卡拉膠和黃原膠對轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶處理PSE兔肉糜蒸煮損失與成膠能力的影響

于建行，夏楊毅,2,3，尚永彪,2,3,*，李洪軍,2,3

（1.西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，重慶 400716；2.農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品貯藏保鮮質(zhì)量安全評估實驗室（重慶），重慶 400716；3.重慶市特色食品工程技術(shù)研究中心，重慶 400716）

卡拉膠和黃原膠對轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶處理PSE兔肉糜蒸煮損失與成膠能力的影響

于建行1，夏楊毅1,2,3，尚永彪1,2,3,*，李洪軍1,2,3

（1.西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，重慶 400716；2.農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品貯藏保鮮質(zhì)量安全評估實驗室（重慶），重慶 400716；3.重慶市特色食品工程技術(shù)研究中心，重慶 400716）

通過添加卡拉膠和黃原膠以及轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶（transglutaminase，TG）處理，改進PSE兔肉糜的持水力和熱誘導(dǎo)凝膠性質(zhì)。以正常兔肉為對照，分別研究不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)卡拉膠和黃原膠對TG處理PSE（肉色蒼白、柔軟、汁液滲出）兔肉糜蒸煮損失、熱誘導(dǎo)凝膠強度以及色澤的影響。結(jié)果表明：添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0～0.8%的卡拉膠對0.3%TG處理PSE和正常兔肉糜熱誘導(dǎo)凝膠強度的提高作用沒有顯著影響，而蒸煮損失隨卡拉膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加顯著下降，L*值和a*值均明顯下降；隨著黃原膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，PSE和正常兔肉的蒸煮損失顯著減少，但凝膠強度均呈下降趨勢，L*值和a*值均明顯下降。在0.3%TG處理肉糜中分別添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.8%的卡拉膠或質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.05%～0.10%的黃原膠可顯著降低蒸煮損失，并獲得較好的凝膠效果。

卡拉膠；黃原膠；PSE兔肉；蒸煮損失；凝膠特性

PSE肉是指肉色蒼白、柔軟、汁液滲出的肉，一般認(rèn)為其形成的主要原因有3個[1-4]：一是動物宰后持續(xù)高溫存放肌肉中的糖原急速酵解，肌肉pH值迅速下降造成的，二是由于宰前的應(yīng)激反應(yīng)造成的，三是由于遺傳缺陷所造成的。PSE肉的感官品質(zhì)較差、不適宜于鮮銷，世界各國多將其用于重組肉制品的加工。但以PSE肉為原料加工時蒸煮損失大、制品的凝膠強度低，如何減少加工蒸煮損失及改善成膠性能是PSE肉加工研究的重要課題[5-9]。中國是世界兔肉生產(chǎn)和加工大國，兔肉總產(chǎn)量及總貿(mào)易量居世界前列[10]。但是，我國的兔肉加工企業(yè)規(guī)模小、工業(yè)化程度低、衛(wèi)生條件差、現(xiàn)有兔肉屠宰加工機械設(shè)備條件落后[11]，屠宰后的肉尸放置在高溫環(huán)境下，極易產(chǎn)生類PSE肉和PSE肉。

調(diào)整PSE肉糜系統(tǒng)離子強度、pH值等條件有利于改善其加工性能[12]，但與正常肉相比，其持水力及凝膠強度仍然有很大的差距[13-14]。近年來，學(xué)者們開展了轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶（transglutaminase，TG）在肉制品中的研究，結(jié)果表明，TG可顯著提高豬肉、雞肉和牛肉等重組肉制品的凝膠強度，但會使蒸煮損失增加[15-18]。尚永彪[19]研究了TG處理對PSE肉糜凝膠特性的影響，結(jié)果表明TG能顯著提高PSE重組肉制品的凝膠強度、使PSE重組肉制品的凝膠強度接近甚至超過正常肉，但TG處理卻不能降低PSE肉的蒸煮損失。

