中溫殺菌對乳化香腸蛋白質(zhì)變化的影響

趙冰?周慧敏?張順亮?李素?潘曉倩?趙燕?王輝?李家鵬?陳文華?曲超?艾婷?許典

摘 要：通過檢測不同溫度下豬肉肌原纖維蛋白的羰基含量、凝膠強(qiáng)度和保水性等熱凝膠特性的變化規(guī)律，研究中溫殺菌對乳化香腸質(zhì)構(gòu)特性的影響。結(jié)果表明：隨著殺菌溫度的升高，肌原纖維蛋白凝膠結(jié)構(gòu)破壞程度逐漸增加，產(chǎn)品在低于100 ℃的殺菌條件下，質(zhì)構(gòu)保持良好，高于100 ℃的殺菌溫度對產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)破壞明顯。因此，100 ℃的中溫殺菌可以良好地保持乳化香腸的質(zhì)構(gòu)特性。

關(guān)鍵詞：中溫殺菌；肌原纖維蛋白；凝膠；乳化香腸

Effect of Medium-Temperature Sterilization on the Changes of Protein in Emulsified Sausages

ZHAO Bing， ZHOU Huimin， ZHANG Shunliang， LI Su， PAN Xiaoqian， ZHAO Yan*， WANG Hui， LI Jiapeng， CHEN Wenhua，

QU Chao， AI Ting， XU Dian

（Beijing Key Laboratory of Meat Processing Technology， China Meat Research Center， Beijing Academy of Food Sciences，

Beijing 100068， China）

Abstract： The effect of heat treatments at different temperatures （80–120 ℃） on carbonyl content， gel strength and water-holding capacity of pork myofibrillar protein gels was examined as well as the effect of medium-temperature sterilization on texture properties of emulsified sausages. The results showed that with increasing sterilization temperature， the structure of heat-induced pork myofibrillar protein gels was damaged more obviously. The texture of sausages was maintained well during sterilization at a temperature lower than 100 ℃ but was substantially damaged when sterilization temperature was higher than 100 ℃. Therefore， sterilization at medium temperature （100 ℃） can effectively maintain the texture of emulsified sausages， having good application prospects in the meat processing industry.

Key words： medium-temperature sterilization； myofibrillar protein； gel； emulsified sausage

DOI：10.15922/j.cnki.rlyj.2016.03.002

中圖分類號：TS251.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1001-8123（2016）03-0005-05

引文格式：

趙冰， 周慧敏， 張順亮， 等. 中溫殺菌對乳化香腸蛋白質(zhì)變化的影響[J]. 肉類研究， 2016， 30（3）： 5-9. DOI：10.15922/j.cnki.rlyj.2016.03.002. http：//rlyj.cbpt.cnki.net

ZHAO Bing， ZHOU Huimin， ZHANG Shunliang， et al. Effect of medium-temperature sterilization on the changes of protein in emulsified sausages[J]. Meat Research， 2016， 30（3）： 5-9. （in Chinese with English abstract） DOI：10.15922/j.cnki.rlyj.2016.03.002. http：//rlyj.cbpt.cnki.net

西式香腸由于口感細(xì)膩、方便食用、適合于各階段的人群，得到廣大消費(fèi)者的喜愛，在市場中占據(jù)著重要的份額。隨著社會的進(jìn)步和科技的發(fā)展，消費(fèi)水平也快速提高，在解決了“吃得飽”的問題以后，“吃的好”正在成為流行的趨勢，營養(yǎng)和健康越來越得到消費(fèi)者的關(guān)注。

