侯佰慧，張維悅，夏楊毅,2*，張艷

1(西南大學(xué) 食品科學(xué)學(xué)院，重慶，400715) 2(重慶市特色食品工程技術(shù)研究中心，重慶，400715)

湯食在各國(guó)飲食文化中不僅代表著營(yíng)養(yǎng)與飽腹，還帶有舒適、寬慰等健康調(diào)理色彩[1]。雞湯富含水溶性風(fēng)味物質(zhì)[2]，鮮香味美、營(yíng)養(yǎng)俱佳，還具有改善睡眠、提高情緒和調(diào)節(jié)生活節(jié)律等多種生理功能[3]，而豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和高水分含量也為微生物的生長(zhǎng)提供了條件。雞湯常溫貯藏極易發(fā)生微生物繁殖[4]、脂肪氧化[5]、蛋白變性等，造成營(yíng)養(yǎng)成分和風(fēng)味物質(zhì)的下降，產(chǎn)品腐敗變質(zhì)[6]。產(chǎn)生的變質(zhì)物質(zhì)不僅對(duì)人體有害，還嚴(yán)重影響雞湯的品質(zhì)，對(duì)雞湯工業(yè)化生產(chǎn)不利。低溫能夠降低絕大多數(shù)生化反應(yīng)速度，隨著冷鏈技術(shù)的完善，食品凍藏是非常重要的保藏方法[7]，而凍結(jié)速率對(duì)品質(zhì)特性和保藏性能有較大影響[8-9]。目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者關(guān)于雞湯凍藏保鮮的研究較少，主要集中在營(yíng)養(yǎng)成分[10]、工藝研究[11-12]、揮發(fā)性風(fēng)味[13-15]及貯藏等方面。鑒于此，本實(shí)驗(yàn)分析了不同凍結(jié)速率對(duì)雞湯凍結(jié)前后基本理化特性和流變特性的影響，以期為獲得高品質(zhì)雞湯工業(yè)化生產(chǎn)提供試驗(yàn)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

青腳麻雞，母雞(12月齡，重量約2.0 kg)，由四川省內(nèi)江金鑫畜禽有限公司提供。MgO、三氯乙酸、硼酸、HCl分析純，成都市科龍化工試劑廠。

1.2 儀器與設(shè)備

DW-86W100 臥式超低溫保存箱，BCD-160TB冰箱，青島海爾股份有限公司；DW-FW110超低溫冷凍儲(chǔ)存箱，中科美菱低溫科技有限公司；YHT309熱電偶溫度計(jì)，臺(tái)灣泰仕；DDS-608電導(dǎo)率儀， 成都世紀(jì)方舟科技有限公司；Avanti J-30I冷凍離心機(jī)，美國(guó)貝克曼庫(kù)爾特公司；DHR-1流變儀，美國(guó)TA公司；UltraScan PRO測(cè)色儀，美國(guó)HunterLab公司；722-P可見(jiàn)分光光度計(jì)，上?，F(xiàn)科儀器有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 樣品制備

1.3.1.1 雞湯熬煮：母雞宰殺修整，切成3 cm×3 cm×3 cm塊狀，洗凈，沸水預(yù)煮3 min，瀝干水分，稱(chēng)量，肉、水、鹽比為1∶2∶0.015，在電磁爐上于2 000 W煮沸，撇去浮油后轉(zhuǎn)為小火400 W熬煮3 h。冷卻至室溫，用200目絹布過(guò)濾后分裝于聚乙烯袋，每袋裝量60 g，備用。

1.3.1.2 凍結(jié)方法：將上述處理好的雞湯隨機(jī)分成4組，4 ℃預(yù)冷12 h，至中心溫度降至10 ℃，取出放入冰箱凍結(jié)，凍結(jié)溫度分別為-20、-40、-80 ℃，未凍結(jié)為對(duì)照組。熱電偶監(jiān)測(cè)并記錄溫度達(dá)到-18 ℃以下完成凍結(jié)，繪制凍結(jié)曲線。在4 ℃冰箱解凍10 h后用于指標(biāo)測(cè)定。

1.3.1.3 凍結(jié)速率計(jì)算：凍結(jié)速率V按照國(guó)際制冷協(xié)會(huì)提出的計(jì)算方法，計(jì)算公式如下：

V=δ0/τ0

(1)

