度鸭肉样品用于后续测定。
KCl、KH2PO4,天津市科密欧化学试剂有限公司;乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸[glycol-bis-(2-aminoethylether)-N,N,N′,N′-tetraacetic acid,EGTA],南京都莱生物技术有限公司;NaN3,北京化工厂;MgCl2,天津市天力化学试剂有限公司。
1.2 仪器与设备
TA．XT．Plus 质构仪,英国Stable Micro System公司;色差仪,深圳市三恩时科技有限公司;热鼓风干燥箱,上海福玛实验设备有限公司;FJ200-S数显高速分散均质机,上海索映仪器设备有限公司;FE28型 pH计,梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司;Kjeltec2300自动凯氏定氮仪,瑞典福斯公司;UV-1200型紫外可见分光光度计,上海美析仪器有限公司。
1.3 实验方法
1.3.1 食用品质的测定
参考郑晓等[7]的方法,将10 g新鲜胸肌(无筋腱、脂肪)剪碎后,加入90 mL蒸馏水,匀浆后4 ℃静置30 min,抽滤,用pH计测定pH值。
参照王静帆[8]的方法,取4 cm×3 cm×1 cm大小的肉样,称质量(m1),然后密封在塑料袋中80 ℃水浴,当肉样中心温度75 ℃时取出,用吸水纸吸干水分,冷却至室温,然后再称取质量(m2),按公式(1)计算蒸煮损失。
(1)
式中:X,蒸煮损失,%;m1,样品质量,g;m2,加热后样品的质量,g。
参照BOWKER等[9]的方法,取4 cm×3 cm×1 cm的肉样,称质量(m3),然后用铁丝吊挂在充气的塑料袋中,置(4±1) ℃冰箱,24 h后再称质量(m4),公式(2)计算滴水损失。
(2)
式中:Y,滴水损失,%;m3,样品质量,g;m4,样品放置24 h后的质量,g。
色泽采用色差仪测定。使用前进行黑白板校正,测定样品的色泽L*(亮度)、a*(红度)、b*(黄度)值。放置在光源上方,重复测量5次,取平均值。
参照古明辉等[10]的方法并稍加修改,将试验样品剪成1.5 cm×1.5 cm×0.5 cm的肉块。质构仪参数设置:P36R探头;测前、测中、测后速度均为1.0 mm/s;测试时间间隔5 s;触发力20 g;数据采集速率400 PPs;应变量为75%,测定硬度、咀嚼性、弹性、内聚性和回复性5个质构指标。
1.3.2 营养品质的测定
根据GB 5009.5—2016《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》,使用自动凯氏定氮仪法,测定鸭肉蛋白质的含量;根据GB 5009.3—2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》,使用直接干燥法,测定鸭肉水分含量。
1.3.3 嫩度的测定
剪切力参照NY/T 1333—1007《肉嫩度的测定——剪切力测定法》进行测定。
肌原纤维小片化指数(myofibril fragmentation index, MFI)参考CULLER等[11]方法测定。将鸭胸肉去除筋膜、可见脂肪、结缔组织,充分切碎后精确称取2 g样品。放入80 mL离心管中,加入20 mL MFI溶液(100 mmol/L KCl,8.8 mmol/L KH2PO4,1 mmol/L EGTA,1 mmol/L NaN3,1 mmol/L MgCl2),于12 000 r/min匀浆2次,每次30 s,中间间隔10 s。匀浆后,于1 000×g、15 min、2 ℃条件下离心,弃去上清液,在沉淀中加入10 mL MFI 溶液,充分溶解后,将溶液过150目滤布。用考马斯亮蓝试剂盒测定蛋白浓度后,调整溶液质量浓度为0.5 mg/mL,于540 nm下测溶液的吸光度,MFI值按公式(3)计算。
