黑豆蛋白脂肪模擬物在肉餅中的應(yīng)用

李玉娥，張榮榮，馬玲

(山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，山西 晉中 030800)

近年來，隨著社會的發(fā)展與進步，人們的生活水平不斷提高，肥胖癥患者以及心腦血管疾病患者的數(shù)量呈逐年遞增趨勢[1]，其原因是攝入過量的脂肪。因此，低脂肪甚至零脂肪的食品受到越來越多消費者的選購和青睞。脂肪除了能夠提供人體活動所需的能量，賦予食品獨特的風(fēng)味與細膩的口感外，還影響著食品的氣味、質(zhì)構(gòu)等特性[2]。為了讓低脂食品避免失去油脂香醇的風(fēng)味，在食品科學(xué)與工程領(lǐng)域的脂肪模擬物應(yīng)運而生。

脂肪模擬物是一種能模擬脂肪潤滑的口感但不提供或者提供少量能量的物質(zhì)，現(xiàn)有三大類：第一類是以脂肪為基質(zhì)的脂肪模擬物，它是以脂肪酸為底物通過酯化反應(yīng)得到與脂肪性質(zhì)相似但不產(chǎn)生熱量的產(chǎn)物[3]；第二類是以蛋白質(zhì)為基質(zhì)的脂肪模擬物，此類模擬物主要以乳清蛋白、大豆蛋白及雞蛋蛋白等蛋白質(zhì)為原料，使用一定的物化方法改變底物蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)、保水性、乳化性等性質(zhì)，使其具有與脂類相似的口感[4]；第三類是以碳水化合物為基質(zhì)的脂肪模擬物，此類物質(zhì)在與肉類結(jié)合時形成三維網(wǎng)狀膠狀物質(zhì)，可以改變其水相結(jié)構(gòu)，保存大量水分，從而表現(xiàn)出滑潤的口感[5]。脂肪模擬物的出現(xiàn)有效降低了食品中脂肪的含量，同時也改善了食品固有的氣味、口感，更適合對低脂飲食有需求的消費者選購[6]。

雜糧在中國的種植面積大、分散地區(qū)廣、資源產(chǎn)量豐富，對于雜糧資源的開發(fā)不應(yīng)該僅僅局限于傳統(tǒng)的豆制食品的制作和優(yōu)化，而應(yīng)該注重其優(yōu)良的功能特性并加深對雜糧精深加工的科學(xué)探索。對雜糧資源的開發(fā)更能提高農(nóng)作物的經(jīng)濟效益，進而實現(xiàn)脫貧致富。因此，雜糧植物蛋白的研究與開發(fā)具有強大的科技及經(jīng)濟意義。添加雜糧蛋白脂肪模擬物替代肉制品中的脂肪，不僅降低了肉制品中的脂肪含量，還能在加工過程中改善肉制品的品質(zhì)并且節(jié)約生產(chǎn)成本，為雜糧植物蛋白的開發(fā)利用、脂肪模擬物的制備與改性、復(fù)合低脂高蛋白肉餅的科學(xué)研發(fā)提供一些研究基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

主要原料：黑豆、豌豆、金龍魚大豆油、豬瘦肉、豬肥肉、淀粉、雞蛋、生抽醬油、老抽醬油、陳釀料酒、五香粉、白砂糖、姜粉、黑胡椒粉、食鹽，均購于山西省太谷縣家家利購物中心。

主要試劑：氯化鈉、氯化鉀、硫酸銅、酒石酸鉀鈉、牛血清蛋白、無水乙醚、鄰苯二甲酸氫鉀、三氯乙酸、丁基羥基茴香醚、乙二胺四乙酸、2-硫代巴比妥酸、氯仿、硼酸、氯化鎂、鹽酸、甲基紅-次甲基藍混合指示劑、亞鐵氰化鉀、對氨基苯磺酸、鹽酸萘乙二胺等，均為分析純，購自天津化學(xué)試劑一廠，且均由山西農(nóng)業(yè)大學(xué)崇實樓309提供。

1.2 儀器與設(shè)備

LD5-2B型低速離心機 北京雷勃爾醫(yī)療器械有限公司；FM-200型高剪切均質(zhì)乳化儀 上海弗魯克流體機械制造有限公司；PB-10型pH計、恒溫水浴鍋 梅特勒-托利多儀器有限公司；NDJ-1型旋轉(zhuǎn)式黏度計 上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司；JYDZ-15B型九陽豆?jié){機 山東九陽股份有限公司；WFJ2000型可見分光光度計 尤尼柯(上海)儀器有限公司；5801R型高速冷凍離心機 德國Eppendorf公司；冷凍干燥機 美國SP Scientific公司；DYCZ-20A型電泳槽、WD-9408E型電泳儀 北京市六一儀器廠；GS-1860型凝膠成像系統(tǒng) 北京麥思奇高科技有限公司；DL-CJ-2F型醫(yī)用型潔凈工作臺、HPP-9272型電熱恒溫培養(yǎng)箱 北京東聯(lián)哈爾儀器制造有限公司；YXQ-LS-S2型立式壓力蒸汽滅菌器 上海博訊實業(yè)有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 黑豆植物蛋白的提取

