谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶對鴨胸肉糜凝膠性能的影響

孟 林，李艷萍,2，康壯麗，馬漢軍,*

（1.河南科技學(xué)院食品學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453003；2.蘇梅國立農(nóng)業(yè)大學(xué)食品技術(shù)學(xué)院，烏克蘭 蘇梅 40021）

隨著肉鴨養(yǎng)殖業(yè)技術(shù)的成熟和規(guī)模的擴(kuò)大，我國鴨肉產(chǎn)量逐年增加，已成為世界上最大的鴨肉生產(chǎn)和消費國[1]。鴨肉營養(yǎng)豐富，性價比高[2]，在重組肉制品，如肉腸、肉丸等中大量使用[3-4]。肌原纖維蛋白是鴨肉中的主要蛋白質(zhì)，也是生鮮鴨肉糜液體連續(xù)相中的主要組成部分。加工過程中通過添加食鹽和磷酸鹽類物質(zhì)將肌原纖維蛋白提取出來，包裹在脂肪液滴或顆粒周圍，形成穩(wěn)定的乳化肉糜體系，這決定著肉糜凝膠的保水性和質(zhì)構(gòu)。但加工不當(dāng)易造成肌原纖維蛋白變性，引起蒸煮損失增大、結(jié)構(gòu)松散等問題[5]。為了解決這個問題，工廠生產(chǎn)中常常添加谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶（transglutaminase，TG）催化蛋白質(zhì)谷氨酰胺殘基的γ-羧酰和賴氨酸殘基的ζ-氨基發(fā)生轉(zhuǎn)酰胺基反應(yīng)，形成ζ—（γ—Glu）Lys共價鍵，或肽鏈中谷氨酰胺殘基的羧酰胺和伯胺之間的酰胺基發(fā)生轉(zhuǎn)移反應(yīng)，并使蛋白質(zhì)分子之間聚合，增強(qiáng)蛋白質(zhì)分子內(nèi)部、分子之間的共價交聯(lián)以及氨基酸和蛋白質(zhì)之間的交聯(lián)，改善凝膠肉制品的品質(zhì)[6-8]。但TG酶對鴨胸肉凝膠性能和水分分布狀態(tài)及遷移影響的研究較少，因此，本研究針對TG酶添加量對鴨胸肉糜色澤、保水性和質(zhì)構(gòu)等的影響進(jìn)行研究。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

TG酶（含1% TG酶和99%麥芽糊精） 江蘇省泰興市東圣食品科技有限公司；冷凍櫻桃谷鴨胸肉 青島和鑫源盛國際貿(mào)易有限公司；豬背膘、白砂糖、食鹽、白胡椒粉 河南新鄉(xiāng)超市。

1.2 儀器與設(shè)備

FA224電子天平 上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司；CR-400色差計 日本柯尼卡-美能達(dá)公司；PQ00l臺式核磁共振（nuclear magnetic resonance，NMR）分析儀上海紐邁電子有限公司；DZKW-4 電子恒溫水浴鍋北京中興偉業(yè)儀器有限公司；AUX-J22絞肉機(jī) 佛山市海迅電器有限公司；UMC-5C斬拌機(jī) 德國Stephan公司；HH-42水浴鍋 常州國華電器有限公司；TA-XT.plus質(zhì)構(gòu)儀 英國Stable Micro System公司；Beckman L-80-XP離心機(jī) 美國Ultracentrifuge公司；Testo 905-T1插入式溫度計 徐州亞名儀器儀表有限公司。

1.3 方法

1.3.1 鴨胸肉糜的制備

將冷凍鴨胸肉放入0～4 ℃環(huán)境中解凍至中心溫度為0 ℃左右，去除鴨皮、脂肪及其他雜質(zhì)，應(yīng)用孔板直徑6 mm的絞肉機(jī)絞碎，存放于0～4 ℃冰箱中直到加工，6 h內(nèi)應(yīng)用完畢。鴨胸肉糜配方如表1所示。鴨胸肉糜加工方法參考Kang Zhuangli等[9]的方法。將肉糜制成直徑為30 mm的肉丸，放入80 ℃水浴鍋中煮制20 min，至中心溫度72 ℃（使用插入式溫度計實時監(jiān)控），撈出水冷至室溫后放入0～4 ℃冷庫中待用。

表1 不同TG酶添加量鴨胸肉糜的配方Table 1 Formulation of duck breast meat batters with various amounts of TGg

