燕麥β-葡聚糖對(duì)低鹽羊肉肉糜凝膠特性的影響

趙 謀，楊歡歡，楊 莉，安 寧，慕鴻雁，韓 平，董 娟,*，盧士玲，姬 華

（1.石河子大學(xué)食品學(xué)院，新疆 石河子 832000；2.青島農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東 青島 266109）

肉糜制品是由脂肪液滴充當(dāng)分散相，水分作為連續(xù)相，通過鹽溶得到的蛋白質(zhì)為乳化劑，使瘦肉、脂肪、食鹽、水和其他添加物形成的一個(gè)復(fù)雜分散體系[1]。凝膠特性是肉糜凝膠制品最重要的功能特性之一，而凝膠強(qiáng)度則取決于肉糜凝膠中鹽溶蛋白的含量以及溶解度。高濃度鹽會(huì)促使肌原纖維蛋白發(fā)生溶解與溶脹，使蛋白溶液呈現(xiàn)乳膠狀，促使肉糜凝膠形成[2]。但有研究表明，長(zhǎng)期過量攝入高鈉的食物容易引起高血壓和心血管疾病，并提高腎病和胃癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)[3]。在《健康中國2030規(guī)劃綱要》中明確指出：到2030年，全國人均每日食鹽攝入量降低20%[4]。但2022年7月，在上海市舉辦的“健康中國減鹽行動(dòng)”中，上海市衛(wèi)生健康委員會(huì)食品處明確表示：上海市居民人均每日食鹽攝入量為7.5 g，雖然低于全國平均水平，但離每日5 g的目標(biāo)還有一定差距。因此在實(shí)際加工生產(chǎn)中，食鹽添加量會(huì)受到更嚴(yán)苛的限制，然而肉糜凝膠制品中離子強(qiáng)度低，將會(huì)導(dǎo)致肌原纖維蛋白析出量下降，影響蛋白質(zhì)凝膠網(wǎng)絡(luò)的形成與結(jié)構(gòu)，最終導(dǎo)致肉糜制品凝膠性下降、成品率降低、出油、質(zhì)地變差等問題[1]。吳菊清[5]減少肌原纖維蛋白中的離子強(qiáng)度發(fā)現(xiàn)，離子強(qiáng)度的下降會(huì)造成蛋白乳化凝膠后的持水力降低，影響凝膠品質(zhì)；陶碩等[6]研究指出，火腿持水力與食鹽添加量發(fā)生同步變化，即隨食鹽添加量的減少，持水力也會(huì)顯著下降，并且食鹽水平在1.25%及以下時(shí)，其質(zhì)構(gòu)特性發(fā)生極顯著下降，火腿品質(zhì)大幅度降低。因此，如何改善低鹽條件下肉糜制品的凝膠品質(zhì)成為近年來的研究熱點(diǎn)。

目前，研究者常使用外源添加劑改善肉糜制品的凝膠特性，如酚類化合物能與肉糜中蛋白質(zhì)分子相互作用進(jìn)而形成更強(qiáng)的三維結(jié)構(gòu)[7]，提高凝膠強(qiáng)度；添加水分結(jié)合能力高的淀粉可以填充網(wǎng)絡(luò)并將水分鎖在網(wǎng)絡(luò)中[8]，改善持水能力；另外，黃原膠、卡拉膠和魔芋葡甘聚糖等物質(zhì)可以改變蛋白質(zhì)體系的黏度，從而在肉糜制品中發(fā)揮其增稠或膠凝作用[9]。如今，眾多學(xué)者將更加安全、營養(yǎng)的天然食品添加劑加入肉糜制品中以期增強(qiáng)其凝膠性能并賦予一定的膳食價(jià)值，但由于天然食品添加劑較高的加工成本以及潛在的食品安全問題仍有待進(jìn)一步研究[10]?，F(xiàn)有研究表明，β-葡聚糖具有良好的增稠效果和熱穩(wěn)定性，且具有降低膽固醇、降血脂、增強(qiáng)免疫等生理功能，而且在美國、瑞典、英國和芬蘭等國家已經(jīng)將β-葡聚糖列為安全食品添加劑[11]。在國內(nèi)外研究中，已有學(xué)者將β-葡聚糖加入肉制品中去嘗試改善其品質(zhì)，方承虹等[12]將香腸中的肥肉用適量的β-葡聚糖替代后，發(fā)現(xiàn)其保水性明顯提高且可以有效減少脂肪的添加；Afshari等[13]在漢堡肉餅中加入適量β-葡聚糖后，研究發(fā)現(xiàn)其保水性與可接受性顯著提升（P＜0.05）。而且在眾多β-葡聚糖種類當(dāng)中，燕麥β-葡聚糖（oatβ-glucan，OG）由于其廣泛的來源、良好的水溶性以及特殊的凝膠性能和生理功能，在食品行業(yè)領(lǐng)域具有著廣闊的應(yīng)用前景，備受眾多學(xué)者關(guān)注。

