Na C l濃度和pH對(duì)肉糜中脂肪微粒蛋白吸收量及凝膠特性的影響

汪張貴，閆利萍，彭增起，周光宏

（1.蚌埠學(xué)院食品與生物工程系，安徽蚌埠 233030；2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，江蘇南京 210095）

Na C l濃度和pH對(duì)肉糜中脂肪微粒蛋白吸收量及凝膠特性的影響

汪張貴1，閆利萍1，彭增起2，﹡，周光宏2

（1.蚌埠學(xué)院食品與生物工程系，安徽蚌埠 233030；2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，江蘇南京 210095）

研究了不同濃度（0.2mol/L和0.6mol/L）NaCl和pH（6.0和6.5）對(duì)肉糜中脂肪微粒表面蛋白吸收量、乳化穩(wěn)定性、凝膠硬度和微觀結(jié)構(gòu)的影響。研究結(jié)果表明，高濃度（0.6mol/L）NaCl能夠顯著提高肉糜中脂肪微粒表面蛋白吸收量和單位界面膜蛋白吸收量，有效地改善肉糜乳化穩(wěn)定性、凝膠硬度和微觀結(jié)構(gòu)等指標(biāo)（P<0.05）。但在相同濃度（0.2mol/L和0.6mol/L）NaCl條件下，較大pH（6.0和6.5）對(duì)脂肪微粒表面蛋白吸收量、單位界面膜蛋白吸收量、乳化穩(wěn)定性、凝膠硬度和微觀結(jié)構(gòu)等指標(biāo)無(wú)作用效果（P>0.05）。因此，本實(shí)驗(yàn)認(rèn)為0.6mol/L NaCl（pH6.0和6.5）的提取條件下能夠充分剪切肌肉蛋白和脂肪，肉糜乳化性能好。

肉糜，NaCl濃度，pH，蛋白吸收量，凝膠特性

水包油型乳化學(xué)說(shuō)[1-5]認(rèn)為：肌肉蛋白“乳狀液”屬于水包油型乳狀液，即在脂肪球周圍表面包裹著一層蛋白膜，防止脂肪球凝聚。蛋白膜厚度很薄，占整個(gè)乳化系統(tǒng)體積比例很小，但它是由脂肪和乳化劑分子構(gòu)成[6-7]，對(duì)肉糜及凝膠產(chǎn)品穩(wěn)定性具有重要作用。而蛋白膜組成、含量和結(jié)構(gòu)取決于乳狀液中表面活性物質(zhì)種類、濃度以及乳化形成過(guò)程中和形成后的多種因素[8]。在糜類肉制品生產(chǎn)中，通常調(diào)節(jié)鹽（NaCl）濃度實(shí)現(xiàn)鹽溶性肌原纖維蛋白含量。Vanden Oord和Wesdrop[9]研究發(fā)現(xiàn)，肌肉蛋白提取量隨著離子強(qiáng)度增加而增加；Nayak等[10]研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)NaCl濃度由0%增加到4%時(shí)，雞胸肉中鹽溶蛋白質(zhì)的溶解性增加了25%；Gillette等[11]研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)NaCl濃度從6%增加到9%時(shí)，肌肉蛋白提取量明顯增加；彭增起[12]也研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)提取液中NaCl離子強(qiáng)度由0.4mol/L提高到0.6mol/L，雞胸肉、牛背最長(zhǎng)肌和豬背最長(zhǎng)肌中鹽溶蛋白質(zhì)量分別增加了18.4%、57.56%和5.493%。pH也能影響肌肉組織中鹽溶蛋白質(zhì)的提取量[13-14]。Wismer-Pedersen研究發(fā)現(xiàn)，肉的pH接近肌球蛋白的等電點(diǎn)（5.4），蛋白質(zhì)沉淀，保水性下降[15]；孔保華等[16]也研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)肉糜pH逐漸增大至中性時(shí)，牛肉肉糜制品的凝膠硬度、彈性和粘聚性均逐漸增大。目前，國(guó)內(nèi)尚未見(jiàn)到有關(guān)NaCl濃度和pH對(duì)肉糜中脂肪微粒吸收蛋白量影響的報(bào)道。為此，本文研究NaCl濃度（0.2mol/L和0.6mol/L）和pH（6.0和6.5）對(duì)肉糜中脂肪微粒吸收蛋白量和凝膠特性的影響，為探明蛋白膜性質(zhì)和改善肉糜凝膠品質(zhì)特性提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