1.3.2 色差的測定

將冷卻后的鴨肉丸取出，從中間切開，使用色差計對切面進(jìn)行測定，測定時間不超過5 min。標(biāo)準(zhǔn)白色比色板的亮度值（L*）、紅度值（a*）和黃度值（b*）分別為96.86、－0.15和1.87。

1.3.3 蒸煮得率的測定

冷卻過夜后，分別對每份肉糜的質(zhì)量進(jìn)行測定，按照下式計算蒸煮得率，每組測定4 次。

1.3.4 質(zhì)構(gòu)的測定

將肉糜放置在20 ℃室溫下回溫2 h后使用P/36探頭進(jìn)行測定。樣品修整為直徑20 mm、高20 mm的圓柱體，測定參數(shù)如下：測試速率2.0 mm/s，壓縮比50%，時間5 s。得到硬度、彈性、內(nèi)聚性和咀嚼性[10]。每組測定6 次。

1.3.5 NMR自旋-自旋馳豫時間（T2）的測定

取2 g左右的肉糜，放入直徑為15 mm的核磁管后，放入PQ001紐邁臺式脈沖NMR分析儀中進(jìn)行測定。參數(shù)如下：溫度32 ℃，質(zhì)子共振頻率22.6 MHz，τ-值200 μs。重復(fù)掃描32 次，重復(fù)間隔時間6.5 s，得到12 000 個回波，每組測定4 次。

1.4 數(shù)據(jù)處理

應(yīng)用SPSS 18.0軟件（SPSS Inc.，USA）進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，使用單因素方差分析（analysis of variance，ANOVA）對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，P＜0.05時組間存在顯著差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 TG酶對鴨胸肉糜蒸煮得率的影響

由圖1可知，從T1組到T4組鴨胸肉糜，蒸煮得率隨著TG酶添加量的增加而顯著提高（P＜0.05），而T4組和T5組差異不顯著（P＞0.05）。Tammatinna等[11]研究TG酶對白對蝦凝膠特性的影響時發(fā)現(xiàn)，TG酶添加量越高，肌球蛋白重鏈的聚集度就越高，內(nèi)部和外部肽鏈之間的交聯(lián)增強(qiáng)，形成良好的凝膠結(jié)構(gòu)，能夠提高保水性[12]。T4組和T5組鴨胸肉糜的蒸煮得率差異不顯著（P＞0.05），這是由于較高的TG酶添加量加快了蛋白質(zhì)的交聯(lián)和結(jié)合速率，減弱了蛋白質(zhì)和水分之間的結(jié)合[13]。康壯麗等[14]發(fā)現(xiàn)，雞肉糜的乳化穩(wěn)定性和蒸煮得率隨著TG酶添加量的增加而顯著提高（P＜0.05），但0.67%和1.00%的添加量間差異不顯著（P＞0.05）。

2.2 TG酶對鴨胸肉糜色澤的影響

表2 TG酶添加量對鴨胸肉糜色差的影響Table 2 Effect of TG on color of duck breast meat batter

由表2可知，添加TG酶顯著提高了鴨胸肉糜的L*，降低了a*和b*（P＜0.05），而TG酶的添加量對L*、a*和b*影響不顯著（P＞0.05）。添加TG酶增強(qiáng)了蛋白質(zhì)之間的交聯(lián)，提高了蒸煮鴨胸肉糜的水分含量，增強(qiáng)了肉糜表面對光線的反射，造成鴨胸肉糜a*和b*顯著降低（P＜0.05），L*顯著升高（P＜0.05）。Kilic[15]發(fā)現(xiàn)，添加TG酶顯著提高雞肉的L*（P＜0.05），而TG酶添加量對L*影響不顯著（P＞0.05）。

2.3 TG酶對鴨胸肉糜質(zhì)構(gòu)的影響

表3 TG酶添加量對鴨胸肉糜質(zhì)構(gòu)的影響Table 3 Effect of TG on texture of duck breast meat batter

