復合磷酸鹽、谷氨酰胺轉氨酶、大豆分離蛋白對新型鴨肉火腿保水特性和感官品質(zhì)的影響

聶曉開，鄧紹林，周光宏，徐幸蓮

復合磷酸鹽、谷氨酰胺轉氨酶、大豆分離蛋白對新型鴨肉火腿保水特性和感官品質(zhì)的影響

聶曉開，鄧紹林，周光宏*，徐幸蓮

（南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院，國家肉品質(zhì)量安全控制工程技術研究中心，食品安全與營養(yǎng)協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇高校肉品生產(chǎn)與加工質(zhì)量安全控制協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇 南京 210095）

為研究復合磷酸鹽、谷氨酰胺轉氨酶、大豆分離蛋白對新型鴨肉火腿保水特性和感官品質(zhì)的影響，通過單因素和L9（34）正交試驗，以蒸煮損失、低場核磁共振自旋-自弛豫時間（T2）和感官品質(zhì)為參考指標，確定最適添加量。結果表明：單獨添加復合磷酸鹽或大豆分離蛋白可以顯著改善新型鴨肉火腿的蒸煮損失（P＜0.05），添加大于0.5%的谷氨酰胺轉氨酶會顯著降低鴨肉火腿的保水性（P＜0.05）。通過正交試驗優(yōu)化得出的最佳添加量為：復合磷酸鹽0.3%、谷氨酰胺轉氨酶0.4%、大豆分離蛋白4%。應用此工藝，能夠明顯改善鴨肉火腿的保水特性和感官品質(zhì)。關鍵詞：鴨肉；壓縮火腿；低場核磁共振；保水性

壓縮火腿是以小塊肉為原料，經(jīng)過腌制和壓縮成型后蒸煮制成的西式火腿[1]，壓縮火腿生產(chǎn)工藝簡單、風味易于調(diào)理、產(chǎn)品形態(tài)多樣，屬于西式肉制品中的高檔產(chǎn)品，并且其對原料肉的大小、塊形并無過多要求。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前市場所售壓縮火腿產(chǎn)品的主要原料為雞肉和豬肉，以鴨肉為原料的壓縮火腿產(chǎn)品極少。我國是鴨肉生產(chǎn)大國，鴨肉產(chǎn)量豐富，且價格較豬肉和雞肉更為低廉，但目前市場上鴨肉的深加工產(chǎn)品品種較少。因此，開發(fā)一種以鴨肉為原料制成的壓縮火腿，不僅提升了原料的附加價值，還可豐富鴨肉制品種類，延伸鴨肉產(chǎn)業(yè)鏈條。

保水性作為評價肉制品最重要的指標之一，不僅直接影響到肉的滋味、香氣、多汁性、營養(yǎng)成分、嫩度等食用品質(zhì)，而且具有重要的經(jīng)濟意義[1]。但由于鴨肉自身的特性，制成壓縮火腿產(chǎn)品松散，蒸煮損失率高，口感干澀，消費者較難接受。對于以上問題，本實驗采用復合磷酸鹽、谷氨酰胺轉氨酶、大豆分離蛋白復配來改善鴨肉火腿的保水性能。復合磷酸鹽可以通過改變?nèi)獾膒H值、提高離子強度、螯合金屬離子等方面提升肌肉保水能力，最終改善產(chǎn)品的蒸煮損失和多汁性[2-3]。大豆分離蛋白有助于提升產(chǎn)品凝膠特性[4]，增強產(chǎn)品的保水性和保油性。谷氨酰胺轉氨酶（transglutaminase，TG），可以使蛋白質(zhì)分子內(nèi)或分子間發(fā)生交聯(lián)，在重組肉制品中應用廣泛[5]。

