望運滔，王莎莎，秦春艷，李 可，栗俊廣，劉 驍，王 昱，杜曼婷，白艷紅

（鄭州輕工業(yè)大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，河南省冷鏈食品質(zhì)量安全控制重點實驗室，食品生產(chǎn)與安全河南省協(xié)同創(chuàng)新中心，河南 鄭州 450001）

近年來，雞肉及其相關(guān)產(chǎn)品因蛋白含量高、脂肪和膽固醇含量低等特點在全球禽肉銷量中居于前列[1-2]。隨著消費者對雞肉產(chǎn)品多樣化的需求增加，雞肉糜凝膠產(chǎn)品不斷被開發(fā)。熱加工是大多數(shù)肉類凝膠產(chǎn)品的必備工序，它賦予肉理想的顏色、質(zhì)地和感官特性。一般情況下，高達60～65 ℃的溫度足以使肉類蛋白質(zhì)變性，并在蛋白質(zhì)基質(zhì)中釋放一定的水分[3]。然而，這樣的溫度并不能保證肉制品的微生物安全。因此，美國農(nóng)業(yè)部（United States Department of Agriculture，USDA）建議雞肉熟制品的最低核心溫度為73.9 ℃。另一方面，在實際生產(chǎn)中，高溫熱處理（溫度大于或等于100 ℃）通常被用于一些傳統(tǒng)肉制品的加工，如南京鹽水鴨和德州扒雞等。因為高溫處理不僅可以殺滅細菌，還可以為最終產(chǎn)品提供誘人的顏色和獨特的風味。然而，高溫處理會帶來肉制品質(zhì)構(gòu)特性的劣化，這是因為高溫條件下肉制品中的蛋白質(zhì)會過度聚集[4]，因此抑制高溫處理時凝膠質(zhì)地的劣變對高溫肉制品品質(zhì)的改善具有重要意義。

目前，國內(nèi)外學(xué)者主要利用辛基琥珀酸酐[5]、谷胱甘肽[6]等小分子抑制高溫條件下肌原纖維蛋白凝膠的質(zhì)構(gòu)劣變進而改善高溫肉制品品質(zhì)，但這些小分子在食品中使用的安全性及成本等方面存在局限性，因此有必要尋找新的策略。也有研究者利用親水性大分子的“填充效應(yīng)”改善低溫（80 ℃）條件下肉類凝膠的質(zhì)地[7]，例如植物蛋白[8]、膳食纖維[9]、淀粉[10]和魔芋膠[11]。然而，這些大分子不會提高蛋白質(zhì)分子的耐熱性，且這些大分子能否改善高溫肉制品（121 ℃）的質(zhì)構(gòu)特性尚不清楚。因此，改善高溫條件下熱誘導(dǎo)凝膠產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)劣化仍然是一個具有挑戰(zhàn)性的目標。

殼寡糖是甲殼質(zhì)脫乙?；a(chǎn)物殼聚糖通過酶降解獲得，是自然界中唯一且大量存在的低分子堿性氨基多糖，廣泛應(yīng)用于食品各領(lǐng)域。相比上述蛋白質(zhì)和多糖等大分子，殼寡糖具有更好的水溶性及抗腫瘤、抗炎等生物活性[12]。有研究發(fā)現(xiàn)，寡糖類產(chǎn)品可以對肌原纖維蛋白結(jié)構(gòu)起到一定的修飾作用，從而維持肌原纖維蛋白凝膠結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定[13]；同時寡糖還可以通過穩(wěn)定蛋白質(zhì)周圍水分子的結(jié)構(gòu)抑制肌原纖維蛋白在冷凍過程中的變性[14]。然而，殼寡糖這種小分子糖類能否改善高溫條件下雞肉糜凝膠的品質(zhì)尚不清楚。

