重組肉加工中黏合劑的應(yīng)用及研究進(jìn)展

劉兵+韓齊+孔保華+孫方達(dá)

摘 要：肉的重組技術(shù)是指將低成本的小塊碎肉整合起來，從而提高產(chǎn)品的品質(zhì)和價(jià)值。黏合劑在重組肉制品中起主要作用，其原理是可以形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可以阻止肉制品中的風(fēng)味、營養(yǎng)及水分的流失。黏合計(jì)也可以作為重組肉制品中水分和脂肪的乳化劑。本文主要介紹了近幾年不同種黏合劑（如海藻酸鈣鹽、轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶、纖維蛋白原、食用膠等）在重組肉中的應(yīng)用原理及研究進(jìn)展，以其為后續(xù)研究提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：重組肉技術(shù)；黏合劑；研究進(jìn)展

Abstract： Meat restructuring technology is the process of regrouping lower-value trimmed meat to improve the quality and value of products. Binders have a macromolecular structure that has the capacity to form matrices that retain aroma and nutrients and also entrap large amounts of water in such a manner that exudation is prevented. They are used to bind water and fat to stabilize meat emulsions in ground meat products. This paper reviews recent progress in the mechanism and application of different kinds of binders （calcium alginate， transglutaminase， fibrinogen， food gum and so on） in restructured meat processing， aiming to provide a theoretical basis for further research on restructured meat production.

Key words： meat restructuring technology； binders； progress

DOI：10.15922/j.cnki.rlyj.2016.11.007

中圖分類號：TS251.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1001-8123（2016）11-0033-04

1 重組肉制品的概述

肉及肉制品的重組技術(shù)起源于20世紀(jì)60年代，它是通過機(jī)械作用使各種價(jià)格便宜的胴體部位重新結(jié)合成為不同形狀的新的結(jié)構(gòu)形式。這種技術(shù)有利于增加碎肉利用率、提高產(chǎn)品的價(jià)值、可食用性，尤其是制品的嫩度和風(fēng)味[1]。重組肉已經(jīng)成為一種被大眾認(rèn)可的新型產(chǎn)品，如漢堡包中的肉餅、常見的牛排及羊排，低成本的碎肉經(jīng)過修剪重組后還可以提高產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)價(jià)值[2]。肉的重組黏結(jié)技術(shù)一般包括2 種，比較常見的是熱凝結(jié)技術(shù)，即添加含有鹽類的物質(zhì)使肌肉中的肌原纖維蛋白析出，然后通過加熱在高溫條件下形成蛋白凝膠，以達(dá)到重組的目的；另一種是冷凝結(jié)技術(shù)，指在低溫條件下通過酶、黏結(jié)劑及機(jī)械外力使碎肉達(dá)到重組的目的，其優(yōu)點(diǎn)是可以減少含鹽物質(zhì)添加[3]。在冷凝結(jié)的研究進(jìn)展中，最早使用的黏結(jié)劑是由微生物產(chǎn)生的轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶（transglutaminase，TGase或TG酶），它作為黏結(jié)劑通過產(chǎn)生酶蛋白交聯(lián)達(dá)到碎肉重組目的[4]。

國外肉制品市場上，尤其是發(fā)達(dá)國家，重組肉制品占有相當(dāng)大的比例。根據(jù)加工方式和分割程度，重組肉一般可分為三大類：大塊肌肉的成形加工、小塊肌肉的成形加工和薄片肌肉的成形加工。產(chǎn)品形式主要包括牛排、排骨、烤肉等。根據(jù)重組肉的黏結(jié)機(jī)理，可以將重組技術(shù)分為化學(xué)法加工、酶法加工和物理法加工。然而，由于轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶成本高的限制，重組肉不能大規(guī)模生產(chǎn)，因此新型黏結(jié)劑的開發(fā)已成為一種趨勢，本文對近幾年國內(nèi)外在重組肉中的黏結(jié)劑的發(fā)展進(jìn)行綜述，并對其發(fā)展趨勢進(jìn)行展望。

