添加劑對高水分擠壓組織化復(fù)合蛋白理化性質(zhì)的影響

劉艷香，譚 斌，劉 明，田曉紅，鄭先哲，汪麗萍，吳娜娜，高 琨，翟小童，劉金明，孫 勇※

添加劑對高水分擠壓組織化復(fù)合蛋白理化性質(zhì)的影響

劉艷香1,2，譚 斌2，劉 明2，田曉紅2，鄭先哲1，汪麗萍2，吳娜娜2，高 琨2，翟小童2，劉金明3，孫 勇1※

（1. 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院，哈爾濱 150030；2. 國家糧食局科學(xué)研究院，北京 100037； 3. 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院，大慶 163319）

為了改善高水分擠壓組織化復(fù)合蛋白肉感不強，肉質(zhì)紋理結(jié)構(gòu)差的問題，該文以小麥蛋白為主要基料，采用雙螺桿高水分擠壓技術(shù)，研究了添加劑對高水分擠壓組織化復(fù)合蛋白產(chǎn)品特性的改善效果，并探討了高水分擠壓組織化復(fù)合蛋白與市場上熟肉制品質(zhì)構(gòu)特性的差異。結(jié)果表明，不同種類添加劑對高水分擠壓組織化復(fù)合蛋白產(chǎn)品特性的影響呈現(xiàn)差異性，其中，大豆磷脂、卡拉膠加入不利于高水分擠壓組織化復(fù)合蛋白成型及網(wǎng)絡(luò)狀纖維結(jié)構(gòu)的形成；氯化鈉添加0.5%時，可改善其纖維結(jié)構(gòu)，加大添加量，色澤差異較小，組織化度，硬度及咀嚼度呈下降趨勢，不利于復(fù)合組織化蛋白網(wǎng)絡(luò)狀纖維結(jié)構(gòu)的形成；碳酸氫鈉添加0.2%～0.4%時，可改善其品質(zhì)特性；-半胱氨酸添加0.03%～0.09%時，其組織化度、硬度、咀嚼度均呈增加趨勢, 碳酸氫鈉、-半胱氨酸的添加均有利于復(fù)合組織化蛋白網(wǎng)絡(luò)狀纖維結(jié)構(gòu)的形成。由各指標相關(guān)性評價可知，感官評分、值、組織化度、咀嚼度可作為其代表性評價指標。高水分復(fù)合蛋白的微觀結(jié)構(gòu)可直觀地剖析添加劑對其組織化結(jié)構(gòu)的影響效果。其中，大豆磷脂、卡拉膠加入時均未形成較多的網(wǎng)絡(luò)狀纖維結(jié)構(gòu)。并與市場上熟肉制品的質(zhì)構(gòu)存在較大的差異性，其中硬度、彈性、聚結(jié)性、咀嚼度明顯增加。適量添加氯化鈉、碳酸氫鈉、-半胱氨酸，并結(jié)合市場上熟肉制品的質(zhì)構(gòu)特性，以感官評分、*值、組織化度、咀嚼度為評價指標，將為創(chuàng)制肉感較強、具有肉質(zhì)紋理的仿肉制品提供基礎(chǔ)理論依據(jù)。

添加劑；組織；水分；高水分擠壓技術(shù)；組織化蛋白

劉艷香，譚 斌，劉 明，田曉紅，鄭先哲，汪麗萍，吳娜娜，高 琨，翟小童，劉金明，孫 勇. 添加劑對高水分擠壓組織化復(fù)合蛋白理化性質(zhì)的影響[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2019，35(1)：294－302. doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2019.01.036 http://www.tcsae.org

Liu Yanxiang, Tan Bin, Liu Ming, Tian Xiaohong, Zheng Xianzhe, Wang Liping, Wu Nana, Gao Kun, Zhai Xiaotong, Liu Jinming, Sun Yong. Effects of food additives on physicochemical properties of high moisture extrusion textured composite protein[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2019, 35(1): 294－302. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2019.01.036 http://www.tcsae.org

