肉糜體系成分對淀粉老化特性的影響

曹蘇文 張沫 楊玉玲 游遠(yuǎn)

摘 要：利用流變儀研究肉糜體系中4 種成分（肌原纖維蛋白、脂肪、食鹽和大豆蛋白）在貯藏過程中對淀粉老化的影響。結(jié)果表明：肌原纖維蛋白和食鹽對淀粉糊老化的抑制效果均隨質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加而增強(qiáng)，并隨著貯藏時間延長，其抑制老化的效果更加明顯，脂肪和大豆蛋白對淀粉糊老化的抑制效果在不同貯藏時間下均隨質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加先上升后下降；通過正交試驗可知，添加1.00%肌原纖維蛋白、1.50%脂肪、4.00%食鹽和4.00%大豆蛋白時，淀粉糊的總體老化程度最低，影響淀粉糊總體老化程度的主次因子依次是食鹽、肌原纖維蛋白、脂肪和大豆蛋白。

關(guān)鍵詞：淀粉；老化；肌原纖維蛋白；脂肪；食鹽；大豆蛋白

Effects of Ingredients in Chicken Breast Surimi on Starch Retrogradation

CAO Su-wen， ZHANG Mo， YANG Yu-ling*， YOU Yuan

（Jiang su Provincial Key Laboratory of Quality Controls and Further Processing of Grain and Oils， College of Food Science and Engineering， Nanjing University of Finance and Economics， Nanjing 210046， China）

Abstract： A rheometer was employed to study the effects of four ingredients in chicken surimi （myofibrillar protein， fat， starch， salt and soy protein） on starch retrogradation during storage. Myofibrillar protein and fat at higher levels exhibited a greater inhibitory effect on starch retrogradation； this effect was more evident with prolonged storage time. After different storage times， the inhibitory effect of fat and soy protein rose at first and then dropped with increasing levels. From orthogonal array experiments， it was found that the lowest extent of starch retrogradation was obtained when 1.00% myofibrillar protein， 1.50% fat， 4.00% salt and 4.00% soy protein were added. In addition， the importance of the ingredients followed the decreasing order： salt， myofibrillar protein， fat and soy protein.

Key words： starch； retrogradatin； myofibrillar protein； fat； salt； soy protein

中圖分類號：TS201.7 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1001-8123（2014）03-0005-05

淀粉是肉糜制品中常用配料，尤其是在價格相對低廉的火腿腸、鹽水火腿等產(chǎn)品中，淀粉作為填充劑被大量使用[1]。淀粉添加到肉糜制品中可明顯改善肉制品和灌腸制品等的組織結(jié)構(gòu)、嫩度、保水性和黏著力等加工特性，但是淀粉在貯藏過程中會發(fā)生老化現(xiàn)象，從而會導(dǎo)致肉制品感官質(zhì)量下降[2]。淀粉老化除受淀粉分子本身的組成和結(jié)構(gòu)影響外，也會受到肉制品中常見成分的影響。在糜類肉制品中主要成分有肌肉蛋白、脂肪、大豆蛋白和食鹽等，這些成分都可能影響淀粉老化。

