魔芋葡甘聚糖及其衍生物對禽肉重組火腿物性的影響

陳 潔，張 科，杜金平，吳 艷，汪 蘭，汪 超，倪學文,*，姜發堂

(1.湖北工業大學生物工程學院，湖北 武漢 430068；2.湖北大學知行學院生物工程系，湖北 武漢 430011；3.湖北省農業科學院，湖北 武漢 430064)

重組肉產品具有相對復雜的結構，通常通過添加改良劑來獲得良好的組織結構。目前在西式火腿、灌腸加工中較多應用多聚磷酸鹽改善肉制品的保水性和凝膠特性，提高肉制品的嫩度和黏著性[1]。但用量過大時導致產品風味惡化、組織粗糙、呈色不良等問題[2]。轉谷氨酰胺酶改良劑在添加酪蛋白鈉時對提高碎肉塊之間的結合力具有較好的效果[3]，但該酶需在較低溫度下才能產生作用。近幾年有使用多糖膠體作為改良劑來代替多聚磷酸鹽用于重組肉類產品[4]，魔芋葡甘聚糖(KGM)由于其具有增稠性、吸水性、乳化性、膠凝性等性質，已被應用于部分食品和食品添加劑行業[5-6]。魔芋葡甘聚糖衍生物(KSAP)為KGM與不飽和單體接枝共聚反應生成的高吸水性和高保水性的高分子聚合物[7]。劉丹松等[8]研究表明在1000g面包中添加1g的KSAP，面包的硬度值、膠著性、咀嚼性、彈性和黏性等力學性能得到改善。本實驗探討鴨肉重組火腿和鵝肉重組火腿在KGM及其衍生物KSAP作用下的感官、顯微結構和力學特性，旨在為禽肉重組火腿的生產提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

原料肉：鴨肉、鵝肉、豬瘦肉(里脊肉)、豬肥膘市售。

輔料：玉米淀粉 武漢市太陽行食品有限責任公司；食鹽 湖北省鹽業總公司；食用亞硝酸鹽 杭州龍山化工有限公司；KGM 武漢崆亞庫科技股份有限公司；PVDC火腿包裝專用膜。

1.2 儀器與設備

JYS-A801絞肉機、JYL-A110食品料理機 山東省濟南市九陽股份有限公司；LDZX-50FBS立式壓力蒸汽滅菌器 上海申安醫療器械廠；FD-1C-50冷凍干燥機北京博醫康實驗儀器有限公司；JFC-1600精鍍儀、JSM-6390LV掃描電鏡 日本電子株式會社；TMS-Pro食品物性分析儀 美國FTC公司；PIXMAMP160佳能多功能一體機 佳能中國有限公司。

1.3 方法

1.3.1 KSAP的制備

以純化的KGM為原料，水浴中攪拌糊化，加入引發劑，以丙烯酸為反應單體，運用水溶液均相聚合反應得均聚物，干燥粉碎得KSAP[9]。

1.3.2 禽肉重組火腿的制作及感官評價

禽肉重組火腿制作工藝流程為：原料肉的選擇與初加工(去除皮、骨、油脂、黏膜等；分割肌肉，切成肉條)→絞碎(通過直徑0.42cm篩孔的絞肉機攪碎)→將原料肉(鴨肉重組火腿原料肉：豬里脊、鴨胸肉和豬脂肪；鵝肉重組火腿原料肉：豬里脊、鵝胸肉和豬脂肪)與輔料按比例混合→腌制(0～4℃冰箱腌制24～72h)→斬拌(斬拌期間加入淀粉和冰屑，斬拌溫度低于6℃，斬拌時間6min)→PVDC腸衣灌裝(肉餡緊密無空隙，脹度適中)→熟制(115℃高壓蒸汽滅菌10min)→冷卻(10～15℃的冷水噴淋腸體10～12min)→成品

