不同養(yǎng)殖環(huán)境、不同部位鱷魚肉的營養(yǎng)品質(zhì)和加工特性

吳穎峰,張仁康,董合磊,劉 佳,劉 梅,肖紅梅

(南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品與科技學(xué)院,江蘇南京 210095)

近些年來,隨著國家政策的鼓勵和鱷魚人工養(yǎng)殖技術(shù)的發(fā)展成熟,鱷魚作為一種新興的食材,逐漸走入人們的生活[1]。據(jù)悉,國內(nèi)鱷魚養(yǎng)殖業(yè)飛速發(fā)展,主要集中在我國南方地區(qū),總養(yǎng)殖量逐年遞增[2]。但鱷魚產(chǎn)品的利用主要以皮革制品為主,對鱷魚其他部分的利用不足,造成一定資源浪費(fèi)。人們發(fā)現(xiàn)鱷魚肉中,粗蛋白含量約為18%,高于其他肉類,而根據(jù)已有研究表明,鱷魚肉可以提供所有必需氨基酸,且必需氨基酸與總氨基酸比例高于41%,總必需氨基酸與總非必需氨基酸比例接近73%,均符合營養(yǎng)學(xué)中FAO/WHO的理想模式結(jié)果[3],另外鱷魚肉中含有脂肪酸種類約有30種,其中多不飽和脂肪酸比例在30%左右,并且富含DHA和EPA,鱷魚肉在脂肪酸含量和組成方面與深海魚結(jié)果接近,具有極高的營養(yǎng)保健價值[4]。同樣,鱷魚肉中還有豐富的維生素和礦物元素,口感好,是良好的肉類食材[5]。鱷魚肉還具有諸多保健功能,將鱷魚肉凍干磨碎后對人體有抗脂質(zhì)氧化作用,并可改善缺氧引起的癥狀[6]。同樣,鱷魚肉可以清除自由基,具有抗衰老的功效[7]。食用定量的鱷魚肉,對于機(jī)體免疫力提高具有顯著作用[8]。另外,體外抗氧化實驗表明,鱷魚肉提取物具有很好的抗氧化能力[9-10]。但是肉的營養(yǎng)特性與加工特性受到諸多因素的影響如遺傳因素、營養(yǎng)因素、環(huán)境因素等[11]。

目前我國鱷魚養(yǎng)殖主要分為室外養(yǎng)殖和室內(nèi)養(yǎng)殖,不同養(yǎng)殖環(huán)境可能對鱷魚肉品質(zhì)有一定的影響,同時不同部位的鱷魚肉營養(yǎng)成分與加工特性也各不相同,可能會對鱷魚肉深加工有一定的影響。因此,本文通過研究比較不同養(yǎng)殖環(huán)境和不同部位對鱷魚肉營養(yǎng)品質(zhì)和加工的影響,得到最適合進(jìn)行鱷魚肉深加工的養(yǎng)殖類型與部位,從而為鱷魚肉的深加工及商業(yè)化提供參考。

1.1 材料與儀器

暹羅鱷:1.5～2年鱷魚,平均體重(20±1.8) kg,共8條 分別購于江蘇蘇州市奧新鱷魚開發(fā)有限公司泰興分公司；室內(nèi)養(yǎng)殖鱷魚 廣西東興河州養(yǎng)殖場室外養(yǎng)殖鱷魚,每地各4條;氯化鈉、三聚磷酸鈉、磺基水楊酸、正己烷 均為分析純,國藥集團(tuán)化學(xué)試劑上海有限公司。