羊肉肉質(zhì)細(xì)嫩，蛋白質(zhì)含量豐富，膽固醇含量較豬肉和牛肉少，富含豐富的微量元素，是一種受消費(fèi)者喜愛的優(yōu)質(zhì)畜肉[14]。目前，通過利用淀粉、魔芋葡甘聚糖等天然添加劑獨(dú)特的凝膠特性提高肉糜凝膠強(qiáng)度的研究相對(duì)較多，但是對(duì)于嘗試?yán)肙G改善羊肉肉糜凝膠在低鹽時(shí)的凝膠特性的研究鮮有報(bào)道。因此，本實(shí)驗(yàn)預(yù)期通過不同添加量OG替代食鹽，并觀察低鹽羊肉肉糜凝膠特性的變化從而明確合適的OG替代量，以期為OG在低鹽羊肉肉糜制品加工生產(chǎn)中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮羊后腿肉（7 月齡綿羊）、食鹽、淀粉 新疆西部牧業(yè)股份有限公司。

OG（食品級(jí)）河南信陽沐凡生物科技有限公司；焦磷酸鈉 河北潤步生物科技有限公司；磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉 天津盛奧化學(xué)試劑有限公司；氯化鈉天津永晟精細(xì)化工有限公司；氯化鎂 天津致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司；乙二胺四乙酸 天津富宇精細(xì)化工有限公司；戊二醛 湖北武漢吉業(yè)升化工有限公司；無水乙醇 山東金生潤化工有限公司；所有試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

Multifuge X1R高速冷凍離心機(jī) 上海土森視覺科技有限公司；HH-42恒溫水浴鍋 濟(jì)南愛來寶儀器設(shè)備有限公司；WSC-S色差儀 上海坤權(quán)生物科技有限公司；TA-XT plus質(zhì)構(gòu)儀 山東盛泰儀器有限公司；Beta 2-8 LD plus冷凍干燥機(jī) 德國Christ公司；PQ001核磁共振含水含油率分析儀 蘇州紐邁分析儀器股份有限公司；VirTis BenchTop Pro冷凍干燥機(jī) 美國SP Scientific公司；IS10傅里葉變換紅外光譜（Fourier transform infrared spectrosc opy，F(xiàn)TIR）儀 美國賽默飛世爾科技公司；SU8010掃描電子顯微鏡 日本Hitachi公司。

1.3 方法

1.3.1 復(fù)合肉糜凝膠的制備

1.3.1.1 混合肉糜的制備

將新鮮羊后腿肉去除表面脂肪和結(jié)締組織，切塊。將瘦肉與肥肉按照表1配比放入絞肉機(jī)絞碎30 s并加入1/3的冰水。依照配料表劑量將食鹽、馬鈴薯淀粉、焦磷酸鈉以及OG加入至碎肉中，混勻，攪碎30 s后，緩慢加入剩余的2/3冰水，間歇攪碎2 min。將每組50 g生肉糜放入4 ℃冰箱進(jìn)行冷藏用于后續(xù)色澤與蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu)的測(cè)定，其余150 g肉糜制備成凝膠，用于測(cè)定樣品的蒸煮損失率、保水性、水分分布及含量、凝膠強(qiáng)度、質(zhì)構(gòu)以及微觀結(jié)構(gòu)的觀察。

表1 肉糜配料Table 1 Ingredients of mutton mince gels

1.3.1.2 復(fù)合凝膠的制備

將150 g羊肉肉糜分裝入3 個(gè)50 mL離心管中用作3 次平行。為去除離心管中復(fù)合肉糜的氣泡，將其置于離心機(jī)中，以1000 r/min離心10 min，使其填充緊湊。然后將復(fù)合肉糜離心管置于80 ℃恒溫水浴鍋中加熱25 min，加熱完成后取出自然冷卻1 h，并使用透明袋將復(fù)合肉糜凝膠密閉包裝，放入4 ℃冰箱中冷藏12 h后待用。

1.3.2 復(fù)合凝膠的蒸煮損失率測(cè)定

在蒸煮前稱復(fù)合肉糜樣品質(zhì)量，記作m1；將冷藏12 h的復(fù)合凝膠從4 ℃的冰箱中取出，室溫下回溫2 h，用吸水紙擦干復(fù)合凝膠表面水漬后稱其質(zhì)量，記作m2，按式（1）計(jì)算蒸煮損失率：

1.3.3 復(fù)合凝膠的保水性測(cè)定

參照李應(yīng)蘭等[15]的研究方法稍加改動(dòng)。將復(fù)合凝膠從4 ℃冰箱中取出并于室溫下回溫1 h，用吸水紙吸干復(fù)合凝膠表面水漬后，將其切成約2 mm的薄片，并用兩張長(zhǎng)條濾紙將其包裹后置于離心管內(nèi)，在高速冷凍離心機(jī)4 ℃、4000 r/min離心10 min。離心結(jié)束后，去除表面濾紙，稱薄片樣品質(zhì)量，記作W2；離心前薄片樣品質(zhì)量，記作W1。將離心前后薄片的質(zhì)量百分比視為復(fù)合凝膠的保水性，按式（2）計(jì)算，每組凝膠樣品平行5 次。

