以多糖為基質(zhì)的脂肪模擬物替代動物脂肪在法蘭克福香腸中的應(yīng)用

徐敬欣，張 帥，常婧瑤，曹傳愛，陳佳新，孔保華，夏秀芳，劉 騫

(東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，黑龍江哈爾濱 150030)

法蘭克福香腸作為一種西式肉制品，其具有特殊的煙熏風(fēng)味，而且口感良好，被廣大消費(fèi)者所接受[1]。同時，法蘭克福香腸能為人體提供蛋白質(zhì)、必需氨基酸、鐵、鋅等微量元素以及維生素B等營養(yǎng)物質(zhì)。然而，法蘭克福香腸的脂肪含量較高，約占產(chǎn)品總質(zhì)量的20%～30%[2]。雖然動物脂肪(豬肉或牛肉的后脂肪)在形成穩(wěn)定的肉類乳劑和提高烹飪產(chǎn)量方面起著至關(guān)重要的作用[3]，例如提供相應(yīng)的口感、獨(dú)特的香氣、良好的質(zhì)地和多汁性[4]，但法蘭克福香腸中的動物脂肪含有較高的飽和脂肪酸和膽固醇，長期食用會導(dǎo)致肥胖以及心血管疾病的發(fā)生[5]。因此，如何減少法蘭克福香腸中的脂肪含量成為目前的熱點(diǎn)研究。

在過去的研究中，為達(dá)到降脂所采用的最簡單的方法是直接減少香腸中的動物脂肪含量，但該方法會導(dǎo)致蒸煮損失顯著增加[5]，產(chǎn)品質(zhì)地過硬，且顏色呈現(xiàn)暗紅色，進(jìn)而不被消費(fèi)者所接受[6]。因此，為了降低由脂肪減少而產(chǎn)生的肉制品感官特性的負(fù)面影響，大量研究者使用脂肪模擬物來替代肉制品中的動物脂肪。脂肪模擬物是指能夠模擬類似動物脂肪的物理特性和感官特性，但是提供較低卡路里的物質(zhì)。脂肪模擬物可分別以脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和多糖為基質(zhì)制備而成[7]。其中，脂質(zhì)為基質(zhì)制備的脂肪模擬物，雖外觀與動物脂肪相似，但脂質(zhì)氧化會導(dǎo)致不良?xì)馕懂a(chǎn)生[8]。蛋白質(zhì)基脂肪模擬物雖能提供脂肪般的質(zhì)感，但會掩蓋食物原有的風(fēng)味[9]。因此，為解決上述問題，以多糖為基質(zhì)的脂肪模擬物受到廣泛關(guān)注。有研究表明，多糖基脂肪模擬物可以通過破壞蛋白質(zhì)固體網(wǎng)絡(luò)的形成而產(chǎn)生脂肪般的質(zhì)地[10]。此外，使用多糖基的脂肪模擬物部分替代動物脂肪，能夠有效減少法蘭克福香腸的蒸煮損失，提高整體可接受度[11]，且對產(chǎn)品的外觀風(fēng)味等無負(fù)面影響，為脂肪模擬物的開發(fā)提供了良好的選擇。

前期研究結(jié)果表明，由魔芋粉、κ-卡拉膠、大麥β-葡聚糖和植物油混合體系制備的脂肪模擬物具有和豬脂肪近似的外觀，同時在加熱時能夠顯著降低水分和脂質(zhì)的損失[12]。而且，大麥β-葡聚糖的添加，顯著提高了脂肪模擬物中可溶性膳食纖維的含量，為高穩(wěn)定性、健康型脂肪模擬物的制備提供了良好的思路。因此，本實(shí)驗基于前期的研究結(jié)果，將脂肪模擬物以20%、40%、60%、80%的比例部分替代豬脂肪制備法蘭克福香腸，探討不同替代比例對法蘭克福香腸品質(zhì)特性和感官特性的影響，以期為低脂乳化肉糜類制品的加工提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