1.3.2 肉餅的制備

1.3.2.1 全脂肉餅的制備

取排酸后的豬純瘦肉和豬純肥肉，分別將其放入絞肉機，絞碎至小肉丁狀，并按肥肉質(zhì)量∶瘦肉質(zhì)量比為2∶8將肉丁稱重放入容器。接著向肥、瘦肉丁中放入1%雞蛋、1%料酒、0.8%食用碘鹽、0.5%白糖、0.5%老姜粉、0.5%生抽醬油、0.15%黑胡椒粉、0.1%老抽醬油、0.1%十三香調(diào)料，抓勻并充分朝同一方向翻拌，放入冰箱冷藏腌制2 h。稱取腌好的肉餡放入制作模型中，每份約為100 g的調(diào)味肉餡即為全脂肉餅。

1.3.2.2 低脂肉餅的制備

在全脂肉餅的基礎(chǔ)上將8.1%的肥肉替換為黑豆蛋白脂肪模擬物，7.5%替換為淀粉，并在斬拌機內(nèi)使其充分混合。

1.3.3 肉餅在貯藏過程中理化指標的測定

1.3.3.1 汁液流失率的測定

參考Boonsumrej等[8]的方法對樣品進行預(yù)處理后測定。

1.3.3.2 pH值的測定

采用GB 5009.237—2016中的方法，利用pH計對肉品進行pH值測定。

1.3.3.3 TBARS值的測定

參考John等[9]的方法，使用分光光度計進行測定。

1.3.3.4 揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)的測定

采用GB 5009.228-2016中的半微量定氮法進行測定。

1.3.3.5 亞硝酸鹽的測定

采用GB 5009.33-2016中的分光光度法進行測定。

1.3.3.6 菌落總數(shù)(TVC)的測定

參照GB 4789.2-2016《食品微生物學(xué)檢驗 菌落總數(shù)測定》中規(guī)定的方法進行平板計數(shù)。

1.3.3.7 肌原纖維蛋白的提取

參照Hendra等[10]的方法，使用蛋白提取液和洗脫液提取肉餅肌原纖維蛋白。

1.3.3.8 肌原纖維蛋白濃度的測定

采用雙縮脲法[11]，使用分光光度計對蛋白濃度進行測定。

1.3.4 熟制低脂肉餅的評價

1.3.4.1 色差的測定

將色差儀開機進行校準，隨后取肉餅樣品置于配套玻璃皿內(nèi)[12]，鋪滿底部并用手指壓實，肉眼觀察無氣泡。按鍵測定，記錄L*值、a*值、b*值。

1.3.4.2 質(zhì)構(gòu)的測定

選用P/36R柱形探頭，用質(zhì)構(gòu)儀進行TPA測定。

1.3.4.3 感官評價

請食品相關(guān)專業(yè)的本科生及研究生共20人，按照表1的標準進行感官評分。

表1 肉餅的感官評價標準

1.3.5 數(shù)據(jù)處理

試驗均重復(fù)3次，結(jié)果用平均值±標準差表示。采用Microsoft Excel 2019進行數(shù)據(jù)分析，SigmaPlot 10.0進行作圖，Statistix 8.0中的Turkey test程序進行顯著性差異分析。

2 結(jié)果分析

2.1 肉餅在貯藏過程中理化指標的測定

2.1.1 肉餅在貯藏期間汁液流失率的變化

解凍汁液流失率是衡量肉品持水性的重要指標[13]，在肉品的貯藏過程中，水分會從中滲出，不僅會影響肉類的經(jīng)濟效益，還會引起蛋白質(zhì)的損失[14]。全脂肉餅與低脂肉餅在貯藏期間汁液流失率的變化情況見圖1。

圖1 肉餅在貯藏期間汁液流失率的變化

由圖1可知，隨著貯藏時間的不斷延長，肉餅的汁液流失率不斷增加，并且全脂肉餅與低脂肉餅的汁液流失率存在顯著性差異(P<0.05)。低脂肉餅的汁液流失率在貯藏過程中始終低于全脂肉餅，可能是由于雜糧蛋白中水分含量少于脂肪中水分含量，并且經(jīng)過前期加工凝膠性強、質(zhì)構(gòu)穩(wěn)定，汁液不易流失[15]。