1.3.4 復(fù)合凝膠的水分分布及含量測(cè)定

參考Liu Yini等[16]的方法，通過低場(chǎng)核磁共振弛豫（low field nuclear magnetic resonance，LF-NMR）測(cè)定凝膠的水分分布及含量（T2）。將2 g肉糜凝膠放入直徑為25 mm的NMR玻璃管中并將其插入NMR探針中。T2通過Carr-Purcell-Meiboom-Gill（CPMG）序列測(cè)定。測(cè)定的譜寬為250 kHz，條件如下：對(duì)應(yīng)的諧振頻率為20 MHz，回波時(shí)間為0.200 ms，等待時(shí)間為3000 ms，射頻延遲時(shí)間為0.002 ms，模擬增益為8.0 db，數(shù)字增益為3。低場(chǎng)核磁共振儀器在32 ℃下運(yùn)行，每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)試3 次。

1.3.5 復(fù)合凝膠的色澤測(cè)定

將生肉糜與復(fù)合凝膠樣品置于室溫下回溫約1 h后，用WSC-S色差儀測(cè)定樣品色澤，記錄其L*、a*、b*值，按式（3）計(jì)算樣品白度，每個(gè)處理組設(shè)置5 個(gè)平行。

式中：W為樣品的白度；L*為樣品的亮度值；a*為樣品的偏紅值；b*為樣品的偏黃值。

1.3.6 復(fù)合凝膠的凝膠強(qiáng)度測(cè)定

依據(jù)王希希等[17]的方法稍加修改。將復(fù)合凝膠樣品用刀將其切成10 mm等高柱形，置于質(zhì)構(gòu)儀測(cè)試平臺(tái)。采用TPA程序模塊，以參數(shù)探頭型號(hào)P/0.5、壓縮程度80%、觸發(fā)力5.0 g、間隔時(shí)間5 s、測(cè)前速率1.0 mm/s、測(cè)試速率2.0 mm/s、測(cè)后速率1.0 mm/s進(jìn)行壓縮測(cè)試。在測(cè)試前，將樣品置于室溫下回溫30 min后再進(jìn)行測(cè)定，每個(gè)處理組設(shè)置3 個(gè)平行。

1.3.7 復(fù)合凝膠的質(zhì)構(gòu)測(cè)定

參照胡瑩等[18]的方法并稍加修改。將復(fù)合凝膠樣品切成10 mm等高柱形，放置于質(zhì)構(gòu)儀測(cè)試平臺(tái)。用質(zhì)構(gòu)儀TPA模式測(cè)定樣品的硬度、彈性、內(nèi)聚性、咀嚼性以及回復(fù)性。測(cè)定參數(shù)：探頭型號(hào)P/50；壓縮程度40%；觸發(fā)力5.0 g；間隔時(shí)間5 s；測(cè)前速率2.0 mm/s；測(cè)試速率1.0 mm/s；測(cè)后速率2.0 mm/s。在測(cè)試前，將樣品置于室溫下回溫30 min后再進(jìn)行測(cè)定，每個(gè)處理組設(shè)置3 個(gè)平行。

1.3.8 復(fù)合凝膠的傅里葉變換紅外光譜分析

1.3.8.1 肌原纖維蛋白的提取

參考Park等[19]的方法稍加修改。各組取15 g肉糜加入4 倍體積的冰提取液（0.1 mol/L NaCl、2 mmol/L MgCl2、1 mmol/L乙二胺四乙酸、10 mmol/L磷酸鹽緩沖液，pH 7.0），勻漿60 s，5000 r/min、4 ℃離心20～22 min，棄上清液重復(fù)勻漿離心2 次，得到粗纖維蛋白沉淀；然后加入4 倍體積的冰洗液（0.1 mol/L NaCl，pH 6.0）進(jìn)行洗滌后用兩層紗布過濾，然后再5000 r/min、4 ℃冷凍離心20 min，棄上清液，所得沉淀為肌原纖維蛋白，并于真空冷凍干燥機(jī)中凍干成粉，4 ℃冰箱放置備用。

1.3.8.2 肌原纖維蛋白的紅外光譜

參考Wang Xinwei等[20]的方法并稍加修改，采用FTIR儀對(duì)復(fù)合肉糜蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)定。每組取適量的凍干肌原纖維蛋白粉與KBr（1∶50，m/m）混合，研磨均勻，然后在高壓下壓制成片。樣品的FTIR光譜是在波數(shù)為4000～400 cm-1、分辨率為4 cm-1（室溫）條件下使用32 次掃描的單束模式間隔獲得。

1.3.9 復(fù)合凝膠的掃描電鏡觀察

參照Zhao Shengming等[21]的方法并略加改動(dòng)。將復(fù)合凝膠樣品切片，用2.5%戊二醛溶液浸泡固定，并將其置于陰涼處避光放置48 h。室溫下使用pH 7.4、0.01 mol/L的磷酸鹽緩沖液對(duì)樣品漂洗3 次，約10 min。然后分別用30%、50%、90%乙醇溶液逐級(jí)脫水，每級(jí)浸泡10 min后用無水乙醇脫水3 次，共脫水60 min。隨后將樣品放入-80 ℃的冷凍干燥機(jī)中進(jìn)行冷凍干燥48 h。將干燥后的樣品固定到樣品臺(tái)上，在5.0 kV的加速電壓下，用掃描電鏡在400×進(jìn)行觀察。

