魔芋粉與黃原膠復配物對重組牛肉品質特性的影響

孫 瑤，劉 騫，孔保華

（1.黑龍江出入境檢驗檢疫總局，黑龍江哈爾濱 150001；2.東北農(nóng)業(yè)大學食品學院，黑龍江哈爾濱 150030）

近年由于我國人民對肉制品的需求日趨增加，導致肉制品的價格也不斷上漲，與此同時，在肉制品生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的大量邊角碎肉卻得不到有效的利用，既污染了環(huán)境又浪費了大量的動物蛋白，造成了巨大的經(jīng)濟損失[1]。因此，很多研究致力于開發(fā)出合適的肉類粘結劑。目前，國內外對肉類粘結劑的研究主要集中在通過加入轉谷氨酰胺酶（簡稱TG）催化蛋白質分子內部或蛋白質分子之間的?；D移反應，產(chǎn)生共價交聯(lián)，形成牢固的空間網(wǎng)絡結構，使重組肉的質地發(fā)生改變，從而賦予產(chǎn)品特有的質地和粘結特性[2]。Dimitrakopoulou等[3]研究發(fā)現(xiàn)在重組豬肉中添加0.15%的TG就可以達到良好的粘結效果與整體可接受性，而且蒸煮損失和顏色變化比較小，但過多的添加量會影響產(chǎn)品的感官品質。梁海燕[4]分析了TG在其最佳的作用濃度、反應溫度和作用時間條件下對重組碎羊肉卷的粘合性能。周亞軍等[5]以不同營養(yǎng)、風味和加工特性的鹿肉和豬肉為原料，加入非肉蛋白等營養(yǎng)強化物質，借助TG的粘合交聯(lián)作用研制營養(yǎng)風味俱佳的重組鹿肉制品。Carballo等[6]還利用TG和酪蛋白酸鈉作冷黏合劑，研究其對雞肉、豬肉和羊腿肉黏合效果的影響。戴志遠等[7]研究了TG、淀粉和大豆蛋白對魚肉重組制品品質的影響，并研究了最佳工藝下制得的魚肉重組制品的成分以及在冷凍儲藏期間魚肉重組制品的品質變化。根據(jù)以上的研究，發(fā)現(xiàn)應用TG作為冷黏合劑，能夠生產(chǎn)出受消費者歡迎的生鮮狀態(tài)的重組肉。但是應用食用膠（主要有黃原膠、卡拉膠、魔芋粉、亞麻籽膠等），研究其對冷鮮重組肉黏合性及加工特性的很少。因此，本實驗在前期研究基礎之上，通過添加魔芋粉和黃原膠復合物，來測定其對重組肉的粘結強度、剪切力、質構特性、解凍損失、蒸煮損失、顏色等加工特性的影響，優(yōu)化出魔芋粉和黃原膠最佳的配比及用量，為重組肉的理論研究和加工實踐提供指導。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

冷凍碎牛肉 購于哈爾濱好又多超市，廠家為皓月肉業(yè)；黃原膠 購于河南天冠生物工程有限公司；魔芋粉 購于鄭州世紀美添食化貿(mào)易有限公司；轉谷氨酰胺酶（TG型，食品級，100U/g） 購于上海東圣生物科技有限公司；酪蛋白酸鈉（新西蘭產(chǎn)） 購于上海傳裕商貿(mào)有限公司；其他試劑 均為國產(chǎn)分析純。

JD500-2型電子天平 沈陽龍騰電子稱量儀器有限公司；WSC-S型測色色差計 上海物理光學儀器廠；TA-XT plus型質構分析儀 英國Stable Micro System；A/SPR型適配探頭、成型模具 東北農(nóng)業(yè)大學食品學院自制，規(guī)格為15cm×9cm×10cm；MC-SH2115型電磁爐 廣州美的生活電器制造有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品的制作 參照黃莉等[8]的方法，略加修改。取250g碎牛肉，將其切成大小不均等的2～5cm左右的肉塊，加入1.2%（m/m）的重組黏合劑（主要為轉谷氨酰胺酶與酪蛋白酸鈉的混合物），同時加入0.2%（m/m）的魔芋粉與黃原膠的復合物和0.05%（m/m）的碳酸氫鈉，然后將黏合劑、食用膠復合物、碳酸氫鈉與碎牛肉充分混勻后，裝入模具。將樣品放入4℃冰箱中反應3h，然后放在冰柜（-26℃）中冷凍過夜。將不加入重組粘合劑、食用膠以及碳酸氫鈉的重組實驗樣作為空白樣。

