陶雄松， 曹昌偉， 谷大海， 普岳紅， 徐志強(qiáng)*

(1 .云南農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，云南 昆明 650201； 2.四川農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品學(xué)院，四川 雅安 625014)

家禽是動(dòng)物蛋白的重要飲食來(lái)源，約占全球肉類消費(fèi)的30%。我國(guó)是雞肉生產(chǎn)與消費(fèi)大國(guó)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年淘汰的蛋雞多達(dá)20余億只[1]。雞肉因價(jià)格低廉，脂肪和膽固醇含量低，且沒有宗教限制，被認(rèn)為是一種廣泛適用的健康肉類[2]。2019年在非洲豬瘟的影響下使家禽產(chǎn)業(yè)得到空前發(fā)展，蛋雞產(chǎn)量也迅速增加。但隨著人們對(duì)雞肉需求的增加，雞肉的理化和感官品質(zhì)受到廣泛關(guān)注。淘汰蛋雞由于養(yǎng)殖日齡長(zhǎng)，肌肉中結(jié)締組織含量高，使得肉質(zhì)老化、出品率低、口感差、利用率低。因此，如何提高淘汰蛋雞深加工產(chǎn)品的品質(zhì)及尋找高值化利用的方法一直是家禽業(yè)和肉品界所關(guān)注的問題[3-4]。

肉的品質(zhì)由嫩度、保水性、風(fēng)味、色澤、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及安全性等因素決定的，通常以嫩度、保水性、風(fēng)味、色澤作為評(píng)價(jià)肉質(zhì)的常規(guī)指標(biāo)[5-6]。肉的品質(zhì)，尤其是嫩度可通過降解肌肉蛋白提高，雖然內(nèi)源性酶主要對(duì)肌原纖維起作用，但可通過添加外源性酶介導(dǎo)肌原纖維和結(jié)締組織蛋白降解[7]。酶處理可顯著改善馬、牛、鵝、鹿、鴕鳥和雞等動(dòng)物肉的嫩度和肌肉顯微結(jié)構(gòu)[8-13]。但外源性酶不易控制活性，會(huì)導(dǎo)致肉過嫩，產(chǎn)生其他味道。近年來(lái)，隨著消費(fèi)者對(duì)食品質(zhì)量、安全、健康和營(yíng)養(yǎng)認(rèn)識(shí)的加深，導(dǎo)致研究者對(duì)維持和改善食品功能特性的輔助或替代性新技術(shù)的持續(xù)探索。相繼出現(xiàn)了電干預(yù)、電刺激、脈沖電場(chǎng)技術(shù)、超聲和機(jī)械干預(yù)等處理方法。超聲處理作為一種機(jī)械的、非電離的、無(wú)污染的聲學(xué)新技術(shù)，通過改善食品的理化性質(zhì)及功能特性，廣泛應(yīng)用于高質(zhì)量食品的加工保存和分析中[14-15]。肉制品，作為超聲處理和外源酶應(yīng)用的一個(gè)重要領(lǐng)域，近年來(lái)已成為研究的熱點(diǎn)。但鮮見以淘汰蛋雞肉為研究對(duì)象的報(bào)道。因此，筆者等以淘汰蛋雞雞胸肉為試驗(yàn)材料，在外源酶注射處理的基礎(chǔ)上輔以超聲處理，研究酶和超聲處理對(duì)淘汰蛋蛋雞雞胸肉的色澤、蒸煮損傷及剪切力的影響，在單因素的基礎(chǔ)上采用響應(yīng)面法優(yōu)化嫩化淘汰蛋雞雞胸肉的工藝條件，以期為超聲輔助酶解應(yīng)用于淘汰蛋雞肉質(zhì)的改善提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

