大豆分離蛋白對調(diào)理重組牛肉品質(zhì)特性的影響

李龍祥，趙欣欣，孔保華*

（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150030）

大豆分離蛋白對調(diào)理重組牛肉品質(zhì)特性的影響

李龍祥，趙欣欣，孔保華*

（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150030）

為探討大豆分離蛋白添加量對調(diào)理重組牛肉制品品質(zhì)特性的影響，以碎牛肉為實驗原料，經(jīng)過調(diào)理和重組工藝，研究不同大豆分離蛋白添加量對產(chǎn)品的各項品質(zhì)特性的影響。結(jié)果表明：隨著大豆分離蛋白添加量的增加，調(diào)理重組牛肉制品的解凍損失顯著降低（P＜0.05），出品率顯著提高（P＜0.05），產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)特性得到顯著改善（P＜0.05），黏結(jié)強度顯著增強（P＜0.05），但是產(chǎn)品的色澤變暗（P＜0.05）。另外，低場核磁檢測發(fā)現(xiàn)，增加大豆分離蛋白的添加量，T2b和T21的弛豫時間均逐漸變短，而T22的弛豫時間逐漸延長，說明產(chǎn)品的保水性逐漸增強。對產(chǎn)品進行感官評價表明，大豆分離蛋白添加量為2.0%時，產(chǎn)品品質(zhì)最好。綜合考慮產(chǎn)品品質(zhì)和感官質(zhì)量，確定在調(diào)理重組牛肉制品中大豆分離蛋白的最佳添加量為2.0%。

大豆分離蛋白；重組牛肉；品質(zhì)特性

李龍祥， 趙欣欣， 孔保華. 大豆分離蛋白對調(diào)理重組牛肉品質(zhì)特性的影響［J］. 肉類研究， 2016， 30（10）： 7-12.

LI Longxiang， ZHAO Xinxin， KONG Baohua. Effect of soy protein isolate on quality characteristics of ready-to-eat restructured beef products［J］. Meat Research， 2016， 30（10）： 7-12. （in Chinese with English abstract） DOI：10.15922/j.cnki. rlyj.2016.10.002. http：//rlyj.cbpt.cnki.net

我國是牛肉生產(chǎn)大國，牛肉制品的生產(chǎn)量與消費量與日俱增，如何高效利用工廠生產(chǎn)中剩余的碎肉、邊角料肉、剔骨肉成為近些年研究的熱點［1］。調(diào)理重組牛肉制品是指以碎牛肉等為原料，添加適當(dāng)?shù)恼{(diào)味料或輔料及一些黏結(jié)劑，經(jīng)過腌制、滾揉、成型等調(diào)理和重組工藝，在常溫、冷凍或冷藏狀態(tài)下進行運輸、貯存和銷售，消費者可直接食用或經(jīng)過簡單加熱處理即可食用的一類新型肉制品［2-3］。調(diào)理重組牛肉制品結(jié)合了調(diào)理牛肉制品和重組牛肉制品的加工工藝，具有兩者的特點：調(diào)理重組牛肉制品既可以充分利用工廠生產(chǎn)中剩余的大量碎肉，提高其利用價值和生產(chǎn)價值，又能夠生產(chǎn)出營養(yǎng)美味、安全健康的牛肉制品，并且它包裝精美，便于攜帶，極大地滿足了現(xiàn)代城市人群或一些發(fā)達國家人群快節(jié)奏的生活需要，具有廣闊的發(fā)展前景［4-5］。

大豆分離蛋白（soy protein isolate，SPI）中蛋白含量較高并且在某些食品體系中具有良好的功能特性，所以將其作為一種食物成分應(yīng)用到食品中也越來越受到重視［6］。大豆分離蛋白可以改善肉制品的質(zhì)構(gòu)特性，并且能起到增加風(fēng)味的作用，同時還具有提高蛋白含量、強化維生素的功能，所以大豆分離蛋白在肉制品中具有廣泛的應(yīng)用。由于其較強的功能特性，在較少用量（2%～5%）時就具有保水、保脂、防止肉汁離析、提高品質(zhì)和改善口感的功能［7］。由于大豆分離蛋白這些優(yōu)良的功能特性，生產(chǎn)者可以利用其制造出沒有肉或者用其他肉替代的但是具有天然肉制品風(fēng)味和口感的各種仿真肉制品，這種產(chǎn)品蛋白含量高，脂肪含量低，不含膽固醇，營養(yǎng)價值高，具有良好的發(fā)展前景［8］。