1.2.2 魔芋粉與黃原膠最佳比例實驗 在添加粘結劑的碎肉中，固定魔芋粉和黃原膠復合物的總添加量為0.2%（m/m），改變魔芋粉與黃原膠的比例分別為8∶2、7∶3、6∶4、5∶5、4∶6、3∶7、2∶8，裝入模具中成型，模具壓強為3N/m2，放置在4℃的冰箱中反應4h后取出，于-18℃冰柜中儲藏。將冷凍后的重組肉從冰柜中取出，放在4℃條件下緩凍，待肉中心溫度達到0℃左右，按照測定粘結強度和剪切力時的實驗方法處理樣品，測定粘結強度、剪切力等指標，確定魔芋粉與黃原膠的最佳比例。

1.2.3 魔芋粉與黃原膠復合物最佳添加比例實驗 魔芋粉與黃原膠以最佳比例配制成復合食用膠，分別以0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%（m/m）的添加量與粘結劑共同加入碎肉中，混勻，裝入模具中成型，模具壓強為3N/m2，放置在4℃的冰箱中反應4h后取出，于-18℃冰柜中儲藏。將冷凍后的重組肉從冰柜中取出，放在4℃條件下緩凍，待肉中心溫度達到0℃左右，按照測定粘結強度和剪切力時的實驗方法處理樣品，測定粘結強度、剪切力等指標，確定魔芋粉與黃原膠復合物的最佳添加比例。

1.2.4 粘結強度的測定 將冷凍后的樣品取出，在4℃下解凍，在中心溫度達到0℃時將肉樣切片（9cm×2cm×0.5cm），取探頭A/SPR在質構儀（力臂25kg）進行拉伸實驗，測試速度為1.0mm/s，測試前后速度為2.0mm/s，測試模式為tension，感應力為5g，斷裂感應力20g。探頭開始向上移動，同時記錄下作用力的數(shù)值，當肉條斷裂時記錄下拉斷肉條所需的最大拉力F，用F與肉條的橫截面積S的比值表示粘結強度（P），P（g/cm2）=F/S，實驗重復三次，取平均值。

1.2.5 剪切力的測定 重組牛肉的嫩度以剪切力（kg）在時間（s）上所做的功（kg·s）來表示，剪切力所做功越小就表明肉的嫩度越好。測試時將已經(jīng)緩化完畢的重組牛肉切成大小為3cm×3cm×2cm的肉塊，將肉塊放在物性儀平臺上，肉塊的中心線應與刀口對齊，調整刀口的位置，使其在肉塊上方1cm處。測試時使用物性測試儀的HDP/BSK探頭測試剪切力，實驗重復三次，取平均值。

1.2.6 解凍損失的測定 測定解凍損失（Thawing Loss，TL）是按照Serrano等[9]的方法，并略加改動。將肉塊切成3cm×3cm×2cm大小，稱重（W1），放置在20℃環(huán)境中15min，待其完全緩化后，用濾紙吸干表面的水分，再次稱重（W2）；解凍損失（TL，%）=（W1－W2）/W1×100。

1.2.7 蒸煮損失的測定 測定蒸煮損失（Cooking Loss，CL）是按照Serrano等[9]的方法，并略加改動。測完解凍損失的肉塊放入蒸煮袋中，放于100℃水浴20min，使中心溫度達到70℃，取出肉塊，在20～22℃室溫下放置30min，吸干肉塊表面水分，稱取重量（W3）；蒸煮損失（CL，%）=（W2－W3）/W3×100。

1.2.8 色差分析 將重組牛肉切成4cm×4cm×2cm的肉塊，在生鮮狀態(tài)和在沸水中水煮5min狀態(tài)下分別使用色差計測定。白板色度值L*為96.22，a*為6.03，b*為15.06。使用O/D測試頭，L*表示樣品的亮度，該值越大，產(chǎn)品的光澤越好；a*表示樣品的紅度，該值越大，說明顏色越紅。每個樣品取5個平行樣，取平均值。

