高壓均質(zhì)對油脂預(yù)乳化大豆拉絲蛋白素食香腸質(zhì)構(gòu)特性的影響

黃培文，陳 林，丁 婷，陳琪華，羅 斌，葉思源

·專題：植物基蛋白食品加工工程·

高壓均質(zhì)對油脂預(yù)乳化大豆拉絲蛋白素食香腸質(zhì)構(gòu)特性的影響

黃培文，陳 林※，丁 婷，陳琪華，羅 斌，葉思源

（廣東工業(yè)大學(xué)輕工化工學(xué)院食品系，廣州 510006）

為了將預(yù)乳化工藝更好應(yīng)用于大豆拉絲蛋白（Textured Fibril Soy Protein，TFSP）素食香腸的加工，該研究通過采用不同的蛋白乳化劑和調(diào)控均質(zhì)條件，探究預(yù)乳化油脂對TFSP素食香腸流變特性、質(zhì)構(gòu)和微觀結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著均質(zhì)壓力從0增大到30 MPa，大豆分離蛋白（Soybean Protein Isolate，SPI）乳液和酪蛋白酸鈉（Sodium Caseinate，SC）乳液的表觀黏度都逐漸增大，SPI乳液粒徑為24.80～0.39m，SC乳液粒徑為12.37～0.12m。對TFSP素肉糜進(jìn)行溫度掃描和頻率掃描結(jié)果發(fā)現(xiàn)，所有的素肉糜在蒸煮后都形成了具有黏彈性的乳液凝膠，并且預(yù)乳液的均質(zhì)壓力越大，素肉糜的彈性模量越大。沃-布剪切測試和質(zhì)構(gòu)特性（Texture Profile Analysis，TPA）測試發(fā)現(xiàn)，TFSP素食香腸的剪切力和TPA質(zhì)構(gòu)特性都隨著預(yù)乳液均質(zhì)壓力的增大而增大。采用激光共聚焦顯微鏡觀察分析了不同預(yù)乳液和TFSP素食香腸的微觀結(jié)構(gòu)，當(dāng)預(yù)乳化的均質(zhì)壓力為0～20 MPa時，SC乳液制備的TFSP素食香腸在蒸煮后發(fā)生了明顯的乳液滴聚結(jié)；然而SPI乳液制備的TFSP素食香腸在蒸煮后表現(xiàn)出對抗乳液滴聚結(jié)的能力強(qiáng)。因此，采用SPI對植物油脂進(jìn)行預(yù)乳化過程中，均質(zhì)壓力為20 MPa時，可以有效提升TFSP素食香腸的切片性和質(zhì)構(gòu)特性，研究結(jié)果為油脂預(yù)乳化工藝在素食產(chǎn)品中的開發(fā)和應(yīng)用提供參考。

高壓均質(zhì)；質(zhì)構(gòu)；素食香腸；油脂預(yù)乳化；大豆分離蛋白；酪蛋白酸鈉

0 引 言

與非素食者相比，西方素食者的身體質(zhì)量指數(shù)、血漿膽固醇濃度和缺血性心臟病死亡率都較低[1]。有研究表明，肉食者產(chǎn)生的二氧化碳當(dāng)量排放（7.19 kg/d）是純素食者（2.89 kg/d）的2倍以上[2]。因此，不管從環(huán)境的可持續(xù)性、健康和動物保護(hù)方面，都推動了植物性食品的增長。植物基肉制品市場預(yù)計從2018年的46億美元增加到2026年的309億美元[3]。素食者主要是以蔬菜、谷物、堅果、豆類和水果等膳食纖維含量較高，脂肪含量較少的食品為主，對非全素食者，即蛋素、奶素食者有時還包括雞蛋和乳制品等。在素食類產(chǎn)品中，主要是通過熱擠壓加工技術(shù)，使植物蛋白聚集成顆粒和各向異性的纖維狀結(jié)構(gòu)，賦予產(chǎn)品類似肉的質(zhì)地和口感[3]，例如大豆拉絲蛋白（Textured Fibril Soy Protein，TFSP）、大豆組織蛋白（Textured Soybean Protein, TSP）、小麥面筋蛋白（Vital Wheat Gluten，VWG）等。