K-375型自動凱氏定氮儀 瑞士BUCHI有限公司;SCT-02型索氏抽提儀 杭州匯爾儀器設(shè)備有限公司;CR400型便攜色差儀 日本Minolta公司;便攜式pH計 美國Orion公司;絞肉機(jī) 山東嘉信公司;GM200型小型混合斬切儀 德國Retsch公司;TA-XT2i型質(zhì)構(gòu)儀 英國Stable Micro Systems公司;Avanti J-E型高速冷凍離心機(jī) 美國Beckman Counter公司;MCR-301型流變儀奧地利 Anton Paar公司;恒溫水浴鍋 南京科爾儀器設(shè)備有限公司;L8900型全自動氨基酸分析儀 日本Hitachi公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 材料預(yù)處理 將鱷魚屠宰,屠宰程序為:后頸部放血、脫皮、掏膛、預(yù)冷、分割后運(yùn)回實驗室去骨去脂肪后按照室外養(yǎng)殖和室內(nèi)養(yǎng)殖兩個養(yǎng)殖環(huán)境、軀干、腿部和尾部三個部位將材料分成6組[4],剔除脂肪、筋膜和雜質(zhì)4 ℃儲藏,用于鱷魚肉pH、蒸煮損失率、持水力、色差以及營養(yǎng)品質(zhì)的測定。

1.2.2 鱷魚肉營養(yǎng)品質(zhì)測定 水分:采用GB/T 5009.3-2016《食品中水分的測定》;灰分:采用GB/T 5009.4-2016《食品中灰分的測定》;蛋白質(zhì):采用GB/T 5009.5-2016《食品中蛋白質(zhì)的測定》;脂肪:采用GB/T 5009.6-2016《食品中粗脂肪的測定》。

1.2.3 鱷魚肉氨基酸測定 參考Kim[12]的方法,并略作修改。稱取4 g鱷魚肉樣品切碎,加入20 mL 3 g/100 mL的磺基水楊酸溶液,高速均質(zhì)(10000 r/min,10 s,均質(zhì)三次),冷凍離心(4 ℃,10000 r/min,15 min),取上清液加入2 mL正己烷,搖勻后過0.22 μm膜,使用配備有BioBasicSCX陽離子交換柱(4.6 mm×60 mm,5 μm)的氨基酸分析儀進(jìn)行檢測。

1.2.4 鱷魚肉糜凝膠制備 參考Zheng[13]等的方法,并適當(dāng)修改。鱷魚肉使用6 mm孔徑的絞肉機(jī)絞碎成肉糜,添加2%食鹽和0.2%三聚磷酸鈉,混勻后4 ℃冷庫干腌24 h。將干腌后的鱷魚肉糜用小型混合斬切儀進(jìn)行斬切,添加鱷魚肉糜質(zhì)量20%的冰水,3500 r·min-1,4 s×5次。分別稱取30 g鱷魚肉糜m0放入50 mL離心管中,低溫低速離心(溫度4 ℃,轉(zhuǎn)速500 r·min-1,時間6 min)壓實肉糜。離心后將離心管放置于80 ℃恒溫水浴鍋中,待肉糜中心溫度達(dá)到72 ℃后,保溫4 min之后,用冷卻的流動水降溫至中心溫度20 ℃,制成30 g的肉糜凝膠塊用于測定鱷魚肉糜凝膠的pH、蒸煮損失率、持水力、色差、質(zhì)構(gòu)和流變特性。

1.2.5 加工特性

1.2.5.1 pH測定 使用便攜式pH計直接插入鱷魚肉(肉糜凝膠塊)進(jìn)行測量。校準(zhǔn)后,在4 ℃條件下,插入電極至2 cm左右,各個樣品測定5次取平均值[14]。

1.2.5.2 蒸煮損失率測定 鱷魚肉蒸煮前稱重,記為m0,于80 ℃水浴鍋內(nèi)煮至肌肉中心溫度達(dá)到72 ℃,流水冷卻至常溫,將蒸煮后的樣品用吸水紙擦去表面水分,稱重,記為m1,蒸煮損失率(%)=(m0-m1)/m0×100[15]。

1.2.5.3 持水力測定 根據(jù)Han的方法[16],取鱷魚肉(肉糜凝膠塊)約10 g質(zhì)量記為m2精確(0.001 g),置于50 mL 離心管中,離心條件:1500×g,30 min,離心后吸水紙擦去表面水分,稱重記為m3,計算公式如下:WHC(%)=(1-(m2-m3)/m2)×100。