1.2.9 質構剖面分析（TPA）的測定 質構剖面分析（TPA）法可以模擬人的牙齒咀嚼肉塊時的質構特征，測試的指標有硬度（hardness）、彈性（springiness）和咀嚼性（chewiness）等，重組牛肉的質構特征決定了肉在食用時的口感，是反映重組牛肉質地的指標，它實質上反映了肌肉中各種蛋白質的結構及某些因素作用下蛋白質發(fā)生變性、凝聚分解后對肉的質地的影響情況。實驗樣制備同測蒸煮損失樣。采用P/50探頭，每個樣做5個平行樣，取其平均值。質構儀的參數(shù)設定為壓力，探頭測試前速率為5mm/s，測試和返回速率均為1mm/s。

1.2.10 統(tǒng)計分析 每個實驗重復三次，結果表示為平均數(shù)±SD。數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析采用Statistix 8.1（分析軟件，St Paul，MN）軟件包中Linear Models程序進行，差異顯著性（p＜0.05）分析使用Tukey HSD程序，采用Sigmaplot 9.0軟件作圖。

2 結果與討論

2.1 魔芋粉與黃原膠比例對重組牛肉粘結強度和剪切力的影響

由圖1所示，我們可以看出，相對于空白樣品來說，魔芋粉與黃原膠的比例對重組牛肉粘結強度有顯著的影響（p＜0.05），隨著魔芋粉與黃原膠比例的降低，粘結強度呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢，魔芋粉與黃原膠比例為6∶4時粘結強度達到最大（p＜0.05）。這表明魔芋粉與黃原膠復配有一個最佳比例，在這個比例下魔芋粉與黃原膠之間能發(fā)揮最大的協(xié)同增效作用。同時，隨著魔芋粉與黃原膠比例降低，生肉剪切力呈現(xiàn)先減小后增加的趨勢，在比例為8∶2與3∶7時剪切力最大，6∶4時剪切力顯著的減小（p＜0.05）。另外，熟肉的剪切力也隨魔芋粉與黃原膠比例的降低呈現(xiàn)先減小后增加的趨勢，并且在比例為6∶4時剪切力最?。╬＜0.05），嫩度最好。這與何東保等[10]的研究結果是一致的，說明在這個比例下黃原膠使魔芋粉中的魔芋葡甘聚糖與黃原膠在堿性條件下形成的熱不可逆凝膠強度達到最大值。

圖1 魔芋粉與黃原膠比例對重組牛肉粘結強度和剪切力的影響Fig.1 Effect of the ratios of konjac flour and xanthan gum on binding strength and shearing force of restructured beef

2.2 魔芋粉與黃原膠比例對重組牛肉解凍損失、蒸煮損失和色差的影響

由表1可以看出，隨著魔芋粉與黃原膠比例的減小，解凍損失呈現(xiàn)先減小后增加的趨勢，在比例為6∶4和5∶5時重組牛肉的解凍損失最?。╬＜0.05），蒸煮損失也呈現(xiàn)相同的變化趨勢。添加魔芋粉和黃原膠復合物可以降低重組肉的解凍損失和蒸煮損失，這是因為魔芋粉和黃原膠都屬于親水性膠體，對水的親和力較強，可以將水束縛在凝膠體系中[8]。而且，隨著黃原膠比例的增加重組牛肉的L*值呈現(xiàn)顯著降低的趨勢（p＜0.05），說明黃原膠對L*值有顯著的降低作用，a*值與L*值呈現(xiàn)相同的趨勢，隨著黃原膠比例的增加，a*值也顯著降低（p＜0.05）。Hong等[11]認為食用膠對重組肉的a*值有顯著影響，這與本實驗結果是一致的。

表1 魔芋粉與黃原膠比例對重組牛肉解凍損失、蒸煮損失、色差的影響Table 1 Effect of the ratios of konjac flour and xanthan gum on thawing loss，cooking loss and color of restructured beef

2.3 魔芋粉與黃原膠比例對重組牛肉質構的影響

表2 魔芋粉與黃原膠比例對重組牛肉質構的影響Table 2 Effect of the ratios of konjac flour and xanthan gum on texture of restructured beef

