不同品种乌鸡加工德州扒鸡营养品质及风味物质组成分析研究

郑月,李加加,王腾,王文武,张庆永,刘登勇*

1(渤海大学 食品科学与工程学院,生鲜农产品贮藏加工及安全控制技术国家地方联合工程研究中心,辽宁 锦州,121013) 2(山东德州扒鸡股份有限公司,山东 德州,253000)

德州扒鸡全名为德州五香脱骨扒鸡,被誉为中国“四大名鸡”之一。德州扒鸡具有金黄透亮、鲜香馥郁、咸淡适中、细嫩多汁、香软脱骨、撕而不断等感官特征[1],因此,要求原料肉有较好的品质。德州扒鸡挥发性风味物质中,烯烃类物质最多,关键风味物质主要为醛类和醇类,如壬醛、癸醛、己醛、辛醛、庚醛、1-辛烯-3-醇等[2],其中,由不饱和脂肪酸氧化产生的挥发性风味物质(壬醛、己醛、庚醛和1-辛烯-3-醇)存在于扒鸡加工的整个过程中,对扒鸡的整体风味贡献较大[3]。

目前市售扒鸡原料品种主要为生长周期快的速成鸡或淘汰的商品蛋鸡,对德州扒鸡的营养价值和风味造成了一定的损失。传统扒鸡多以鲜食销售为主,货架期短,这在一定程度上阻碍了扒鸡的大规模工业化生产和远距离运输销售。鸡的品种、饲喂方式、性别等是影响鸡肉生产性能、酮体品质和鸡肉产品的主要因素,其中品种是最主要的影响因素。原料品种不同,鸡肉产品肉色、水分特性、pH值和氨基酸含量等也不同,且不同品种鸡肉中挥发性前体物质组成不同,所产生的挥发性风味物质含量和种类也有差异。略阳乌鸡是中国特有的生长性能优良的大型乌鸡品种,其个体大、产肉率高、肉质细嫩鲜香,具有较高的药用价值。《本草纲目》中记载略阳乌鸡还具有滋阴清热、补肝益肾的功效[4],同时,与其他鸡种相比,略阳乌鸡中氨基酸种类齐全、含量丰富,可有效地清除体内的自由基,起到抗氧化的作用。泰和乌鸡是中国国家地理标志产品,具有超高的营养价值和药用价值。研究表明,泰和乌鸡蛋白质和氨基酸含量高于普通鸡,肉质的嫩度和大理石纹等指标也优于AA肉鸡,高含量的硒使得泰和乌鸡具有抗氧化的能力[5]。因此为了提高生产效益,充分利用开发资源,本研究从产业多元化发展出发,通过比较略阳乌鸡和泰和乌鸡的鲜肉及扒鸡成品营养成分及风味物质含量,为开发多类型扒鸡产品及后期工艺优化提供更多的技术数据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

原料选取120日龄的略阳乌鸡和泰和乌鸡,山东德州扒鸡股份有限公司备选品种。每个品种的鸡胴体分别分为2个处理组:鲜鸡组和扒鸡组。

甲醇、三氯乙酸、2-硫代巴比妥酸,均为色谱纯,国药公司;K2SO4、CuSO4,天津市博迪化学试剂厂;浓硫酸、石油醚,上海化学试剂总厂;溴甲酚绿、甲基红,天津光伏科技发展有限公司。

1.2 仪器与设备

FE20型pH计、电子天平,上海梅特勒-托利多仪器有限公司;C-LM4嫩度计,东北农业大学;CR-400色差计,上海柯尼卡美能达光学有限公司;UV2550型紫外-可见光分光光度计,日本Shimadzu公司;T25数显型均质机,德国IKA有限公司;SY-123型数显恒温水浴锅,上海一恒科技有限公司;Agilent 7890N/5975气质联用仪、1260高效液相色谱仪、ZORBAX SB-C18色谱柱,美国Agilent公司;75 μm CAR/PDMS萃取针,美国Supelco公司;SER 148脂肪测定仪,意大利VELP公司。