1.2.5.4 亮度測定 使用CR-400色差儀測定鱷魚肉(肉糜凝膠塊)色差,使用前用色差儀配套白板進(jìn)行校準(zhǔn),隨后測定6個隨機(jī)區(qū)域的色差值,以平均值作為結(jié)果。另外依據(jù)測定鱷魚肉糜凝膠的色差值,通過如下公式[5]計算鱷魚肉糜凝膠的白度W。

1.2.5.5 質(zhì)構(gòu)測定 根據(jù)陳建良等的方法[17-18],取鱷魚肉糜凝膠塊,用吸水紙擦去表面水分后,用雙面刀切成約1 cm×2 cm×2 cm的肉塊,質(zhì)構(gòu)儀選取直徑5 cm的圓柱形探頭。參數(shù)設(shè)定:壓縮比50%,測前速度1.0 mm·s-1,測中速度2.0 mm·s-1,測后速度5.0 mm·s-1,觸發(fā)力5 g,時間間隔6 s。每個處理組測試5次。

1.2.5.6 流變特性測定 使用50 mm圓形平板探頭,平板間隔1.00 mm,加入5 g鱷魚肉糜凝膠后用液體石蠟封住邊緣。流變儀參數(shù)設(shè)置:首先進(jìn)行動態(tài)溫度掃描,樣品于20 ℃平衡10 min;升溫程序:20 ℃到 72 ℃,變溫速率為2 ℃·min-1,于72 ℃保溫10 min;降溫程序:從72 ℃到20 ℃,變溫速率為2 ℃·min-1。溫度掃描結(jié)束后進(jìn)行動態(tài)掃描,頻率為0.1 Hz,記錄動態(tài)掃描期間儲能模量G′的變化[19]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

每組實驗5個平行,3次重復(fù),數(shù)值標(biāo)記為:平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。采用SAS 9.1.3進(jìn)行單因素方差分析,使用Duncan多重檢驗進(jìn)行顯著性分析,顯著水平P<0.05。使用Origin 8.0作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同養(yǎng)殖環(huán)境、不同部位鱷魚肉的一般營養(yǎng)品質(zhì)

根據(jù)表1,鱷魚肉不同部位間水分、灰分、蛋白質(zhì)和脂肪含量均存在差異,室外養(yǎng)殖環(huán)境下蛋白質(zhì)含量顯著高于室內(nèi)養(yǎng)殖(P<0.05)。兩種養(yǎng)殖環(huán)境下鱷魚肉腿部水分含量均超過75%,顯著高于軀干和尾部(P<0.05)。灰分含量最高的是室外養(yǎng)殖鱷魚的軀干部位為0.12%,最低的是室內(nèi)養(yǎng)殖的腿部為0.08%。蛋白質(zhì)方面,由于室外養(yǎng)殖整體更接近自然環(huán)境且鱷魚的運(yùn)動量更大,導(dǎo)致室外養(yǎng)殖環(huán)境下鱷魚三個部位的蛋白質(zhì)含量均高于18%,顯著高于室內(nèi)養(yǎng)殖鱷魚的對應(yīng)部位(P<0.05)。兩種養(yǎng)殖環(huán)境鱷魚腿的脂肪含量分別為0.88%、0.92%,均顯著低于其他部位(P<0.05),這主要是因為尾部和背部為鱷魚主要儲存脂肪的部位而腿部則是運(yùn)動部位。

表1 不同養(yǎng)殖環(huán)境不同部位鱷魚肉一般營養(yǎng)品質(zhì)Table 1 Basic nutritional of different breeding environments and parts of crocodile

