低温低气流冷却对冷鲜鸡品质的影响.pdf

222023,Vol.37,No.7包装贮运肉类研究MEAT RESEARCH中国肉类食品综合研究中心CHINA MEAT RESEARCH CENTER低温低气流冷却对冷鲜鸡品质的影响马 朋1，黄 茵2，郑 华1,3,*，孔晓慧1，江伟烽4，吴绍忠1,3，郭宗林1，林 捷1,3（1.华南农业大学食品学院，广东 广州 510642；2.广东白云学院大数据与计算机学院，广东 广州 510450；3.畜禽产品 精准加工与安全地方联合工程研究中心，广东 广州 510642；4.广州市江丰实业翁源有限公司，广东 广州 512600）摘 要：为研究低温低气流对冷鲜鸡肉品质的影响，将日龄90 d笼养肉鸡宰后立即置于不同温度（10、15、20）进行冷却，并控制空气流速为0.1 m/s。以4 冰水浴冷却为对照，测定肉鸡胴体冷却速率，分析胴体冷却后及4 冷藏24 h后的胴体质量变化、色泽、保水性、可溶性蛋白含量、肌原纤维小片化指数（myofibril fragmentation index，MFI）及剪切力等品质指标。结果表明：气冷组可以在60 min内将肉鸡胴体中心温度降低到4，蒸煮损失率、离心损失率和MFI等指标显著优于冰水组（P0.05）；不同气冷组间，15 气冷组胴体质量损失、蒸煮损失率、离心损失率和剪切力等指标显著优于10 气冷组（P0.05），红度值、蒸煮损失率、离心损失率等指标显著优于20 气冷组（P0.05）。综上，在温度为15、气流为0.1 m/s条件下将肉鸡胴体冷却60 min，可以满足胴体快速冷却要求，并且能够改善肉鸡在冷却及贮藏过程中的品质劣变，使鸡肉具有较好的品质。关键词：低温；低气流；冷却；冷鲜鸡；鸡肉品质Effect of Low-Temperature and Low-Airflow Cooling on Quality of Chilled ChickenMA Peng1,HUANG Yin2,ZHENG Hua1,3,*,KONG Xiaohui1,JIANG Weifeng4,WU Shaozhong1,3,GUO Zonglin1,LIN Jie1,3(1.College of Food Science,South China Agricultural University,Guangzhou 510642,China;2.School of Big Date and Computing,Guangdong Baiyun University,Guangzhou 510450,China;3.Local Joint Engineering Research Center for Precision Processing and Safety of Livestock and Poultry Products,Guangzhou 510642,China;4.Guangzhou Jiangfeng Industrial Wengyuan Co.Ltd.,Guangzhou 512600,China)Abstract:Inordertostudytheeffectoflow-temperatureandlow-airflowcoolingonthequalityofchilledchicken,carcassesfromcage-rearedbroilerswerecooledatdifferenttemperatures(10,15and20)atacontrolledairflowrateof0.1m/s immediately after being slaughtered at the age of 90 d,and those cooled in iced water at 4 were used as control.The cooling rate was determined and changes in carcass mass,color,water-holding capacity(WHC),soluble protein content,myofibrilfragmentationindex(MFI)andshearforcewereanalyzedaftercoolingandstorageat4 for 24 h.The results showed that low-temperature air cooling reduced the