魔芋粉 湖北強(qiáng)森魔芋科技有限公司；κ-卡拉膠 煙臺精協(xié)海洋科技有限公司；玉米胚芽油 吉林省優(yōu)稼得糧油有限公司；食品級Na2CO3、大麥β-葡聚糖 羽唯生物科技有限公司；馬鈴薯淀粉 江蘇省昆山市臻樂門食品有限公司；豬瘦肉和豬脂肪 市售；膠原蛋白腸衣(直徑20 mm) 廣東德福龍生物科技有限公司；復(fù)合磷酸鹽、亞硝酸鈉、異抗壞血酸鈉 廈門市頂為味興業(yè)香料發(fā)展有限公司；食鹽 中鹽東興鹽化股份有限公司；香辛料 江蘇省泰州市香之源食品有限公司。

AL-104-精密電子天平 廣州森美特輕工機(jī)械制造有限公司；FE20K型pH計 上海梅特勒-托利多儀器設(shè)備有限公司；GL-21M冷凍離心機(jī) 湖南湘儀實(shí)驗室儀器開發(fā)有限公司；TU-1800紫外可見光分光光度計 北京普析通用儀器有限公司；TA流變儀Discovery DHR-1 美國TA儀器公司；T18勻漿機(jī) 德國IKA公司；DSX-60數(shù)顯攪拌器 杭州儀表電機(jī)有限公司；ZE-600色差計 日本色電工業(yè)株式會社；TA-XT plus型質(zhì)構(gòu)分析儀 英國Stable Micro System公司；Mq-20低場核磁共振分析儀 德國布魯克公司；HH4型數(shù)顯恒溫水浴鍋 上海力辰邦西儀器科技有限公司；DHD-9240A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海一恒科學(xué)儀器有限公司；垣悅-22絞切兩用灌腸機(jī) 江蘇鎮(zhèn)江辛豐垣悅機(jī)械廠；BYXX-50煙熏箱 浙江杭州艾博機(jī)械工程有限公司；DAQ-380B型全自動真空包裝機(jī) 泉州市安爾盛機(jī)械有限公司；M1-L213B微波爐 廣東省佛山市美的集團(tuán)有限公司。

1.2 實(shí)驗方法

1.2.1 脂肪模擬物的制備 參考Ruiz-Capillas等[13]的方法略有改動，將魔芋膠(4.5 g)和κ-卡拉膠(4.5 g)粉末混合，添加5 g的大麥β-葡聚糖和76 g的水，以1500 r/min的速度勻漿3 min；然后，加入20 g玉米胚芽油，以3000 r/min速度勻漿3 min；最后加入10 mL 3.0%的Na2CO3凝膠劑，于3000 r/min下勻漿3 min，90 ℃水浴加熱60 min，取出冷卻至室溫，于4 ℃冰箱貯存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2 法蘭克福香腸的制備 參照姜帥等[14]的方法制備法蘭克福香腸，其對照組基本配方為：豬瘦肉2000 g，豬脂肪400 g，冰水1100 g，淀粉330 g，食鹽57.5 g，亞硝酸鈉0.2 g，復(fù)合磷酸鹽11.5 g，白胡椒粉11.5 g，肉豆蔻粉11.5 g，姜粉11.5 g，味精1.9 g和異抗壞血酸鈉3.8 g。具體制備步驟如下：

原料的選擇：選擇經(jīng)獸醫(yī)衛(wèi)生檢驗合格的豬肉作為原料，剔除可見筋膜修整后進(jìn)行清洗，洗去血污等雜質(zhì)。瘦肉以腿肉和臀肉為最好，脂肪以背部的脂肪為最好。

絞碎：用刀盤孔徑為3 mm的絞肉機(jī)分別將瘦豬肉和脂肪絞碎。如果脂肪是提前買好的，需要提前一天取出放在4 ℃冰箱解凍。

冷藏：將絞碎的原料肉在4 ℃冰箱中冷藏過夜12 h左右。

斬拌：將瘦豬肉、食鹽、復(fù)合磷酸鹽、亞硝酸鹽以及50%重量的碎冰共同放入斬拌機(jī)中，高速斬拌3～5 min；加入香辛料、味精等輔料高速斬拌3～5 min；加入脂肪(預(yù)先3 mm篩孔絞好)和剩余的碎冰，繼續(xù)高速斬拌，除對照組中未添加脂肪模擬物外，其他實(shí)驗組分別將脂肪模擬物以20%、40%、60%、80%的比例部分替代豬脂肪進(jìn)行斬拌，在斬拌終點(diǎn)前加入異抗壞血酸鈉，腸餡溫度為12～14 ℃左右即達(dá)到斬拌終點(diǎn)。另外，取200 g斬拌后的生肉糜用于蒸煮損失乳化穩(wěn)定性及流變分析的測定。