成品的感官檢驗參照GB/T 20712—2006《火腿腸》，用外觀、色澤、質地3個指標進行描述[10]。

1.3.3 禽肉重組火腿切面掃描

蒸煮熟制后的火腿于室溫下放置15min，去除火腿包裝膜，拭去表面的水分。用雙面刀片切片，切片厚度為5mm。每個試樣選取中間兩個切片，用掃描儀對切片進行正反兩面掃描[11]。掃描儀使用條件：色彩位數48bit，成像分辨率1200dpi，輸出尺寸2592×1944像素。

1.3.4 禽肉重組火腿顯微結構測定

用雙面刀片切取火腿圓片(同1.3.3節方法)，－38℃低溫凍結24h，轉入冷凍干燥機凍干[12]。凍干后取出，經真空離子濺射鍍金膜10nm，于掃描電子顯微鏡(電流30mA、加速電壓為15kV)下觀察切面、內部結構。

1.3.5 禽肉重組火腿質構特性測定

1.3.5.1 禽肉火腿組織致密性分析

取禽肉火腿去除包裝膜并切成高20mm、直徑22mm的圓柱體，放在TMS-Pro食品物性分析儀(質構儀)載樣臺中央做目標距離壓縮的單次循環實驗。參數設置：P/38探頭；測前速度30mm/min；測試速度30mm/min；測后探頭返回速度30mm/min；破裂力量下降百分比5%。總輸入功即擠壓循環過程中所需要的總能量，反映樣品內部的致密性，以mJ為單位。

1.3.5.2 禽肉火腿凝膠彈性分析

樣品處理同1.3.5.1節方法。質構儀參數設置為：P/12探頭；以100mm/min直至探頭位移距離為10mm；破裂百分比30%。測定凹陷深度，反映凝膠的彈性[13]，以mm為單位。

1.3.5.3 禽肉火腿TPA分析

樣品規格和處理同1.3.5.1節方法。質構儀參數設置：P/50探頭；測前速度30mm/min；測試速度60mm/min；測后探頭返回速度30mm/min；壓縮比30%。測定指標：硬度：第1次擠壓循環的最大力峰值，以N為單位表示；彈性：形變樣品在去掉擠壓力時恢復原狀的比率，其值為第2次擠壓前與第1次擠壓前樣品的高度比，無量綱；膠著性：食品吞咽前破碎它需要的能量，其值為硬度值和內聚性的乘積，以N為單位表示；內聚性：第2次擠壓循環的正峰面積同第1次壓縮循環的正峰面積的比值，無量綱；咀嚼度或適口性：咀嚼固體樣品時需要的能量，其值為硬度值、內聚性和彈性的乘積，以J為單位表示[14-15]。

2 結果與分析

2.1 禽肉重組火腿的感官評價和切面掃描

設計重組鴨肉火腿和重組鵝肉火腿配方并制作空白樣，以添加復合磷酸鹽作為對照組，在兩種火腿中分別添加3g/1000g(以原料肉質量計)的KGM和KSAP。其感官評價結果表明(表1)：與空白組和對照組比較，添加了KGM和KSAP的火腿，無油脂析出。KGM和KSAP具有的增稠性和高吸水性有效防止了油脂和肉糜水分析出。火腿切面掃描照片(圖1)反映出：空白組火腿切面氣孔較多，凹孔中有析出的水分和油脂；添加了KGM和KSAP的火腿切面致密平整，氣孔少。由于KGM分子結構中含有豐富的親水性基團(—OH等)，其具有的乳化能力配合重組工藝過程中的斬拌環節，能夠提高肉糜制品中溶出的肌蛋白和肉糜之間的黏合力，使重組后的火腿內部組織性良好，有利于畜肉和禽肉的融合。

表1 禽肉重組火腿的感官評價比較Table1 Sensory evaluation of recombinant poultry ham

圖1 禽肉重組火腿切面掃描照片Fig.1 Naked eye observations of cross-section of recombinant poultry hams with separate additions of KGM and KSAP

2.2 禽肉重組火腿掃描電鏡(SEM)結果

圖2 禽肉重組火腿掃描電鏡圖像Fig.2 Scanning electron micrographs of recombinant poultry hams with separate additions of KGM and KSAP