因此，本研究將殼寡糖添加到雞肉糜凝膠中，通過質(zhì)構(gòu)、蒸煮損失、水分分布、冷場發(fā)射掃描電子顯微鏡、電子鼻、色澤以及感官評定等方法探究殼寡糖添加量（0%、1%、2%、4%）對121 ℃條件下雞肉糜凝膠品質(zhì)的影響，以期為殼寡糖在高溫肉制品中的應(yīng)用提供一定理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮去皮雞胸肉 河南省鄭州丹尼斯每日生鮮超市；殼寡糖（1 000 Da）青島博智匯力生物科技有限公司；NaCl、MgCl2,、Na2HPO4、NaH2PO4（均為分析純）天津市大茂化學(xué)試劑廠；實驗用其他試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

AB265-S分析天平 梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；JA3003N電子天平 上海箐海儀器設(shè)備有限公司；SZ-22A絞肉機 廣州旭眾食品機械有限公司；JYZ-D57食品加工機 濟南九陽電器有限公司；HH-42水浴鍋 常州國華電器有限公司；TA-XT Plus質(zhì)構(gòu)分析儀英國Stable Micro System公司；NM120低場核磁共振成像分析儀 上海紐邁電子科技有限公司；WSC-80C全自動色差計 北京北光世紀儀器有限公司；Regulus 8100高分辨冷場發(fā)射掃描電子顯微鏡 日本日立公司；PEN3電子鼻 德國Airsense公司。

1.3 方法

1.3.1 雞肉糜凝膠的制備

基于Lan Meijuan等[15]的方法稍作修改。將雞胸肉切成小塊（約1 cm×1 cm×1 cm）并用斬拌機在3 000 r/min的轉(zhuǎn)速下斬拌30 s，將肉末（每份100 g）在食品加工機中低速剪切30 s。分別添加2.5% NaCl溶液、30%冰水、0.5%三聚磷酸鈉溶液和不同質(zhì)量的殼寡糖（分別占肉質(zhì)量的0%、1%、2%和4%），放入斬拌機，設(shè)置間歇時間使中心溫度始終低于10 ℃，機器工作總時間為3 min。取40 g混合肉糜裝入50 mL離心管，3 000 r/min離心5 min去除氣泡，然后放入高壓蒸氣滅菌鍋中121 ℃工作4 min。待樣品蒸煮完成后立即放入冰水混合物中冷卻，4 ℃放置12 h備用。

1.3.2 雞肉糜凝膠質(zhì)構(gòu)的測定

將凝膠切割成圓柱形（直徑2.5 cm，高度2.0 cm），并在測量前將樣品放置在25 ℃平衡30 min。在TPA測試模式下，使用TA-XT Plus質(zhì)構(gòu)分析儀和圓柱形探針（P/50，50 mm不銹鋼圓筒）測定硬度、彈性、內(nèi)聚性、咀嚼性等TPA參數(shù)，評估樣品的質(zhì)構(gòu)特性。質(zhì)構(gòu)分析條件如下：測試前速率為2.0 mm/s，測試后速率為2.0 mm/s，測試速率為1.0 mm/s，壓縮比例為40%，觸發(fā)力為5 g。每組樣品測定10 個重復(fù)。

1.3.3 雞肉糜凝膠水分蒸煮損失的測定

參考Niu Haili等[8]的方法。蒸煮前稱量肉糜樣品質(zhì)量（m0），蒸煮結(jié)束后，迅速將制得的凝膠放入冰水浴中浸泡0.5 h，并在室溫下放置1 h以達到平衡。最后取出凝膠，用濾紙擦去表面多余水分并稱質(zhì)量（m1）。蒸煮損失率計算公式如下：