注:同行不同字母表示差異顯著(P<0.05)；表2～表5同。

2.2 不同養(yǎng)殖環(huán)境、不同部位鱷魚肉的氨基酸含量

不同養(yǎng)殖環(huán)境不同部位肉的氨基酸共檢測出17種,其中谷氨酸含量最高,而胱氨酸最低。檢測出的必需氨基酸含量最高的是賴氨酸,其次是亮氨酸和異亮氨酸。對于總氨基酸(TAA)來說,不同部位含量差異顯著(P<0.05),表現(xiàn)為腿部>尾部>軀干,而不同養(yǎng)殖環(huán)境下軀干的總氨基酸差異顯著而其他兩個部位差異不明顯;總必需氨基酸(TEAA)含量,軀干含量顯著低于其他兩個部位(P<0.05)。總非必需氨基酸(TNEAA)含量方面,以室外鱷魚為例,軀干、腿部、尾部分別為32.42、36.00、35.92 mg/100 g,不同部位含量差異顯著(P<0.05)。根據(jù)營養(yǎng)學(xué)氨基酸評價方式計算TEAA/TAA和TEAA/TNEAA發(fā)現(xiàn),兩種養(yǎng)殖環(huán)境尾部的該比例均在40%和70%以上,符合營養(yǎng)學(xué)中對于理想氨基酸比例的標(biāo)準(zhǔn)。氨基酸分析結(jié)果表明,采肉部位對于氨基酸含量影響較大,而養(yǎng)殖環(huán)境造成影響不明顯。

2.3 不同養(yǎng)殖環(huán)境、不同部位鱷魚肉加工特性

不同養(yǎng)殖環(huán)境不同部位鱷魚肉加工特性(pH、蒸煮損失率、持水力及亮度)如表3所示。不同部位鱷魚肉之間4項加工特性指標(biāo)均存在顯著差異(P<0.05),而不同養(yǎng)殖環(huán)境下的鱷魚肉之間蒸煮損失率、持水力和亮度存在差異(P<0.05)。兩個養(yǎng)殖環(huán)境下鱷魚腿部肉pH均顯著高于其他兩個部位,而尾部肉的pH最低(P<0.05)。肌肉的亮度和pH主要受主體養(yǎng)殖環(huán)境、飼喂情況和宰后貯藏條件等影響[20-21],人工養(yǎng)殖鱷魚日常主要以爬行為主,尾部活動較少。因此,腿部中鐵元素結(jié)合血液中的蛋白可以為其正常的活動提供能量,由于鐵元素氧化的變色反應(yīng)導(dǎo)致腿部亮度值明顯區(qū)別于另外兩個部位[22],另外有研究表明宰前肌肉中蛋白質(zhì)含量的不同,糖原含量也會有所區(qū)別,宰后糖類無氧代謝產(chǎn)生乳酸,留在肌肉中,進(jìn)而導(dǎo)致了pH不同[23]。

2.4 不同養(yǎng)殖環(huán)境、不同部位鱷魚肉糜凝膠品質(zhì)

將6個處理組肉絞碎后,制得的肉糜凝膠基本品質(zhì)如表4所示。不同部位的室內(nèi)養(yǎng)殖鱷魚肉糜凝膠之間3項指標(biāo)均存在顯著差異(P<0.05),但不同養(yǎng)殖環(huán)境pH差異不顯著(P>0.05)。其中腿部肉凝膠的pH最高,尾部持水力最高顯著高于其他部位(P<0.05)。尾部蛋白質(zhì)含量更高,形成凝膠的強(qiáng)度更大,高強(qiáng)度的凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)可以結(jié)合更多水分[24]。其次,在pH較高的環(huán)境下,蛋白質(zhì)的溶解度會有所增加,提高凝膠的網(wǎng)狀強(qiáng)度[25],

表2 不同養(yǎng)殖環(huán)境不同部位鱷魚肉氨基酸(mg/100 g)Table 2 Amino acid of different breeding environments and parts of crocodile(mg/100 g)

注:*代表必需氨基酸。

表3 不同養(yǎng)殖環(huán)境不同部位鱷魚肉加工特性Table 3 Processing characteristics of different breeding environments and parts of crocodile meat

表4 不同養(yǎng)殖環(huán)境不同部位鱷魚肉糜凝膠品質(zhì)特性Table 4 Gel quality of different breeding model and parts of crocodile meat

而腿部由于本身蛋白質(zhì)含量較低,影響蛋白質(zhì)溶出,因此凝膠網(wǎng)狀強(qiáng)度較低,從而在加工過程中損失了較多水分。對比6個部位肉發(fā)現(xiàn)不同養(yǎng)殖環(huán)境下軀干的持水力差異并不顯著,這可能是由于離心過程使得樣品中的自由流動水幾乎全部損失。