由表2可知，隨著復合膠中魔芋粉與黃原膠比例的變化，重組牛肉的硬度在魔芋粉與黃原膠比例為8∶2時最大，在比例為5∶5時最小，其他各比例的硬度介于二者之間。但是，添加不同魔芋粉與黃原膠比例復合膠的重組牛肉之間彈性和咀嚼性沒有產(chǎn)生顯著的差異（p＞0.05）。硬度、彈性和咀嚼性都是反映肉的嫩度、口感的指標。添加黃原膠比例越大，重組肉的嫩度較大，這可能是由于這些食用膠在黏結性方面起的作用較小，使肉塊之間的結合不夠緊密所致[12]。馮美琴等[13]通過向雞肉腸中添加黃原膠等食用膠發(fā)現(xiàn)，其可以顯著降低雞肉腸的硬度，這與本實驗結果是一致的。綜合考慮粘結強度、解凍損失、蒸煮損失、顏色、質構等性質，復合食用膠中魔芋粉與黃原膠比例為6∶4是適合的。

2.4 復合食用膠添加量對重組牛肉粘結強度和剪切力的影響

圖2 復合食用膠添加量對重組牛肉粘結強度和剪切力的影響Fig.2 Effect of the content of hybrid edible gum on binding strength and shearing force of restructured beef

由圖2可知，隨著復合食用膠添加量的增加，重組牛肉的粘結強度呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，在添加量為0.4%、0.6%時達到最大的粘結強度（p＜0.05），當超過0.6%后隨著添加量的繼續(xù)增加，粘結強度反而顯著下降（p＜0.05）。同時，隨著復合食用膠添加量的增加，重組牛肉（生肉和熟肉）的剪切力呈逐漸下降的趨勢（p＜0.05）。這時由于復合食用膠作為多糖與肉中和粘結劑中的蛋白質形成凝膠網(wǎng)絡使粘結強度增加，隨著添加量的增加，過多的復合食用膠會稀釋粘合劑的作用，不利于粘合劑效果的發(fā)揮[14]。

2.5 復合食用膠添加量對重組牛肉解凍損失、蒸煮損失和色差的影響

由表3可知，與未添加復合食品膠處理組相比，添加0.2%復合食用膠就可以顯著地降低解凍損失和蒸煮損失（p＜0.05），復合食用膠添加量為0.4%時解凍損失降低到最小值（p＜0.05），當進一步增加用量時，解凍損失和蒸煮損失變化不顯著（p＞0.05）。添加0.2%～0.8%復合食用膠時，肉塊的L*值沒有明顯的變化（p＞0.05）。但是，隨著復合食用膠量的增加，肉塊的a*值顯著的降低（p＜0.05）。

表3 復合膠添加量對重組牛肉解凍損失、蒸煮損失、色差的影響Table 3 Effect of the content of hybrid edible gum on thawing loss，cooking loss and color of restructured beef

2.6 復合食用膠添加量對重組牛肉質構的影響

表4 復合食用膠添加量對重組牛肉質構的影響Table 4 Effect of the content of hybrid edible gum on texture of restructured beef

由表4可知，隨著復合食用膠添加量的增加，重組牛肉的硬度逐漸降低（p＜0.05），添加量0.6%和0.8%的硬度顯著低于空白處理組（p＜0.05）。而彈性和咀嚼性則隨著復合食用膠添加量的增加沒有明顯變化（p＞0.05）。因此，從成本與作用效果考慮，復合食用膠0.4%的添加量是比較適合的。

3 結論

魔芋粉與黃原膠的比例和復合食品膠的添加量對重組牛肉的粘結強度、剪切力、解凍損失、蒸煮損失、色差和質構都均有不同程度的影響，其中魔芋粉與黃原膠的比例為6∶4，復合食品膠添加量為0.4%時重組牛肉的粘結強度最好，生肉和熟肉的剪切力均最低，改善了肉的嫩度，使得重組肉具有最好的粘結效果。在此工藝條件下生產(chǎn)出的重組肉的硬度有所降低，獲得了較好的口感和顏色，解凍損失和蒸煮損失都接近或低于處理之前，在一定程度上改善了重組肉的質量。

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