0 引 言

小麥是中國產(chǎn)量和消費量最大的糧食作物，總產(chǎn)量在1億t以上。隨著小麥淀粉工業(yè)和酒精工業(yè)的不斷發(fā)展，小麥蛋白作為小麥工業(yè)加工副產(chǎn)物年產(chǎn)量已達30萬t，并呈現(xiàn)逐年增加的趨勢，被應(yīng)用于面制品、肉類及人造肉類食品中[1-2]。目前，加工擠壓組織化蛋白是小麥蛋白應(yīng)用的新途徑。小麥蛋白加工能耗、水耗較高，采用高水分物料開發(fā)組織化蛋白制品將是降低企業(yè)成本，提高附加值的有效途徑。高水分擠壓組織化蛋白是指蛋白物料水分高于40%，經(jīng)雙螺桿擠壓制備的組織化蛋白，其纖維結(jié)構(gòu)致密，組織化度高、具有動物肉的咀嚼感、即食、即用、營養(yǎng)成分損失少等優(yōu)點[3-5]。與動物蛋白相比，單一植物蛋白的營養(yǎng)均有一定的缺陷，采用多蛋白復(fù)配可提高蛋白的營養(yǎng)效價，改善組織化蛋白的組織結(jié)構(gòu)和質(zhì)構(gòu)[6-9]。然而，目前高水分組織化蛋白仍存在結(jié)構(gòu)疏松，拉絲效果不佳，嚼膠感強、肉感不強等問題。Liu等[10]發(fā)現(xiàn)非共價鍵和二硫鍵對組織化蛋白的纖維狀結(jié)構(gòu)的形成起到關(guān)鍵作用。Li等[11]研究發(fā)現(xiàn)在擠壓過程中，二硫鍵的交聯(lián)作用引起小麥蛋白亞基發(fā)生聚集，且擠壓溫度越高，交聯(lián)反應(yīng)越劇烈。魏益民等[12]認為在花生蛋白擠壓過程中，疏水相互作用和氫鍵是影響組織化蛋白纖維狀結(jié)構(gòu)形成的主要作用力。研究表明通過添加乳化劑、鹽類、氧化劑、還原劑等可改變蛋白質(zhì)分子內(nèi)或分子間的作用力，改變蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，改善擠壓組織化蛋白的感官品質(zhì)、質(zhì)構(gòu)特性和微觀結(jié)構(gòu)[13]。目前已開展了較多的研究。添加少量的碳酸氫鈉可提高小麥組織化蛋白的組織化度；加大碳酸氫鈉的添加量可引起組織化蛋白的巰基含量降低，過量添加不利于大豆?jié)饪s蛋白與谷朊粉復(fù)配粉的組織化結(jié)構(gòu)的形成[14]。添加劑復(fù)配比例對不同筋力谷朊粉的組織化特性影響存在差異[15]。添加NaCl可顯著影響大豆蛋白組織化特性和微觀結(jié)構(gòu)[16]。添加少量溴酸鉀可改善花生蛋白的組織化特性，添加-半胱氨酸的作用不顯著[17]。添加-半胱氨酸、單甘酯使小麥組織化蛋白彎曲變形，膨脹率、組織化度下降[18]，另有研究學(xué)者認為添加-半胱氨酸可顯著提高小麥組織化蛋白的組織化度、硬度及咀嚼度，使其口感更接近動物肉[19]。Koh等[20]發(fā)現(xiàn)添加-半胱氨酸可改善小麥粉擠壓產(chǎn)品的纖維狀組織結(jié)構(gòu)。

目前，在國內(nèi)，采用高水分擠壓技術(shù)加工高仿肉仍處于試驗階段。為解決組織化蛋白肉感不強的問題，進一步提升高水分組織化蛋白的肉絲咀嚼效果，本文以小麥蛋白、花生蛋白、豌豆蛋白（質(zhì)量比為65.5∶13.5∶21）為原料，擬分別添加大豆磷脂、卡拉膠、碳酸氫鈉（小蘇打）、氯化鈉、-半胱氨酸，研究其對小麥高水分組織化蛋白品質(zhì)特性的影響規(guī)律，以期為提高仿肉類產(chǎn)品品質(zhì)，推動高水分組織化蛋白技術(shù)成果轉(zhuǎn)化提供支撐，同時為進一步研究直接利用高水分面筋開發(fā)小麥組織化蛋白制品提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

谷朊粉，安徽瑞福祥食品有限公司；花生蛋白，河南亮健科技有限公司；豌豆蛋白，煙臺東方蛋白科技有限公司；-半胱氨酸，鄭州天海生物科技有限公司；大豆磷脂、卡拉膠、碳酸氫鈉、氯化鈉，市售。其中蛋白粉的基本組分見表1。

表1 原料的基本組分

1.2 儀器設(shè)備

FMHE36-24型（螺桿直徑36 mm，長徑比24，總功率25 kW，設(shè)備產(chǎn)能5～45 kg/h）高扭矩雙螺桿擠壓裝備，湖南富馬科食品工程技術(shù)有限公司；Minota CR-400色差計，日本Minota Co.,Ltd.；TA－XT型物性儀，英國Stable Microsystems；S-300N 型掃描電鏡，日本Hitachi公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 擠壓試驗

