低压高频电击晕对宰后黄羽鸡鸡肉品质影响

　　摘要：本研究以黄羽鸡为研究对象，采用正交试验优化低压高频电击晕过程中频率、电压和作用时间参数，深入探究电击晕参数对黄羽鸡宰后鸡肉品质影响。结果表明，电压对肉色、酮体损伤、蛋白质溶解度和三磷酸腺苷（Adenosine triphosphate, ATP）/二磷酸腺苷（Adenosine diphosphate, ADP）含量影响显著，频率对鸡肉质构和血浆皮质酮激素含量影响更大。综合实验结果，确定低压高频电击晕参数为频率900kHz、电压40V、时间5s时，可降低宰后鸡肉咀嚼度、硬度和ATP/ADP含量，提升蛋白质溶解度和鸡肉品质；但该处理弊端包括导致黄羽鸡宰杀过程血浆皮质酮激素含量上升、应激反应强烈、酮体受损较严重、肉色差异较大。

　　关键词：电击晕；低压高频；黄羽鸡；鸡肉品质

　　随着我国社会的不断发展，人民群众对鸡肉的需求量与日俱增，大幅促进我国鸡禽的规模化养殖。其中，黄羽鸡作为杂交产生的新品种，具有生长快、不易受感染等特点，其肉质细嫩、口感好，广泛运用在餐饮行业以及人民日常饮食中。目前，我国虽然鸡肉产量大，但出口量有限，原因之一是受限于动物宰杀过程中动物福利相关的技术性贸易壁垒。因此，科学合理地应用宰前击晕可大幅减少屠宰过程中肉鸡的痛苦，降低宰前应激，在改善动物福利的同时减少酮体损伤，提升宰后鸡肉品质。

　　目前，常见的宰前击晕法包括机械击晕、气体击晕和电击晕。机械击晕是通过敲击肉鸡头部导致昏迷，该方法作用参数可控性较差且会导致肉鸡头部损伤，降低产品品质。气体击晕法常用CO2气体麻醉肉鸡脑部引发酸中毒起到致晕效果；该方法的主要弊端是设备成本高，操作时间长，严重制约其工业化应用前景。电击晕是公认的高效致晕法，通过选择合适的电压、电流、时间、频率等参数对肉鸡电击，使肉鸡身体内部产生瞬时电流刺激导致昏厥。目前，水浴电击晕是工业中最常用的一种电击晕法，其具体操作流程是将肉鸡倒挂并将其头部和胸部浸入盐水浴后进行电击晕。商用电击晕池可实现同时容纳多只肉鸡形成并联电路，可实现高效率和规模化加工。

　　电击晕的效果主要由使用的电压和频率所决定：高压低频电击的致晕效果较好，但是肉鸡产生较大的瞬时应激反应，明显影响鸡肉品质。Contreras and Beraquet 研究了电击晕的电压（20～100 V）和频率（60～1000Hz）对宰后酮体的影响；结果表明，采用电压40 V时可实现90%以上的击晕效果，且当频率为1000 Hz时宰后酮体损伤最小。电击晕过程中肉鸡受瞬间电流刺激可导致毛细管破裂形成血斑，采用低压高频电击对鸡的中枢神经系统造成更大的影响，减少应激反应，从而降低肉鸡的剧烈扑翅形成翅膀淤血和断骨。此外，电击晕宰后鸡肉品质也需重点关注。McNeal and Fletcher的研究结果表明低压高频电击晕可延缓僵直期的肌肉收缩；对比低频处理组，高频电击晕可降低宰后鸡胸肉的剪切值，增加鸡肉嫩度。前期研究还针对宰后鸡胸肉开展感官评定，受试者表明电击晕并未对鸡胸肉感官品质产生不利的影响且在一定程度上提升喜好度，包括嫩度、风味、咀嚼度等。Xu等从血液成分、肌肉纤维强度和肌肉中代谢物角度对比研究了电击晕和气体击晕对宰后鸡肉的影响；研究表明，低压高频电击晕（35V，400 Hz）和气体击晕对宰后鸡肉的血液成分、糖分解能力和肌肉纤维强度影响无显著性差异；随着电压的提升，电击晕组宰后鸡肉中三磷酸腺苷（ATP）、二磷酸腺苷（ADP）和单磷酸腺苷（AMP）含量高于低压电击晕和气体电击晕组；该现象表明，高电压击晕会延缓肌肉中ATP含量消耗速率，延长肌肉僵直期，增加宰后鸡肉硬度。