目前，市場上的西式香腸主要有兩種：第1種是低溫西式香腸，這部分西式香腸在蒸煮、包裝后采用低溫巴氏殺菌，殺死產(chǎn)品中的微生物，然后低溫保藏，保質(zhì)期約在30～45 d；第2種是高溫西式香腸，這部分香腸不經(jīng)過蒸煮直接高溫殺菌，殺菌后的產(chǎn)品可以常溫保藏，保質(zhì)期可以達(dá)到180 d以上。但是這兩種西式香腸產(chǎn)品都存在一定的問題：低溫巴氏殺菌的西式香腸可以保持良好的口感和營養(yǎng)，但是產(chǎn)品需要低溫保藏，且保質(zhì)期較短；高溫殺菌的產(chǎn)品雖然可以常溫保藏，但是高溫會嚴(yán)重破壞產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)和營養(yǎng)，同時(shí)產(chǎn)生不良的風(fēng)味[1-2]。如何解決高溫和低溫肉制品存在的問題，尋找一種合適的殺菌方式，已經(jīng)成為肉制品產(chǎn)業(yè)急需解決的難題。

中溫殺菌技術(shù)是結(jié)合巴氏殺菌和高溫殺菌的優(yōu)勢，采用100 ℃左右的殺菌溫度，同時(shí)采用芽孢誘導(dǎo)技術(shù)、靶向抑菌技術(shù)等，殺滅和抑制產(chǎn)品中細(xì)菌營養(yǎng)體和芽孢的生長，從而達(dá)到常溫保藏的目的。這樣既解決了低溫肉制品保質(zhì)期短的問題，又解決了高溫肉制品品質(zhì)破壞的問題，具有重要的意義和良好的應(yīng)用前景。

蛋白質(zhì)是肉制品中非常重要的物質(zhì)，蛋白質(zhì)關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)、凝膠特性和營養(yǎng)等品質(zhì)，蛋白質(zhì)的降解、氧化和凝膠特性對西式香腸的品質(zhì)具有決定性的作用。本實(shí)驗(yàn)以西式乳化香腸為研究對象，研究殺菌溫度對西式乳化香腸蛋白質(zhì)的影響，以期能為中溫殺菌技術(shù)在西式香腸中的應(yīng)用提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

豬四號肉 市售。

1.2 儀器與設(shè)備

半自動凱氏定氮儀 意大利Velp公司；TA-XT Plus型質(zhì)構(gòu)儀 英國Stable Micro Systems公司。

1.3 方法

1.3.1 肌原纖維蛋白的提取

將解凍后的豬四號肉絞碎后置于勻漿機(jī)中，加入10 倍體積的緩沖液（0.1 mol/L NaCl、2 mmol/L MgCl2、1 mmol/L乙二胺四乙酸（ethylene diaminetetraacetic acid，EDTA）、10 mmol/L K2HPO4，pH 7.0）勻漿后2 000×g離心10 min，重復(fù)4 次，并在第4次離心前用4 層紗布過濾。并將濾液的pH值調(diào)為6.0，最后將離心得到的蛋白膏狀物質(zhì)保存于冰盒中0 ℃?zhèn)溆肹3-5]。

1.3.2 肌原纖維蛋白羰基的測定

將1.3.1節(jié)提取的蛋白配制成2 mg/mL的蛋白溶液，分別取1 mL置于旋口的玻璃管中，然后分別在80、90、100、110、120 ℃條件下加熱20 min，迅速冰水冷卻，每管中加入1 mL、10 mmol/L 二硝基苯腙（dinitrophenyl hydrazone，DNPH），室溫靜置1 h，（每15 min漩渦振蕩1次），添加2 mL、20%的三氯乙酸溶液，10 000×g離心5 min，棄上清液，用2 mL乙酸乙酯-乙醇（1∶1，V/V）

溶液沉淀3 次，再加入3 mL、6 mol/L鹽酸胍溶液，37 ℃條件下保溫15 min溶解沉淀，10 000×g條件下離心5 min除去不溶性物質(zhì)，然后在370 nm波長處測定吸光度，使用分子吸光系數(shù)22 000 L/（mol·cm）計(jì)算羰基含量，單位是nmol/mg蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)濃度用BCA（bicinchoninic acid）法測定[6-8]。

1.3.3 肌原纖維蛋白凝膠的制備

將50 g、30 mg/mL肌原纖維蛋白溶液置于平底玻璃管中（60 mm×25 mm），離心（800×g，1 min，4 ℃）除去氣泡，然后置于超級恒溫水浴中，從30 ℃以1.2 ℃/min