低場核磁共振技術（low-field nuclear magnetic resonance，LF-NMR）因其無破壞性、制樣方便、測定快速、精度高、重現(xiàn)性好而在食品科學研究中得到廣泛應用。近些年來，通過采用LF-NMR鑒定食品中水分遷移、蛋白質(zhì)、碳水化合物、油脂及品質(zhì)的方法有較多報道[6-8]。作為一種高效精確的檢測手段，低場核磁共振技術在肉類產(chǎn)業(yè)中的應用日益廣泛。本實驗利用LF-NMR對壓縮火腿中的水質(zhì)子回波信號信息分析，得到產(chǎn)品的自旋-自旋弛豫時間（T2），并以T22的峰面積比作為保水性的指標，并結合蒸煮損失和感官指標，探尋復合磷酸鹽、TG、大豆分離蛋白的最優(yōu)復配比，以提升產(chǎn)品的保水和感官性能，為鴨肉產(chǎn)品的深加工提供新的思路和技術參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

冷凍鴨脯 山東省天惠食品有限公司；白胡椒粉、五香粉 昆山市宏芳香料有限公司；食鹽、蜂蜜均購于蘇果超市。

大豆分離蛋白 臨沂山松生物制品有限公司；復合磷酸鹽 徐州恒世食品有限公司；TG（酶活力100 U/g，食品級） 泰興一鳴生物制品有限公司。

1.2 儀器與設備

TC 12E絞肉機 意大利Sirman公司；火腿模具常熟市食品機械加工廠；T1900多功能煙熏箱 德國Fessmann公司；NiumagPQ001核磁共振成像分析儀 上海紐邁電子科技有限公司；Allegra 64R離心機 美國Beckman公司。

1.3 方法

1.3.1 鴨肉火腿的制作

1.3.1.1 制備流程

1.3.1.2 工藝要點

鴨肉絞碎后加入干腌料（質(zhì)量分數(shù)：食鹽2%、五香粉0.25%、白胡椒粉0.25%），攪拌5 min，4 ℃干腌20 h備用。沸水澆燙鴨皮3 次，再用80 ℃蜂蜜水澆2 次，4 ℃晾坯20 h后烤制，烤制溫度190 ℃，時間20 min，并收集滴出的鴨脂，鴨皮烤制后切碎。將干腌后的鴨肉、鴨皮、鴨脂、水按一定比例混合，加入復合添加劑，攪拌均勻后壓模，4 ℃條件下放置8 h后放入多功能煙熏箱，81 ℃蒸煮至中心溫度70 ℃，冷卻脫模。

1.3.2 單因素與正交試驗

1.3.2.1 單因素試驗

通過參考Villamonte[9]、Youssef[10]、Tseng[11]等的研究，選取復合磷酸鹽、TG和大豆分離蛋白添加量作為影響因素。添加量梯度見表1，每個水平5 個重復3 個平行。

表1 單因素試驗因素水平表Table 1 Factors and levels used in single factor design

1.3.2.2 正交試驗

通過分析單因素試驗的結果，采用L9（34）正交表設計正交試驗研究3 種添加劑復配后對鴨肉火腿感官品質(zhì)和NMR自旋-自弛豫時間（T2）的影響，每個水平5 個重復3 個平行，以得出最佳配比。

1.3.3 蒸煮損失測定

參考Cofrades等[12]的方法并加以改進，50 mL離心管稱質(zhì)量，記為mA，將待測肉料裝入離心管內(nèi)，配平為45 g左右，稱質(zhì)量記為mB。500×g、3 min離心模擬壓模壓力，放置過夜后75 ℃蒸煮20 min，4 ℃冷卻20 h后取出，將管內(nèi)的肉擦干，稱質(zhì)量，記為mC。

