添加非肉蛋白對(duì)菜籽油替代肥膘豬肉糜品質(zhì)的影響

彭爽 王長(zhǎng)遠(yuǎn)

摘 要：以菜籽油代替豬肉糜傳統(tǒng)配方中的背膘，再分別添加大豆分離蛋白（soya protein isolate，SPI）、豌豆蛋白（pea protein，PP）和乳清分離蛋白（whey protein isolate，WPI）替代1.5%肉蛋白，研究不同蛋白質(zhì)含量（12%、14%）下3 種非肉蛋白對(duì)豬肉糜脂肪損失及品質(zhì)變化的影響。結(jié)果表明：在3 種非肉蛋白中，PP的乳化能力最差（48.78 m2/g），SPI乳化能力最好（59.65 m2/g）;與全肉對(duì)照組相比，所有非肉蛋白處理組的蒸煮損失率均較低，當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)含量從12%提高到14%時(shí)，添加非肉蛋白組的蒸煮損失率均增加;在12%和14%蛋白質(zhì)含量下，添加SPI后豬肉糜的乳化特性有所提升，并更加穩(wěn)定;質(zhì)構(gòu)分析結(jié)果表明，蛋白質(zhì)含量的提高增加了豬肉糜硬度、黏聚性和膠著度，WPI組硬度最高，PP組硬度最低，表明非肉蛋白對(duì)質(zhì)構(gòu)的改性作用很強(qiáng);與全肉對(duì)照組相比，添加非肉蛋白會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品的亮度值升高，紅度值降低;此外，添加WPI制備的豬肉糜乳脂層蛋白質(zhì)含量最低。

關(guān)鍵詞：菜籽油;乳化穩(wěn)定性;非肉蛋白;豬肉糜;品質(zhì)

Abstract： In this study， rapeseed oil was used to replace back fat in traditional pork mince， and soy protein isolate （SPI）， pea protein （PP） and whey protein isolate （WPI） were individually added to replace 1.5% lean meat. The effects of these three non-meat proteins on the fat loss and quality changes of two formulations with different protein levels （12% and 14%） were compared. The results showed that among the three non-meat proteins， PP had the worst emulsification ability （48.78 m2/g），?and SPI had the best emulsification ability （59.65 m2/g）. Compared with the control group with 100% lean meat， all the?non-meat protein treatment groups had lower cooking losses. When the protein level increased from 12% to 14%， the cooking loss of the non-meat protein groups increased. At either protein level， adding SPI improved the emulsification characteristics and stability of mince. The results of texture analysis showed that the increase in protein levels increased the hardness， cohesiveness and adhesiveness. Addition of WPI and PP resulted in the highest and lowest hardness， respectively， indicating that the non-meat proteins has a strong effect on texture modification. Compared with the control group， addition of the non-meat proteins increased the L* value of the product and decrease the a* value. In addition， the mince prepared with WPI had the lowest protein content in the emulsified fat layer.

Keywords： rapeseed oil; emulsion stability; non-meat protein; pork mince; quality

DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20201028-256

中圖分類號(hào)：TS251.1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1001-8123（2020）11-0027-05