淘汰蛋雞，70周齡，購(gòu)于云南云嶺廣大峪口禽業(yè)有限公司小哨家禽繁育基地。屠宰后迅速放入-20℃冷庫(kù)速凍備用。

試劑：木瓜蛋白酶100 000 U/g ，廣州華琪生物科技有限公司。

儀器：MODEL235沃-布剪切力儀，英國(guó)G-R Manufacturing 公司；HHS-21-6型電熱恒溫水浴鍋，上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；BSA224S分析天平，北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司；HXI002冷藏冷凍箱，慈溪市天東衡器廠；CR-400全自動(dòng)色差儀，日本柯尼卡美能達(dá)公司；HI9025 pH計(jì)，HANNA Instruments，Portugal；C-LM3B嫩度儀，東北農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院；JP-120ST超聲清洗儀，深圳市潔盟清洗設(shè)備有限公司；XMTD-4000恒溫水浴鍋，北京永光明醫(yī)療儀器廠；T105插入式溫度計(jì)，深圳市拓爾為電子科技有限公司。

1.2 方法

1.2.1 單因素試驗(yàn) 淘汰蛋雞于冰水中解凍12 h至中心溫度達(dá)到0 ℃以上，取雞胸脯處兩塊完整的雞胸肉，剔除可見脂肪和結(jié)締組織，沿垂直肌纖維的方向切分成大小約為15 mm×15 mm×30 mm的肉塊。采用手動(dòng)注射，將預(yù)先配制好的嫩化劑(木瓜蛋白酶)均勻地注射到肉中，注射量為肉質(zhì)量的10%，注射量偏差范圍控制在5%以內(nèi)。在設(shè)置好的一定溫度的恒溫水浴鍋中反應(yīng)一定時(shí)間，一定超聲強(qiáng)度條件下進(jìn)行處理后，測(cè)定雞肉的剪切力、滴水損失、蒸煮損失和色澤。

1) 酶濃度。配置木瓜蛋白酶溶液，濃度分別為40 U/g、45 U/g、50 U/g、55 U/g和60 U/g，取酶液注射量為雞肉質(zhì)量的10%，分別均勻注射入雞肉，輕度按摩雞肉，注射后將雞肉放入袋中排除空氣后密封，于30℃恒溫水浴鍋中酶處理30 min，超聲強(qiáng)度600 W，超聲時(shí)間30 min，超聲溫度30℃。

2) 酶反應(yīng)時(shí)間。配置木瓜蛋白酶溶液45 U/g，取酶液注射量為雞肉質(zhì)量的10%，均勻注射入雞肉，輕度按摩雞肉，注射后將雞肉放入袋中排除空氣后密封，于30℃恒溫水浴鍋中分別反應(yīng)0 min、20 min、30 min、40 min、50 min和60 min，超聲強(qiáng)度600 W，超聲時(shí)間30 min，超聲溫度30℃。

3) 酶反應(yīng)溫度。配置木瓜蛋白酶溶液45 U/g，取酶液注射量為雞肉質(zhì)量1/10的10%，均勻注射入雞肉，輕度按摩雞肉，注射后將雞肉放入袋中排除空氣后密封，分別于20℃、30℃、40℃、50℃和60℃恒溫水浴鍋中酶處理50 min，超聲強(qiáng)度600 W，超聲時(shí)間30 min，超聲溫度30℃。

4) 超聲功率。配置木瓜蛋白酶溶液45 U/g，取酶液注射量為雞肉質(zhì)量的10%，均勻注射入雞肉，輕度按摩雞肉，注射后將雞肉放入袋中排除空氣后密封，于30℃恒溫水浴鍋中酶處理50 min，超聲強(qiáng)度分別為0 W、400 W、500 W、600 W、700 W和800 W，超聲時(shí)間30 min，超聲溫度30℃。

1.2.2 響應(yīng)面試驗(yàn) 根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，選取對(duì)雞肉嫩度品質(zhì)影響最大的木瓜蛋白酶濃度(A)、酶作用時(shí)間(B)、酶作用溫度(C)和超聲功率(D)為因素條件，以剪切力值(Y)為響應(yīng)值。根據(jù)Box-Behnken設(shè)計(jì)，用Design-Expert 8.05進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)，試驗(yàn)因素及水平見表1。