以小麥蛋白、花生蛋白、豌豆蛋白（質(zhì)量比為65.5∶13.5∶21）復(fù)合蛋白為基料，添加大豆磷脂質(zhì)量分數(shù)（0、0.20%、0.40%、0.60%、0.80%、1.00%）、卡拉膠質(zhì)量分數(shù)（0、0.02%、0.04%、0.06%、0.08%、0.10%）、碳酸氫鈉質(zhì)量分數(shù)（0、0.20%、0.40%、0.60%、0.80%、1.00%）、氯化鈉質(zhì)量分數(shù)（0、0.50%、1.00%、1.50%、2.00%、2.50%）及-半胱氨酸質(zhì)量分數(shù)（0、0.03%、0.06%、0.09%、0.12%、0.15%），采用FMHE 36-24型高扭矩雙螺桿擠壓裝備，開展蛋白組織化擠壓試驗。在前期大量擠壓組織化蛋白試驗的基礎(chǔ)上，設(shè)定擠壓操作參數(shù)：含水率49%，喂料速度11 kg/h，螺桿轉(zhuǎn)速330 r/min，擠壓機T2、T3、T4、T5、T6各區(qū)溫度分別設(shè)置為60、100、170、140、100 ℃，冷卻段采用60 ℃循環(huán)水冷卻[21-22]，待擠壓操作參數(shù)穩(wěn)定后，截取每段約10 cm長的復(fù)合組織化蛋白，用于產(chǎn)品指標測定。

1.3.2 指標測定

1）色澤測定

采用X-Rite SP60系列積分球式分光光度儀測定樣品色澤，并記錄、、、D值。

2）組織化度測定

采用HDP/BS探頭對樣品（長20 mm，寬10 mm，高5 mm）進行剪切，設(shè)置測試前速度1 mm/s，測試速度1 mm/s，測試后速度1 mm/s，剪切程度為樣品厚度的75%，組織化度為橫向剪切力所做的功與縱向剪切力所做的功的比值[23]。

3）質(zhì)構(gòu)特性

采用TA-XT Plus型物性測試儀（TPA模式，P/36R探頭）[24]，測定組織化蛋白的硬度、黏著性、彈性等。將樣品切成邊長為15 mm，高為3 mm的正方體，置于測試臺中央，測試前速度1 mm/s，測試速度1 mm/s，測試后速度1 mm/s，下壓程度50%，間隔時間3 s，往復(fù)2次。

4）組織化蛋白感官評價[25]

根據(jù)8人評定小組品嘗擠壓組織化蛋白產(chǎn)品后，提出高水分組織化蛋白的評價指標及比重。其中，色澤(0.1)、表觀狀態(tài)(0.1)、組織化度（0.4）、韌性（0.1）、彈性（0.1）、咀嚼感（0.1）、和風味(系數(shù)0.1)，每項目滿分為10分。感官評分表詳見表2，擠壓組織化蛋白的感官得分計算公式如式（1）。

表2 組織化蛋白感官評分

5）產(chǎn)品微觀結(jié)構(gòu)觀察

掃描電鏡：用鋒利單面刀片切取樣品，經(jīng)冷凍干燥，黏在樣品臺上，樣品噴20 nm金粉后，通過S-300N 型掃描電鏡觀察并照相（15 kV）。

1.4 統(tǒng)計分析

采用Excel進行數(shù)據(jù)分析，結(jié)果以均值±SD表示； 采用SPSS 21軟件Duncan進行多重比較及雙變量相關(guān) 分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 添加劑對高水分擠壓組織化復(fù)合蛋白產(chǎn)品特性的影響

2.1.1 大豆磷脂對高水分擠壓組織化復(fù)合蛋白產(chǎn)品特性的影響

添加大豆磷脂對小麥高水分擠壓組織化復(fù)合蛋白品質(zhì)特性的影響結(jié)果見表3。隨著大豆磷脂添加量的增加，小麥高水分組織化蛋白的值D在添加量0.8%～1.0%時差異顯著。原因可能由于大豆磷脂本身呈黃褐色，導(dǎo)致*、*值增加；另一方面，大豆磷脂作為乳化劑，對蛋白具有包埋、絡(luò)合作用，阻礙了美拉德反應(yīng)，導(dǎo)致*值增加。隨著大豆磷脂添加量的增加，組織化度呈先增加后降低的趨勢，在添加量0.4%時達最高值。原因可能是適量添加大豆磷脂可與蛋白質(zhì)發(fā)生水合反應(yīng)，有利于蛋白分子間發(fā)生交聯(lián)，提高產(chǎn)品的組織化度；過量添加大豆磷脂使蛋白質(zhì)分子的疏水基結(jié)合達到飽和，其乳化作用使蛋白在擠壓機內(nèi)與螺桿的摩擦力和剪切力降低，腔體壓力不足，蛋白質(zhì)熔融不充分，在模頭處定向排列時，纖維結(jié)構(gòu)形成較少。隨著大豆磷脂添加量的增加，硬度、彈性、咀嚼度降低；感官評分無顯著性差異（>0.05），分值較低。由感官評價可知，添加大豆磷脂使組織化蛋白的外觀成型較差，表面出現(xiàn)較多雜亂的斜縱向裂紋，結(jié)構(gòu)軟塌、無質(zhì)感。該結(jié)論與賈旭[26]添加卵磷脂不利于蛋白質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形成，不利于谷朊粉、大豆蛋白復(fù)配粉的擠壓組織化相一致。