豬背最長(zhǎng)肌、背膘 購(gòu)于浙江青蓮食品有限公司，瘦肉顏色正常，品種、性別、基因型等宰前因素基本一致。先剔除背最長(zhǎng)肌和背膘中多余組織，切成小塊，分別用4.5mm和7.5mm篩孔絞肉機(jī)絞碎、分裝，每袋約200g，真空包裝，-20℃貯存?zhèn)溆?，?shí)驗(yàn)前樣品在4℃解凍8～10h；氯化鈉、磷酸氫二鉀（K2HPO4·3H2O）、鹽酸、2.5%戊二醛、95%乙醇等 均為國(guó)產(chǎn)分析純。

Stephan UMC-5C型乳化混合機(jī) 德國(guó)Stephan機(jī)械有限公司；MM-12型絞肉機(jī) 廣東省韶關(guān)市新通力食品機(jī)械有限公司；Mastersizer Microplus激光粒度分布儀 英國(guó)Malvern機(jī)械有限公司；UV-2450紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)日本島津公司；TA-XT2i質(zhì)構(gòu)儀英國(guó)Stable Micro System公司；S-3000N型掃描電鏡日本Hitachi公司；電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海躍進(jìn)醫(yī)療器械廠等。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 肉糜及凝膠乳化物的制備 稱取4份200g肉樣置于Stephan乳化混合機(jī)中，分別加入400mL不同濃度和pH的鹽溶液（4℃）后，在3000r/min下真空斬拌3min，再添加100g小塊背膘（4℃），最后在相同條件下斬拌5min，即為肉糜。肉糜的斬拌終點(diǎn)溫度不超過(guò)12℃。NaCl濃度和pH提取液實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)見(jiàn)表1。

表1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表

每處理組分別稱取3份肉糜（35g左右）置于50mL帶有塑料蓋的聚乙烯塑料離心管中，在500×g離心力下離心3min，驅(qū)除肉糜中大氣泡，再在70℃下水浴加熱30min，取出迅速放入冰屑中冷卻至室溫，最后轉(zhuǎn)移到4℃下儲(chǔ)藏12h，即為凝膠。

1.2.2 脂肪微粒平均粒徑大小的測(cè)定 參考Rotimi等[17]和Lorenzo等[18]方法測(cè)定脂肪微粒平均粒徑大小，有所修改。具體方法為：取少量生肉糜用水按1∶500（質(zhì)量/體積）稀釋，為防止稀釋后乳狀液中脂肪微粒凝聚，在稀釋后肉乳狀液中加入幾滴十二烷基硫酸鈉（SDS）。采用激光粒度分析儀Mastersize MicroPlus測(cè)定稀釋后的肉糜乳狀液中脂肪微粒大小與粒度分布，可得到脂肪微粒粒度分布圖譜。測(cè)定具體參數(shù)設(shè)置如下：顆粒折射率為1.520，顆粒吸收率為0.001，進(jìn)樣器名為Hydro2000 MU（A），分散劑為水，分散劑折射率為1.330，噪音為30s，分析軟件為配套軟件。數(shù)據(jù)結(jié)果用d3，2表示體積表面積平均直徑（即粒徑對(duì)表面積的加權(quán)平均值）。