1.3.10 主成分分析（principal component analysis，PCA）

參照蘇婭寧等[22]的方法，選擇所需指標(biāo)以PC得分模型（4）計(jì)算出不同PC得分：

式中：Yn為PCn的得分；Ani為PCn、指標(biāo)i的系數(shù)；Xni為PCn、指標(biāo)i的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)；Uni為PCn、指標(biāo)i的載荷；λn為PCn的特征值。

并以PCn的特征值在所提取m個(gè)PC總特征值中所占的比例作為權(quán)重，按式（5）設(shè)計(jì)總得分綜合模型：

式中：Y為綜合得分；m為提取的PC個(gè)數(shù)；λn、λj分別為第n、j個(gè)PC的特征值。

通過比較凝膠綜合得分，進(jìn)而推斷合適的OG替代量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

本實(shí)驗(yàn)所有處理組均做2 次重復(fù)。將所得數(shù)據(jù)利用軟件SPSS（IBM SPSS Statistics 24）進(jìn)行單因素方差分析（ANOVA）、相關(guān)性分析以及PCA并對(duì)其總結(jié)，并采用Duncan多重極差檢驗(yàn)進(jìn)行多重比較，以表示各組之間平均值差異，P＜0.05，差異顯著。實(shí)驗(yàn)結(jié)果以表示，并使用Origin 2021對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 復(fù)合凝膠束水能力分析

在肉糜制品中，蒸煮損失率是評(píng)價(jià)生肉在加工制作成可食用熟肉的過程中質(zhì)量損失的重要指標(biāo)，它從側(cè)面體現(xiàn)出肉糜與水的結(jié)合能力強(qiáng)弱：蒸煮損失率越小，結(jié)合能力越強(qiáng)[23]。從圖1A可知，復(fù)合凝膠的蒸煮損失率總體呈現(xiàn)先下降后升高的趨勢(shì)。在0.4% OG替代量時(shí)，復(fù)合凝膠的蒸煮損失率最低，質(zhì)量損失為1.70%，相比于對(duì)照組2.00%的損失有一定的改善效果（P＜0.05）。這可能是因?yàn)樯倭葵}含量的下降對(duì)蛋白質(zhì)溶解影響較小，并且加入的OG結(jié)構(gòu)類似于可得然膠，由于其晶體結(jié)構(gòu)中含有大量氫鍵，在加熱過程中，推測(cè)OG顆粒吸水膨脹填充進(jìn)蛋白質(zhì)三維空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，從而減少蛋白質(zhì)熱誘導(dǎo)凝膠形成過程中的水分損失[24]。因此，在較高加熱溫度下，低鹽肉糜凝膠依舊能保持其熱凝膠性能的特點(diǎn)，使其在熱加工過程中能夠有更好的持水能力[25]。但是隨著OG替代量的逐漸增加，肉糜蒸煮損失率逐漸增大，在1.6% OG替代量時(shí)達(dá)到最大，但與1.2% OG凝膠組并無顯著差異（P＞0.05）。其原因可能是與高鹽相比大幅度降低鹽含量后肌原纖維蛋白析出量急劇減少，導(dǎo)致乳化后形成的三維網(wǎng)狀凝膠基質(zhì)穩(wěn)定性降低，水分流失過多。在1.2%食鹽被替代時(shí)，凝膠的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)松散，束水能力大幅度減弱，已經(jīng)無法有效降低凝膠的蒸煮損失，推測(cè)此時(shí)維持凝膠蒸煮損失的主要因素為OG的吸水性，所以當(dāng)復(fù)合肉糜中食鹽量進(jìn)一步減少達(dá)到0.4%時(shí)，凝膠蒸煮損失雖然有輕微上升但并不顯著（P＞0.05）。

圖1 OG替代量對(duì)肉糜凝膠束水能力的影響Fig.1 Effects of different levels of OG replacement on water-binding capacity of minced meat gel