central temperature of broiler carcass to 4 in 60 min.The cooking loss,centrifugallossandMFIintheair-cooledgroupweresignificantlybetterthanthoseintheicedwater-cooledgroup(P 0.05).Thecarcassmassloss,cookingloss,centrifugallossandshearforceofthe15 air-cooled group were significantlybetterthanthoseofthe10 air-cooled group(P 0.05),and the a*value,cooking loss and centrifugal loss weresignificantlybetterthanthoseofthe20 air-cooled group(P 0.05).In conclusion,cooling the carcass for 60 min at15andanairflowrateof0.1m/s can meet the requirements of fast cooling of the carcass,and improve the quality deterioration of broiler meat during cooling and storage.Keywords:lowtemperature;lowairflow;cooling;chilledchickenmeat;chickenmeatqualityDOI:10.7506/rlyj1001-8123-20230220-017中图分类号：TS251.55 文献标志码：A 文章编号：1001-8123（2023）07-0022-06收稿日期：2023-02-20基金项目：2022年广东省现代农业产业技术体系创新团队建设项目（2022KJ128）；麻黄肉鸡屠宰加工技术研究与规范制定项目（2023440002000203）第一作者简介：马朋（1998）（ORCID:0009-0002-4968-4813），男，硕士研究生，研究方向为畜禽产品加工与控制。E-mail:*通信作者简介：郑华（1966）（ORCID:0000-0001-8613-0639），男，副教授，硕士，研究方向为畜禽屠宰、加工及产品开发。E-mail:232023,Vol.37,No.7包装贮运肉类研究MEAT RESEARCH中国肉类食品综合研究中心CHINA MEAT RESEARCH CENTER引文格式：马朋,黄茵,郑华,等.低温低气流冷却对冷鲜鸡品质的影响J.肉类研究,2023,37(7):22-27.DOI:10.7506/rlyj1001-8123-20230220-017.http:/MAPeng,HUANGYin,ZHENGHua,etal.EffectoflowtemperatureandlowairflowcoolingonqualityofchilledchickenJ.Meat Research,2023,37(7):22-27.(in Chinese with English abstract)DOI:10.7506/rlyj1001-8123-20230220-017.http:/鸡肉具有低脂肪、低胆固醇、高蛋白质和易消化等优点，因此受到广大消费者的青睐。根据中国畜牧市场分析周报统计，2021年我国肉鸡出栏量已经达到125 亿只，是我国第二大消费肉类。为减少环境污染和疾病传播，从2014年开始，我国推动“集中屠宰、冷鲜上市、冷链运输”的肉鸡初加工模式1。冷鲜鸡指活鸡屠宰后，胴体在12 h内中心温度降低至4，并且在后续的加工、运输及销售环节始终保持04 的温度，保质期不超过7 d的整鸡或分割鸡2。屠宰工艺包括挂鸡、致晕、宰杀、沥血、烫毛、脱毛、去内脏、冲洗、冷却、分级、包装、入冷库等环节3。其中冷却是影响鸡肉品质的重要环节之一，由于冲洗后肉鸡胴体温度较高，需要进行快速冷却降温处理，防止微生物快速繁殖和品质下降4；水浸式冷却由于耗时短、冷却效率高，在我国肉鸡屠宰企业广泛应用，但该方式耗水量较大，每只鸡大约需要1.5 L水，冷却过程中产生的大量废水给企业带来较大负担5，并且水冷过程中造成鸡肉中可溶性物质的流失，影响鸡肉风味和滋味6。