表1 超聲輔助酶解處理嫩化淘汰蛋雞雞胸肉的響應(yīng)面試驗(yàn)因素及水平

1.2.3 肉質(zhì)指標(biāo)測(cè)定 處理前后的雞肉樣品參照WERNER等[16-18]的方法測(cè)定和計(jì)算雞肉剪切力、色澤(雞胸肉亮度L*、紅度a*、黃度b*)、pH和滴水損失等品質(zhì)指標(biāo)。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Excel 2010、SPSS 21對(duì)超聲和酶處理數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和方差顯著性分析，采用Design Expert 8分析響應(yīng)試驗(yàn)結(jié)果，建立4因素3水平的回歸方程，以得到滿足嫩度要求的最優(yōu)嫩化工藝。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同因素對(duì)淘汰蛋雞雞胸肉品質(zhì)的影響

2.1.1 酶濃度 從表2可知，不同木瓜蛋白酶濃度對(duì)雞肉pH無(wú)明顯影響，各處理的雞胸肉pH間無(wú)顯著差異。酶濃度對(duì)雞肉滴水損失、蒸煮損失和色澤的影響雖具有統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性，但數(shù)值變化范圍不大，且無(wú)規(guī)律性。雞胸肉剪切力隨酶濃度增大而顯著減小，當(dāng)酶濃度為45 U/g后逐漸趨于平緩，且雞肉剪切力較未處理肉降低35.87%，且雞胸肉滴水損失和蒸煮損失也比其他處理低。

表2 不同酶濃度處理雞胸肉的品質(zhì)

2.1.2 酶處理時(shí)間 由表3可知，隨酶處理時(shí)間的延長(zhǎng)，雞肉剪切力顯著減小，酶處理時(shí)間在50 min以后趨于平緩，50 min時(shí)剪切力較未處理降低33.53%。pH略有增加，雖具有統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性但數(shù)值變化范圍小，也無(wú)規(guī)律性。與處理0 min相比，酶處理時(shí)間顯著影響雞肉滴水損失和蒸煮損失，滴水損失顯著增加而蒸煮損失顯著降低，但二者變化與酶處理時(shí)間無(wú)明顯規(guī)律性。隨著酶處理時(shí)間的延長(zhǎng)，雞胸肉亮度(L*)顯著增加，紅度(a*)顯著降低，黃度(b*)無(wú)明顯影響。因此，酶處理主要影響雞肉剪切力和保水性，處理時(shí)間應(yīng)控制在40～60 min。

表3 酶處理不同時(shí)間的雞胸肉品質(zhì)

2.1.3 酶反應(yīng)溫度 由表4可知，隨著酶反應(yīng)溫度的升高，雞胸肉的剪切力呈W型變化，在20℃的剪切力最大，30℃的剪切力最小。從總體上看，隨著反應(yīng)溫度的升高，雞胸肉的剪切力顯著減?。浑u肉pH、蒸煮損失、滴水損失和色澤雖然在統(tǒng)計(jì)學(xué)上具有顯著性，但變化規(guī)律性不明顯?？紤]對(duì)剪切力的影響，酶反應(yīng)溫度宜在30℃左右。

表4 不同酶反應(yīng)溫度的雞胸肉品質(zhì)

2.1.4 超聲功率 從表5可知，超聲功率主要影響雞肉的剪切力，剪切力隨超聲功率增加而顯著減小，剪切力在超聲功率700 W后趨于平緩，與未處理雞肉相比，超聲功率700 W處理的剪切力減小39.95%。超聲功率對(duì)雞胸肉pH、滴水損失、蒸煮損失和色澤的影響都具有統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性，但整體變化范圍不大，規(guī)律性也不明顯。故響應(yīng)面試驗(yàn)以雞胸肉剪切力值為響應(yīng)指標(biāo)進(jìn)行嫩化工藝優(yōu)化。

