反复冻融对鸡汤氨基酸和脂肪酸的影响

周　涛,苏　燕,刘玉凌,2,夏杨毅,2,*

(1.西南大学食品科学学院,重庆 400715;2.重庆市特色食品工程技术研究中心,重庆 400715)



反复冻融对鸡汤氨基酸和脂肪酸的影响

周涛1,苏燕1,刘玉凌1,2,夏杨毅1,2,*

(1.西南大学食品科学学院,重庆 400715;2.重庆市特色食品工程技术研究中心,重庆 400715)

利用氨基酸分析仪和气相质谱联用仪(GC-MS),分析反复冻融条件下的鸡汤氨基酸和脂肪酸变化。结果表明:速冻(冻融1次)鸡汤的氨基酸总量(TAA)、必需氨基酸(EAA)和不饱和脂肪酸(UFA)呈显著增加(p<0.05),而饱和脂肪酸(SFA)显著降低(p<0.05)。随着反复冻融次数增加,鸡汤TAA、EAA和SFA显著性降低(p<0.05),而UFA呈显著性增加(p<0.05),甜味、鲜味和苦味的风味氨基酸均呈现增加后减小趋势(p<0.05)。结论:表明速冻(冻融1次)和反复冻融对鸡汤品质有较大影响。

鸡汤,反复冻融,氨基酸,脂肪酸

鸡汤有丰富的蛋白质、不饱和脂肪酸及矿物质等[1-2],具有改善人体睡眠、缓解感冒、改善高血压等作用[3]。近年来,鸡汤相关研究主要集中在原料肉品种[4]、不同预处理[5]和熬制方式[6]的品质特性影响,但鸡汤保藏研究较少[7]。速冻是较好的食品保藏方式之一,4 ℃冷藏和-18 ℃冻藏的鸡汤能分别贮存9 d和90 d[8],速冻鸡汤更适合工业化生产。

在实际生产运输过程中,由于冷链衔接、销售分装等原因产生的温度波动,使速冻食品发生反复冻融,导致速冻食品冰晶重结、生长,从而破坏食品细胞结构,特别是脂肪氧化、蛋白质变性等[9-10]引起的品质下降。目前,相关研究主要集中在反复冻融对原料肉品质的影响,对汤制品的研究甚少。实验以鸡汤为原料,分析速冻鸡汤在反复冻融条件下的氨基酸和脂肪酸变化,以期为质量控制和产品开发提供技术支撑。

1　材料与方法

1.1材料与仪器

湘佳青脚母鸡,日龄90 d,平均体重1.5 kg,购于附近超市;硫酸铜、硫酸钾、硫酸(密度1.84 g/L)、硼酸、甲基红指示剂、溴甲酚绿指示剂、亚甲基蓝指示剂、氢氧化钠、95%乙醇、盐酸、乙醚、石油醚、苯、石油醚、三氟化硼、正己烷、甲醇、三氟化硼、无水硫酸钠、磺基水杨酸、茚三酮、氯化钠分析纯,成都市科龙化工试剂厂。

表1　鸡汤中菌落总数的变化(×102 CFU/mL)

注:表中“-”表示未检出;同行字母不同者差异显著(p<0.05)。

电子天平FA2004B,上海越平科学仪器有限公司;冷冻离心机Avanti J-30I美国贝克曼库尔特公司;水浴恒温振荡器SHZ-B上海龙跃仪器设备有限公司;气相质谱联用仪GCMS-2010 日本岛津公司;超低温冷冻储存箱DW-FW110 中科美菱低温科技有限责任公司;旋转蒸发仪RE-52上海亚荣生化仪器厂;全自动氨基酸分析仪日立L-8800型。

1.2样品制备

母鸡宰杀后去除内脏,切成3 cm×3 cm大小的肉块,洗净后沸水预煮3 min,备用。称取鸡肉1 kg、水2 kg,小火微沸炖制3 h,期间加水保持料液比1∶2(m/v),制备鸡汤,部分取样为对照组。

反复冻融处理:将鸡汤分装于100 mL离心管,部分作为对照组,其余置于4 ℃冰箱中预冷12 h,取出放入-23 ℃低温冰箱冻藏,72 h后取出置于4 ℃冰箱中恒温解冻12 h,完成1次冻融。重复以上过程分别完成2、3、4、5次冻融,进行指标测定,每组取样设3个平行。