2 重組肉中黏結(jié)劑的研究及應(yīng)用

早期人們認(rèn)為重組肉制品加工中最主要的作用成分是食鹽，食鹽有一定的防腐效果，又可以用來提取肌肉中鹽溶性的肌原纖維蛋白，特別是肌球蛋白和肌動蛋白，這些蛋白具有很高的黏度，可以提高肉塊之間的黏合性。但由于鈉鹽與高血壓等一些疾病有直接關(guān)系，消費(fèi)者更趨向低鹽產(chǎn)品。新黏結(jié)劑的開發(fā)將成為一種趨勢，TG酶為最早使用的黏結(jié)劑，因?yàn)樗哂锌梢源呋鞍踪|(zhì)分子產(chǎn)生共價(jià)交聯(lián)的功能性而被應(yīng)用在重組技術(shù)中。目前，日本味之素公司和千葉制粉公司生產(chǎn)的TG粉已廣泛應(yīng)用于畜肉和魚肉的模擬食品中。然而我國于2011年才將TG酶的適用范圍略調(diào)整到僅限于大豆制品中。海藻酸鈉鹽和氯化鈣也是重組肉技術(shù)中較為常用的黏結(jié)劑，因?yàn)楹Ｔ逅徕c鹽可以與二價(jià)金屬離子形成凝膠，并將碎肉黏結(jié)起來。葡萄糖內(nèi)酯和卡拉膠復(fù)配的黏結(jié)劑出現(xiàn)的時(shí)期較晚，并且可以作為食鹽的替代物，雖然肉的顏色品質(zhì)不是很好，有點(diǎn)像肉類煮制后發(fā)生褪色的顏色，但重組肉制品的黏結(jié)能力得到顯著增強(qiáng)，也可以很好地滿足消費(fèi)者的需求。

2.1 TG酶類黏結(jié)劑

TG酶可催化蛋白中谷氨酰胺和賴氨酸殘基發(fā)生?；D(zhuǎn)移反應(yīng)，使蛋白質(zhì)之間發(fā)生交聯(lián)[5]。肌肉中的肌球蛋白和肌動蛋白也是TG酶作用的適合底物之一，經(jīng)TG酶的催化肌肉蛋白分子間形成致密的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而將小塊碎肉黏結(jié)起來，達(dá)到重組的目的。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)同時(shí)使用TG酶與酪蛋白酸鈉效果最佳[6]。Serrano等[7]在低溫條件下通過添加不同含量的核桃粉、2%氯化鈉和0.3%復(fù)合磷酸鹽，以TG酶和酪蛋白酸鈉作為黏合劑制作重組牛排，可以達(dá)到正常的牛排感官特性，而且添加核桃粉可以減少解凍以及蒸煮損失、增加產(chǎn)品的貯藏時(shí)間。該研究證明TG酶作為重組牛排的黏結(jié)劑可以提供穩(wěn)定的機(jī)械性能。Dimitrakopoulou等[8]利用TG酶作為黏合劑制作重組豬肉，并得出當(dāng)TG酶含量是0.15%、鹽含量為1%時(shí)，72 ℃加熱65 min后熟制的重組豬肉具有較好的感官評價(jià)。風(fēng)干火腿在國外很受歡迎，de ?vila等[9]利用一定量的復(fù)合鹽（NaCl、KNO3、NaNO2）處理過的去骨生肉與TG酶作用，在7 ℃條件下真空包裝，然后進(jìn)行風(fēng)干，并證明了隨著風(fēng)干時(shí)間的增加，重組風(fēng)干火腿機(jī)械性能越穩(wěn)定，并且第8周黏結(jié)力達(dá)到最大，掃描電鏡觀察到蛋白質(zhì)交聯(lián)程度最好。同時(shí)，F(xiàn)ulladosa等[10]認(rèn)為當(dāng)高壓技術(shù)與TG酶協(xié)同作用制作重組風(fēng)干火腿時(shí)，可以明顯提高產(chǎn)品的pH值、紅度值、亮度值及剪切力，但產(chǎn)品的持水能力和彈性發(fā)生了降低，而穩(wěn)定性增加，且改善了產(chǎn)品的風(fēng)味。在國內(nèi)TG酶主要應(yīng)用于產(chǎn)品工藝改良上。潘紅梅等[11]利用TG酶催化牛肉、豆腐交聯(lián)制備重組肉，并得出最佳工藝，確定了酶的添加量以及最適溫度，產(chǎn)品感官評分達(dá)到94.5分。