1.3.4 雞肉糜凝膠水分分布的測定

參考Zhuang Xinbo等[16]的方法并略微改動，使用NM120低場核磁共振成像分析儀測定雞肉糜凝膠的橫向弛豫時間（T2）。稱取約2 g凝膠樣品置于核磁管中并放入直徑為15 mm的圓形玻璃管內(nèi)進行測量。參數(shù)設(shè)置：使用CPMG序列，測量溫度（32.00±0.01）℃，質(zhì)子共振頻率18 MHz，掃描次數(shù)32 次，回聲數(shù)12 000，重復(fù)時間間隔110 ms。

1.3.5 雞肉糜凝膠微觀結(jié)構(gòu)的測定

根據(jù)Wang Yuntao等[17]的方法使用高分辨率冷場發(fā)射掃描電子顯微鏡觀察凝膠微觀結(jié)構(gòu)。將凝膠樣品切成1 mm×1 mm×1 mm的小方塊，在－210 ℃過冷液氮中固定、升華（真空度10-5Pa，溫度－90 ℃），經(jīng)5 mA、60 s噴金濺射后，在加速電壓1 kV、放大3 000 倍條件下觀察凝膠結(jié)構(gòu)并拍照。

1.3.6 雞肉糜凝膠色澤的測定

凝膠的亮度（L*）、紅度（a*）、黃度（b*）值由WSC-80C全自動色差計測量。儀器在測量前用白板和黑板校準。每組樣品測定6 個重復(fù)。

1.3.7 雞肉糜凝膠電子鼻的測定

根據(jù)Chen Qian等[18]的方法并稍作修改。將雞肉糜凝膠樣品切碎后稱取3.00 g置于電子鼻分析的專用瓶子中，所有樣品測定前在60 ℃水浴40 min，平衡10 min。25 ℃恒溫環(huán)境中，運用電子鼻傳感器對樣品進行檢測，傳感器信號在30 s后基本穩(wěn)定，選定信號采集時間為40 s。電子鼻配備了10 個金屬氧化物半導(dǎo)體傳感器，每個傳感器的信息如表1所示。

表1 電子鼻傳感器陣列Table 1 Performance description of electronic nose sensor arrays

1.3.8 雞肉糜凝膠的感官評價

參考Zhuang Xinbo等[19]的方法，由12 名（男女各6 名）具有食品專業(yè)背景的成員組成感官評價小組，對凝膠樣品進行感官評分（包括總體外觀、味道、質(zhì)地、多汁性和總體可接受度）。評分標準：1 分為極度厭惡；2 分為非常討厭；3 分為適度厭惡；4 分為稍微不喜歡；5 分為既不喜歡也不討厭；6 分為稍微喜歡；7 分為適度喜歡；8 分為非常喜歡；9 分為極其喜歡。

1.4 數(shù)據(jù)處理

2 結(jié)果與分析

2.1 雞肉糜凝膠質(zhì)構(gòu)分析

由表2可知，與對照組相比，添加殼寡糖之后雞肉糜凝膠的硬度及咀嚼性顯著增大（P＜0.05），彈性及內(nèi)聚性（除殼寡糖添加量4%）差異不顯著（P＞0.05），但整體呈現(xiàn)上升趨勢。高溫條件下，雞肉中的蛋白質(zhì)過度聚集[5]，蛋白質(zhì)分子間共價鍵（如離子鍵和肽鍵）及氫鍵可能會被破壞，凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)被破壞，從而導(dǎo)致凝膠質(zhì)構(gòu)的劣化（硬度、彈性降低）。然而，殼寡糖的加入明顯改善了高溫條件下雞肉糜凝膠的質(zhì)構(gòu)特性。其中，硬度結(jié)果顯示：與對照組相比，殼寡糖添加量達到4%時，雞肉糜凝膠的硬度從（5 490±590.85）g顯著增加至（8 635±304.80）g（P＜0.05）。此外，咀嚼性是產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)的總體反映[13]，不同殼寡糖添加量樣品的咀嚼性結(jié)果遵循以下規(guī)律：0%＜1%＜2%＜4%；未添加殼寡糖處理組的凝膠咀嚼性較低（（1 541.07±61.33）g），當殼寡糖添加量為4%時，其咀嚼性達到1 900 g左右，顯著改善了咀嚼性（P＜0.05）。殼寡糖對雞肉糜凝膠在121 ℃質(zhì)構(gòu)特性的明顯改善可能是因為殼寡糖的親水性較強，可以與蛋白質(zhì)和水分子緊密結(jié)合，抑制雞肉蛋白質(zhì)在高溫條件下的過度聚集，促使形成的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加均勻結(jié)實[20-22]、更加穩(wěn)固，并將更多的水分截留在凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，從而導(dǎo)致凝膠硬度、彈性、內(nèi)聚性和咀嚼性增大。