保水性是影響凝膠品質(zhì)好壞的重要指標(biāo)，保水性越好，證明肉蛋白與水的交聯(lián)能力越強(qiáng)，肉糜凝膠的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)越均勻致密，尤其凝膠制品的彈性與口感會(huì)變的更好[26]。由圖1B可知，0% OG的復(fù)合肉糜凝膠保水性達(dá)到了82.61%，加入0.4% OG后，保水性顯著提升（P＜0.05），增加了1.66%。但隨著OG替代量的增加，凝膠的保水性呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，1.6% OG凝膠的保水性達(dá)到最低，約78.50%。這可能是因?yàn)樯倭葵}含量的減少對(duì)蛋白的溶解影響較小，持水能力下降并不明顯[27]。同時(shí)在加熱過程中肌球蛋白適度變性展開并形成隨機(jī)線性結(jié)構(gòu)，分散在肉糜基質(zhì)中的OG發(fā)生吸水溶脹，參與肌球蛋白頭部聚集過程，形成致密的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[24]，提高持水能力。Liu Rui等[28]向豬肉丸中添加OG后，同樣發(fā)現(xiàn)肉丸表面更加光滑，孔洞減少，持水性有明顯的增加。由圖1C可以看出，隨著OG替代量的上升，肉糜凝膠的水分發(fā)生明顯變化。根據(jù)T2弛豫時(shí)間前后可以將水分為3 種類型T2b（結(jié)合水，0.1～10 ms）、T21（不易流動(dòng)水，10～100 ms）、T22（自由水，100～1000 ms），即弛豫時(shí)間越長(zhǎng)，水分越容易丟失[16]。在0.1～10 ms內(nèi)出現(xiàn)2 個(gè)峰，將其定義為強(qiáng)結(jié)合水（T2b1）以及弱結(jié)合水（T2b2）[29]。當(dāng)肉糜凝膠中OG替代量增加時(shí)，T2b2與T22會(huì)向T21發(fā)生偏移（表2），結(jié)合水含量下降，從而使高OG的凝膠中不易流動(dòng)水含量發(fā)生顯著提升（P＜0.05）。從圖1C同樣可以看出，在1.2%與1.6% OG的替代量下，T21出峰時(shí)間發(fā)生提前且T22峰消失。有研究指出，肉糜體系中離子強(qiáng)度的大幅度降低，會(huì)使肌原纖維蛋白析出量急劇下降，水與蛋白之間交聯(lián)減弱，同時(shí)OG晶體結(jié)構(gòu)中含有大量氫鍵，高替代量的OG會(huì)通過氫鍵與水結(jié)合，進(jìn)而體系中的弱結(jié)合水與自由水逐漸轉(zhuǎn)移為不易流動(dòng)水[24]，進(jìn)一步說明高OG含量下凝膠的保水性更加依賴于OG的吸水作用。但T21峰整體向弛豫時(shí)間長(zhǎng)的方向發(fā)生偏移，說明復(fù)合凝膠中高OG組（＞0.8%）的不易流動(dòng)水較低OG組更容易損失。同時(shí)肌原纖維蛋白量的急劇下降，導(dǎo)致加熱乳化后形成的三維網(wǎng)狀凝膠基質(zhì)穩(wěn)定性顯著降低，肉糜凝膠成型困難，間接導(dǎo)致肉糜凝膠受到外界作用更容易丟失水分，進(jìn)而出現(xiàn)圖1B的現(xiàn)象。

表2 不同OG替代量下低鹽肉糜凝膠中不同水分含量變化Table 2 Changes in proportions of different moisture states in low-salt minced meat gels at different levels of OG replacement %

2.2 復(fù)合凝膠色澤分析

肉制品良好的色澤可以大幅度提高人們的購買欲望以及食用欲望。本實(shí)驗(yàn)通過測(cè)定凝膠的L*、a*、b*和白度進(jìn)行評(píng)估添加OG對(duì)低鹽肉糜凝膠色澤的影響。從表3可知，無論是蒸煮前的生肉糜還是蒸煮后的熟肉糜凝膠，隨著食鹽含量降低、OG替代量增大，樣品的L*和白度與0% OG的對(duì)照組相比都有顯著差異（P＜0.05）并呈現(xiàn)總體上升的趨勢(shì)。這或許是由于在肉中添加OG后，水分含量和肉糜基質(zhì)發(fā)生變化，造成結(jié)構(gòu)蛋白與肉類色素的稀釋，光反射強(qiáng)度增強(qiáng)，隨著OG替代量的增加，亮度和白度逐漸變大[22]。從熟化復(fù)合凝膠色澤圖與凝膠橫切面（圖2）可以明顯看出，隨著OG替代量的增加，肉糜凝膠的顏色逐漸偏白，這與蘇婭寧等[22]在肉糜中以甲基纖維素替代食鹽的研究結(jié)果一致。而a*與b*總體來說相較于生肉糜，蒸煮后的低鹽肉糜凝膠a*和b*有所降低，可能是蒸煮后肉糜肌紅蛋白發(fā)生變性導(dǎo)致。而且隨著OG添加量的增大，生肉糜和熟肉糜的b*均呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)，這可能是由于OG溶于水之后呈現(xiàn)淡黃色，進(jìn)而導(dǎo)致肉糜的顏色偏黃。總之，加入適量的OG能夠提高低鹽肉糜凝膠的亮度且使肉糜整體表現(xiàn)為理想的粉紅色，Amini等[30]也表明添加OG可以顯著改善香腸的感官特性。但是替代量過多就會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品的色澤過于蒼白，影響消費(fèi)者的選擇。

圖2 OG替代量對(duì)低鹽復(fù)合肉糜凝膠色澤的影響Fig.2 Effects of different levels of OG replacement on color of low-salt minced meat gel

表3 OG替代量對(duì)低鹽肉糜凝膠色澤的影響Table 3 Effects of different levels of OG replacement on color of lowsalt minced meat gel