MFI=OD540×200
(3)
式中:OD540, 540 nm下测定的溶液吸光度值。
1.4 数据处理与统计分析
所有数据采用 Excel 2021软件对数据进行处理及分析;采用SPSS 24.0软件进行单因素方差分析(One-Way ANOVA),结果以平均值±标准差的形式表示;用微生信绘图网络工具绘制相关系数矩阵图(http://www.bioinformatics.com.cn/)。
2 结果与分析
2.1 鸭肉宰后成熟过程中食用品质的变化
如图1所示,鸭肉宰后成熟过程中pH值呈现先下降后上升的趋势。在宰后24 h时pH值达到最低点5.95。随着成熟时间的延长,鸭肉pH值逐渐上升,24～48 h时pH值上升速度快,48～120 h内pH值变化不显著(P>0.05)。当宰后168 h时,鸭肉pH值达到最大(6.18),显著高于其他宰后成熟时间段的pH值(P<0.05)。
图1 鸭肉宰后成熟过程中pH值的变化
Fig.1 Changes of pH value of duck meat during aging
注:不同小写字母表示组间差异显著(P<0.05)(下同)。
如图2所示,随着宰后成熟时间的延长,鸭肉蒸煮损失整体呈先波动增大后减小的趋势。在宰后0～72 h,蒸煮损失整体呈现上升趋势,72 h时蒸煮损失最大(39.04%),较宰后0 h增加了8.87%(P<0.05)。当宰后成熟时间为168 h时,蒸煮损失最低为35.63%。
图2 鸭肉宰后成熟过程中蒸煮损失的变化
Fig.2 Changes of cooking loss of duck meat during aging
如图3所示,鸭肉滴水损失随成熟时间呈现先上升后降低的趋势。鸭肉在宰后0～48 h内滴水损失呈上升趋势,48 h后滴水损失呈显著下降趋势(P<0.05),于168 h时达到最低滴水损失,为0.87%。宰后成熟72 h滴水损失较成熟0 h降低了63.18%,较48 h降低了74.50%,说明宰后成熟时间对鸭肉滴水损失影响较大,在一定程度上影响了鸭肉的经济效益。
图3 鸭肉宰后成熟过程中滴水损失的变化
Fig.3 Changes of drip loss of duck meat during aging
如表1所示,宰后成熟0、48 h鸭肉的L*值显著高于宰后成熟168 h(P<0.05),说明成熟时间过长会显著降低鸭肉的亮度。a*表示红度,a*越大表示肉的颜色越红,鸭肉宰后成熟过程中a*始终呈现上升的趋势,当贮藏至168 h时,鸭肉的a*显著高于其他时间段(P<0.05)。b*表示黄度值,宰后成熟过程中的鸭肉b*值均高于成熟0 h的鸭肉,当贮藏至168 h时,鸭肉的b*值达到最大,较宰后成熟0 h时提高了32.08%(P<0.05)。L*、a*、b*值在宰后成熟0 h与168 h时均有显著差异(P<0.05),说明鸭肉在宰后成熟过程中色泽发生了较大程度的变化。
表1 鸭肉宰后成熟过程中色泽的变化
Table 1 Changes of color of duck meat during aging
注:同行不同小写字母表示差异显著(P<0.05)(下同)。
色差值宰后成熟时间/h012244872168L∗35.02±0.91a33.59±0.74ab34.64±1.31ab35.34±1.17a34.27±0.83ab31.69±0.75ba∗7.33±0.56b7.54±0.29b7.56±0.65b8.16±0.46b8.55±0.53b10.62±0.63ab∗5.86±0.43c6.41±0.35bc6.75±0.46abc7.44±0.25ab7.15±0.32abc7.74±0.63a
