李 玫，李苗云*，趙改名，張秋會，柳艷霞，高曉平，周曉梅

(河南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，河南省肉制品加工與質(zhì)量安全控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南 鄭州 450002)

禽肉以其低脂、高營養(yǎng)等特性而越來越受到消費(fèi)者的青睞。目前，我國雞肉大多是以凍藏方式進(jìn)行流通和銷售。雖然冷凍運(yùn)輸環(huán)節(jié)的溫度控制較為嚴(yán)格，但由于銷售和管理的不完善，冷鏈環(huán)節(jié)存在較大的溫度波動[1]，冷凍雞肉常出現(xiàn)凍融循環(huán)現(xiàn)象。

國內(nèi)外有關(guān)凍融對凍肉品質(zhì)影響的研究主要集中在肌肉蛋白結(jié)構(gòu)和蛋白功能特性方面[2-5]，但這些方法費(fèi)時費(fèi)力且樣品破壞程度較大。LF-NMR作為一種快速、無損檢測技術(shù)，通過測定反映水分子存在狀態(tài)的橫向弛豫時間T2來分析水分子與肌肉組織的相互作用[6-7]等。大量研究已證實(shí)LF-NMR弛豫時間與傳統(tǒng)重力學(xué)方法，如Honikel袋法和離心法測定的WHC之間具有一定的相關(guān)性[8-12]。Bertram等[10]根據(jù)T2確定肌肉中含有3種水群。Li Chunbao等[13]和Bertram等[14]研究了豬肉NMR數(shù)據(jù)及其食用品質(zhì)(肉色及剪切力)和煮制特性的相關(guān)性。

目前，反復(fù)凍融對雞肉食用品質(zhì)影響的研究較少且鮮有從水分分布及流動性角度解釋其變化。因此應(yīng)用LF-NMR技術(shù)研究凍融循環(huán)下雞肉中水分分布和流動特性，結(jié)合食用品質(zhì)變化，解釋反復(fù)凍融對雞肉食用品質(zhì)的影響，為冷凍雞肉品質(zhì)的在線評價提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

生鮮雞胸肉購置于焦作大用實(shí)業(yè)有限公司，產(chǎn)品始終處于低溫狀態(tài)(0～2℃)。取3塊大小一致的完整雞胸肉，用自封袋包裝置于－18℃冰柜中凍藏。每48h取出置于(5±1)℃條件下解凍，24h后重新置于－18℃冰柜中凍藏。如此反復(fù)，分別于貯藏0、3、9、15d，即凍融0、1、3、5次取解凍后肉樣進(jìn)行指標(biāo)分析。

1.2 儀器與設(shè)備

PQ001 MicroMR柜式核磁共振成像儀 上海紐邁電子科技有限公司；Minolta Color Miniscan CR400色差儀 日本美能達(dá)公司；EasyMix拍擊式均質(zhì)機(jī) 法國AES集團(tuán)；ALLEGRA-64A高速冷凍離心機(jī) 美國Beckman Coulter有限公司；MIR-254低溫恒溫培養(yǎng)箱 日本三洋科研醫(yī)療設(shè)備；雷磁PXSJ-216 pH計 上海精密科學(xué)儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 LF-NMR實(shí)驗(yàn)

沿肌纖維方向取2.0g左右，修整為2cm×1cm×1cm的肉樣，放入直徑為15mm核磁專用檢測管中測定。每凍融一次重復(fù)測定5次，分析其弛豫特征值。

選用PQ001核磁共振成像分析儀(射頻線圈直徑為15mm，磁場強(qiáng)度為0.55特斯拉，1H共振頻率為22.7MHz，測量溫度為32℃)。選用硬脈沖CPMG序列[15]測定肉樣橫向弛豫時間T2，其主要參數(shù)設(shè)置為：τ值(90°脈沖和180°脈沖間隔時間)為100s，重復(fù)采樣4次，重復(fù)采樣等待時間為3s，獲得4000個自旋回波。使用儀器自帶反演軟件(NIUMAG T1T2T2*Invert Ver 4.08)，設(shè)置反演參數(shù)對自由誘導(dǎo)指數(shù)衰減曲線進(jìn)行T2反演，獲得T2弛豫圖譜，主要包括各弛豫過程的弛豫幅值及其對應(yīng)的時間常數(shù)。應(yīng)用加權(quán)算術(shù)平均數(shù)法計算各個橫向弛豫過程的弛豫時間。