2.1.2 卡拉膠對高水分擠壓組織化復(fù)合蛋白產(chǎn)品特性的影響

添加卡拉膠對小麥高水分擠壓組織化復(fù)合蛋白品質(zhì)特性的影響結(jié)果見表4。較未添加時，產(chǎn)品的值（除添加量0.06%時無顯著差異外）、（除添加量0.08%時無顯著差異外）、值（除添加量0.02%時，無顯著差異外）及D值（除添加量0.02%時無顯著差異外）均顯著增加，且隨卡拉膠添加量的增加，產(chǎn)品色澤較為穩(wěn)定。隨著卡拉膠添加量的增加，組織化度呈先增加后降低的趨勢，且在添加量0.08%時達最大值2.15。該結(jié)論與賈旭[26]添加卡拉膠對組織化度影響較小存在偏差。較未添加時，產(chǎn)品硬度、咀嚼度在卡拉膠添加量0.02%時呈無顯著差異，在添加量大于0.02%時顯著降低。原因可能由于卡拉膠是一種帶有負電荷的高分子多糖，分子上帶有半硫酸酯基團，與蛋白質(zhì)分子的長鏈作用，使蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)增強；隨著添加量的增加，在高水分條件下，易與極性水分子作用，充填蛋白網(wǎng)絡(luò)中，不易于纖維結(jié)構(gòu)的形成，導(dǎo)致組織化度、硬度、咀嚼度顯著下降。添加卡拉膠，產(chǎn)品感官評分無顯著性差異，但分值較低。由感官評價可知，添加卡拉膠使組織化蛋白在擠出口處外觀成型差，彈性強，結(jié)構(gòu)軟塌，纖維狀結(jié)構(gòu)形成較少?？梢?，添加卡拉膠不利于復(fù)合蛋白組織化結(jié)構(gòu)的形成。

表3 大豆磷脂添加量對高水分擠壓組織化復(fù)合蛋白產(chǎn)品特性的影響

注：同一指標字母不同表示有顯著差異（<0.05），、、、D為亮度值、紅綠度、黃藍度、總色差，下同。

Note: Different letters in the same indicators indicate significant differences(<0.05);,,andDare brightness, red and green degree, yellow and blue degree, total color difference, the same as below.

表4 卡拉膠添加量對高水分擠壓組織化復(fù)合蛋白特性的影響

2.1.3 氯化鈉對高水分擠壓組織化復(fù)合蛋白產(chǎn)品特性的影響

添加氯化鈉對小麥高水分擠壓組織化復(fù)合蛋白品質(zhì)特性的影響結(jié)果見表5。隨著氯化鈉添加量的增加，產(chǎn)品的值、D除在1.0%時顯著增加外，均無顯著性差異（> 0.05）。添加氯化鈉，產(chǎn)品值、值顯著增加（<0.05），在添加量0.5%～2.5%時無顯著差異（>0.05）。在高溫高壓高剪切環(huán)境下，蛋白呈熔融狀態(tài)利于發(fā)生美拉德反應(yīng)，導(dǎo)致產(chǎn)品色澤加深。隨著氯化鈉添加量的增加，引起蛋白質(zhì)周圍離子濃度過高，阻礙了美拉德反應(yīng)，使產(chǎn)品色澤呈穩(wěn)定狀態(tài)。與未添加氯化鈉相比，產(chǎn)品的組織化度在添加量0.5%時顯著增加（<0.05），在添加量大于0.5%時，均無顯著差異（>0.05）；產(chǎn)品的硬度在氯化鈉添加量0.5%時無顯著差異（>0.05），隨著添加量的繼續(xù)增加，呈顯著下降趨勢。隨著氯化鈉添加量的增加，產(chǎn)品的咀嚼度在添加量0.0%～1.5%時呈顯著下降趨勢；在添加量大于1.5%時，趨于一致。添加氯化鈉，產(chǎn)品的感官評分增加，在添加量0.5%～2.5%時無顯著差異（>0.05）。由感官評價可知，適量添加氯化鈉，組織化蛋白在擠出口處呈現(xiàn)色澤均一，表面光滑，結(jié)構(gòu)緊密，質(zhì)地均勻的品質(zhì)，具有較明顯的纖維化結(jié)構(gòu)。已有研究表明在高溫高水分環(huán)境，蛋白充分熔融，氯化鈉參與蛋白質(zhì)分子由無序狀態(tài)重新排列形成纖維狀的結(jié)構(gòu)，使蛋白網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)更加緊密，利于組織化[26]。過量添加氯化鈉引起蛋白質(zhì)周圍離子濃度過高，溶解度下降，形成穩(wěn)定的球蛋白結(jié)構(gòu)，阻礙蛋白結(jié)構(gòu)展開和功能性基團的暴露，不利于蛋白分子的交聯(lián)作用，導(dǎo)致組織化蛋白結(jié)構(gòu)軟塌，質(zhì)感降低，組織化度、咀嚼度降低。該結(jié)論與Kitabatake等[16]研究的氯化鈉對大豆蛋白高水分組織化特性的影響相一致?？梢?，適量添加氯化鈉有利于提高蛋白組織化程度。