卡拉膠和黃原膠是常用的食品膠，具有很強的親水作用，在很多食品中用于品質(zhì)改良劑[20-21]。但是，由于它們親水作用強，分子形態(tài)大，可能會參與或干擾凝膠結(jié)構(gòu)的形成[22-23]。Pérez-Mateos等[24]研究認(rèn)為黃原膠的使用可能會導(dǎo)致肉糜凝膠結(jié)構(gòu)的弱化。因此，在使用食品膠作為肉制品保水劑的同時，必須要考慮它們對肉制品凝膠質(zhì)構(gòu)等特性的影響。本實驗考察了卡拉膠及黃原膠添加對TG處理PSE兔肉糜持水力和凝膠強度、色澤的影響，期望在改善PSE兔肉糜凝膠性質(zhì)的同時，減少蒸煮損失。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

選擇質(zhì)量約2 kg左右的健康成兔，在屠宰放血后的20～30 min內(nèi)，從屠體上取下兔背最長肌，沿垂直于肌纖維方向從中間切成A和B兩段，將A、B段肉分別切成100 g左右的薄片，A、B段肉片分別在10 mmol/L NaN3溶液中浸泡處理5～8 s，然后用包裝袋真空包裝。A段肉為對照樣（RFN），真空包裝后放在-80 ℃的冰箱中速凍并保藏。B段肉用于PSE肉的制備。PSE肉的制備方法[25-29]：將宰后的B段肉放在35 ℃的水浴鍋中，恒溫3 h即制備成PSE肉，然后放在-80 ℃的冰箱中速凍并保藏。

轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶（Activa-TI，1% TG+99%糊精）江蘇一鳴精細(xì)化工有限公司；疊氮化鈉、氯化鈉、三聚磷酸鈉（sodium tripolyphophate，STPP）、磷酸二氫鈉、黃原膠、卡拉膠均為分析純 成都科龍試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

HH-6水浴鍋 國華電器有限公司；TCP2色差儀北京奧依克光電儀器有限公司；FB-668B打漿機 南海富利寶電器有限公司；MJ-400BP01A混合器 廣東美的生活電器制造有限公司；熱電偶溫度儀 法國Kimo公司；TA-XT2i物性測定儀 英國Stable Micro Systems公司；Avanti J-30I冷凍離心機 東莞市興萬電子廠。

1.3 方法

1.3.1 肉糜凝膠的制備

肉糜凝膠的制作在Carballo等[17]的方法上進行了一些改進，將PSE及RFN肉在4 ℃的冰箱中解凍24 h，剔除肉塊上的脂肪和結(jié)締組織，將瘦肉切成1.5 cm×1.5 cm×1.5 cm左右的小塊，放入孔板直徑為3 mm的絞肉機中絞碎；將碎肉置于打漿機中，根據(jù)實驗配方設(shè)計將事先溶解有食鹽、STPP、磷酸二氫鈉、黃原膠或卡拉膠等配料的水溶液加入到打漿機中，斬拌1 min；將肉糜取出、放在混合器配套容器內(nèi)，添加TG或TG的水溶液，然后用混合器攪拌2 min。各種外加成分總量（包括水分）為肉糜質(zhì)量的20%。上述所有操作均在4 ℃的環(huán)境中進行。

將肉糜裝入26 mm×102 mm的離心管中，裝填量為50 g，將離心管放在預(yù)冷到2 ℃冷凍離心機中，2 000×g離心1 min，排除肉糜中的空氣。將離心管置于4 ℃的冰箱中，腌制或處理2 h，然后取出，放在水浴鍋中從20 ℃水溫按照1.5 ℃/min的速度升溫加熱，直到肉糜的中心溫度達(dá)到75 ℃。

當(dāng)肉糜凝膠中心溫度達(dá)到75 ℃以后，迅速將離心管取出，放在冰水中冷卻，然后置于4 ℃冰箱中放置12 h，之后分別進行蒸煮損失、凝膠強度及色澤指標(biāo)的測定。1.3.2 卡拉膠和黃原膠對TG處理PSE和RFN肉糜凝膠特性的影響

卡拉膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)對TG處理PSE和RFN肉糜凝膠特性的影響：在肉糜中分別添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%的卡拉膠（STPP質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.15%，TG質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3%），制備成熱誘導(dǎo)凝膠后，分別進行蒸煮損失、色澤和凝膠強度的測定。

