FSAP | 青岛农业大学孙京新教授：基于不同等级木质化鸡肉品质特征的分级模型构建

青岛农业大学食品科学与工程学院的Wang Ke等对木质化鸡肉和木胸肌原纤维蛋白（wooden breast myofibrillar protein，WBMP）进行探究，比较不同等级（轻度、中度和重度）WBMP的品质和功能特性，以确定变质程度。筛选主要指标，构建不同的木质肉分级模型，实现木质肉的快速分级。在确定不同等级木质肉组织的品质特征和WBMPs的功能特征后，通过主成分分析和相关分析筛选代表指标，其权重因子通过独立系数法确定。结合感官评价建立不同等级木质肉的分级模型，并利用线性回归的方法验证其可行性。该模型构建方法有利于木质肉的快速检测和分类，提高分级后木质肉的利用率和挽回经济损失。

Introduction

在各类鸡肉异常问题中，木质化鸡胸肉是一种影响广泛且恶劣的异常肉问题。木质化鸡胸肉在2014年被正式报道，是因白羽肉鸡快速生长和体质量增加所导致，通常发生在鸡胸部位。木质化鸡胸肉表现为胸大肌上部明显变硬，常伴有条纹和出血点，其尾部有脊状突起，甚至出现渗血和黏性分泌物。木质化鸡胸肉现象严重影响肌肉品质，如pH值、蛋白质含量、水分含量、粗脂肪含量、保水性和质地等，导致肌肉蛋白功能降低，从而阻碍后续深加工。木质化鸡胸肉导致肉鸡加工性能下降，给肉鸡加工者带来严峻的挑战。木质化鸡胸肉在我国的发生率高达61.9%，其中，中度及重度木质化鸡胸肉的发生率约为总发生率的70.8%。木质化鸡胸肉遍布于全球多个国家和地区，如中国、巴西、意大利、芬兰、美国和英国，由此带来的经济损失每年高达数10亿 元。以中国山东为例，发生中度及重度木质化鸡胸肉的肉鸡出栏量每年约为4.5亿 只，每只较正常鸡胸肉因加工性能不良造成损失2～3 元，总损失约为9～13.5亿 元。严重的木质化鸡胸肉导致加工成本增加，产品等级降低，废品率提高。

图1 木质化鸡胸肉在全球的分布

木质化鸡胸肉发生的程度不同，导致其品质以及蛋白质功能特性存在较大差异。虽然大多数中度及重度木质化鸡胸肉无法再进行加工利用，但是通过物理化学等策略进行改善是十分必要。许多轻度木质化鸡胸肉同样可以通过深加工后进行销售。传统分级标准仅以外观质感等因素进行粗略分级，易造成原料的浪费；此外，针对木质肉的方法和设备应用大多数集中在木质肉检测上，仪器昂贵且体积大。因此，精确化与便捷化木质化鸡胸肉分级模型构建十分必要。通过传统的分级标准选择出轻度、中度、重度的不同等级程度的木质化鸡胸肉，对其品质及WBMP功能特性指标进行分析后得到的分级模型，能够有效地运用数学手段快速对木质化鸡胸肉进行准确分级。

Results

在变异系数（the coefficient of variation，CV）的分析中，木质化鸡胸肉的b*、内聚性、咀嚼性CV均小于10%，说明木质化程度因素对这些指标的影响较小，因此被选择性剔除。根据主成分分析得到的PC1和PC2贡献率分别为76.760%和22.019%，代表性指标为蒸煮损失率、a*、b*、pH值。a*与蒸煮损失率、pH值呈极显著负相关（P<0.01），pH值与蒸煮损失率、咀嚼性呈极显著正相关（P<0.01），分别选取其为第一、二类代表指标，进一步锁定并简化了木质化鸡胸肉的理化指标；在得到关键指标的权重后，a*的权重最大，pH值次之，证实色泽对于木质化鸡胸肉的品质等级影响较大，尤其是鸡胸肉的红度。研究发现，随着轻度、中度和重度的木质化鸡胸肉等级次序的加深，不仅仅是劣变程度不断增加；a*与pH值的变化，二者共同代表其他品质指标的变化。去除了其他相对而言次要的指标后，a*与pH值所构建的不同等级木质化鸡胸肉分级模型演化出3 种等级木质化鸡胸肉劣变过程，以量化的方式将分级简单化和精确化。

与正常鸡胸肉的品质特性对比可以看出木质化鸡胸肉的汁液损失率、蒸煮损失率、剪切力、pH值等指标显著高于正常鸡胸肉（P<0.05）。并且随着木质化程度的加深，鸡胸肉的保水性显著下降，尤其在重度木质化鸡胸肉汁液损失率与蒸煮损失率分别从（1.68±0.06）%和（25.22±1.12）%，显著增加（P<0.05）到（3.41±0.02）%和（35.11±2.25）%。结果表明，木质化程度越高，其肌肉纤维对水的保留能力越差，同时导致木质化鸡胸肉外观质地表现干硬。正常的鸡胸肉剪切力为（14.33±1.01） kg，而当木质化等级达到重度后其剪切力增加到（20.74±2.01） kg，表明木质化鸡胸肉的嫩度显著下降。而嫩度作为肉制品的1 个关键性指标决定着其适口性，与正常鸡胸肉相比中度及以上木质化鸡胸肉的剪切力达到（18.71±1.01） kg以上而难以接受，此时已经严重影响了消费者对鸡胸肉的购买选择。此外，木质化鸡胸肉的pH值呈现出不断攀升的趋势，相对于处于正常偏酸性的正常鸡胸肉（5.89±0.22），重度木质化鸡胸肉的pH值已经显著（P<0.05）增加到（7.13±0.51），表现出偏碱性的肉质。