为此，国内外学者开展了肉鸡空气冷却技术的研究，冯宪超等7采用13（0.2 m/s）的空气冷却鸡肉，发现风冷会导致胴体质量降低（1.21%），并且胴体的颜色、脂肪含量及感官评分等品质下降；Skarovsky等8发现鸡肉在1、0.75 m/s条件下冷却2 h后，胴体质量降低1.9%。以上研究表明，较高的冷却温度和空气流速会带走胴体表面的大量水分，导致鸡肉质量损失及品质下降，因此，本实验研究低气流和低温条件下对冷鲜鸡品质的影响，以期降低胴体质量损失，改善鸡肉品质，为肉鸡屠宰企业空气冷却技术提供理论参考。1 材料与方法1.1 材料与试剂日龄90 d、活体质量（1.800.20）kg（宰后胴体质量（1.600.20）kg）、JH-3型雌性黄羽肉鸡，由广州市江丰实业翁源有限公司提供。氢氧化钠、氯化钠、氯化钾、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾、乙二胺四乙酸、氯化镁、无水硫酸铜、酒石酸钾钠 广州化学试剂厂；叠氮化钠（NaN3）上海信裕生物科技有限公司。1.2 仪器与设备BCD-520WKM冰箱 美的集团；JK-8U多路温度测试仪 常州金艾联电子科技有限公司；TA.XT Plus 质构分析仪 英国Stable Micro Systems公司；NR20XE色 差计 深圳三恩驰科技有限公司；Testo106精密食品温度计、Testo 205便携式pH计 德图仪器国际贸易有限 公司；Avanti J-E落地式高速大容量离心机 美国贝克曼-库尔特公司；VersaMax光栅型酶标仪 美国Molecular Devices公司；Uvmini-1240紫外分光光度计 日本岛津公司。1.3 方法1.3.1 实验设计36 只日龄90 d活鸡，按照GB/T 194782018畜禽屠宰操作规程 鸡进行宰前禁食、挂鸡、致晕、宰杀、沥血、烫毛、脱毛、去内脏等处理，冲洗后的胴体擦干水分，将36 只胴体称质量后随机取9 只进行水冷（冰水组），胴体放置在04 冰水池中冷却，隔20 min添加适量冰块，控制冰水池的温度为04；其余27 只随机分为3 组，分别置于相对湿度90%、空气流速0.1 m/s、温度分别为10、15、20 的气冷冰箱中进行冷却。测定胴体各个部位的降温速率；待冷却结束后称质量，测定并分析肉鸡冷却后0 h和保鲜袋封装后4 冷藏24 h后的色泽、保水性、剪切力等指标。1.3.2 鸡肉降温过程中降温曲线的测定测定060 min鸡皮内测，左、右鸡胸中心，左、右大腿中心5 个部位的降温曲线。1.3.3 pH值的测定参考付倩等9的方法，为了更好地表示pH值的变化，采用差值的方式表示，见式（1）（2）。pH0 h?pH?pH?（1）pH24 h?pH?pH?（2）1.3.4 肉色的测定参考Silva-Buzanello等10的方法。测定肉鸡冷却后和冷藏24 h后（大腿外侧肌肉）的亮度值（L*）、红度值（a*）和黄度值（b*），为了避免样本差异带来影响，更好地表征肌肉冷却前后及贮藏后色泽的变化，采用差值的方式表示，见式（3）（4）。L*0 h?L*?L*?（3）242023,Vol.37,No.7包装贮运肉类研究MEAT RESEARCH中国肉类食品综合研究中心CHINA MEAT RESEARCH CENTERL*24 h?L*?L*?（4）a*和b*计算同上。1.3.5 蒸煮损失率的测定参考张靖铭等11的方法并略作修改。分别取冷却后0 h和贮藏24 h后的鸡胸肉，剔除表面脂肪和筋膜，切成2 cm2 cm2 cm肉块，称质量（m1）。将肉块装入蒸煮袋，放入75 水浴加热，待中心温度达到70 后取出，冷却至室温后称质量（m2），蒸煮损失率按式（5）计算。?/%?m1?m2m1?100（5）式中：m1为蒸煮前鸡胸肉质量/g；m2为蒸煮后鸡胸肉质量/g。1.3.6 滴水损失率的测定参考孔晓慧等12的方法。分别选取冷却后0 h、4 贮藏24 h后的鸡胸肉，剔除表面脂肪和筋膜，切成1 cm1 cm1 cm肉块，称质量（m3）。用牙签将肉块悬挂在塑料杯中，避免肉块和塑料杯接触，在4 冰箱中悬挂24 h，取出后称质量（m4），滴水损失率按式（6）计算。?/%?m3?m4m3?100（6）式中：m3表示鸡胸肉滴水前质量/g；m4表示鸡胸肉滴水后质量/g。1.3.7 离心损失率的测定参考L Ying等13的方法。分别选取冷却后0 h、4 贮藏24 h后的鸡胸肉，剔除表面脂肪和筋膜，切成1 cm1 cm1 cm肉块，称质量（m5）。