鵝肉肌原纖維蛋白乳化及理化性質(zhì)

計紅芳,張令文,江開欣,王　方,劉慈坤,馬漢軍

(河南科技學(xué)院食品學(xué)院,河南新鄉(xiāng) 453003)

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鵝肉肌原纖維蛋白乳化及理化性質(zhì)

計紅芳,張令文*,江開欣,王方,劉慈坤,馬漢軍

(河南科技學(xué)院食品學(xué)院,河南新鄉(xiāng) 453003)

為豐富鵝肉肉糜類產(chǎn)品,對鵝肉肌原纖維蛋白乳化及理化性質(zhì)進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,鵝腿肉肌原纖維蛋白含量最高(48.27 mg/g),鵝胸肉次之,雞胸肉最低(23.18 mg/g),三者差異顯著(p<0.05);鵝腿肉自由巰基含量最高(2.85×10-4μmol/mg),鵝胸肉次之,豬腿肉最低(0.705×10-4μmol/mg),三者差異顯著(p<0.05);蛋白濃度在2.5～7.5 mg/mL時,鵝腿、胸肉溶解度迅速上升,之后趨于平穩(wěn),濃度在12.5 mg/mL時,鵝腿蛋白溶解度>鵝胸>豬腿,三者差異顯著(p<0.05),溶解度與濁度呈極顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.978,p<0.01);隨蛋白濃度提高,鵝肉乳化穩(wěn)定性指數(shù)與乳化能力均呈上升趨勢,在各蛋白濃度條件下,鵝腿肉始終最高,鵝胸肉次之,豬腿肉最低;隨蛋白濃度增加,鵝腿、胸肉乳化活性指數(shù)均呈下降趨勢,當(dāng)?shù)鞍诐舛仍?.5 mg/mL后,二者沒有顯著差異(p>0.05),但始終高于對照。鵝腿肉的乳化能力最強,最適合制作糜類肉制品。

鵝肉,肌原纖維蛋白,乳化,溶解度,濁度

鵝肉營養(yǎng)豐富,其蛋白含量高于一般畜禽肉,且不飽和脂肪酸含量較高,富含各種維生素及微量元素,兼具益氣補虛、和胃止渴、止咳平喘等功效,是越來越受歡迎的禽類制品[1]。目前,對鵝肉的研究主要集中在營養(yǎng)成分、品質(zhì)特性、嫩化、產(chǎn)品工藝優(yōu)化等方面,而對鵝肉乳化性質(zhì)的研究鮮有報道[2-4]。

研究表明,肉中起乳化作用的蛋白主要是肌原纖維蛋白,它不僅能賦予肉制品獨特的口感、風(fēng)味和營養(yǎng),還能對肉糜或類肉糜制品品質(zhì)起決定性作用[5]。Grossi 等研究了高壓對豬肉肌原纖維蛋白溶解度等功能特性的影響[6],陸健康等對多浪羊肉肌原纖維蛋白乳化性進(jìn)行了研究[7],閆海鵬等研究表明,雞肉肌原纖維蛋白乳化能力、乳化穩(wěn)定性指數(shù)、乳化活性指數(shù)均高于豬肉,牛肉最低[8]。以豬肉、牛肉、雞肉為主要原料的乳化型香腸(火腿)在市場上已大面積銷售,而鵝肉乳化腸(火腿)等未廣泛流通。因此,有必要研究鵝肉肌原纖維蛋白乳化特性,為鵝肉糜類產(chǎn)品的深加工,提供科學(xué)理論指導(dǎo)。

本文以豬腿肉、雞腿肉、雞胸肉為對照,開展鵝腿肉、鵝胸肉肌原纖維蛋白乳化及理化性質(zhì)研究,從而可以選擇出更加適合制作糜類產(chǎn)品的鵝肉部位,以豐富我國鵝肉產(chǎn)品種類,滿足消費者需求。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

原料肉:豬腿、鵝胸、鵝腿、雞胸、雞腿購于河南省新鄉(xiāng)市永輝超市;金龍魚牌大豆油購于河南省新鄉(xiāng)市大學(xué)城易購超市;乙二醇雙(2-氨基乙基醚)四乙酸(EGTA)、5,5二硫代二硝基苯甲酸鹽(DTNB)購自美國Sigma公司;十二烷基磺酸鈉(SDS)、牛血清蛋白(純度≥99%)生化試劑,其他試劑均為國產(chǎn)分析純。

