核桃蛋白對(duì)調(diào)理食品品質(zhì)的影響

李向陽(yáng)，劉校男，尹衍霖，左東英，馬建剛，王占勇，郭安民

（1. 河北綠蕾農(nóng)林科技有限公司，河北 石家莊 050050；2. 山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東 泰安 271018）

我國(guó)具有豐富的核桃粕資源，以核桃粕為原料酶法適度水解提取的核桃蛋白富含小分子肽成分，可降血壓、降血糖、降血脂、提高機(jī)體免疫力，保健作用顯著[1]。然而目前我國(guó)的核桃粕資源利用率并不高，為提高核桃粕資源的綜合利用價(jià)值，以核桃粕為原料利用適度酶解技術(shù)制備富含小肽分子的核桃蛋白，并將獲得的核桃蛋白應(yīng)用于調(diào)理食品加工，前景廣闊。

調(diào)理肉類食品因其方便烹調(diào)、營(yíng)養(yǎng)豐富、富有肉香風(fēng)味而成為人們飲食中必不可少的部分[2-4]。近幾年，人們對(duì)低脂調(diào)理食品的消費(fèi)需求正急劇增長(zhǎng)，然而低脂肉類調(diào)理食品的品質(zhì)與風(fēng)味往往不如高脂含量的產(chǎn)品，存在硬度大、易碎、咀嚼性差等問(wèn)題。因此，尋求新的脂肪替代成分，降低產(chǎn)品脂肪含量，優(yōu)化工藝，開(kāi)發(fā)具有和高脂含量肉類調(diào)理食品類似的口感、品質(zhì)或勝于其品質(zhì)的低脂肉類調(diào)理食品是目前食品加工業(yè)研究熱點(diǎn)[5]。此外，Naghshi等 2020年 7月在著名期刊 BMJ剛剛發(fā)表的一篇報(bào)道，用科學(xué)的數(shù)據(jù)告訴人們用植物源蛋白部分替代動(dòng)物源蛋白的健康食物很有可能將會(huì)延長(zhǎng)人的壽命，引起了科學(xué)界及醫(yī)學(xué)家們的廣泛關(guān)注[6]。適度改性的植物源蛋白能夠表現(xiàn)出肉類的特性，其細(xì)小顆粒能夠包覆脂肪球，延緩其風(fēng)味在口腔中的釋放，從而提高調(diào)理食品的咀嚼感與風(fēng)味。已有研究表明，大豆蛋白、豌豆蛋白、花生蛋白等植物蛋白可以用于肉類調(diào)理食品的加工，并顯著改善了肉類調(diào)理食品的品質(zhì)[7]。但目前還沒(méi)有利用核桃蛋白制備調(diào)理肉制品的研究報(bào)道。如果能夠?qū)⒑颂移蓙?lái)源的核桃蛋白部分替代動(dòng)物蛋白及脂肪應(yīng)用于調(diào)理食品中，開(kāi)發(fā)功能性調(diào)理食品，為人類的健康長(zhǎng)壽保駕護(hù)航，將具有重要的科學(xué)意義。本實(shí)驗(yàn)以核桃粕為原料以適度酶解工藝制備核桃粕蛋白，并將核桃蛋白應(yīng)用于調(diào)理食品中，探究其對(duì)調(diào)理食品品質(zhì)的影響，為提高核桃粕資源的綜合利用價(jià)值，研究核桃蛋白在食品中的應(yīng)用以及開(kāi)發(fā)新的調(diào)理食品提供技術(shù)支撐與理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料與試劑

蔗糖、硫酸鉀、硫酸銅及氫氧化鈉等試劑均為分析純：天津市凱通化學(xué)試劑有限公司；食品級(jí)卡拉膠：安徽遠(yuǎn)征生物工程有限公司；食品級(jí)中性蛋白酶：諾維信公司。