1.2.3 脂肪微粒吸收蛋白量的測(cè)定 采用Mourtzinos和Kiosseoglou[19]方法測(cè)定脂肪微粒吸收蛋白量，稍有修改。稱取一定量肉糜，加入10倍體積（質(zhì)量/體積）磷酸緩沖液（pH6.5）稍加攪拌混勻，在1000×g離心力下離心10min，明顯出現(xiàn)三層：乳化脂肪層（脂肪微粒及其脂肪結(jié)合蛋白）、肌肉蛋白溶液層和沉淀物，收集乳化脂肪層，用少量去離子水洗滌3次，收集乳化脂肪層。向乳化脂肪層中加入4倍體積（質(zhì)量/體積）Trix緩沖液（含有1%SDS）充分?jǐn)嚢杌靹颍?20℃下凍存12h，4℃下解凍，再在-20℃下保存12h，4℃下解凍，如此重復(fù)操作3次。最后在10000×g離心力下離心10min，乳狀體系破壞，脂肪和蛋白質(zhì)分離，浮在上面一層為脂肪，下面為分離出來(lái)的與脂肪結(jié)合蛋白溶液，采用Lowry[20]方法測(cè)定該蛋白質(zhì)溶液中蛋白質(zhì)含量，即為吸收蛋白含量。

單位界面吸收蛋白量Γs（mg/m2）=ΓT/ST（ΓT表示為吸收蛋白量，ST為界面的總表面積）

ST=6V/d3，2（V為脂肪總體積，d3，2為脂肪微粒體積表面積平均直徑）

1.2.4 乳化穩(wěn)定性的測(cè)定 采用Hughes等[21]和Lurue?a-Martínez等[22]方法測(cè)定肉糜乳化穩(wěn)定性，略有改動(dòng)。測(cè)量方法為：稱取重量W1肉糜置于50mL聚乙烯塑料離心管（W0）中，在500×g下離心3min，驅(qū)除肉糜中氣泡，然后在70℃下水浴加熱30min，取出再在3000×g下離心5min，向表面皿（重量W2）中倒出游離出的液體（脂肪和水混和物），稱量離心管和肉糜總重量W3，置于103℃下加熱16h，最后稱量加熱后總重量W4。按以下公式計(jì)算：

1.2.5 肉糜凝膠硬度的測(cè)定 采用物性測(cè)試儀TPA程序模塊測(cè)定凝膠強(qiáng)度。測(cè)定參數(shù)為：測(cè)前速度：1.0mm/s；測(cè)試速度：2mm/s；測(cè)后速度：10mm/s；壓縮百分比：50%；觸發(fā)力：5.0；觸發(fā)類型：auto；數(shù)據(jù)攫取速率：200pps；停留時(shí)間：5s。測(cè)試完成后，用儀器自帶軟件Texture Expert Exceed2.64a內(nèi)部宏TPA.MAC對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行處理，得到凝膠強(qiáng)度大小，用g表示。

1.2.6 肉糜凝膠的掃描電子顯微鏡觀察 取6份1cm3（1cm×1cm×1cm）左右大小樣品，用液氮迅速冷凍斷裂成小碎片后，置于2.5%戊二醛溶液中，在4℃下固定72h，然后用0.1mol/L磷酸緩沖液（pH7.2）漂洗數(shù)次，接著再用1%四氧化鋨固定，再用0.1mol/L磷酸緩沖液（pH7.2）漂洗數(shù)次，然后分別以30%、50%、70%、80%、90%、95% 和100%乙醇梯度脫水，100%乙醇反復(fù)脫水3～4次，每次10min。采用二氧化碳臨界點(diǎn)干燥法用醋酸戊酯置換樣品中的脫水劑（乙醇），在置換過(guò)程中同時(shí)干燥。用銀粉導(dǎo)電膠固定樣品于樣品臺(tái)上，隨后在高真空鍍膜機(jī)內(nèi)給樣品表面鍍一層金屬膜，最后在S-3000N型掃描電鏡下進(jìn)行微觀觀察，選擇最富有代表性的進(jìn)行拍照。

1.3 結(jié)果處理

用統(tǒng)計(jì)軟件SPSS 13.0（SPSS Inc.，Chicago，IL，USA）進(jìn)行方差分析，如果方差分析效應(yīng)顯著，使用Duncan multiple range test進(jìn)行多重比較，每個(gè)處理組設(shè)3個(gè)重復(fù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 NaCl濃度和pH對(duì)肉糜中脂肪微粒表面蛋白吸收量的影響