灌制：用灌腸機(jī)將將剩余肉糜灌入腸衣內(nèi)(口徑18 mm的膠原蛋白腸衣)。灌裝時，要求均勻、結(jié)實(shí)，聯(lián)結(jié)到所需長度，然后再盤繞起來。

干燥：在全自動一體化煙熏箱中干燥，箱溫45 ℃，濕度0%，時間20 min，風(fēng)速2檔。

煙熏：在全自動一體化煙熏箱中煙熏，箱溫60 ℃，濕度0%，時間30 min，風(fēng)速2檔。

蒸煮：在全自動一體化煙熏箱中蒸煮，箱溫78 ℃，濕度60%，時間30 min，風(fēng)速2檔，測定腸體中心溫度達(dá)到72～74 ℃時即可。

冷卻：腸體迅速從蒸煮箱中取出，放在冰水中浸泡，使腸體的中心溫度迅速降低到30 ℃以下，撈出以后控干水分，迅速放入4 ℃成品間冷藏。冷藏10～12 h以后，將腸體進(jìn)行真空包裝并繼續(xù)4 ℃冷藏。此類產(chǎn)品在冷藏的環(huán)境下，保質(zhì)期最多在15 d左右。

1.2.3 法蘭克福香腸的基本化學(xué)成分測定 法蘭克福香腸的碳水化合物含量參考Silva等[15]的方法進(jìn)行測定；其余基本成分(例如水分、灰分、脂肪、蛋白質(zhì))參 考GB 5009.3-2016[16]、GB 5009.4-2016[17]、GB 5009.6-2016[18]、GB 5009.5-2016[19]進(jìn)行測定。法蘭克福香腸的能量值和脂肪卡路里值參考Southgate等[20]的方法進(jìn)行測定。

1.2.4 pH測定 將粉碎后的法蘭克福香腸與蒸餾水以1∶10(w/w)混合，用內(nèi)切式勻漿機(jī)攪拌均勻，過濾，在室溫(25 ℃)下用pH計測定pH。

1.2.5 蒸煮損失率和乳化穩(wěn)定性測定 蒸煮損失的測定參考álvarez等[21]方法略有改動，取50 g生肉糜于離心管中，以3000 r/min轉(zhuǎn)速離心5 min，然后于75 ℃的恒溫加熱30 min，取出后在室溫下倒置冷卻1 h。蒸煮損失率的計算公式如下：

乳化穩(wěn)定性的測定參考Colmenero等[22]的方法略有改動，將蒸煮后所得液體全部倒入鋁盒中，放置在105 ℃烘箱加熱至恒重，減少的重量即為水分損失，恒重后的平皿重量減去空白平皿的重量即為脂肪損失。計算公式表達(dá)為：

1.2.6 顏色測定 用色差計來測定法蘭克福香腸的亮度值(Lightness,L*值)、紅度值(Redness,a*值)和黃度值(Yellowness,b*值)。實(shí)驗所用色差計白板色度值L*值為96.22，a*值為6.03，b*值為15.06，選擇O/D測試頭。

1.2.7 質(zhì)構(gòu)特性測定 用取樣器取20 mm × 18 mm(高 × 直徑)的圓柱體樣品進(jìn)行質(zhì)構(gòu)測定。探頭型號為P/50，試驗參數(shù)如下：測試前速度為5.0 mm/s，測試速度為1.0 mm/s，測試后速度為1.0 mm/s，觸發(fā)力為5.0 g，樣品軸向壓縮至原始高度的50%。測定指標(biāo)包括硬度、彈性、黏聚性、咀嚼性。

