高水分?jǐn)D壓纖維化蛋白不同儲(chǔ)藏方式對(duì)品質(zhì)特性的影響

高 揚(yáng) 管立軍 李家磊 張志宏 王崑侖 嚴(yán) 松 盧淑雯 李 波 周 野

(黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院食品加工研究所，哈爾濱 150086)

隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展帶動(dòng)了人們生活水平的不斷提高，“吃肉”作為富足生活和飲食偏好的誤區(qū)已導(dǎo)致全世界肥胖、超重、“三高”、糖尿病、心腦血管疾病等患者急劇增多，人們?cè)絹碓角逍训囊庾R(shí)到平衡膳食的重要性[1]?，F(xiàn)實(shí)生活中人們對(duì)肉的偏愛更增加了控制肉類食品攝入量的難度，具有肉樣口感和風(fēng)味的替代產(chǎn)品，既可以改善公眾營(yíng)養(yǎng)狀況，又可滿足不同消費(fèi)層次的人群喜食肉又追求健康的需求。

目前，國(guó)內(nèi)可替代肉制品的植物組織化蛋白產(chǎn)品分為高水分植物組織化蛋白(含水量>50%)和低水分植物組織化蛋白(含水量<40%)。低水分植物組織化蛋白以膨化法生產(chǎn)，物料在含水量較低的情況下，經(jīng)高壓高溫?cái)D壓瞬間膨化，物料的纖維結(jié)構(gòu)是膨化過程中大量氣泡分散在交聯(lián)的物料中間產(chǎn)生的類纖維束，類似海綿的結(jié)構(gòu)與肉類致密的纖維束結(jié)構(gòu)有明顯區(qū)別，肉感不強(qiáng)，口感較差，使用需復(fù)水，操作繁瑣[2]。而高水分?jǐn)D壓技術(shù)是一項(xiàng)生產(chǎn)植物纖維化蛋白的新型技術(shù)。該技術(shù)對(duì)植物蛋白進(jìn)行質(zhì)構(gòu)重組，將球狀植物蛋白變成具有動(dòng)物蛋白特性的絲狀纖維結(jié)構(gòu)，并克服了現(xiàn)有組織化技術(shù)低水分含量的限制，實(shí)現(xiàn)了植物蛋白物料在高水分狀態(tài)下的纖維化成型[3，4]。其產(chǎn)品與低水分組織化蛋白相比，食用時(shí)不需復(fù)水，纖維結(jié)構(gòu)明顯，仿肉程度高，美味多汁，有肉的質(zhì)構(gòu)和口感，且不含膽固醇[5-7]。

采用高水分?jǐn)D壓技術(shù)生產(chǎn)的蛋白產(chǎn)品由于其含水率達(dá)到60%～70%，使得產(chǎn)品不易儲(chǔ)藏。因此，為了使高水分組織化蛋白完成由產(chǎn)品變成商品的轉(zhuǎn)變，延長(zhǎng)其供應(yīng)期和保鮮期，增加產(chǎn)品附加值，對(duì)高水分?jǐn)D壓纖維化蛋白產(chǎn)品的儲(chǔ)藏方式研究成了其能否得到廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵問題[8]。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)高水分組織化蛋白產(chǎn)品的研究大都集中在擠壓技術(shù)方面，而在對(duì)所得產(chǎn)品的儲(chǔ)藏問題以及如何能更好地保持產(chǎn)品在儲(chǔ)藏期間的品質(zhì)特性等方向的研究鮮有報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)研究不同儲(chǔ)藏方式對(duì)高水分?jǐn)D壓纖維化蛋白產(chǎn)品品質(zhì)特性的影響，為解決高水分組織化蛋白原料產(chǎn)品的儲(chǔ)藏后的品質(zhì)變化問題提供參考。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

大豆分離蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)為83.72%，含水量為7.17%；小麥蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)為82.33%，含水量為8.90%；豌豆蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)為78.33%，含水量為7.90%。

1.2 儀器設(shè)備

FMHE-50型雙螺桿擠壓機(jī)，TA.XT Plus型質(zhì)構(gòu)儀，CR-400型色差計(jì)，Seven Compact型電子pH計(jì)，BL-50A型立式壓力蒸汽滅菌鍋。

1.3 方法

1.3.1 生產(chǎn)條件

根據(jù)前期擠壓實(shí)驗(yàn)，確定最優(yōu)擠壓工藝條件：套筒溫度從擠壓機(jī)進(jìn)料端到出料端依次設(shè)定為30、60、60、90、90、120、140、140 ℃，冷卻模頭采用40 ℃循環(huán)水冷卻，螺桿轉(zhuǎn)速為250 r/min，固體喂入速度為15 kg/h，液體喂入速度為25 kg/h，原料質(zhì)量比為大豆分離蛋白∶小麥蛋白∶豌豆蛋白=55∶30∶15，在此條件下試制的高水分?jǐn)D壓纖維化蛋白樣品的含水率在60%～63%范圍內(nèi)。

