復(fù)合添加劑提高調(diào)理肉餅乳化性的工藝優(yōu)化

田晉梅，朱迎春*，馬 玲*，李玉昕，曹智翔

（1.山西省畜牧獸醫(yī)學(xué)校牧醫(yī)科，山西 太原 030024；2.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，山西 晉中 030801）

調(diào)理肉餅是指以禽畜肉為主要原料加工配制而成、經(jīng)簡(jiǎn)便處理即可食用的肉制品[1]，因其食用方便、營(yíng)養(yǎng)搭配合理、容易攜帶而逐漸成為快餐行業(yè)的主流食品。

乳化性是一種重要的功能特性[2]，乳化性是蛋白質(zhì)的界面特性，乳化作用的形成是蛋白質(zhì)自發(fā)遷移并到達(dá)油水界面，疏水基團(tuán)定向到達(dá)油相界面，形成蛋白質(zhì)膜，從而使乳濁液穩(wěn)定性提高的過(guò)程，其對(duì)肉制品的保水保油性意義重大。調(diào)理肉餅在加工過(guò)程中要經(jīng)過(guò)斬拌形成肉糜，肉糜中的蛋白質(zhì)、脂肪、水三者形成乳化體系。乳化體系中的脂肪微粒處于凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，在加熱條件下會(huì)形成不連續(xù)的脂肪顆粒，導(dǎo)致出水、出油等問(wèn)題的發(fā)生[3]。非肉蛋白和親水膠體對(duì)肉糜制品凝膠的乳化性能具有改善作用，可作為共聚物或填充物占據(jù)在蛋白質(zhì)凝膠骨架結(jié)構(gòu)中，乳化油滴阻止其聚集；通過(guò)物理作用截留水分和脂肪，減小乳化肉糜類(lèi)凝膠的空隙[4]，提高保水保油性。

卡拉膠是一類(lèi)從海洋生物紅藻細(xì)胞壁中提取的線(xiàn)性多糖化合物[5]，可以與食品中的蛋白質(zhì)發(fā)生交互反應(yīng)，形成網(wǎng)狀絡(luò)合物，有效防止水分及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的流失，改善質(zhì)構(gòu)并提高產(chǎn)品得率[6]。李君珂等[7]研究發(fā)現(xiàn)，將0.6%卡拉膠添加到豬肉餅中可以提高豬肉餅的保水保油性。大豆分離蛋白是一種重要的植物性完全蛋白，在食品加工過(guò)程中添加可以避免水分及脂肪的流失，改善口感及質(zhì)構(gòu)特性，提高貯藏性，降低蒸煮損失等[8]。王明爽等[9]研究發(fā)現(xiàn)，添加4%的大豆分離蛋白制得的紅薯雞肉丸滋味鮮美、富有彈性、切面細(xì)膩、氣孔細(xì)小均勻、組織狀態(tài)良好，具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。黃原膠是肉制品中常用的膠體，在加工過(guò)程中發(fā)生凝膠化產(chǎn)生網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，能夠減少肉制品的蒸煮損失和蛋白質(zhì)損失、增加肉品出品率和彈性、降低肉品水分活度[8]。葉韜等[10]選取1%黃原膠與4%大豆蛋白作為羅非魚(yú)粒的黏結(jié)劑，此配方制得的魚(yú)粒黏結(jié)成型效果好，具有良好的硬度、彈性和咀嚼性。復(fù)合磷酸鹽通過(guò)改變?nèi)庵破返乃釅A度影響其結(jié)構(gòu)，改善肉制品的質(zhì)構(gòu)特性[11]，通過(guò)螯合金屬離子延緩脂肪氧化酸敗，通過(guò)增加肌肉的離子強(qiáng)度，促進(jìn)肌球蛋白轉(zhuǎn)變?yōu)槿苣z狀態(tài)，提高肉的保水能力[12]。李龍祥等[13]發(fā)現(xiàn)，復(fù)合磷酸鹽添加量為0.3%時(shí)，結(jié)合水和不易流動(dòng)水與肌肉蛋白的結(jié)合最緊密，可以達(dá)到良好的保水效果。