1.1.2 主要儀器及設(shè)備

TA-XT2i 型質(zhì)構(gòu)儀：英國(guó) SMS公司；HH-6數(shù)顯恒溫水浴鍋：國(guó)華電器有限公司；Centrifuge 5804R冷凍離心機(jī)：德國(guó)艾本德股份公司；DZF-6050真空干燥箱：上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；Rapid N Cube 快速定氮儀：德國(guó)元素分析系統(tǒng)公司；SKT-200 自動(dòng)凱氏定氮儀：上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 制備核桃蛋白

適量核桃粕粉碎，100 目篩分，以料液比1:15（w/v）制備核桃粕溶液，將溶液水浴加熱至53 ℃，以1 mol/L的NaOH溶液調(diào)pH 值至7.5，加入5 000 u/g中性蛋白酶酶解60 min，100 ℃水浴滅酶5 min，快速冷卻到室溫，5 000 r/min離心20 min，上清液冷凍干燥后制成核桃蛋白粉（含蛋白89%，水分2%，脂肪1%，灰分2%，碳水化合物及其他6%），備用。

1.2.2 核桃蛋白對(duì)調(diào)理食品中品質(zhì)的影響

1.2.2.1 制作肉糜 新鮮豬前腿肉及背部肥膘于–4 ℃冷凍處理24 h，除去多余結(jié)締組織及脂肪組織，切成20×4×5 cm的條狀，真空包裝，于–18 ℃冷凍儲(chǔ)藏12 h取出，解凍后，按豬肉80%，肥膘20%取料，入絞肉機(jī)，首先于1 cm孔板粗絞，之后換0.4 cm孔板細(xì)絞獲得肉糜，稱取適量作對(duì)照組，另取適量分別加入不同比例（1%、2%、3%、4%、5%、6%）適度酶解核桃蛋白為實(shí)驗(yàn)組，對(duì)照組及實(shí)驗(yàn)組均加入配料及礦泉水腌制3 h。配料的添加量為：加碘食鹽 2.5%、醬油 0.2%、蔗糖2.5%、料酒2%、橘皮粉0.15%、生姜粉0.15%、五香粉0.15%、味精0.25%、卡拉膠0.5%。腌制完成再次絞拌，于4 ℃冷藏備用。

稱取對(duì)照組及各實(shí)驗(yàn)組 100 g制作厚度為2.0 cm，直徑為 7 cm的肉糜餅，于電餅鐺熟制5 min，制備熟肉餅，測(cè)定相關(guān)指標(biāo)。所有試驗(yàn)均設(shè)計(jì)3個(gè)平行試驗(yàn)。

1.2.2.2 測(cè)定蛋白質(zhì)、脂肪、水分等含量及產(chǎn)品熟制得率 參考AOAC（1995）測(cè)定肉糜餅的蛋白質(zhì)、脂肪及水分含量。根據(jù)蒸煮前后水分及脂肪含量的比值計(jì)算保水率及保油率。

在熟制前稱量生肉糜餅，熟制后的肉餅冷卻至室溫進(jìn)行稱量，按如下公式計(jì)算產(chǎn)品熟制得率，熟制得率（%）=肉糜熟制后重量/生肉糜重量×100[8-9]。

1.2.2.3 質(zhì)構(gòu)特性測(cè)定 TA-XT2i 型質(zhì)構(gòu)儀，選P50探頭，設(shè)壓縮比為 50%，測(cè)前測(cè)中及返回的速率分別為5.0、1.0及1.0 mm/s，觸發(fā)力為Auto-5g，得到硬度、彈性、咀嚼性、回復(fù)性等指標(biāo)。

1.2.2.4 色差值測(cè)定 使用 CR-400色差計(jì)測(cè)定肉糜餅的色差值。L*代表明暗度，a*代表紅綠色度值，b*代表黃藍(lán)色度值。