式中：δ0,食品表面與熱中心的最短距離，cm；τ0,食品表面達(dá)0 ℃至熱中心溫度達(dá)初始凍結(jié)點(diǎn)以下10 ℃所需的時(shí)間，h。

1.3.2指標(biāo)測(cè)定

1.3.2.1 pH測(cè)定

參考GB/T 9695.5—2008《肉與肉制品pH測(cè)定》進(jìn)行，并稍作修改。

1.3.2.2 色差的測(cè)定

采用UltraScan PRO測(cè)色儀測(cè)定雞湯色差變化。測(cè)量模式：TTRN總透射測(cè)量模式，測(cè)量方法：濁度(Y總)，光源：D65/10。測(cè)色儀先用標(biāo)準(zhǔn)黑板校正，然后將標(biāo)準(zhǔn)白板緊貼外部鏡口，打開(kāi)內(nèi)室，將裝滿純水的比色皿放入光路中，關(guān)閉內(nèi)室，開(kāi)始校0，待校正成功，將比色皿中純水倒掉，換成雞湯樣品進(jìn)行測(cè)定。記錄L*(亮度)、a*(紅度)、b*(黃度)、Y總(總透過(guò)率)

1.3.2.3 電導(dǎo)率測(cè)定

取10 mL樣品，待樣品冷卻至室溫，將電導(dǎo)率儀採(cǎi)頭清洗干凈后插入樣品中，選取合適的量程，待讀數(shù)穩(wěn)定后，讀取并記錄。

1.3.2.4 硫代巴比妥酸值(thiobarbituric acid reactive substances，TBARS)測(cè)定

參考GB 5009.181—2003豬油中丙二醛的測(cè)定。

1.3.2.5 可溶性蛋白測(cè)定

取雞湯樣0.5 mL于試管中，加入蒸餾水將溶液總體積補(bǔ)充至1 mL，搖勻，每個(gè)比色管中加入雙縮脲試劑4 mL，充分搖勻，在室溫下反應(yīng)30 min，于540 nm處測(cè)定吸光值，根據(jù)回歸方程，計(jì)算樣品蛋白濃度。(注：標(biāo)曲y=0.050 8x+0.004 5,R2=0.999 5，最終單位為mg/mL)。

1.3.2.6 流變特性

采用Discovery DHR-1 TA流變儀，測(cè)量平行板夾

具直徑為40 mm。參數(shù)設(shè)置包括：平板夾具間隙為1 050 μm，gap為1 000，轉(zhuǎn)速范圍0～1 000 r/s。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用SPSS 19.0進(jìn)行方差分析和顯著性檢驗(yàn)，Origin 8.1進(jìn)行圖像處理與分析。所有試驗(yàn)均做3次重復(fù)測(cè)定，試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差形式。

2 結(jié)果與討論

2.1 凍結(jié)溫度對(duì)雞湯凍結(jié)速率和凍結(jié)曲線的影響

圖1為不同溫度下的雞湯凍結(jié)速率曲線。凍結(jié)初期和后期溫度下降較快，最大冰晶生成帶的中期溫度下降較為緩慢，符合一般食品的凍結(jié)曲線規(guī)律。一般認(rèn)為，食品凍結(jié)操作要求快速通過(guò)最大冰晶生成帶[16]，以降低由于冰晶體積較大、分布不均勻而帶來(lái)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)損失、蛋白變性、脂肪氧化等問(wèn)題[17]。

圖1 不同凍結(jié)溫度的凍結(jié)曲線Fig.1 Freezing curves of different freezing temperature

由表1可知，不同凍結(jié)溫度下雞湯凍結(jié)點(diǎn)略有差異，凍結(jié)點(diǎn)范圍在-0.6～-0.9 ℃，與余力[18]研究結(jié)果一致。3組凍結(jié)溫度條件下，雞湯凍結(jié)溫度越低，通過(guò)最大冰晶生成區(qū)的時(shí)間越短，凍結(jié)速率越快。根據(jù)國(guó)際制冷學(xué)會(huì)對(duì)速凍(凍結(jié)速率大于0.5 cm/h)的劃分標(biāo)準(zhǔn)[19]，-20 ℃雞湯凍結(jié)組屬于慢速凍結(jié)，-40、-80 ℃雞湯凍結(jié)組屬于快速凍結(jié)；而-40、-80 ℃雞湯凍結(jié)組的通過(guò)最大冰晶生成區(qū)時(shí)間和凍結(jié)速率均差異顯著，是不同凍結(jié)速率的2種速凍雞湯。因此，實(shí)驗(yàn)分析時(shí)以3組凍結(jié)溫度來(lái)代表凍結(jié)雞湯的3種凍結(jié)速率。