BSA224S型電子天平賽多利斯科學(xué)儀器有限公司;JJ-2型組織搗碎勻漿機江蘇常州國華電器有限公司;3-18K型高速冷凍離心機德國西格瑪;TU-1810型紫外可見分光光度計北京普析通用儀器責(zé)任有限公司;FE30型電導(dǎo)率儀梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司;FE30型pH計梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司。

1.2實驗方法

1.2.1肉的預(yù)處理選用屠宰24～48 h的新鮮肉,剔除多余的脂肪以及結(jié)締組織,將其剪碎放入真空袋中在-20 ℃左右冷凍24 h,提取肌原纖維蛋白前在4 ℃解凍約15 h[8]。

1.2.2肌原纖維蛋白的提取與濃度測定根據(jù)Xiong等的方法進(jìn)行改進(jìn)[9]。提取溫度0～4 ℃,分離提取緩沖液:1 mmol/L EGTA,2 mmol/L MgCl2·6H2O,0.2 mol/L NaCl,10 mmol/L Na2HPO4/NaH2PO4,pH=6.8。以肉∶分離提取緩沖液=1∶4(w/v)的比例,勻漿。2000×g、4 ℃離心15 min收集沉淀后,分散在4倍體積分離提取緩沖液中,重復(fù)離心2次,期間均用勻漿機在冰浴條件下勻漿30 s。第2次離心后,將沉淀重新分散在4倍體積0.2 mol/L NaCl溶液中,用紗布過濾,2000×g、4 ℃離心15 min收集沉淀,重復(fù)2次。將沉淀分散在4倍體積的去離子水中洗脫2次,離心后所得沉淀即為肌原纖維蛋白。根據(jù)雙縮脲法做標(biāo)準(zhǔn)曲線在540 nm處測定蛋白質(zhì)量濃度[8]。

1.2.3肌原纖維蛋白濁度和溶解度測定將肌原纖維蛋白溶液在25 ℃中水浴20 min。采用緩沖溶液作為空白對照,在340 nm處比色,即為濁度[10]。將肌原纖維蛋白原液分別稀釋到不同質(zhì)量濃度,將其在1500×g、4 ℃條件下離心10 min,采用雙縮脲法540 nm處測蛋白濃度。根據(jù)以下公式計算溶解度[11]。

S(%)=Cx/Cy×100

式中:S為溶解度;Cx為離心后上清液中的蛋白濃度(mg/mL);Cy為離心前的蛋白濃度(mg/mL)。

1.2.4肌原纖維蛋白活性自由巰基測定采用Ellman比色法并進(jìn)行一定改進(jìn)[12]。取1 mL肌原纖維蛋白溶液于試管中,加入5 mL在25 ℃水浴鍋恒溫的0.1 mol/L的DTNB溶液,搖勻,準(zhǔn)確靜置 10 min,立即于波長412 nm處比色。公式:

-SH/(μmol/mg)=A×(D/ε)×ρ

式中:-SH為巰基含量;A為波長412 nm處吸光度;D為稀釋倍數(shù);ε為13600(mol/L);ρ為蛋白質(zhì)量濃度(mg/mL)。

1.2.5肌原纖維蛋白乳化活性指數(shù)(EAI)和乳化穩(wěn)定性指數(shù)(ESI)的測定采用Pearce和Agyare等的方法并稍作調(diào)整[13-14]。取28 mL稀釋后的肌原纖維蛋白溶液于燒杯中,并加入7 mL大豆油,勻漿1 min后制成乳狀液。使用移液槍迅速從新制的乳狀液底部移取60 μL,并用30 mL 1 mg/mL的SDS溶液稀釋500倍,空白對照為1 mg/mL的SDS溶液,立即在500 nm下測定樣品的吸光度A0。將乳狀液靜置5 min后,采用同樣的方法測定樣品的吸光度A5。根據(jù)下式計算:

ESI=5A0/(A0-A5)