1.3 实验方法

1.3.1 扒鸡制作

扒鸡生产工艺固定,严格按照德州扒鸡生产工艺要求,其具体操作流程参照王南[6]的方法。

1.3.2 水分含量测定

参考GB 5009.3—2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》中的直接干燥法。

1.3.3 品质测定

使用色差计对肉的颜色进行测定;采用嫩度仪测定其剪切力;参照孙迪等[7]的方法测定蒸煮损失率。

1.3.4 粗脂肪含量测定

参照GB 5009.6—2016《食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》,使用脂肪测定仪测定。

1.3.5 蛋白质含量测定

参照GB 5009.5—2016《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》,采用自动凯氏定氮法测定。

1.3.6 氨基酸组成

参照GB 5009.124—2016《食品安全国家标准 食品中氨基酸的测定》进行测定。

1.3.7 脂肪酸组成

参照FOLCH等[8]的方法稍作修改,对脂肪进行提取。参照INDRASTI等[9]的方法测定。

气相色谱条件:参考王毅等[10]的方法加以改进。结果用质谱库匹配度检索进行定性,采用峰面积归一化法进行定量。

1.3.8 挥发性风味物质的测定

参照ZHOU等[11]的方法,并稍作修改。

样品处理:分别称取5.00 g鸡胸肉和鸡腿肉,样品放入20 mL顶空萃取瓶中,压盖。萃取前热平衡10 min,用萃取头在45 ℃萃取30 min,收集挥发性风味物质。

色谱条件:将萃取30 min的萃取头在250 ℃的进样口不分流脱附5 min,使用TR-5 MS(30 m×0.25 mm,0.25 μm)的毛细管柱进行分离。用1 mL/min流速的He作为载气。气相色谱条件:40 ℃保持3 min,再以3 ℃/min的速率升温到70 ℃,再以5 ℃/min的速率升温到180 ℃,最后以10 ℃/min的速率升温至280 ℃,并保持5 min。

质谱条件:离子源温度230 ℃,电离方式为EI+,电子能量70 eV,扫描质量范围30～550m/z。

1.4 数据分析

采用SPSS 23软件的单因素方差(ANOVA)对试验数据进行统计分析,用Duncan法进行多重分析。结果以平均值±标准差表示,显著性水平为0.05,用Excel对数据进行图形处理。

2 结果与分析

2.1 不同品种原料鸡肉及扒鸡食用品质的差异

扒鸡肉质鲜嫩多汁的主要原因是其中水分含量>60%[12]。本研究结果发现(表1),泰和乌鸡鲜肉和扒鸡成品中水分含量显著低于略阳乌鸡(P<0.05),这与陈锐等[13]研究结果一致,说明略阳乌鸡结合水含量更高,肌肉质地更好。经加工后,泰和乌鸡胸肌与腿肌水分含量分别减少7.34%和4.95%,略阳乌鸡水分含量分别减少5.92%和3.13%,说明略阳乌鸡肉的保水性较好,泰和乌鸡肌纤维蛋白加热后更易变性失水。脂质氧化导致的多不饱和脂肪酸分解程度更高,破坏细胞膜的完整性,导致细胞内液外流,从而使肉的保水性降低。

pH与肉色、剪切力、系水力均存在相关性。肉色是鸡肉的重要指标,主要与肌肉中肌红蛋白和血红蛋白含量有关,其中亮度值会随着贮藏时间的延长而下降。对鲜鸡、扒鸡成品品质进行检测,结果见表2,泰和乌鸡组亮度均显著高于略阳乌鸡组(P<0.05),在外观颜色方面,略阳乌鸡组更佳,推测可能与鸡肉品种有关,已知略阳乌鸡中肌红蛋白含量较高,Ⅰ型和Ⅱ型纤维较多,这也与本研究中对肉色的测定结果是一致的。