的速率升溫，分別至80、90、100、110、120 ℃時(shí)取出，迅速置于冰浴中冷卻[9-10]。

1.3.4 肌原纖維蛋白凝膠強(qiáng)度的測定

制備的蛋白凝膠在4 ℃過夜后，將凝膠先放置于25 ℃的恒溫水浴中保溫平衡1 h，采用TA-XT Plus型質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)行檢測，在凝膠強(qiáng)度的模式下采集數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)參數(shù)如下：探頭：P/0.5；測量模式：壓縮；測試前速率：1.0 mm/s；測試速率：0.5 mm/s；返回速率：10.0 mm/s；觸發(fā)力：5.0 g；測試循環(huán)次數(shù)：1；測試距離：10 mm，測定不同溫度條件下制備的蛋白凝膠的凝膠強(qiáng)度[11-12]。

1.3.5 肌原纖維蛋白凝膠持水性的測定[13-14]

將4 ℃過夜后的蛋白凝膠（約5 g，m1）移至50 mL離心管中并記錄總質(zhì)量（m2），4 ℃條件下10 000×g離心15 min，倒掉離出的水分，將含有樣品的離心管倒置于鋪有吸水紙的桌面上，15 min后稱質(zhì)量（m3）。蛋白凝膠的持水性按公式（1）計(jì)算。

（1）

1.3.6 肌原纖維蛋白微觀結(jié)構(gòu)的觀察

將1.3.3節(jié)制備的蛋白凝膠切成2 mm×5 mm的小條，用體積分?jǐn)?shù)為2.5%、pH 7.2的戊二醛4 ℃浸泡過夜固定，再用0.1 mol/L、pH 6.8的磷酸鹽緩沖液洗滌3 次，每次10 min，然后分別用體積分?jǐn)?shù)為50%、70%、80%、90%的乙醇進(jìn)行脫水處理，每次10 min，再用100%的乙醇脫水處理3 次，每次10 min，再用氯仿脫脂1 h，再分別用同體積100%乙醇-叔丁醇（1∶1，V/V）和叔丁醇進(jìn)行置換各1次，每次15 min，用冷凍干燥機(jī)進(jìn)行干燥，然后噴金處理，掃描電鏡觀察[15]。

1.3.7 乳化香腸的制備

以豬四號肉為原料，將其修整去除筋膜和脂肪，豬脂肪按照比例（8∶2，m/m）添加，絞肉機(jī)絞碎，與脂肪、大豆分離蛋白、玉米淀粉、卡拉膠等輔料斬拌機(jī)斬拌后灌腸、蒸煮、包裝和殺菌備用，殺菌溫度為80、90、100、110、120 ℃，殺菌時(shí)間為20 min。

1.3.8 乳化香腸蛋白質(zhì)降解指數(shù)的測定

按照GB/T 9695.11—2008《肉與肉制品氮含量測定》檢測粗蛋白的含量，表示為總氮含量（TN）。

將樣品剔除脂肪和筋膜，絞碎后稱取10 g左右（精確到0.001 g），加入50 mmol/L pH 6.0的檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖溶液40 mL，在冰浴中22 000 r/min勻漿3 次，每次10 s，間隔10 s，在4 ℃條件下放置2 h后，4 ℃條件下12 000×g離心15 min，快速濾紙過濾，然后用緩沖液定容至50 mL。準(zhǔn)確吸取40 mL蛋白溶液，再加入等體積的10%三氯乙酸溶液，在4 ℃條件下放置過夜，然后5 000×g離心5 min，去上清液用緩沖液定容至100 mL，準(zhǔn)確吸取20 mL，按照GB/T 9695.11—2008《肉與肉制品氮含量測定》檢測非蛋白氮（NPN）的含量[16-18]。蛋白質(zhì)降解指數(shù)（PI）按公式（2）計(jì)算。