單一添加食品輔料在實(shí)際生產(chǎn)中有一定的局限性，添加量不足導(dǎo)致肉糜類(lèi)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)松散、口感發(fā)軟，添加量過(guò)大則會(huì)造成產(chǎn)品口感發(fā)硬、風(fēng)味不良[14]。適量添加卡拉膠、大豆分離蛋白、黃原膠及復(fù)合磷酸鹽既可形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，減少油水損失，又可避免形成不良口感及質(zhì)構(gòu)。因此，本研究對(duì)卡拉膠、大豆分離蛋白、黃原膠和復(fù)合磷酸鹽復(fù)配使用對(duì)改善調(diào)理肉餅保水保油性的作用進(jìn)行研究，為實(shí)際生產(chǎn)提供支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

五花肉 山西農(nóng)業(yè)大學(xué)雙匯冷鮮肉店；豆油、食鹽、料酒、醋、白胡椒粉、生姜粉、香油、白糖、花椒、辣椒 山西農(nóng)業(yè)大學(xué)寸草心超市。

復(fù)合磷酸鹽（分析純） 鄭州天宇食品配料有限公司；亞硝酸鈉（分析純） 天津市申泰化學(xué)試劑有限公司；大豆分離蛋白（食品級(jí)） 河南旗諾食品配料有限公司；卡拉膠（食品級(jí)） 鄭州明欣化工產(chǎn)品有限公司；黃原膠（食品級(jí)） 廣東千恒生物科技有限公司；抗壞血酸鈉（食品級(jí)） 鄭州四陽(yáng)化工產(chǎn)品有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

DZKW-D-2電熱恒溫水浴鍋 天津市大港區(qū)紅杉實(shí)驗(yàn)設(shè)備廠；DHG-9243BS-Ⅲ電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司；HPP-9272電熱恒溫培養(yǎng)箱北京東聯(lián)哈爾儀器制造有限公司；LD5-2B低速離心機(jī)北京雷勃爾醫(yī)療器械有限公司；Scout SE-SE602F分析天平 奧豪斯儀器（常州）有限公司；HY-2調(diào)速多用振蕩器 國(guó)華電器有限公司；CPA分析天平 北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司；ZB-5斬拌機(jī) 上海青浦食品包裝機(jī)械公司。

1.3 方法

1.3.1 調(diào)理肉餅的制備及樣品的前處理

實(shí)驗(yàn)材料為豬背最長(zhǎng)肌及豬背膘脂肪。去除背最長(zhǎng)肌上的筋腱組織，切成小塊后用絞肉機(jī)絞碎。調(diào)理豬肉餅的基本配方為：以絞碎豬肉（肥瘦肉質(zhì)量比3∶7）500 g計(jì)，食鹽8 g、花椒水80 g、抗壞血酸鈉0.5 g、料酒20 g、醋20 g，按照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分別加入適量的卡拉膠、大豆分離蛋白、黃原膠和復(fù)合磷酸鹽，攪拌均勻，腌制30 min；添加雞精1 g、白胡椒粉1 g、五香粉0.4 g、白糖5 g、香油6 g、生姜粉0.4 g，高速斬拌3～5 min；用模具制成質(zhì)量約（35±5） g的肉餅，保鮮膜包裝，放入托盤(pán)中，于4 ℃條件下冷藏。

1.3.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.2.1 單因素試驗(yàn)

以肉糜質(zhì)量為基準(zhǔn)，向肉糜中分別添加不同比例的大豆分離蛋白（2%、3%、4%、5%、6%）、卡拉膠（0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1.0%）、黃原膠（0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%）及復(fù)合磷酸鹽（0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%），以水分流失率和脂肪流失率為指標(biāo)進(jìn)行單因素試驗(yàn)。

