反復(fù)凍融對豬肉營養(yǎng)成分的影響

章杰，彭新書，何航

(西南大學(xué) 動物科學(xué)學(xué)院，重慶，402460)

當(dāng)今，全球肉類出口行業(yè)總值超過130億美元，為了確保向世界各地供應(yīng)的肉制品安全，對肉的冷凍貯存是其中的關(guān)鍵[1]。然而，冷凍和解凍對肉品質(zhì)的影響仍然是一個突出的問題。盡管微生物腐敗能被有效終止，但由于冰晶的形成導(dǎo)致水的滲透性移除、組織結(jié)構(gòu)變形、蛋白質(zhì)變性、脂質(zhì)氧化、機(jī)械損傷、酶和其他組分的流失、肌原纖維的交聯(lián)和聚集，最終使肉品質(zhì)劣化，尤其是質(zhì)地、風(fēng)味和顏色[2-3]。因此，了解凍結(jié)和解凍在不同類型的肉和切割中的規(guī)律對肉類工業(yè)是至關(guān)重要的，其主要目標(biāo)是生產(chǎn)出具有高轉(zhuǎn)售價值的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，以達(dá)到吸引消費(fèi)者和令人愉快的目的。

前人主要研究了反復(fù)凍融對不同動物肌肉品質(zhì)和微觀結(jié)構(gòu)的影響，比如豬[4]、牛[5]、羊[6]、雞[7]、兔[8]和魚[9]，對營養(yǎng)成分的研究也僅局限于測定常規(guī)的干物質(zhì)、灰分、粗蛋白和粗脂肪含量等[6, 10]，還極少有報(bào)道來研究反復(fù)凍融對肌肉中氨基酸、脂肪酸和微量元素等含量的影響。夏楊毅等[11]的結(jié)果顯示反復(fù)凍融顯著降低了兔肉中蛋白質(zhì)含量、必需氨基酸含量、氨基酸總量、脂肪酸總量、飽和脂肪酸含量、單不飽和脂肪酸含量和多不飽和脂肪酸含量，表明反復(fù)凍融破壞了兔肉的營養(yǎng)成分，嚴(yán)重影響了兔肉的食用品質(zhì)。上述結(jié)果僅能為兔肉貯藏及相關(guān)行業(yè)提供參考，但由于不同動物肌肉中營養(yǎng)成分的含量差異是比較大的，并且抵抗反復(fù)凍融的能力也是有差異的，因此，了解其他動物肌肉中營養(yǎng)成分經(jīng)過反復(fù)凍融后的變化是非常有必要的。本文選取豬背最長肌肉為對象，研究了反復(fù)凍融對其蛋白質(zhì)、脂肪、氨基酸、脂肪酸和微量元素等營養(yǎng)成分的影響。

1 材料與方法

1.1 材料

采集飼養(yǎng)條件一致的3頭6月齡DLY豬背最長肌肉，每頭約取2 kg，除去脂肪和結(jié)締組織，沿垂直肌纖維方向?qū)⒓∪馇谐?塊，每塊質(zhì)量約為300 g。新鮮對照組不進(jìn)行冷凍，直接測定樣品的各項(xiàng)指標(biāo)；其余各組經(jīng)不透水的聚乙烯袋包裝后置于-18℃環(huán)境下冷凍，按照試驗(yàn)設(shè)計(jì)的凍融次數(shù)進(jìn)行處理后測定各項(xiàng)指標(biāo)。

1.2 儀器與設(shè)備

PB303-N電子精密天平，瑞士Mettler Toledo公司；A-1750型馬弗爐，美國Neytech；SER-148脂肪測定儀，VELP公司；KJELTEC 2200凱氏定氮儀，瑞典FOSS公司；ETHOS A T260微波消解爐，意大利Milestone公司；L-8800型全自動氨基酸分析儀，日本Hitachi公司；GC-14C氣相色譜儀，日本Shimadzu公司；iCAP 6300 Radial電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀，美國Thermo Fisher公司。

1.3 方法

1.3.1 凍融設(shè)計(jì)

將用于冷凍的肉分為5組并編號，第1組，凍融1次，即原料肉置于-18 ℃冷凍24 h，然后于4 ℃冷藏室解凍24 h至肉塊中心溫度0～2 ℃，測定各項(xiàng)指標(biāo)；第2組，凍融2次(重復(fù)第1組步驟2次)；第3組，凍融3次；第4組，凍融4次；第5組，凍融5次。

