無磷酸鹽貢丸品質改良劑

張穎穎，高紅亮，常忠義，魯心安

（華東師范大學，生命科學學院，上海200062）

無磷酸鹽貢丸品質改良劑

張穎穎，高紅亮，常忠義，魯心安*

（華東師范大學，生命科學學院，上海200062）

旨在研究一種無磷酸鹽貢丸品質改良劑。實驗中采用蒸煮損失，質構儀分析及感官評定作為測定指標，探究微生物谷氨酰胺轉胺酶（MTG）、卡拉膠、檸檬酸鈉三因素對貢丸品質的影響。實驗結果表明，MTG可顯著提高貢丸的硬度、咀嚼性及彈性，但是增加了蒸煮損失；卡拉膠則可顯著降低貢丸的蒸煮損失；檸檬酸鈉對彈性、內聚性影響不明顯，但是降低了硬度及咀嚼性。通過正交實驗測定MTG、檸檬酸鈉、卡拉膠在貢丸中的最佳用量分別為0.1%、1%和0.4%（w/w），可替代磷酸鹽在貢丸中的使用，改善貢丸品質。

磷酸鹽，谷氨酰胺轉胺酶，卡拉膠，檸檬酸鈉

貢丸是一種肉糜制品，它是以新鮮豬肉（或冷凍豬肉）為原料，經過絞肉、擂潰、煮制、成型、冷卻、速凍等一系列工藝制成的，在-18℃保存的速凍食品。在貢丸中添加磷酸鹽可顯著改善其質構品質［1］，但是過量地攝入磷酸鹽會導致機體鈣磷比失衡，危害身體健康［2］。目前由于飼料等因素導致市場上原料肉中磷的殘留量普遍偏高，如果加工過程中再添加磷酸鹽作為保水劑會導致肉制品中磷的含量更高［3］，這就大大地限制了磷酸鹽在高低溫肉制品中的使用，所以應用于高低溫肉制品的低磷、無磷添加劑成為近年來國內研究開發的熱點。微生物谷氨酰胺轉胺酶（Microbial Transglutamnase EC 2.3.2.13，簡稱MTG）可提高蛋白質的粘度、膠凝作用、粘著性、熱穩定性等功能特性，從而賦予食品特有的質構和口感［4-5］。卡拉膠是從紅藻中提取出來的一種硫酸化半乳聚糖，廣泛應用于肉糜、火腿類制品的生產，能夠提高制品的保水性，并且由于它能夠與蛋白質絡合，提供了相當好的組織結構，使產品細膩、有彈性、切片良好、嫩滑爽口［6］。檸檬酸鈉可以用來調節產品的pH和螯合金屬離子，檸檬酸鈉主要由淀粉發酵制得，在食品中屬于天然成分，對人體無害［7］。本文旨在通過研究MTG、檸檬酸鈉、卡拉膠三種食品添加劑對無磷貢丸品質的影響，得到一種適用于貢丸的無磷添加劑。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

衛生合格的新鮮豬肉、食鹽、味精、調味料等購于超市；檸檬酸鈉 食品級；變性淀粉 杭州普羅星淀粉有限公司，STABIA-A P0170型；κ-卡拉膠上海北連食品有限公司；谷氨酰胺轉胺酶（100U/g）

上海東圣生物科技有限公司；大豆分離蛋白 吉林不二蛋白有限公司，金龜2200型；異維C鈉 鄭州拓洋實業有限公司，食品級。

HANGPING FA1604電子分析天平 上海天平儀器廠；DK-S24型電熱恒溫水浴鍋 上海精宏實驗設備有限公司；TA.XT.Plus型物性測定儀 英國STABLE MICRO SYSTEMS公司；HR1727型飛利浦斬拌機。

1.2 實驗方法

1.2.1 操作要點 基本配方：鹽1.65%、大豆分離蛋白3%、五香粉0.15%、味精0.3%、異維C鈉0.05%、豬肉48%、變性淀粉5.5%、水40%。

制作工藝：經過預處理的豬肉切成小塊用斬拌機碎成肉糜，將各組配料（包括MTG）加入肉糜中充分攪拌，攪拌時用冰水維持樣品處于低溫狀態。4℃冰箱中靜置30min，使肌球蛋白充分溶出。然后將肉糜置于35℃水浴中溫育60min，使MTG發生作用。將攪拌好的肉糜手工擠成約10g左右的貢丸，然后將用于質構測定的貢丸制成高2cm，直徑3cm的圓柱狀。

1.2.2 實驗方案

1.2.2.1 MTG添加量對貢丸品質的影響 按每份50g重量取肉糜 6份，按質量比加入 0、0.05%、0.08%、0.1%、0.15%、0.2%的MTG，卡拉膠0.4%，檸檬酸鈉1%，按照1.2.1工藝制丸，4℃放置過夜后進行質構及蒸煮損失測定。