剪切力是评价鸡肉嫩度的重要感官指标[14],其值越小,鸡肉越嫩。如表2所示,扒鸡成品中泰和乌鸡组剪切力显著高于略阳乌鸡组(P<0.05),而鲜肉中差异不显著,说明略阳乌鸡有更好的嫩度,泰和乌鸡则更有嚼劲,也有研究证实泰和乌鸡肌原纤维较略阳乌鸡肌原纤维更粗[15]。蒸煮损失与肌肉蛋白质受热变性、肌纤维收缩失水程度有关,肌肉内蛋白酶活性越高,蛋白分解速率越快,蒸煮损失越高。泰和乌鸡组的蒸煮损失高于略阳乌鸡组(P<0.05),表明略阳乌鸡组扒鸡保水性较好,这与水分含量研究结果一致。

2.2 不同品种原料鸡肉及扒鸡脂肪含量差异

脂肪含量对肉的嫩度、多汁性和风味等指标均具有重要影响[16]。本研究结果表明(表3),泰和乌鸡组鲜肉中脂肪含量显著高于略阳乌鸡组鲜肉(P<0.05),且与扒鸡成品中脂肪含量变化一致,这可能与2种乌鸡不同的脂肪沉积特点有关,泰和乌鸡群居性较强,而略阳乌鸡是在独特的地理环境条件下形成的半野生半放养的鸡品种,随着生长周期的延长,半野生半放养方式使机体消耗增多,从而影响遗传表达,使脂肪沉积减少。经加工后,2种乌鸡的脂肪含量都有一定程度减少,这可能是由于升温卤煮阶段的长时间加热,结缔组织细胞膜破裂,使部分脂肪流出,同时,在加热过程中温度升高导致脂肪酶活性增加,促进了脂质分解氧化和风味形成与积累。

表3 不同样品中脂肪含量 单位:%

2.3 不同品种原料鸡肉及扒鸡蛋白质含量的差异

蛋白质是生物体结构和功能的基本单位,也是影响肉品质特性的重要因素[17]。如表4所示,泰和乌鸡组鲜肉中蛋白质含量高于略阳乌鸡组(P<0.05),与先前关于不同品种乌鸡蛋白质含量检测的相关研究结果是一致的[5,18],这也是由于泰和乌鸡蛋白质含量更丰富,营养价值更高。泰和乌鸡扒鸡成品中蛋白质含量也显著高于略阳乌鸡(P<0.05),表明泰和乌鸡更符合扒鸡高蛋白的营养要求。泰和乌鸡经过加工胸肌与腿肌蛋白质含量分别减少1.92%和1.08%,略阳乌鸡蛋白质含量分别减少2.84%和2.08%。长时间高温焖煮,处于凝固硬化阶段的蛋白质水解加快,生成蛋白胨、肽和缩氨酸等中间产物,最后分解成各种氨,同时有一部分氨基酸可以经过美拉德反应生成挥发性风味物质,导致蛋白质含量减少,这也表明略阳乌鸡在加工过程中蛋白质更易水解。

表4 不同样品中蛋白质组成 单位:%

2.4 不同品种原料鸡肉及扒鸡氨基酸组成的比较

氨基酸的组成和含量是评价肉品营养品质和风味的重要指标,氨基酸的种类越多,含量越丰富,肉类的营养价值越高[19]。泰和乌鸡和略阳乌鸡鸡肉中都富含16种氨基酸,其中包含7种必需氨基酸(essential amino acid,EAA)(苏氨酸、蛋氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、赖氨酸)和7种非必需氨基酸,说明这2种乌鸡肉中的氨基酸种类丰富,相关肉及肉制品均具有较高的营养价值。以泰和乌鸡和略阳乌鸡为原料制作的扒鸡中EAA/TAA分别为43.19%和41.93%,符合世界卫生组织和联合国粮农组织规定的理想蛋白质标准,且含量在比较高的水平。泰和乌鸡中鲜味氨基酸总量较高,与卢慧林等[20]研究泰和乌鸡鲜味氨基酸比值高于其他鸡种的结果一致,且以泰和乌鸡为原料制作的扒鸡中谷氨酸含量显著高于略阳乌鸡扒鸡成品,说明泰和乌鸡鲜味优于略阳乌鸡。