1.3.2 肌纖維持水力的測定

1.3.2.1 解凍損失

肉樣解凍前稱量，解凍后用吸水紙擦去表面滲出水分并記錄質(zhì)量，按式(1)計算解凍損失率。每檢測點(diǎn)平行測定3次。

式中：m1為解凍前肉質(zhì)量/g；m2為解凍后肉質(zhì)量/g。

1.3.2.2 離心損失

取解凍后肉樣10.0g，稱取質(zhì)量，4℃條件下5000r/min離心10min后吸水紙吸取肉表面水分，記錄質(zhì)量，按式(2)計算離心損失率。每檢測點(diǎn)平行測定3次。

式中：m1為離心前肉質(zhì)量/g；m2為離心后肉質(zhì)量/g。

1.3.3 肉浸液pH值的測定

參照Ngapo等[16]的方法，稍作修改。稱取約10.0g絞碎肉樣于均質(zhì)袋中，加100mL蒸餾水，置于拍打式均質(zhì)機(jī)中均質(zhì)100s后單層濾紙過濾取濾液備用。將校準(zhǔn)后的pH計電極浸沒在肉浸液中，記錄樣液25℃時的讀數(shù)。每檢測點(diǎn)平行測定3次。

1.3.4 肉色的測定

應(yīng)用CIE Lab色彩空間模型[17]定量描述肉樣的色澤變化情況。解凍后肉樣置于空氣中曝光10min。使用CR400便攜式色差儀(白板校準(zhǔn)，D65光源，2°標(biāo)準(zhǔn)觀測角)在肉樣表面選取9個檢測點(diǎn)，每檢測點(diǎn)平行測定3次。

1.4 數(shù)據(jù)分析

應(yīng)用SAS 9.2統(tǒng)計軟件對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析和相關(guān)性分析，多重比較采用Duncan法。

2 結(jié)果與分析

2.1 凍融循環(huán)對自旋-自旋弛豫過程的影響

圖 1 雞肉橫向弛豫時間T2分布Fig.1 Distribution of transverse relaxation time in chicken

由圖1可知，弛豫圖譜上顯示4個峰，其中0～10ms(T2b)間有兩個小峰，代表與肌肉蛋白分子表面極性基團(tuán)緊密結(jié)合的化合水；10～100ms(T21)的峰為主峰，其信號達(dá)到總信號的90%以上，該峰代表肌原纖維內(nèi)截留的不易流動水，為肌肉中水分的主要存在形式；100～1000ms(T22)間組分代表肌原纖維晶格內(nèi)的自由水[18]。這與大多數(shù)相關(guān)研究結(jié)果不同，其原因可能與原料肉品種、核磁共振分析測試條件[19]、反演算法以及弛豫結(jié)果分析方法等不同有關(guān)。

表 1 凍融次數(shù)對雞肉橫向弛豫時間的影響Table 1 Effect of freezing-thawing frequency on transverse relaxation time

由表1可知，凍融后T2b無顯著變化(P＞0.05)。隨凍融次數(shù)增加，T21顯著降低(P＜0.05)，由新鮮雞肉的51.60ms依次下降為凍融1次的50.19ms，凍融3次的47.96ms和凍融5次的42.87ms，這表明不易流動水群的移動性變差，其不易流動性增強(qiáng)，原因可能是凍融引起肌原纖維蛋白空間構(gòu)象發(fā)生變化而造成蛋白質(zhì)持水能力的下降。T22代表肌肉中的自由水群，凍融1次后下降為162.92ms，與新鮮雞肉的218.26ms相比差異顯著，但是凍融1、3、5次之間無顯著差異，其變化趨勢可能與肌漿蛋白的冷凍變性有關(guān)[20]。

2.2 雞肉持水性能的變化

表 2 凍融次數(shù)對雞肉持水性的影響Table 2 Effect of freezing-thawing frequency on WHC

肉品貯藏及加工過程中的WHC是衡量其加工特性及經(jīng)濟(jì)價值的重要指標(biāo)之一，該指標(biāo)還會對感官特性產(chǎn)生影響，如水分損失高表明肉樣多汁性較差。由表2可知，雞肉凍融3次的解凍損失率和離心損失率較凍融1次均變化不顯著，但凍融5次與凍融3次相比均顯著增大(P＜0.05)，分別由6.29%和15.00%增大為15.08%和19.16%，這可能與肌細(xì)胞膜完整性隨凍融次數(shù)的增加發(fā)生嚴(yán)重破壞，肌束間隙增大有關(guān)。