2.1.4 碳酸氫鈉對高水分擠壓組織化復(fù)合蛋白產(chǎn)品特性的影響

添加碳酸氫鈉對小麥高水分擠壓組織化復(fù)合蛋白品質(zhì)特性的影響結(jié)果見表6。隨著碳酸氫鈉添加量的增加，產(chǎn)品的值先增加后降低，并趨于一致，其中在添加量0.2%時達最高值；*值呈無顯著性差異（>0.05）；產(chǎn)品的*值呈顯著下降趨勢（<0.05），在添加量0.6%～1.0%時較為穩(wěn)定；產(chǎn)品的D值在添加量0.0%～0.8%時無顯著性差異（>0.05），在添加量1.0%時，顯著降低（<0.05）。碳酸氫鈉本身呈堿性，添加過量時，在高水分堿性環(huán)境下易發(fā)生美拉德反應(yīng)，使色澤加深。隨著碳酸氫鈉添加量的增加，產(chǎn)品的組織化度呈先增加后降低的趨勢，其中添加量0.4%～0.6%時，其組織化度較高，該結(jié)論與徐添等[14]研究小蘇打?qū)入梅蹟D壓產(chǎn)品的組織化度變化趨勢相近。隨著碳酸氫鈉添加量的增加，產(chǎn)品的硬度、咀嚼度呈下降趨勢，其中在添加量0.0%～0.4%及1.0%時顯著降低（<0.05），在添加量0.4%～0.8%時呈無顯著性差異（>0.05）。該結(jié)論與賈旭[15]研究小蘇打?qū)Υ蠖沟鞍?、谷朊粉?fù)合蛋白組織化特性的影響相一致。原因可能是由于適量添加碳酸氫鈉時，碳酸氫鈉在擠壓過程中發(fā)生分解產(chǎn)生二氧化碳氣體，該氣體在模頭處迅速從蛋白熔融體中溢出，引起組織化蛋白形成較多的空隙和纖維狀結(jié)構(gòu)；當碳酸氫鈉添加過量時，大量包裹在蛋白熔融體中的二氧化碳在擠出口處瞬間釋放，引起纖維狀結(jié)構(gòu)斷裂，弱化了組織化度、硬度和咀嚼度。在添加量0.2%～0.4%時，產(chǎn)品的感官評分較高，復(fù)合組織化蛋白的堿味不明顯。