表1 不同凍結(jié)溫度下的凍結(jié)特性Table 1 Freezing features u-er different freezing temperature

2.2 凍結(jié)速率對(duì)雞湯理化性能的影響

2.2.1 凍結(jié)速率對(duì)雞湯pH的影響

圖2 凍結(jié)速率對(duì)雞湯pH的影響Fig.2 Effects of different freezing rates on pH of chicken soup注：圖中不同小寫(xiě)字母表示差異顯著(p<0.05)，不同大寫(xiě)字母表示差異極顯著(p<0.01)。下圖同。

由圖2可知，經(jīng)不同凍結(jié)速率處理后的雞湯，其pH均低于新鮮雞湯，且隨著凍結(jié)速率的增大，pH值降低。各凍結(jié)組之間無(wú)極顯著差異(p<0.01)，但-40 ℃、-80 ℃凍結(jié)與新鮮雞湯差異顯著(p<0.05)。這可能是由于凍結(jié)處理抑制了雞湯內(nèi)微生物及內(nèi)源蛋白酶的活性，糖原在缺氧環(huán)境下酵解生成乳酸，ATP被消耗分解產(chǎn)生無(wú)機(jī)磷酸，導(dǎo)致pH值的下降[20]。俞裕明[21]等研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)不同凍結(jié)速率處理的南方鲇冷凍魚(yú)片，pH值均發(fā)生不同程度的降低。劉書(shū)來(lái)[22]等研究發(fā)現(xiàn)鰹魚(yú)經(jīng)在冷鹽水快速和慢速凍結(jié)完成后，魚(yú)體的pH值下降，且快速凍結(jié)的pH值較低，與本研究的結(jié)論一致。

2.2.2 凍結(jié)速率對(duì)雞湯色差的影響

雞湯的色澤與其L*值(亮度值)、Y總值(透過(guò)率)、b*(黃度值)、a*(紅度值)密切相關(guān)，是影響消費(fèi)者感官及雞湯品質(zhì)的一個(gè)重要因素。解凍后的雞湯呈乳白色溶液狀，如表2所示a*(紅度值)為負(fù)值，代表雞湯紅度較弱，同時(shí)凍結(jié)處理后雞湯L*值(亮度值)、Y總值(透過(guò)率)出現(xiàn)不同程度的提高，與史策結(jié)論相似[23]。且凍結(jié)速率越大，L*值、Y總值越大。-20 ℃凍結(jié)雞湯與新鮮雞湯的色澤無(wú)顯著差異(p>0.05)；-40 ℃凍結(jié)雞湯a*、Y總值大于新鮮雞湯，且差異顯著(p<0.05)；-80 ℃凍結(jié)組雞湯L*值、a*、Y總值與新鮮雞湯存在極顯著差異(p<0.01)，說(shuō)明較新鮮雞湯清亮，透過(guò)率較高，具體機(jī)理有待進(jìn)一步研究。

表2 不同凍結(jié)速率對(duì)雞湯色澤的影響Table 2 Effects of different freezing temperatures on the color of chicken soup

注：表中同一列不同小寫(xiě)字母表示差異顯著(p<0.05)，不同大寫(xiě)字母表示差異極顯著(p<0.01)。下表同。

2.2.3 凍結(jié)速率對(duì)雞湯電導(dǎo)率的影響

電導(dǎo)率可以反應(yīng)溶液中蛋白、脂肪等大分子物質(zhì)的降解情況，作為判斷新鮮度的指標(biāo)之一[24]。由圖3可以看出，經(jīng)不同凍結(jié)速率處理雞湯電導(dǎo)率均高于對(duì)照組，-20、-40 ℃凍結(jié)與新鮮雞湯差異顯著(p<0.05)，且-20 ℃和對(duì)照組有極顯著差異(p<0.01)，-80 ℃凍結(jié)與新鮮雞湯差異不顯著(p>0.05)。這可能是由于凍結(jié)速率較低，形成冰晶顆粒較大，解凍時(shí)蛋白結(jié)構(gòu)遭到破壞，組成成分發(fā)生分解，引起的電導(dǎo)率差異極顯著。