由表2可知，0.6mol/L NaCl提取液（pH6.0或6.5）能夠顯著提高肉糜中脂肪微粒表面吸收蛋白總量（ΓT） 和單位界面膜吸收蛋白量（Γs）（P<0.05），且0.6mol/L NaCl-pH6.5提取液處理組肉糜中ΓT和Γs均顯著大于0.6mol/L NaCl-pH6.0提取液處理組（P<0.05），但0.2mol/L NaCl-pH6.0或6.5提取液的2個(gè)處理組間差異并不顯著（P>0.05）。這表明了高濃度（0.6mol/L）NaCl溶液能夠顯著提高肉糜中脂肪微粒表面蛋白吸收量，且在高濃度NaCl溶液下，pH值大也能夠顯著提高肉糜中脂肪微粒表面蛋白吸收量。

表2 NaCl濃度和pH對(duì)脂肪微粒表面吸收蛋白量（ΓT）和單位界面膜吸收蛋白量（Γs）的影響

2.2 NaCl濃度和pH對(duì)肉糜乳化穩(wěn)定性的影響

由表3可知，與0.2mol/L NaCl提取液相比，0.6mol/L NaCl提取液均能夠顯著降低肉糜加熱后游離出液體和脂肪質(zhì)量百分比（P<0.05），但在相同濃度（0.2mol/L或0.6mol/L）NaCl條件下，pH大?。?.0或6.5）對(duì)肉糜加熱后游離出液體和脂肪質(zhì)量百分比的影響均不顯著（P>0.05）。這表明了高濃度NaCl溶液能夠顯著降低肉糜制品出水率和出油率。

表3 NaCl濃度和pH對(duì)肉糜乳化穩(wěn)定性的影響

2.3 NaCl濃度和pH對(duì)肉糜凝膠硬度的影響

由圖1可知，與0.2mol/L NaCl提取液處理組相比，不同pH的0.6mol/L NaCl提取液均能夠顯著增加肉糜凝膠硬度（P<0.05），但在相同濃度（0.2mol/L或0.6mol/L）NaCl條件下，pH大?。?.0或6.5）對(duì)肉糜凝膠硬度值的影響不顯著（P>0.05）。這表明了高濃度（0.6mol/L）NaCl溶液能夠顯著影響肉糜凝膠硬度值。

2.4 NaCl濃度和pH對(duì)凝膠微觀結(jié)構(gòu)的影響

從圖2可以看出，0.2mol/L NaCl提取液下制備的肉糜凝膠結(jié)構(gòu)粗糙，空隙大，且脂肪球分布數(shù)量稀少，凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)比較差（圖2-A和圖2-B）；而0.6mol/L NaCl提取液下制備的肉糜凝膠結(jié)構(gòu)比較緊湊，脂肪球的分布數(shù)量特別多，不少直徑大小不一的脂肪球部分或全部包埋在蛋白凝膠基質(zhì)中（圖2-C和圖2-D）。

圖1 NaCl濃度和pH對(duì)凝膠硬度的影響

圖2 NaCl濃度和pH對(duì)凝膠微觀結(jié)構(gòu)的影響

3 討論

不少學(xué)者[23-26]研究認(rèn)為：鹽溶性肌原纖維蛋白是保持肉糜中脂肪微粒穩(wěn)定性最重要的蛋白質(zhì)。在肉類工業(yè)生產(chǎn)中，通常采用增加NaCl濃度和pH提高肌肉蛋白質(zhì)的溶解性。本實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，高濃度（0.6mol/L）NaCl溶液能夠顯著提高肉糜中脂肪微粒表面蛋白吸收量，說(shuō)明了高濃度（0.6mol/L）NaCl能夠顯著提高肉糜中鹽溶性蛋白溶解性。這可能是由于高濃度NaCl提高靜電排斥作用、解離肌球蛋白聚合物或促進(jìn)肌動(dòng)球蛋白解離等緣故[10]。