如表2所示,随着成熟时间的增加,鸭肉的硬度呈现降低趋势,尤其是宰后成熟168 h时硬度最低,较0 h降低了30.39%(P<0.05);成熟12、24、48、72 h硬度变化差异不显著(P>0.05),较成熟0 h分别降低了0.13%、7.86%、8.59%、13.89%。咀嚼性呈现先增大后减小的趋势,24 h时达到最大值,较0 h咀嚼性增大了23.96%;168 h咀嚼性最低,较24 h显著降低了38.84%(P<0.05)。弹性在24 h时最高,较0 h显著增大(P<0.05),凝聚性呈现先增大后减小的趋势,24 h凝聚性最大,较0 h增大了8.77%;168 h凝聚性最小(P<0.05)。回复性呈现先增大后减小的趋势,24 h回复性最大,较0 h增大了8.70%;168 h回复性最小,较24 h显著降低了24.00%(P<0.05)。总之,随着成熟时间的延长,鸭肉的硬度降低,咀嚼性、凝聚性、回复性先增大后减小,均于24 h达到最大值。
表2 鸭肉宰后成熟过程中质构的变化
Table 2 Changes of texture of duck meat during aging
成熟时间宰后成熟时间/h012244872168硬度/g21 162±1 286a21 133±1 615a19 499±910a19 344±1 090a18 222±1 104ab14 730±731b咀嚼性/mJ5 970±381.41abc6 857±669ab7 400±500a5 587±321bc5 582±308bc4 526±339c弹性0.50±0.03b0.56±0.03ab0.60±0.03a0.52±0.04ab0.57±0.03ab0.59±0.01ab凝聚性0.57±0.02ab0.58±0.02ab0.62±0.03a0.57±0.02ab0.54±0.02ab0.52±0.02b回复性0.23±0.01abc0.24±0.01ab0.25±0.03a0.23±0.00abc0.20±0.01bc0.19±0.01c
2.2 鸭肉宰后成熟过程中营养品质的变化
如图4所示,宰后成熟过程中鸭肉蛋白质含量的变化不显著(P>0.05)。宰后成熟0 h时鸭肉蛋白质含量为20.45%;宰后成熟72 h时,蛋白质含量最高,为21.08%;宰后成熟168 h时,蛋白质含量为19.15%。
图4 鸭肉宰后成熟过程中蛋白质含量的变化
Fig.4 Changes in protein content of duck meat during aging
如图5所示,宰后成熟过程中鸭肉的水分含量之间存在差异,成熟0～12 h的鸭肉水分含量无显著差异(P>0.05),成熟48 h较12 h水分含量显著上升(P<0.05),48～72 h水分含量降低,72～168 h水分含量上升。水分含量变化规律在48 h时最高,为77.26%。
图5 鸭肉宰后成熟过程中水分含量的变化
Fig.5 Changes in moisture content of duck meat during aging
2.3 鸭肉宰后成熟过程中嫩度的变化
如图6所示,随着成熟时间的增加,剪切力呈先增加后减小趋势。在成熟12 h时达到最大的剪切力5 154 g,此时肉质最老,说明宰后0～12 h内鸭肉处于僵直状态;12～48 h剪切力显著降低(P<0.05),在成熟48 h时有最小的剪切力2 693 g,此时肉质最嫩。成熟48～168 h鸭肉的剪切力变化没有显著差异(P>0.05)。宰后成熟48 h剪切力较12 h剪切力降低了47.74%,说明宰后成熟对鸭肉剪切力影响大,成熟过程可以使鸭肉肉质变嫩。