1.3菌落总数的测定

参照《GB 4789.2-2010食品安全国家标准 食品微生物学检验 菌落总数测定》

1.4氨基酸测定

准确取样品3 mL于5 mL塑料离心管中,加入0.5 mL 42%磺基水杨酸溶液震荡摇匀。冰箱静置12 h后于13000 r/min离心2 min,用0.22 μm滤膜过滤上机分析。

每个样品分析周期53 min,分析时有2个柱(1)分离柱:ID:4.6 mm×60 mm,洗脱液流速0.4 mL/min,柱温700 ℃,柱压11.627 MPa;(2)反应柱:茚三酮及茚三酮缓冲液流速0.35 mL/min,柱温1350 ℃,柱压1.078 MPa。

1.5脂肪酸的测定

脂肪酸组成分析参考Dias[11]和AOAC[12]法,取浓缩脂肪50 mg置于15 mL具塞试管中,加入3 mL苯石油醚溶液(l:l,v/v),轻轻摇动使之溶解。再加入2 mL 14%三氟化硼—甲醇溶液,混匀,在45 ℃水浴中反应30 min。加1 mL正己烷使甲酯溶于其中,最后加适量饱和NaCl溶液使全部有机相甲酯溶液上升至试管上部。澄清后吸取上清液,装入进样小瓶中,即可用于气相色谱分析。

色谱条件:DB-FFAP毛细管色谱柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm),压力100 kPa,总流量87.3 mL/min。柱流量1.04 mL/min,线速度38.9 cm/s,吹扫流量3.0 mL/min,分流比:80∶1,进样量1 μL,载气为氦气,进样口温度250 ℃,柱箱升温程序为:起始温度160 ℃,保持3 min,以4 ℃/min升到175 ℃保持2 min,再以4 ℃/min升到185 ℃,保持2 min,最后以4 ℃/min升到230 ℃,保持3 min,总程序时问27.5 min

质谱条件:离子源温度250 ℃,接口温度250 ℃。溶剂延迟2 min,质量扫描范围m/z:40～450。

1.6数据统计分析

采用SPSS和Excel进行数据处理。

GC-MS数据分析:根据化合物的保留时间,通过质谱谱库(NIST08和NIST08S)检索,仅报道相似度高于80%的化合物,确定脂肪酸化学结构式及名称,按照峰面积归一法求得各物质的相对含量。

2　结果与分析

2.1反复冻融对菌落总数的影响

由表1可知,与新鲜鸡汤相比,反复冻融鸡汤的菌落总数显著降低(p<0.05),这与Gadekar[8]研究结果一致,表明低温对鸡汤中微生物有一定抑制作用。因此,反复冻融条件下的鸡汤氨基酸和脂肪酸不会受到微生物的影响。

2.2反复冻融对鸡汤氨基酸的影响

由表2可知,鸡汤中检测出17种氨基酸,其中必需氨基酸7种,因实验中用酸致使色氨酸未能检出,与清远麻鸡汤[1]的研究结果一致,是由于鸡肉水溶液加热熬制过程中的纤维松散、间隙增大导致氨基酸溶出[2]。

新鲜鸡汤氨基酸总量45.726 mg/100 mL,含量较高的丙氨酸(Ala)、赖氨酸(Lys)、谷氨酸(Glu)分别为6.968 mg/100 mL、6.067 mg/100 mL、5.697 mg/100 mL,决定食物鲜味的天门冬氨酸(Asp)、谷氨酸(Glu)、甘氨酸(Gly)和丙氨酸(Ala)等风味氨基酸17.507 mg/100 mL(占总量38.29%),表明新鲜鸡汤鲜味物质丰富,是人乳第一限制性氨基酸-赖氨酸的较好补充剂。

速冻(冻融1次)鸡汤的氨基酸总量48.217 mg/100 mL和必需氨基酸17.847 mg/100 mL呈显著增加(p<0.05)。其中,Ala、Lys、Glu、Thr、Val、Met、Leu、Arg、Pro含量显著增加(p<0.05),Asp、Tyr呈显著降低(p<0.05),Gly、Ile、Phe、His没有显著变化(p>0.05)。Met、Val、Pro、Ala是疏水性氨基酸,鸡汤速冻产生水分迁移和结晶、致使蛋白质分子展开,更多疏水性氨基酸暴露出来;也可能由于水分迁移改变肽链结构,使β-turn的氨基酸残基受到影响,从而改变速冻鸡汤的氨基酸含量[13-14]。