1.3.4 NMR自旋-自旋弛豫時間（T2）測定

NMR弛豫測量在核磁共振成像分析儀上進行。稱取2 g肉料放入直徑15 mm核磁管中，保鮮膜封口后75 ℃水浴加熱20 min，然后置于4 ℃過夜。待測量的樣品放入分析儀分析。測試條件：質(zhì)子共振頻率22 MHz，采樣頻率100 Hz，測量溫度32 ℃。半回波時間τ-值（90°脈沖和180°脈沖之間的時間）150 μs，重復掃描8 次，重復間隔時間110 ms，掃描6 000 個回波，自旋-自旋弛豫時間T2用CPMG序列測量，得到的圖為指數(shù)衰減曲線，衰減曲線用儀器自帶的Multi Exp Inv Analysis軟件進行反演，得到結果為離散型與連續(xù)型相結合的T2譜。每個樣品測定6 個重復，結果取平均值。

1.3.5 感官評價

采用盲評計分法。選定10 名品嘗人員并進行培訓。將蒸煮好（中心溫度達到72 ℃）的鴨肉火腿進行切片、裝盤，由品嘗人員進行感官評定。評價者單獨操作，組與組之間使用清水漱口。對于評價的指標，滿分為10 分，極好為10.0～8.1 分，好為8.0～6.1 分，一般為6.0～4.1 分，差為4.0～2.1 分，極差為2.0～0 分，評價標準見表2。

表2 盲評計分法感官評定標準Table 2 Criteria for sensory evaluation of duck ham

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗所有數(shù)據(jù)使用Microsoft Excel進行整理，應用SAS 9.2的ANOVA進行方差分析，應用鄧肯多重比較對數(shù)據(jù)的差異顯著性進行判定。

2 結果與分析

2.1 復合磷酸鹽添加量對鴨肉火腿品質(zhì)的影響

2.1.1 復合磷酸鹽添加量對鴨肉火腿蒸煮損失的影響

圖1 復合磷酸鹽添加量對鴨肉火腿蒸煮損失的影響Fig.1 Effect of composite phosphate concentration on cooking loss of duck ham

如圖1所示，與對照組相比，隨著復合磷酸鹽添加量的增加，鴨肉火腿的蒸煮損失呈整體下降趨勢，產(chǎn)品的保水性能提升。當磷酸鹽添加量≤0.3%時，產(chǎn)品蒸煮損失顯著下降（P＜0.05），當添加量大于0.3%時，繼續(xù)增大添加量，對產(chǎn)品蒸煮損失的改善趨勢變緩，添加量為0.3%和0.4%的處理組間蒸煮損失沒有顯著差異（P＞0.05）。磷酸鹽可以加強肉糜中蛋白質(zhì)結合水分子的能力，使產(chǎn)品在加熱蒸煮的過程中能夠有效保存水分，減少汁液的溢出[13]。Puolanne等[14]的研究表明，原料肉中添加0.25%的磷酸鹽，即可顯著降低蒸煮損失。

2.1.2 復合磷酸鹽添加量對鴨肉火腿感官品質(zhì)的影響

表3 復合磷酸鹽對鴨肉火腿感官品質(zhì)的影響Table 3 Effect of compound phosphate concentration on sensory evaluation of duck ham

如表3所示，與對照組相比，處理組的多汁性和總體可接受度得分顯著提高（P＜0.05）。焦磷酸鈉和多聚磷酸鈉可以將肌肉中肌動球蛋白解離為肌動蛋白和肌球蛋白，肌球蛋白具有很強的保水能力，因而提升了產(chǎn)品的保水能力，使產(chǎn)品柔嫩多汁[15-17]。但是當磷酸鹽添加量＞0.3%時，會顯著降低產(chǎn)品的風味得分（P＜0.05），具體體現(xiàn)為產(chǎn)品出現(xiàn)令人不愉快的肥皂味，這與李寶升等[18]在鮮切牛肉中的研究結論相似，0.4%和0.5%的處理組多汁性得分顯著低于0.3%的處理組（P＜0.05），具體體現(xiàn)為產(chǎn)品咀嚼滑膩。綜合蒸煮損失和感官評定，復合磷酸鹽添加量為0.3%左右時較為理想。