　　我国针对家禽的电击晕的研究起步比较晚，仅有少数研究针对国内常见的肉鸡品种开展研究；截止目前，国内外并未就电击晕黄羽鸡的鸡肉品质开展科学研究与论证。基于此，本项研究拟阐释电击晕的作用参数（电压、频率和电击时间）对黄羽鸡宰后酮体损伤、肉色、鸡肉质构、蛋白质溶解度、ATP和ADP含量、血浆皮质酮激素含量的影响和变化规律。基于上述研究数据结合实际生产情况，拟提出适宜的低压高频电击晕参数，保障黄羽鸡宰后鸡肉品质。

　　1  材料与方法

　　黄羽鸡（母鸡，日龄180 d，重量2.0～2.5 kg）肥西老乡鸡食品有限公司养殖场；鸡皮质酮酶联免疫试剂盒；三磷酸腺苷二钠盐、二磷酸腺苷钠盐≥99.0%；氯化钾、盐酸、高氯酸、氢氧化钾、磷酸、甲醇、四丁基硫酸氢铵、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾分析纯。变频电麻机；PHS-3C型实验室pH计；YP5002型电子天平；NH310型便携式色差仪；FSH-2型高速匀浆机；SpectraMax M5型酶标仪；TAXT plus型质构仪；Alliance高效液相色谱-光阵二极管检测器系统；JW-3021HR 型高速冷冻离心机；SLGX-2005 型高精度高温循环器；TH2-82型摇床；721S型可见分光光度计；SHP-250 型生化培养箱。

　　1.2  实验方法

　　1.2.1  电击晕处理

　　电击晕操作流程每次试验将3只活鸡用硬圆筒式容器固定，在束缚状态下使用电击晕。将变频电麻机的正负极分别绑定至黄羽鸡脚部绑定，并在鸡脚与铜线接触处涂抹0.9% NaCl溶液，降低电阻保证电击晕效果。变频电麻机的电流参数设置为150mA，电压参数分别为40、50和60V，频率分别为500、700和900 Hz。电击晕参数设置完成后将鸡头部浸没在0.9%NaCl溶液中，启动变频电麻机达到通电状态，电击晕时间分别为5、10和15s。另取活鸡不经过电击晕过程直接宰杀，作为空白对照。黄羽鸡电击晕后刀割颈部血管，收集血液。研究重点关注低电压高频电击对黄羽鸡鸡肉品质的影响。基于前期单因素实验确定的电击晕参数范围，在本项研究中采用L9 (34)正交实验方案（见表1），针对电击晕电压、频率和时间参数遴选9组实验组合。

　　表1  正交实验因素水平设计

　　1.2.2  肉色分析黄羽鸡宰后2h内选择表面积大于4cm2的块状鸡胸肉，采用便携式色差仪测定肉色，记录L*、a*和b*值，计算总色差值（ΔE*）。随后，计算电击晕实验组与空白组之间的ΔE*差值表征色差差异。

　　（1）

　　1.2.3  酮体损伤评价酮体损伤评价依据GB 16869-2005，鲜冻禽产品。具体操作方法如下：将电击晕的黄羽鸡宰杀放血后拔净鸡毛，使用2mm×2mm的方格卡，测定经过电击晕后鸡酮体表面的淤血点面积。

　　1.2.4  质构分析黄羽鸡宰后2h内切割40mm×40mm×10mm的块状鸡胸肉，放置于质构仪探头下方。质构仪设定探头测试参数如下：前速度5mm/s，测试速度1mm/s，测试后速度5mm/s，形变量为2mm。

　　1.2.5  蛋白质溶解度测定取10g鸡胸肉，用搅拌机搅碎后放置于含有100mL（0.1 mol/L）的KCl的锥形瓶后，振荡摇匀1 h。样品随后使用滤纸过滤，使用全自动凯氏定氮仪滴定滤液，记录下所用标准盐酸体积，并根据标准盐酸体积计算挥发性盐基氮含量。

　　（2）

　　式中，X–样品中挥发性盐基氮含量（mg/100g），c–盐酸标准溶液浓度（mol/L），V0–试剂空白消耗盐酸标准溶液体积（mL），V1–测定试样所消耗的盐酸标准溶液体积（mL），V2–样液总体积（mL），V3–测测定样液体积（mL），m–称取样品质量（g）