2.1.2 肉餅在貯藏期間pH值的變化

pH值是經(jīng)常被用作評價肉制品新鮮度與品質(zhì)好壞的重要指標[16]。全脂肉餅與低脂肉餅在貯藏期間pH值的變化情況見圖2。

圖2 肉餅在貯藏期間pH值的變化

由圖2可知，在貯藏過程中兩種肉餅的pH值均呈下降趨勢，但兩種肉餅之間差異不顯著(P>0.05)。隨著肉制品貯藏期的不斷延長，肉餅發(fā)生酸敗，使得pH值不斷降低，在貯藏第28天達到5.31，此時肉餅樣品已經(jīng)完全變質(zhì)。

2.1.3 肉餅在貯藏期間TBARS值的變化

TBARS是指脂肪中的不飽和脂肪酸通過氧化分解產(chǎn)生的衍生物與TBA反應(yīng)的結(jié)果。脂肪氧化伴隨著醛類、酮類物質(zhì)的產(chǎn)生，丙二醇與TBARS結(jié)合形成紅色復(fù)合物，生成物越多，TBARS值越大，因此TBARS值可以反映脂肪的氧化程度[17]。全脂肉餅與低脂肉餅在貯藏期間TBARS值的變化情況見圖3。

圖3 肉餅在貯藏期間TBARS值的變化

由圖3可知，在貯藏期間，TBARS值不斷增大，說明丙二醛的含量不斷增加，脂肪氧化程度加深。全脂肉餅與低脂肉餅在貯藏期間TBARS值的差異不顯著(P>0.05),說明植物性蛋白的添加對肉餅的氧化程度沒有明顯影響，這與孫貴寶等[18]的研究結(jié)果一致。

2.1.4 肉餅在貯藏期間TVB-N值的變化

作為重要的參考指數(shù)，豬肉中TVB-N的含量可以用于評估豬肉的新鮮度[19]。全脂肉餅與低脂肉餅在貯藏期間TVB-N值的變化情況見圖4。

圖4 肉餅在貯藏期間TVB-N值的變化

由圖4 可知，隨著貯藏時間的不斷延長，肉餅中TVB-N值呈上升趨勢。兩種肉餅的TVB-N值存在顯著性差異，低脂肉餅顯著低于全脂肉餅(P<0.05)，說明加入脂肪模擬物的低脂肉餅中蛋白氧化程度較全脂肉餅低。在貯藏21 d之后TVB-N值上升緩慢，原因可能是隨著貯藏時間的延長，微生物大量生長繁殖，TVB-N化合物的含量因細菌或酶的降解而變質(zhì)，導(dǎo)致其含量降低[20]。

2.1.5 肉餅在貯藏期間亞硝酸鹽含量的變化

肉制品在貯藏過程中，會生成少量亞硝酸鹽，當(dāng)亞硝酸鹽進入人體后，可形成有強烈致癌作用的亞硝胺，因此研究亞硝酸鹽含量的變化對人體及食品工業(yè)生產(chǎn)有重要的意義[21]。全脂肉餅與低脂肉餅在貯藏期間亞硝酸鹽含量的變化情況見圖5。

圖5 肉餅在貯藏期間亞硝酸鹽含量的變化

由圖5可知，在貯藏0～21 d期間亞硝酸鹽含量不斷升高，21～28 d期間亞硝酸鹽含量呈下降趨勢，原因可能是肉制品中微生物不斷生長，在貯藏后期，微生物會分解亞硝酸鹽，導(dǎo)致亞硝酸鹽含量下降。在整個貯藏期間，全脂肉餅與低脂肉餅中亞硝酸鹽含量差異不顯著(P>0.05)，并且低脂肉餅的亞硝酸鹽含量總體上比全脂肉餅低。

2.1.6 肉餅在貯藏期間菌落總數(shù)的變化

微生物是引起肉類腐敗變質(zhì)的主要因素，一般認為，菌落總數(shù)在104CFU/g以下為新鮮肉，在104～106CFU/g為次鮮肉，在106CFU/g以上為變質(zhì)肉[22]。全脂肉餅與低脂肉餅在貯藏期間菌落總數(shù)的變化情況見圖6。

圖6 肉餅在貯藏期間菌落總數(shù)的變化

由圖6可知，隨著貯藏時間的不斷延長，微生物在肉餅中不斷生長，肉餅中菌落總數(shù)呈上升趨勢。在貯藏的21～28 d，兩種肉餅的菌落總數(shù)均顯著增加，在貯藏20 d之后肉餅已經(jīng)臨近貯藏終點。但全脂肉餅與低脂肉餅的微生物數(shù)量差異不顯著(P>0.05)，說明植物性脂肪替代部分動物性脂肪與微生物的生長無直接關(guān)系。