肌原纖維蛋白（myofibrillar protein，MP）是肌肉中最主要的蛋白質(zhì)，其成膠性能對肉制品的產(chǎn)量、黏著力、質(zhì)構(gòu)、脂肪含量以及保水性等有重要的影響[3-5]。吳滿剛等[1]研究了馬鈴薯、玉米、木薯和大米淀粉對肌原纖維蛋白流變性和凝膠持水性的影響。楊明等[6]研究了不同糊化溫度和不同馬鈴薯淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)對鯉魚肌原纖維蛋白凝膠硬度和彈性的影響。以上均是前人對添加淀粉后肌原纖維蛋白凝膠的特性研究，但尚未見有關(guān)肉制品中肌原纖維蛋白對淀粉老化特性影響的研究報道。肉制品中的脂肪能提供良好的風(fēng)味，改善肉制品的口感以及提高嫩度[7]。有文獻(xiàn)報道了淀粉中的微量脂肪存在能影響淀粉的老化特性，但外源性脂肪對淀粉老化特性的影響卻未見報道。大豆蛋白（soy protein，SP）是肉糜制品中的重要輔料，而大豆蛋白對淀粉的老化也有一定的影響[8-9]。在肉制品加工過程中，添加鹽能溶解肌肉蛋白質(zhì)產(chǎn)生改善肉制品質(zhì)構(gòu)、增強(qiáng)風(fēng)味和抑制微生物生長的作用[10]。而鹽對淀粉的糊化及老化也有一定影響，蔡旭冉等[11]研究了不同種類和不同濃度的鹽對馬鈴薯淀粉及馬鈴薯淀粉-黃原膠復(fù)配體系特性的影響。黃金城等[12]研究了添加鹽后于玉米淀粉-黃原膠復(fù)配體系的糊化性質(zhì)和流變學(xué)性質(zhì)的變化。關(guān)于單一體系中淀粉老化的研究報道較多，但關(guān)于淀粉在肉糜制品體系中老化特性卻鮮有報道。因此，本實(shí)驗研究了肌原纖維蛋白、脂肪、食鹽和大豆蛋白在貯藏過程中對淀粉糊老化特性的影響，為淀粉在糜類肉制品中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

玉米淀粉 南京海得利口堿廠；雞胸肉 市購；大豆蛋白 山東三維大豆蛋白有限公司；脂肪、食鹽 市售；KCl、K2HPO4、MgCl2、乙二醇-雙-（2-氨基乙基醚）四乙酸、二硫蘇糖醇、NaN3、酒石酸鉀鈉、CuSO4·5H2O、Na3N試劑均為分析純，牛血清蛋白（bovine serum albumin，BSA） 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

MCR302型流變儀 奧地利安東帕有限公司；數(shù)顯恒溫水浴鍋 國華電器有限公司；AM300L-P實(shí)驗室電動攪拌機(jī) 上海昂尼儀器儀表有限公司。

1.3 方法

1.3.1 肌原纖維蛋白的提取

取一定用量冷凍放置的雞胸肉，室溫下解凍，切除發(fā)白外層，同時剔除結(jié)締組織及脂肪，低溫（4 ℃）提取MP[13-15]。得到提純的肌原纖維蛋白沉淀在4 ℃條件下保存，3 d內(nèi)使用，用雙縮脲法測定MP濃度。蛋白濃度用雙縮脲法測定，以BSA為標(biāo)準(zhǔn)蛋白[16]。

1.3.2 肌原纖維蛋白對淀粉老化特性的影響

將MP沉淀溶解于少量緩沖液（KCl、K2HPO4、Na3N）中，配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.00%、0.25%、0.50%、0.75% MP溶液100 mL，分別加入10.00 g淀粉，用實(shí)驗室電動攪拌機(jī)邊攪拌均勻后再邊攪拌邊加熱，待樣品至糊化完全，冷卻后放入4 ℃冰箱貯藏，貯藏時間分別為7、14、21 d和28 d。

1.3.3 脂肪對淀粉老化特性的影響

精確稱取10.00 g玉米淀粉，分別加入0.00、1.00、2.00 g和3.00 g脂肪，各加入100 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.02% Na3N溶液，用實(shí)驗室電動攪拌機(jī)均勻后再邊攪拌邊加熱，待樣品至糊化完全，冷卻后放入4 ℃冰箱貯藏，貯藏時間分別為7、14、21 d和28 d。

1.3.4 大豆蛋白對淀粉老化特性的影響

精確稱取10.00 g玉米淀粉，分別加入0.00、2.00、4.00 g和6.00 g大豆蛋白，各加入100 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.02% Na3N溶液，用實(shí)驗室電動攪拌機(jī)邊攪拌邊加熱，待樣品至糊化完全，冷卻后放入4 ℃冰箱貯藏，貯藏時間分別為7、14、21 d和28 d。