添加非肉類蛋白質(zhì)是為了改善水分結(jié)合、穩(wěn)定脂肪和控制成本[1-2]，然而，非肉類蛋白質(zhì)的功能可能有很大不同。乳清蛋白和大豆蛋白是肉類工業(yè)常用的非肉類蛋白添加劑。乳清蛋白是一種具有表面活性的球狀蛋白質(zhì)，可以吸附在其展開(kāi)的脂肪-水界面，并有可能幫助穩(wěn)定食物基質(zhì)中的脂肪球[3-4]，其在70 ℃以上加熱時(shí)能夠形成熱誘導(dǎo)凝膠[5]，這對(duì)肉制品的穩(wěn)定性和質(zhì)地有積極影響。這些功能特性使乳清蛋白成為一種有效的肉制品改良劑，通常用于改善肉制品的乳化特性、持水能力和質(zhì)地[6]。大豆分離蛋白（soy protein isolate，SPI）富含蛋白質(zhì)，纖維含量低，具有良好的乳化能力。Lin等[7]指出，SPI可以提高肉制品的乳化能力和穩(wěn)定性。與SPI相比，豌豆蛋白（pea protein，PP）的氨基酸組成更均衡，同時(shí)其不存在致敏問(wèn)題，但存在應(yīng)用領(lǐng)域窄、附加值低的問(wèn)題。PP主要由1S球蛋白、7S球蛋白和清蛋白組成，其含量分別約為50%、20%和26%[8]。目前，關(guān)于PP在肉制品領(lǐng)域的應(yīng)用研究相對(duì)較少。白一凡等[9]的研究結(jié)果表明，PP的加工性能不及SPI，但4%以下的添加量可以對(duì)乳化香腸的品質(zhì)產(chǎn)生積極的影響。沙金華[8]發(fā)現(xiàn)，添加SPI的火腿腸硬度優(yōu)于添加PP的火腿腸，但是在彈性方面PP比SPI的作用明顯。

脂肪穩(wěn)定性在肉糜和相關(guān)肉制品的生產(chǎn)中至關(guān)重要[10]。脂肪通過(guò)乳化和界面蛋白膜的形成[11]，或被困在由特定蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用產(chǎn)生的連續(xù)肉蛋白基質(zhì)中而穩(wěn)定[12]。一些研究人員發(fā)現(xiàn)，在乳化肉制品中用植物油代替動(dòng)物脂肪時(shí)存在脂肪穩(wěn)定性問(wèn)題[13]。Youssef等[14]研究指出，在用菜籽油（添加量25%）制備的法蘭克福香腸產(chǎn)品中，將肉蛋白含量提高到14%以上時(shí)，產(chǎn)品乳化穩(wěn)定性降低，這可能是由于蛋白質(zhì)含量升高形成了高度聚集的基質(zhì);此外蛋白質(zhì)可能不足以覆蓋大面積的脂肪球（在14%蛋白質(zhì)含量下使用菜籽油代替牛肉脂肪時(shí)，脂肪球大小從4 111 μm2減少至64 μm2），這反過(guò)來(lái)又會(huì)對(duì)較小的菜籽油脂肪球產(chǎn)生更大壓力，使其結(jié)合，并使它們更容易通過(guò)基質(zhì)內(nèi)產(chǎn)生的通道移出蛋白質(zhì)基質(zhì)，同時(shí)Schmidt等[15]認(rèn)為這些通道還可以讓水分從蛋白質(zhì)基質(zhì)中逸出。

本研究選用3 種非肉蛋白替代部分肉蛋白（1.5%），觀察高脂肪損失及品質(zhì)變化的潛在原因。旨在探討非肉蛋白（SPI、PP和乳清分離蛋白（whey protein isolate，WPI））在不同添加水平下對(duì)菜籽油制備的豬肉糜穩(wěn)定性的影響，并評(píng)估三者對(duì)降低脂肪損失的潛在貢獻(xiàn)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鮮豬里脊（蛋白質(zhì)含量20.4%、水分含量72.2%、脂肪含量6.5%;宰后32 h） 當(dāng)?shù)仉p匯冷鮮肉專柜;菜籽油?當(dāng)?shù)匦卢斕爻?SPI（蛋白質(zhì)含量90%） 臨沂山松生物制品有限公司;PP（蛋白質(zhì)含量90%） 實(shí)驗(yàn)室自制;WPI（蛋白質(zhì)含量90%） 美國(guó)Milk Specialties Global公司;復(fù)合磷酸鹽 河南恩苗食品有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

BJRJ-98A絞肉機(jī)、BVBJ-30F真空攪拌機(jī) 浙江杭州艾博機(jī)械工程有限公司;Centrifuge 5920R離心機(jī)?德國(guó)Eppendorf公司;VC6801熱電偶溫度計(jì) 深圳市驛生勝利科技有限公司;真空包裝機(jī)、DKZ-1水浴鍋?上海一恒科學(xué)儀器有限公司;TA-XT2i質(zhì)構(gòu)分析儀 英國(guó)Smsta公司;CR-400色差計(jì) 日本Konica-Minolta公司;GE Whatman 1號(hào)定性濾紙 美國(guó)通用電氣公司。