表2 雞肉糜凝膠的質(zhì)構(gòu)特性Table 2 Texture properties of chicken breast gels

2.2 雞肉糜凝膠的蒸煮損失分析

高溫條件下蛋白質(zhì)會過度聚集，導(dǎo)致凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)遭到破壞，凝膠中水分子與肌原纖維蛋白分子之間結(jié)合能力下降，從而使凝膠失水嚴重[23]。由圖1可知，當殼寡糖添加量逐漸增加時，雞肉糜凝膠的蒸煮損失逐漸降低，變化顯著（P＜0.05），并在添加量為4%時降至最低值（15.58%），提高了雞肉糜凝膠的出品率。這可能是因為殼寡糖的加入抑制了高溫條件下肌原纖維蛋白的過度聚集，使形成的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加致密；另一方面，殼寡糖具有較好的親水性，添加殼寡糖后凝膠親水性增加，結(jié)合水分子能力增強，從而將更多水分截留在凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，降低了雞肉糜凝膠的蒸煮損失[24]。所以與純雞肉凝膠相比，添加殼寡糖的雞肉糜凝膠蒸煮損失顯著降低（P＜0.05），表明殼寡糖可能有助于穩(wěn)定肉凝膠系統(tǒng)中的水分。

圖1 雞肉糜凝膠的蒸煮損失Fig.1 Cooking loss of chicken breast gels

2.3 雞肉糜凝膠水分分布的分析

如圖2所示，雞肉糜凝膠在T20.01～1 000 ms內(nèi)出現(xiàn)4 個峰，且每個峰代表不同的水分狀態(tài)。4 個不同的水族群分別為T2b（0.1～1 ms，與蛋白質(zhì)分子結(jié)合較為緊密的結(jié)合水）、T21（1～10 ms，部分不易流動水）、T22（10～1 000 ms，不易流動水）、T23（1 000～10 000 ms，自由水）。由于T2b部分對凝膠保水性的影響可以忽略不計且T22部分在凝膠體系中的占比最大，所以T22變化和對應(yīng)的峰比例被用來分析雞肉糜凝膠體系中水分流動以及水分分布情況。

圖2 雞肉糜凝膠的水分分布Fig.2 Moisture distribution in chicken breast gels

T2縮短說明水分流動性減弱，而T2的延長反映水分流動性的增強[25]。由圖2A可知，隨著殼寡糖添加量的增加，凝膠的T22逐漸縮短（左移），表明添加殼寡糖可以減小凝膠中水分的流動性，使凝膠中含有更多的固定水，最終形成的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)保水性較高。從圖2B也可以看出，隨著殼寡糖添加量的增加，T23代表的自由水的峰面積占比顯著下降，且不易流動水（T22）峰面積的占比逐漸提高，這說明雞肉糜凝膠在加熱過程中的自由水向不易流動水流動，減少了凝膠蒸煮過程中水分損失，這可能是因為水分子與寡糖之間形成的氫鍵產(chǎn)生了一種類似于“籠形”結(jié)構(gòu)，從而使更多水分子禁錮在殼寡糖-雞肉肌原纖維蛋白的復(fù)合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中[26]。