1.2.8 水分動態(tài)分布測定 參考Aursand等[23]的方法略作改動，用圓柱形取樣器(直徑18 mm)取法蘭克福香腸樣品置于核磁試管中，使用低場核磁共振分析儀在室溫(25 ℃)下測定自旋-自旋弛豫時間T2。使用CONTIN軟件分析弛豫數(shù)據(jù)，弛豫時間分量表示為T2b、T21和T22，相關(guān)面積比例分別表示為A2b、A21和A22。測試參數(shù)：質(zhì)子共振頻率為22 MHz，測量溫度為32 ℃，重復(fù)掃描16次，重復(fù)間隔時間TR為3500 ms，采樣間隔160 μs，回波個數(shù)為5000。每個樣品平行測定6次，實(shí)驗重復(fù)3次。

1.2.9 肉糜動態(tài)流變特性的測定 肉糜流變的測定參考Yang等[24]的方法略作改動，取大約2 g斬拌后的肉糜均勻涂于平板的下表面(直徑40 mm)，平行板外肉糜與空氣接觸處用硅油密封，防止水分蒸發(fā)。樣品以1 ℃/min的速率從20 ℃加熱到80 ℃。測試參數(shù)：頻率為0.1 Hz，狹縫間距為0.5 mm，測量承受的最大正弦應(yīng)力為0.02。記錄儲能模量(storage modulus, G')，損耗模量(loss modulus, G'')和相位角正切值(phase angle tangent, tan δ)，以表征肉糜的流變學(xué)特性。

1.2.10 法蘭克福香腸感官評價 在感官實(shí)驗室(ISO 8589，2007)中，由16名成員組成的感官小組(由8位女性和8位男性組成)對法蘭克福香腸進(jìn)行了感官評估，評分細(xì)則如表1所示。肉類實(shí)驗室的專家通過三個預(yù)備課程對所有小組成員進(jìn)行了培訓(xùn)，以使他們熟悉樣品。每組選擇2根長度均一的法蘭克福香腸置于直徑為25 cm的托盤中，并于800 W功率下微波加熱20 s，將加熱后的法蘭克福香腸切成塊(長2～3 cm)，并放在隨機(jī)編碼的2位數(shù)的白板上，然后將所有樣品立即交予小組成員。此外，還需向小組成員提供飲用水，避免測試不同樣品之間味覺的混淆[25]。

表1 法蘭克福香腸感官評分細(xì)則Table 1 Sensorial evaluation scores of frankfurters

1.3 數(shù)據(jù)處理

共進(jìn)行三批次試驗，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表達(dá)。數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析采用IBM SPSS 25(IBM SPSS 軟件公司，Chicago, IL, USA)軟件進(jìn)行，差異顯著性(P<0.05)分析使用Tukey HSD 程序。采用Origin 2018(OriginLab 軟件公司, Hampton, MA, USA)軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 基本成分分析

由于脂肪模擬物是以多種食品多糖為基質(zhì)，因此替代豬脂肪必然會影響法蘭克福香腸的基本成分。由表2可知，水分含量隨脂肪替代比例的升高而顯著增加(P<0.05)。這與Camara等[26]的研究結(jié)果一致。這是因為脂肪模擬物是以食品多糖為基質(zhì)，因此具有更強(qiáng)的持水能力。此外，實(shí)驗組的總脂質(zhì)含量與未替代脂肪的對照組相比顯著下降(P<0.05)。這是由于為了模擬脂肪的口感，在脂肪模擬物中添加大量的植物油，飽和脂肪酸被不飽和脂肪酸替代，因此總脂質(zhì)含量下降。同時，因為替代組豬脂肪含量的降低，能量值以及脂肪卡路里呈現(xiàn)下降的趨勢。由于脂肪模擬物是以食品多糖為基質(zhì)，因此隨著替代脂肪比例增加，碳水化合物含量也顯著增加(P<0.05)。另外，蛋白質(zhì)和灰分隨替代脂肪比例增加而顯著降低(P<0.05)，這與Choi等[27]和Jridi等[28]的研究結(jié)果一致。在法蘭克福香腸制作過程中，pH是影響產(chǎn)品質(zhì)地和保質(zhì)期的重要因素[29]。對照組和不同替代脂肪比例的法蘭克福香腸之間的pH差異不顯著(P>0.05)，均在6.5～6.6范圍內(nèi)，表明脂肪模擬物對整個法蘭克福香腸體系的pH沒有影響。