1.3 方法

1.3.1 豬肉糜的制備

將豬里脊均勻切成3 cm×3 cm×3 cm的肉塊，添加2.00%鹽和0.25%復(fù)合磷酸鹽，用手?jǐn)嚢杈鶆蚝蠓湃虢g肉機(jī)內(nèi)絞成肉餡（3 mm），靜止5 min后將各組肉餡分別置于攪拌機(jī)內(nèi)順時(shí)針攪拌，邊攪拌邊加入菜籽油、非肉蛋白和冰水，每組共攪拌10 min。共設(shè)置5 組，配方如表1所示。攪拌完成后，各組豬肉糜分別進(jìn)行抽真空處理備用。

1.3.2 熟豬肉糜的制備

將經(jīng)過(guò)抽真空處理的各組生豬肉糜35 g，填充到50 mL離心管中，低速離心30 s，清除豬肉糜中的殘留氣泡;然后將裝有豬肉糜的離心管置于72 ℃水浴中，使用熱電偶溫度計(jì)監(jiān)測(cè)樣品的芯部溫度，樣品芯部溫度達(dá)到72 ℃后繼續(xù)保持10 min，取出冷水浴冷卻至室溫備用。

1.3.3 蒸煮損失率測(cè)定

從各組冷卻至室溫的熟豬肉糜樣品中各取3 份，測(cè)定每支離心管內(nèi)肉糜中分離的液體質(zhì)量（m，g），按下式計(jì)算蒸煮損失率。

1.3.4 脂肪損失率測(cè)定

參照Bloukas等[16]的方法測(cè)定各組樣品的脂肪損失率。

1.3.5 全物性質(zhì)構(gòu)分析

使用質(zhì)構(gòu)儀在20 ℃條件下測(cè)定樣品質(zhì)構(gòu)參數(shù)，包括硬度、咀嚼度、膠著度、彈性和黏聚性。選用P50探頭，測(cè)前速率1.0 mm/s、測(cè)定速率1.0 mm/s、測(cè)后速率1.0 mm/s，最大負(fù)荷2.0 kg，壓縮量50%。

1.3.6 色澤測(cè)定

使用色差計(jì)在熟豬肉糜切面上測(cè)定。樣品的色澤表示為亮度值（L*）、紅度值（a*）和黃度值（b*）。

1.3.7 非肉蛋白乳化性測(cè)定

參照Wang Xiansheng等[17]的方法測(cè)定3 種非肉蛋白的乳化活性指數(shù)（emulsifying activity index，EAI）及乳化穩(wěn)定性指數(shù)（emulsion stability index，ESI）。

1.3.8 脂肪滴表面蛋白質(zhì)的提取與測(cè)定

參照Gordon等[18]的方法，采用快速蛋白質(zhì)提取程序。用玻璃棒將生肉糜與等離子溶液1∶1混合30 s，漿液30 000×g離心20 min，將其分成3 層：包含脂肪和與脂肪結(jié)合的蛋白質(zhì)的乳脂相、水（鹽水）相和殘留相。除去乳脂層，并將乳脂層重新懸浮在相同鹽溶液中，使鹽溶液中乳脂含量為21.5%。將重懸的乳脂層在5 ℃條件下15 000×g離心60 min，用刮刀小心地從離心管中取出含有蛋白包被的脂肪滴的乳脂層，并鋪在濾紙上，用定性濾紙吸附附著在脂肪上的所有血清[19]。使用Dumas燃燒法測(cè)定干乳脂相的蛋白質(zhì)含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