1.3.5 食鹽對淀粉老化特性的影響

精確稱10.00 g玉米淀粉，分別加入0.00、1.00、2.00 g和3.00 g食鹽，各加入100 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.02% Na3N溶液，用實(shí)驗室電動攪拌機(jī)邊攪拌邊加熱，待樣品至糊化完全，冷卻后放入4 ℃冰箱貯藏，貯藏時間分別為7、14、21 d和28 d。

1.3.6 正交試驗設(shè)計

選用L9（34）正交表設(shè)計肉制品中4種常見成分對淀粉老化特性影響的流變實(shí)驗（表1）。

表 1 淀粉流變特性的正交試驗因素水平表

Table 1 Factors and levels used in orthogonal array design

%

水平 A食鹽 B大豆蛋白 C脂肪 D肌原纖維蛋白

1 2.00 3.00 1.50 0.50

2 3.00 4.00 2.00 0.75

3 4.00 5.00 2.50 1.00

1.3.7 淀粉老化程度的測定

用動態(tài)流變儀測定淀粉的長期老化程度。測定條件為直徑50 mm的平板模具，狹縫間隙1.0 mm，應(yīng)變5%，頻率1 Hz。將樣品放在測試臺上，啟動程序使平板進(jìn)入設(shè)置間隙，待平板到達(dá)指定間隙后，刮掉平板周圍多余的樣品，并在周圍加上硅油（防止水分蒸發(fā)），加上蓋板。啟動溫度掃描程序，20 ℃升溫到100 ℃，升溫速率5 ℃/min[17-19]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗重復(fù)3 次，數(shù)據(jù)采用統(tǒng)計軟件SPSS 19進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 添加肌原纖維蛋白對淀粉長期老化特性的影響

a、b、c、d分別為貯藏時間7、14、21d和28 d。下同。

圖 1 長期貯藏過程中不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的MP對淀粉糊G的影響

Fig.1 Effect of different MP contents on starch G during long-time storage

利用流變儀測定淀粉糊的貯能模量G變化曲線反映淀粉的老化程度時，可用樣品G的初始值表示淀粉的總體老化程度。G曲線中隨著溫度增加會出現(xiàn)2段迅速下降區(qū)域，第1階段為支鏈淀粉老化的有序排列被破壞產(chǎn)生的；第2階段為直鏈淀粉老化的有序結(jié)構(gòu)被破壞導(dǎo)致的[17]。本實(shí)驗僅討論淀粉糊的總體老化程度。

由圖1可知，添加MP后的淀粉在貯藏相同時間時，其淀粉的總體老化程度與對照樣比有所下降，說明添加MP降低了淀粉糊的老化程度。這可能是肌原纖維蛋白的羥基與淀粉分子的羥基之間形成了氫鍵，從而減少了淀粉分子之間的氫鍵作用，且淀粉分子和MP之間產(chǎn)生氫鍵作用后降低了淀粉分子的遷移速率，進(jìn)而延緩了淀粉的老化。在相同溫度下，均為未添加MP的淀粉G最大、其次為添加0.25%、0.50%MP的淀粉樣品，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.75%MP的淀粉樣品G最小，因此添加0.75%MP對降低淀粉糊的老化效果最好。說明MP對淀粉糊老化的抑制效果在不同貯藏時間下均隨質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加而增大。

在第7天時，添加0.25%MP和0.50%MP的淀粉糊的G曲線幾乎重合，說明在第7天時，添加0.25%MP和0.50%MP對淀粉糊的老化無明顯差別。在14、21 d和28 d時隨著添加MP質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，淀粉糊的G逐漸降低，即淀粉糊的老化程度逐漸降低，說明MP隨著貯藏時間延長其抑制老化的效果更加明顯。