將放大倍數為300倍的空白組、對照組火腿和添加了KGM和KSAP的禽肉重組火腿的電鏡照片進行比較，結果(圖2)顯示：空白組(圖2a)切面表面分布有形狀不規則且大而深的空穴，這是由于未添加改良劑，加熱和干燥過程中脂肪溶出、水分流失后，組織內部形成不規則未閉合的空穴。對照組(圖2b)中的多聚磷酸鹽主要是通過改變肉中的pH值以增強肌球蛋白溶解性、增大蛋白質的靜電斥力使肌肉蛋白結構松弛以提高持水力，對組織結構具有一定的改良作用，由于沒有網絡結構的支撐，仍有部分脂肪溶出和水分流失現象，但空穴大小和密度較空白組有所改善。添加了KGM(圖2c)和KSAP(圖2d)的火腿表面具有均勻致密的網絡結構，空穴大小和密度均優于空白組、對照組。通過放大5000倍觀察原料肉組織表面覆蓋連續包膜層(圖2e、2f)，可見KGM及KSAP經斬拌、加熱等工藝與淀粉、蛋白質共同作用形成致密的高分子網絡凝膠，可以網絡自由水，并將其轉化為空間結合水，減少火腿在加工過程中的水分流失，同時也有效的阻止了脂肪的溶出轉移過程。

2.3 禽肉重組火腿的質構特性分析

圖3 禽肉重組火腿組織致密性Fig.3 Internal compactness of recombinant poultry hams with separate additions of KGM and KSAP

圖4 禽肉重組火腿凝膠彈性Fig.4 Gel elasticity of recombinant poultry hams with separate additions of KGM and KSAP

禽肉重組火腿組織致密性結果(圖3)顯示：添加了KGM和KSAP的重組火腿相比于空白組和添加了復合磷酸鹽的對照組組織致密性都有提高。與鴨肉火腿空白組相比，KGM和KSAP的加入使總輸入功分別提高了3.28%和24.73%，KSAP的作用效果顯著高于KGM。KGM具有的乳化性提高了肉糜制品中溶出的肌蛋白和肉糜之間的黏合力，KSAP黏度較KGM的高，對肉糜的黏合效果更為顯著。通過火腿凝膠彈性分析(圖4)可以看出：與空白組相比，添加了KGM的鴨肉和鵝肉火腿的凝膠彈性依次增大了12.85%和4.53%，添加KSAP后提高了14.92%和8.79%。KGM和KSAP的加入對鴨肉火腿凝膠彈性的改善更為明顯，提高了火腿的彈性和韌性。

表2 重組禽肉火腿的TPA測試結果Table2 Texture profile analysis of recombinant poultry harms with separate additions of KGM and KSAP

禽肉重組火腿TPA測試結果(表2)表明，KGM和KSAP與空白組相比可以降低硬度值、膠著性和咀嚼度。添加了KGM鴨肉重組火腿的硬度值、膠著性、咀嚼性值較空白樣分別降低了8.28%、6.96%、5.66%；加入KSAP后分別降低了13.16%、8.23%、6.79%。添加有KGM的鵝肉火腿較之空白組也分別降低了16.33%、13.75%、12.70%。其中較顯著的改善是硬度的降低，由于KGM和KSAP的高保水性，嫩化效果顯現。食鹽的加入使肉中可溶性蛋白析出，KGM和KSAP吸水溶脹后經加熱形成的網絡凝膠將這部分蛋白和水分、油脂等營養成分最大限度的保留在產品內部，使火腿口感上更鮮嫩多汁，形成了重組火腿特有的口感，TPA結果顯示火腿的嫩度、彈性、咀嚼度與不添加相比均有所改善。同時魔芋本身的凝膠特性和膠著性使火腿在彈性和內聚性方面有所提高，與空白組相比，KGM和KSAP優良的凝膠特性提高了肉糜制品的彈韌性和利口性，加工過程中溫度升高，魔芋凝膠的彈、韌性增強。表2還反映出，KGM和KSAP的加入與傳統改良劑磷酸鹽在彈性和內聚性上具有相似效果，在改善重組火腿硬度、膠著性和咀嚼度方面顯示出更好的效果。具有高持水性的KGM和KSAP與肉糜相配合，在火腿蒸煮過程中與淀粉復合生成具有一定黏度的熱穩定凝膠，提高了肉制品的膠著性，這與前面火腿切面、內部結構掃描電鏡結果是一致的。