1.2.2.2 卡拉膠添加量對貢丸品質的影響 按每份50g重量取肉糜5份，按質量比加入0、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%的卡拉膠，MTG 0.1%，檸檬酸鈉1%，按照1.2.1工藝制丸，4℃放置過夜后進行質構及蒸煮損失測定。

1.2.2.3 檸檬酸鈉添加量對貢丸品質的影響 按每份50g重量取肉糜6份，按質量比加入0、0.8%、1.0%、1.2%、1.4%、1.6%的檸檬酸鈉，MTG 0.1%，卡拉膠0.4%，按照1.2.1工藝制丸，4℃放置過夜后進行質構及蒸煮損失測定。

1.2.2.4 正交實驗確定最佳作用條件 以MTG、檸檬酸鈉、卡拉膠為因素，以樣品的彈性、硬度、內聚性、咀嚼性及綜合喜好度為指標進行正交實驗，正交實驗各因素水平見表1。

表1 正交實驗因素水平表

1.3 蒸煮損失率的測定［6］

稱量蒸煮前的貢丸質量，記為M0，4℃放置過夜后用濾紙吸去貢丸表面的水分，再次稱重記為M1，蒸煮損失率（%）=（M0-M1）/M0×100%。

1.4 貢丸質構品質的測定

將高2cm，直徑3cm的肉柱放在載物臺中央采用TPA模式進行質構特性測試，其測試參數如下：P36探頭；測前速度：2mm/s；測后速度：10mm/s；測試速度：10mm/s；測定間隔時間：5s；壓縮比：50%。每組樣品測試3次取平均值，用物性測試儀分析軟件讀數，得到樣品的彈性、硬度、內聚性和咀嚼性。

1.5 感官評定-評分法［8］

評定小組由10人組成，年齡20～48。采用7級評分法對產品的綜合喜好度進行感官評定，1分表示極端不好，7分表示極端好。磷酸鹽樣品作為對照定為4分。

2 結果與討論

2.1 MTG添加量對貢丸品質的影響

取6份，每份50g肉糜，按1.2.2.1處理完成后，測定MTG添加量對彈性、硬度、內聚性、咀嚼性、蒸煮損失的影響，結果見圖1、表2。

圖1 谷氨酰胺轉胺酶添加量對貢丸蒸煮損失的影響

表2 MTG添加量對彈性、硬度、內聚性、咀嚼性的影響

圖1顯示，隨MTG添加量的增加，蒸煮損失也增加，當MTG添加量達到0.1%時，蒸煮損失達到最大值，為10.70%，此后增加MTG的添加量，蒸煮損失變化不明顯。Chin等報道雖然肉蛋白與非肉蛋白組成的混合膠體比單一蛋白質膠體具有更好的凝膠品質，但是加入MTG會使蛋白質分子間通過谷氨酰胺-賴氨酸發生交聯，導致蒸煮損失的增加［9］；Carballo等研究發現肉糜中加入MTG和鹽會導致其蒸煮損失增加［10］，二者的研究結果與本文實驗結果一致，即MTG的添加可導致肉制品蒸煮損失增大。肉制品加工中失去的水分包括蛋白質凝膠的網狀結構在其間隙中所封閉的水和蛋白質分子引力所結合的水，決定產品持水性的重要因素是凝膠的結構和蛋白質所帶凈電荷的數量［11］。本實驗體系中加入MTG蒸煮損失增加的原因可能是體系中的肌球蛋白、大豆蛋白經MTG聚合后，導致體系凝膠結構由松弛變為相對緊密，封閉在其中的水分也略有下降。

表2顯示出MTG的添加對貢丸的彈性、硬度、內聚性及咀嚼性都有顯著影響（P＜0.05），MTG添加量為0.1%時，彈性、硬度、內聚性、咀嚼性均顯著增加，繼續增加MTG的添加量，彈性、內聚性變化不明顯，而硬度、咀嚼性則有所降低。Herrero等通過拉曼光譜研究發現，MTG可以促使蛋白質分子間發生聚合與交聯，使其α螺旋顯著減少而β折疊顯著增加（P＜0.05），從而提高了肉制品的硬度、彈性及內聚性［12］。但是過量的添加MTG又會使硬度、咀嚼性降低，原因可能是當酶的添加量超過一定值時，體系中谷氨酰胺殘基上的酰胺基與賴氨酸殘基上的游離氨基已作用完全，而酶中可能存在的蛋白酶作用于體系中的蛋白質，使其部分溶解，影響了蛋白質熱變性凝膠的形成，從而導致體系凝膠強度的下降［13］。