2.2 海藻酸鹽類黏結(jié)劑

海藻酸鹽是利用其水溶性的黏性，起到增稠、穩(wěn)定的作用，其黏結(jié)性主要取決于D-甘露糖醛酸與L-谷洛糖醛酸含量、溫度及pH值等。另一方面海藻酸鹽可與二價(jià)陽離子形成凝膠，比較常見的是Ca2+。張慧旻等[12]認(rèn)為海藻酸鹽類除可以作為黏結(jié)劑外，還有其他的優(yōu)點(diǎn)，如海藻酸鹽已經(jīng)被證實(shí)可以作為一種具有水溶性及黏性的纖維來源添加在食品中。Brownlee等[13]主要研究了海藻酸鹽作為膳食補(bǔ)充劑，維護(hù)正常的健康或減輕某些心血管或胃腸道疾病的用量。此外，Wilcox等[14]認(rèn)為海藻酸鹽類還可以調(diào)節(jié)胰脂肪酶活性。在重組肉的應(yīng)用方面，Boles等[15]對黏合劑海藻酸鹽和纖維蛋白原的黏結(jié)性進(jìn)行了對比，結(jié)果表明，海藻酸鹽在生肉中黏結(jié)性比較好，纖維蛋白原在熟肉中黏結(jié)效果好。Devatkal等[16]研究了重組豬肉體系中乳酸鈣鹽與磷酸鹽以及海藻酸鈣鹽復(fù)配凝膠的效果，結(jié)果表明，用海藻酸鈣鹽所得到的重組產(chǎn)品有較好的質(zhì)量特性，并且添加乳酸鈣鹽還可以改善產(chǎn)品風(fēng)味及延長貨架期。羅陽[17]在以海藻酸鈉為主要改良劑應(yīng)用于肉制品的研究中發(fā)現(xiàn)，海藻酸鈉、Ca（OH）2與土豆纖維按一定比例復(fù)配所得到肉糜的硬度和彈性較好、蒸煮損失及解凍損失比較少。楊琴等[18]在海藻酸鈉鹽在肉制品的應(yīng)用也提到，其作為黏結(jié)劑和保水劑應(yīng)用于肉制品中，可以控制水分子的流動性，能增加肉制品的黏著性、持水性和嫩度，減少營養(yǎng)成分損失，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。

2.3 纖維蛋白黏結(jié)劑

在人體中，纖維蛋白黏結(jié)劑是血漿來源的復(fù)合制劑，它模擬血凝的最后反應(yīng)階段，以凝血酶激活纖維蛋白原形成半剛性纖維蛋白凝塊，得到凝塊具有黏合創(chuàng)口，可以起到防水劑的作用，使組織或材料保持所需的構(gòu)形，并起到止血及愈合的作用[19]。在重組肉中，纖維蛋白可以形成纖維蛋白凝膠，從而起到黏結(jié)的作用。李敏康等[20]利用纖維蛋白原在低溫下可形成絮狀沉淀的性質(zhì)，采用凍融法從豬血中提取纖維蛋白原，并確定了最佳的提取條件。Herero等[21]利用流變學(xué)及拉曼光譜技術(shù)對冷凍結(jié)合肉進(jìn)行分析，制得的添加含有纖維蛋白的重組肉具有較好的硬度、彈性及黏結(jié)力，纖維蛋白的添加減少了α-螺旋及無序結(jié)構(gòu)，肉的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)也得到了改變。Herero等[22]還利用核磁共振成像技術(shù)對冷凍結(jié)合肉進(jìn)行分析，結(jié)果表明，NaCl的添加對纖維蛋白也有一定的影響，沒有添加NaCl的重組肉有較好的硬度、黏結(jié)性及彈性。核磁分析顯示添加NaCl的重組肉增加了水分子的移動性及擴(kuò)散系數(shù)。de ?vila等[23]利用纖維蛋白-凝血酶復(fù)合制劑為黏結(jié)劑制備重組牛肉，并確定了生產(chǎn)最佳pH值、溫度、鹽濃度及凝膠時(shí)間。通過掃描電鏡觀察纖維蛋白形成的凝膠，可以觀察到較高的密度及交聯(lián)度的纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。de ?vila等[24]利用纖維蛋白制作重組豬肉風(fēng)干火腿，并確定了不同鹽濃度對其穩(wěn)定性的影響，結(jié)果顯示，添加纖維蛋白粉或覆蓋經(jīng)鹽溶的纖維蛋白溶液于重組肉的表面與比沒有經(jīng)過額外處理或浸過鹽溶液的重組干火腿相比，具有較高的黏結(jié)率和黏結(jié)力。隨著風(fēng)干時(shí)間的增大結(jié)合力也隨之增大，當(dāng)風(fēng)干時(shí)間達(dá)到4 周后結(jié)合力達(dá)到最大。國內(nèi)對纖維蛋白在肉類中的研究相對比較少，且主要是纖維蛋白的提取工藝優(yōu)化。于偉[25]通過優(yōu)化的冷凍沉淀法來提高冷沉淀中纖維蛋白提取量，并將冷沉淀制備成纖維蛋白凍干粉，最后通過對多種肉類黏合劑的黏合效果進(jìn)行對比，顯示纖維蛋白具有較好的黏結(jié)性。