圖3 凍結(jié)速率對(duì)雞湯電導(dǎo)率的影響Fig.3 Effects of different freezing rates on conductivity of chicken soup

2.2.4 凍結(jié)速率對(duì)雞湯TBARS值的影響

由圖4可知，雞湯經(jīng)不同凍結(jié)速率凍結(jié)處理后，TBARS值均升高，其中-20 ℃凍結(jié)組極顯著高于其他組別(p<0.01)，-40、-80 ℃的凍結(jié)雞湯與對(duì)照組無(wú)顯著差異(p>0.05)。TBARS是肉及其產(chǎn)品中不飽和脂肪酸的氧化產(chǎn)物丙二醛與硫代巴比妥酸反應(yīng)后產(chǎn)物的含量，用來(lái)衡量食品中脂肪的氧化程度，由于-20 ℃凍結(jié)組凍結(jié)速率較慢，脂肪氧化加重，所以快速凍結(jié)可以降低脂肪氧化程度。牛力[25]在研究不同凍結(jié)速率對(duì)雞胸肉品質(zhì)的影響時(shí)也發(fā)現(xiàn)，-15 ℃凍結(jié)組的TBARS值顯著大于-25、-35 ℃下凍結(jié)組，與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果相似。

圖4 凍結(jié)速率對(duì)雞湯硫代巴比妥酸值的影響Fig.4 Effects of different freezing rates on TBARS of chicken soup

2.2.5 凍結(jié)速率對(duì)雞湯可溶性蛋白含量的影響

由圖5可知，新鮮雞湯可溶性蛋白含量為8.99 mg/mL，3種凍結(jié)速率處理后，雞湯可溶性蛋白含量均降低，且與新鮮差異顯著(p<0.05)，3組可溶性蛋白含量分別下降了9.41%、9.18%、3.21%，-80 ℃凍結(jié)組下降程度最小，速凍比慢凍更能降低蛋白變性。雞湯中的可溶性蛋白主要包括水溶性的肌漿蛋白及鹽溶性的肌原纖維蛋白[26-27]，凍結(jié)處理后，蛋白質(zhì)表面功能基團(tuán)所結(jié)合的水分會(huì)被移去，使這些功能基團(tuán)游離出來(lái)而相互作用，從而使蛋白質(zhì)分子間發(fā)生聚集變性[28]。鄧敏[29]研究了空氣鼓風(fēng)凍結(jié)、酒精溶液浸漬凍結(jié)、三元載冷劑浸漬凍結(jié)的草魚(yú)塊鹽溶蛋白含量?jī)鼋Y(jié)前后變化，發(fā)現(xiàn)凍結(jié)速率較快的三元載冷劑浸漬凍結(jié)可使草魚(yú)鹽溶性蛋白損失最少。由于實(shí)驗(yàn)原料、樣品處理和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的差異，國(guó)內(nèi)外的研究結(jié)果不盡相同[30]，后續(xù)研究工作將考慮凍結(jié)處理對(duì)脂肪酸和可溶性蛋白結(jié)構(gòu)特性的影響。

圖5 凍結(jié)速率對(duì)雞湯可溶性蛋白含量的影響Fig.5 Effect of different freezing rates on soluble protein of chicken soup