表5 正交實驗方案及結果

2.2 卡拉膠添加量對貢丸品質的影響

取5份，每份50g肉糜，按1.2.2.2處理完成后，測定卡拉膠添加量對彈性、硬度、內聚性、咀嚼性、蒸煮損失的影響，結果見圖2、表3。

圖2 卡拉膠添加量對貢丸蒸煮損失的影響

表3 卡拉膠添加量對貢丸質構品質的影響

圖2顯示隨卡拉膠添加量的增加貢丸的蒸煮損失減小，其中0.4%的添加量蒸煮損失為6.39%比對照降低4%，差異顯著（P＜0.05）。有文獻表明卡拉膠具有很好的持水能力［14-15］，與MTG共同使用可有效緩解因MTG所導致的體系失水問題。

由表3可知，卡拉膠添加量對貢丸的質構品質有顯著影響。硬度、咀嚼性隨添加量的增加而顯著增加；0.3%添加量時彈性最大；隨卡拉膠添加量的增加，貢丸內聚性也增加，但添加量≥0.5%時略有降低。Ayadi等研究發現肉糜中加入卡拉膠量較少時，卡拉膠存在于蛋白質網絡結構的空隙中，不形成膠體網狀結構，使蛋白質網絡結構較為松散，彈性增加。卡拉膠添加量增大時，便可形成連續的凝膠網狀結構且與蛋白質網狀結構相互交織，硬度增加［15］。可見卡拉膠改變肉制品質構品質的原因并非膠體與蛋白質分子間的相互作用，而是物理結構的重組。

2.3 檸檬酸鈉對貢丸品質的影響

取6份，每份50g肉糜，按1.2.2.3處理完成后，測定檸檬酸鈉添加量對彈性、硬度、內聚性、咀嚼性、蒸煮損失的影響，結果見圖3、表4。

圖3表明，隨檸檬酸鈉添加量的增加蒸煮損失由7.9%降至5.12%，差異顯著（P＜0.05）。檸檬酸鈉

圖3 檸檬酸鈉添加量對貢丸蒸煮損失的影響

表4 檸檬酸鈉對貢丸質構品質的影響

2.4 正交實驗

2.4.1 質構測定 由表5～9可以看出，各實驗因素對彈性影響的大小順序為A＞C＞B，適宜條件為A2C2B3，即MTG、卡拉膠、檸檬酸鈉的添加量分別為：0.1%、0.5%、1.2%；各實驗因素對硬度影響的大小順序為A＞B＞C，適宜條件為A3B2C1，即MTG、卡拉膠、檸檬酸鈉的添加量分別為：0.125%、0.4%、1.0%；各實驗因素對內聚性影響的大小順序為A＞C＞B，適宜條件為A2C2B3，即MTG、檸檬酸鈉、卡拉膠的添加量分別為：0.1%、1.2%、0.5%；各實驗因素對咀嚼性影響的大小順序為A＞B＞C，適宜條件為A3B2C1，即MTG、卡拉膠、檸檬酸鈉的添加量分別為：0.125%、0.4%、1.0%。可見對于不同的指標優方案也是不同的，需綜合平衡：因素A在各指標中均為最主要因素，最適選擇為A2或A3；因素B適用水平為B2或B3，因素C適用水平為C1或C2，且因素B、C在各指標中均為次要影響因素，以降低消耗為原則，確定B、C最佳水平為 B2、C1。綜合上述分析，優方案為A2B2C1或者A3B2C1。

表6 彈性極差分析

表7 硬度極差分析

表8 內聚性極差分析

表9 咀嚼性極差分析

表10 感官評定及結果分析

2.4.2 感官評定 對貢丸的品質的評價是對其硬度、彈性、內聚性和咀嚼性的綜合評價，最直接的表現為消費者的綜合喜好度，把正交實驗的9組樣品以及A3B2C1組與磷酸鹽樣品（CK）作對照，進行感官評定，實驗結果如表10所示，10個實驗組中，樣品1、 2、3較磷酸鹽樣品較差，樣品4、5、6、7、8、9及A3B2C1組好于磷酸鹽對照組，但差別不顯著，且三因素中以MTG成本最高，從降低消耗角度出發，確定最優方案為5號樣品A2B2C1，即MTG、卡拉膠、檸檬酸鈉的添加量分別為：0.1%、0.4%、1.0%。

3 結論

MTG可顯著提高貢丸的硬度、彈性及咀嚼性，但是MTG的添加導致貢丸蒸煮損失的增加。卡拉膠可以顯著降低貢丸的蒸煮損失且顯著提高貢丸的硬度、咀嚼性，但是添加量過大時（0.5%）會使彈性降低。檸檬酸鈉的添加也可提高貢丸的持水能力，1.0%添加量時彈性最大，但降低了貢丸的硬度、咀嚼性。