2.2 雞胸肉嫩化工藝的優(yōu)化

表6 響應(yīng)面試驗(yàn)各處理的雞胸肉剪切力

2.2.2 不同因素的交互作用 由圖1可知，A、B、C、D4因素兩兩交互作用曲面圖呈凹面狀，存在最低點(diǎn)。隨著酶濃度、酶作用時(shí)間、酶作用溫度和超聲功率的不斷增加，淘汰蛋雞雞胸肉的剪切力的大小呈先減后增趨勢(shì)。其中酶濃度、作用時(shí)間和超聲功率對(duì)雞肉嫩度影響較大。各因素間交互作用的等高線圖顯示，A與B、A與D、B與C間的交互作用較明顯，B與D、C與D間交互作用不顯著(通常橢圓形或馬蹄形等高線圖顯示兩因素間具有明顯的交互作用[19])。響應(yīng)曲面圖與等高線圖結(jié)果與回歸模型方差分析的結(jié)果一致。

2.3 最佳工藝條件及其驗(yàn)證

根據(jù)Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)所得的結(jié)果和回歸方程，預(yù)測(cè)超聲輔助木瓜蛋白酶處理淘汰蛋雞雞胸肉的最佳工藝條件：酶濃度為45.61 U/g、酶處理時(shí)間為50.33 min、酶處理溫度為31.02℃、超聲功率為707.06 W，此條件下模型預(yù)測(cè)剪切力為26.61 kgf。為方便操作，在上述條件基礎(chǔ)上稍作修改：酶濃度為45 U/g、酶處理時(shí)間為50.3 min、酶處理溫度為31℃、超聲功率為700 W的條件下進(jìn)行驗(yàn)證。通過進(jìn)行多次(n>3)平行試驗(yàn)，淘汰蛋雞雞胸肉的剪切力為(26.50±0.41) kgf，表明響應(yīng)面分析法優(yōu)化的超聲輔助酶處理嫩化淘汰蛋雞雞胸肉的工藝條件可行。

3 結(jié)論與討論

試驗(yàn)以淘汰蛋雞雞胸肉為試驗(yàn)對(duì)象，對(duì)超聲輔助木瓜蛋白酶處理淘汰蛋雞雞胸肉的嫩化工藝優(yōu)化結(jié)果表明，淘汰蛋雞雞胸肉嫩化的最佳工藝條件為木瓜蛋白酶濃度45U/g，酶處理時(shí)間50.3 min，酶處理溫度31℃，超聲功率700 W，在此嫩化條件下雞胸肉的剪切力值為(26.50±0.41) kgf，較未處理雞胸肉降低50%左右。4 個(gè)因素中除酶處理溫度外，其余3個(gè)因素對(duì)嫩化工藝都有極顯著影響。酶處理是肉嫩化的最常用方法，酶處理加速了肌原纖維結(jié)構(gòu)蛋白和相關(guān)蛋白的降解，降低雞肉的剪切力[20]。在單因素試驗(yàn)中，超聲處理結(jié)果與JOANNA等[21-22]的研究結(jié)論相似。原因可能是振蕩波振動(dòng)肉，破壞了肌肉結(jié)構(gòu)蛋白，溶酶體、結(jié)締組織和肌原纖維結(jié)構(gòu)等。溶酶體破壞釋放的蛋白酶降解肌肉中的肌原纖維蛋白和相關(guān)蛋白，讓肉品有嫩化效果[23]。而馬欣欣等[24]用木瓜蛋白酶嫩化了駱駝肉的最家工藝條件是酶添加量為0.02%，處理溫度4℃，酶處理時(shí)間60 min。與研究存在的差異可能是由于酶的活性、反應(yīng)條件、嫩化肉的種類不同而導(dǎo)致工藝條件不同。