本實驗主要通過在調(diào)理重組牛肉制品的加工過程中添加不同質(zhì)量濃度的大豆分離蛋白，從而探討不同的大豆分離蛋白添加量對調(diào)理重組牛肉制品黏結(jié)強度、感官品質(zhì)、物理化學(xué)特性等指標(biāo)的影響，為后續(xù)的調(diào)理重組牛肉制品加工及工業(yè)化提供理論指導(dǎo)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

碎牛肉 哈爾濱好又多超市；復(fù)合磷酸鹽 黑龍江省豐達食品配料有限公司；食鹽 中鹽黑龍江鹽業(yè)集團有限公司；轉(zhuǎn)谷酰胺氨酶 泰興市一鳴生物制品有限公司；酪蛋白酸鈉 北京億諾食品配料有限公司；魔芋粉 山東省菏澤市窮妮有限公司；黃原膠 河南天冠生物工程有限公司；大豆分離蛋白 河南鑫達食品工程有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

JD500-2型電子天平 沈陽龍騰電子稱量儀器有限公司；WSC-S型測色色差計 上海物理光學(xué)儀器廠；TA-XT plus型質(zhì)構(gòu)分析儀 英國Stable Micro System公司；A/SPR型適配探頭、成型模具（15 cm×9 cm× 10 cm） 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院自制；MC-SH2115型電磁爐 廣州美的生活電器制造有限公司；SANYOSOB150型烤箱 日本三洋電機有限公司；Mq-20低場核磁共振分析儀 德國布魯克公司。

1.3 方法

1.3.1 調(diào)理重組牛肉制品的制作

1.3.1.1 調(diào)理重組肉配方

碎牛肉500 g，加入的輔料（以肉質(zhì)量計）：味素0.5%、孜然粒0.5%、白胡椒粉0.3%、孜然粉0.3%、辣椒粉0.3%、花椒粉0.05%、桂皮粉0.05%、大料粉0.05%、姜粉0.1%、香油1.5%、復(fù)合磷酸鹽0.3%、黏結(jié)劑（轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶與酪蛋白酸鈉的質(zhì)量比為1∶4）1.2%［9］、復(fù)合食用膠（采用魔芋粉與黃原膠的質(zhì)量比為6∶4）0.4%［10］、水6%［11］。

1.3.1.2 操作要點

取500 g碎牛肉，將其切成1 cm左右的肉塊，將黏合劑、復(fù)合食用膠和其他調(diào)味輔料與水混合均勻后加入到碎牛肉中，充分混勻后裝入模具。將模具放入4 ℃冰箱中反應(yīng)4 h，然后放在-18 ℃的冰箱中冷凍過夜。將肉樣取出在4 ℃環(huán)境中緩化至中心溫度為0 ℃內(nèi)進行切片，肉片緩化完全之后進行烤制即為成品。

1.3.2 實驗設(shè)計

研究不同大豆分離蛋白添加量（0%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%，以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計）對緩化生鮮肉樣的水分遷移、黏結(jié)強度、水分活度、色差值、解凍損失等指標(biāo)的影響；同時研究烘烤熟制的肉樣色差值、出品率、質(zhì)構(gòu)特性、感官評定等的變化，探討不同大豆蛋白添加量對調(diào)理重組牛肉制品品質(zhì)特性的影響，從而確定生產(chǎn)中大豆蛋白的最佳添加量。