2.3 凍結(jié)速率對(duì)雞湯流變特性的影響

食品流變學(xué)可以利用數(shù)學(xué)語(yǔ)言對(duì)雞湯加工工藝和過(guò)程進(jìn)行量化來(lái)控制雞湯品質(zhì)[31]，對(duì)雞湯工業(yè)化開(kāi)發(fā)具有重要指導(dǎo)作用。從圖6可知，在開(kāi)始剪切速率增加的很小范圍內(nèi)，雞湯黏度迅速下降，之后隨著剪切速率增加，黏度緩慢下降逐漸趨于恒定，整體表現(xiàn)出剪切稀化的假塑性流體特征。與芮闖對(duì)花生蛋白流變特性研究結(jié)論一致[32]。蛋白分子之間相互作用、脂肪顆粒等其他分子之間相互作用，導(dǎo)致開(kāi)始時(shí)粘度較大。隨著剪切速率增加分子間作用力與水合結(jié)構(gòu)遭到破壞，降低了流體阻力，此外觸變效應(yīng)及分子鏈出現(xiàn)斷裂也會(huì)引起假塑性現(xiàn)象，黏度呈下降趨勢(shì)。雞湯屬于多元混合物，流變特性會(huì)收到更多因素影響，GOUDOULAS[33]在研究二元混合物的流變特性時(shí)指出，混合物的流變動(dòng)力學(xué)與單一物質(zhì)有明顯差異，并構(gòu)建了可以預(yù)測(cè)二元混合物彈性性質(zhì)的動(dòng)力學(xué)模型。雞湯作為多元混合物，具體流變機(jī)理有待進(jìn)一步研究。在剪切速率相同的條件下，凍結(jié)組雞湯表觀黏度均低于對(duì)照組，且凍結(jié)速率越慢，表觀黏度越低，因?yàn)閮鼋Y(jié)速率越快，冰晶體積越小越均勻，疏水基團(tuán)的暴露越少，即蛋白質(zhì)分子變性程度小，速凍處理比慢凍處理對(duì)雞湯溶液黏度影響較低。

圖6 凍結(jié)速率對(duì)雞湯表觀黏度的影響Fig.6 Effect of different freezing rates on soluble protein of chicken soup

由圖7可知，剪切應(yīng)力和剪切速率的關(guān)系曲線不通過(guò)原點(diǎn)，表明雞湯中有屈服應(yīng)力的存在，雞湯的流變曲線屬于非賓漢塑性流體。屈服應(yīng)力的存在意味著雞湯中大分子物質(zhì)相互作用和顆粒相互聚集形成了一種弱的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，破壞這種結(jié)構(gòu)需要克服屈服應(yīng)力，相同剪切速率時(shí)凍結(jié)組的剪切應(yīng)力均小于對(duì)照組，-20 ℃慢速凍結(jié)對(duì)雞湯流變影響更顯著，而且隨著雞湯凍結(jié)速率的增大，物質(zhì)間的相互作用越強(qiáng)，短時(shí)間內(nèi)破壞網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)所需克服的屈服應(yīng)力也就越大，剪切應(yīng)力逐漸變大。

圖7 凍結(jié)速率對(duì)雞湯剪切應(yīng)力的影響Fig.7 Effect of different freezing rates on soluble protein of chicken soup

3 結(jié)論

雞湯在-20、-40、-80 ℃凍結(jié)條件下的凍結(jié)曲線符合一般食品凍結(jié)曲線的特征，凍結(jié)速率分別為0.404、0.822、2.070 cm/h，其中-80 ℃凍結(jié)雞湯中心溫度下降最快，通過(guò)最大冰晶生成帶時(shí)間最短,不同凍結(jié)溫度下雞湯凍結(jié)點(diǎn)略有差異。凍結(jié)處理會(huì)使PH、可溶性蛋白含量、表觀粘度逐漸降低，而電導(dǎo)率、TBARS、L*值(亮度值)、Y總值(透過(guò)率)會(huì)較高于新鮮雞湯，除了-20 ℃，其他凍結(jié)組的TBARS與對(duì)照組無(wú)顯著差異(p>0.05)。慢凍和速凍組的電導(dǎo)率、TBARS有顯著差異(p<0.05)，可溶性蛋白差異不顯著(p>0.05)。速凍組-40 ℃和-80 ℃的雞湯除了電導(dǎo)率，其他理化指標(biāo)均無(wú)顯著差異(p>0.05)隨剪切速率增加，雞湯流變曲線符合剪切稀化的假塑性流體特征，黏度值逐漸減小，剪切應(yīng)力逐漸變大。當(dāng)剪切速率相同時(shí)，凍結(jié)組雞湯表觀黏度和剪切應(yīng)力均低于對(duì)照組，且凍結(jié)速率越慢，表觀黏度越低，-20 ℃慢速凍結(jié)對(duì)雞湯流變影響更顯著，速凍處理比慢凍處理對(duì)雞湯溶液黏度影響較小，具體機(jī)理有待進(jìn)一步研究。綜合比較，快速凍結(jié)更適合雞湯冷凍處理。

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