2.3 復(fù)合凝膠組織結(jié)構(gòu)特性分析

破裂力是評(píng)估肉糜凝膠質(zhì)量的關(guān)鍵參數(shù)[31]。通常，破裂力代表凝膠強(qiáng)度和抗凝膠破斷能力，破裂距離與彈性呈正相關(guān)[32]。從圖3可以看出，隨著OG替代量的增大，凝膠的破裂力總體呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)，但是0.4% OG組與對(duì)照組之間無顯著差異（P＞0.05）。然而，當(dāng)OG含量從0.4%增加到1.6%時(shí)，破裂力與破裂距離大幅度降低（P＜0.05）。質(zhì)構(gòu)特性與破裂距離表現(xiàn)出相似的趨勢(shì)。質(zhì)構(gòu)是反映凝膠品質(zhì)優(yōu)劣的重要評(píng)判指標(biāo)之一。近年來，對(duì)食物質(zhì)構(gòu)變化進(jìn)行評(píng)判的一種重要方法就是進(jìn)行TPA測(cè)定，包括凝膠的硬度、彈性、內(nèi)聚性、咀嚼性及回復(fù)性。

圖3 不同OG替代量下肉糜凝膠的破裂力與破裂距離Fig.3 Rupture force and rupture distance of minced meat gels with different levels of OG replacement

從表4可以看出，在0.4% OG替代量時(shí)的低鹽復(fù)合肉糜凝膠硬度顯著高于對(duì)照組（P＜0.05）。當(dāng)用0.8% OG進(jìn)行替代時(shí)，凝膠硬度逐漸下降，在1.6% OG組達(dá)到最低，顯著低于對(duì)照組（P＜0.05）。除此之外，凝膠的彈性、內(nèi)聚性、咀嚼度與回復(fù)性表現(xiàn)出與硬度相同的增減趨勢(shì)，但是凝膠彈性沒有隨著OG替代量的改變而發(fā)生顯著變化（P＞0.05）。這表明在肉糜中添加0.4%的OG可以有效維持凝膠強(qiáng)度，但是隨著鹽含量的進(jìn)一步減少，添加更多的OG并不能阻止凝膠強(qiáng)度的下降。這可能是因?yàn)榈秃康腛G由于自身的凝膠特性，與肉糜爭(zhēng)奪水分，導(dǎo)致肉糜中的有效蛋白濃度增加，減弱蛋白質(zhì)析出不足的影響，維持凝膠強(qiáng)度。此外，OG作為孔隙填料可以更均勻地分散到整個(gè)凝膠基質(zhì)中，并有效地強(qiáng)化凝膠網(wǎng)絡(luò)。但過量的OG阻礙肉糜中蛋白質(zhì)的交聯(lián)，削弱甚至破壞了肉糜凝膠網(wǎng)絡(luò)[33]。而且肉糜體系中離子強(qiáng)度的大幅度降低，導(dǎo)致肌原纖維蛋白的溶解不足，三維凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形成不完整，而OG并不能填補(bǔ)結(jié)構(gòu)導(dǎo)致凝膠強(qiáng)度與質(zhì)構(gòu)特性下降。因此，相比于高鹽組凝膠，低鹽高OG組的凝膠品質(zhì)并未得到改善，相反對(duì)凝膠質(zhì)構(gòu)特性產(chǎn)生了一定的負(fù)面影響。從圖2可以看出，對(duì)照組和添加0.4% OG組凝膠的橫切面較為平整光滑，紋理細(xì)致，但當(dāng)0.8%的鹽被OG替代后，凝膠表面的組織結(jié)構(gòu)逐漸松散，紋理變得粗糙，這與質(zhì)構(gòu)特性數(shù)據(jù)相符。從總體上看，0.4% OG可以有效改善凝膠的質(zhì)構(gòu)特性，降低復(fù)合凝膠因鹽減少而產(chǎn)生的不良影響，維持凝膠品質(zhì)，這與Liu Rui等[28]在肉丸添加適量OG的研究結(jié)果相同。

表4 OG替代量對(duì)低鹽肉糜凝膠質(zhì)構(gòu)的影響Table 4 Effects of different levels of OG substitution on gel texture of low-salt meat mince

2.4 復(fù)合凝膠微觀結(jié)構(gòu)分析

2.4.1 FTIR結(jié)果

FTIR被廣泛用于探索各種形式的蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的二級(jí)結(jié)構(gòu)，在光譜4000～400 cm-1區(qū)域內(nèi)，常取酰胺I帶（1700～1600 cm-1）用于分析蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)組成和構(gòu)象變化（圖4）[34]。參考Mao Junlong等[35]的分析方法，以PeakFit軟件對(duì)酰胺I帶進(jìn)行分峰擬合預(yù)測(cè)出對(duì)應(yīng)區(qū)域內(nèi)α-螺旋（1650～1660 cm-1）、β-折疊（1600～1640 cm-1）、β-轉(zhuǎn)角（1660～1700 cm-1）和無規(guī)卷曲（1640～1650 cm-1）的相對(duì)含量，如表5所示。在0.4% OG替代量下，蛋白質(zhì)的α-螺旋占比略微上升，β-折疊占比相對(duì)下降（P＞0.05）。但隨著OG替代量的上升，α-螺旋與β-折疊占比卻向?qū)φ战M方向緩慢變化且各組間變化并不顯著（P＞0.05）。這可能是因?yàn)辂}含量的下降導(dǎo)致肉糜中肌原纖維蛋白的析出大量下降，不能與OG充分發(fā)生反應(yīng)，使從1.6% OG組提取的肌原纖維蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu)與對(duì)照組相似，這間接說明了高OG組凝膠析出蛋白與水分交聯(lián)的減弱。同時(shí)2.0%與0.4%鹽含量的肉糜凝膠中提取出的肌原纖維蛋白具有相對(duì)較高的α-螺旋與β-折疊結(jié)構(gòu)，而高含量α-螺旋與β-折疊代表高穩(wěn)定性的肌原纖維蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu)[36]，但0.4%鹽含量下形成的凝膠表現(xiàn)出相對(duì)較差的質(zhì)構(gòu)特性，這進(jìn)一步說明過低的食鹽添加量不利于肌原纖維蛋白的溶出，進(jìn)而影響熟化后肉糜凝膠的質(zhì)量。因此，維持適當(dāng)?shù)柠}含量有益于肉糜凝膠的形成和穩(wěn)定。