各項(xiàng)指標(biāo)重復(fù)測(cè)定3 次，所得數(shù)據(jù)使用SPSS 23.0軟件的常規(guī)線性模型進(jìn)行分析，使用Duncans檢驗(yàn)分析各組數(shù)據(jù)的差異顯著性（P<0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 3 種非肉蛋白乳化能力

由圖1可知，SPI、PP和WPI三者間的EAI及ESI均具有顯著差異（P<0.05），其中SPI的EAI最高，為59.65 m2/g，PP的EAI最低，為48.78 m2/g，WPI的EAI為56.38 m2/g，WPI的ESI最高，為15.75 min，PP的ESI最低，為10.20 min，SPI的ESI為13.50 min。結(jié)果表明，三者中SPI的乳化能力最強(qiáng)，PP的乳化能力最弱。

2.2 添加非肉蛋白對(duì)豬肉糜蒸煮損失和脂肪損失的影響

由表2可知，無(wú)論是蛋白含量12%還是蛋白含量14%，所有添加非肉蛋白處理組的蒸煮損失率與全肉對(duì)照組相比均顯著降低（P<0.05），這表明非肉蛋白參與了脂肪和水分的保持。與Lauck[20]的研究結(jié)果一致，該研究表明，SPI和乳清蛋白的脂肪結(jié)合能力優(yōu)于肉蛋白。Serdaroglu等[21]指出，添加大豆蛋白和乳清蛋白可提高熟牛肉香腸的乳化穩(wěn)定性。在12%和14%蛋白含量下，添加SPI組和添加WPI組豬肉糜的蒸煮損失率和脂肪損失率與添加PP組相比顯著降低（P<0.05），這可能與三者的乳化能力不同（圖1）有關(guān)，PP的乳化能力顯著較低（P<0.05）。此外，在2 個(gè)蛋白含量下，添加SPI組樣品的蒸煮損失率和脂肪損失率均最低（P<0.05）。

蛋白含量12%時(shí)，添加SPI組和添加WPI組豬肉糜的脂肪損失率無(wú)顯著差異。當(dāng)?shù)鞍缀坑?2%增加至14%時(shí)，對(duì)照組和處理組的蒸煮損失率及脂肪損失率均顯著升高（P<0.05）。Youssef等[14]研究表明，將肉蛋白水平提高至14%以上會(huì)增加用25%菜籽油制備的乳化牛肉制品的脂肪損失。這可能是由于隨著更多可溶性蛋白的出現(xiàn)，脂肪小球周圍的界面蛋白膜的厚度和剛度增加。

Jones等[11]提出，厚且剛性的界面蛋白膜阻礙脂肪在加熱過(guò)程中膨脹，而當(dāng)界面蛋白膜承受壓力過(guò)高時(shí)會(huì)發(fā)生破裂，形成破裂孔，此時(shí)會(huì)導(dǎo)致乳脂相中脂肪的脫離及乳化能力的下降。另一個(gè)可能性是，高蛋白質(zhì)含量會(huì)形成較稠密的高度聚集的蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)（在烹飪過(guò)程中），這可能會(huì)對(duì)脂肪小球施加壓力，使其發(fā)生聚集，并會(huì)從蛋白質(zhì)基質(zhì)中被擠出。

2.3 添加非肉蛋白對(duì)豬肉糜質(zhì)構(gòu)的影響

由表3可知，豬肉糜硬度受非肉蛋白（SPI、PP和WPI）和增加的肉蛋白含量（12%～14%）的影響，這些結(jié)果表明，非肉蛋白通過(guò)改變系統(tǒng)的組成部分以及肉和非肉蛋白之間可能的相互作用影響凝膠的形成。同一蛋白含量下，WPI組的硬度最高，PP組最低，同時(shí)，PP組的硬度顯著低于全肉蛋白的對(duì)照組（P<0.05），這也表明肉蛋白與PP之間可能發(fā)生拮抗作用。這些結(jié)果與Mccord等[22]的結(jié)果一致，他們?cè)谌獾鞍啄z結(jié)構(gòu)（蛋白質(zhì)凝膠質(zhì)量濃度6 g/100 mL）中觀察到植物蛋白引起的弱化效應(yīng)。Ensor等[23]的研究結(jié)果顯示，與全肉對(duì)照組相比，將SPI添加到全脂諾克香腸中會(huì)增加其硬度。在本研究中，與WPI組相比，SPI組的硬度較低，這表明SPI與肉蛋白的分子相互作用弱于WPI。同時(shí)，當(dāng)?shù)鞍缀坑?2%增加至14%時(shí)，各組豬肉糜的硬度顯著增加（P<0.05），這是由于配方中瘦肉添加量增加導(dǎo)致的。