表2 不同動物脂肪替代比例對法蘭克福香腸基本成分的影響Table 2 Effect of different substitution ratios on the basic components of frankfurters

2.2 蒸煮損失和乳化穩(wěn)定性

蒸煮損失和乳化穩(wěn)定性是決定法蘭克福香腸品質(zhì)和感官質(zhì)量的重要指標(biāo)，其中蒸煮損失率與加熱過程中的水分或脂肪結(jié)合能力有關(guān)。由表3可知，香腸的蒸煮損失率隨替代脂肪比例的增加呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢，且在替代比例為40%時最小。這可能是由于當(dāng)替代脂肪比例較低時，脂肪模擬物和肉中的蛋白質(zhì)微粒在斬拌過程中充分混合，在隨后的加熱過程中，蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)與多糖、多糖與多糖之間發(fā)生相互作用，形成致密穩(wěn)定的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)[30]，從而提高法蘭克福香腸的熱穩(wěn)定性。而隨替代脂肪比例的進(jìn)一步增大，大量水分被引入，造成多糖與水分子以及脂肪分子之間的結(jié)合能力減弱[31]，因此造成蒸煮損失率的增加。

表3 不同動物脂肪替代比例對法蘭克福香腸煮損失和乳化穩(wěn)定性的影響Table 3 Effect of different fat substitution ratios on cooking loss and emulsion stability of frankfurters

乳化穩(wěn)定性是能夠表征法蘭克福香腸中肉蛋白結(jié)合水分和脂肪能力的物理指標(biāo)。相較未替代脂肪的對照組，替代脂肪的實(shí)驗組的脂肪損失率顯著降低，且隨替代脂肪比例的增加呈現(xiàn)顯著的下降趨勢(P<0.05)。這是由于κ-卡拉膠的螺旋結(jié)構(gòu)與魔芋分子的自纏繞結(jié)構(gòu)以及大麥β-葡聚糖的柔順分子鏈形成致密且具有彈性的網(wǎng)絡(luò)，能夠有效承載脂肪酸，提高體系熱穩(wěn)定性[32]。另外，相比于對照組，替代脂肪的實(shí)驗組的水分損失率顯著升高(P<0.05)，并且隨替代脂肪比例的增加，替代脂肪的實(shí)驗組的水分損失率呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢(P<0.05)。脂肪模擬物的添加導(dǎo)致周圍水分子周圍連續(xù)相粘度的增加，進(jìn)而限制水分子的運(yùn)動，導(dǎo)致水分損失率下降[33]。然而隨替代脂肪比例的進(jìn)一步增加，法蘭克福香腸中動物脂肪與蛋白質(zhì)比例減少，從而導(dǎo)致香腸水分損失的增加[34]。該結(jié)果與Cheetangdee等[35]的結(jié)果一致。整體來看，20%和40%替代脂肪的實(shí)驗組的蒸煮損失率無顯著差異(P>0.05)，其中40%替代脂肪的實(shí)驗組與對照組相比蒸煮損失率和脂肪損失率大幅度減少，且水分損失率上升幅度較小，因此熱穩(wěn)定性與乳化穩(wěn)定性最佳。

2.3 顏色

顏色的變化與法蘭克福香腸的配方密切相關(guān)，尤其是脂肪和油的類型以及添加量[36]。由圖1可看出，與未替代脂肪的對照組相比，L*值隨著脂肪模擬物替代脂肪比例的增加而顯著增加(P<0.05)。脂肪模擬物中含有玉米胚芽油，植物油油滴具有較大的表面積，可以提高光反射率，因此增加法蘭克福香腸的L*值。而法蘭克福香腸的a*值和b*值在數(shù)值上無顯著差異(P>0.05)。Lin等[6]的研究結(jié)果表明，用多糖基混合凝膠部分替代脂肪的法蘭克福香腸的a*值和b*值幾乎沒有影響。