1.3.2 指標(biāo)測定

水分：采用GB 5009.3—2016 食品中水分的測定[12]；

灰分：采用GB 5009.4—2016 食品中灰分的測定[13]；

粗蛋白：采用GB 5009.5—2016 食品中蛋白質(zhì)的測定[14]；

粗脂肪：采用GB 5009.6—2016 食品中脂肪的測定[15]；

氨基酸：采用GB 5009.124—2016 食品中氨基酸的測定[16]；

微量元素：GB 5009.268—2016 食品中多元素的測定[17]；

脂肪酸：采用GB 5009.168—2016 食品中脂肪酸的測定[18]。

1.3.3 氨基酸評分

根據(jù)FAO/WHO年提出的氨基酸評分標(biāo)準(zhǔn)模式[19]和中國預(yù)防醫(yī)學(xué)科學(xué)院營養(yǎng)與食品衛(wèi)生研究所提出的雞蛋蛋白質(zhì)模式進(jìn)行營養(yǎng)評價[20]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

每個指標(biāo)重復(fù)測定3次，運(yùn)用SPSS 16.0對數(shù)據(jù)進(jìn)行多重比較分析，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。數(shù)據(jù)結(jié)果上標(biāo)示的字母相同表示差異不顯著(p>0.05)，小寫字母不相同表示差異顯著(p<0.05)，大寫字母不相同表示差異極顯著(p<0.01)。

2 結(jié)果與分析

2.1 反復(fù)凍融對常規(guī)營養(yǎng)成分含量的影響

如表1所示，隨著凍融次數(shù)的增加，肌肉中的常規(guī)營養(yǎng)成分含量呈現(xiàn)下降的趨勢。與新鮮對照相比，水分和粗脂肪含量在第1次解凍后變化不顯著(p>0.05)，在第2次解凍后呈現(xiàn)極顯著下降的趨勢(p<0.01)。粗蛋白含量解凍后與新鮮對照相比顯著下降(p<0.05)，其中第1次解凍后顯著下降(p<0.05)，第2次解凍后極顯著下降(p<0.01)，第3次解凍后下降趨勢不明顯(p>0.05)。解凍前后灰分含量無顯著變化(p>0.05)。反復(fù)凍融過程會使肌肉中水的體積增加，反復(fù)形成冰晶引起細(xì)胞膜破裂，大量水分、脂肪和蛋白質(zhì)等細(xì)胞內(nèi)容物流失[6]。李貞子等[10]研究了反復(fù)凍融對早勝牛肉營養(yǎng)成分的影響，結(jié)果表明反復(fù)凍融后早勝牛肉的水分和蛋白質(zhì)比重會不斷下降，本研究結(jié)果與其一致。反復(fù)凍融可能使蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，蛋白質(zhì)分子間作用力增強(qiáng)，與水分子間作用力減弱，影響蛋白質(zhì)功能特性，且隨著凍融次數(shù)的增加，蛋白質(zhì)表面疏水性增加，溶解性下降越明顯[21]。脂肪氧化是肉制品冷凍的常見現(xiàn)象，使肉制品風(fēng)味劣變、褪色、營養(yǎng)破壞，甚至產(chǎn)生毒素[22]。此外，反復(fù)凍融破壞肌細(xì)胞的結(jié)構(gòu)、失去肌纖維的完整性，也會加速了脂肪氧化?；曳质鞘称方?jīng)高溫灼燒時有機(jī)物揮發(fā)后殘留的無機(jī)物，本研究結(jié)果表明反復(fù)凍融對灰分的比重影響不大，這與韓敏義[7]等的研究結(jié)果一致。