1.3.2.2 正交試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)卡拉膠、大豆分離蛋白、黃原膠和復(fù)合磷酸鹽進(jìn)行復(fù)配，通過(guò)設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)優(yōu)化其配方。正交試驗(yàn)因素水平如表1所示。

表1 正交試驗(yàn)因素水平表Table 1 Code and level of factors tested in orthogonal array design

1.3.3 指標(biāo)測(cè)定

根據(jù)Cofrades等[15]的方法測(cè)定水分及脂肪的流失率。在50 mL離心管中放入15 g肉糜，500hg離心3 min，排除肉糜中較大的氣泡；70 ℃恒溫水浴30 min，取出離心管并倒置在培養(yǎng)皿上，靜置1 h，收集；稱(chēng)量汁液流失后離心管和肉糜的總質(zhì)量；將收集到的汁液在105 ℃條件下恒溫干燥2 h，測(cè)定干燥后的培養(yǎng)皿總質(zhì)量，分別按照公式（1）～（3）計(jì)算總汁液流失量（total expressible fluid，TEF）、水分流失率及脂肪流失率。

式中：m0為空離心管的質(zhì)量/g；m1為肉糜的質(zhì)量/g；m2為水浴后裝有肉糜的離心管和培養(yǎng)皿總質(zhì)量/g；m3為汁液流失后離心管和肉糜的總質(zhì)量/g；m4為干燥后的培養(yǎng)皿總質(zhì)量/g。

1.4 數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)均重復(fù)3 次，結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析采用Statistix 8.1軟件包（St Paul，MN）進(jìn)行方差分析及顯著性檢驗(yàn)。采用SigmaPlot 10.0軟件繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 卡拉膠添加量對(duì)調(diào)理肉餅乳化性的影響

由圖1可知：當(dāng)卡拉膠添加量為0.7%時(shí)，調(diào)理肉餅的水分流失率降至最低；繼續(xù)增加卡拉膠添加量（0.7%～1.0%），水分流失率無(wú)顯著性變化（P＞0.05）。卡拉膠可提高保水性，降低水分流失的原因是卡拉膠分子結(jié)構(gòu)中含有高親水性的硫酸酯基團(tuán)[16]，此基團(tuán)與調(diào)理肉餅中的水分結(jié)合，抑制水分流失?？ɡz和蛋白質(zhì)相互作用形成致密的凝膠網(wǎng)絡(luò)[17]，加入卡拉膠使得調(diào)理肉餅中蛋白質(zhì)等大分子截留水的能力顯著提高。

當(dāng)卡拉膠添加量為0.0%～0.8%時(shí)，隨著卡拉膠添加量的增大，調(diào)理肉餅的脂肪流失率顯著降低（P＜0.05）；卡拉膠添加量為0.8%～1.0%時(shí)，隨著卡拉膠添加量的增大，調(diào)理肉餅的脂肪流失率變化不顯著（P＞0.05）。這是由于多糖與蛋白質(zhì)作用后具有穩(wěn)定的乳化特性，而卡拉膠作為陰離子多糖，與肌原纖維蛋白作用，將蛋白質(zhì)有效地結(jié)合在卡拉膠形成的膠體體系內(nèi)，從而形成復(fù)合蛋白體系，使肉糜類(lèi)制品乳化穩(wěn)定性提高[18]。朱秀清等[19]研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)卡拉膠添加量為0.4%～0.6%時(shí)，脫脂豆粉保水保油性最好，且數(shù)值趨于穩(wěn)定，這一結(jié)論與本研究相吻合。