黃原膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)對TG處理PSE和RFN肉糜凝膠特性的影響：在肉糜中分別添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0、0.05%、0.10%、0.15%、0.20%的黃原膠（STPP質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.15%，TG質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3%），制備成熱誘導(dǎo)凝膠后，分別進行蒸煮損失、色澤和凝膠強度的測定。

1.3.3 蒸煮損失的測定

將冷藏12 h后的凝膠從冰箱中取出，將凝膠從離心管中倒出來，用濾紙吸去凝膠表面的水分及熱可逆性蛋白質(zhì)凝膠，稱取熱不可逆凝膠部分的質(zhì)量，根據(jù)下式計算蒸煮損失。

1.3.4 凝膠強度的測定

將冷藏12 h后的凝膠從冰箱中取出，在室溫（25 ℃）下靜置2 h，將凝膠從離心管中倒出來，用濾紙吸去凝膠表面的水分及熱可逆性凝膠，用薄型刀片沿橫向?qū)⒛z切成1.5 cm厚的片段，然后將試樣平放在質(zhì)構(gòu)儀的試樣平板上、進行破斷強度的測定（以破斷強度表示凝膠的強度）：探頭型號：P5，為平行板面探頭，測定參數(shù)為：探頭運行速率50 mm/min。

1.3.5 色澤的測定

將冷藏12 h后的凝膠從冷庫中取出，將凝膠從離心管中倒出來，用濾紙吸去凝膠表面的水分及熱可逆性凝膠，用薄型刀片沿橫向?qū)⒛z切成1.5 cm厚的片段，用標(biāo)準(zhǔn)比色板對色差儀進行校準(zhǔn)后，用色差儀測定并記錄試樣的L*、a*、b*值。

1.4 統(tǒng)計與分析

采用Statistics 17.0軟件進行數(shù)據(jù)顯著性分析，采用Sigma Plot 10.0統(tǒng)計分析軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 卡拉膠對TG處理PSE及RFN肉糜凝膠特性的影響

2.1.1 卡拉膠對TG處理PSE及RFN肉糜的影響

圖1 卡拉膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)對TG處理PSE和RFN肉糜蒸煮損失的影響Fig.1 Effect of carrageenan concentration on cooking loss of PSE and RFN meat batters pretreated with TG

由圖1可知，卡拉膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)對TG處理PSE和RFN肉糜蒸煮損失均有顯著影響（P＜0.05）。當(dāng)卡拉膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0時PSE和RFN肉糜的蒸煮損失分別為52.98%和35.98%，PSE肉糜的蒸煮損失顯著高于RFN肉糜，這一結(jié)果與鄭亞美等[30]在酶法制備豬血熱誘導(dǎo)凝膠的配方優(yōu)化中的研究結(jié)果一致，即當(dāng)TG添加量大于0.2%時，凝膠蒸煮損失迅速增大，這可能是由于酶的添加量過大使溶液中的蛋白質(zhì)過分交聯(lián)，從而降低了凝膠中蛋白質(zhì)分子對水分子的束縛力，進而使凝膠蒸煮損失增大，即保水性降低[31]。本實驗添加0.3%TG，使得蒸煮損失較大。隨著卡拉膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，PSE和RFN肉糜的蒸煮損失均顯著下降，當(dāng)卡拉膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.8%時，PSE和RFN肉糜的蒸煮損失分別為9.42%和6.91%。該結(jié)果表明，添加卡拉膠能有效減少PSE兔肉糜的蒸煮損失，且當(dāng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于0.2%以后，蒸煮損失低于未添加卡拉膠的正常兔肉糜。

2.1.2 卡拉膠對TG處理PSE及RFN肉糜凝膠強度的影響

圖2 卡拉膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)對PSE和RFN肉糜凝膠強度的影響Fig.2 Effect of carrageenan concentration on breaking force of PSE and RFN meat gels pretreated with TG