（2）

式中：NPN為非蛋白氮含量/%；TN為總氮含量/%。

1.3.9 乳化香腸質(zhì)構(gòu)的測定

將1.3.7節(jié)制作的不同溫度殺菌的乳化香腸進(jìn)行質(zhì)地剖面分析（texture profile analysis，TPA）測定，測定不同殺菌溫度條件下乳化香腸的質(zhì)構(gòu)特性。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同殺菌溫度蛋白氧化程度分析

蛋白羰基的產(chǎn)生是蛋白質(zhì)氧化的標(biāo)志之一，通常是由蛋白質(zhì)發(fā)生α-酰胺化或者谷氨酰側(cè)鏈的氧化而裂解形成多肽，并在其N端形成α-酮酯酰衍生物；也可能是由氨基酸側(cè)鏈殘基直接氧化生成，或者與脂類過氧化產(chǎn)生的醛類物質(zhì)或還原糖氧化生成的羰基衍生物反應(yīng)生

成[19-20]。加熱處理會使蛋白質(zhì)的羰基加快暴露出來，加速蛋白質(zhì)的氧化。由圖1可知，肌原纖維蛋白羰基的含量隨著加熱溫度的升高而升高，這可能是由于溫度處理可以使蛋白質(zhì)發(fā)生變性，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，加速了羰基的暴露和形成。因此，加熱溫度越高，蛋白質(zhì)的氧化程度越高。

2.2 不同殺菌溫度肌原纖維蛋白凝膠強(qiáng)度分析

肌原纖維蛋白是肉制品中凝膠結(jié)構(gòu)形成的重要組分之一，肌原纖維蛋白凝膠的強(qiáng)度關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)特性。由圖2可知，不同溫度條件下制備的肌原纖維蛋白凝膠的凝膠強(qiáng)度不同，隨著殺菌溫度的上升，凝膠強(qiáng)度不斷提高，這與目前通常所理解的殺菌溫度越高，凝膠結(jié)構(gòu)越遭受破壞的理論不一致；但是通過分析可知，該體系中僅有肌原纖維蛋白和水兩種組分，在加熱的過程中，由于后期凝膠結(jié)構(gòu)遭到破壞，凝膠體系的保水能力降低，隨著溫度的提高，蛋白凝膠失去大量的水分，使蛋白凝膠的質(zhì)地變得堅(jiān)硬。而產(chǎn)品中由于有大豆蛋白、淀粉和卡拉膠的協(xié)同作用，使凝膠結(jié)構(gòu)具有良好的保水性，溫度對凝膠結(jié)構(gòu)的破壞體現(xiàn)在質(zhì)構(gòu)方面，因此，該實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果并不與傳統(tǒng)的觀念矛盾。

2.3 不同殺菌溫度蛋白凝膠持水性分析

蛋白凝膠的持水性對產(chǎn)品的品質(zhì)具有重要的作用，持水性的高低是評價(jià)產(chǎn)品品質(zhì)的重要指標(biāo)，持水性越好，說明形成的蛋白凝膠結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定。離心損失是測定蛋白凝膠保水性的重要方法，通過離心的方式使蛋白凝膠中的水分離心出來，從而確定蛋白凝膠的保水效果，離心損失越大，說明蛋白凝膠的保水性越好。由圖3可知，不同殺菌溫度的蛋白凝膠離心損失隨著殺菌溫度的升高而降低，說明殺菌溫度越高，蛋白凝膠的保水性越差，這與2.2節(jié)的論述相一致。

2.4 不同殺菌溫度蛋白凝膠微觀結(jié)構(gòu)分析

A. 80 ℃；B. 90 ℃；C. 100 ℃；D. 110 ℃；E. 120 ℃。

由圖4可知，隨著殺菌溫度的提高，蛋白質(zhì)的凝膠空間結(jié)構(gòu)破壞越嚴(yán)重，肌原纖維蛋白束破壞也越嚴(yán)重，80 ℃條件下空間結(jié)構(gòu)有一定的破壞，但是仍具有良好的立體空間結(jié)構(gòu)，隨著溫度的升高，當(dāng)溫度為120 ℃時(shí)，蛋白凝膠的空間結(jié)構(gòu)幾乎完全被破壞，肌原纖維蛋白束也遭到嚴(yán)重的破壞，因此，高溫對肌原纖維蛋白凝膠結(jié)構(gòu)具有嚴(yán)重的破壞作用。

