功能性雞肉蛋白食品加工性能研究

李作為，張立彥，芮漢明

（1.廣東輕工職業(yè)技術學院食品與生物工程系，廣東廣州510300；2.華南理工大學輕工與食品學院，廣東廣州510640）

功能性雞肉蛋白食品加工性能研究

李作為1，張立彥2，芮漢明2

（1.廣東輕工職業(yè)技術學院食品與生物工程系，廣東廣州510300；2.華南理工大學輕工與食品學院，廣東廣州510640）

利用復合蛋白酶水解雞肉，獲得一系列不同水解時間下的功能雞肉蛋白，測定各功能雞肉蛋白的食品加工特性。結果表明：雞肉輕度水解蛋白具有一定的乳化性、起泡性、吸油性以及吸水性等功能特性，且水解時間為2～4h得到的功能雞肉蛋白的各項功能特性較強。

雞肉，功能蛋白，食品加工性能

Abstract：A series of functional chicken protein was obtained under different hydrolyzing time，by compound enzymatic hydrolyzing chicken.Food processing properties of functional chicken protein were determined，and the result showed that the mildly hydrolysising chicken protein had emulsifying properties，foaming properties，oil absorbing properties and water absorbing properties，and water-holding capacity.And the functional properties of functional chicken protein under 2～4h hydrolyzing were stronger than others.

Key words：chicken；functional protein；food processing properties

利用酶技術處理肉雞加工的副產(chǎn)品雞架，獲得具有高度功能特性的動物蛋白提取物——功能肉蛋白。功能肉蛋白在肉制品中表現(xiàn)出多種功能，如降低肉制品在烹煮中的體積損失，改善肉制品嫩度及其切割性能，改善肉制品的膠粘性及蛋白質(zhì)分布等，這樣既可以廢物利用，解決環(huán)保問題，又可以提升禽畜加工副產(chǎn)品的附加值，且為肉制品加工開發(fā)出新型天然的食品添加劑，應用前景廣泛。目前，國內(nèi)外對雞肉酶水解的研究主要集中在水解工藝條件的確定、水解產(chǎn)物的組成和水解液的脫苦等方面［1-4］，而對雞肉蛋白酶解產(chǎn)物功能特性的研究很少。因此，有必要對雞肉蛋白酶解產(chǎn)物的功能特性進行研究，為雞肉蛋白酶解產(chǎn)物在肉制品、面包、糕點等食品中的應用及其深度開發(fā)提供理論依據(jù)和參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

雞肉 廣州市江豐實業(yè)有限公司；復合蛋白酶酶活27萬單位/g，丹麥NOVO公司；鹽酸 廣東光華化學廠有限公司，分析純；酪蛋白 美國西格瑪公司，分析純。

HH4-數(shù)顯恒溫水浴鍋 金壇市富華儀器有限公司；102042冷凍干燥機 德國Christ冷凍干燥機；SpectrumLab 22PC 上海棱光技術有限公司；pHs-3C精密酸度計 上海大普儀器有限公司；JJBOO型電子天平 美國雙杰兄弟有限公司。

1.2 復合蛋白酶酶解雞肉的方法

將200g雞肉糜與300mL蒸餾水按1∶1.5的比例置于1000mL的燒杯中，用1mol/L的NaOH調(diào)節(jié)pH至7.0，置于水溫為50℃的水浴鍋中，用攪拌器對雞肉糜進行攪拌。待雞肉糜溫度上升到50℃時，按復合蛋白酶/雞肉=0.2%的比例往雞肉糜中加入復合蛋白酶，開始計時。制備過程如下：

凍雞解凍→去皮、切成小塊，用絞肉機絞碎→復合蛋白酶酶解雞肉→85℃滅酶15min或95℃滅酶5min→用絹布過濾后再真空抽濾→真空濃縮→-18℃下冷凍→冷凍干燥→干燥器中密封保存