EAI=[2×2.303/(C×Φ×104)]×500×A0

式中:C為乳化前肌原纖維蛋白質(zhì)量濃度,mg/mL;Φ為乳狀液中大豆油所占的體積比例,%[15]。

1.2.6肌原纖維蛋白乳化能力(EC)的測定采用電導(dǎo)率法測定[11]。取15 mL稀釋后的肌原纖維蛋白溶液,加入10 mL大豆油,組織勻漿,其間使用滴定管勻速加入一定量的大豆油,同時觀察電導(dǎo)率的變化,當(dāng)乳狀液的電導(dǎo)率出現(xiàn)突變時記錄大豆油使用量。計算公式為:

EC=V/m

式中:V-加入大豆油的總體積(mL);m-肌原纖維蛋白的質(zhì)量(mg)。

1.3數(shù)據(jù)處理與分析

數(shù)據(jù)采用Excel 2010與 SPSS 13.0 軟件進(jìn)行處理。采用 ANOVA 進(jìn)行方差分析,采用 LSD法檢驗進(jìn)行顯著性分析,相關(guān)性檢驗采用Pearson相關(guān)分析,p<0.05 判定為影響顯著。所有數(shù)據(jù)均為三次重復(fù)的平均值。

2　結(jié)果與分析

2.1鵝肉肌原纖維蛋白含量分析

由圖1可知,5種肉類肌原纖維蛋白含量各不相同。鵝肉的肌原纖維蛋白含量(腿部48.27 mg/g;胸部30.75 mg/g)>雞腿肉(28.44 mg/g)>豬腿肉(25.65 mg/g)>雞胸肉(23.18 mg/g)。實驗范圍內(nèi),就同一種肉類而言,腿肉均比胸肉的蛋白含量更高,且差異顯著(p<0.05)。

圖1　不同肉類肌原纖維蛋白含量Fig.1　Myofibrillar protein content of different meat

2.2鵝肉肌原纖維蛋白濁度、溶解度分析

由圖2可知,5種肉類肌原纖維蛋白濁度隨著蛋白的質(zhì)量濃度上升而下降,其中鵝肉蛋白的濁度最低,雞肉蛋白的濁度次之,豬肉蛋白的濁度最高,而在同種肉類中,雞胸肉蛋白的濁度要高于雞腿肉中蛋白的濁度,鵝胸肉蛋白的濁度要高于鵝腿肉中蛋白的濁度。

圖2　不同肉類肌原纖維蛋白在不同質(zhì)量濃度下的濁度Fig.2　The turbidity of different meat myofibrillar protein at different concentration

蛋白質(zhì)溶解度對其乳化性質(zhì)起重要作用,在油-水界面上蛋白質(zhì)膜的穩(wěn)定性取決于蛋白質(zhì)-油相和蛋白質(zhì)-水相的相互作用。由圖3可知,5種肉類肌原纖維蛋白的溶解度隨著蛋白的質(zhì)量濃度上升而上升,并且在2.5～7.5 mg/mL之間上升較快,之后趨于穩(wěn)定,這可能是由于蛋白質(zhì)量濃度大于7.5 mg/mL時,蛋白分子間距減小,分子間的相互作用增強,蛋白分子的聚集能夠使溶解度不再隨濃度的增加而有顯著變化。在相同質(zhì)量濃度下,鵝肉肌原纖維蛋白的溶解度最高,雞肉次之,豬肉的溶解度最低,鵝腿肉在12.5 mg/mL時溶解度為92.77%,高于鵝胸肉的88.32%,且差異顯著(p<0.05)?？傮w來看,肉類中的肌原纖維蛋白溶解度隨著其濁度的下降而上升,呈極顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.978,p<0.01)。

圖3　不同肉類肌原纖維蛋白在不同質(zhì)量濃度下的溶解度Fig.3　The solubility of different meat myofibrillar protein at different concentration

2.3鵝肉肌原纖維蛋白活性自由巰基含量分析

巰基存在蛋白分子內(nèi)部,當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時,暴露自由巰基,這些自由巰基就會發(fā)生氧化反應(yīng)形成二硫鍵,提高了蛋白質(zhì)穩(wěn)定脂肪的能力,從而提高了蛋白的乳化性[16]。由圖4可知,5種肉類肌原纖維蛋白的自由巰基含量差異顯著(p<0.05),鵝腿肉肌原纖維蛋白自由巰基含量最高(2.85×10-4μmol/mg),雞腿肉次之,豬腿肉最低(0.705×10-4mmol/mg);在同種肉類中,不同部位的肌原纖維蛋白的自由巰基含量差別也較大,鵝腿部肌原纖維蛋白自由巰基的含量是其胸肌的1.75倍。