2.4 雞肉糜凝膠微觀結(jié)構(gòu)的分析

由圖3可知，純雞肉凝膠呈現(xiàn)出疏松的三維凝膠網(wǎng)絡(luò)，在放大3 000 倍下觀察到有幾個大孔且結(jié)構(gòu)較為松散，這可能是由于高溫條件下雞肉中蛋白質(zhì)過度聚集[5]，破壞了凝膠網(wǎng)絡(luò)的微觀結(jié)構(gòu)，而添加殼寡糖可明顯改善雞肉糜凝膠的致密性。與對照組相比，隨著殼寡糖添加量的增加雞肉糜凝膠具有更緊密的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，形成的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加規(guī)則緊湊，均勻有序，且孔徑逐漸變小。這種更加均勻和結(jié)實的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以束縛更多水分[22]，增強肉糜凝膠保水性，該結(jié)果與質(zhì)構(gòu)分析以及蒸煮損失分析結(jié)果一致，說明添加殼寡糖有助于雞肉糜凝膠在高溫條件下形成更良好的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。由雞肉糜凝膠的表觀圖（圖4）可知，隨著殼寡糖含量的增加，雞肉糜凝膠的橫截面氣孔較少且光滑，說明其凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)良好，進一步驗證了上述分析。

圖3 雞肉糜凝膠的微觀結(jié)構(gòu)Fig.3 Microstructure of chicken breast gels

圖4 雞肉糜凝膠的表觀圖Fig.4 Pictures of chicken breast gels

2.5 雞肉糜凝膠色澤的分析

肉糜凝膠的色澤是由肌紅蛋白、血紅蛋白的含量以及外源添加物的顏色共同決定[27]。由表3可知，隨著殼寡糖添加量的增加，雞肉糜凝膠的L*值呈下降趨勢，而a*值和b*值均呈上升趨勢，與高廷軒等[24]的結(jié)果一致，這可能是因為殼寡糖本身呈淡黃色，添加量越大，肉糜凝膠的顏色越黃。

表3 雞肉糜凝膠的色澤Table 3 Color parameters of chicken breast gels

2.6 電子鼻對雞肉糜凝膠樣品的分析

2.6.1 電子鼻對雞肉糜凝膠樣品的雷達圖分析

如圖5所示，傳感器對雞肉糜凝膠氣味的響應(yīng)主要集中在W5S、W1S、W1W、W2S、W2W，這表明雞肉糜凝膠中含有氮氧化物、甲基化合物、硫化物、醇、醛和酮類。相比之下，傳感器W2S、W2W的響應(yīng)值低于W1W和W1S傳感器，且不同處理組雞肉糜凝膠的數(shù)值表現(xiàn)出一定差異。美拉德反應(yīng)產(chǎn)物中含有醛類物質(zhì)，W2S傳感器對不同組中雞肉糜凝膠氣味的響應(yīng)值強度依次為：2%＞4%＞1%＞0%，但添加2%和4%殼寡糖的組別間區(qū)別不明顯。這可能是由高溫條件下添加了不同質(zhì)量分數(shù)的殼寡糖與雞肉中的肌原纖維蛋白通過美拉德反應(yīng)產(chǎn)生不同程度的芳香醛類物質(zhì)所致。