預(yù)乳化型香腸是將油或脂肪制備成預(yù)乳液，然后添加到肉糜中制作而成的肉制品[4]。與直接添加油脂相比，使用預(yù)乳化工藝可以大大提高油脂分布的均勻性和蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性，從而提高產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)特性[4]。素食香腸通常是添加液態(tài)的植物油，采用傳統(tǒng)的攪拌混合加工工藝，很難形成具有動物肉制品中黏彈性網(wǎng)絡(luò)凝膠，導(dǎo)致質(zhì)構(gòu)松軟，出水出油率高。通過食品乳化劑如大豆分離蛋白（Soybean Protein Isolate，SPI）、酪蛋白酸鈉（Sodium Caseinate，SC）等，將油脂預(yù)乳化形成乳液，再添加到其他原輔料中可以有效提高香腸的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并具有較高的持水持油率。根據(jù)Youssef等[5]報道，脂肪顆粒越小制備的香腸硬度越高；Li等[6]也指出小脂肪球的蛋白凝膠具有更高的凝膠強(qiáng)度。因此，乳液的粒徑大小可能對素食香腸的質(zhì)構(gòu)也有一定的影響。

高壓均質(zhì)（High Pressure Homogenization，HPH）是通過高壓增壓器將液體以高速穿過狹窄間隙，從而產(chǎn)生空化、剪切等作用，將液體中的顆粒均質(zhì)化成更小液滴的加工技術(shù)[7]。HPH已經(jīng)被廣泛用于乳液的穩(wěn)定和加工中，通過控制HPH的壓力、次數(shù)等制備出粒徑分布范圍窄的乳液顆粒。Cha等[8]報道了通過HPH可以大大減小乳液的液滴尺寸；Hogan等[9]報道了乳液油滴的大小隨著均質(zhì)壓力的增加而減小。但是，對于采用高壓均質(zhì)控制預(yù)乳化油脂的粒徑大小進(jìn)一步改善素食產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)特性的研究，還未見報道。因此，本文的研究目的是采用SPI、SC兩種乳化劑制備預(yù)乳化液，通過控制HPH的壓力來改變預(yù)乳液油滴的大小，研究不同HPH下的預(yù)乳液對TFSP素食香腸的流變學(xué)特性、質(zhì)構(gòu)、微觀結(jié)構(gòu)的影響, 以期為油脂預(yù)乳化工藝在素食產(chǎn)品中的應(yīng)用提供新的思路。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

SPI由上海昊一有限公司提供（品牌：御馨C05）。SC購于恒天然乳品有限公司。大豆油、瓜爾豆膠、馬鈴薯淀粉購自廣州（中國）當(dāng)?shù)匾患页?。TFSP購自百川食品有限公司?？ɡz由北連生物科技有限公司提供。

1.2 主要儀器和設(shè)備

FS-2可調(diào)高速勻漿機(jī)，常州國華電器有限公司；DF-101S集熱式磁力攪拌器，金壇市城東新瑞儀器廠；超高壓納米均質(zhì)機(jī)AH-NANO，ATS工業(yè)系統(tǒng)有限公司；馬爾文MasterSizer 3000激光粒度分析儀，英國馬爾文儀器有限公司；安東帕旋轉(zhuǎn)流變儀MCR-301，奧地利安東帕（中國）有限公司；TA.XTC-18質(zhì)構(gòu)儀，上海保圣實業(yè)發(fā)展有限公司；蔡司LSM800激光共聚焦顯微鏡，德國卡爾蔡司公司。

1.3 高壓均質(zhì)制備預(yù)乳化油脂

根據(jù)前期研究，將SPI和SC分別以50.0、40.0 g/L的濃度分散于去離子水中，于室溫下攪拌2 h使其充分水合。SPI和SC溶液中分別加入40%（體積分?jǐn)?shù)）、50%（體積分?jǐn)?shù)）的大豆油，用高速勻漿機(jī)10 000 r/min轉(zhuǎn)速下攪拌2 min，得到預(yù)乳液。預(yù)乳液在高壓均質(zhì)機(jī)0～30 MPa條件下均質(zhì)2次，得到乳液的粒徑大小受均質(zhì)壓力控制的乳液樣品，用于進(jìn)一步分析。