圖4　不同肉類肌原纖維蛋白活性自由巰基含量Fig.4　The active-free sulfhydryl group content of different meat myofibrillar protein

2.4鵝肉乳化穩(wěn)定性指數(shù)和乳化活性指數(shù)

由圖5可知,5種肉類肌原纖維蛋白乳化穩(wěn)定性指數(shù)在蛋白質(zhì)量濃度為2.5～5 mg/mL之間較低,且差異不顯著,當(dāng)質(zhì)量濃度大于5 mg/mL時,其值急劇增加,鵝肉增長最快,雞肉次之,豬肉增加相對較慢,表明鵝肉的乳化穩(wěn)定性指數(shù)最高。而在同種肉類中,腿肉的乳化穩(wěn)定性指數(shù)要高于胸肉的乳化穩(wěn)定性指數(shù)。原因可能是當(dāng)肌原纖維蛋白溶解度較低時,連續(xù)相中沒有足夠的蛋白質(zhì)來完全包圍大量的小脂肪滴,從而導(dǎo)致乳濁液的分層。當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)溶解度增加,有更多的蛋白質(zhì)參與乳化,使乳化顆粒蛋白膜厚度增加,從而防止了油的聚集,使乳狀液更加穩(wěn)定[17]。Al-Malah等研究表明,隨蛋白質(zhì)量濃度的增加,蛋白分子在乳化界面上形成的界面膜表面積越來越大,乳狀液的乳化穩(wěn)定性越來越高[18]。本研究結(jié)果與Al-Malah 等報道相一致。

圖5　蛋白質(zhì)濃度對不同種類肉乳化穩(wěn)定性指數(shù)的影響Fig.5　The effect of protein concentration on emulsifying stability index of different meat

乳化活性指數(shù)反映單位質(zhì)量的蛋白質(zhì)所產(chǎn)生的界面面積。隨蛋白濃度的增加,5種肉類肌原纖維蛋白的乳化活性指數(shù)下降,不同種肉類中,鵝肉的蛋白乳化活性指數(shù)最高,雞肉次之,豬肉最低;而在同種肉類中,腿部肌原纖維蛋白乳化活性指數(shù)高于胸部;當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)量濃度在7.5 mg/mL以后時,乳化活性指數(shù)下降趨勢減緩,鵝腿與鵝胸肉之間乳化活性指數(shù)無顯著性差異(p>0.05)(圖6)。陸健康對多浪羊肉肌原纖維蛋白乳化活性指數(shù)的研究也得到類似的結(jié)論[7]。上述原因可能為,隨蛋白濃度的增加,盡管參與乳化的蛋白分子數(shù)量增多,但由于乳狀液中的蛋白分子間距減小,使單個蛋白分子的有效乳化表面積減少,從而導(dǎo)致乳化活性指數(shù)逐漸降低[19]。

圖6　蛋白質(zhì)濃度對不同種類肉乳化活性指數(shù)的影響Fig.6　The effect of protein concentration on emulsifying activity index of different meat

2.55種肉類肌原纖維蛋白乳化能力的比較

EC代表了每毫克肌原纖維蛋白能夠乳化的大豆油量,EC數(shù)值越大,其肌原纖維蛋白在單位質(zhì)量內(nèi)能夠乳化的油量就越多[11]。由圖7可知,5種肉類肌原纖維蛋白在相同質(zhì)量濃度下,其乳化能力差異較大,鵝腿肉最高,其次為鵝胸肉、雞腿肉、雞胸肉,豬腿肉最低。隨肌原纖維蛋白濃度的增加,5種肉類蛋白的乳化能力均有顯著的提高(p<0.05),這一結(jié)果與 Cofrades 等的結(jié)論比較相似[19]。這可能是由于肌原纖維蛋白在低濃度時可以形成分散液,由于參與乳化的蛋白較少,單體蛋白更易與油滴結(jié)合,進(jìn)而較完全的參與乳化[20]。隨蛋白濃度的增加,乳狀液中能夠參與乳化的蛋白分子數(shù)量增多,其乳化能力隨蛋白濃度的增加而顯著增大[21]。另外,本研究發(fā)現(xiàn),蛋白質(zhì)乳化能力與溶解度呈顯著正相關(guān)(r=0.957,p<0.01)。