2.1.7 肉餅在貯藏期間肌原纖維蛋白濃度的變化

肌原纖維蛋白濃度可以反映蛋白降解的程度[23]。全脂肉餅與低脂肉餅在貯藏期間肌原纖維蛋白濃度的變化情況見圖7。

圖7 肉餅在貯藏期間肌原纖維蛋白濃度的變化

由圖7可知，在貯藏期間，低脂肉餅肌原纖維蛋白濃度降低速度較快，而全脂肉餅肌原纖維蛋白濃度降低趨勢較緩。這可能是由于低脂肉餅中的植物性蛋白為微生物生存提供了動物性蛋白所沒有的微量元素，使微生物生長代謝加快，肌原纖維蛋白濃度降低速度加快[24]。

2.2 熟制后低脂肉餅的評價

2.2.1 兩種肉餅色差比較

色澤為食品的食用品質(zhì)是否優(yōu)良的重要評判標準之一。由圖8可知，煎熟的全脂肉餅的亮度L*值高于添加了黑豆改性蛋白的低脂肉餅，說明富含油脂的普通肉餅樣品的光澤感要比低脂肉餅樣品的光澤感好。a*值為紅度，作為肉制品的感官品質(zhì)，從心理學(xué)的角度來講，紅度越高越能引起消費者的食欲，樣品越紅說明品質(zhì)越高[25]。全脂肉餅的a*值低于低脂肉餅，由于黑豆蛋白呈紫紅色，將其加入肉餅中可以提高肉餅的紅度，改善其色澤。b*值為黃度，全脂肉餅的b*值高于低脂肉餅，可能是由于受熱后油脂含量高的肉餅美拉德反應(yīng)程度大。

圖8 兩種肉餅色差比較

2.2.2 兩種肉餅質(zhì)構(gòu)比較

在肉制品的質(zhì)構(gòu)中，一般主要關(guān)注硬度、彈性、咀嚼性這3個方面，來判定其品質(zhì)的優(yōu)劣。由表2可知，低脂肉餅的硬度大于全脂肉餅，這是由于改性的黑豆蛋白中的水溶性膳食纖維與蛋白之間的化學(xué)鍵相互作用，使其凝膠增強[26]。低脂肉餅的彈性小于全脂肉餅，原因可能是低脂肉餅的脂肪含量較少。而兩者在咀嚼性方面差異不大，與王健等[27]的研究結(jié)果一致。

表2 兩種肉餅質(zhì)構(gòu)比較

2.2.3 兩種肉餅感官評分比較

圖9 兩種肉餅感官評分比較

在人工打分的感官評價中，加入脂肪模擬物的低脂肉餅總分略高于全脂肉餅。其中，從色澤評分上看，低脂肉餅評分較低，這可能是由于脂肪含量減少，其光澤度下降。兩者滋味評分差距不大，說明這種脂肪模擬物適合加入到肉餅中，沒有明顯讓人難以接受的異味。從口感評分上看，低脂肉餅明顯高于全脂肉餅，說明脂肪模擬物前期的優(yōu)化使其與肉中的纖維、脂肪等很好地結(jié)合，其質(zhì)構(gòu)穩(wěn)定且脂肪含量少，食用時不膩口。

3 結(jié)論

在追求均衡飲食的科學(xué)飲食時代，為降低亞健康的風(fēng)險，以低脂為主要特性的功能性食品應(yīng)運而生。本研究以富含膳食纖維的黑豆為原料，提取其蛋白，凍干后制備脂肪模擬物，并探究加入雜糧蛋白的低脂肉餅的食用特性及貯藏性質(zhì)。

對比低脂肉餅和全脂肉餅可以得出：隨著貯藏期的延長，全脂肉餅與低脂肉餅中亞硝酸鹽含量增多，菌落總數(shù)增加。低脂肉餅的汁液流失率低于全脂肉餅，兩者pH值相差不大，說明低脂肉餅可以進一步降低汁液的流失率。低脂肉餅TBARS值、TVB-N值的升高情況均低于全脂肉餅，說明低脂肉餅的脂肪氧化程度較低。兩種肉餅的菌落總數(shù)變化相差不大。電泳結(jié)果說明低脂肉餅蛋白氧化速度與全脂肉餅無明顯差異。綜上表明，低脂肉餅的貯藏特性優(yōu)于全脂肉餅。

通過對前期試驗優(yōu)化得到的低脂肉餅進行煎烤后，測定其質(zhì)構(gòu)、色澤等感官品質(zhì)，結(jié)論如下：煎制后的低脂肉餅色澤紅度較高，亮度和黃度較低。質(zhì)構(gòu)中的硬度較高，彈性和咀嚼性較低。專業(yè)人員感官評分中，低脂肉餅的口感、滋味及總分這3項得分均高于全脂肉餅，說明加入黑豆改性蛋白的低脂肉餅品質(zhì)無明顯不足，能較好地被食用者接受。