1.4 乳液粒度分布和平均粒徑的測定

使用馬爾文 MasterSizer 3000激光粒度分析儀測定乳液粒徑分布和平均粒徑。參數(shù)設(shè)置為：分析模式-通用；進(jìn)樣器名稱：Hydro LV；顆粒吸收率：0.001；分散劑：水；分散劑折射率：1.330；遮光度為8%～15%。乳液的粒度分布由儀器自帶軟件繪制得到，平均粒徑表示為表面積平均粒徑3,2；每個樣品重復(fù)測量3次，結(jié)果取平均值。

1.5 流變特性

1.5.1 乳液樣品的表觀黏度

乳液樣品的表觀黏度采用安東帕MCR-301旋轉(zhuǎn)流變儀測定，測定模式為旋轉(zhuǎn)模式。在25 ℃下，將5 mL乳液樣品加入雙間隙測量系統(tǒng)中，使用夾具為DG26.7，剪切速率為1～1 000 s-1，測量不同均質(zhì)條件下的乳液樣品表觀黏度隨剪切速率的變化。

1.5.2 素肉糜的黏彈性

參照Zhao等[10]報道的方法，稍作修改。TFSP素肉糜的黏彈性采用安東帕MCR-301旋轉(zhuǎn)流變儀測定，測定的模式為溫度掃描下的振蕩模式，使用夾具為PP-50。在恒定頻率下進(jìn)行應(yīng)變掃描，以獲得素肉糜的線性黏彈區(qū)域（Linear Viscoelastic Region，LVR）。然后以1 Hz的頻率和1%的應(yīng)變（在LVR范圍內(nèi)）對素肉糜進(jìn)行溫度掃描測量，模擬TFSP素食香腸在蒸煮和冷卻過程中的黏彈特性的變化。將素肉糜樣品置于平行板之間（間隙設(shè)置為1.5 mm），擦拭平行板周圍的額外樣品，并在四周涂上硅油，防止加熱過程中樣品的水分蒸發(fā)。溫度掃描模式如下：以2 ℃/min的恒定速率從25 ℃加熱到100 ℃，然后在100 ℃保持20 min，再以2 ℃/min的恒定速率冷卻到25 ℃；記錄溫度循環(huán)中的素肉糜樣品彈性模量和損耗模量的變化。上述溫度掃描后，在0.1～10.0 Hz范圍內(nèi)對素肉糜進(jìn)行頻率振蕩掃描。

1.6 TFSP素食香腸的制備

TFSP用去離子水浸泡，使其充分復(fù)水12 h，放入擠水器中脫水至干料的3倍質(zhì)量。將脫水后的TFSP通過Tenfly絞肉機(jī)（孔板為7.0 mm），使TFSP拆絲，將拆絲完的TFSP與本文1.3中制備的預(yù)乳液（SC或SPI乳液）、馬鈴薯淀粉、卡拉膠、瓜爾豆膠、鹽等其他原輔料按表1中的配方放入攪拌機(jī)中攪拌30 min，使所有配料充分混合。將混合完的素肉糜用塑料腸衣（直徑38 mm）進(jìn)行手動灌腸，確保填充均勻、緊實后，每隔10 cm打結(jié)。將制備好的素食香腸放入蒸鍋中，以100 ℃蒸煮40 min，蒸煮完成后取出冷卻至25 ℃，進(jìn)行真空包裝后放入4 ℃冰箱冷藏。