在12%和14%蛋白質(zhì)含量下，與添加非肉蛋白替代品相比，全肉對(duì)照組彈性顯著更高。這可能是因?yàn)榉侨獾鞍卓梢匀菁{更多的水和脂肪，或者它們能夠填充肉蛋白基質(zhì)內(nèi)的間隙，從而降低豬肉糜的彈性。對(duì)照組和非肉蛋白處理組豬肉糜黏聚性無(wú)顯著差異。添加WPI的豬肉糜咀嚼度顯著高于對(duì)照組及PP組和SPI組（P<0.05），PP組咀嚼度顯著低于對(duì)照組（P<0.05），SPI組與對(duì)照組相近，這可能與三者形成的凝膠結(jié)構(gòu)大小不同有關(guān)。當(dāng)?shù)鞍缀坑?2%增加至14%時(shí)，各組豬肉糜咀嚼度均顯著增加（P<0.05）。此外，各組豬肉糜膠著度的變化趨勢(shì)與咀嚼度完全相同。相比之下，Ensor等[23]的結(jié)果與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果有所不同，他們發(fā)現(xiàn)與添加2.0%乳清蛋白濃縮物相比，在全脂克諾斯特香腸中添加2.0% SPI可增加咀嚼性。

總體來(lái)說(shuō)，蛋白質(zhì)含量的增加會(huì)導(dǎo)致更高的硬度、咀嚼度和黏聚性。這是由于蛋白質(zhì)含量的增加會(huì)使蛋白質(zhì)基質(zhì)更密集，從而形成更堅(jiān)硬的結(jié)構(gòu)。這與Camou等[24]的觀點(diǎn)一致，他們認(rèn)為鹽溶性肌肉蛋白的凝膠強(qiáng)度隨著蛋白質(zhì)濃度的增加而增加。Rakosky[25]研究表明，香腸的硬度取決于配方中的瘦肉含量。

2.4 添加非肉蛋白對(duì)豬肉糜色澤的影響

由表4可知，當(dāng)?shù)鞍缀繌?2%增加至14%時(shí)，豬肉糜的色澤變得更暗和更紅，即a*更高，L*更低。這是紅肉含量的增加導(dǎo)致的（即肌紅蛋白含量較高）。與對(duì)照組相比，3 個(gè)非肉蛋白處理組樣品的色澤更淺、a*更低，這是由于SPI、PP和WPI自身顏色較淺，不含肌紅蛋白。另外，非肉蛋白處理組的低蒸煮損失率也是原因之一。在同一蛋白含量下，SPI組顯示出最高的L*（P<0.05），這是由于該組樣品能夠保持更多的水分，全肉對(duì)照組L*最低（P<0.05）。Gnanasambandam等[26]的研究結(jié)果顯示，用5%和7%大豆蛋白制備的法蘭克福香腸，其a*明顯降低。Hughes等[27]還指出，乳清蛋白的添加增加了法蘭克福香腸的L*，降低了a*。Atughonu等[28]研究表明，將3.5%乳清蛋白濃縮物添加到普通法蘭克福牛肉和豬肉香腸中時(shí)，L*顯著增加，a*下降。蛋白含量12%時(shí)，各組間的b*無(wú)顯著差異，而當(dāng)?shù)鞍缀繌?2%增加至14%時(shí)，全肉對(duì)照組的b*顯著降低（P<0.05），并顯著低于添加非肉蛋白組（P<0.05），這是由于瘦肉含量增加導(dǎo)致的。