表1 反復(fù)凍融對常規(guī)營養(yǎng)成分含量的影響 單位：%

注：同行字母相同表示差異不顯著(p<0.05);小寫字母不同表示差異顯著(p<0.05);大寫字母不相同表示差異極顯著(p<0.01)。下同。

2.2 反復(fù)凍融對氨基酸含量的影響

由表2可知，肌肉樣品中共檢出17種氨基酸，包括7種必需氨基酸(色氨酸除外)、2種半必需氨基酸和8種非必需氨基酸，與喬艷明[23]等對豬肉樣品氨基酸的檢測結(jié)果一致。隨著凍融次數(shù)的增加，肌肉中Met、Ile、Thr、Asp、Ser、Glu、Cys、His和Pro含量變化不顯著(p>0.05)；Val、Lys、Leu、Gly和Arg含量與對照相比極顯著降低(p<0.01)，在凍融處理組之間差異不顯著(p>0.05)；而Phe、Tyr和Ala含量與對照相比極顯著升高(p<0.01)，在凍融處理組之間差異不顯著(p>0.05)。整體上來看，凍融后WTAA、WEAA和WNEAA含量與對照相比極顯著下降(p<0.01)，但與凍融次數(shù)之間無一致性規(guī)律。此外，根據(jù)FAO/WHO規(guī)定的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，氨基酸組成WEAA/WTAA在40%左右，WEAA/WNEAA在60%以上，故豬肌肉凍融前后的必需氨基酸組成合理、比例平衡，說明短期內(nèi)的反復(fù)凍融對豬肌肉氨基酸構(gòu)成的影響有限。但是，對氨基酸含量的影響程度存在差異，部分氨基酸含量無顯著變化，甚至還顯著升高，這主要是不同凍融次數(shù)的肌肉中所含水分含量差異造成的，水分含量的降低，相同質(zhì)量肌肉中的氨基酸含量反而會相對升高；此外，部分氨基酸含量顯著降低主要是由于肌肉在反復(fù)凍融過程產(chǎn)生的冰晶對細(xì)胞和組織的機(jī)械損傷也會導(dǎo)致汁液的大量流失，從而造成氨基酸含量的下降[24]。當(dāng)然，氨基酸含量的變化也與氨基酸的自身性質(zhì)有關(guān)，比如所帶的電荷、大小等。

表2 反復(fù)凍融對豬肉氨基酸含量的影響 單位：%

注：WTAA(總氨基酸含量)；WEAA(必需氨基酸含量)；WNEAA(非必需氨基酸含量)。

以FAO/WHO聯(lián)合推薦的必需氨基酸模式和雞蛋氨基酸模式為參照，由表3可知，對照組AAS均大于0.8，CS除Phe+Tyr外均大于0.5，其中Thr、Leu、Lys和Met+Cys均超過了FAO/WHO標(biāo)準(zhǔn)模式，說明豬肌肉必需氨基酸含量豐富且比例適宜。第一限制性氨基酸均為Phe+Tyr，其AAS和CS分別為0.81和0.48；第二限制性氨基酸為Ile，其AAS和CS分別為0.99和0.60，說明對豬肌肉制品的加工可通過添加Phe+Tyr和Ile來改善必需氨基酸的平衡效果，提高蛋白質(zhì)的利用效率。隨著反復(fù)凍融次數(shù)的增加，除Ile和Phe+Tyr外，其余必需氨基酸AAS和CS均有所下降，尤其是第一次凍融后下降較為明顯。凍融處理一次的第一限制性氨基酸為Met+Cys，其余凍融次數(shù)均為Val；第二限制性氨基酸根據(jù)不同的評價標(biāo)準(zhǔn)有所不同，以AAS為評價標(biāo)準(zhǔn)時，第二限制性氨基酸為Thr；以CS為評價標(biāo)準(zhǔn)時，第二限制性氨基酸為Ile，說明凍融處理改變了豬肌肉的限制性氨基酸種類，在生產(chǎn)實(shí)踐中要根據(jù)原料肉的特點(diǎn)來添加不同的必需氨基酸來平衡營養(yǎng)組成。EAAI是反映必需氨基酸含量與標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)相比接近的程度，其值越大，表明營養(yǎng)價值越高[25]。對照組EAAI最高，為78.02，凍融處理后EAAI有所下降，其中第1次凍融后EAAI最低(73.71)，說明凍融處理對豬肌肉氨基酸平衡及營養(yǎng)價值有影響。

表3 反復(fù)凍融豬肉必需氨基酸評價Table 3 Evaluation of essential amino acid composition in the muscle of freeze-thaw cycles