1.7 TFSP素食香腸的質(zhì)構(gòu)測試

1.7.1 沃-布（Warner–Bratzler）剪切力測定

參照文獻(xiàn)報道的方法[11]，稍作修改。剝?nèi)ハ隳c的塑料腸衣，使用TA.XTC-18質(zhì)構(gòu)儀，TA/BS切刀進(jìn)行剪切力測試，以評估香腸的破斷力等參數(shù)。使用以下條件進(jìn)行測試：選擇單次測試；下壓位移距離為42 mm，確保香腸被完全切斷；測前速度為1.0 mm/s，觸發(fā)力為0.05 N；測試速度為0.8 mm/s，測后速度為0.8 mm/s。

表1 TFSP素食香腸各種原輔料比例

1.7.2 質(zhì)構(gòu)分析（Texture Profile Analysis, TPA）

TPA測定參照陳林等[12]的方法，稍作修改。采用TA.XTC-18質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)行TPA測定，使用該質(zhì)構(gòu)儀的圓柱型探頭（TA/36），將制備好的香腸切成15 mm×15 mm×20 mm的長方體形狀。在TPA測試時，使用以下條件進(jìn)行測試：選擇全質(zhì)構(gòu)測試；下壓形變?yōu)?0%；測前速度為3.0 mm/s，觸發(fā)力為0.05 N；測試速度為1.0 mm/s，測后速度為1.0 mm/s。香腸的TPA質(zhì)構(gòu)特性表現(xiàn)為硬度、彈性、黏聚性、咀嚼性等參數(shù)。

1.8 微觀結(jié)構(gòu)

乳狀液和香腸樣品的微觀結(jié)構(gòu)采用蔡司LSM800激光共聚焦顯微鏡（Confocal Laser Scanning Microscopy，CLSM）觀察。將制備好的乳狀液樣品，用去離子水稀釋5倍，加入尼羅紅和尼羅藍(lán)進(jìn)行染色，將10L等分試樣滴在載玻片上，蓋上蓋玻片，以防止液滴流動。取同一批次的不同香腸樣品，對整個香腸隨機(jī)切片搗碎成肉糜狀，加入尼羅紅和尼羅藍(lán)染色，將香腸碎片平鋪在CLSM專用培養(yǎng)皿上（直徑=20 mm）。尼羅紅用于樣品中油相的染色，當(dāng)油相被染色后，在顯微照片中呈現(xiàn)出綠色；尼羅藍(lán)用于樣品中蛋白質(zhì)染色，當(dāng)?shù)鞍妆蝗旧?，在顯微照片中呈現(xiàn)出紅色。使用兩個激光激發(fā)源（488、633 nm）和兩個接收通道對尼羅藍(lán)和尼羅紅染色情況進(jìn)行觀察分析，通過軟件Zen 3.3（Blue Edition）獲取圖像。

1.9 數(shù)據(jù)處理

如無特殊說明，所有試驗均重復(fù)3次，采用IBM SPSS 21.0對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析（ANOVA），采用Duncan's法進(jìn)行顯著性分析，＜0.05表示差異顯著。采用Origin 2018軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 均質(zhì)壓力對不同蛋白乳液平均粒徑的影響

通過控制高壓均質(zhì)次數(shù)、壓力等參數(shù)，可以有效控制乳化液滴的尺寸[8]。本試驗通過改變高壓均質(zhì)機(jī)的壓力（0～30 MPa）來控制乳液滴的粒徑大小。如圖1所示，隨著均質(zhì)壓力從0增大到30 MPa，SPI、SC制備乳液的粒徑3,2都顯著減?。ǎ?.05）。在0、5、10、20、30 MPa時，SPI乳液粒徑3,2為24.80、2.07、1.04、0.63、0.39m；SC乳液粒徑3,2為12.37、2.35、0.18、0.16、0.12m。此外，如圖2所示，SPI、SC兩種乳液的粒徑都呈現(xiàn)集中分布，并隨著均質(zhì)壓力的增加朝小粒徑方向遷移，說明此時均質(zhì)壓力成為決定乳液滴粒徑大小的主要因素，因此可通過改變均質(zhì)壓力有效控制SPI乳液和SC乳液的粒徑大小，這與文獻(xiàn)報道結(jié)果一致[9]。