1.3.2 樣品處理

將生產(chǎn)后的蛋白產(chǎn)品馬上切割成塊狀，并迅速用塑料袋包裝并進(jìn)行抽真空處理，然后將樣品分別放置在不同儲(chǔ)藏條件下(未殺菌24、4、-18 ℃和殺菌后24 ℃)對(duì)其品質(zhì)變化進(jìn)行研究。

1.3.3 殺菌處理

將真空包裝的樣品平鋪至滅菌鍋內(nèi)，采用121 ℃進(jìn)行蒸汽殺菌，設(shè)置保溫時(shí)間為20 min，具體操作按設(shè)備操作要求。

1.3.4 安全指標(biāo)檢測(cè)

大腸菌群、菌落總數(shù)兩項(xiàng)指標(biāo)分別按照GB 4789.3—2016和GB 4789.2—2016進(jìn)行檢測(cè)[9，10]。

1.3.5 脲酶活性檢測(cè)

將蛋白樣品粉碎后與中性尿素緩沖液混合，30 ℃保持30 min，尿素被尿素酶催化水解產(chǎn)生氨，氨是堿性的，可使溶液pH升高，試樣溶液與空白溶液的pH之差，即可間接表示出氨量的多少(pH之差>0.3，脲酶活性為陽性；pH之差≤0.3，脲酶活性為陰性)[11]。

1.3.6 質(zhì)構(gòu)測(cè)定

本實(shí)驗(yàn)采用TA.XT Plus型物性測(cè)試儀對(duì)蛋白樣品的硬度、咀嚼度、彈性進(jìn)行測(cè)定。采用TPA模式，P/50探頭，測(cè)試前速度2.0 mm/s，測(cè)試速度1.0 mm/s，測(cè)試后速度2.0 mm/s，下壓程度50%，測(cè)試樣品寬度2.5 cm。每個(gè)樣品測(cè)量3次，并計(jì)算平均值[12]。

1.3.7 組織化度測(cè)定

采用HDP/BS探頭對(duì)厚度為8 mm，長(zhǎng)度和寬度都為10 mm的樣品進(jìn)行剪切，設(shè)置測(cè)試前速度1 mm/s，測(cè)試速度1 mm/s，測(cè)試后速度2 mm/s，剪切程度為樣品厚度的75%，剪切方向?yàn)榇怪庇跀D壓方向。每個(gè)樣品測(cè)量3次，取平均值。組織化度為平行于擠壓方向的剪切力與垂直于擠壓方向的剪切力的比值[13]。

1.3.8 顏色測(cè)定

使用柯尼卡美能達(dá)CR-400型色差計(jì)進(jìn)行顏色測(cè)定，測(cè)定前為了保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，采用標(biāo)準(zhǔn)板進(jìn)行校正。確定樣品的L*(Lightness，亮度)，a*(redness，紅色度)，b*(yellowness，黃色度)[14]。在各儲(chǔ)藏條件下分別取2段5 cm長(zhǎng)樣品進(jìn)行測(cè)定，并計(jì)算平均值。

1.3.9 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS21.0對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性分析。以儲(chǔ)藏時(shí)間和儲(chǔ)藏條件作為自變量，分析不同儲(chǔ)藏方式對(duì)高水分?jǐn)D壓纖維化蛋白品質(zhì)特性的影響。差異顯著水平為P<0.05。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同儲(chǔ)藏方式對(duì)產(chǎn)品安全指標(biāo)的影響

如表1所示，4組不同儲(chǔ)藏方式下，高水分?jǐn)D壓纖維化蛋白的大腸菌群均<3.0 MPN/g，即未檢出，每組的脲酶活性均呈陰性，即蛋白加工適度，符合標(biāo)準(zhǔn)。0 d為對(duì)照組，其初始菌落總數(shù)為20 CFU/g，未殺菌24 ℃儲(chǔ)藏的樣品在第3天達(dá)到45 000 CFU/g，超出國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)允許最低范圍30 000 CFU/g。未殺菌4 ℃儲(chǔ)藏的樣品，第3、6、9天的菌落總數(shù)分別為160、410、9 400 CFU/g，在第12天達(dá)到48 400 CFU/g，超出國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)允許最低范圍30 000 CFU/g，在此儲(chǔ)藏條件下9 d內(nèi)安全達(dá)標(biāo)。未殺菌-18 ℃儲(chǔ)藏和121 ℃殺菌后24 ℃儲(chǔ)藏的樣品，其在檢測(cè)的180 d內(nèi)，菌落總數(shù)均遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求的30 000 CFU/g，