注：AAS(氨基酸評分)；CS(化學(xué)評分)；EAAI(必需氨基酸指數(shù))；*．第一限制性氨基酸；**．第二限制性氨基酸。

表4 反復(fù)凍融對豬肉脂肪酸含量的影響 單位：%

注：SFA(飽和脂肪酸)；MUFA(單不飽和脂肪酸)；PUFA(多不飽和脂肪酸)。

2.3 反復(fù)凍融對脂肪酸含量的影響

由表4可知，豬肌肉脂肪酸中油酸最高，其次是棕櫚酸和亞油酸，這與RAMREZA等[26]研究結(jié)果一致。與對照組相比，棕櫚酸、硬脂酸和亞油酸含量在凍融1次時變化不顯著(p>0.05)，在凍融2次后棕櫚酸顯著降低(p<0.05)，硬脂酸和亞油酸極顯著降低(p<0.01)；二十碳一烯酸在凍融后極顯著降低(p<0.01)；棕櫚烯酸含量在凍融1次時變化不顯著(p>0.05)，在凍融兩次后極顯著升高(p<0.01)；其余脂肪酸含量隨著凍融次數(shù)的增加無顯著變化(p>0.05)?？傮w來看，SFA和PUFA在凍融1次時變化不顯著(p>0.05)，在凍融兩次后顯著降低(p<0.05)；而MUFA在凍融處理后無顯著變化(p>0.05)。反復(fù)凍融過程中，肌肉中冰晶的反復(fù)生長造成細(xì)胞結(jié)構(gòu)破壞，汁液流失和脂肪氧化引起脂肪酸含量的變化[27]。研究表明，不飽和脂肪酸具有活躍的生理和保健功能，如降血脂、抗癌、調(diào)節(jié)免疫力和延緩衰老等[28]。同時，脂肪酸是香氣物質(zhì)的主要來源，尤其是多不飽和脂肪酸能明顯增加香味，在一定程度上反映肌肉的多汁性[29]。上述結(jié)果說明凍融處理降低豬肌肉的食用價值和保健功能。此外，聯(lián)合國健康部門的理想PUFA/SFA比例值為0.4，本試驗(yàn)對照組與凍融1次后的PUFA/SFA值均為0.39，與理想值接近，而第2次凍融后的PUFA/SFA值均降低到0.26，遠(yuǎn)低于理想值，說明豬肌肉凍融超過2次對其脂肪酸營養(yǎng)影響較大。

2.4 反復(fù)凍融對微量元素含量的影響

如表5所示，測定的9種人體必需微量元素含量隨著反復(fù)凍融次數(shù)的增加均呈現(xiàn)下降趨勢，其中Cu、Fe和Se含量在第1、2次解凍后無顯著變化(p>0.05)，第3次解凍后顯著降低(p<0.05)；Si和Zn含量在第2次凍融后顯著降低(p<0.05)；Ni和V含量經(jīng)凍融后均顯著降低(p<0.05)；Mn和Mo含量未發(fā)生顯著變化(p>0.05)?？傮w上，凍融處理對豬肌肉必需微量元素具有負(fù)作用，降低了微量元素所起的生理功能，如Zn在人體的含量及攝入量均很少，但對機(jī)體的性功能發(fā)育、生殖細(xì)胞的生成具有重要作用，它還與近百種酶的活性有關(guān)，缺乏時會引起皮膚疾病、食欲不振、免疫力低下等癥狀[30]。Mn是催化金屬活化酶的有效激活劑，可增強(qiáng)免疫力，具有抗衰老的作用[31]。由此可知，凍融處理會降低豬肌肉的營養(yǎng)保健價值。

表5 反復(fù)凍融對豬肉微量元素含量的影響 單位：mg/kg

3 結(jié)論

本試驗(yàn)研究了肉制品在運(yùn)輸、貯藏過程中常見的反復(fù)凍融現(xiàn)象對豬肉常規(guī)營養(yǎng)指標(biāo)、氨基酸、脂肪酸及微量元素含量的影響。研究表明，反復(fù)凍融在豬肉凍藏期間會導(dǎo)致肌肉中水分、粗脂肪、粗蛋白、氨基酸、脂肪酸和微量元素大量流失，嚴(yán)重影響其營養(yǎng)價值。因此，應(yīng)盡量完善運(yùn)輸、貯藏過程中的冷鏈體系，控制溫度的波動，避免或減少豬肉的反復(fù)凍融，降低反復(fù)凍融對豬肉營養(yǎng)價值的影響。

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[13] 國家衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會. GB 5009.4—2016食品中灰分的測定[S]. 北京: 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2016.

[14] 國家衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會. GB 5009.5—2016食品中蛋白質(zhì)的測定[S]. 北京: 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2016.

[15] 國家衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會. GB 5009.6—2016食品中脂肪的測定[S]. 北京: 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2006.

[16] 國家衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會. GB 5009.124—2016食品中氨基酸的測定[S]. 北京: 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2016.

[17] 國家衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會. GB 5009.268—2016食品中多元素的測定[S]. 北京: 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2016.

[18] 國家衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會. GB 5009.168—2016食品中脂肪酸的測定[S]. 北京: 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2016.

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