圖1 均質(zhì)壓力對乳液粒徑的影響

2.2 均質(zhì)壓力對不同蛋白乳液表觀黏度的影響

不同均質(zhì)壓力下制備的SPI乳液和SC乳液的表觀黏度隨剪切速率的變化如圖3所示。兩種乳液的表觀黏度都隨著剪切速率的增加而降低，表明兩種乳液都具有剪切變稀或假塑性行為，這與之前的關(guān)于蛋白質(zhì)乳液的報道一致[13]。所有經(jīng)過均質(zhì)的SC乳液樣品表觀黏度均高于非均質(zhì)（0 MPa）條件下的乳液樣品，并且隨著均質(zhì)壓力的增大其表觀黏度越大，均質(zhì)壓力超過20 MPa后對乳液的表觀黏度幾乎沒有影響。這可能是因為此時SC乳液的粒徑大小相近，乳液滴顆粒間的環(huán)境條件相似導(dǎo)致。然而當(dāng)均質(zhì)壓力低于10 MPa時，SPI乳液表觀黏度較低，這可能是因為在低均質(zhì)壓力下，乳液滴的平均粒徑大，對表觀黏度影響較小。當(dāng)均質(zhì)壓力繼續(xù)增大時，乳液的粒徑減小到一定細(xì)度后，粒徑的改變才會影響SPI乳液的表觀黏度。之前的文獻(xiàn)也報道了乳液平均粒徑越小，其表觀黏度越高[14]。

圖2 不同均質(zhì)壓力下SC乳液和SPI乳液的粒度分布圖

2.3 不同均質(zhì)壓力制備的乳液對TFSP素肉糜流變學(xué)特性的影響

2.3.1 素肉糜的溫度掃描結(jié)果

蛋白質(zhì)凝膠是由三維基質(zhì)或交織網(wǎng)絡(luò)組成，凝膠具有較高的內(nèi)聚性、可塑性等質(zhì)構(gòu)特征[15]。通過對TFSP素肉糜進(jìn)行升溫測試，再做冷卻測試，來模擬TFSP素食香腸在蒸煮過程中凝膠特性的變化。在溫度掃描過程中，黏彈性通常以（彈性模量）和（損耗模量）為表征，這與肉糜的凝膠強(qiáng)度密切相關(guān)[16]。如圖4所示，素肉糜在整個升溫過程中，隨著均質(zhì)壓力的增大，黏彈性也越大，說明乳化油滴的粒徑越小，素肉糜的黏彈性表現(xiàn)越好。這可能是乳液顆粒在TFSP、馬鈴薯淀粉等相互交聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中分布更加均勻，起到一定的黏合作用導(dǎo)致的[17]。

在整個升溫過程中，從25～63 ℃時，所有樣品的G′都緩慢下降；在63～80 ℃時，急劇增加；在80～100 ℃時，所有素肉糜的又逐漸減小。Chen等[18]研究發(fā)現(xiàn)，乳液凝膠在加熱期間儲能模量的增加或減少，取決于兩個因素的平衡，一種是在較高溫度下減弱顆粒間的相互作用導(dǎo)致出現(xiàn)更小的動態(tài)模量，另一種是微觀結(jié)構(gòu)的重組，加強(qiáng)了物理交聯(lián)，從而增加了彈性模量。顯然TFSP素肉糜在80～100 ℃加熱過程中的凝膠行為屬于前者。從100 ℃冷卻到25 ℃時，所有都比加熱時明顯增大。并且冷卻完成后，隨著SPI乳液和SC乳液均質(zhì)壓力的增加，TFSP素肉糜越大，說明預(yù)乳液平均粒徑的大小對TFSP素肉糜的黏彈性有重要影響。