1.4 指標(biāo)測定

1.4.1 T2弛豫時間的測定

根據(jù)Aursand等［12］的方法并略作改動。將成型后的重組肉樣經(jīng)緩化后放在專用的測定試管中（試管直徑為1.8 cm，高度為18 cm），低場核磁共振（low field nuclear magnetic resonance，LF-NMR）分析儀的磁場強度為0.47 T，質(zhì)子共振頻率為20 MHz。使用Carr-Purcell-Meiboom-Gill（CPMG）程序測定肉樣中的T2。對于每個樣品測定時，程序自動掃描16 次，每次掃描重復(fù)的間隔時間為2 s。測定后每個樣品的T2通過CONTIN軟件進行反演，反映出相應(yīng)的弛豫時間（T2b、T21和T22）。

1.4.2 黏結(jié)強度的測定

根據(jù)Pietrasik等［13］的研究方法并略做改動。將冷凍后的肉樣取出，進行切片（9 cm×2 cm×0.5 cm）并緩化，之后采用A/SPR探頭進行拉伸實驗，質(zhì)構(gòu)儀力臂設(shè)定為25 kg，測試速率為1.0 mm/s，測試前、后速率為2.0 mm/s，測試模式為Tension，感應(yīng)力為5 g，斷裂感應(yīng)力20 g。探頭開始向上移動，記錄下拉斷肉條所需的最大拉力F。按照式（1）計算黏結(jié)強度。

式中：F為拉斷肉片時所需最大力/N；S為肉片的橫截面積/cm2。

1.4.3 色澤的測定

參考Kayaardi等［14］的方法并略做改動。將重組牛肉切成4 cm×4 cm×2 cm的肉塊，在生鮮狀態(tài)和熟制狀態(tài)下分別使用WSC-E色差計測定。使用O/D測試頭，測定樣品的色差值。L*、a*、b*分別表示肉樣的亮度值、紅度值和黃度值。白板色度值L*為96.22，a*為6.03，b*為15.06。

1.4.4 解凍損失和出品率的測定

解凍損失（thawing loss，TL）的測定按照Serrano等［15］的方法并略做改動。將冷凍狀態(tài)的重組肉樣切成3 cm×3 cm×2 cm大小的肉塊，稱質(zhì)量m1，待其緩化完全后，再次稱質(zhì)量m2。按照式（2）計算解凍損失。

出品率的測定參考Veli等［16］的方法并略做改動。緩化完全的調(diào)理重組牛肉樣品切片，放入烤箱中進行烘烤，測定烘烤前質(zhì)量m3和烘烤后質(zhì)量m4。按照式（3）計算出品率。

1.4.5 質(zhì)構(gòu)（texture profi le analysis，TPA）的測定

烘烤后樣品直接進行質(zhì)構(gòu)的測定，每組樣品做8 個平行樣。質(zhì)構(gòu)儀的參數(shù)設(shè)定為壓力，測定參數(shù)為：測試前速率5 mm/s、測試速率和測試后速率為2 mm/s，采用P/50探頭，探頭的直徑是5 cm。測定結(jié)果主要取硬度、彈性、咀嚼性，其中硬度和咀嚼性的單位以牛頓表示。

1.4.6 感官評價

感官評價參考Veli等［17］的方法并做適當(dāng)改動。邀請10 名食品專業(yè)的研究生組成評定小組，先明確本實驗的目的、意義及感官評定的指標(biāo)和注意事項，采用雙盲法進行檢驗。主要對產(chǎn)品的色澤、氣味、組織狀態(tài)、口感和整體可接受性進行評定，每項指標(biāo)的最高得分為9 分，最低為1 分，根據(jù)評分來判定樣品的優(yōu)劣。

色澤9 分為產(chǎn)品紅棕色光澤，1 分為色澤暗紅、無光澤；氣味9 分為肉香味突出、無異味，1分為肉香味很淡或有異味；組織狀態(tài)9 分為肉片完整、厚薄均勻、肉質(zhì)緊密、無焦斑和生片，1分為肉片不致密、無彈性、有焦斑和生片；口感9 分為肉質(zhì)細膩、耐嚼且回味好、1 分為肉質(zhì)發(fā)硬有柴感、回味少；總體接受性9 分為接受性好、深受消費者喜歡，1 分為接受性差、消費者難以接受。