表1 不同等级木质化鸡胸肉汁液损失率、蒸煮损失率、剪切力与pH值

WBMP的溶解度和乳化能力显著低于正常胸肌原纤维蛋白（normal breast myofibrillar protein，NBMP）（P<0.05）。轻度WBMP的溶解度仍然可以保持在（61.36±1.47）%，乳化能力与乳化稳定性分别降至（6.35±0.72）m 2 /g与（71.68±2.31）%。随着木质化程度的增强，重度WBMP的溶解度由NBMP的（72.15±2.01）%降至（42.36±1.39）%，而乳化液活性指数与液稳定性指数分别从（8.23±1.03） m 2 /g与（88.74±2.20）%降至（2.44±0.1）m 2 /g与（45.12±0.69）%。

表2 不同等级木质化鸡胸肉肌原纤维蛋白溶解度、乳化活性与乳化稳定性

Conclusion

通过对比分析不同等级木质化鸡胸肉及其WBMP的品质指标，筛选出了构建模型的2 个关键品质指标：a*与pH值。最终得到不同等级木质化鸡胸肉品质综合评价模型：y=0.353a*＋0.219P。通过验证得到y＝2.4071x＋0.0343（R2＝0.9883），其拟合系数大于0.8，可以较为准确地预测感官评价得分，较好地反映不同等级木质化鸡胸肉的品质差异。通过分级模型选择出轻度、中度、重度的不同等级木质化鸡胸肉，有助于之后结合新型设备达到快速检测分级。

Abstract

The deterioration of wooden breast myofibrillar protein (WBMP) increases with the increase in wooden breast grades. In order to quickly and conveniently classify wooden breast to prevent waste of raw materials and unsuitable processing. Different grades of wooden breasts that exhibited mild, moderate, and severe degrees were collected, and correlation analysis was employed for the quality and WBMP functional characteristic indicators. The indicators were further classified into two components according to the principal component analysis method. Based on the correlation and variation coefficients, two main indicators were selected to represent the quality level of wooden breasts (redness (a*) and pH value (P)). The weights of the two indicators were 0.353 and 0.219 for a* and P, respectively, using the weighted coefficient method. Therefore, a formula for calculating the comprehensive evaluation score (y) of different grades of wooden breast meat was obtained: y = 0.353a* + 0.219P. Based on regression analysis, the fitting equation y = 2.4071x + 0.0343 (R2= 0.9883) was obtained, for the comprehensive quality score (y) and sensory evaluation score (x) through regression analysis, with a fitting coefficient ˃ 0.8. This equation can accurately predict sensory evaluation scores, effectively reflect the quality differences of different grades of wooden breasts, and accurately and rapidly grade wooden breasts.

作者介绍

孙京新 教授

青岛农业大学食品科学与工程学院

孙京新，博士，教授，现任山东省现代农业产业（家禽）技术体系加工与质量控制岗位专家，山东省肉类食品质量控制工程技术研究中心主任、国家禽肉加工技术研发专业中心（南京）副主任，中国畜产品加工研究会常务理事、全国屠宰加工标准化技术委员会家禽屠宰标准化工作组委员、国家农产品加工产业科技创新联盟预制菜专业委员会执行专家组专家、国家肉类加工产业科技创新联盟常务理事、卫健委新资源食品安全评审专家，第三届山东省畜牧业标准化技术委员会委员。

先后主持和参与国家、省部级项目10余项，发表论文100余篇（SCI/EI收录50余篇），授权专利30 件，出版著作/教材30余部。主持和参与制订国家、行业、地方等标准20余项。得山东省科学技术进步奖二等、三等奖各1 项，中国轻工业联合会科技进步奖一等奖1 项，中国食品科学技术学会科技创新奖一等奖1 项，青岛市科学技术进步奖二等奖1 项，山东省教学成果奖一等奖1 项，二等奖1 项，三等奖2 项。

王可 讲师

河南农业大学食品科学技术学院

王可，男，工学博士，现为河南农业大学食品科学技术学院教师，主要研究方向为肉品加工与质量安全控制。目发表SCI论文11 篇，其中一区文章9 篇，参与山东省自然科学基金，获得2023年国家留学基金委公派留学资格。

文章编译由作者团队提供。 编辑：李婉君、阎一鸣； 责任编辑：张睿梅

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Food Science of Animal Products（ISSN: 2958-4124, e-ISSN : 2958-3780）是一本国际同行评议、开放获取的期刊，由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心主办，中国食品杂志社《食品科学》编辑团队运营，属于食品科学与技术学科，旨在报道动物源食品领域最新研究成果，涉及肉、水产、乳、蛋、动物内脏、食用昆虫等原料，研究内容包括食物原料品质、加工特性，营养成分、活性物质与人类健康的关系，产品风味及感官特性，加工或烹饪中有害物质的控制，产品保鲜、贮藏与包装，微生物及发酵，非法药物残留及食品安全检测，真实性鉴别，细胞培育肉，法规标准等。

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