2.3.2 素肉糜的頻率掃描結(jié)果

對所有溫度循環(huán)后的TFSP素肉糜進(jìn)行了0.1～10.0 Hz范圍內(nèi)的頻率掃描測試。圖5顯示了冷卻后（25 ℃）所有TFSP素肉糜和隨頻率的變化，所有樣品都形成了凝膠結(jié)構(gòu)。隨著均質(zhì)壓力的增加，和的值均增加，而和曲線趨于穩(wěn)定平行，對頻率的依賴性較小。上述結(jié)果表明，兩種預(yù)乳液隨著均質(zhì)壓力的增加，在TFSP素肉糜中形成的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度越高，并且證明了乳化油滴的大小是影響TFSP素食香腸質(zhì)構(gòu)特性的重要因素。這與前人的研究結(jié)果一致，Zhao等[19]發(fā)現(xiàn)乳液體系中的液滴尺寸以及分布對肉糜的穩(wěn)定性具有重要意義。這可能是因為乳液粒徑越小越有利于乳液滴均勻填充在其他原輔料之間，起到黏附作用，有助于形成緊密的凝膠結(jié)構(gòu)。

2.4 不同均質(zhì)壓力制備的乳液對TFSP素食香腸質(zhì)構(gòu)特性的影響

2.4.1 剪切力測定結(jié)果

采用TA/BS切刀對兩種TFSP素食香腸進(jìn)行剪切力測定，質(zhì)構(gòu)曲線上最大峰值為香腸的剪切力。剪切力可以反映人的牙齒咬破香腸的難易程度。如圖6所示，與未均質(zhì)組相比，隨著預(yù)乳液均質(zhì)壓力的增加，表現(xiàn)為香腸的剪切力也在不斷的增加，并且在低均質(zhì)壓力下，每增加5 MPa，對所有香腸樣品的剪切力都有顯著的提高（<0.05）。而超過20 MPa之后，隨著均質(zhì)壓力的升高，SC-TFSP和SPI-TFSP素食香腸的剪切力無顯著變化（>0.05），說明在乳液粒徑達(dá)到一定的細(xì)度之后，對香腸體系的填充效果相近，對剪切力影響較小。另外，如圖6c和圖6d，兩種香腸的切片性可以看出隨著乳液均質(zhì)壓力的增加，香腸的切片性越好，并且香腸的結(jié)構(gòu)更加緊實細(xì)膩，這與剪切力的結(jié)果一致。

圖6 不同均質(zhì)壓力下兩種乳液制備的TFSP素食香腸剪切力曲線和切片截面

2.4.2 TPA測定結(jié)果

如表2所示，SC-TFSP和SPI-TFSP素食香腸的黏聚性、咀嚼性、硬度都隨著預(yù)乳液均質(zhì)壓力的增加而增加。與未均質(zhì)組相比，不同均質(zhì)壓力下香腸的質(zhì)構(gòu)特性都顯著提高（＜0.05），這與乳液的表觀黏度、素肉糜的流變學(xué)特性、沃布剪切力測定結(jié)果一致。這是因為由于體系中乳液黏度增加，對其他原輔料起到很好的黏合作用，從而提高了SC-TFSP和SPI-TFSP素食香腸的整體質(zhì)構(gòu)特性；另一方面與乳液的粒徑大小有關(guān)，乳液粒徑越小在香腸內(nèi)部填充得更加均勻，能夠形成更致密的蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而增加了對壓縮的抵抗力，提高香腸硬度[17]。Guan等[20]認(rèn)為硬度的增加對香腸質(zhì)構(gòu)特性是有利的，硬度是影響香腸產(chǎn)品整體可接受性的主要參數(shù)。

表2 不同均質(zhì)壓力下的預(yù)乳液制備SC-TFSP和SPI-TFSP素食香腸質(zhì)構(gòu)特性

注：在相同乳液指標(biāo)不同壓力的比較中，不同字母表示數(shù)據(jù)間有顯著性差異（<0.05）。

Note: In the comparison of different pressures of the same emulsion of index, data with different letters are significantly different (<0.05).