1.2.2.5 感官評(píng)價(jià) 隨機(jī)選取20名接受過(guò)相關(guān)培訓(xùn)、具有感官評(píng)價(jià)能力的食品專業(yè)大學(xué)生，組成評(píng)定小組，對(duì)熟制的肉糜餅進(jìn)行感官評(píng)分。各項(xiàng)得分結(jié)果去掉一個(gè)最高分和一個(gè)最低分，剩余分?jǐn)?shù)的平均值即為最終得分，各項(xiàng)最終得分的總和即總體評(píng)價(jià)得分。感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 豬肉肉糜感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation standard of pork mince

1.2.3 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用 Origin 8.0，Excel以及 SPSS 16.0進(jìn)行作圖、處理與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 核桃蛋白對(duì)豬肉肉糜保水性、保油性及產(chǎn)品熟制得率的影響

不同添加量核桃蛋白制作的豬肉肉糜的保水性、保油性及熟制得率見(jiàn)表 2，表 2數(shù)據(jù)表明核桃蛋白對(duì)豬肉肉糜的保水性、保油性及產(chǎn)品得率都有積極的影響。沈忱曾報(bào)道，適度酶解的大米蛋白具有優(yōu)越的持水性，可作為良好的持水添加劑應(yīng)用于香腸類調(diào)理肉制品的加工，添加4%適度酶解的大米蛋白其保水性能可與 1%的食鹽效果相同，與此類似[10]，本試驗(yàn)適度酶解的核桃蛋白同樣表現(xiàn)出優(yōu)秀的保水性。

表2 核桃蛋白添加量對(duì)肉糜保水性及產(chǎn)品熟制得率的影響Table 2 Effects of walnut protein addition on water holding capacity and product ripening yield of pork mince %

隨核桃蛋白添加量的增加肉糜保水性、保油性及產(chǎn)品熟制得率的變化趨勢(shì)如圖1所示，核桃蛋白添加量為1%～5%時(shí)肉糜的保水性、保油性及熟制得率均呈顯著上升之勢(shì)，當(dāng)核桃蛋白添加量超過(guò)5%時(shí)，肉糜的保水性、保油性及熟制得率均略有增長(zhǎng)。這與周偉偉等的報(bào)道一致，如果水分散失，由脂肪、蛋白質(zhì)及水分組成的肉糜質(zhì)構(gòu)就會(huì)受到破壞，脂肪就會(huì)溢出，相反如果肉糜保留水分的能力增強(qiáng)，肉糜凝膠的穩(wěn)定性也會(huì)增強(qiáng)，脂肪的溢出率就會(huì)降低，產(chǎn)品得率自然會(huì)提升[11]。核桃蛋白的添加，有助于產(chǎn)品熟制過(guò)程肉糜凝膠網(wǎng)絡(luò)的形成，可以極好的穩(wěn)定脂肪微顆粒，提高肉糜的保水性及保油性，從而提高產(chǎn)品熟制得率，這與Su及劉廣娟的報(bào)道基本一致[12-13]。

圖1 核桃蛋白添加量對(duì)肉糜熟制得率（A）、保油性（B）及保水性（C）的影響Fig.1 Effect of walnut protein addition on (A) cooked yield,(B) oil retention and (C) water retention of the mince

2.2 添加核桃蛋白對(duì)豬肉肉糜質(zhì)構(gòu)及色澤的影響

2.2.1 添加核桃蛋白對(duì)豬肉肉糜質(zhì)構(gòu)的影響

蛋白質(zhì)適度改性后，疏水基團(tuán)會(huì)分散于蛋白分子的表層，擁有和脂肪分子類似的疏水性[14]，且在一定的條件下蛋白可以與水結(jié)合形成質(zhì)構(gòu)特性與脂肪相似的凝膠[15]，所以在低脂肉制品的生產(chǎn)工藝中，蛋白質(zhì)經(jīng)常被用來(lái)作為脂肪的替代品來(lái)提高肉制品的質(zhì)構(gòu)與口感。Ahmad報(bào)道以植物蛋白（大豆蛋白）替代脂肪制備牛肉香腸，可顯著改善香腸的質(zhì)構(gòu)特性等指標(biāo)[16]。表3為試驗(yàn)測(cè)得不同核桃蛋白添加量制備的豬肉肉糜的硬度、彈性、咀嚼性及回復(fù)性的結(jié)果，與對(duì)照組相比各實(shí)驗(yàn)組肉糜的硬度、彈性、回復(fù)性及咀嚼性均有不同程度的提高。