2.2 添加脂肪對淀粉長期老化特性的影響

由圖2可知，在貯藏7 d時，添加1.00%脂肪的淀粉糊與空白淀粉糊曲線基本重合，說明添加1.00%脂肪對淀粉糊老化幾乎沒有影響。添加2.00%和3.00%脂肪的淀粉糊的G均低于空白，從G′的變化曲線上看，2.00%脂肪的抗老化的效果要比3.00%脂肪好。在貯藏14 d時，添加脂肪均能使淀粉糊的老化程度降低，其中添加2.00%脂肪的效果最好、3.00%脂肪的效果次之、1.00%脂肪的效果最小。在貯藏21 d時，添加脂肪均能使淀粉糊的老化程度降低，且降低程度較大。添加量為1.00%和2.00%時效果基本相同，添加3.00%時效果最差。在貯藏28 d時，1.00%脂肪對淀粉糊的老化幾乎沒有影響，2.00%脂肪能降低淀粉糊老化，而3.00%脂肪卻使淀粉糊老化加速。有關(guān)脂肪在較高質(zhì)量分?jǐn)?shù)下貯藏較長時間時加速淀粉老化的機(jī)理尚不明確。一般認(rèn)為，淀粉中的微量脂肪能抑制淀粉老化是因為脂肪中的極性脂分子與直鏈淀粉形成的直鏈-脂質(zhì)復(fù)合物抑制了淀粉分子的結(jié)晶，從而推遲了淀粉的老化[18-19]。但對外源性脂肪的研究確沒有報道。本試驗對脂肪不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)在不同貯藏時間段對淀粉老化特性的影響發(fā)現(xiàn)，添加2.00%脂肪在所有貯藏時間內(nèi)對降低淀粉糊的老化效果最好。

圖 2 長期貯藏過程中不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的脂肪對淀粉糊G的影響

Fig.2 Effect of different fat contents on starch G during long-time storage

2.3 添加食鹽對淀粉長期老化特性的影響

圖 3 長期貯藏過程中不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的食鹽對淀粉糊G的影響

Fig 3 Effect of different salt contents on starch G during long-time storage

由圖3可知，在貯藏相同時間時，其淀粉的總體老化程度明顯低于未添加食鹽的淀粉糊樣品，說明添加食鹽降低了淀粉糊的老化程度。原因可能是食鹽在水中分解的氯離子和鈉離子與水產(chǎn)生了偶極離子相互作用，這種作用大于水與水和水與淀粉間的作用，降低了水的流動性；鈉離子與淀粉分子中的羥基結(jié)合形成羥基鈉，從而減少了淀粉分子之間的氫鍵作用，降低了淀粉分子的遷移速率，盡而延緩了淀粉的老化[20]。在相同溫度下，均為未添加食鹽的淀粉G最大，其次為添加1.00%、2.00%食鹽的淀粉樣品，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.00%食鹽的淀粉樣品G最小，因此添加3%食鹽對抑制淀粉糊的老化效果最好。說明食鹽對淀粉糊老化的抑制效果在不同貯藏時間下均隨質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加而增大。

在第7天時，添加1.00%食鹽和未填加食鹽的淀粉糊的G曲線幾乎重合，說明在第7天時，1.00%食鹽對淀粉糊的老化無明顯差別。在14、21 d和28 d時添加1.00%食鹽的淀粉糊的G明顯低于未添加的淀粉糊的G，即淀粉糊的老化程度低與未添加的淀粉糊，說明隨著貯藏時間延長其抑制老化的效果更加明顯。