2.5 微觀結(jié)構(gòu)

圖7是通過CLSM觀察不同均質(zhì)壓力下制備的預(yù)乳液以及素食香腸的微觀結(jié)構(gòu)，采用兩種熒光染料對香腸中的蛋白和油相分別染色。從SPI、SC乳液的微觀結(jié)構(gòu)可以看出，兩種乳液隨著均質(zhì)壓力的增加，乳液滴的粒徑越小，并且2種液滴都均勻分布，不發(fā)生聚結(jié)現(xiàn)象。但是SC-TFSP和SPI-TFSP素食香腸中的油滴都隨著均質(zhì)壓力的增加而減小，并且都發(fā)生了不同程度的絮凝現(xiàn)象。這可能是因為香腸配方中的卡拉膠、瓜爾豆膠對乳液油滴起到一定的黏合作用[21]，另一方面可能是鹽的添加，導(dǎo)致了乳液的絮凝，本課題組前期研究發(fā)現(xiàn)[22]，一定濃度的鹽離子會導(dǎo)致SC、SPI乳液發(fā)生絮凝的現(xiàn)象。值得注意的是，均質(zhì)壓力低于20 MPa時，SC乳液制備的素食香腸都出現(xiàn)了不同程度的聚結(jié)現(xiàn)象，而SPI制備的乳液則未聚結(jié)。這可能是因為SC是線性蛋白，在油滴表面形成較薄的界面層，在加熱過程中，乳液的粒徑越大，拉普拉斯壓力越小，液滴越容易發(fā)生聚結(jié)[23]。然而與之相對照的是，SPI-TFSP素食香腸在較低的壓力下也沒有發(fā)生油滴聚結(jié)現(xiàn)象。本課題組前期研究發(fā)現(xiàn)，商品化SPI溶解性較差，含有大量不溶性蛋白顆粒，在均質(zhì)乳化過程中，蛋白顆粒也會吸附油滴表面。因此SPI乳液界面膜是由可溶性蛋白和蛋白顆粒組成，其界面膜具有皮克林乳液特性，具有極高對抗油滴聚結(jié)的穩(wěn)定性[24]。另外，結(jié)合質(zhì)構(gòu)數(shù)據(jù)表明，油脂預(yù)乳化液在素食香腸中發(fā)生聚結(jié)會影響其質(zhì)構(gòu)特性，導(dǎo)致硬度下降，是TFSP素食香腸質(zhì)構(gòu)松散，不緊實的原因之一。因此，均質(zhì)壓力為20 MPa時，SPI乳液在TFSP素食香腸的加工中具有良好的乳化穩(wěn)定性，油滴粒徑小且未聚結(jié)，可有效提升TFSP素食香腸的質(zhì)構(gòu)特性。

注：紅色代表蛋白質(zhì)（TFSP）；綠色代表油滴；黑色為背景。圖中曲線為乳液對應(yīng)的粒徑分布圖。

3 結(jié) 論

1）隨著均質(zhì)壓力從0增加到30 MPa，大豆拉絲蛋白TFSP（Textured Fibril Soy Protein）素肉糜溫度掃描和頻率掃描的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，所有的素肉糜在蒸煮后都形成了具有黏彈性的凝膠結(jié)構(gòu)，并且預(yù)乳液的平均粒徑3,2越小，素肉糜的彈性模量越大。

2）隨著均質(zhì)壓力從0增加到30 MPa，TFSP素食香腸的剪切力和TPA質(zhì)構(gòu)特性增大。

3）當(dāng)預(yù)乳化的均質(zhì)壓力為0～20 MPa時，酪蛋白酸鈉SC（Sodium Caseinate）乳液制備的TFSP素食香腸在蒸煮后發(fā)生了明顯的乳液滴聚結(jié)；然而大豆拉絲蛋白SPI（Soybean Protein Isolate）乳液則表現(xiàn)出對抗乳液滴聚結(jié)的能力強(qiáng)，其制備的素食香腸在蒸煮后都可保持穩(wěn)定，并且當(dāng)制備乳液的均質(zhì)壓力大于20 MPa時，可以明顯提升TFSP素食香腸質(zhì)構(gòu)特性。

綜上所述，通過控制均質(zhì)壓力可以有效調(diào)控預(yù)乳液的粒徑大小。均質(zhì)壓力為20 MPa時，與SC相比，SPI制備的乳液表觀黏度、素肉糜的流變學(xué)特性，TFSP素食香腸的剪切力、質(zhì)構(gòu)特性都有明顯提升。研究結(jié)果有助于拓寬乳液在食品中的應(yīng)用，為開發(fā)健康、高品質(zhì)的素食產(chǎn)品提供參考。