2.2 TG添加量對鴨肉火腿品質(zhì)的影響

2.2.1 TG添加量對鴨肉火腿蒸煮損失的影響

圖2 TG添加量對鴨肉火腿蒸煮損失的影響Fig.2 Effect of TG concentration on cooking loss of duck ham

如圖2所示，與對照組相比，隨著TG添加量的增加，鴨肉火腿的蒸煮損失整體呈上升趨勢，產(chǎn)品的保水性能下降。TG添加量為0.4%處理組與對照組的蒸煮損失相比沒有顯著差異（P＞0.05），添加量≥0.5%時，蒸煮損失顯著高于對照組（P＜0.05），但處理組之間的差異并不顯著（P＞0.05），這可能是因為TG可以增強蛋白質(zhì)分子間的交聯(lián)，但過多的共價交聯(lián)會降低其對水分子和脂肪酸的束縛力，因此導致了蒸煮損失的升高[19]。

2.2.2 TG添加量對鴨肉火腿感官品質(zhì)的影響

表4 TG添加量對鴨肉火腿感官品質(zhì)的影響Table 4 Effect of TG concentration on sensory evaluation of duck ham

如表4所示，同對照組相比，處理組的總體可接受度得分顯著提高（P＜0.05）。0.5%～0.7%處理組的總體可接受度得分無顯著差異（P＞0.05），這表明繼續(xù)增大TG用量，對產(chǎn)品的感官品質(zhì)改善不顯著。TG通過催化蛋白質(zhì)分子間或分子內(nèi)?；D移形成共價鍵，使蛋白質(zhì)分、氨基酸發(fā)生交聯(lián)反應，提升了肉糜蛋白質(zhì)凝膠的穩(wěn)定性，從而提升了產(chǎn)品的質(zhì)地和口感，使產(chǎn)品更容易被消費者接受。Tseng等[11]的研究發(fā)現(xiàn)，低鹽的雞肉丸中添加1%以內(nèi)的TG，可以明顯改善產(chǎn)品的質(zhì)地、多汁性和總體可接受度。綜合蒸煮損失和感官評定，TG的添加量在0.5%左右較為理想。

2.3 大豆分離蛋白添加量對鴨肉火腿品質(zhì)的影響

2.3.1 大豆分離蛋白添加量對鴨肉火腿蒸煮損失的影響

圖3 大豆分離蛋白添加量對鴨肉火腿蒸煮損失的影響Fig.3 Effect of soybean protein isolate concentration on cooking loss of duck ham

如圖3所示，與對照組相比，隨著大豆分離蛋白添加量的增加，鴨肉火腿的蒸煮損失整體呈下降趨勢，保水性得到了提升。大豆分離蛋白的添加量小于4%時，鴨肉火腿的蒸煮損失隨著添加量的增加而顯著減少（P＜0.05），當添加量≥4%時，繼續(xù)增加大豆分離蛋白添加量，蒸煮損失的變化不顯著（P＞0.05）。在實踐生產(chǎn)中，常常使用非肉蛋白改善肉糜制品的凝膠特性，以提升產(chǎn)品保水能力[20]。在一定添加量范圍內(nèi)，大豆分離蛋白促進了肉糜中蛋白凝膠網(wǎng)絡的形成，顯著改善了產(chǎn)品的保水保油，這與Su等[21]在低脂法蘭克福腸中添加大豆分離蛋白所得到的結論相同。

2.3.2 大豆分離蛋白添加量對鴨肉火腿感官品質(zhì)的影響

表5 大豆分離蛋白添加量對鴨肉火腿感官品質(zhì)的影響Table 5 Effect of soybean protein isolate concentration on sensory evaluation of duck ham