隨核桃蛋白添加量的增加肉糜制品的硬度等質(zhì)構(gòu)特性的變化趨勢(shì)如圖2所示，圖中信息表明豬肉肉糜的硬度值及咀嚼性均伴隨著蛋白添加量的增加而增加，這主要因?yàn)楹颂业鞍状偈谷饷有纬闪吮容^致密的凝膠網(wǎng)絡(luò)，提高了肉糜的保水性及保油性，并這與楊琪等的研究結(jié)果相似[17]。肉糜的彈性及回復(fù)性的變化趨勢(shì)與硬度及咀嚼性的變化趨勢(shì)略有不同，起初隨核桃蛋白添加量（1%～5%）的增多，肉糜的彈性及回復(fù)性也呈上升之勢(shì)，但當(dāng)核桃蛋白添加量大于5%時(shí)，肉糜的彈性及回復(fù)性卻略有降低，這可能由于替代豬肉的核桃蛋白達(dá)到一定量時(shí)，肉糜中脂肪的含量會(huì)過(guò)低，從而影響肉糜凝膠的質(zhì)構(gòu)特性，這與李朝陽(yáng)等的報(bào)道結(jié)果較為相近[18]?？傊颂业鞍滋娲欢ū壤饷?，可降低脂肪含量，增加植物蛋白含量，改善肉糜的質(zhì)構(gòu)，當(dāng)核桃蛋白替代量為5%時(shí)所制備的豬肉肉糜其質(zhì)構(gòu)特性最佳。

表3 核桃蛋白添加量對(duì)肉糜質(zhì)構(gòu)特性的影響Table 3 Effect of walnut protein addition on texture characteristics of pork mince

圖2 核桃蛋白添加量對(duì)（A）肉糜硬度、（B）咀嚼性、（C）回復(fù)性及（D）彈性的影響Fig.2 Effects of walnut protein addition on (A) hardness, (B) chewiness,(C) resilienceand (D) elasticity of pork mince

2.2.2 添加核桃蛋白對(duì)豬肉肉糜色澤的影響

肉糜色澤是評(píng)價(jià)肉糜產(chǎn)品品質(zhì)的關(guān)鍵因素之一，也是決定消費(fèi)者認(rèn)可度的一個(gè)重要指標(biāo)。核桃蛋白添加對(duì)肉糜色澤的影響如表4所示。核桃蛋白的添加對(duì)豬肉肉糜的色澤具有一定的改善作用，各實(shí)驗(yàn)組的紅綠色度值，黃藍(lán)色度值及亮度值均高于對(duì)照組，且核桃蛋白蛋白（1%～6%）的添加量越高，其護(hù)色效果越優(yōu)異。

表4 核桃蛋白添加量對(duì)肉糜色澤的影響Table 4 Effect of walnut protein addition on mince color

影響豬肉肉糜色澤的內(nèi)因主要為肌紅蛋白、血紅蛋白及細(xì)胞色素C等含有色素的成分，其中肌紅蛋白為最主要的影響因子，在肉糜的加工制作與保存等過(guò)程中，如果肌紅蛋白發(fā)生氧化及降解，就會(huì)引起肉糜色澤的改變，通過(guò)適度酶解獲得的核桃蛋白富含小肽，具有較強(qiáng)的抗氧化性，可以有效抑制肉糜的氧化及肌紅蛋白的降解，從而對(duì)肉糜起到很好的護(hù)色增亮效果。呼和木其爾、王晶等的研究結(jié)果也證實(shí)了富含小肽的蛋白水解物可以有效抑制調(diào)理肉糜制品的氧化，并起到良好的保鮮護(hù)色作用，與本研究結(jié)果相似[19-20]。