表2　鸡汤氨基酸组成变化(mg/100 mL)

注:“*”表示必需氨基酸;同行字母不同者差异显著(p<0.05)。

随着反复冻融次数增加,鸡汤的氨基酸总量、必需氨基酸呈显著性降低(p<0.05),5次反复冻融鸡汤的氨基酸总量和必需氨基酸含量最低,为46.560、16.212 mg/100 mL,分别下降了3.44%、9.16%。因为氨基酸增减与其形成和降解量的比率有关[15],氨基酸总量和必需氨基酸减少的原因可能是多次反复冻融使其降解量大于形成量、且随着冻融次数增加不断积累所致。

鸡汤呈味氨基酸种类和含量较为丰富。新鲜鸡汤呈甜氨基酸Ala、Ser、Gly、Pro、Thr含量分别为6.968、2.640、2.785、1.693、2.881 mg/100 mL;速冻(冻融1次)鸡汤除Gly外,其余呈甜氨基酸均呈显著增加(p<0.05);随着冻融次数增加,呈甜氨基酸先增加后减小(p<0.05),冻融4次鸡汤的Pro达到最大值2.449 mg/100 mL,冻融2次鸡汤的Ala、Ser、Gly、Thr达到最大值7.179、2.888、3.290、3.484 mg/100 mL;表明速冻(冻融1次)鸡汤甜味增加,反复冻融对鸡汤甜味有较大影响。Glu、Asp是呈鲜氨基酸,能明显增加肉类鲜味,提高鸡汤适口性;新鲜鸡汤Glu含量5.679 mg/100 mL,速冻(冻融1次)鸡汤增加到6.424 mg/100 mL;随着冻融次数增加,Glu先增加后减小(p<0.05)、冻融2次鸡汤含量最高为6.640 mg/100 mL,而Asp始终没有显著变化(p>0.05);表明速冻(冻融1次)鸡汤鲜味增加,反复冻融对鸡汤鲜味有较大影响。苦味氨基酸包括Arg、Val、Ile、Leu、Phe、His、Met,其中Met、Ile、Leu阈值较低[16];速冻(冻融1次)和反复冻融对Ile和His没有显著影响(p>0.05),但速冻(冻融1次)鸡汤Arg、Val、Leu、Met含量显著增加(p<0.05),多次反复冻融后呈先增加后减小(p<0.05)、但仍高于新鲜鸡汤;表明速冻鸡汤苦味增强,反复冻融对鸡汤苦味有较大影响。

Lys能参与一些风味物质反应;速冻(冻融1次)鸡汤Lys显著增加(p<0.05)、为6.173 mg/100 mL,多次反复冻融后逐渐降低(p<0.05),可能与亚油酸甲酯反应形成Ala、Gly、Asp等化合物[17],还可能与糖发生美拉德反应而损失[18]。半胱氨酸(Cys)含量最低,可能是Cys有-SH基团,易于氧化而失去氨基酸性质[18]。因此反复冻融条件下的鸡汤氨基酸增减可能是氨基酸氧化或脱氨转化成其他氨基酸所致[19]。

2.3反复冻融对鸡汤脂肪酸的影响

由表3可知,新鲜鸡汤共检测出6种脂肪酸,其中饱和脂肪酸(SFA)4种、占60.44%,不饱和脂肪酸(UFA)2种、占39.56%,C16∶0、C18∶1、C18∶2、C18∶0、C14∶0是鸡汤主要脂肪酸,含量分别为48.26%、24.69%、14.87%、7.93%、3.42%。而鸡肉主要脂肪酸为C18∶1、棕榈酸、C18∶2、C18∶0、花生四烯酸、十五碳一烯酸等[20],原因可能是是鸡肉加热熬制鸡汤过程中的热处理损失造成的。

速冻(冻融1次)鸡汤UFA显著增加(p<0.05)、SFA显著降低(p<0.05),分别为42.51%、57.49%。其中C16∶0、C18∶1、C18∶0、C12∶0脂肪酸显著降低(p<0.05),C18∶2和C14∶0脂肪酸显著增加(p<0.05)。表明速冻(冻融1次)鸡汤的脂肪酸变化显著,可能对速冻(冻融1次)鸡汤的风味品质有较大影响[21]。