1.3 功能雞肉蛋白功能特性的測定方法

1.3.1 功能雞肉蛋白乳化性及其穩(wěn)定性的測定 稱取0.3g的蛋白產(chǎn)品溶于5mL蒸餾水中，調(diào)節(jié)pH到7.0，加入5mL調(diào)和油，在高速均質(zhì)機中10000r/min均質(zhì) 2min，再離心（1500r/min）5min，按下式計算乳化能力：

乳化能力（%）=（離心管中乳化層高度/離心管中液體總高度）×100%

將上述樣品置于50℃水浴中30min后，冷卻至室溫，再離心（1500r/min）5min，測出此時的乳化層高度，則乳化穩(wěn)定性為：

乳化穩(wěn)定性（%）=（30min后的乳化層高度/初始時的乳化層高度）×100%

用酪蛋白做對照實驗。

1.3.2 功能雞肉蛋白起泡性及其穩(wěn)定性的測定［5］取10mL濃度為30mg/mL的功能雞肉蛋白溶液（0.3g溶解到10mL水中），在高速均質(zhì)機中以10000r/min操作2min，測定攪拌停止時泡沫的總體積（mL），起泡性按下式計算：

起泡性（%）=V/10×100%

將上述操作中所測定的泡沫放置30min后，測定泡沫的體積Ve（mL），計算方法如上。

1.3.3 功能雞肉蛋白吸水性的測定［5］準確稱取1.0g（準確至0.0002g）功能雞肉蛋白樣品，均勻平鋪于預先恒重的培養(yǎng)皿中，稱其質(zhì)量為m1，然后置于恒溫恒濕（溫度30℃，相對濕度60%）的生化培養(yǎng)箱中，每隔6h測定一次培養(yǎng)皿的質(zhì)量，直到培養(yǎng)皿的質(zhì)量不再增加為止，稱其質(zhì)量為m2，樣品的吸水性按下式計算：

吸水性（%）=（m2-m1）/m1×100%

1.3.4 功能雞肉蛋白持水性的測定 準確稱取0.1g雞肉蛋白水解物，溶于一定量的蒸餾水中，并定容至10mL，然后量取1mL樣液，將其平鋪于直徑為10cm的培養(yǎng)皿中，置于恒定溫度為60℃，相對濕度為60%的環(huán)境中，每隔10min測一次樣液的水分殘存率（測到70min）。同時用丙三醇和蒸餾水作對比實驗。

1.3.5 功能雞肉蛋白吸油性的測定［5］準確量取2mL花生油，放入5mL刻度離心管中，再稱取0.3g樣品加入離心管中，用細棒攪拌1min，靜止30min后，1000r/min離心25min，記下游離油的體積，則樣品的吸油性為：

吸油性（mL/g）=（2-游離油的體積）/樣品質(zhì)量

2 結果與討論

2.1 功能雞肉蛋白乳化性及其穩(wěn)定性

本研究制備了不同水解時間段得到的雞肉蛋白水解液，經(jīng)冷凍濃縮后進行乳化性質(zhì)的測定，結果如圖1所示。

圖1 不同水解時間下的功能雞肉蛋白的乳化性及其穩(wěn)定性

乳化性是指蛋白質(zhì)產(chǎn)品能將油水結合在一起，形成乳狀液的性能。乳化穩(wěn)定性是指油水乳狀液保持穩(wěn)定的能力。影響乳化性能的因素很多，包括蛋白質(zhì)變性程度、蛋白質(zhì)種類、可溶性蛋白質(zhì)濃度、pH、離子強度、溫度、糖的存在、低分子量表面活性劑存在等。