2.4 葡萄糖酸-δ-內(nèi)酯（delta-Gluconolactone，GDL）黏結(jié)劑

葡萄糖酸-δ-內(nèi)酯（GDL）是一種酸型凝固劑，其本身不能沉淀蛋白質(zhì)，在加熱的條件下水解為葡萄糖酸，使pH值降低，由于酸度增加使蛋白質(zhì)分子成為兼性離子而沉淀，從而使蛋白質(zhì)食品產(chǎn)生凝固[26]。Hong等[27]以GDL及卡拉膠為黏合劑結(jié)合高壓技術(shù)制作重組豬肉并對其理化性質(zhì)進(jìn)行評估，通過響應(yīng)面分析得到NaCl、GDL、卡拉膠的最優(yōu)添加量，GDL和NaCl的添加對產(chǎn)品的顏色有很大影響，并且隨著GDL添加量的增多，雖然黏結(jié)性增大了，但是產(chǎn)品的pH值和持水性卻減小了。Hong等[28]以海藻酸鈉鹽及GDL為黏結(jié)劑對不同鹽濃度下生成纖維蛋白凝膠進(jìn)行評估，并確定形成肌纖維蛋白凝膠GDL和鹽的最佳配比量。Chun等[29]以GDL為黏結(jié)劑在一定外界壓力制作重組豬肉，其中以GDL為主要黏結(jié)劑分別添加大豆分離蛋白、小麥粉、卡拉膠復(fù)合，檢測添加不同種復(fù)合制劑的重組效果，發(fā)現(xiàn)復(fù)合制劑制作的重組肉與空白對照相比擁有更強(qiáng)的持水性，結(jié)合一定的外界壓力可以形成更有凝聚力的紋理。國內(nèi)將GDL應(yīng)用于重組肉的研究比較少，主要停留在把GDL作為一種酸性添加劑使用。王紅鷹[30]研究工業(yè)生產(chǎn)GDL的方法，并提出了合成該化合物的最佳配方，討論了合成過程中存在的問題。許加超等[31]采用GDL體系緩慢釋放鈣離子的方法制作褐藻酸鈣凝膠食品。結(jié)果表明，隨著鈣離子濃度的增加，體系開始凝膠的時(shí)間逐漸縮短、貯藏模量、損耗模量、凝膠強(qiáng)度、復(fù)合黏度都逐漸增大。

2.5 親水膠體黏結(jié)劑

親水膠體一般包括卡拉膠、瓊脂和黃原膠等，通常是指能溶解于水，并在一定條件下充分水化形成黏稠、滑膩或膠凍溶液的大分子物質(zhì)，可以作為增稠劑[32]。黃莉等[33]將TG酶和酪蛋白酸鈉作為重組牛肉使用的黏合劑，分別添加卡拉膠、亞麻膠等多種食用膠。通過測定發(fā)現(xiàn)亞麻膠和黃原膠都顯著降低了重組牛肉的黏結(jié)性，且成片性不好；卡拉膠能增加紅度值，添加結(jié)冷膠、亞麻膠和黃原膠均降低了重組肉的解凍損失和蒸煮損失，而且添加亞麻膠和黃原膠的重組牛肉嫩度最大。陳海華等[32]通過對鹽溶肉蛋白-亞麻籽膠混合凝膠的動態(tài)流變性質(zhì)、凝膠強(qiáng)度、析水率的測定和超微結(jié)構(gòu)的觀察，確定了亞麻籽膠和肉蛋白的相互作用力主要是靜電作用力，二硫鍵和氫鍵是次要作用力。Wu等[34]測定凝膠多糖在重組魚肉中流變性質(zhì)的影響，評價(jià)了持水性、感官性質(zhì)及微觀結(jié)構(gòu)等，表明添加凝膠多糖可以形成更密集的交聯(lián)結(jié)構(gòu)。

3 結(jié) 語

我國肉類生產(chǎn)和肉類消費(fèi)總量很大，隨著生活水平的提高，人們將追求更營養(yǎng)、更健康的肉制品。重組肉制品不僅可以把碎肉等進(jìn)行重組，而且還可以在重組過程中增添其他的營養(yǎng)成分，即可以提高碎肉的利用又可以增加肉制品的附加值。我國對黏結(jié)劑的開發(fā)相對起步較晚，雖然發(fā)展速度很快，但研究水平不高，開發(fā)的層次較低，并且隨著人們研究的不斷深入，黏結(jié)劑的化學(xué)安全性、微生物安全性等都應(yīng)得到重視。我們應(yīng)在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上，借鑒國外的研究成果，建立健全黏結(jié)劑使用標(biāo)準(zhǔn)，并在研究方向上有所突破，以加速我國的重組肉制品加工的發(fā)展。

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