2.3 核桃蛋白對(duì)豬肉肉糜感官評(píng)價(jià)的影響

添加不同比例核桃蛋白的豬肉肉糜熟制后的感官評(píng)定結(jié)果如表5所示，核桃蛋白在降低動(dòng)物脂肪含量的同時(shí)對(duì)肉糜的風(fēng)味也起到了顯著的改善作用。這主要因?yàn)楹颂业鞍變?nèi)的小肽分子可以有效抑制肉糜內(nèi)的脂類等成分氧化，減少脂類等氧化產(chǎn)生的酸敗物質(zhì)[21]。另外，富含小肽分子的核桃蛋白在肉糜制作、儲(chǔ)存及熟制過(guò)程還易于發(fā)生美拉德反應(yīng)，釋放揮發(fā)性的肉香成分，提升肉糜的特有風(fēng)味。

表5 核桃蛋白添加量對(duì)肉糜感官評(píng)價(jià)的影響Table 5 Effect of walnut protein addition on sensory evaluation of pork mince

核桃蛋白對(duì)肉糜嫩度、質(zhì)構(gòu)、色澤、適口性及總體評(píng)價(jià)得分的影響效果與對(duì)風(fēng)味影響效果相似，表現(xiàn)出同樣的趨勢(shì)，起初肉糜的風(fēng)味、嫩度、質(zhì)構(gòu)、色澤、適口性及總體評(píng)價(jià)得分隨核桃蛋白添加量的增多而提高，當(dāng)核桃蛋白添加量為 5%時(shí)達(dá)到最高分，而核桃蛋白添加量為6%時(shí)其評(píng)分均出現(xiàn)降低的趨勢(shì)，但降分幅度不大。前面提到肉糜產(chǎn)品的色澤、質(zhì)構(gòu)及口感等與其脂肪留存率及水分留存率有重要的正相關(guān)，肉糜保存水分及脂肪的能力與形成蛋白基凝膠的能力也有密切的正關(guān)聯(lián)，核桃蛋白與肌肉蛋白的相互作用可以促進(jìn)肉糜蛋白基凝膠的形成，有效穩(wěn)定肉糜體系中不連續(xù)的脂肪微粒，并強(qiáng)力鎖住體系內(nèi)的水分，從而增強(qiáng)熟制肉糜的色度、多汁性、彈性、咀嚼性及回復(fù)性，也會(huì)提高消費(fèi)者在試吃過(guò)程的愉悅感，他們對(duì)肉糜的嫩度、質(zhì)構(gòu)、色澤、適口性及總體評(píng)價(jià)得分自然會(huì)提高，而核桃蛋白添加量為6%時(shí)肉糜的各項(xiàng)感官評(píng)價(jià)得分略有降低，可能因?yàn)樘砑恿繛?5%時(shí)核桃蛋白與肌肉蛋白的相互作用已經(jīng)接近了飽和狀態(tài)，這與李朝陽(yáng)等的研究結(jié)果較為相似。

3 結(jié)論

適度酶解改性的核桃蛋白（1%～6%）應(yīng)用于低脂豬肉肉糜的加工，不僅可以提高肉糜產(chǎn)品的保水性、保油性及熟制得率，改善肉糜產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)特性及色澤，還可以顯著提升肉糜產(chǎn)品的風(fēng)味、嫩度及適口性，提高消費(fèi)者對(duì)肉糜產(chǎn)品的整體認(rèn)可度，在核桃蛋白添加量為5%時(shí)，對(duì)肉糜的品質(zhì)改善效果最佳，該條件所制備的豬肉肉糜的各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到最優(yōu)值。經(jīng)適度酶法改性的核桃蛋白具有優(yōu)越的抗氧化性、呈味功能及其他功能特性，可用于低脂調(diào)理食品的開(kāi)發(fā)。