1.5 數(shù)據(jù)處理

每個處理重復(fù)3 次，結(jié)果表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析采用Statistix 8.1軟件中Linear Models程序進行，差異顯著性（P＜0.05）分析使用Tukey HSD程序，采用Sigmaplot 12.0軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 大豆分離蛋白對水分分布的影響

圖1 不同大豆分離蛋白添加量對T2弛豫時間的分布的影響Fig. 1 Representative distribution of T2relaxation times with SPI addition at different levels

由圖1可知，從弛豫時間T2分布情況可以看出，不同大豆分離蛋白添加量對弛豫時間T2分布具有顯著影響（P＜0.05），經(jīng)LF-NMR衰減曲線擬合后的弛豫時間T2主要分布為3 個峰，分別代表調(diào)理重組牛肉制品中的3 種水分存在狀態(tài)：結(jié)合水（T2b）、不易流動水（T21）和自由水（T22）［18］。與鮮肉相比，隨著大豆分離蛋白添加量的增加，代表3 種不同狀態(tài)水分的峰逐漸向左偏移，說明弛豫時間變短，水分子的移動性減弱，水分子與肉類蛋白的結(jié)合程度加強，使肉制品的持水力加強［19］。與鮮肉相比，添加大豆分離蛋白的實驗組中每種狀態(tài)水分弛豫峰面積均顯著降低（P＜0.05），且不易流動水峰面積下降最為明顯。

圖2 不同大豆分離蛋白添加量對弛豫時間T2的影響Fig. 2 Influences of SPI addition on T2relaxation times

由圖2可知，與鮮肉相比，添加大豆分離蛋白可以顯著降低T2b和T21，這可能是由于大豆分離蛋白具有吸水性和保水性，大豆分離蛋白吸水膨脹，使結(jié)合水和不易流動水與肉類蛋白結(jié)合更緊密［20］。隨著大豆分離蛋白添加量的增加，T2b和T21呈現(xiàn)顯著降低趨勢，說明結(jié)合水和不易流動水的弛豫時間顯著縮短（P＜0.05），這兩部分水分子與肉類蛋白的結(jié)合越來越緊密，這可能是由大豆分離蛋白的乳化特性引起的。大豆分離蛋白是表面活性劑，它既能降低水和油的表面張力，又能降低水和空氣的表面張力，所以容易形成較穩(wěn)定的乳狀液。隨著大豆分離蛋白添加量的增加，體系的乳化能力加強，大豆分離蛋白的吸水能力也逐漸增強，使結(jié)合水和不易流動水與肉蛋白的結(jié)合程度越來越緊密，弛豫時間變短［20］。另外，隨著大豆分離蛋白添加量的增加，自由水的弛豫時間顯著延長，這可能是由于這部分是游離在細胞外的水，添加大豆分離蛋白后這部分水分被大豆分離蛋白顆粒包裹，使其移動性減弱，與肉類蛋白結(jié)合變疏松，弛豫時間延長［21］。

由圖3可知，從弛豫峰面積可以估算出其中氫質(zhì)子的相對含量，從而反映出各種狀態(tài)水分的含量，其變化可以表征不同大豆分離蛋白添加量時，樣品中各種狀態(tài)水分子含量的變化情況，即水分子的流動轉(zhuǎn)移情況［22］。與鮮肉相比，各實驗組的不易流動水弛豫峰面積S21均明顯減小（P＜0.05），這可能是由于食鹽或其他輔料的腌制作用，使細胞內(nèi)部的滲透壓升高，影響了氫離子的分布。另外，隨著大豆分離蛋白添加量的增加，結(jié)合水（S2b）和不易流動水（S21）的峰面積顯著增加（P＜0.05），自由水峰面積S22顯著降低，這可能是由于隨著大豆分離蛋白的添加，細胞外的自由水逐漸向結(jié)合水和不易流動水轉(zhuǎn)變，而肉制品的保水性主要是由存在肌束膜之間的不易流動水決定的，不易流動水越多，產(chǎn)品的保水性越好［23］，所以隨著大豆分離蛋白添加量的增加，產(chǎn)品的保水性逐漸增強。