但是添加卡拉膠的肉餅具有較強(qiáng)的收縮脫水性，所形成的凝膠雖堅(jiān)固但極易破碎，因此卡拉膠需要與其他膠體配合使用。

2.1.2 大豆分離蛋白添加量對(duì)調(diào)理肉餅乳化性的影響

由圖2可知：大豆分離蛋白添加量為3%時(shí)，調(diào)理肉餅的水分流失率最低（16.32%）；大豆分離蛋白添加量為4%時(shí)，調(diào)理肉餅的脂肪流失率最低（27.04%）。大豆分離蛋白肽鏈骨架上含有親水性的極性側(cè)鏈，當(dāng)遇水膨脹時(shí)，可吸收并保持自身質(zhì)量14 倍的水分[17]，在加熱過(guò)程中蛋白質(zhì)變性凝固，在肉糜中形成網(wǎng)絡(luò)骨架[20]，具有良好的保水性能。大豆分離蛋白添加量為5%～6%時(shí)，調(diào)理肉餅的水分流失率顯著升高，這可能是由于蛋白質(zhì)親水性側(cè)鏈結(jié)合過(guò)飽和，使調(diào)理肉餅乳化穩(wěn)定性降低，水分流失率增大。調(diào)理肉餅中加入大豆分離蛋白后表面張力降低，形成油-水乳化液，乳化的油滴與表面的蛋白質(zhì)結(jié)合形成保護(hù)層，從而阻礙油滴聚集，有效防止脂肪向表面移動(dòng)[21]，減少脂肪流失。

2.1.3 黃原膠添加量對(duì)調(diào)理肉餅乳化性的影響

由圖3可知，在調(diào)理肉餅中加入0.6%的黃原膠，可使其水分流失率降低10%～11%，脂肪流失率降低14%～15%。黃原膠是親水膠體，溶于水會(huì)吸收部分水分[22]，且黃原膠乳化液能提高蛋白凝膠的持水性，使蛋白凝膠中自由流動(dòng)水的含量顯著減少，使更多的水分保留在蛋白凝膠網(wǎng)絡(luò)中[23]。趙百忠等[24]也發(fā)現(xiàn)，隨著黃原膠添加量的增大，火腿腸失水性呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢(shì)，與本研究結(jié)果相近。由此可知，黃原膠本身并非一種膠凝性多糖，它通過(guò)增加體系黏度、形成弱凝膠結(jié)構(gòu)來(lái)提高食品穩(wěn)定性[25]。黃原膠也有乳化油脂的作用，調(diào)理肉餅中黃原膠添加量升高，大粒徑脂肪球減少，小粒徑脂肪球增加[26]，乳化液體系更趨向于穩(wěn)定，脂肪流失率降低。當(dāng)黃原膠添加量較大時(shí)，調(diào)理肉餅的黏稠度增加，乳化液體系反而存在絮凝的趨勢(shì)，調(diào)理肉餅外界滲透壓高于內(nèi)部，水分流失及脂肪流失均隨之升高。

2.1.4 復(fù)合磷酸鹽添加量對(duì)調(diào)理肉餅乳化性的影響

由圖4可知，當(dāng)復(fù)合磷酸鹽添加量為0.3%～0.5%時(shí)，調(diào)理肉餅的水分流失率顯著降低（P＜0.05）；復(fù)合磷酸鹽對(duì)調(diào)理肉餅脂肪流失率的影響呈現(xiàn)先降低后平穩(wěn)的趨勢(shì)。加入復(fù)合磷酸鹽后水分流失減少主要有2 個(gè)原因：一是磷酸鹽加強(qiáng)了肌肉蛋白質(zhì)結(jié)合水分子的能力，減少肉汁溢出[27]；另外，加入磷酸鹽后，調(diào)理肉制品的pH值偏離蛋白質(zhì)等電點(diǎn)，向堿性偏移，增加了蛋白膠粒所帶電荷量，水化作用增強(qiáng)，能夠吸收更多的水分[28]。復(fù)合磷酸鹽對(duì)調(diào)理肉餅水分流失率的影響呈現(xiàn)先降低后上升的趨勢(shì)，一方面加入磷酸鹽后，磷酸鹽與蛋白質(zhì)形成凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；另一方面，磷酸鹽中大量的陰離子基團(tuán)與肉餅中的陽(yáng)離子結(jié)合，形成穩(wěn)定的中性離子，肌肉蛋白中帶負(fù)電荷的羧基得以釋放，增加負(fù)電荷間的靜電斥力，使得結(jié)構(gòu)松弛，增加吸水力[29]。但隨著復(fù)合磷酸鹽添加量的增加，負(fù)電荷作用達(dá)到飽和，凝膠均一性變差，形成失水的主導(dǎo)作用，導(dǎo)致肉餅保水性下降[30]。