圖1 不同動物脂肪替代比例對法蘭克福香腸顏色的影響Fig.1 Effects of different fat substitution ratios on colors of frankfurters

2.4 質(zhì)構(gòu)特性

由表4可以看出，與未替代脂肪的對照組相比，20%和40%替代脂肪的法蘭克福香腸的硬度和咀嚼性無顯著差異(P>0.05)，而60%和80%替代脂肪比例的法蘭克福香腸的硬度和咀嚼性顯著降低(P<0.05)。這是因為隨著脂肪模擬物替代比例的增加，香腸中原有動物脂肪含量減少，從而降低持水性[37]。且由于脂肪模擬物的水分損失率較高，大量替代脂肪會使產(chǎn)品中充斥過多水分而導(dǎo)致質(zhì)地松軟，咀嚼性和硬度變差。另外，對照組和不同比例替代脂肪的法蘭克福香腸在彈性、粘聚性和回復(fù)性上無顯著差異(P>0.05)。Wang等[38]用含有山茶油的多糖凝膠體系部分替代動物脂肪制備哈爾濱香腸，結(jié)果表明替代脂肪的實(shí)驗組的彈性、粘聚性和回復(fù)性均與對照組無顯著差異。

表4 不同動物脂肪替代比例對法蘭克福香腸質(zhì)構(gòu)特性的影響Table 4 Effect of different fat substitution ratios on texture characteristics of frankfurters

2.5 水分動態(tài)分布

LF-NMR(low-field nuclear magnetic resonance)能夠提供法蘭克福香腸內(nèi)部不同狀態(tài)水分的分布以及流動性的相關(guān)信息，從而更好地解釋影響肉制品食用品質(zhì)、加工特性等的原因[39]。由圖2可看出，法蘭克福香腸的核磁衰減信號被擬合為3個峰，其根據(jù)水分子自由移動程度不同，從左至右依次表示結(jié)合水(T2b)、不易流動水(T21)和自由水(T22)。T2b反映與大分子緊密結(jié)合的水即結(jié)合水，T21反映位于高度組織化蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)內(nèi)部的水即不易流動水，而T22為肌原纖維蛋白外部水包括肌漿蛋白部分即自由水[40-42]。

圖2 不同動物脂肪替代比例對法蘭克福香腸中水分動態(tài)分布的影響Fig.2 Effects of different fat substitution ratios on water dynamic distribution of frankfurters

表5顯示不同配方制備的法蘭克福香腸的弛豫時間(T2b、T21、T22)和相應(yīng)的峰面積比(A2b、A21、A22)。與未替代脂肪的對照組相比，替代脂肪的實(shí)驗組的T2b、T21、T22均向弛豫時間變長的方向移動，其中以T21和T22最為顯著，表明脂肪模擬物阻礙了法蘭克福香腸中蛋白質(zhì)與水分子的結(jié)合，一部分弱結(jié)合水從三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中遷移出來并轉(zhuǎn)化為自由水[43]，導(dǎo)致水的流動性變強(qiáng)。而且，脂肪含量的減少以及水分的含量增加會降低凝膠基質(zhì)中蛋白質(zhì)的“有效”濃度，從而降低水的結(jié)合力[44]。此外，隨脂肪模擬物替代脂肪比例的增加，法蘭克福香腸中動物脂肪與蛋白質(zhì)比例減小，因此高脂肪替代脂肪比例的法蘭克福香腸顯示出較差的保水性。