用滤纸包裹并放入离心管中，在4、5 000 r/min条件下离心10 min，取出称质量，鸡胸肉质量为m6，离心损失率按式（7）计算。?/%?m5?m6m5?100（7）式中：m5为离心前鸡胸肉质量/g；m6为离心后鸡胸肉质量/g。1.3.8 鸡肉可溶性蛋白含量的测定参考Joo等14方法，水冷和气冷结束后立即各取1 g鸡胸肉和鸡腿肉，加入30 mL预冷的0.025 mol/L磷酸钾缓冲溶液（pH 7.2），将样品浸提30 min，然后在4、4 000 r/min条件下离心10 min，取上清液，采用双缩脲方法测定其中蛋白质含量。1.3.9 肌原纤维小片化指数（myofibril fragmentation index，MFI）的测定参考Muniz等15的方法。采用双缩脲法测定处理后样品的蛋白含量，再用MFI缓冲溶液调整蛋白溶液质量浓度至0.5 mg/mL，在540 nm波长处测定吸光度（A）。MFI按式（8）计算。MFI?A?200（8）1.3.10 剪切力的测定参照Sujiwo16、陈玉芳17等的方法。取蒸煮后的鸡胸肉，从平行于肌纤维的中心部分分割出1 cm 1 cm1 cm的肉样。采用HDP/BSW探头垂直于肌纤维的方向剪切，测试速率10 mm/s，形变量30%，距离45 mm。1.4 数据处理采用Excel 2019软件处理数据（计算平均值及标准差），SPSS Statistics 22软件进行单因素方差分析、Duncans检验及成对样本t检验，进行差异显著性分析（P0.05），Origin 2021软件作图，实验重复进行3 次。2 结果与分析2.1 冷却方式对鸡胴体降温速率的影响?0010203040506010403020?/?/minA?0010203040506010403020?/?/minB?00102030405060103020?/?/minC?00102030405060103020?/?/minDA.冰水组；B.10 气冷组；C.15 气冷组；D.20 气冷组。图 1 不同冷却方式下鸡胴体降温曲线Fig.1 Cooling curves of broiler carcasses at different cooling temperatures252023,Vol.37,No.7包装贮运肉类研究MEAT RESEARCH中国肉类食品综合研究中心CHINA MEAT RESEARCH CENTER由图1可知，3 个气冷组的变化趋势一致，胴体各部位降温速率接近，其中15、20 气冷组的鸡胴体中心温度在60 min内均从常温下降到4，这表明在 0.1 m/s风速下，15、20 气冷组能满足冷鲜鸡生产快速冷却的需求。冰水组在020 min下降速率较快，随后趋于平缓，在42 min时皮内温度下降到4，这是因为冰的导热系数为2.24 W/（mK），水的导热系数为0.59 W/（mK），而空气的导热系数仅为 0.023 W/（mK），因此气冷组冷却效率低于冰水组。Huezo等18采用风冷（1.1、3.5 m/s）和冰水（0.6）对鸡肉进行预冷处理，结果表明，在冰水浴冷却条件下，肉鸡从32.8 下降到5 左右需要40 min，而在空气冷却条件下需要90 min；Singh等19比较鸡肉在风冷（20、2 m/s）和冰水条件下的冷却降温效果，发现冷却到相同的终点温度（4），风冷需要25 min，而冰水浴需要55 min。这说明胴体冷却速率与空气温度和气流速率密切相关。2.2 冷却方式对冷鲜鸡肉理化品质的影响表 1 冷却方式对冷鲜鸡肉理化品质的影响Table 1 Effect of cooling methods on the physical and chemical quality of chilled chicken指标冰水组气冷组10 15 20 质量变化率/%2.08c2.84a1.01b0.98bpH0 h0.130.02Aa0.050.01Aa0.120.02Aa0.080.01AapH24 h0.560.02Bb0.150.02Aa0.100.01Bab0.200.03BabL*0 h2.230.03Ac4.900.05Aa2.250.08Ab3.030.11AbL*24 h3.010.07Bb6.860.05Bc5.640.09Ba5.900.09Baa*0 h0.690.05Aa2.740.10Ab1.370.05Aa1.460.07Aaa*24 h5.390.08Bb6.090.09Bb4.040.06Ba5.620.11Bbb*0 h0.970.01Aa2.430.07Ab2.010.05Ab1.330.06Aabb*24 h3.790.03Ba5.390.11Bb4.360.07Ba3.880.07Ba注：同列大写字母不同，表示同一处理组、不同贮藏时间差异显著（P0.05）；同行小写字母不同，表示同一贮藏时间、不同处理组差异显著（P0.05）。