2.5 添加非肉蛋白對(duì)乳脂層蛋白質(zhì)含量的影響

由圖2可知，當(dāng)?shù)鞍缀繌?2%增加至14%后，全肉蛋白對(duì)照組的乳脂層蛋白質(zhì)含量無(wú)顯著變化，而其對(duì)應(yīng)的蒸煮損失率卻明顯增加（表1），這說(shuō)明導(dǎo)致乳化穩(wěn)定性顯著下降的原因并不是沒(méi)有足夠的蛋白質(zhì)覆蓋脂肪球較大的表面積，致使它們更容易通過(guò)蛋白質(zhì)基質(zhì)內(nèi)產(chǎn)生的通道移出，更可能是由于蛋白質(zhì)含量升高形成了高度聚集的基質(zhì)導(dǎo)致的[14]。蛋白含量14%時(shí)，與PP組相比，SPI組的乳脂層蛋白質(zhì)含量顯著增加（P<0.05）。這可能與SPI的高乳化能力或PP組（與SPI相比）的脂肪損失率更高有關(guān)，后者會(huì)導(dǎo)致附著在剩余脂肪球上的蛋白質(zhì)減少。在12%和14%蛋白質(zhì)含量下，與其他組相比，WPI組豬肉糜乳脂層蛋白質(zhì)含量均顯著最低（P<0.05）。這可能是由于乳清蛋白分離物優(yōu)先吸附到脂肪球上，從而阻斷了肌原纖維蛋白某些位點(diǎn)的結(jié)合。這與Imm等[29]的觀點(diǎn)一致，該研究表明，在用雞胸肉肌球蛋白和植物油制備的乳狀液中添加柔性蛋白質(zhì)（如乳蛋白分離物）時(shí)，肌球蛋白并入乳脂層的困難更大。此外，本實(shí)驗(yàn)結(jié)果中值得注意的是，無(wú)論12%蛋白含量還是14%蛋白含量，SPI組的乳脂層蛋白質(zhì)含量均略高于對(duì)照組，但在統(tǒng)計(jì)學(xué)上并無(wú)顯著差異，其中可能存在更深層次的機(jī)理，值得后期深入研究。

各組在蛋白質(zhì)含量從12%增加至14%后，乳脂層蛋白質(zhì)含量沒(méi)有顯著差異。Youssef等[30]的研究結(jié)果顯示，當(dāng)用菜籽油制備的豬肉糜中總蛋白含量從8%提高到14%時(shí)，乳脂相吸附的蛋白質(zhì)含量顯著增加。但本研究中并未出現(xiàn)這一現(xiàn)象，這種差異可能是牛肉制品與豬肉制品乳脂層中的蛋白質(zhì)含量最高限度不同造成的，具體原因還需進(jìn)一步深入研究探討。

3 結(jié) 論

用菜籽油制作的豬肉糜中添加1.5%非肉蛋白代替瘦肉后，會(huì)在一定程度上降低樣品的蒸煮損失和脂肪損失，彈性也會(huì)下降。與全肉蛋白對(duì)照組相比，添加非肉蛋白的處理組豬肉糜具有較高的乳化特性，乳化穩(wěn)定性提高，其中添加SPI制備的豬肉糜乳化特性最好，添加PP制備的豬肉糜乳化特性最差。同時(shí)，添加不同種類的非肉蛋白添加劑后，各組豬肉糜的質(zhì)構(gòu)特性也不同，添加WPI制備的豬肉糜具有更高的硬度、咀嚼度和膠著度。非肉蛋白處理組豬肉糜的顏色較淺，a*較低。添加WPI制備的豬肉糜乳脂層蛋白質(zhì)含量最低。此外，當(dāng)豬肉糜中蛋白含量從12%增加到14%時(shí)，會(huì)導(dǎo)致較高的蒸煮損失和脂肪損失，豬肉糜的硬度、咀嚼度和膠著度也會(huì)升高。

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