　　1.2.6  ATP、ADP含量测定准确称量1.0g鸡胸肉和鸡腿肉，分别加入5mL高氯酸溶液（7%）后冷藏保存。在0℃下使用匀浆机以13,000r/min匀浆30s。将匀浆后的样品在4℃下离心10min（转速：15,000r/min）。离心后取上清液，使用0.85 mol/L KOH 溶液调节pH 至7.0。调节pH后再次在4℃下离心10min（转速：15,000r/min）。离心后取上清液，使用0.22μm滤膜过滤。

　　液相色谱法（High Performance Liquid Chromatography, HPLC）测定鸡胸肉和鸡腿肉中ADP/ATP具体操作流程参考。色谱柱选择Sunfire C18柱（5μm, 4.6mm ×250mm）。流动相为86%磷酸缓冲液和14%甲醇混合溶液，流速为1mL/min。其中，磷酸缓冲液中含2.5 mmol/L四丁基硫酸氢铵、0.06 mol/L 磷酸氢二钾和0.04 mol/L 磷酸二氢钾。光针二极管检测器设置波长为254 nm，进样量为10μL。样品中ATP和ADP的含量采用外标法定量。准确称取ATP和ADP标准品10.0 mg 放置于100 mL量瓶中，加入甲醇后定容，并置于4℃下避光保存。使用甲醇将已配置的标准液稀释至5个浓度梯度，即得到ATP和ADP的系列工作液。

　　1.2.7  血浆皮质酮激素分析黄羽鸡宰杀后通过橡胶管将20mL鸡血液接入肝素管（含血液抗凝剂），摇匀后放入4℃冰箱中保存。将血浆在4℃下离心20 min（转速：5000r/min），离心后取上清液。血浆皮质酮激素测定方法严格按照鸡皮质酮酶联免疫试剂盒使用说明。

　　1.3  数据处理

　　每个实验重复3次，数据以平均数±标准偏差表示，使用MATLAB 2016b软件绘图，并采用SPSS19.0软件进行统计学分析，确定样品测定平均值之间的显著性查询。显著性差异水平为p＜0.05。

　　2  结果与分析

　　色差差异值是判定电击晕实验组与空白组之间的色差值差异，该值越小说明电击晕处理后肉色越接近对照组，即色差差异值越小，鸡肉颜色越佳。色差差异是通过色差仪测定的黄羽鸡鸡肉L*、a*、b*、ΔE*值并计算得出。如表2所示，色差差异值最大为第1组（即频率900Hz，电压40 V，时间为5 s），最小为第9组（即频率500Hz，电压60V，时间为10s）。由正交试验结果的极差分析可知，电击晕频率影响最大，其次为电压，最后为时间。因此，采用较低频率和较高电压的电击晕法可以最大限度的保持鸡肉原色，反之低压高频电击晕会增加鸡肉色差差异。

　　表2  L9 (34)正交实验方案和色差差异结果

　2.2  电击晕对宰后黄羽鸡酮体损伤影响

　　通过2mm×2mm方格卡在鸡体全身淤血部分计数，评价电击晕后黄羽鸡胴体损伤的正交试验结果如图1所示。胴体损伤最小的是第5组，其电击晕参数为频率700Hz，电压50V，时间为15s；最大胴体损伤为第7组，电击参数为频率500Hz，电压40V，时间为15s。胴体损伤反应了活鸡在受到电刺激时的应激大小，黄羽鸡反应越剧烈，胴体损伤越严重。针对胴体损伤正交实验数据的统计学分析可以得出，3种电击晕参数设置中电压对胴体损伤的影响力最大，频率影响最小，电击时间的影响居中。通过进一步分析3种频率水平下酮体损伤均值从大到小排列依次为11.89（500Hz）、9.44（900Hz）、9.28（700 Hz），因此最佳电击晕频率为700Hz，该频率处理下黄羽鸡胴体损伤最小。同理得电压为50V、时间为15s为最佳。综上所述，参数为700Hz、50V、15s时，电击晕对黄羽鸡胴体损伤最小。

图1  正交实验中胴体损伤结果

　　注：不同的小写字母代表组间存在显著性差异（p＜0.05）

　　鸡肉质构的检测指标主要包括粘度、弹性、凝聚力、黏性、咀嚼度、恢复力和硬度。基于以上检测指标在正交试验的统计学分析，结合鸡肉生产企业重点关注的肉质指标，选取鸡肉弹性、咀嚼度和硬度指标进一步分析该质构指标与频率、电压和时间参数的关联。