由表5可以看出，替代脂肪的實(shí)驗組的A2b無顯著差異(P>0.05)，但A21隨替代脂肪替代比例的增加呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢，而A22呈現(xiàn)先降低后增加的趨勢，且均在60%替代脂肪比例的法蘭克福香腸達(dá)到了極值，即該替代比例下的法蘭克福香腸中A21最大而A22最小。在0～60%的脂肪替代比例范圍內(nèi)，隨替代脂肪比例的增加，法蘭克福香腸中越來越多的自由水向不易流動水轉(zhuǎn)變。這歸因于κ-卡拉膠，魔芋粉以及β-葡聚糖的協(xié)同增效作用，三種多糖分子相互交錯纏繞形成的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)能夠固定自由流動的水分子，同時，κ-卡拉膠殘基上的半酯式硫酸鹽基團(tuán)可與蛋白質(zhì)分子形成氫鍵，該氫鍵的存在能夠提高脂肪模擬物的增容[45]，因此隨替代脂肪比例的增加，法蘭克福香腸中可容納的不易流動水增加，進(jìn)而顯示出更高的持水性。然而，當(dāng)替代脂肪比例增加至80%時，法蘭克福香腸中的自由水增加。這是因為高比例替代脂肪導(dǎo)致法蘭克福香腸中動物脂肪含量減少而水分含量增多，因此蛋白質(zhì)濃度下降，導(dǎo)致其與多糖分子的相互作用減弱，持水性下降。此外，κ-卡拉膠具有析水性[46]，且隨溫度升高會形成更多的雙螺旋結(jié)構(gòu)，即在蒸煮過程中80%替代脂肪的法蘭克福香腸承載過多水分子，而冷卻至室溫后，由于κ-卡拉膠具有熱可逆性[47]，部分κ-卡拉膠雙螺旋結(jié)構(gòu)的展開，導(dǎo)致三維網(wǎng)絡(luò)中的水分子脫離束縛，因此該替代脂肪比例下的法蘭克福香腸中自由水增多。

表5 不同動物脂肪替代比例對法蘭克福香腸橫向弛豫時間及相應(yīng)峰面積比例的影響Table 5 Effect of different fat substitution ratios on relaxation times and the corresponding peak area proportions of frankfurters

2.6 肉糜流變學(xué)

流變儀通過監(jiān)測G'，G''和tanδ研究不同替代脂肪比例的生肉糜的動態(tài)粘彈性變化。其中，G'代表固體組分的彈性行為，且與凝膠網(wǎng)絡(luò)的形成能力呈正相關(guān)[48]。由圖3(A)可以看出，從起始溫度加熱至52 ℃的過程中，對照組的G'值呈現(xiàn)先緩慢下降而后增加的趨勢，并于52 ℃時達(dá)到了一個小峰，該現(xiàn)象歸因于肌球蛋白頭部的聚集。隨著溫度的繼續(xù)增加，G'值呈現(xiàn)下降的趨勢，并于58 ℃時達(dá)到最低值，該趨勢是由肌球蛋白尾部的變性導(dǎo)致的。隨著溫度增加至80 ℃，G'值急劇增加，該過程表明粘性溶膠轉(zhuǎn)變形成彈性基質(zhì)。當(dāng)溫度達(dá)到加熱終點(diǎn)時，隨替代脂肪比例的增加，G'值呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢，且20%替代脂肪比例的肉糜G'值最高。這是由于脂肪模擬物中三種多糖分子之間相互作用所致，使得替代脂肪的肉糜體系的彈性增強(qiáng)[41]。但同時β-葡聚糖分子鏈的結(jié)構(gòu)具有熱可逆性，隨脂肪替代比例的增加，肉糜體系中β-葡聚糖分子鏈增多，高溫下大量分子鏈斷裂，凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)被破壞，大量水分流失，因此高脂肪替代比例的肉糜表現(xiàn)出較低的彈性。

G''代表液體狀組分的粘性行為，且與凝膠強(qiáng)度呈正相關(guān)[49]。由圖3(A)和(B)可以看出，肉糜的儲能模量值G'總是高于損耗模量G''，表明肉糜呈凝膠形式，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，凝膠強(qiáng)度高，在高溫下不易被破壞[50]。由圖3(B)可以看出加熱溫度低于52 ℃時，替代脂肪實(shí)驗組的肉糜G''值明顯高于對照組。該結(jié)果與Paglarini等[2]的結(jié)果一致，其研究結(jié)果表明以豆油和卡拉膠為基質(zhì)的凝膠體系替代豬脂肪制備的肉糜G''高于全脂肉糜。當(dāng)溫度加熱至80 ℃時，隨替代比例的增加，G''值呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢，且20%脂肪替代的肉糜G''值最高，該趨勢與G'值的趨勢相同，表明20%脂肪替代的肉糜經(jīng)過加熱處理具有最大的粘彈性行為。