圖4 不同OG替代量下復(fù)合肉糜肌原纖維蛋白的FTIR圖Fig.4 Infrared spectra of myofibrillar protein in meat mince with different levels of OG replacement

表5 OG替代量對(duì)復(fù)合肉糜肌原纖維蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu)的影響Table 5 Effects of different levels of OG replacement on secondary structure of myofibrillar protein in minced meat %

2.4.2 掃描電鏡結(jié)果

凝膠的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是影響凝膠強(qiáng)度和保水性的重要因素。從圖5A可以看出，對(duì)照組的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，孔洞較少，蛋白質(zhì)交聯(lián)也相對(duì)緊湊。通過圖5B可以發(fā)現(xiàn)，0.4% OG替代量的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加致密均勻，蛋白質(zhì)交聯(lián)也更加密切，表面孔洞減少，表面形狀更加規(guī)則平整，此時(shí)形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在各組中顯示最好，可以束縛更多的水分，增強(qiáng)凝膠的持水能力。這是因?yàn)樯倭葵}的減少，對(duì)肉蛋白析出的影響較小，而且OG有良好的吸水性，可通過毛細(xì)作用將游離的水分束縛進(jìn)凝膠結(jié)構(gòu)中，形成更加致密的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[37]。這與姜帥等[24]通過掃描電鏡觀察添加OG的復(fù)合豬肉肌原纖維蛋白微觀結(jié)構(gòu)的結(jié)果相同，OG的添加能夠使疏松的蛋白質(zhì)凝膠網(wǎng)絡(luò)變得細(xì)致均勻。但隨著食鹽添加量的不斷降低，肉糜凝膠的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)趨于松散，蛋白質(zhì)之間的交聯(lián)減少，孔隙增多。當(dāng)OG替代量達(dá)到1.6%時(shí)，過低的鹽含量使肉蛋白析出量大幅度減少，而且由于OG本身具有較強(qiáng)的吸水性，過量OG會(huì)和肉蛋白爭(zhēng)奪水分從而造成蛋白質(zhì)與水之間的相互作用大幅度減弱，導(dǎo)致形成的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變得更加粗糙且不規(guī)則均勻，孔隙明顯增多，導(dǎo)致凝膠品質(zhì)遠(yuǎn)低于對(duì)照組（圖5C～E）。這也與之前研究的復(fù)合凝膠的束水能力與組織結(jié)構(gòu)結(jié)果一致。

圖5 不同OG替代量下低鹽羊肉肉糜凝膠的掃描電鏡圖Fig.5 SEM images of low-alt minced mutton gels with different levels of OG replacement

2.5 不同OG替代量對(duì)復(fù)合肉糜凝膠特性指標(biāo)的相關(guān)性分析

消費(fèi)者在選擇肉糜凝膠時(shí)，更加關(guān)注其色澤與質(zhì)地。因此，為表明OG對(duì)復(fù)合肉糜凝膠的銷售影響，選擇蒸煮損失率、保水性、色澤、凝膠強(qiáng)度以及質(zhì)構(gòu)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析。通過分析了解各指標(biāo)之間的相關(guān)性以便于進(jìn)一步通過PCA評(píng)價(jià)OG對(duì)低鹽羊肉肉糜凝膠品質(zhì)的影響。從表6可知，蒸煮損失率與凝膠強(qiáng)度、質(zhì)構(gòu)指標(biāo)之間均表現(xiàn)為負(fù)相關(guān)，這表明低鹽肉糜凝膠的蒸煮損失率越高，凝膠的組織結(jié)構(gòu)越疏松，同時(shí)與保水性呈現(xiàn)極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01），與蒸煮損失率和保水性的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)一致；白度與凝膠強(qiáng)度、質(zhì)構(gòu)指標(biāo)呈現(xiàn)顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05），這說明凝膠的品質(zhì)在隨著凝膠白度的增大而降低，這與圖3結(jié)果相同；肉糜凝膠的破裂力與破裂距離呈現(xiàn)顯著正相關(guān)（P＜0.05），而且在質(zhì)構(gòu)5 個(gè)指標(biāo)之間也具有相關(guān)性（P＜0.01）。添加OG的低鹽羊肉肉糜凝膠水分、色澤、質(zhì)構(gòu)等凝膠特性指標(biāo)隨著添加量的增加而發(fā)生顯著變化，并且當(dāng)蒸煮損失率較低時(shí)，質(zhì)構(gòu)指標(biāo)較高，白度較低，色澤更偏向于消費(fèi)者選擇的微粉色。