從圖1中可以看出，不同水解時間下的功能雞肉蛋白都有一定的乳化能力，且當水解時間在2～4h時，功能雞肉蛋白表現(xiàn)出相對較高的乳化性，說明在該水解時間范圍內(nèi)的功能雞肉蛋白具有較強的乳化性。這是由于在開始水解的時候，水解程度過低，蛋白的溶解性不好，導致蛋白質(zhì)分子不能完全展開。隨著水解的進行，雞肉蛋白受酶作用后，結構發(fā)生變化：分子鏈變短，水溶性增加，很多原來包裹在蛋白質(zhì)分子中的疏水基團暴露出來，親油性增強，電荷數(shù)量增加，阻止了油滴的相互靠近。因此，總體表現(xiàn)為雞肉蛋白質(zhì)分子易分散于油/水界面，乳化性增強［6］。但當水解程度過高時，會導致蛋白質(zhì)分子量過低，并幾乎完全親水而使蛋白質(zhì)的乳化性能降低［7］。同時我們也看到，功能雞肉蛋白的乳化性及其穩(wěn)定性明顯比酪蛋白的小，其原因可能是由于功能雞肉蛋白分子量相對較小，不利于蛋白質(zhì)在油/水界面的擴散和吸附以及具有適宜厚度和流變性質(zhì)的蛋白膜的形成。

2.2 功能雞肉蛋白起泡性及其穩(wěn)定性分析

本文測定了不同水解時間得到的雞肉水解蛋白的起泡性及其穩(wěn)定性，結果如圖2所示。

圖2 不同水解時間下的功能雞肉蛋白的起泡性及其穩(wěn)定性

蛋白質(zhì)產(chǎn)品的起泡性一般隨蛋白質(zhì)產(chǎn)品濃度增加而增加，在濃度為3%時有最高的起泡性。蛋白質(zhì)產(chǎn)品的起泡性和泡沫穩(wěn)定性與蛋白質(zhì)產(chǎn)品的溶解度存在著一定的關系；溫度影響著蛋白質(zhì)的起泡性和泡沫穩(wěn)定性，在形成泡沫前，適當?shù)臒崽幚砟芨倪M蛋白質(zhì)產(chǎn)品的起泡性質(zhì)，但是泡沫穩(wěn)定性降低。此外，蛋白質(zhì)產(chǎn)品的粒子大小，浸出溶劑、溶液濃度和溶液的pH等都會影響起泡性和泡沫穩(wěn)定性。

從圖2中可以看出，不同水解時間下的功能雞肉蛋白的起泡性及其穩(wěn)定性相差很大。在水解時間0.33h到1.5h過程中，功能雞肉蛋白起泡性呈迅速上升的趨勢，水解時間1.5h時起泡性達到最大值，過了1.5h以后，起泡性急劇降低，同時，功能雞肉蛋白也只在水解時間1～1.5h范圍內(nèi)才表現(xiàn)出較強的起泡穩(wěn)定性。

這可能主要是由兩方面的原因引起的：一方面，在酶解初期，由于蛋白質(zhì)分子中的-NH2、-COOH之間形成的氫鍵數(shù)目增多，形成的薄膜具有足夠的黏度和機械強度，使得功能雞肉蛋白的起泡性增加；隨著酶解過程的進行，-NH2、-COOH的數(shù)目不斷增加，電荷數(shù)目也隨之增加，當增加到一定程度后，氣液薄膜強度降低，泡沫易破裂，起泡性也隨之降低［8］。另一方面，這是由于蛋白質(zhì)肽鏈上既有極性基團又有非極性基團，當非極性基團含量高時可以形成豐富的泡沫；而極性基團含量高時，形成的泡沫就少而且不穩(wěn)定。蛋白質(zhì)的水解改變了蛋白質(zhì)肽鏈上的極性和非極性基團的對比關系，因而造成雞肉蛋白多肽起泡性能變?nèi)酢?/p>