　　鸡肉弹性对鸡肉品质的影响较显著，且弹性值越高鸡肉品质和口感越好。针对鸡肉弹性分析如图2（Ⅰ）所示，不同电击晕条件对鸡肉弹性影响较小。统计学分析表明，9个电击晕处理组之间无显著性差异；比空白对照组，电击晕处理组与空白对照组无显著性差异。

图2  正交实验中（Ⅰ）鸡肉弹性、（Ⅱ）咀嚼度和（Ⅲ）硬度结果

　　注：不同的小写字母代表组间存在显著性差异（p ＜0.05）

　　针对鸡肉咀嚼度分析如图2（Ⅱ）所示，不同电击晕条件对鸡肉咀嚼度影响较大。结果表明，第1、6组处理组中鸡肉咀嚼度最低，显著低于其余处理组和空白对照组。进一步分析正交试验中3个因素下咀嚼度极差，结果显示电击晕时间对于弹性值影响最大，电压次之，频率对咀嚼度影响力最小。咀嚼度为判定食物被咀嚼的能力大小，咀嚼度越大，食物越难咀嚼，反之食物越容易咀嚼，咀嚼度越小，代表肉质越嫩。因此，最佳处理电击晕参数为频率900Hz、电压40V、时间5s时，咀嚼度最小。

　　针对鸡肉硬度分析如图2（Ⅲ）所示，不同电击晕条件对鸡肉影响度影响较大。结果表明，第1、6组处理组中鸡肉硬度最低，显著低于其余处理组和空白对照组。通过进一步分析正交试验中3个因素下硬度极差，电击晕因素中时间对硬度的影响力最大，电压最小，频率居中。硬度为判定食物在受力过程中变形相同时受力大小，硬度越大鸡肉肉质越硬，反之则代表肉质越软。因此，最佳处理电击晕参数为频率900Hz、电压40V、时间5s 时，硬度最低。

　　2.4  电击晕对宰后鸡肉蛋白溶解度的影响

　　电击晕对宰后鸡肉蛋白溶解度的影响如图3所示，电击晕处理对鸡腿肉和鸡胸肉中蛋白质溶解度产生一定作用。对比对照组，电击晕对第1、2组处理组中鸡胸肉蛋白质溶解度的提升显著，其余处理组无显著性差异。然而，电击晕对鸡腿肉蛋白质溶解度的提升较为有限，仅第6组中鸡腿肉蛋白质溶解度显著高于空白对照组。通过对正交试验结果的极差分析可知，鸡胸肉蛋白质溶解度主要受电击晕频率的影响力最大，作用时间次之，电压最小。区别于鸡胸肉，鸡腿肉蛋白质溶解度主要受电压影响较大，作用时间次之，频率最小。蛋白质溶解度可以部分反映鸡肉蛋白质变性的程度，且蛋白质溶解度越高，即更多蛋白质溶解到溶剂中，成为强化鸡肉风味的潜在手段。通过进一步分析正交实验结果，电击晕在频率900Hz、电压40V、时间5s时，鸡胸肉蛋白质溶解度最高；电击晕在频率700Hz、电压60V、时间5s时，鸡腿肉蛋白质溶解度最高。综合考虑电击晕对鸡腿肉蛋白质溶解度提升有限，采用较低频率和较高电压的电击晕法可以提升的鸡胸肉蛋白质溶解度，为增加鸡肉整体风味做出贡献。

图3  正交实验中鸡胸肉和鸡腿肉的蛋白溶解度

　　注：不同的小写和大写字母代表鸡胸肉和鸡腿肉组间存在显著性差异（p＜0.05）

　　2.5  电击晕对宰后鸡肉中ATP/ADP的影响

　　电击晕对宰后鸡胸肉和鸡腿肉中ATP浓度的影响如图4所示，对比空白对照组（J），电击晕对宰后两种鸡肉组织中ATP含量的降低效果较显著。以鸡胸肉为例，电击晕组中ATP含量均显著低于空白对照组；同样，电击晕第1、3、4、6、8、9组鸡腿肉中ATP含量显著低于空白对照组。正交试验结果中各因素的均值分析表明，电击晕频率700Hz，电压40V，时间为10s时，鸡胸肉和鸡腿肉中ATP含量均为最低值。正交试验的极差分析结果表明，电压对鸡胸肉和鸡腿肉中ATP浓度的影响最显著，频率居中，时间影响最小。