表5 氯化鈉添加量對高水分擠壓組織化復(fù)合蛋白產(chǎn)品特性的影響

表6 碳酸氫鈉添加量對高水分擠壓組織化復(fù)合蛋白產(chǎn)品特性的影響

2.1.5-半胱氨酸對高水分擠壓組織化復(fù)合蛋白產(chǎn)品特性的影響

添加-半胱氨酸對小麥高水分擠壓組織化復(fù)合蛋白品質(zhì)特性的影響結(jié)果見表7。添加-半胱氨酸，產(chǎn)品的值顯著降低（<0.05），值顯著增加（<0.05），產(chǎn)品色澤加深。隨著-半胱氨酸添加量的增加，值呈下降趨勢（<0.05），其中在添加量0.03%～0.09%時呈無顯著差異（>0.05）；值呈增加趨勢，其中在添加量0.03%～0.12%時呈無顯著差異（>0.05）；D呈下降趨勢，其中在0.03%～0.12%時呈無顯著差異（>0.05）。原因可能是由于-半光氨酸是一種含巰基氨基酸，參與美拉德反應(yīng)，導(dǎo)致色澤加深。隨著-半胱氨酸添加量的增加，產(chǎn)品的組織化度呈先增加后降低的趨勢，其中在添加量0.09%時達最大值2.24；產(chǎn)品硬度、咀嚼度呈顯著增加趨勢（< 0.05）；在添加量0.03%～0.12%時，產(chǎn)品的感官評分差異不顯著（>0.05）。該結(jié)論可能是適量添加-半胱氨酸，有利于增強蛋白質(zhì)之間的交聯(lián)程度，結(jié)構(gòu)更加緊密，形成較明顯的纖維結(jié)構(gòu)，另一方面-半胱氨酸作為一種還原劑，可破壞蛋白質(zhì)之間的二硫鍵，導(dǎo)致組織化蛋白呈現(xiàn)軟塌，纖維結(jié)構(gòu)減少，質(zhì)感下降的現(xiàn)象。綜合評價可知，-半胱氨酸適宜的添加量為0.03%～0.09%。

2.2 高水分擠壓組織化復(fù)合蛋白各品質(zhì)指標相關(guān)性評價

高水分擠壓組織化復(fù)合蛋白品質(zhì)指標較多，為了簡化評價指標，采用相關(guān)性分析，綜合所有試驗，開展各指標間的相關(guān)性分析，結(jié)果見表8。由表8可知，感官評分與高水分復(fù)合組織化蛋白產(chǎn)品的組織化度、黏著性呈顯著正相關(guān)（<0.05）；*值與硬度、彈性、聚結(jié)性、咀嚼度呈極顯著負相關(guān)（<0.01）；*值與硬度、聚結(jié)性、咀嚼度呈顯著正相關(guān)（<0.05）；*值與*值、E值呈極顯著正相關(guān)（<0.01），均與硬度、彈性、咀嚼度呈顯著負相關(guān)（< 0.05）；組織化度與彈性呈顯著正相關(guān)（<0.05）；硬度、聚結(jié)性、咀嚼度彼此呈顯著正相關(guān)。綜合評價可知，感官評分、*值、組織化度、咀嚼度可作為高水分組織化蛋白品質(zhì)特性的代表性評價指標[27]。

表7 添加L-半胱氨酸對高水分擠壓組織化復(fù)合蛋白產(chǎn)品特性的影響

表8 高水分擠壓組織化復(fù)合蛋白產(chǎn)品特性指標之間的相關(guān)性

注:*代表相關(guān)性顯著,（<0.05）。

Note:* means the correlation is significant , (<0.05).

2.3 高水分擠壓組織化復(fù)合蛋白產(chǎn)品的微觀結(jié)構(gòu)

圖1是高水分組織化蛋白的微觀結(jié)構(gòu)。由圖1可知，零添加時，小麥組織化蛋白結(jié)構(gòu)致密，網(wǎng)絡(luò)狀纖維結(jié)構(gòu)少，拉絲效果差。大豆磷脂、卡拉膠均未呈現(xiàn)較多的網(wǎng)絡(luò)狀纖維結(jié)構(gòu)。添加氯化鈉引起組織化蛋白呈現(xiàn)較多的交織網(wǎng)絡(luò)狀纖維結(jié)構(gòu)。其中，添加0.50%的氯化鈉時，組織化蛋白具有較多均勻的孔隙，孔隙中纖維化結(jié)構(gòu)交織呈網(wǎng)絡(luò)狀，具有較好的拉絲效果，添加量大于0.5%時，網(wǎng)絡(luò)狀纖維結(jié)構(gòu)呈減少的趨勢。碳酸氫鈉添加0.20%～0.40%時，堿性條件賦予了組織化蛋白較多的網(wǎng)絡(luò)狀纖維結(jié)構(gòu)，在添加量大于0.4%時組織化蛋白的結(jié)構(gòu)中形成較多大的孔隙，網(wǎng)絡(luò)狀纖維結(jié)構(gòu)減少。該結(jié)論與Li等[28]添加堿可引起蛋白質(zhì)發(fā)生交聯(lián)，適量添加可改善蛋白的紋理結(jié)構(gòu)，形成較多纖維狀微觀結(jié)構(gòu)相一致。-半光氨酸使組織化蛋白呈層狀，結(jié)構(gòu)緊密，該結(jié)論與Li等[29]研究發(fā)現(xiàn)添加半胱氨酸的小麥粉擠壓產(chǎn)品的微觀結(jié)構(gòu)孔隙尺寸減小相一致。