如表5所示，與對照組相比，處理組的多汁性和總體可接受度得分都顯著高于對照組（P＜0.05），但當大豆分離蛋白添加量＞3%時，產(chǎn)品的多汁性得分顯著降低，具體表現(xiàn)為產(chǎn)品入口干硬。隨著大豆分離蛋白添加量的提升，進一步促進了蛋白凝膠網(wǎng)絡的形成，使得鴨肉火腿的質(zhì)構更為牢固。孫健等[22]指出大豆分離蛋白會提升產(chǎn)品的硬度。2%及以上的處理組，產(chǎn)品風味得分顯著降低，當大豆分離蛋白添加量＞3%時，產(chǎn)品出現(xiàn)明顯的豆腥味，這與Pertracci等[23]的研究結果類似。綜合蒸煮損失和感官評定，大豆分離蛋白的添加量為3%左右較為理想。

2.4 正交試驗結果

2.4.1 復合磷酸鹽、TG、大豆分離蛋白添加量對鴨肉火腿感官品質(zhì)的影響

表6 正交試驗結果Table 6 Results of orthogonal array experiments

如表6所示，復合磷酸鹽、TG、大豆分離蛋白添加量對產(chǎn)品的總體可接受度均有不同影響。以總體可接受度為參考指標，3 個因素的影響大小為A＞C＞B，初步確定3 個因素的最適添加量為A2B2C2，即復合磷酸鹽添加量0.3%、TG添加量0.6%、大豆分離蛋白添加量3%。

2.4.2 復合磷酸鹽、TG、大豆分離蛋白添加量對鴨肉火腿NMR弛豫特性的影響

肌肉中的水分以3 種形式存在：不可移動的水、可移動的水和自由水，其中，可移動的水影響產(chǎn)品的嫩度、口感等感官品質(zhì)，自由水影響產(chǎn)品的蒸煮損失[24]。在使用LF-NMR對肌肉進行測量時，樣品的自旋-自旋弛豫時間通常使用T2來表示，它可以反映水分的自由度。弛豫時間的變化反映了樣品中不同狀態(tài)水分的結合狀態(tài)和自由程度；而弛豫峰面積比可以估計氫質(zhì)子的相對含量，從而反映樣品中不同狀態(tài)水分的含量，其變化可以反映不同處理對樣品中各種狀態(tài)水分的流動轉移情況。在使用LF-NMR對肌肉進行弛豫時間測定時，一般可將T2分為T20（0～10 ms）、T21（10～100 ms）、T22（＞100 ms），這3 個峰分別對應肌肉中3 種狀態(tài)的水分，即不可移動的水（T20）、可移動的水（T21）和自由水（T22）[25]。其中，T22的積分面積所占總峰面積的百分比越小，說明樣品中自由水所占的比例越小，該處理的保水性能越好。

如表6所示，復合磷酸鹽、TG、大豆分離蛋白添加量對于產(chǎn)品的T2弛豫特性均有不同影響。以T22峰面積比為參考指標，3 個因素的影響大小為C＞A＞B，初步確定3 個因素的最適添加量為A2B1C3，即復合磷酸鹽添加量0.3%、TG添加量0.4%、大豆分離蛋白添加量4%。

2.5 確定最佳復配添加量

以總體可接受度和T22峰面積比為參考指標，確定復合磷酸鹽添加量為0.3%。以總體可接受度為參考指標確定TG添加量為0.5%，以T22峰面積比為參考指標確定為0.4%，根據(jù)經(jīng)濟性原則，確定TG添加量為0.4%。以總體可接受度為參考指標確定大豆分離蛋白添加量為3%，以T22峰面積比為參考指標確定為4%，實驗發(fā)現(xiàn)，3%的大豆分離蛋白處理組的總體可接受度與4%的處理組差異不顯著，但4%的處理組保水性更好，同時考慮到4%的添加量出品率較高，確定大豆分離蛋白添加量為4%。