图4  正交实验中鸡胸肉和鸡腿肉ATP含量

　　注：不同的小写和大写字母代表鸡胸肉和鸡腿肉组间存在显著性差异（p＜0.05）

　　电击晕对宰后鸡胸肉和鸡腿肉中ADP浓度的影响如图5所示，对比空白对照组，电击晕对宰后两种鸡肉组织中ADP含量的变化效果不显著，且每组ADP浓度数据的标准偏差较大。黄羽鸡宰杀后ATP首先转化成ADP，ADP在磷酸激酶的作用下又转化成AMP并最终形成肌苷酸。肌苷酸是增加鸡肉鲜味的物质之一，因此ADP或ATP转化率的提升是鸡肉风味增加的潜在因素。由此可见，ADP作为中间体其含量与黄羽鸡本身、鸡肉宰杀后储藏时间等多因素相关。正交试验结果中各因素的均值分析表明，电击晕频率900Hz，电压60V，时间为15s时，鸡腿肉中ADP含量到达最低值；当电击晕频率700Hz，电压40V，时间为10s时，鸡腿肉中ADP含量到达最低值。采用极差分析正交试验结果表明，电击晕时间对鸡胸肉和鸡腿肉中ADP浓度的影响最显著，频率居中，电压影响最小。电击晕后肌肉中ATP/ADP消耗速率越快且含量越低，可缩短肌肉僵直期，降低宰后鸡肉硬度。由此可见，低压高频电击晕处理后，鸡胸肉中ATP/ADP含量均处于低值，该结果与同处理组的鸡胸肉低咀嚼度和低硬度相对应。

图5  正交实验中鸡胸肉和鸡腿肉ADP含量

　　注：不同的小写和大写字母代表鸡胸肉和鸡腿肉组间存在显著性差异（p＜0.05）

　　2.6  电击晕对宰后黄羽鸡血液中血浆皮质酮激素的影响

　　电击晕对宰后黄羽鸡血液中血浆皮质酮激素的影响如图6所示，电击晕第1、2 组的血浆皮质酮激素最高，显著高于其余处理组和空白对照组；电击晕第8组的血浆皮质酮激素显著低于空白对照组。正交试验结果中各因素的均值分析表明，电击晕频率500Hz，电压50V，时间为5s时，鸡腿肉中血浆皮质酮激素含量到达最低值。正交试验的极差分析结果显示，频率对黄羽鸡血液中血浆皮质酮激素含量的影响最显著，时间居中，电压影响最小。电击晕过程中对黄羽鸡心脏造成刺激，可能促使血浆中皮质酮含量增加。血浆皮质酮激素在一定程度上反应了活鸡在宰杀前以及宰杀时所受到应激反应程度，血浆皮质酮激素浓度越高，黄羽鸡应激反应越强烈。因此，低频高压电击晕处理组与酮体损伤和中肉色差异结果相吻合，对比其他处理组，低频高压电击晕处理组中黄羽鸡应激反应较强烈，导致酮体受损较严重，并使得鸡肉肉色差异较大，这也是该处理方式的弊端。

图6  正交实验中血浆皮质酮激素结果

　　注：不同的小写字母代表组间存在显著性差异（p＜0.05）

　　3  结论

　　研究以电击晕频率、电压和作用时间为试验因素开展正交实验，并对试验结果进行正交分析和极差分析得出以下结论。首先，电压对黄羽鸡酮体损伤，以及鸡肉中颜色、蛋白质溶解度和ATP/ADP含量影响显著。其次，频率普遍对鸡肉的弹性、咀嚼度和硬度等质构参数和黄羽鸡血液中血浆皮质酮激素含量影响显著。最后，综合鸡肉品质参数，低压高频电击晕（频率900kHz、电压40V、时间5s）处理对比其余处理组可实现宰后黄羽鸡鸡肉品质的综合提升，包括降低宰后鸡肉咀嚼度和硬度、降低鸡肉中ATP/ADP含量，并提升蛋白质溶解度，增加鸡肉鲜味；然而，低压高频电击晕对比其余处理组会导致黄羽鸡血浆皮质酮激素含量上升，其弊端包括宰杀过程黄羽鸡应激反应强烈，导致酮体受损较严重，并使得鸡肉肉色差异较大，因此在工业化应用阶段应给予关注。