檸檬酸鈉可以提高pH，增強體系的離子強度，與NaCl共同作用融出大量的肌球蛋白，而MTG可以促使肌球蛋白、大豆蛋白等蛋白質之間發生共價交聯形成致密的網狀結構，提高了產品的硬度、彈性、咀嚼性，但卻導致蒸煮損失的增加，而卡拉膠的加入則有效緩解了這一問題。因此，由MTG、卡拉膠和檸檬酸鈉組成的品質改良劑在貢丸的出品率及口感可有效替代磷酸鹽，通過正交實驗得出最優方案為A2C1B2，即MTG、檸檬酸鈉、卡拉膠三者在貢丸中的最佳用量分別為0.1%、1%和0.4%（w/w）。

［1］胡坤，何志波，何國富.復合多聚磷酸鹽肉丸品質改良劑的研制［J］.肉類工業，2008（3）：33-36.

［2］南慶賢.肉類工業手冊［M］.北京：中國輕工業出版社，2003：201-203.

［3］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）：38-40.

［4］Zhu Y，Rinzema A，Tramper J.Microbial transglutaminase-a review of its production and application to food procesing［J］.Appl Microbial Biotech，1995，44：277-282.

［5］袁永利.谷氨酰胺轉胺酶的特性及其在食品工業中的應用［J］.中國食品添加劑，2006（5）：123-126.

［6］Pietrasik Z.Binding and textural properties of beef gels processed with κ-carrageenan，egg albumin and microbial transglutaminase［J］.Meat Science，2003，63：317-324.

［7］謝筆鈞.食品化學［M］.北京：科學技術出版社，2004：540-542.

［8］張水華，徐樹來，王永華.食品感官分析與實驗［M］.北京：化學工藝出版社，2006：6.

［9］Koo B Chin，Mi Y Go，Youling L Xiong.Konjac flour improved textural and water retention properties of transglutaminase-mediated，heat-induced porcine myofibrillar protein gel：Effect of salt level and transglutaminase incubation［J］.Meat Science，2009，81：565-572.

［10］Carballo J，Ayo J，Jime′nez Colmenero F.Microbial transglutaminase and caseinate as cold set binders：Influence of meat species and chilling storage［J］.LWT，2006，39：692-699.

［11］閔連吉.肉類食品工藝學［M］.北京：中國商業出版社，1995：2.

［12］A M Herrero，M I Cambero，J A Ordó?ez，et al.Raman spectroscopy study of the structural effect of microbial transglutaminase on meat systems and its relationship with textural characteristics［J］.Food Chemistry，2008，109：25-32.

［13］江波，周紅霞.谷氨酰胺轉胺酶對火腿腸凝膠性質的影響［J］.食品與發酵工業，2001，27（4）：1-6.

［14］Dirk Verbeken，Nico Neirinck，Paul Van Der Meeren，et al. Influence of κ-carrageenan on the thermal gelation of salt-soluble meat proteins［J］.Meat Science，2005，70：161-166.

［15］M A Ayadi，A Kechaou，I Makni，et al.Influence of carrageenan addition on turkey meat sausages properties［J］. Journal of Food Engineering，2009，93：278-283.

［16］Marita Ruusunen，Jukka Vainionp??，Eero Puolanne，et al. Effect of sodium citrate，carboxymethyl cellulose and carrageenan levels on quality characteristics of low-salt and low-fat bologna type sausages［J］.Meat Science，2003，64：371-381.

Development of non-phosphate improver for pork meatball

ZHANG Ying-ying，GAO Hong-liang，CHANG Zhong-yi，LU Xin-an*
（School of Life Science，East China Normal University，Shanghai 200062，China）

Non-phosphate improver for pork meatball was studied.Cooking loss，textural properties，and sensory evaluation were measured to evaluate the effect of the MTG，κ-carrageenan and sodium citrate on pork meatball quality.MTG improved the hardness，chewiness，springiness of pork meatball，but also increased cooking loss.κcarrageenan favourably affected hydration properties，and decreased cooking loss.Addition of sodium citrate decreased the hardness and chewiness of pork meatball，and had no significant influence on the springiness and cohesiveness.Orthogonal experiment results showed optimal content of MTG，sodium citrate and κ-carrageenan were 0.1%，1%，0.4%（w/w），respectively.The formula can replace phosphate to improve the quality of meatball. Key words：phosphate；transglutaminase；κ-carrageenan；sodium citrate

TS202.3

A

1002-0306（2010）12-0289-05

2009-12-24 *通訊聯系人

張穎穎（1983-），女，在讀碩士，主要從事食品添加劑研究。

青年自然科學基金項目（30600079）。