綜合以上分析確定復合磷酸鹽、TG、大豆分離蛋白的最佳添加量分別為0.3%、0.4%、4%。

2.6 驗證實驗

分別以正交試驗優(yōu)化組A2B1C3（復合磷酸鹽0.3%、TG 0.4%、大豆分離蛋白4%）和試驗中表現(xiàn)最佳組A2B2C3（復合磷酸鹽0.3%、TG 0.5%、大豆分離蛋白4%）作為處理條件制作鴨肉火腿。結果見表7。

表7 驗證實驗Table 7 Verification of optimized orthogonal combinations

如表7所示，優(yōu)化組A2B1C3和處理A2B2C3在T22峰面積比和總體可接受度方面差異不顯著（P＞0.05），這表明驗證實驗中的兩組處理在產(chǎn)品品質(zhì)方面并沒有顯著差異，但是，優(yōu)化組的TG用量低于處理組，出于經(jīng)濟性原則，確定復合磷酸鹽、TG、大豆分離蛋白在鴨肉火腿中最佳添加量分別為0.3%、0.4%、4%。

3 結 論

通過單因素和正交試驗，得到復合磷酸鹽、TG、大豆分離蛋白在鴨肉火腿中最佳添加量分別為0.3%、0.4%、4%，該添加量可以得到較好的感官品質(zhì)和較低的蒸煮損失。本 研究可以對鴨肉深加工產(chǎn)業(yè)提供理論依據(jù)與技術參考。

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Effects of Compound Phosphate, Transglutaminase, and Soybean Protein Isolate on Water-Holding Capacity and Sensory Quality of Duck Ham

NIE Xiaokai, DENG Shaolin, ZHOU Guanghong*, XU Xinglian
(Jiangsu Innovation Center of Meat Production and Processing, Synergetic Innovation Center of Food Safety and Nutrition, National Center of Meat Quality and Safety Control, College of Food Science and Technology, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China)

This experiment was performed to improve the water-holding capacity and sensory quality of duck ham. A threelevel orthogonal array design was applied to optimize the amounts of compound phosphate, transglutaminase (TG), and soybean protein isolate added to duck ham on cooking loss, relaxation time of low-fi eld nuclear magnetic resonance (LF-NMR) and sensory evaluation. The results showed that the individual addition of compound phosphate and transglutaminase could signifi cantly reduce the cooking loss of duck ham (P ＜ 0.05). The addition of transglutaminase at ratios higher than 0.5% could signifi cantly decrease the water-holding capacity of duck ham (P ＜ 0.05). The orthogonal array experiments showed that the optimal concentrations of compound phosphate, transglutaminase, and soybean protein isolate that obviously improved the water-holding properties and sensory quality of duck ham were 0.3%, 0.4% and 4%, respectively.

duck; pressed ham; low-fi eld nuclear magnetic resonance (LF-NMR); water-holding capacity

10.7506/spkx1002-6630-201601010

TS251.1

A

1002-6630（2016）01-0050-06

聶曉開, 鄧紹林, 周光宏, 等. 復合磷酸鹽、谷氨酰胺轉氨酶、大豆分離蛋白對新型鴨肉火腿保水特性和感官品質(zhì)的影響[J]. 食品科學, 2016, 37(1): 50-55. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201601010. http://www.spkx.net.cn

NIE Xiaokai, DENG Shaolin, ZHOU Guanghong, et al. Effects of compound phosphate, transglutaminase, and soybean protein isolate on water-holding capacity and sensory quality of duck ham[J]. Food Science, 2016, 37(1): 50-55. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201601010. http://www.spkx.net.cn

2015-01-25

國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)（肉雞）產(chǎn)業(yè)技術體系建設專項（CARS-42）； “十二五”國家科技支撐計劃項目（2012BAD28B03）

聶曉開（1989—），男，碩士研究生，研究方向為食品科學與工程。E-mail：2012108054@njau.edu.cn

*通信作者：周光宏（1960—），男，教授，博士，研究方向為肉品加工和食品質(zhì)量安全。E-mail：ghzhou@njau.edu.cn