2.3 功能雞肉蛋白吸水性分析

本文測定了不同水解時間得到的雞肉水解蛋白的吸水性。結果如圖3所示。

圖3 不同水解時間下的功能雞肉蛋白的吸水性

從圖3可以看出，功能雞肉蛋白的吸水性普遍較強，都達到50%以上。不過功能雞肉蛋白的吸水性同其水解時間關系不太大，各水解時間下的功能雞肉蛋白的吸水性相差不是很明顯，只是在水解時間2h時比其它時間略強。蛋白質(zhì)水解后主要發(fā)生三種變化：帶電基團增加，親水性和凈電荷增加；抗原性降低；分子結構變化導致蛋白質(zhì)內(nèi)部疏水基團暴露。從整體上說，蛋白質(zhì)和多肽吸水性的大小決定于親水基團與疏水基團的多寡［9］。因此，可能是雞肉蛋白酶解后其親水基團變化不是很明顯，導致不同水解時間下的功能雞肉蛋白吸水性變化不明顯。

2.4 功能雞肉蛋白持水性分析

本文測定了不同水解時間得到的雞肉水解蛋白的持水性，結果如圖4所示。

圖4 不同水解時間下的功能雞肉蛋白的持水性

蛋白質(zhì)的持水性就是指蛋白質(zhì)產(chǎn)品保持水分的能力，通常用水分殘存率來表示。保水性是決定食品物料彈性、可塑性、機械強度等的重要因素，尤其是在植物蛋白的功能特性中起重要作用，決定蛋白的內(nèi)聚力、可分散性、黏度、附著力等功能特性和一些表面特性。蛋白質(zhì)的持水能力受到蛋白濃度、離子種類、環(huán)境因素等的影響，其中環(huán)境因素的影響相對較?。?］。

從圖4中可以看出，功能雞肉蛋白都有一定的持水性，不同水解時間下的雞肉蛋白多肽的持水性基本上都比水的大，但比丙三醇小得多，且變化趨勢不明顯。這和雞肉蛋白多肽的吸水性情況類似，也有可能是由于雞肉酶解后，其親水基團變化不是很明顯所致。

2.5 功能雞肉蛋白吸油性分析

吸油性是指蛋白質(zhì)產(chǎn)品吸附油的能力，通過用每克蛋白質(zhì)產(chǎn)品吸附油的毫升數(shù)來表示，一般用離心法測定。蛋白質(zhì)的吸油性表現(xiàn)在促進脂肪吸收，促進脂肪結合，從而減少蒸煮時脂肪的損失。大豆蛋白影響吸油性的主要因素是蛋白質(zhì)產(chǎn)品的種類和來源、粒子大小、溫度和加工方法。不同的研究者，由于所采用油脂、離心時間和速度的不同，因此，對同一產(chǎn)品的測定可能會得到不同的結果，結果如圖5所示。

圖5 不同水解時間下的功能雞肉蛋白的吸油性

由圖5可以看出，不同水解時間下功能雞肉蛋白的吸油性呈現(xiàn)一定的規(guī)律，在水解時間2h之前，功能雞肉蛋白的吸油性隨水解的進行而不斷增大，過了2h之后，吸油性則呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢。這和前面雞肉蛋白多肽乳化性的變化趨勢非常類似，原因都是由于隨著水解的進行，很多原來包裹在蛋白質(zhì)分子中的疏水基團暴露出來，親油性增強，電荷數(shù)量增加，阻止了油滴的相互靠近，因此，吸油性增加。但當水解程度過高時，會導致蛋白質(zhì)分子量過低，蛋白質(zhì)的吸油性降低。

3 結論

3.1 雞肉輕度水解蛋白具有一定的乳化性、起泡性、吸油性和吸水性等功能特性。

3.2 復合蛋白酶輕度水解2～4h后得到的雞肉水解蛋白各項功能特性稍強一些。

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Study on food processing properties of functional chicken protein

LI Zuo-wei1，ZHANG Li-yan2，RUI Han-ming2
（1.Department of Food and Bioengineering，Guangzhou 510300，China；2.College of Light Industry and Food Science，Guangzhou 510640，China）

TS251.1

A

1002-0306（2010）10-0146-04

2009-08-06

李作為（1973-），男，博士，副教授，研究方向：食品科學與工程。