表3　反复冻融对鸡汤脂肪酸的影响(%)

注:表中“-”表示未检出;同行字母不同者差异显著(p<0.05)。

随着反复冻融次数增加,鸡汤UFA显著增加(p<0.05),冻融4次鸡汤UFA达到最大值51.27%,而冻融5次UFA相对含量降低可能是UFA发生氧化所致。C18∶2是鸡汤中多聚不饱和脂肪酸(PUFA),与新鲜鸡汤(含14.87%)和速冻(冻融1次)鸡汤(20.71%)比较呈显著增加(p<0.05),反复冻融4次达到最大值24.41%,可能对鸡汤风味有不好的影响[22]。

随着反复冻融次数增加,鸡汤SFA呈显著性降低(p<0.05),变化范围在48.73-57.49%,冻融4次SFA含量最低48.73%。因为脂肪酸是处于动态平衡中的中间产物[23],反复冻融条件下脂肪酸分解成醛、酮等物质造成的。因此,反复冻融对鸡汤脂肪酸组成有显著变化,对鸡汤风味产生影响。

多次冻融条件下未检出月桂酸,可能由于月桂酸分解成氢过氧化物和挥发性次级氧化物(醛、酮、醇等),也可能是反复冻融过程中与其他成分相互作用所致[24]。

3　结论

鸡汤中检测出17种氨基酸,其中必需氨基酸7种。新鲜鸡汤氨基酸总量45.726 mg/100 mL,Ala、Lys和Glu含量较高。速冻(冻融1次)鸡汤的氨基酸总量48.217 mg/100 mL和必需氨基酸17.847 mg/100 mL呈显著增加(p<0.05)。鸡汤的氨基酸总量、必需氨基酸随着冻融次数增加而降低(p<0.05),5次冻融后分别为46.560、16.212 mg/100 mL。随着冻融次数增加,鸡汤呈甜、呈鲜和呈苦氨基酸均呈现现增加后减小(p<0.05),表明反复冻融对鸡汤品质有较大影响。

新鲜鸡汤的UFA为39.56%、SFA为60.44%,含量较高的是C16∶0、C18∶1、C18∶2的。速冻(冻融1次)鸡汤和反复冻融鸡汤的UFA显著增加(p<0.05)、SFA显著降低(p<0.05),C18∶2是多聚不饱和脂肪酸(PUFA),速冻(冻融1次)和多次反复冻融后含量增加,可能对鸡汤风味有不好的影响。

氨基酸和脂肪酸是鸡汤主要风味物质,可以运用可控水解技术强化鸡汤风味物质,进一步优化速冻工艺,在冷链流通环节避免多次反复冻融,以提高鸡汤食用品质。

[1]陈宇丹,芮汉明,张立彦. 清鸡汤中营养物质浸出规律的探讨[J]. 食品工业,2011(1):97-100.

[2]张亮子,荣建华,胡坚,等. 前处理对鸡汤体系营养特性的影响[J]. 食品科学,2009(23):83-87.

[3]周玮婧,孙智达. 鸡汤的营养成分及食疗功能研究进展[J]. 食品科技,2008,33(9):261-264.

[4]陈宇丹,芮汉明,张立彦. 鸡的品种对鸡汤质量的影响研究[J]. 现代食品科技,2010,26(11):1212-1216.

[5]张亮子,荣建华,胡坚,等. 前处理对鸡汤体系营养特性的影响[J]. 食品科学,2009(23):83-87.

[6]常亚楠,赵改名,柳艳霞,等. 煮制对鸡肉及汤汁中游离氨基酸的影响[J]. 食品工业科技,2014,35(9):333-337.

[7]张敏,徐为民,蒋云升,等. 鸡汤烹制工艺优化与辐照保藏技术研究[J]. 中国食物与营养,2011,17(3):48-51.

[8]Gadekar Y P,Anjaneyulu A S R,Thomas R,et al. Quality changes in soup from deboned chicken frames at refrigerated(4±1 ℃)and frozen(-18±1 ℃)storage[J]. International journal of food science & technology,2009,44(9):1763-1769.

[9]Pietrasik Z,Janz J A M. Influence of freezing and thawing on the hydration characteristics,quality,and consumer acceptance of whole muscle beef injected with solutions of salt and phosphate[J]. Meat science,2009,81(3):523-532.