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果及分析

表2 添加劑對(duì)調(diào)理肉餅水分流失率及脂肪流失率影響的正交試驗(yàn)結(jié)果Table 2 Orthogonal array design with experimental results

由表2可知，4 種添加劑對(duì)調(diào)理肉餅水分流失率的影響大小順序?yàn)榭ɡz＞復(fù)合磷酸鹽＞大豆分離蛋白＞黃原膠。根據(jù)K值可知，理論最優(yōu)組合為A2B2C1D1，即0.7%卡拉膠+3%大豆分離蛋白+0.4%黃原膠+0.3%復(fù)合磷酸鹽。而9 組試驗(yàn)中第5組（A2B2C3D1），即0.7%卡拉膠+3%大豆分離蛋白+0.6%黃原膠+0.3%復(fù)合磷酸鹽組合的保水性最好。2 組的區(qū)別在于黃原膠的添加量，因此針對(duì)黃原膠的添加比例還需要進(jìn)一步試驗(yàn)。

4 種添加劑對(duì)調(diào)理肉餅脂肪流失率的影響大小順序?yàn)閺?fù)合磷酸鹽＞大豆分離蛋白＞卡拉膠＞黃原膠。根據(jù)K值可知，理論最優(yōu)組合為A1B3C3D2，即0.6%卡拉膠+4%大豆分離蛋白+0.6%黃原膠+0.4%復(fù)合磷酸鹽。而9 組試驗(yàn)中第3組（A1B3C3D3），即0.6%卡拉膠+4%大豆分離蛋白+0.6%黃原膠+0.5%復(fù)合磷酸鹽組合的保油性最好。2 組的區(qū)別在于復(fù)合磷酸鹽的添加量，針對(duì)復(fù)合磷酸鹽的添加比例還需要進(jìn)一步試驗(yàn)。

以水分流失率和脂肪流失率2 項(xiàng)指標(biāo)考察不同配比的添加劑對(duì)調(diào)理肉餅保油保水性的影響，但2 組試驗(yàn)結(jié)果不一致。為找到最佳配比，將每組優(yōu)化出的最佳理論組合和試驗(yàn)組合再次進(jìn)行試驗(yàn)。

表3 理論值與試驗(yàn)值的比較結(jié)果Table 3 Comparison of theoretical and experimental values of water loss rate and fat loss rate

由表3可知：A2B2C1D1組的水分流失率最低，但其脂肪流失率為4 組中最高；A1B3C3D2組的脂肪流失率最低，但水分流失率為4 組中最高。綜合考慮，A1B3C3D3組的水分流失率為15.26%，脂肪流失率為11.17%，流失率均較小，故選定4 種添加劑的最適復(fù)配組合為A1B3C3D3，即0.6%卡拉膠+4%大豆分離蛋白+0.6%黃原膠+0.5%復(fù)合磷酸鹽。

3 結(jié) 論

以水分流失率和脂肪流失率為指標(biāo)，考察卡拉膠、大豆分離蛋白、復(fù)合磷酸鹽和黃原膠4 種添加劑對(duì)調(diào)理肉餅乳化性的影響。通過(guò)單因素試驗(yàn)與正交試驗(yàn)優(yōu)化4 種添加劑的最佳配比，最終得出添加0.6%卡拉膠、4%大豆分離蛋白、0.6%黃原膠和0.5%復(fù)合磷酸鹽的調(diào)理肉餅乳化性能較強(qiáng)，水分流失率和脂肪流失率均較低，分別為15.26%和11.17%，可應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中。