2.5 不同養(yǎng)殖環(huán)境、不同部位鱷魚凝膠質(zhì)構(gòu)特性

不同養(yǎng)殖環(huán)境不同部位鱷魚凝膠質(zhì)構(gòu)特性如表5所示。從不同養(yǎng)殖環(huán)境來看,室外養(yǎng)殖的鱷魚肉凝膠硬度、咀嚼性顯著高于室內(nèi)(P<0.05),說明室外的養(yǎng)殖環(huán)境能夠形成更好的肌原纖維并保護(hù)肌肉中蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。從不同部位來看,尾部肉糜凝膠咀嚼性和硬度均高于另外兩個部位,因此,尾部肉糜凝膠在質(zhì)構(gòu)方面相對優(yōu)于軀干和腿部,這表明尾部肉更高的蛋白質(zhì)含量使得尾部肉糜凝膠具有更大的硬度和咀嚼性。此外不同部位肉中的鈣離子濃度存在差異,而鈣離子能通過激活TGase改變凝膠的質(zhì)構(gòu)特性[26]。

表5 不同養(yǎng)殖環(huán)境不同部位鱷魚肉凝膠質(zhì)構(gòu)測定Table 5 Textural properties of different breeding environments and parts of crocodile meat

2.6 不同養(yǎng)殖環(huán)境、不同部位鱷魚肉糜凝膠流變特性

根據(jù)圖1(a),鱷魚肉糜在加熱過程中儲能模量G′呈現(xiàn)上升的趨勢。6個處理組在44 ℃達(dá)到第一階段的最大值,隨后在44～50 ℃有緩慢的下降趨勢,50 ℃之后,6個處理組儲能模量G′迅速增加,不同于另外4個處理組,室內(nèi)養(yǎng)殖鱷魚軀干、尾部肉糜以及室外養(yǎng)殖鱷魚軀干肉糜在升溫終點72 ℃后仍有上升趨勢,其他3組則出現(xiàn)下降趨勢。根據(jù)圖1(b),6個處理組相位角正切呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢,即樣品從黏性特征明顯逐漸變?yōu)閺椥蕴卣髅黠@,兩個養(yǎng)殖環(huán)境尾部肉糜率先出現(xiàn)拐點并迅速下降,體現(xiàn)了較好的彈性特征。

降溫過程后分別對于上述樣品進(jìn)行頻率掃描,如圖1(c),該過程以遞增的頻率對形成的凝膠體進(jìn)行振蕩,目的是檢測凝膠的形成強(qiáng)度,并通過儲能模量定量展現(xiàn)。結(jié)果顯示,6個處理組均呈現(xiàn)上升趨勢,但兩養(yǎng)殖環(huán)境尾部在頻率掃描過程后,儲能模量明顯增加,室外養(yǎng)殖鱷魚尾部和室內(nèi)養(yǎng)殖鱷魚尾部凝膠儲能模量G′分別達(dá)到85628和60237,明顯高于其他4個部位。

圖1 不同養(yǎng)殖環(huán)境不同部位鱷魚肉凝膠流變測定Fig.1 Rheological properties of different breeding environments and parts of crocodile meat

3 討論

肌肉的纖維類型會影響肌肉的保水性。Qiao等[27]指出宰后肌肉纖維的不同導(dǎo)致蛋白質(zhì)發(fā)生不同程度的降解,這導(dǎo)致了肌肉中水分的存在形態(tài)發(fā)生變化,通常由結(jié)合水變?yōu)樽杂伤?進(jìn)而影響肌肉中水分含量。鱷魚肉脂肪含量均為1%左右,遠(yuǎn)低于雞(10.6%)和豬(9.9%)[28]。鱷魚肉蛋白質(zhì)占干重的比例達(dá)88%以上,遠(yuǎn)高于常見的畜禽類肉,營養(yǎng)學(xué)中常將雞蛋作為理想蛋白質(zhì)的代表,而雞蛋中蛋白質(zhì)干重百分比僅有46%左右,因此,鱷魚肉是一類高蛋白質(zhì)肉類,具有很高的營養(yǎng)價值。