图6 鸭肉宰后成熟过程中剪切力的变化
Fig.6 Changes in shear force of duck meat during
MFI值是用来衡量肉宰后成熟变化的指标。如图7所示,鸭肉宰后成熟过程中MFI值呈现先增大后减小整体趋势,宰后成熟0～24 h的MFI值变化不显著(P>0.05),宰后成熟48 h时MFI值最大,较0 h显著增大19.13%(P<0.05),此时肌原纤维小片化程度最高,肌原纤维被破坏程度最高。宰后成熟48～168 h,MFI值变化不显著(P>0.05)。说明宰后成熟时间对鸭肉肌原纤维小片化程度的影响很大,宰后成熟48 h时鸭肉的MFI值最高、鸭肉嫩度最佳。
图7 鸭肉宰后成熟过程中MFI值的变化
Fig.7 Changes in MFI value of duck meat during aging
2.4 鸭肉食用品质及嫩化指标的相关性分析
鸭肉宰后成熟过程中食用品质及嫩化指标之间的相关性如图8所示。图中圆的不同颜色代表各指标见相关系数从-1～1,圆的大小代表相关系数的绝对值的大小,圆越大相关系数的绝对值越大,即越接近1,代表2种指标间的相关性越大,每个圆上的数字代表2种指标间的相关系数,正值代表正相关,负值代表负相关。由图6可知,剪切力与MFI值之间存在较好的相关性,相关性系数为-0.826。pH值与滴水损失、硬度、咀嚼性、凝聚性、回复性之间存在较好的相关性,其相关性系数的绝对值均大于0.8,其相关性系数分别为-0.801、-0.907、-0.941、-0.890、-0.907。滴水损失与pH值、硬度、咀嚼性、凝聚性、回复性之间存在相关性,相关性系数分别为-0.801、0.743、0.771、0.894、0.956。硬度和咀嚼性、凝聚性、回复性、pH值、剪切力之间存在相关性,相关系性系数分别为0.734、0.690、0.811、-0.907、0.656。咀嚼性与pH值、滴水损失、硬度、凝聚性、回复性之间存在相关性,相关性系数分别为-0.941、0.771、0.734、0.936、0.901。凝聚性与pH值、滴水损失、咀嚼性、回复性之间存在较好的相关性,其相关性系数的绝对值均大于0.8,其相关性系数分别为-0.890、0.894、0.936、0.960。可见,鸭肉在宰后成熟过程中MFI值与剪切力具有较强的相关性,能够反映鸭肉嫩度变化情况。同时pH值、滴水损失、硬度、咀嚼性、凝聚性和回复性之间也存在相关性,说明pH值和滴水损失的变化在一定程度上影响了鸭肉的质构特性。
图8 鸭肉食用品质及嫩度的相关性分析
Fig.8 Correlation analysis of edible quality and tenderization indexes of duck meat
3 讨论
pH值、滴水损失、蒸煮损失、色泽、质构指标等共同反映肉的食用品质。本研究发现,鸭肉宰后成熟过程中pH值呈先降低后升高的趋势。可能是由于动物被宰杀后,氧气供应中断,肌糖原进行无氧酵解,产生乳酸,乳酸的快速积累使pH值下降。随着成熟时间的延长,由于Ca2+从肌质网中释放出来,激活钙激活酶,作用于肌间蛋白质使其分解一些碱性物质使pH值逐渐升高[12]。罗辉等[13]在研究秦川牛肉宰后成熟过程中嫩度变化机理时发现,宰后成熟过程中秦川牛肉pH值呈先降低后升高的趋势,与本研究结果基本一致。蒸煮损失率反映肉的保水能力,蒸煮损失率越高,系水力越小,保水性越差,最终导致食用品质变差。本研究发现鸭肉的蒸煮损失呈先升高后降低的趋势,72 h蒸煮损失率达到最大值。可能是由于鸭肉宰后进入僵直期,蛋白质在等电点附近时溶解度低,与水的相互作用也减少到最低,系水力变差。