由表3可知：TG酶添加量增加時，鴨胸肉糜的硬度從（55.52f0.62） N提高到（61.82f0.65） N，但T3、T4和T5組的硬度差異不顯著（P＞0.05）；鴨胸肉糜的彈性、內(nèi)聚性和咀嚼性隨著TG酶添加量的增加而顯著增大（P＜0.05），但T4和T5組差異不顯著（P＞0.05）。TG酶誘導(dǎo)肌肉蛋白質(zhì)發(fā)生交聯(lián)和聚集，有利于凝膠結(jié)構(gòu)的形成。在蛋白含量（底物）不變的情況下，TG酶超過最佳添加量不能夠再改善鴨胸肉糜的質(zhì)構(gòu)特性。這與Herrero等[16]的研究結(jié)果一致，他們發(fā)現(xiàn)，添加TG酶能顯著改善肉糜體系的結(jié)構(gòu)和質(zhì)構(gòu)特性。Carballo等[17]研究發(fā)現(xiàn)，添加TG酶和酪蛋白酸鈉提高了蒸煮肉糜的硬度和咀嚼性。Kang Zhuangli等[18]也發(fā)現(xiàn)，TG酶添加量從0%提高到1%能顯著提高法蘭克福香腸的硬度、彈性、內(nèi)聚性和咀嚼性，這是由于添加TG酶誘導(dǎo)蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，β-轉(zhuǎn)角和β-折疊含量顯著增加，而α-螺旋和無規(guī)則卷曲含量顯著降低（P＞0.05），其中β-折疊結(jié)構(gòu)是凝膠形成的基礎(chǔ)[19-20]。

2.4 TG酶對鴨胸肉糜NMR質(zhì)子弛豫的影響

表4 TG酶添加量對鴨胸肉糜弛豫時間的影響Table 4 Effect of TG on relaxation time of duck breast meat batter ms

肉糜體系中水分的分布能用質(zhì)子自旋-自旋弛豫時間（T2）來反映[21-22]。由表4可知，共出現(xiàn)3 個特征峰：T2b、T21和T22。大量研究發(fā)現(xiàn)，起始弛豫時間0～10、20～100、250～400 ms分別表示結(jié)合水（T2b）、可移動水（T21）和游離水（T22）[23-26]。與T1組相比，添加TG酶能夠顯著縮短T2b、T21和T22（P＜0.05）。起始弛豫時間T2越短，說明水分子與底物結(jié)合越緊密，反之結(jié)合越松散[27-29]，表明添加TG酶使蒸煮鴨胸肉糜中的水分子與底物結(jié)合更緊密。提高TG酶添加量，T21和T22起始弛豫時間顯著縮短（P＜0.05），表明可移動水和游離水分子移動性降低；而T2、T3、T4和T5組的T2b起始弛豫時間差異不顯著（P＞0.05），T4和T5組的T21和T22起始弛豫時間差異不顯著（P＞0.05），表明在一定添加量范圍內(nèi)TG酶對結(jié)合水、可移動水和游離水的影響較小。

表5 TG酶添加量對鴨胸肉糜峰面積比例的影響Table 5 Effect of TG on ratio of relaxation peak areas in duck breast meat batter

由表5可知，不同TG酶添加量蒸煮鴨胸肉糜中不同狀態(tài)水的峰面積比例差異顯著（P＜0.05）。添加TG酶后，T2b的峰面積比例降低，主要原因是鴨胸肉糜的保水性增強(qiáng)（圖1），不易流動水的比例降低；提高TG酶添加量后，可移動水（T21）的峰面積比例增加，游離水（T22）的峰面積比例降低，但T4和T5組的T21和T22峰面積比例差異不顯著（P＞0.05），說明在一定范圍內(nèi)提高TG酶添加量有利于鴨胸肉糜凝膠結(jié)構(gòu)的形成。將水分束縛于鴨胸肉糜中，能夠減少蒸煮過程中水分的損失[30-31]。NMR弛豫結(jié)果表明，在一定范圍內(nèi)提高TG酶添加量能夠提高鴨胸肉糜的保水性。

3 結(jié) 論

添加TG酶對鴨胸肉凝膠性能的影響顯著。與不添加TG酶的鴨胸肉糜相比，添加TG酶顯著提高了鴨胸肉糜的L*、蒸煮得率、硬度、彈性、內(nèi)聚性和咀嚼性，降低了a*和b*（P＜0.05），過量添加TG酶對鴨胸肉糜的色澤、保水性和質(zhì)構(gòu)影響不顯著（P＞0.05）。添加TG酶顯著縮短了鴨胸肉糜的T2b、T21和T22起始弛豫時間（P＜0.05），降低了T2b和T22的峰面積比例，提高了T21的峰面積比例，表明水分的流動性降低。