2.5 不同殺菌溫度乳化香腸蛋白質(zhì)降解指數(shù)變化分析

由圖5可知，除原料肉外，在加工過程中，蛋白質(zhì)的降解指數(shù)逐漸升高，且蛋白質(zhì)降解指數(shù)隨著殺菌溫度的升高而增加，這與產(chǎn)品加工的工藝是一致的，原料肉中蛋白質(zhì)降解指數(shù)比較高是因?yàn)闆]有添加卡拉膠、淀粉和水等輔料，使其基數(shù)較小造成的。在加工過程中，由于斬拌、蒸煮、殺菌等工藝的處理，使產(chǎn)品中的蛋白質(zhì)不斷發(fā)生水解和降解，形成小分子肽和氨基酸等物質(zhì)。蛋白質(zhì)水解程度太弱，形成的小分子肽和氨基酸等物質(zhì)較少，不利于產(chǎn)品風(fēng)味的形成，造成產(chǎn)品香味、滋味等較弱，降低了產(chǎn)品品質(zhì)，而蛋白質(zhì)水解過度，產(chǎn)品會產(chǎn)生質(zhì)構(gòu)軟化、香氣破壞等現(xiàn)象，嚴(yán)重地影響產(chǎn)品品質(zhì)。

2.6 不同殺菌溫度乳化香腸質(zhì)構(gòu)分析

由表1可知，不同殺菌溫度對乳化香腸的質(zhì)構(gòu)特性具有顯著的影響，由于產(chǎn)品中加入大豆分離蛋白、淀粉和卡拉膠等輔料，這些物質(zhì)也具有良好的保水性，可以與肌原纖維蛋白形成良好的凝膠結(jié)構(gòu)，且該凝膠結(jié)構(gòu)比肌原纖維蛋白單獨(dú)形成的凝膠結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此，其質(zhì)構(gòu)與肌原纖維蛋白單獨(dú)形成的凝膠具有較大的差異。低于100 ℃的殺菌溫度對產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)具有較好的作用，高于100 ℃的殺菌溫度對產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)破壞嚴(yán)重，120 ℃殺菌條件下硬度、彈性和黏聚性等各項(xiàng)指標(biāo)下降均非常明顯，凝膠結(jié)構(gòu)幾乎被完全破壞，質(zhì)構(gòu)嚴(yán)重變差，因此，選用100 ℃的殺菌溫度仍然可以使產(chǎn)品具有良好的質(zhì)構(gòu)。

3 結(jié) 論

本實(shí)驗(yàn)通過研究不同殺菌溫度對肌原纖維蛋白氧化程度、凝膠結(jié)構(gòu)特性和乳化香腸質(zhì)構(gòu)等性質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)殺菌溫度對蛋白質(zhì)及產(chǎn)品品質(zhì)都有顯著影響，主要表現(xiàn)為：1）隨著殺菌溫度的升高，肌原纖維蛋白凝膠結(jié)構(gòu)破壞程度逐漸增加。2）低于100 ℃條件下的殺菌對產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)仍具有較好的作用，高于100 ℃的殺菌溫度對產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)破壞明顯。

通過研究發(fā)現(xiàn)，100 ℃的中溫殺菌可以使產(chǎn)品具有良好的質(zhì)構(gòu)，同時(shí)結(jié)合靶向抑菌技術(shù)等，可以使產(chǎn)品在較低的殺菌條件下實(shí)現(xiàn)常溫保藏，這樣既保持了低溫肉制品的感官和營養(yǎng)品質(zhì)，又實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的常溫流通、節(jié)省能耗，具有良好的應(yīng)用前景。

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