2.2 大豆分離蛋白對產(chǎn)品色澤的影響

表1 不同大豆分離蛋白添加量對色差的影響Table 1 Influences of SPI addition on color parameters

由表1可知，大豆分離蛋白添加量對產(chǎn)品的色澤具有顯著影響（P＜0.05），對于生肉來說，各實驗組的b*顯著高于鮮肉，這可能是由于一些輔料或黏結(jié)劑的添加不能完全被肉制品吸收而附著在產(chǎn)品表面，影響產(chǎn)品色澤。隨著大豆分離蛋白添加量的增加，樣品的L*和a*顯著降低（P＜0.05），b*顯著升高（P＜0.05），這可能是由于添加的大豆分離蛋白與水形成混合液，隨著大豆分離蛋白添加量的增加，大豆分離蛋白不能完全被水吸收而呈現(xiàn)塊狀，覆蓋在碎肉塊表面呈現(xiàn)黃色條紋，影響產(chǎn)品的色澤［24］。而對于熟肉來說，隨著大豆分離蛋白添加量的增加，樣品的L*和a*顯著下降（P＜0.05），L*顯著升高（P＜0.05），這可能是由于在烘烤過程中，大豆分離蛋白發(fā)生變性，與水形成的混合液發(fā)生凝固，使產(chǎn)品的顏色發(fā)生變化［25］。

2.3 大豆分離蛋白對質(zhì)構(gòu)特性的影響

圖4 不同大豆分離蛋白添加量對質(zhì)構(gòu)特性影響Fig. 4 Influences of SPI addition on texture parameters

由圖4可知，大豆分離蛋白對產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)特性具有顯著影響（P＜0.05），隨著大豆分離蛋白添加量的增加，產(chǎn)品的硬度、彈性、咀嚼性均得到顯著提高（P＜0.05），這可能是由于大豆分離蛋白具有凝膠性和起泡性，大豆分離蛋白的分散物質(zhì)經(jīng)加熱、冷卻、滲析和堿處理即可得到凝膠，并且蛋白含量越高，制成的硬質(zhì)凝膠越強韌且富有彈性，并且大豆分離蛋白的起泡性使蛋白分子能達到內(nèi)表面并快速展開［26］，使產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)特性得到改善和提高。

2.4 大豆分離蛋白對解凍損失和出品率的影響

圖5 不同大豆分離蛋白添加量對解凍損失和出品率的影響Fig. 5 Influences of SPI addition on thawing loss and product yield

由圖5可知，隨著大豆分離蛋白添加量的增加，產(chǎn)品的解凍損失逐漸降低而出品率顯著提高（P＜0.05）。產(chǎn)品的解凍損失和出品率與肉制品的保水性緊密相關(guān)，這說明隨著大豆分離蛋白添加量的增加，產(chǎn)品的保水性能逐漸增強（P＜0.05），這可能是由于大豆分離蛋白具有很強的吸水能力和凝膠特性，大豆分離蛋白中的活性基團與肌肉蛋白質(zhì)之間的相互作用，形成了更穩(wěn)定的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，保持了更多的水分［27］，從而提高了肉制品的保水性。

2.5 大豆分離蛋白對黏結(jié)強度的影響

圖6 不同大豆分離蛋白添加量對黏結(jié)強度的影響Fig. 6 Influences of SPI addition on binding strength

由圖6可知，隨著大豆分離蛋白添加量的增加，產(chǎn)品的黏結(jié)強度呈現(xiàn)逐漸增強趨勢（P＜0.05），這可能是由于大豆分離蛋白的凝膠特性，使大豆蛋白與肉類蛋白產(chǎn)生交聯(lián)，形成更穩(wěn)固的三維凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，增加了肉制品的黏結(jié)性［28］；另外，大豆分離蛋白與水形成的混合液具有一定黏性，且大豆分離蛋白添加量越高，混合液的黏性越大［29］，混合液附著在肉塊表面起到黏結(jié)劑的作用，使黏結(jié)強度增強。

2.6 大豆分離蛋白添加量對感官評價的影響

表2 不同大豆分離蛋白添加量對感官品質(zhì)影響Table 2 Influences of SPI addition on sensory quality and acceptance