氨基酸是蛋白質(zhì)的基本組成成分,氨基酸的種類、含量和比例是評價肉類蛋白質(zhì)營養(yǎng)的重要指標(biāo)?？傆坞x氨基酸含量可以作為評定肉品的氨基酸營養(yǎng)等級,即營養(yǎng)價值與肌肉中總游離氨基酸含量呈正相關(guān),同時游離氨基酸中的風(fēng)味氨基酸含量對于肉類香氣的改善有著重要作用。FAO/WHO給出評價氨基酸組成的標(biāo)準(zhǔn)模式,TEAA/TAA比值在40%以上,TEAA/TNEAA比值在60%以上為優(yōu)等。根據(jù)測定的結(jié)果無論是室外還是室內(nèi)養(yǎng)殖鱷魚,尾部比例均在40%和70%左右,同時其余部位也接近該比例,這表明人工養(yǎng)殖鱷魚氨基酸組成是一種非常良好的氨基酸供應(yīng)體。該比例高于常見的畜禽肉如豬肉(39.58%、65.57%)和鴨肉(39.47%、64.75%),這表明,鱷魚肉在氨基酸組成和含量方面優(yōu)于普通肉類。同時對比不同養(yǎng)殖環(huán)境和不同部位發(fā)現(xiàn),鱷魚不同部位TAA、TEAA和TNEAA差異顯著(P<0.05),說明不同部位的營養(yǎng)品質(zhì)存在不同,但不同養(yǎng)殖環(huán)境間差異不明顯,表明養(yǎng)殖環(huán)境的差異對于鱷魚氨基酸組成方面影響不大。同時本研究發(fā)現(xiàn),鱷魚肉中谷氨酸、天冬氨酸、苯丙氨酸、丙氨酸、甘氨酸和酪氨酸含量相對較高,從而使其具有鱷魚肉獨特風(fēng)味,可用于加工多類鱷魚肉制品。

此外,兩個養(yǎng)殖環(huán)境尾部肉糜的相位角正切值明顯低于其他部位,并在較低的溫度達(dá)到最大值,有研究關(guān)于雞胸和鴨胸肉糜的流變特性得到了類似結(jié)果[29]。該過程表明,尾部肉糜在較低的溫度下彈性特征增加趨勢優(yōu)于黏性趨勢,實現(xiàn)肉糜體系由溶膠向凝膠的過渡。同時,相位角正切值在加熱過程中始終小于1,表明體系一直以彈性特征為主,屬于具有黏性特征的彈性凝膠,是一種較為理想的狀態(tài)[30]。靜態(tài)流變學(xué)結(jié)果顯示,隨著振蕩頻率的升高,尾部體系的彈性特征提升幅度較高,這是由于尾部肉糜中水和蛋白質(zhì)分子更多,在受到外力時,原有的連接結(jié)構(gòu)解開,順著振蕩的方向呈現(xiàn)出規(guī)則的序列,使得分子結(jié)構(gòu)韌性更強(qiáng),進(jìn)而使體系的彈性增強(qiáng),并且該序列的規(guī)則程度取決于剪切的頻率,二者表現(xiàn)為正相關(guān)[31]

4 結(jié)論

鱷魚尾部肉較其他兩個部位具有相對較高的營養(yǎng)價值和更優(yōu)的加工特性。與腿部和軀干相比,尾部肉含有更多的蛋白質(zhì),更少的脂肪,同時蒸煮損失率低,持水力高,極大程度保留了鱷魚肉本身的嫩度品質(zhì)。尾部肉糜制品,在色澤、質(zhì)構(gòu)和流變特性明顯優(yōu)于另外兩個部位,加工特性優(yōu)良。同時,相對于室內(nèi)養(yǎng)殖鱷魚,室外養(yǎng)殖鱷魚具有相對較高的蛋白質(zhì)含量和加工特性,加工后形成的凝膠品質(zhì)更優(yōu)。因此,室外養(yǎng)殖環(huán)境鱷魚肉品質(zhì)優(yōu)于室內(nèi)養(yǎng)殖鱷魚肉,今后鱷魚肉深加工時可選擇合適部位的肉如以尾肉為主的制品或選擇不同部位合適的配比來提高鱷魚肉加工制品的品質(zhì)。