圖1 添加劑對高水分組織化蛋白微觀結(jié)構(gòu)的影響

2.4 高水分擠壓組織化復(fù)合蛋白與市場熟肉制品的質(zhì)構(gòu)品質(zhì)差異性評價

為了科學(xué)地評價高水分擠壓組織化復(fù)合蛋白產(chǎn)品與熟肉制品的品質(zhì)差異性，開展了市場上熟肉制品的質(zhì)構(gòu)品質(zhì)分析，結(jié)果見表9。綜合分析不同添加劑的高水分擠壓組織化復(fù)合蛋白的質(zhì)構(gòu)品質(zhì)，可知，高水分組織化蛋白的組織化度的變幅為1.70～2.38，介于市場上熟肉制品的組織化度0.79～3.74之間，高于牛肉的組織化度1.35、1.53，分布于豬肉、雞肉的組織化度范圍（其中豬肉的組織化度0.79、1.69、3.35，雞肉的組織化度分別為1.58、2.25、3.74）。由差異性分析可知，牛肉制品的組織化度無顯著差異（>0.05），不同部位的豬肉、雞肉的組織化度差異較大（< 0.05）。高水分擠壓組織化復(fù)合蛋白的硬度值變幅為13 869～26 044 g，為熟肉制品（硬度值變幅5 135～13 348 g）的2倍以上，其中一款豬肉的硬度較高，達13 348 g，其他熟肉制品分布于5 135 ～7 252 g。由差異性分析可知，除叉燒肉（豬肉）硬度較高外，其他熟肉制品硬度無顯著性差異（>0.05）。高水分擠壓組織化復(fù)合蛋白的彈性均不低于0.91，聚結(jié)性均不低于0.82，均高于熟肉制品的彈性和聚結(jié)性，其中熟制牛肉的彈性、聚結(jié)性分別為0.91、0.62～0.67，豬肉的彈性、聚結(jié)性分別為0.74～0.91、0.40～0.75，雞肉的彈性、聚結(jié)性分別為0.74～0.78、0.61～0.67。由差異性分析可知，雞肉的彈性較低于牛肉、豬肉（除醬肘子）。高水分擠壓組織化復(fù)合蛋白的咀嚼度在10 707～21 853 g之間，為市場上熟肉制品的3倍以上，其中熟肉制品的咀嚼度變幅為2 007～9 784 g，除了一款豬肉的咀嚼度較高，為9 784 g，其他分布于2 007～3 697 g。綜上所述，高水分擠壓組織化復(fù)合蛋白的質(zhì)構(gòu)特性與市場上的熟肉制品存在較大的差異性，其中硬度、彈性、聚結(jié)性、咀嚼度明顯增加。

表9 市場熟肉制品的品質(zhì)評價

3 結(jié) 論

1）不同添加劑對高水分擠壓組織化復(fù)合蛋白產(chǎn)品特性的影響顯著。其中，大豆磷脂、卡拉膠加入均時不利于高水分擠壓組織化復(fù)合蛋白產(chǎn)品成型及網(wǎng)絡(luò)狀纖維結(jié)構(gòu)的形成；氯化鈉添加0.5%時，可改善其纖維結(jié)構(gòu)，加大添加量，色澤差異較小，組織化度，硬度及咀嚼度呈下降趨勢，感官評分呈上升趨勢；碳酸氫鈉添加0.2%～0.4%時，可改善其品質(zhì)特性，值、感官評分較高；-半胱氨酸添加0.03%～0.09%時，其組織化度、硬度、咀嚼度均呈增加趨勢。

2）感官評分、值、組織化度、咀嚼度可作為高水分組織化蛋白產(chǎn)品特性的代表性評價指標。其中高水分組織化蛋白的感官評分與組織化度、粘著性呈顯著正相關(guān)；色澤值、值與硬度、彈性、咀嚼度呈極顯著負相關(guān)；值與硬度、咀嚼度呈顯著正相關(guān)；組織化度與彈性呈顯著正相關(guān)；硬度、聚結(jié)性、咀嚼度彼此呈顯著正相關(guān)。

3）高水分復(fù)合蛋白的微觀結(jié)構(gòu)可直觀地剖析添加劑對復(fù)合蛋白組織化結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律。其中，大豆磷脂、卡拉膠加入時均未形成較多的網(wǎng)絡(luò)狀纖維結(jié)構(gòu)；氯化鈉、碳酸氫鈉分別添加0.50%、0.20%～0.40%時，均有利于復(fù)合組織化蛋白形成網(wǎng)絡(luò)狀纖維結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生較好的拉絲效果；-半胱氨酸使組織化復(fù)合蛋白定向結(jié)構(gòu)排列緊密。