表2同。由表1可知：冰水组的肉鸡胴体质量在冷却后显著上升（P0.05），这表明胴体浸没在冰水中吸收了大量水分；10 气冷组胴体质量显著下降（2.84%），而15、20 处理组质量下降不显著，这表明10 处理组胴体降温速率慢，更多水分蒸发流失。本研究中胴体质量增加比Young等20所观察的少（11.7%），是因为本实验采用静态浸没冷却；Mielnik等21将鸡肉置于0.3、0.2 m/s的空气中冷却50 min，胴体质量损失率为2%，与本实验中的10 气冷组相近，这说明冷却速率和风速是影响肉鸡胴体质量损失的重要原因。水冷组和气冷组在冷却前后pH值的差异均不显著，这说明低温处理对鸡肉pH值的下降有明显的抑制效果。在4 冰箱中贮藏24 h后，15、20 气冷组和冰水组pH值显著上升（P0.05），因为这3 个冷却组的组织内水分含量相对较高，高水分含量会增强微生物及酶的作用，从而促进pH值的变化。而10 处理组胴体质量显著下降（2.84%），水分的损失抑制了内源酶活性和微生物活动22，pH值变化不显著。冰水组胴体冷却后L*上升，这是因为在对照组中，肌肉组织吸水，表面组织自由水增多，光反射增强所致23。贮藏24 h后，由于微生物、肌肉中的生化反应等，导致水分的流失，4 个冷却组L*均显著下降（P0.05）。4 个冷却组的a*和b*在冷却后无显著变化，但在贮藏过程中，蛋白氧化和脂质氧化都在持续进行24，导致4 个冷却组的a*和b*均显著增加（P0.05）。2.3 冷却方式对鸡胸肉蒸煮损失率、滴水损失率和离心损失率的影响A?10?15?20?010515BbAbAbAaAaAabAaAa20?/%?0 h?24 hB?10?15?20?0426BbAbAaBabAaAabAaAa108?/%?0 h?24 hC?10?15?20?021354?/%?0 h?24 hBbAbBbBaAaBabAaAa大写字母不同，表示同一处理组、不同贮藏时间 差异显著（P0.05）；小写字母不同，表示同一贮藏 时间、不同处理组差异显著（P0.05）。图4同。图 2 冷却方式对鸡胸肉蒸煮损失率（A）、滴水损失率（B）和 离心损失率（C）的影响Fig.2 Influence of cooling methods on cooking loss(A),drip loss(B)and centrifugal loss(C)of chicken breast meat蒸煮损失率、滴水损失率、离心损失率分别表示肉在加热过程中、自然状态下及外力作用下的水分变化情况25-26。由图2可知，冷却后0 h时，冰水组的蒸煮损失率、滴水损失率和离心损失率均显著高于气冷组（P0.05），因为冰水组肌肉胴体内组织水分未流失，冷却时吸收的水分只能以水分子的形式分散在肌纤维262023,Vol.37,No.7包装贮运肉类研究MEAT RESEARCH中国肉类食品综合研究中心CHINA MEAT RESEARCH CENTER间隙中，极不稳定，在施加外力的作用下极易流失。Singh等19也发现，鸡肉冰水冷却后的蒸煮损失率（24.33%）高于气冷组的蒸煮损失率（19.14%）。3 个气冷组的蒸煮损失率、滴水损失率、离心损失率差异均不显著，且水分损失率较低，这是因为低温有助于提高肉品保水性。Stoier等27也发现，胴体宰后45 min置于较低温度，对肉品保水性有积极作用。贮藏24 h后，15 气冷组的蒸煮损失率、离心损失率显著低于冰水组和10 气冷组（P0.05），这可能是因为15 气冷组有更好的持水性。10 气冷组的滴水损失率显著低于其余3 组（P0.05），这说明 10 气冷组降温速率慢，导致水分流失较多，组织结构中水分减少，并且MFI较低，肌原纤维破坏程度低28，所以滴水损失率相对较低。3 个气冷组的蒸煮、滴水、离心损失率在贮藏后均显著上升（P0.05），因为在肌肉内生化反应以及微生物和内源酶的作用下，肌肉组织结构被破坏，所以蒸煮损失率、滴水损失率和离心损失率均升高29。在蒸煮损失率、滴水损失率和离心损失率3 个指标方面，15 气冷处理可以较好保持鸡肉的保水性。