圖7　蛋白濃度對不同種類肉乳化能力的影響Fig.7　The effect of protein concentration on emulsifying ability of different meat

3　結(jié)論

通過測定肌原纖維蛋白含量、濁度、溶解度、活性自由巰基、乳化穩(wěn)定性指數(shù)、乳化活性指數(shù)以及乳化能力等指標(biāo),對鵝肉的乳化及理化性質(zhì)進(jìn)行了研究。鵝腿肉肌原纖維蛋白含量最高,雞胸肉含量最低;鵝腿肉自由巰基含量最高,豬腿肉含量最低;隨肌原纖維蛋白濃度的提高,5種肉類蛋白濁度均呈下降趨勢,溶解度均呈上升趨勢。濁度:鵝腿肉<鵝胸肉<雞腿肉<雞胸肉<豬腿肉,溶解度順序與濁度相反;隨肌原纖維蛋白濃度的提高,5種肉類乳化穩(wěn)定性指數(shù)與乳化能力均增加,乳化活性指數(shù)減小。乳化穩(wěn)定性指數(shù)、乳化能力與乳化活性指數(shù):鵝腿肉>鵝胸肉>雞腿肉>雞胸肉>豬腿肉?？梢?在5種肉類當(dāng)中,鵝肉肌原纖維蛋白的乳化性最強,雞肉次之,豬肉蛋白乳化性最差。同種肉類中,腿部肌原纖維蛋白的乳化性優(yōu)于胸部蛋白的乳化性,其原因及機制還需要進(jìn)一步深入研究,可能由于肉的蛋白種類特性及成分的不同[22]。實驗范圍內(nèi),鵝腿肉肌原纖維蛋白的乳化性最好,最適合制作乳化肉糜類產(chǎn)品。

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Emulsifying and physicochemical properties of myofibrillar protein from goose

JI Hong-fang,ZHANG Ling-wen*,JIANG Kai-xin,WANG Fang,LIU Ci-kun,MA Han-jun

(School of Food Science,Henan Institute of Science and Technology,Xinxiang 453003,China)

In order to enrich goose emulsion products,research was carried out to explore the emulsifying and physicochemical properties of myofibrillar protein from goose. The results were as follows,the content of myofibrillar protein from goose leg meat was the highest(48.27 mg/g),the second was that of goose breast,and the lowest was chicken breast(23.18 mg/g),and the difference among them was significant(p<0.05). The content of active-free sulfhydryl group of goose leg meat was the highest(2.85×10-4μmol/mg),the second was that of goose breast,and the last was pork leg(0.705×10-4μmol/mg),and the difference among them was significant(p<0.05). The solubility of goose leg and goose breast were increased quickly with the increment of protein concentration which changed from 2.5 to 7.5 mg/mL,but the change was tending towards stability when the protein concentration was higher than 7.5 mg/mL. At the concentration of 12.5 mg/mL,the size order of solubility was goose leg>goose breast>pork leg,and the difference among them was significant(p<0.05). Additionally,there was a significant negative correlation between solubility and turbidity(r=-0.978,p<0.01). With the increase of protein concentration,the emulsifying stability index and emulsifying ability of goose were increased,and under the same protein concentration,the size order of emulsifying stability index and emulsifying ability was goose leg>goose breast>pork leg. The emulsifying activity index of goose leg and goose breast were decreased with the increment of protein concentration. When the protein concentration was higher than 7.5 mg/mL,the difference between them was not significant(p>0.05),while they were always higher than that of the control. The myofibrillar protein from goose leg had the strongest emulsification ability,and was the most suitable for making emulsion products.

goose meat;myofibrillar protein;emulsifying properties;solubility;turbidity

2016-02-01

計紅芳(1978-), 女, 博士, 副教授, 研究方向：食品加工與安全，E-mail：jhf300@126.com。

張令文(1977-)，男，博士，副教授，研究方向：傳統(tǒng)食品加工技術(shù)機理，E-mail：lingwen2008@163.com。

河南省教育廳重點項目(12B550005)；河南省高校科技創(chuàng)新團(tuán)隊支持計劃項目(13IRTSTHN006)；國家級大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃項目(201410467020)；大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃項目(2014CX030) 。

TS251.5

A

1002-0306(2016)17-0086-05

10.13386/j.issn1002-0306.2016.17.008