4）高水分擠壓組織化復(fù)合蛋白的質(zhì)構(gòu)特性與市場上熟肉制品存在較大的差異性，其中硬度、彈性、聚結(jié)性、咀嚼度明顯增加。

總之，適量添加氯化鈉、碳酸氫鈉、-半胱氨酸，并結(jié)合市場上熟肉制品的質(zhì)構(gòu)特性，以感官評分、*值、組織化度、咀嚼度為評價指標，將對創(chuàng)制肉感較強、具有肉質(zhì)紋理的仿肉制品提供理論依據(jù)。

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Effects of food additives on physicochemical properties of high moisture extrusion textured composite protein

Liu Yanxiang1,2, Tan Bin2, Liu Ming2, Tian Xiaohong2, Zheng Xianzhe1, Wang Liping2, Wu Nana2, Gao Kun2, Zhai Xiaotong2, Liu Jinming3, Sun Yong1※

(1.150030,; 2.100037,; 3.163319,)

High moisture textured protein is a kind of meat analog made by high moisture extrusion technology, which has a multi-layered and fibrous structure, and is regarded as a new product to utilize wheat protein. There were a lot of factors could effect on properties of high moisture textured protein, which includedthe process operation parameter, protein composition, types of plant proteins, and additives. In order to solve the problems of weak meat taste and poor meat textured structure of the high moisture extrusion textured composite protein, this paper took wheat gluten as the main raw material, and the effects of additives (soybean phospholipid, carrageenan, sodium chloride, sodium bicarbonate, and-cysteine) on the textured properties of compound protein by using high-moisturedouble-screw extrusion technology was studied, and the differences of the texture characteristics between high moisture extrusion textured composite protein and the commercial cooked meat were also discussed. Results showed that different types and the addition quantity of additives had differenteffects on properties of high moisture extrusion textured composite protein, where adding soybean phospholipid or carrageenan both was not conducive to form the network fiber structure. Adding 0.5% sodium chloride,*,*, the texturing degree, and the sensory score all increased, which improved the fiber structure of the textured compound protein. Increasing its addition level, the color changed without any difference, and the texturizing degree, the hardness and the chewiness were all decreased. Adding 0.2%-0.4% sodium bicarbonate,, the texturing degree and the sensory score all increased, while the hardness and the chewiness all decreased. Increasing its addition level,,*, the texturing degree, the hardness, the chewiness and the sensory score all decreased. Adding-cysteine,and* decreased,*, the hardness and the chewiness increased. When adding 0.03%-0.09%-cysteine, the texturizing degree, the hardness and the chewiness all increased, and the sensory score changed without any difference. Evaluated the correlation of each index, which showed that the sensory score had positivecorrelation with the texturing degree and the adhesiveness (<0.05).* had very significantly passive correlation with*, △, the hardness, the springiness, the calescence and the chewiness (<0.01).* had significantpositivecorrelation with the hardness, the calescence and the chewiness (<0.05).* had significantpositivecorrelation with △, and both had significantly passive correlation with the hardness, the springiness, and the chewiness. The hardness had significantpositivecorrelation with the calescence and the chewiness. So, the texturing degree and the chewiness could be used as the representative evaluation indices。The effects of additives on the textured properties of compound protein could be directly analyzed by the microstructure. The microstructure showed that adding soybean phospholipid or carrageenan did not appear better network fiber structure. 0.5% sodium chloride or 0.20%-0.40% sodium bicarbonate could formed more network of fibrous structure. Adding- cysteine, the structure was closely arranged. The textured properties had great differences between the high moisture extrusion textured composite protein and the commercial cooked meat. Among the textured properties, the hardness, the springiness, the coalescence, and the chewiness all increased obviously. In a word, adding proper amount of sodium chloride, sodium bicarbonate and-cysteine, with the textured properties of the commercial cooked meat, and taking sensory score,* value, histology degree and chewing degree as evaluation indices to produce the high moisture extrusion textured composite protein, which would provide the basic theoretical basis to create imitation meat products with a strong sense of meat and meat texture.

additives; textures; moisture; high-moisture extrusion technology; textured protein

2018-06-29

2018-11-19

國家重點研發(fā)計劃資助2016YFD0400702

劉艷香，博士生，副研究員，研究方向為糧食加工副產(chǎn)物的利用。Email：lyx@chinagrain.org

孫 勇，博士，教授，研究方向為可再生能源開發(fā)與利用。Email：Sunyong740731@163.com

10.11975/j.issn.1002-6819.2019.01.036

TS 210.9

A

1002-6819(2019)-01-0294-09