随着pH值的升高,逐渐远离等电点,肌肉的系水力升高[14]。滴水损失通常会伴随水、可溶性蛋白质、无机盐类、维生素等物质流失,从而导致嫩度、风味、营养价值等品质的下降,且滴水损失对肉的影响较蒸煮损失更大,滴水损失的增大可能是由于宰后肌原纤维结构的完整性被破坏,降低了肌肉的保水能力[15]。本研究中蒸煮损失和滴水损失在48 h内均呈现上升趋势,这与魏燕超等[16]研究结果一致。宰后成熟对肉的颜色产生影响,肉品的颜色为消费者对肉的第一印象,色泽的好坏直接影响肉制品的销量进而影响经济效益[17]。肉色主要与肌红蛋白、肌原纤维类型和水分分布相关[18]。当空气中的氧气与肉表面接触时,肌红蛋白被氧化成氧合肌红蛋白,使肉呈鲜红色,随着成熟时间的延长,肌红蛋白被氧化为高铁肌红蛋白,使肉呈现深褐色[19]。色泽与pH值之间具有较好的相关性,是由于肌红蛋白在酸性条件下更容易发生自动氧化,积累高铁肌红蛋白[20]。本试验结果显示,成熟时间会对鸭肉色泽产生显著影响,使肉色亮度值降低,黄度值和红度值升高;宰后成熟48 h鸭肉有较高亮度,是因为此时鸭肉滴水损失率高,表面有水分析出,会对光有反射作用。
水分是肉中主要组成部分,占鸭胸肉70%以上,并且水分含量与肉的食用品质和嫩度息息相关。蛋白质是鸭胸肉中除水分外最多的成分,决定其营养价值。因此,选择水分含量和蛋白质含量作为主要营养指标对鸭肉营养品质进行评价。本研究发现在鸭肉宰后成熟过程中,蛋白质含量处于19.15%～21.08%,并且变化不显著,这可能是由于肉在宰后成熟过程中,主要发生肌原纤维蛋白的水解,未对蛋白质含量产生较大影响。水分含量直接影响肉的组织状态、风味、品质,甚至是经济效益。0～12 h鸭肉水分含量降低,可能是由于屠宰后肌肉发生僵直收缩,肌细胞内部水分渗出到细胞外,而随着成熟时间的延长,肌原纤维小片化程度变高,肌原纤维间隙变大,胞外水分重新渗入细胞内,使肉的水分含量增加[21]。因此,12～48 h水分含量上升,随后水分含量的变化可能与微生物作用有关。
剪切力是反映肉质嫩度最直接的指标,MFI值可以作为间接预测肉嫩度的因子[22],因此选择剪切力和MFI值作为嫩度指标进行探究。本研究发现在鸭肉成熟过程中剪切力呈现先增大后减小的趋势,可能是由于宰后糖酵解产生的ATP含量不足以使肌动蛋白与肌球蛋白结合后再分开,进而导致肌原纤维收缩,剪切力逐渐变大[16]。12 h后开始解僵,剪切力逐渐降低。马旭华等[23]在研究秦川牛肉宰后成熟时剪切力也呈先上升后下降的趋势。MFI是评价I带破坏程度和肌纤维间断裂程度的指标,它的变化主要是由肌节中I带蛋白、肌联蛋白和伴肌动蛋白的降解造成[24]。随着宰后成熟时间的延长,肌原纤维小片化程度增加,MFI值越来越大,肌肉自溶,剪切力降低,肉质变嫩[25],说明了剪切力与MFI值之间呈负相关,这与相关性分析的结果一致。本试验结果显示,鸭肉宰后成熟48 h后,剪切力降低了44.98%,MFI值上升了19.13%,说明鸭肉在宰后成熟48 h时肉质达到最嫩。
4 结论
在宰后成熟过程中,鸭肉的食用品质、营养品质及嫩化指标均发生不同程度的变化。随着宰后成熟时间的延长,pH值先降低后升高;蒸煮损失、滴水损失先增大后减小;L*值显著降低,而a*、b*显著升高,肉色变化明显。水分含量变化不规律,48 h时水分含量最高;蛋白质含量变化不明显。剪切力值先增大后减小,在48 h剪切力值最小,较刚屠宰时降低了44.98%,肉质最嫩;MFI值总体呈上升趋势,48 h时MFI值最大,肌原纤维小片化程度最高。因此,鸭肉在宰后成熟48 h时肉质最嫩,水分含量最高,此时进行加工可以改善鸭肉嫩度,可为实际生产提供理论参考。
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