[10]Huang L,Xiong Y L,Kong B,et al. Influence of storage temperature and duration on lipid and protein oxidation and flavour changes in frozen pork dumpling filler[J]. Meat science,2013,95(2):295-301.

[11]Indrasti D,Che Man Y B,Mustafa S,et al. Lard detection based on fatty acids profile using comprehensive gas chromatography hyphenated with time-of-flight mass spectrometry[J]. Food chemistry,2010,122(4):1273-1277.

[12]Association of Official Analytical Chemists. AOAC official method 996.06 fat(total,saturated,and unsaturated)in foods[S]. Gaithersburg:AOAC International,2001.

[13]戈志成,张燕萍. 对改性小麦面筋蛋白二级结构的红外光谱研究[J]. 中国粮油学报,2006,21(3):36-38.

[14]邓云,杨宏顺.冷冻食品质量控制与品质优化[M].化学工业出版社,2008.

[15]顾伟钢. 煮制猪肉蛋白降解产物及保鲜方法研究[D]. 浙江大学,2012.

[16]Tao M,Zhu M,Wu C,et al. Degradation kinetic study of lysine in lysine hydrochloride solutions for injection by determining its main degradation product[J]. Asian Journal of Pharmaceutical Sciences,2014.

[17]阚建全. 食品化学[M]. 北京:中国农业大学出版社,2002.

[18]张小强. 热处理对鸡汤品质的影响[D]. 郑州:河南农业大学,2008.

[19]Wesselinova D. Amino acid composition of fish meat after different frozen storage periods[J]. Journal of Aquatic Food Product Technology,2000,9(4):41-48.

[20]申杰,潘爱銮,蒲跃进,等. 不同品种鸡胸肌脂肪酸组成分析[J]. 湖北农业科学,2014,23:048.

[21]Toldra F. Proteolysis and lipolysis in flavour development of dry-cured meat products[J]. Meat Science,1998,49:S101-S110.

[22]Melton S L. Effect of forage feeding on beef flavor[J]. Food technology,1983,37(5):239-248.

[23]宋伟,刘璐,支永海,等. 不同储藏条件下糙米脂肪酸值变化研究[J]. 粮食与饲料工业,2011(1):4-7.

[24]Huang L,Xiong Y L,Kong B,et al. Influence of storage temperature and duration on lipid and protein oxidation and flavour changes in frozen pork dumpling filler[J]. Meat science,2013,95(2):295-301.

Effect of freeze-thaw cycles on the amino acid and fatty acid of chicken soup

ZHOU Tao1,SU Yan1,LIU Yu-ling1,2,XIA Yang-yi1,2,*

(1.College of Food Science,Southwest University,Chongqing 400715,China;2. Chongqing Special Food Programme and Technology Research Center,Chongqing 400715,China)

The changes of amino acid and fatty acid of chicken soup at different freeze-thaw cycles was analysed by amino acid analyser and gas chromatorgraphy-mass spectrometry(GC-MS),it can offer some reference for industrial production of quick-freezing chicken soup.The results showed that total amino acids(TAA),essential amino acids(EAA)and unsaturated fatty acids(UFA)increased significantly(p<0.05)in quick-freezing(the first freeze-thaw)chicken soup,saturated fatty acids(SFA)decreased obviously(p<0.05).With the number of freeze-thaw cycles increased,TAA,EAA and SFA of chicken soup decreased significantly(p<0.05),unsaturated fatty acids increased obviously(p<0.05),sweetness,delicious and bitterness amino acids increased initially and then decreased(p<0.05).The results indicate that quick-freezing and freeze-thaw cycles have great influence on quality of chicken soup.

chicken soup;freeze-thaw;amino acid;fatty acid

2015-04-23

周涛(1992-)，男，硕士研究生，研究方向：食品工程原理与设备,E-mail：86556121@qq.com。

夏杨毅(1970-)，男，博士，副教授，硕士导师，研究方向：食品加工过程质量控制，E-mail:265835528@qq.com。

公益性行业(农业)科研专项《原料理化特性对传统腌腊肉制品品质的影响研究与示范(201303082-7)》；四川科技支撑计划《肉鸡现代产业链关键技术集成研究与产业化示范(12ZC2439)》。

TS251.1

A

1002-0306(2016)01-0000-00

10.13386/j.issn1002-0306.2016.01.000