2.4 冷却方式对鸡肉不同部位可溶性蛋白含量的影响?10?15?20?010515302520?/?mg/g?AaBaBbAbAbBbAbAb大写字母不同，表示同一处理组的鸡胸肉与鸡腿肉间差异显著（P0.05）；小写字母不同，表示相同样品、不同处理组显著（P0.05）。图 3 冷却方式对鸡胸肉和鸡腿肉可溶性蛋白含量的影响Fig.3 Effect of cooling methods on soluble protein content in chicken breast and drumstick meat测定不同冷却处理后0 h鸡腿肉和鸡胸肉的可溶性蛋白含量。由图3可知：鸡胸肉中的可溶性蛋白含量显著高于鸡腿肉（P0.05）；气冷组鸡胸肉与鸡腿肉中可溶性蛋白含量均显著高于冰水组（P0.05）；并且3 个气冷组2 个部位的可溶性蛋白含量差异不显著。这说明冰水冷却会造成鸡肉中可溶性蛋白的损失，而可溶性蛋白中含有的小分子物质对产品的风味和滋味有重要影响30。郑华等6研究表明，水冷会导致冷鲜鸡肉中的可溶性蛋白损失。2.5 冷却方式对鸡胸肉MFI及剪切力的影响M F I 在 一 定 程 度 上 可 以 表 示 肌 肉 纤 维 蛋 白 完 整性31，与感官评价的相关系数为0.7532。由图4可知，冷却后0 h，气冷组的MFI显著低于冰水组（P0.05），这是由于对照组在冷却过程中吸收水分，肌原纤维产生收缩的张力作用变大，MFI上升。贮藏24 h后，15、20 气冷组和冰水组MFI显著高于10 气冷组（P0.05），可能是因为这3 个冷却组的水分含量相对较高，Ca2从肌质网内释放之后，活动性更强，对肌原纤维蛋白中的Z线蛋白作用更强33，MFI更大。贮藏24 h后，4 个冷却组的MFI比刚冷却后高，这是由于贮藏过程中，肌肉在酶和微生物的作用下，肌原纤维中Z线 断裂34，使得MFI增加。?10?15?20?0103020MFI?0 h?24 hAbBbBaBabAaBabAaAa图 4 冷却方式对鸡胸肉MFI的影响Fig.4 Effect of cooling methods on MFI of chicken breast meat表 2 冷却方式对鸡胸肉剪切力的影响Table 2 Effect of cooling methods on shear force value of chicken breast meatN组别冷却后0 h贮藏24 h冰水组22.360.48Ba19.970.30Aa气冷组10 24.760.37Bb22.300.27Ab15 24.340.47Bb 20.420.45Aa20 24.010.39Bb20.550.47Aa剪切力与感官评价的相关系数在0.85以上32。由表2可知，冷却后0 h，冰水组剪切力显著小于气冷组（P0.05），因为冰水组的组织吸水，水分含量增加，肌肉剪切力降低。冯宪超等7也发现，风冷鸡胸肉剪切力显著大于水冷（P0.05）。贮藏24 h后，10 气冷组剪切力显著高于其余3 个冷却组，这与MFI结果一致，剪切力与MFI呈反比，相关系数为0.7232。结合MFI和剪切力2 个指标，15、20 气冷组优于10 气冷组。3 结 论日龄90 d整鸡胴体在空气流速为0.1 m/s、温度为 10、15、20 条件下冷却60 min后，胴体中心温度均下降至4，但整体冷却速率均低于冰水冷却组。鸡肉胴体质量在冰水组中显著增加（2.08%），10 气冷组胴体质量显著下降（2.84%），15、20 气冷组胴体质量下降不显著，气冷组的蒸煮损失率、离心损失率和MFI等指标显著优于冰水组（P0.05），并且冰水组鸡胸肉和鸡腿肉的可溶性蛋白含量均显著降低（P0.05）。气冷组中，15 气冷组胴体各个部位272023,Vol.37,No.7包装贮运肉类研究MEAT RESEARCH中国肉类食品综合研究中心CHINA MEAT RESEARCH CENTER的降温速率均匀且较快，并且15 气冷组胴体质量损失、蒸煮损失率、离心损失率、剪切力等指标显著优于10 气冷组（P0.05），a*、蒸煮损失率、离心损失率等指标显著优于20 气冷组（P0.05）。综上所述，在0.1 m/s风速下，15 气冷组肉鸡胴体降温速率达到冷鲜鸡生产企业的要求，并且胴体质量损失小，鸡肉品质好，适宜在实际生产过程中推广应用。参考文献：1 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