2.3 雞肉pH值的變化

表 3 凍融次數(shù)對雞肉pH值的影響Table 3 Effect of freezing-thawing frequency on pH

由表3可知，隨凍融次數(shù)的增加，雞肉的pH值從6.043下降為5.773且變化顯著(P＜0.05)。由于肉汁中部分水分凍結(jié)為冰晶，肌細(xì)胞脫水，胞液的濃縮效應(yīng)會增加離子強(qiáng)度，導(dǎo)致微環(huán)境緩沖能力降低從而造成pH值變化。pH值主要會對肌原纖維蛋白凈電荷產(chǎn)生影響[7,21]，其變化會誘導(dǎo)肌絲橫向收縮，肌原纖維內(nèi)持留的水分流出。pH值下降程度越大，肌原纖維蛋白質(zhì)變性越嚴(yán)重[22-23]，據(jù)此可推斷隨凍融次數(shù)的增加，雞肉肌原纖維變性程度加深。

2.4 雞肉肉色的變化

表 4 凍融次數(shù)對雞肉肉色的影響Table 4 Effect of freezing-thawing frequency on color

由表4可知，凍融至第3次時，解凍后雞肉亮度值、紅度值和黃度值均比鮮肉顯著增大(P＜0.05)，而凍融5次時，紅度值和黃度值均下降顯著(P＜0.05)。凍融循環(huán)過程中，汁液流失到達(dá)肌肉表面，使肌肉的亮度顯著增加[14]。凍藏過程中因脂質(zhì)氧化和肌紅蛋白冷凍變性或長期低溫貯藏，高鐵肌紅蛋白還原酶活性受到抑制，高鐵肌紅蛋白積累而引起紅度值下降。黃度值的增加可能與脂肪氧化程度的加深有關(guān)。

2.5 相關(guān)性分析

表 5 橫向弛豫時間與品質(zhì)指標(biāo)間的相關(guān)性分析Table 5 Correlational analysis between transverse relaxation time and quality indexes

由表5可知，T21與凍融次數(shù)和亮度值顯著相關(guān)(P＜0.05)，與解凍損失和離心損失高度負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別是－0.936和－0.791，與pH值的相關(guān)系數(shù)為0.946；T2b與黃度值顯著負(fù)相關(guān)(P＜0.05)；3個水群的橫向弛豫時間彼此相關(guān)。肌肉蛋白的微環(huán)境是NMR T2弛豫特性的決定性因素[18]，可以根據(jù)該指標(biāo)分析蛋白質(zhì)的變性程度，即蛋白質(zhì)-水相互作用的變化。T21與肌原纖維橫截面面積[9]及肌節(jié)長度[23]呈正相關(guān)，該值下降表明不易流動水的移動性下降。Li Chunbao等[13]研究認(rèn)為不易流動水與肌肉保水性間的關(guān)系較為重要。

3 結(jié) 論

凍融循環(huán)及凍藏時間的延長會顯著影響雞胸肉色澤及持水力等食用品質(zhì)，因此雞肉在流通過程中，應(yīng)盡可能避免出現(xiàn)凍融現(xiàn)象。根據(jù)凍融過程中肌肉3個水群的橫向弛豫時間的變化可知，借助肌纖維水分分布與流動情況判斷凍肉品質(zhì)變化具有一定的可行性。通過分析該指標(biāo)與品質(zhì)指標(biāo)間的相關(guān)性發(fā)現(xiàn)，T21與亮度值及凍融次數(shù)間顯著相關(guān)(P＜0.05)且與解凍損失、離心損失等持水性指標(biāo)高度負(fù)相關(guān)。由此，選擇T21作為在線評價凍融后雞肉持水性能及其食用品質(zhì)變化的一個重要指標(biāo)。

[1] 李苗云, 樊靜, 趙改名, 等. 凍融變化對速凍肉餡品質(zhì)的影響[C]//第八屆中國肉類科技大會論文集. 2008： 183-187.

[2] 余小領(lǐng), 李學(xué)斌, 閆利萍, 等. 不同凍結(jié)和解凍速率對豬肉保水性和超微結(jié)構(gòu)的影響[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報, 2007, 23(8)： 261-266.

[3] MORTENSEN M, ANDERSEN H J, ENGELSEN S B, et al. Effect of freezing temperature, thawing and cooking rate on water distribution in two pork qualities[J]. Meat Science, 2006, 72(1)： 34-42.