由圖2可知，在實驗范圍內(nèi)卡拉膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)對TG處理PSE和RFN肉糜的熱誘導(dǎo)凝膠強度沒有顯著的影響（P＞0.05）。尚永彪[19]前期的研究表明，在PSE肉糜中添加0.3%的TG后，肉糜的凝膠強度可提高80.22%，而本研究證明卡拉膠的添加不會影響TG處理樣的凝膠強度，這意味著卡拉膠和TG共同使用可顯著降低蒸煮損失、提高凝膠強度，二者共同使用的綜合效果較理想。

2.1.3 卡拉膠對TG處理PSE及RFN肉糜凝膠色澤的影響

表1 卡拉膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)對TG處理PSE和RFN肉糜凝膠色澤的影響Table 1 Effect of carrageenan concentration on color parameters of PSE and RFN meat gels pretreated with TG

由表1可知，卡拉膠的添加會使PSE和正常肉糜凝膠的L*和a*均明顯下降，影響顯著（P＜0.05）。這與李開雄等[32]對食品膠在肉制品中應(yīng)用具有保水性的研究結(jié)論相一致。L*值下降的原因可能是：隨著卡拉膠的添加，肉糜凝膠的持水力增加，從而使其組織間隙中游離的水分減少、對光線的反射作用減弱；Allais等[33]研究表明肉糜中肥瘦比越低，其a*（紅度）值越高。Youssef等[34]研究發(fā)現(xiàn)肉糜的a*值隨著試樣中蛋白質(zhì)濃度的增加而上升。本實驗中a*值隨著卡拉膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而降低，這可能是由于隨著卡拉膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，試樣的持水力越來越強，其蒸煮損失逐漸降低，使得其中肌紅蛋白濃度被稀釋造成的[35]。數(shù)據(jù)表明PSE和正常肉糜的b*值隨卡拉膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加無顯著的變化（P＞0.05），說明卡拉膠的添加對黃-藍(lán)色光線的吸收和反射無顯著影響。

2.2 黃原膠對TG處理PSE及RFN肉糜凝膠特性的影響

2.2.1 黃原膠對TG處理PSE及RFN肉糜蒸煮損失的影響

圖3 黃原膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)對PSE和RFN肉糜蒸煮損失的影響Fig.3 Effect of xanthan concentration on cooking loss of PSE and RFN meat batters pretreated with TG

由圖3可知，黃原膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.05%時TG處理PSE肉糜的蒸煮損失為17.32%，比空白樣的48.52%下降了64.30%；黃原膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.05%時候TG處理RFN肉糜的蒸煮損失為5.37%，比空白樣的31.49%下降了82.95%，說明黃原膠對減少肉糜的蒸煮損失的效果非常顯著（P＜0.05）。這符合Xiong Youling等[23]黃原膠具有很強親水作用的結(jié)論，黃原膠的添加增加了凝膠的持水力，從而減小了蒸煮損失。這與黃原膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過0.05%后，隨著黃原膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)的繼續(xù)增加，蒸煮損失下降的速度趨緩。這可能是由于隨著黃原膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，黃原膠的親水作用逐漸達(dá)到了飽和，從而導(dǎo)致蒸煮損失下降速度的趨緩。

2.2.2 黃原膠對TG處理PSE及RFN肉糜凝膠強度的影響

圖4 黃原膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)對PSE和RFN肉糜凝膠強度的影響Fig.4 Effect of xanthan concentration on breaking force PSE and RFN meat gels pretreated with TG

由圖4可知，隨著黃原膠添加量的增加，PSE和RFN肉糜的凝膠強度均呈下降趨勢。當(dāng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)＜0.1%時，黃原膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)對PSE和RFN肉糜凝膠強度的影響并不顯著（P＞0.05）。但當(dāng)黃原膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)＞0.1%后，凝膠強度會隨黃原膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而迅速下降，影響顯著（P＜0.05）。這與Xiong Youling等[23]的研究結(jié)論一致，可能是由于黃原膠的添加量過大，其親水作用強，干擾了凝膠結(jié)構(gòu)的形成，導(dǎo)致凝膠強度的降低。綜合2.2.1和2.2.2節(jié)的結(jié)果，當(dāng)黃原膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.05%至0.10%時，既可提高減少PSE及RFN肉糜的蒸煮損失，又不會導(dǎo)致凝膠強度的顯著下降。