3 結 論

采用西式火腿制作工藝，將豬肉、脂肪分別和鴨肉糜、鵝肉糜混合重組，以KGM及KSAP為組織結構改良劑，在不添加其他改良劑的條件下，制備禽肉重組火腿。感官分析和顯微結構觀察結果表明添加了KGM和KSAP改良劑的禽肉重組火腿具有良好的外觀、質地和色澤，組織內部形成均勻網絡結構，原料肉組織表面覆蓋連續包埋層。通過物性分析儀對重組火腿的質構分析得出：KGM和KSAP能增強重組制品內部致密性，增強凝膠彈性，提高內聚性，改善重組火腿的物性特性。

[1] 彭增起, 李繼紅.磷酸鹽混合物對雞胸肉鹽溶蛋白凝膠特性的影響[J].食品科學, 2006, 27(7): 58-61.

[2] 喬曉玲, 張迎陽.肉類工業面臨新的磷酸鹽問題[J].肉類研究, 2004(4): 36-38.

[3] 孫健, 徐幸蓮, 周光宏, 等.轉谷氨酰胺酶、復合磷酸鹽、卡拉膠、酪蛋白對雞肉腸質硬度的影響[J].食品科學, 2005, 26(5): 37-40.

[4] 靳紅果, 彭增起.肉中添加多聚磷酸鹽的研究進展[J].肉類研究, 2009(1): 74-77.

[5] 倪學文.魔芋葡甘聚糖功能特性研究及其在食品工業中的應用[J].中國食物與營養, 2007(5): 22-24.

[6] 張敏燕, 柯百勝, 姜發堂, 等.魔芋超強吸水劑在奶茶粉中的抗結性能研究[J].食品工業科技, 2009, 30(4): 103-106.

[7] 劉愛紅, 姜發堂.魔芋超強吸水劑(KSAP)的結構分析[J].材料科學與工程學報, 2007, 25(6): 826-829.

[8] 劉丹松, 姚曉玲, 姜發堂, 等.魔芋葡甘聚糖及其衍生物對面包力學性能的影響[J].食品工業科技, 2009(3): 76-78; 83.

[9] 李萬芬, 汪超, 李紅斌, 等.魔芋葡甘聚糖-丙烯酸接枝共聚物的吸濕特性研究[J].農業工程學報, 2006, 22(11): 228-231.

[10] 王海濱, 黃澤元, 徐群英, 等.胡蘿卜復合火腿和香腸的質構特性及顯微結構[J].農業工程學報, 2008, 24(11): 288-291.

[11] 劉丹松.魔芋葡甘聚糖及其衍生物對面團特性及面包品質的影響[D].武漢: 湖北工業大學, 2009.

[12] TABILO-MUNIZAGA G, BARBOSA-CANOVAS G V.Pressurized and heat-treated surimi gels as affected by potato starch and egg white:microstructure and water-holding capacity[J].LWT-Food Science and Technology, 2005, 38(1): 47-57.

[13] 楊玲芝, 陳舜勝, 趙善貞, 等.膳食纖維對淡水魚糜凝膠彈性的影響[J].現代食品科技, 2006, 22(2): 89-91.

[14] HERRERO A M, de la HOZ L, ORDZ J A, et al.Tensile properties of cooked meat sausages and their correlation with texture profile analysis(TPA) parameters and physico-chemical characteristics[J].Meat Science, 2008, 80(3): 690-696.

[15] LIN Kuowei, HUANG Chiuying.Physicochemical and textural properties of ultrasound-degraded konjac flour and their influences on the quality of low-fat Chinese-style sausage[J].Meat Science, 2008, 79(4): 615-622.