表1 不同儲(chǔ)藏條件下安全指標(biāo)檢測(cè)[8]

說明此兩種儲(chǔ)藏方式安全指標(biāo)在180 d內(nèi)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

如表1所示，未殺菌24 ℃及4 ℃儲(chǔ)藏，其儲(chǔ)藏時(shí)間較短，作為商品，其推廣及銷售半徑較短，有較大局限性，從經(jīng)濟(jì)實(shí)用方面考慮，這2種儲(chǔ)藏方式不適合應(yīng)用。

2.2 不同儲(chǔ)藏方式對(duì)產(chǎn)品組織化度的影響

高水分?jǐn)D壓纖維化蛋白產(chǎn)品的組織化度是衡量產(chǎn)品品質(zhì)的重要指標(biāo)之一，產(chǎn)品組織化度高，說明產(chǎn)品的纖維狀明顯，纖維結(jié)構(gòu)排列緊密，符合肉的纖維特征，仿肉程度較高。如表2所示，儲(chǔ)藏時(shí)間和儲(chǔ)藏條件的交互作用及儲(chǔ)藏時(shí)間對(duì)樣品組織化度的影響均不顯著(P>0.05)，但儲(chǔ)藏條件對(duì)樣品的組織化度指標(biāo)具有顯著影響(P<0.05)。A儲(chǔ)藏條件下(未殺菌-18 ℃儲(chǔ)藏)，隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的增加，樣品組織化度無差異性改變，說明A儲(chǔ)藏條件下，可以很好地維持樣品的組織化度。B儲(chǔ)藏條件下(121 ℃殺菌24 ℃儲(chǔ)藏)，組織化度下降嚴(yán)重，主要是因?yàn)楦邷貧⒕^程中，樣品受到高溫高壓作用，蛋白發(fā)生變性，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，纖維狀結(jié)構(gòu)被破壞，產(chǎn)品組織化度下降[15]。

表2 不同儲(chǔ)藏條件對(duì)產(chǎn)品組織化度的影響

2.3 不同儲(chǔ)藏方式對(duì)產(chǎn)品色澤的影響

如表3所示，儲(chǔ)藏時(shí)間、儲(chǔ)藏條件、儲(chǔ)藏時(shí)間和儲(chǔ)藏條件的交互作用對(duì)樣品的色澤具有顯著的影響(P<0.05)。A儲(chǔ)藏條件下(未殺菌-18 ℃儲(chǔ)藏)，L*值(亮度)隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的增加呈現(xiàn)緩慢下降的趨勢(shì)，a*值(紅色度)和b*值(黃色度)隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的增加呈現(xiàn)緩慢升高的趨勢(shì)。這可能是由于包裝材料具有一定的透濕透氣性，雖然在A儲(chǔ)藏條件下，產(chǎn)品中的水分被大部分凍結(jié)，但仍會(huì)隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的增加發(fā)生緩慢遷移[15]，使得蛋白產(chǎn)品的L*值(亮度)

表3 不同儲(chǔ)藏條件對(duì)產(chǎn)品色澤的影響

緩慢降低，a*值(紅色度)和b*值(黃色度)緩慢升高，顏色逐漸變深。B儲(chǔ)藏條件下(121 ℃殺菌24 ℃儲(chǔ)藏)，L*值(亮度)隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的增加呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)[16]，a*值(紅色度)和b*值(黃色度)在殺菌處理后會(huì)突然升高，因?yàn)楦邷貧⒕螅鞍桩a(chǎn)品發(fā)生美拉德反應(yīng)，顏色加深。隨后a*值(紅色度)和b*值(黃色度)再隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的增加呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，這可能是由于高溫殺菌后，蛋白結(jié)構(gòu)被破壞，保水能力下降[15]，產(chǎn)品中的水分在短時(shí)間內(nèi)大量析出，隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的增加，一部分析出的水分通過包裝材料蒸發(fā)，另一部分又滲透回產(chǎn)品中，使得色澤下降。