圖5 電子鼻對雞肉糜雷達圖Fig.5 Radar map analysis of chicken breast gels by electronic nose

2.6.2 電子鼻對雞肉糜凝膠樣品PCA

由圖6可知，PC1占比99.1%，PC2占比0.7%，且PC1貢獻率遠大于PC2的貢獻率，兩種PC的主要貢獻率為99.8%（遠大于80%），說明兩種PC包括了雞肉糜凝膠的大部分香味物質(zhì)，且不同處理組間香味物質(zhì)差異顯著。不同處理組雞肉糜凝膠并未出現(xiàn)重疊現(xiàn)象，表明不同組別的雞肉糜凝膠存在顯著的氣味差異。另外，圖中橫縱坐標距離顯示出樣品揮發(fā)性強弱，距離越遠，揮發(fā)性越強[28]，從PC1角度（主要貢獻）看，不同殼寡糖添加量樣品組的采集點與坐標軸的距離為4%＞2%＞1%＞0%，表明殼寡糖添加量4%的雞肉糜凝膠中含有更多的揮發(fā)性氣味，與雷達圖的結(jié)果一致。這可能是因為美拉德反應(yīng)中，殼寡糖添加量4%的雞肉糜凝膠中產(chǎn)生了更多醛類化合物。以上分析結(jié)果表明，隨著殼寡糖添加量的增加，雞肉糜凝膠含有更多芳香味物質(zhì)。

圖6 雞肉糜凝膠PCA得分圖Fig.6 PCA score plot of chicken breast gels

2.7 雞肉糜凝膠的感官評定

由表4可知，與對照組相比，殼寡糖添加量為1%、2%時，121 ℃條件下形成的雞肉糜凝膠的外觀分數(shù)增加，然而當殼寡糖添加量為4%時，外觀分數(shù)下降（但仍高于對照組），這可能是因為當殼寡糖添加量為4%時，雞肉糜凝膠的顏色較深，而消費者更喜歡接近雞肉原色的色澤所致。與對照組相比，添加殼寡糖也會改變雞肉糜凝膠高溫煮制時的氣味，這可能是因為高溫條件下糖和蛋白質(zhì)發(fā)生美拉德反應(yīng)，從而一定程度上改變了雞肉糜凝膠的氣味；隨著殼寡糖添加量的增加氣味評分越高，該結(jié)果也與電子鼻的分析結(jié)果一致，表明殼寡糖能對雞肉糜凝膠風味起到正向促進作用，評價者認可度較高。結(jié)果表明，殼寡糖添加量為4%的雞肉糜凝膠可能更受消費者喜愛，其產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)分數(shù)以及多汁性分數(shù)最高，說明評價者更喜歡食用多汁性強且更均勻、緊實、光滑，孔徑較小的雞肉糜凝膠產(chǎn)品。此外，殼寡糖添加量為4%的雞肉糜凝膠的整體可接受度最高，這說明殼寡糖可以作為一種改良劑應(yīng)用于高溫條件下雞肉糜凝膠品質(zhì)的改善。

表4 雞肉糜凝膠感官評分Table 4 Sensory evaluation scores of chicken breast gels

3 結(jié)論

將殼寡糖添加到雞肉糜凝膠中，通過質(zhì)構(gòu)、蒸煮損失、水分分布、冷場發(fā)射掃描電子顯微鏡、電子鼻、色澤以及感官評定等方法探究殼寡糖添加量（0%、1%、2%、4%）對121 ℃條件下雞肉糜凝膠品質(zhì)的影響。研究發(fā)現(xiàn)殼寡糖可以改善雞肉糜凝膠在高溫條件下的凝膠品質(zhì)，且當殼寡糖添加量為4%時，改善效果最佳。質(zhì)構(gòu)分析結(jié)果表明添加殼寡糖可以顯著改善雞肉糜凝膠的硬度以及咀嚼度，但是對彈性和內(nèi)聚性（除殼寡糖添加量4%）的改善結(jié)果不顯著；添加殼寡糖使雞肉糜凝膠的蒸煮損失率從24.25%下降至15.58%，保水性得到提高；殼寡糖也可以改善雞肉糜凝膠中水分分布情況，使不易流動水比例升高，自由水比例下降，T2減??；微觀結(jié)構(gòu)分析表明，添加殼寡糖形成的雞肉糜凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加致密、均勻且規(guī)則；另外添加殼寡糖可以使雞肉糜凝膠的氣味及色澤發(fā)生積極變化，整體可接受度在殼寡糖添加量為4%時達到最佳。