圖3 不同動物脂肪替代比例對肉糜加熱過程中(20～80 ℃)流變學(xué)特性的影響Fig.3 Effect of different fat substitution ratios on rheological property analysis of meat batters when subjected to heating (from 20 to 80 ℃)

Tan δ是G''與G'之比，可以有效反映整個加熱過程中肉糜的流變響應(yīng)。由圖3(C)可以看出，從起始溫度加熱至30 ℃的過程中，對照組的tan δ呈現(xiàn)下降的趨勢，這表明粘性蛋白溶液向彈性半固體進(jìn)行轉(zhuǎn)變。而在30～60 ℃的加熱范圍內(nèi)，tan δ呈現(xiàn)先增加后下降的趨勢，并于42 ℃達(dá)到一個小峰值，表明隨著溫度的升高，蛋白質(zhì)逐漸展開側(cè)鏈集團(tuán)，暴露出疏水基團(tuán)，肉糜粘性特征升高的趨勢高于彈性特征升高的趨勢，此時肉糜處于溶膠狀態(tài)。而溫度超過42 ℃后，蛋白質(zhì)分子開始聚集，發(fā)生相的轉(zhuǎn)變，開始形成凝膠，此時肉糜的彈性特征高于粘性特征。隨著溫度的繼續(xù)增加，對照組的tan δ呈現(xiàn)平穩(wěn)下降的趨勢直至溫度為加熱終點(diǎn)(80 ℃)，表明肌動蛋白沒有明顯的聚集或轉(zhuǎn)變。當(dāng)加熱溫度為80 ℃時，20%脂肪替代比例的肉糜tanδ最高(為0.10，數(shù)據(jù)未在圖中顯示)。由于較低的tanδ代表較高的彈性[51]，故20%脂肪替代比例的肉糜的彈性特征最明顯，上述結(jié)果也與質(zhì)構(gòu)分析的結(jié)果一致。

2.7 感官評價

感官評價能夠?qū)Ξa(chǎn)品顏色、風(fēng)味、多汁性等直接評估，其結(jié)果反映產(chǎn)品的消費(fèi)者可接受性。由表6可以看出，替代脂肪的法蘭克福香腸的內(nèi)部色澤與未替代脂肪的對照組相比無顯著差異(P>0.05)，表明用脂肪模擬物部分替代豬脂肪對產(chǎn)品的顏色無不良影響。此外，對照組與20%和40%替代脂肪的法蘭克福香腸在切面致密性、多汁性、彈性和硬度上均無顯著差異(P>0.05)。而由于高比例替代脂肪的法蘭克福香腸蒸煮損失和水分損失過高，因此60%和80%替代脂肪的產(chǎn)品切面疏松，彈性差硬度大，并表現(xiàn)出較低的多汁性。此外，對照組與20%和40%替代脂肪的法蘭克福香腸的風(fēng)味和總體可接受性的差異不顯著(P>0.05)，但60%和80%替代脂肪的法蘭克福香腸的評分顯著下降(P<0.05)。因此整體而言，40%的替代脂肪比例能夠最大程度降低法蘭克福香腸中的豬脂肪含量而對其感官特性無負(fù)面影響。

表6 不同動物脂肪替代比例對法蘭克福香腸感官評價的影響Table 6 Effect of different fat substitution ratios on sensorial evaluation of frankfurters

3 結(jié)論

利用脂肪模擬物替代豬脂肪能夠有效降低香腸的蒸煮損失和脂肪損失，同時改善香腸的質(zhì)構(gòu)特性。另外，肉糜的流變學(xué)分析表明脂肪模擬物替代能夠顯著提高香腸的粘彈性行為，尤以40%替代比例最佳。然而，較高脂肪模擬物替代比例(如60%、80%)對法蘭克福香腸的致密性、多汁性以及整體接受性產(chǎn)生負(fù)面影響。因此，多糖基脂肪模擬物在有效降低法蘭克福香腸生產(chǎn)中動物脂肪添加量的同時，對產(chǎn)品的品質(zhì)和感官特性并無顯著影響，為健康的低脂乳化肉糜類制品的加工提供理論基礎(chǔ)。