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Effects of pre-emulsification of oil treated by high pressure homogenization on the texture properties of textured fibril soy protein vegetarian sausages

Huang Peiwen, Chen Lin※, Din Ting, Chen Qihua, Luo Bin, Ye Siyuan

(,,,510006)

Plant-based meat products have been the popular food at present, in order to prevent processed meat from cardiovascular disease and cancer today. The pre-emulsification technique can often be used to prepare an oil-in-water emulsion, before introducing the fat/oil into a meat product. Compared with the direct oil addition, the ability to bind water and oil can allow for the better dispersion of oil into the meat batter. Recently, several studies have also reported that the particle size of the pre-emulsified oil can influence the textural properties and gel formation of the sausage. However, few studies have reported the effects of droplet size and emulsifier in the pre-emulsion on the rheological and textural properties of vegetarian sausage. Therefore, the aim of this work was to apply the pre-emulsification for the processing of vegetarian sausages with Textured Fibril Soy Protein (TFSP). An investigation was made to clarify the effects of oils pre-emulsified on the rheological properties, texture, and microstructure of TFSP vegetarian sausages using different protein emulsifiers and homogenization conditions. The results show that the apparent viscosity of both Soybean Protein Isolate (SPI) and Sodium Caseinate (SC) emulsions increased gradually, as the pressure homogenization increased from 0 to 30 MPa. The particle size3,2of SPI emulsions ranged from 24.80 to 0.39m, and the particle size3,2of SC emulsions ranged from 12.37 to 0.12m. The temperature and frequency sweep of the TFSP vegetarian meat batter demonstrated all the vegetarian meat batters formed an emulsion gel with viscoelasticity after cooking. The higher the homogenization pressure of the pre-emulsion was, the higher the storage modulus (′) of the vegetarian meat batter was. In the Warner–Bratzler (WB) shear test and texture properties (Texture Profile Analysis, TPA), it was found that the breaking force and TPA (Hardness, Springiness, Cohesiveness, Chewiness) of TFSP vegetarian sausages increased with the decrease of the particle size3,2of the pre-emulsion. The microstructures of different emulsions and TFSP vegetarian sausages were characterized by Confocal Laser Scanning Microscopy (CLSM). It was found that the coalescence of emulsion droplets occurred in the TFSP vegetarian sausages after cooking, when the SC emulsions were prepared at the pressure of 0-20 MPa. However, the TFSP vegetarian sausages prepared by the SPI emulsions showed a strong ability to resist the coalescence of emulsion droplets after cooking. Therefore, the shear force and textural properties of TFSP vegetarian sausage can be effectively improved, when the pressure was more than 20 MPa during the pre-emulsification of plant oils using the SPI. The finding can provide a strong reference for the development and application of the oil pre-emulsification process in vegetarian products.

high pressure homogenization; texture; vegetarian sausages; pre-emulsification of oil; soy protein isolate; sodium caseinate

10.11975/j.issn.1002-6819.2022.19.029

TS201.1

A

1002-6819(2022)-19-0269-08

黃培文，陳林，丁婷，等. 高壓均質(zhì)對油脂預(yù)乳化大豆拉絲蛋白素食香腸質(zhì)構(gòu)特性的影響[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2022，38(19)：269-276.doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2022.19.029 http://www.tcsae.org

Huang Peiwen, Chen Lin, Din Ting, et al. Effects of pre-emulsification of oil treated by high pressure homogenization on the texture properties of textured fibril soy protein vegetarian sausages[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2022, 38(19): 269-276. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2022.19.029 http://www.tcsae.org

2022-05-16

2022-08-07

國家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項目（31601416）；廣東省科技計劃項目（2017A020208064）

黃培文，研究方向為食品生物技術(shù)。Email：gduthpw@126.com

陳林，博士，副教授，研究方向為食品生物技術(shù)、蛋白質(zhì)化學(xué)工程。Email：l.chen@gdut.edu.cn