由表2可知，與對照組相比，隨著大豆分離蛋白添加量的增加，產(chǎn)品的色澤發(fā)亮、口感細膩、成片性較好，并且在大豆分離蛋白添加量為2.0%時，各項感官指標(biāo)達到最佳，總體可接受性最高；繼續(xù)添加大豆分離蛋白，產(chǎn)品略有色澤發(fā)暗、豆腥味，且肉塊之間出現(xiàn)黃色條紋，口感發(fā)澀，各項感官指標(biāo)呈下降趨勢。這可能是由于繼續(xù)添加大豆分離蛋白，產(chǎn)品的保水性進一步增大，肉制品嫩度繼續(xù)升高，導(dǎo)致組織狀態(tài)松軟，咀嚼性下降，且口感發(fā)澀，出現(xiàn)豆腥味［30］。所以，最終確定在調(diào)理重組牛肉制品的生產(chǎn)中，大豆分離蛋白的最佳添加量為2.0%。

3 結(jié) 論

不同的大豆分離蛋白添加量對調(diào)理重組牛肉制品品質(zhì)特性具有顯著影響（P＜0.05），隨著大豆分離蛋白添加量的增加，調(diào)理重組牛肉制品的解凍損失顯著降低，出品率顯著提高，色澤變暗，黏結(jié)強度顯著增強，產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)特性得到改善。結(jié)合LF-NMR分析發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)品中弛豫時間T2b、T21均隨著大豆分離蛋白添加量的增加而減小，且自由水逐漸向不易流動水轉(zhuǎn)變，使不易流動水增多，產(chǎn)品的保水性和持水能力增強。結(jié)合感官評價發(fā)現(xiàn)，當(dāng)大豆分離蛋白添加量為2.0%時，各項感官評分均達到最高，產(chǎn)品品質(zhì)最好，總體可接受性最高。所以最終確定在調(diào)理重組牛肉制品的生產(chǎn)工藝中，選取大豆分離蛋白的添加量為2.0%，可以適當(dāng)提高調(diào)理重組牛肉制品的產(chǎn)品品質(zhì)。

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Effect of Soy Protein Isolate on Quality Characteristics of Ready-to-Eat Restructured Beef Products

LI Longxiang， ZHAO Xinxin， KONG Baohua*
（College of Food Science， Northeast Agricultural University， Harbin 150030， China）

This study aimed to evaluate the effect of soybean protein isolate （SPI） addition on quality characteristics of ready-to-eat restructured beef products. Towards this goal， restructured beef products were prepared and the changes in quality characteristics with salt addition were determined. Results showed that with the increase of SPI addition， thawing loss of the product reduced significantly （P ＜ 0.05）， accompanied with a significant increase in product yield （P ＜ 0.05） and a significant improvement in textural properties （P ＜ 0.05）. In addition， the binding strength was enhanced significantly （P ＜ 0.05） and the color of the product was darkened （P ＜ 0.05）. In addition， with the increase of SPI addition， T2band T21relaxation times became shorter while T22relaxation time were prolonged， implying enhanced water retention. The sensory evaluation showed that the best product quality was obtained upon SPI addition at 2.0%. Considering the quality characteristics and sensory quality together， it was suggested that the suitable amount of SPI addition was 2.0% in the readyto-eat restructured beef products.

soy protein isolate （SPI）； restructured beef； quality characteristics

10.15922/j.cnki.rlyj.2016.10.002

TS251.4

A

1001-8123（2016）10-0007-06

10.15922/j.cnki.rlyj.2016.10.002. http：//rlyj.cbpt.cnki.net

2016-04-11

國家自然科學(xué)基金自由申請項目（31271897）；黑龍江省應(yīng)用技術(shù)研究與開發(fā)計劃項目（GA15B302）

李龍祥（1990—），男，碩士研究生，研究方向為畜產(chǎn)品加工及貯藏工程。E-mail：lilongxiang2016@163.com

孔保華（1963—），女，教授，博士，研究方向為畜產(chǎn)品加工及貯藏工程。E-mail：kongbh@163.com

引文格式：