表6 影響低鹽羊肉肉糜凝膠銷售指標(biāo)間的相關(guān)性分析Table 6 Correlation analysis among quality attributes of low-salt mutton mince gels

2.6 PCA評(píng)價(jià)不同OG替代量對(duì)低鹽羊肉肉糜凝膠特性的影響

PCA結(jié)果中的因子載荷值可以反映出低鹽OG羊肉肉糜凝膠的蒸煮損失率、保水性、色澤、質(zhì)構(gòu)等指標(biāo)對(duì)PC載荷的相對(duì)大小和影響的方向，數(shù)值大小反映對(duì)因子的影響程度即指標(biāo)的影響程度[22]，將各指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行KMO和Bartlett檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果如表7所示。KMO取樣適切性量數(shù)大于0.6且Bartlett球形度檢驗(yàn)顯著性小于0.05說明各指標(biāo)之間有較高的關(guān)聯(lián)程度[18]，與相關(guān)性分析結(jié)果相同。提取出3 個(gè)特征值大于1的PC，即m=3，結(jié)果如表8所示，特征值分別為7.547、2.173、1.449，累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到85.91%，可以大部分反映出低鹽羊肉肉糜的凝膠性質(zhì)。

表7 KMO和Bartlett檢驗(yàn)結(jié)果Table 7 KMO and Bartlett test results

表8 提取載荷平方和結(jié)果Table 8 Sum of squares of extracted loadings

如表9所示，在PC1中質(zhì)構(gòu)特性指標(biāo)所占權(quán)重較大。同時(shí)從圖6可以看出，質(zhì)構(gòu)指標(biāo)在3 個(gè)PC中均有較高的占比，這充分說明質(zhì)構(gòu)指標(biāo)在判斷凝膠特性上起著重要作用，其中硬度、內(nèi)聚性、咀嚼度和回復(fù)性載荷因子相對(duì)較高。

圖6 不同OG替代量下樣品指標(biāo)與PC間相關(guān)因子三維載荷圖Fig.6 Three-dimensional loading plot of correlation factors between quality indexes and principal components at different levels of OG substitution

表9 指標(biāo)成分載荷矩陣Table 9 Loading matrix of first three principal components

依據(jù)PC得分模型與綜合得分模型得出表達(dá)式：

將各指標(biāo)數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)化后代入上述表達(dá)式，得出綜合PC值Y，計(jì)算結(jié)果如表10所示。0.4% OG低鹽羊肉肉糜凝膠組綜合評(píng)價(jià)結(jié)果優(yōu)于高鹽對(duì)照組，以此推測(cè)0.4%可作為合適的OG替代量被用于生產(chǎn)低鹽羊肉肉糜凝膠類制品。

3 結(jié)論

通過測(cè)定低鹽復(fù)合肉糜凝膠的蒸煮損失率、保水性、水分分布及含量、色澤、凝膠強(qiáng)度、質(zhì)構(gòu)以及對(duì)微觀結(jié)構(gòu)的觀察，發(fā)現(xiàn)復(fù)合肉糜凝膠在0.4% OG替代量時(shí)，其束水能力更強(qiáng)、有著吸引消費(fèi)者選擇的微粉色澤、組織結(jié)構(gòu)強(qiáng)度也優(yōu)于其他實(shí)驗(yàn)組。而較高的OG替代量（＞0.8%）對(duì)復(fù)合肉糜凝膠的品質(zhì)有不利影響：蒸煮損失率升高，保水性下降、凝膠色澤變白、凝膠強(qiáng)度與質(zhì)構(gòu)顯著下降（P＜0.05），掃描電鏡圖也顯示出高OG（＞0.8%）替代量下肉糜凝膠的結(jié)構(gòu)更加趨于松散。因此，通過實(shí)驗(yàn)與數(shù)據(jù)分析綜合考慮0.4% OG作為生產(chǎn)低鹽羊肉肉糜凝膠合適的替代添加量。但本研究對(duì)羊肉肉糜凝膠體系中OG與蛋白質(zhì)之間的具體互作機(jī)理尚未清楚，在此基礎(chǔ)上如何將其用于實(shí)際加工生產(chǎn)中還需進(jìn)一步研究。同時(shí)隨著科技的不斷進(jìn)步，逐漸涌現(xiàn)出一些新的加工技術(shù)，如超聲波技術(shù)、超高壓技術(shù)等。那么如何將OG與這些先進(jìn)技術(shù)聯(lián)合使用，從而在維持甚至提高肉制品品質(zhì)的同時(shí)，做到低鹽、高營養(yǎng)，這也是值得我們進(jìn)一步探討的科學(xué)問題，從而為OG在各類低鹽肉制品生產(chǎn)加工中的應(yīng)用提供更加充分的理論依據(jù)。