2.2.3 黃原膠對TG處理PSE及RFN肉糜凝膠色澤的影響

表2 黃原膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)對TG處理PSE和RFN肉糜凝膠色澤的影響Table 2 Effect of xanthan concentration on color of PSE and RFN meat gels pretreated with TG

由表2可知，隨著黃原膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，PSE和RFN肉糜凝膠的L*和a*均顯著下降（P＜0.05），而b*值沒有明顯的變化（P＞0.05）。黃原膠對色澤變化的影響與2.1.3節(jié)實驗中卡拉膠對色澤的影響機理一致。

3 結(jié) 論

在TG處理PSE兔肉糜的基礎(chǔ)上，添加卡拉膠可顯著降低其蒸煮損失，且在卡拉膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0～0.8%的范圍內(nèi)，卡拉膠的使用對TG處理PSE和RFN兔肉糜熱誘導(dǎo)凝膠強度的提高作用沒有顯著影響；卡拉膠的添加使TG處理PSE和RFN兔肉糜凝膠的L*和a*均明顯下降，而b*無顯著變化。在TG處理PSE肉糜中添加一定量的卡拉膠，既能達(dá)到減少蒸煮損失的目的，又不會影響肉糜的熱誘導(dǎo)凝膠強度。

在TG處理PSE兔肉糜的基礎(chǔ)上，添加黃原膠可顯著降低其蒸煮損失，當(dāng)黃原膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于0.10%的時候，黃原膠不會影響TG處理PSE兔肉糜的熱誘導(dǎo)凝膠強度，但黃原膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過0.10%后，凝膠強度會顯著下降；隨著黃原膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，TG處理PSE和RFN兔肉糜熱誘導(dǎo)凝膠的L*和a*均顯著下降，b*值無顯著變化。上述結(jié)果表明，黃原膠對TG處理兔PSE肉糜的蛋白質(zhì)分子間交聯(lián)有一定的阻礙作用。

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Effects of Carrageenan and Xanthan Concentration on Cooking Loss and Gelling Capacity of Transgluminase-Treated PSE Rabbit Meat Batters

YU Jian-hang1, XIA Yang-yi1,2,3, SHANG Yong-biao1,2,3,*, LI Hong-jun1,2,3
(1. College of Food Science, Southwest University, Chongqing 400716, China; 2. Quality and Safety Risk Assessment Laboratory of Products Preservation (Chongqing), Ministry of Agriculture, Chongqing 400716, China; 3. Chongqing Special Food Programme and Technology Research Center, Chongqing 400716, China)

This study evaluated the effect of added carrageenan and xanthan on improving the water-binding capacity and heat-induced gelation properties of PSE rabbit meat treated in advance with transglutaminase (TG). By using the normal meat as control, the cooking loss, heat-induced gel strength and color parameters of TG-treated PSE meat batters were evaluated as a function of carrageenan and xanthan concentration, respectively. The results showed that heat-induced gel strength was not noticeably influenced when 0-0.8% carrageenan was added into TG-treated PSE and RFN rabbit meat. However, the cooking loss of meat batters declined quickly with increasing carrageenan concentration, and L* and a* values also decreased significantly. With an increase in xanthan addition, the cooking loss of PSE and RFN meat batters decreased significantly, but gel strength showed a downward trend, and L* and a* values decreased significantly. In conclusion, the addition of 0.8% carrageenan or 0.05%-0.10% xanthan in meat batters treated with 0.3% TG can result in a significant decrease in cooking loss and a better gelation.

carrageenan; xanthan; PSE rabbit meat; cooking loss; gelation properties

TS251.54

A

1002-6630（2014）15-0077-05

10.7506/spkx1002-6630-201415016

2013-12-31

公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項（201303144）；國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)（兔）產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項（CARS-44-D-1）；西南大學(xué)與石柱縣政府縣校合作項目（HZ200302）

于建行（1989—），男，碩士研究生，研究方向為畜產(chǎn)品加工。E-mail：yujianhang1989@163.com

*通信作者：尚永彪（1964—），男，教授，博士，研究方向為畜產(chǎn)品加工。E-mail：shangyb64@sina.com