鹽溶性蛋白提取量越多，肉糜乳化穩(wěn)定性越好。Trout和Schmidt[27]研究發(fā)現(xiàn)，乳化產(chǎn)品中鹽濃度下降，保水性也隨之下降；Whiting[28]研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)鹽濃度從2.5%降到1.5%時(shí)，法蘭克福香腸中水分散失量增加，凝膠強(qiáng)度也下降；Hand等[29]研究認(rèn)為，1.5%鹽濃度的低脂肪法蘭克福香腸的質(zhì)地比2.0%和2.5%鹽濃度香腸的質(zhì)地軟。本實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明，當(dāng)NaCl濃度從0.2mol/L增加到0.6mol/L時(shí)，肉糜加熱后游離出的液體和脂肪質(zhì)量百分比均顯著減少（P<0.05），而凝膠硬度顯著增加（P<0.05）。這可能是由于高濃度NaCl增加了肉糜中鹽溶性蛋白的溶解度，大量的肌球蛋白或肌動(dòng)蛋白包裹在脂肪微粒表面，形成一層比較厚的蛋白膜[26]，增強(qiáng)了肉糜乳化穩(wěn)定性和凝膠特性的緣故。此外，本實(shí)驗(yàn)還研究發(fā)現(xiàn)，相同濃度（0.2mol/L或0.6mol/L）NaCl條件下，pH大小（6.0或6.5）對(duì)肉糜乳化穩(wěn)定性和凝膠硬度的無(wú)作用效果。這可能是由于肉糜pH接近鹽溶性蛋白的等電點(diǎn)，對(duì)肌肉蛋白溶解度作用小的緣故。

掃描電鏡結(jié)果表明，0.6mol/L NaCl提取液下制備的肉糜凝膠結(jié)構(gòu)比較緊湊，脂肪球的分布數(shù)量特別多，不少直徑大小不一的脂肪球部分或全部包埋在蛋白凝膠基質(zhì)中。這可能是高濃度的NaCl溶液大大增加了肉糜中鹽溶性蛋白提取量，使足夠數(shù)量的鹽溶性蛋白在脂肪球周圍表面形成一層蛋白膜，多余的鹽溶性蛋白參與肉糜凝膠形成，增強(qiáng)了肉糜凝膠乳化性能。

4 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，0.6mol/L NaCl-pH6.0或6.5提取液下制備的肉糜乳化性能好，即保油保水性能高。

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Effect of NaCl concentrations and pH on amount of protein adsorbed by fat particles and its emulsion gel property

WANG Zhang-gui1，YAN Li-ping1，PENG Zeng-qi2，*，ZHOU Guang-hong2

（1.Department of Food and Bioengineering,Bengbu College，Bengbu 233030,China；
2.College of Food Science and Technology,Nanjing Agricultural University,Nanjing 210095,China）

The effects of NaCl concentrations(0.2mol/L and 0.6mol/L）and pH(6.0 and 6.5)on amount of protein adsorbed by fat particles，amount of protein per unit surface，emulsion stability，gel hardness and microstructure of meat emulsion were investigated.The results showed that higher concentration (0.6mol/L)NaCl solution could significantly increase the total amount of protein adsorbed，amount of protein per unit surface，emulsion stability，emulsion gel hardness and microstructure of meat emulsion(P＜0.05).At the same concentration(0.2mol/L or 0.6mol/L)NaCl solution，pH (pH6.0 or 6.5)had no significant effect on the above-mentioned indexes (P＞0.05).Therefore，meat proteins and fat were chopped to form a good meat batter in the 0.6 mol/L NaCl(pH 6.0 and 6.5)solution in this experiment.

meat batter；NaCl concentration；pH；amount of protein adsorbed；gel property

TS251.1

A

1002-0306（2011）10-0190-04

2010-09-25 *通訊聯(lián)系人

汪張貴（1978-），男，講師，博士，研究方向：畜產(chǎn)品加工與質(zhì)量控制。