2.4 不同儲(chǔ)藏方式對(duì)產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)的影響

如表4所示，儲(chǔ)藏時(shí)間、儲(chǔ)藏條件、儲(chǔ)藏時(shí)間和儲(chǔ)藏條件的交互作用對(duì)樣品的質(zhì)構(gòu)具有顯著的影響(P<0.05)。A儲(chǔ)藏條件下(未殺菌-18 ℃儲(chǔ)藏)，硬度和咀嚼度隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的增加呈現(xiàn)緩慢升高的趨勢(shì)，彈性隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的增加呈現(xiàn)緩慢下降的趨勢(shì)。這可能是由于包裝材料具有一定的透濕透氣性，雖然在A儲(chǔ)藏條件下，產(chǎn)品中的水分被大部分凍結(jié)，但仍會(huì)隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的增加發(fā)生緩慢遷移[15]，隨著產(chǎn)品水分不斷減少，蛋白的凝膠強(qiáng)度增加，硬度和咀嚼度升高，彈性下降。B儲(chǔ)藏條件下(121 ℃殺菌24 ℃儲(chǔ)藏)，產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)變化較大，硬度和咀嚼度升高，

表4 不同儲(chǔ)藏條件對(duì)產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)的影響

彈性下降[16]。這可能是由于高溫殺菌過程中，樣品受到高溫高壓作用，蛋白發(fā)生變性，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，保水能力下降，產(chǎn)品中的水分大量析出，損失嚴(yán)重，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)影響較大[15]。2種儲(chǔ)藏條件相比較，A儲(chǔ)藏條件下，水分遷移較緩慢，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)影響較小。

2.5 高水分?jǐn)D壓纖維化蛋白各品質(zhì)指標(biāo)相關(guān)性分析

綜合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)高水分?jǐn)D壓纖維化蛋白產(chǎn)品各品質(zhì)指標(biāo)之間進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果如表5所示。組織化度與L*值、b*值和彈性呈現(xiàn)顯著正相關(guān)，與a*值、硬度和咀嚼度呈現(xiàn)顯著負(fù)相關(guān)；L*值與彈性呈顯著正相關(guān)，與a*值、硬度和咀嚼度呈現(xiàn)顯著負(fù)相關(guān)；a*值與硬度和咀嚼度呈現(xiàn)顯著正相關(guān)，與彈性呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)；b*值與彈性呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，與硬度呈現(xiàn)正相關(guān)；硬度與咀嚼度呈現(xiàn)正相關(guān)，與彈性呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)；彈性與咀嚼度呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)[17]。

表5 高水分?jǐn)D壓纖維化蛋白各品質(zhì)指標(biāo)之間相關(guān)性

3 結(jié)論

未殺菌24 ℃及4 ℃儲(chǔ)藏，其儲(chǔ)藏時(shí)間較短，作為商品，其推廣及銷售半徑較短，有較大局限性，從經(jīng)濟(jì)實(shí)用方面考慮，這2種儲(chǔ)藏方式不適合應(yīng)用。未殺菌-18 ℃儲(chǔ)藏和121 ℃殺菌后24 ℃儲(chǔ)藏的樣品，其在檢測(cè)的180 d內(nèi)，各項(xiàng)安全指標(biāo)均在安全范圍內(nèi)，說明此2種儲(chǔ)藏方式安全指標(biāo)在180 d內(nèi)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，因此該兩種儲(chǔ)藏方式適用于產(chǎn)品的推廣和銷售。

不同儲(chǔ)藏方式對(duì)高水分?jǐn)D壓纖維化蛋白產(chǎn)品品質(zhì)特性的影響顯著。A儲(chǔ)藏條件下，可以很好地維持樣品的組織化度，同時(shí)樣品隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的增加，亮度下降，顏色變深，硬度和咀嚼度升高，彈性下降；B儲(chǔ)藏條件下(121 ℃殺菌24 ℃儲(chǔ)藏)，樣品受到高溫高壓作用，蛋白變性，纖維狀結(jié)構(gòu)被破壞，其組織化度下降，樣品發(fā)生美拉德反應(yīng)，顏色加深，硬度和咀嚼度升高，彈性下降。

對(duì)高水分?jǐn)D壓纖維化蛋白產(chǎn)品各品質(zhì)指標(biāo)之間進(jìn)行相關(guān)性分析。組織化度與L*值、b*值和彈性呈現(xiàn)顯著正相關(guān)，與a*值、硬度和咀嚼度呈現(xiàn)顯著負(fù)相關(guān)；L*值與彈性呈顯著正相關(guān)，與a*值、硬度和咀嚼度呈現(xiàn)顯著負(fù)相關(guān)；a*值與硬度和咀嚼度呈現(xiàn)顯著正相關(guān)，與彈性呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)；b*值與彈性呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，與硬度呈現(xiàn)正相關(guān)；硬度與咀嚼度呈現(xiàn)正相關(guān)，與彈性呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)；彈性與咀嚼度呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)。