2.4 添加大豆蛋白對淀粉長期老化特性的影響

由圖4可知，在貯藏相同時間時，其淀粉的總體老化程度有所下降，說明添加大豆蛋白降低了淀粉糊的老化程度。這可能是大豆蛋白的羥基與淀粉分子的羥基之間形成了氫鍵，從而減少了淀粉分子之間的氫鍵作用，并且淀粉分子和大豆蛋白之間產(chǎn)生氫鍵作用后降低了淀粉分子的遷移速率，盡而延緩了淀粉的老化。在相同溫度下，均為未添加大豆蛋白的淀粉G最大，其次為添加2.00%、6.00%大豆蛋白淀粉樣品，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.00%大豆蛋白的淀粉樣品G最小，因此添加4.00%大豆蛋白對抑制淀粉糊的老化效果最好。說明大豆蛋白對淀粉糊老化的抑制效果在不同貯藏時間下均隨質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加先上升再下降。

圖 4 長期貯藏過程中不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的大豆蛋白對淀粉糊G的影響

Fig.4 Effect of different soy protein contents on starch G during

long-time storage

在14、21 d和28 d時，添加2.00%大豆蛋白和6.00%大豆蛋白的淀粉糊的G′曲線幾乎重合，說明在長期貯藏過程中2.00%和6.00%大豆蛋白降低淀粉糊老化的效果無顯著差別。4.00%大豆蛋白降低淀粉糊老化的效果，隨著貯藏時間的延長其抑制老化的效果更加明顯。

2.5 4 種糜類肉制品中主要成分對淀粉老化特性的影響

表 2 正交試驗設(shè)計與結(jié)果（20 ℃）

Table 2 Orthogonal array design and experimental results for starch G （20 ℃）

試驗號 A B C D G/Pa

1 1 1 1 1 2 985

2 1 2 2 2 1 794

3 1 3 3 3 2 182

4 2 1 2 3 1 399

5 2 2 3 1 1 851

6 2 3 1 2 2 152

7 3 1 3 2 1 330

8 3 2 1 3 1 099

9 3 3 2 1 1 526

k1 2 320.333 1 904.667 2 078.667 2 120.667

k2 1 800.667 1 581.333 1 573.000 1 758.667

k3 1 318.333 1 953.333 1 787.667 1 560.000

R 1 002.000 372.000 505.667 560.667

由表2可知，在正交試驗的9 個試驗號中，第8號試驗所得的淀粉總體老化程度最小，因此8號試驗所得的淀粉糊老化程度最低，此時條件為1%肌原纖維蛋白、1.5%脂肪、4%食鹽和4%大豆蛋白。

比較各因素k值發(fā)現(xiàn)，食鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)和肌原纖維蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為k3，大豆蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)和脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為k2時，即當(dāng)食鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)4.00%、大豆蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)4.00%、脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)2.00%和肌原纖維蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.00%時，淀粉糊的總體老化程度最低，因此最佳組合為A3B2C2D3。此條件與正交表中最佳試驗號第8號條件（A3B2C1D3）基本一致。驗證試驗證明此最佳組合A3B2C2D3樣品的總體老化程度與第8號試驗結(jié)果基本相同。由于脂肪添加量大對健康不利，因此，確定其最佳條件為1.00%肌原纖維蛋白、1.50%脂肪、4.00%食鹽和4.00%大豆蛋白。影響淀粉糊總體老化程度的主次因子依次是：食鹽、肌原纖維蛋白、脂肪和大豆蛋白。

3 結(jié) 論

MP和食鹽對淀粉糊老化的抑制效果隨質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加而增大。并且隨著貯藏時間延長其抑制老化的效果更加明顯。脂肪和大豆蛋白對淀粉糊老化的抑制效果在不同貯藏時間下均隨質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加先上升后下降。MP和大豆蛋白抑制淀粉老化的原因在于蛋白質(zhì)分子上的羥基與淀粉分子上的羥基之間形成了氫鍵，從而減少了淀粉分子之間的氫鍵作用。

添加1.00%肌原纖維蛋白、1.50%脂肪、4.00%食鹽和4.00%大豆蛋白時，淀粉糊的總體老化程度最低，影響淀粉糊總體老化程度的主次因子依次是食鹽、肌原纖維蛋白、脂肪和大豆蛋白。

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