[4] 李金平, 李春保, 徐幸蓮, 等. 反復(fù)凍融對牛外脊肉品質(zhì)的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報, 2010, 26(2)： 406-410.

[5] 李金平, 周光宏, 徐幸蓮, 等. 反復(fù)凍融對牛肉解凍溫度變化和持水能力的影響[J]. 食品科學(xué), 2009, 30(增刊1)： 46-48.

[6] HAIDUC A M, DUYNHOVEN J V. Correlation of porous and functional properties of food materials by NMR relaxometry and multivariate analysis[J]. Magnetic Resonance Imaging, 2005, 23(2)： 343-345.

[7] BERTRAM H C, ENGELSEN S B, BUSK H, et al. Water properties during cooking of pork studied by low-field NMR relaxation： effect of curing and the RN--gene[J]. Meat Science, 2004, 66(2)： 437-446.

[8] HONIKEL K O, KIM C J, HAMM R, et al. Sarcomere shortening of prerigor muscle and its influence on drip loss[J]. Meat Science, 1986, 16(4)： 267-282.

[9] BERTRAM H C, ANDERSEN H J, KARLSSON A H. Comparative study of low-field NMR relaxation measurements and two traditional methods in the determination of water holding capacity of pork[J]. Meat Science, 2001, 57(2)： 125-132.

[10] BR?NDUM J, MUNCK L, HENCKEL P, et al. Prediction of waterholding capacity and compression of porcine meat with comparative spectroscopy[J]. Meat Science, 2000, 55(2)： 177-185.

[11] BERTRAM H C, D?NSRUP S, KARLSSON A H, et al. Continuous distribution analysis of T2relaxation in meat： an approach in the determination of water holding capacity[J]. Meat Science, 2002, 60(3), 279-285.

[12] BROWN R J S, CAPOZZI F, CAVANI C, et al. Relationship between1H NMR relaxation data and some technological parameters of meat： a chemometric approach[J]. Journal of Magnetic Resonance, 2000, 147(1)： 89-94.

[13] LI Chunbao, LIU Dengyong, ZHOU Guanghong, et al. Meat quality and cooking attributes of thawed pork with different low field NMR T21[J]. Meat Science, 2011, 92(2)： 79-83.

[14] BERTRAM H C, AASLYNG M D, ANDERSEN H J. Elucidation of the relationship between cooking temperature, water distribution and sensory attributes of pork： a combined NMR and sensory study[J]. Meat Science, 2005, 70(1)： 75-81.

[15] BERTRAM H C. Field gradient CPMG applied on postmortem muscles[J]. Magnetic Resonance Imaging, 2004, 22(4)： 557-563.

[16] NGAPO T M, BABARE I H, REYNOLDS J, et al. Freezing and thawing rate effects on drip loss from samples of pork[J]. Meat Science, 1999, 53(3)： 149-158.

[17] PAKULA C, STAMMINGER R. Measuring changes in internal meat colour, colour lightness and colour opacity as predictors of cooking time[J]. Meat Science, 2012, 90(3)： 721-727.

[18] 戚軍, 高菲菲, 李春保, 等. 低場NMR研究凍融過程中羊肉持水力的變化[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報, 2010, 26(3)： 617-622.

[19] BERTRAM H C, ANDERSEN R H, ANDERSEN H J. Development in myofibrillar water distribution of two pork qualities during 10-month freezer storage[J]. Meat Science, 2007, 75(1)： 128-133

[20] STRAADT I K, RASMUSSEN M, ANDERSEN H J, et al. Aging induced changes in microstructure and water distribution in fresh and cooked pork in relation to water holding capacity and cooking loss A combined confocal laser scanning microscopy (CLSM) and low-field nuclear magnetic resonance relaxation study[J]. Meat Science, 2007, 75(4)： 687-695.

[21] OFFER G, TRINICK J. On the mechanism of water holding in meat： the swelling and shrinking of myofibrils[J]. Meat Science, 1983, 8(4)： 245-281.

[22] SCH?FER A, ROSENVOLD K, PURSLOW P P, et al. Physiological and structural events post mortem of importance for drip loss in pork[J]. Meat Science, 2002, 61(4)： 355-366.

[23] LINDON J C, TRANTER G E, KOPPENAAL D. Encyclopedia of spectroscopy and spectrometry[M]. UK： Academic Press, 2010： 2272-2279.