2.5 不同品种原料鸡肉及扒鸡脂肪酸组成的比较

表6结果显示2种鸡肉中的4种脂肪酸(C18∶2、C18∶1、C18∶0、C16∶0)含量均较高,这与乌鸡脂肪酸组成的研究结果是一致的[21-22],这4种脂肪酸也是肌肉中重要的风味前体物[23],其含量高低对风味物质形成具有重要作用。略阳乌鸡中不饱和脂肪酸(unsaturated fatty acid,UFA)含量高于泰和乌鸡,UFA含量对肉的风味有重要作用,其含量与鸡肉风味的浓郁性呈正比,且比饱和脂肪酸(saturated fatty acid,SFA)更容易氧化。单不饱和脂肪酸(monounsaturated fatty acid,MUFA)可改善肉香味、风味、嫩度等特性,多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acids,PUFA)是肉香味的重要前体物质,可在加热条件下会生成醇、酮、酯等挥发性风味物质,本研究以略阳乌鸡和泰和乌鸡为原料制作的扒鸡中MUFA、PUFA含量分别为35.23%、17.70%、33.18%、17.49%。略阳乌鸡中亚油酸含量高于泰和乌鸡,2种鸡肉中PUFA/SFA比率均高于欧洲卫生机构建议的0.45[24-25],且略阳乌鸡的PUFA/SFA比率高于泰和乌鸡,以上结果也证明了略阳乌鸡的食用价值优于泰和乌鸡。

表5 不同鸡肉样品氨基酸组成 单位:g/100 g

表6 脂肪酸组成 单位:g/100 g

2.6 不同品种原料鸡肉及扒鸡风味物质组成

表7为泰和乌鸡和略阳乌鸡加工前后鸡肉的挥发性风味物质种类及保留时间。共检测到挥发性风味物质48种,其中醇类物质9种、醛类物质4种、烯烃类物质25种、酮类物质3种、杂环类及其他化合物7种。2种鸡肉加工后风味物质种类相同,己醛、壬醛、苯甲醛、桉叶油醇、茴香脑等对鸡肉风味影响较大的挥发性风味物质含量均较高,这与王学敬等[26]的研究结果一致。经过加工后,泰和乌鸡的醛类物质含量高于略阳乌鸡,与不饱和脂肪酸含量变化基本吻合,表明泰和乌鸡中更多的不饱和脂肪酸在加工过程中发生了氧化,产生了较多的醛类。大多数醇类物质来自脂质氧化和蛋白质水解,2种扒鸡成品中含量较高的醇类均为桉叶油醇和4-松油烯醇,桉叶油醇主要来源于八角、茴香等香辛料,有清香味道,4-松油烯醇则对扒鸡风味有重要的修饰作用[27-28]。2种鸡肉经过加工后烯烃类物质种类最多,且泰和乌鸡中烯烃类物质含量较高。

表7 挥发性风味物质组成含量对比Table 7 Comparison of flavor substance composition

已知2-戊基呋喃来源于氨基酸和还原糖,阈值较低,对扒鸡整体风味影响较大,2种鸡肉中含量差别不明显。糖原降解可生成一些有肉香味的二羰基和三羰基化合物,这些羰基化合物也是Strecker反应的重要中间体,另外还原糖在加热过程中会发生焦糖化反应,生成呋喃、醇类、芳香烃和脂肪烃等香味物质。草蒿脑和茴香脑主要来自于加工过程中的香辛料,香辛料卤制会改变肉的风味,且添加香辛料的比例及种类不同,肉的风味也有所不同,马菲等[29]研究发现酱制后期样品中挥发性风味成分大多与香辛料有关,孙灵霞等[30]在研究中发现八角茴香等香辛料会改变卤制鸡腿的挥发性风味成分的相对含量。

3 结论

本研究选用泰和乌鸡和略阳乌鸡探究其作为德州扒鸡原料鸡的适宜性,结果表明,以略阳乌鸡为原料制作的扒鸡嫩度、保水性、口感等食用品质更好,脂肪酸组成较为理想,扒鸡适应性更高;而泰和乌鸡为原料制作的扒鸡脂肪、蛋白质等含量和挥发性风味物质较为丰富。因此,略阳乌鸡总体上可作为较为理想的扒鸡原料鸡,本研究结果为完善及优化乌鸡生产扒鸡工艺提供了理论依据。