添加不同非肉蛋白對乳化腸品質特性的影響

孔保華，劉迪迪，劉 騫，夏秀芳，張宏偉

(東北農業大學食品學院，黑龍江 哈爾濱 150030)

添加不同非肉蛋白對乳化腸品質特性的影響

孔保華，劉迪迪，劉 騫，夏秀芳，張宏偉

(東北農業大學食品學院，黑龍江 哈爾濱 150030)

研究添加3種非肉蛋白(蛋清蛋白、乳清蛋白和大豆蛋白)對乳化腸的質構、顏色、感官和微觀結構的影響。結果表明：在這3種蛋白中，添加蛋清分離蛋白所獲得乳化腸產品的品質好于乳清分離蛋白和大豆分離蛋白；在低脂腸中添加蛋清分離蛋白比在高脂腸中添加時硬度、膠黏性明顯增加(P＜0.05)；在高脂腸中添加乳清分離蛋白比在低脂腸中添加時膠黏性明顯增加(P＜0.05)。添加不同的分離蛋白對感官評定影響差異不顯著(P＞0.05)。關鍵詞：乳化腸；非肉蛋白；品質特性

隨著人們生活水平的提高，消費者對食品的要求不僅局限在營養價值方面，而且還要求食品在加工和感官特征等方面具有讓人滿意的品質。為了滿足廣大消費者的需求，一方面要控制和改良食品原料、加工設備、加工工藝、包裝及保藏方法，另一方面就是采用高效、安全、優質的食品添加劑。目前在肉制品中使用的非肉蛋白主要包括大豆蛋白、蛋清蛋白和乳清蛋白。大豆分離蛋白是從脫脂豆粕中制取的一種高純度的大豆蛋白產品，有很好的營養價值，還具有很好的功能特性，如吸水性、吸油性、乳化性和凝膠性等[1-2]。在乳化類肉制品中添加大豆分離蛋白主要是利用其結合脂肪和水的能力，并與肉中鹽溶性蛋白形成穩定的乳化系統，改進組織結構[3-4]。蛋清是一種重要的食品加工原料，具有多種功能特性，如凝膠性、起泡性、持水性和乳化性等，尤其凝膠作用在食品的加工中有重要的作用。凝膠的形成不僅可以改進食品形態和質地，而且在提高食品的持水力、增稠、使粒子黏結等方面有諸多應用，可以添加到西式火腿、火腿腸等肉類制品中[5]。蛋清粉和鮮蛋相比，具有易儲藏、運輸方便等特點[6]。乳清蛋白是由干酪生產過程中所產生的副產品乳清，經過特殊工藝濃縮精制而得的一類蛋白質，被廣泛用于食品工業中[7]。利用乳清蛋白冷凝膠形成的顆粒或網絡結構在替代脂肪和提高禽肉的黏彈性方面都收到了很好的效果。乳清蛋白特有的延伸三維網絡結構，可以形成不可逆的凝膠，將水分鎖在凝膠的毛細管內，從而提供肉制品的持水能力。蛋白質在肉類乳化的形成和穩定性上起著關鍵作用。存在于生肉糊水相中可溶性蛋白的濃度及類型，會影響最終乳化產品的超微結構和組織特性。在高脂產品加工中，產品容易出現保水性低、保油性差，感官評價和微觀結構不理想等現象。非肉蛋白的加入可使肉糊中總蛋白含量增大，大大改善上述問題。關于非肉蛋白在肉制品中的應用已經有一些報道，但是關于在不同脂肪含量乳化腸中添加不同非肉蛋白，比較產品品質特性，研究各種性質變化規律方面的研究不多。本實驗采用相同的加工工藝及加工條件制備乳化腸，在斬拌階段分別添加質量分數2%的大豆、蛋清、乳清分離蛋白，比較3種蛋白質對肉糜類制品質構、色差、感官特性和微觀結構等的影響，為非肉蛋白在肉制品中的應用以提高肉糜類制品的品質提供一定的理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

瘦肉和背部肥膘 黑龍江北大荒肉業；大豆分離蛋白(soy protein isolate，SPI，蛋白含量90%以上) 山東萬得福實業集團；蛋清分離蛋白(egg white protein isolate，EPI，蛋白含量≥90%) 大連韓偉集團；乳清分離蛋白(whey protein isolate，WPI，蛋白含量90.4%)美國Daviso Foods國際公司；變性淀粉 吉林帝達淀粉生化有限公司；亞麻籽膠 新疆綠旗企業(集團)生物科技有限公司；亞硝酸鈉、異抗壞血酸鈉、混合磷酸鈉哈爾濱億人食品添加劑公司；聚偏二氯乙烯(PVDC)腸衣(型號C301)；其他添加成分均為食品級。

1.2 儀器與設備

UMC5斬拌熔融釜 德國Stephan公司；電動絞肉機(孔徑5mm)、真空灌腸機 臨沂大浩機械廠；SU506手動U型打卡機 保定生茂包裝線材廠；WSC-S測色色差計 上海精密儀器有限公司；TA-XT plus型質構分析儀 英國Stable Micro System公司；DELTA 320 pH計梅特勒-托利多儀器有限公司；S-3400N掃描電鏡 日本日立公司；JD500-2電子天平 沈陽龍騰電子稱量儀器有限公司；AL-104精密電子天平 瑞士梅特勒-托利多有限公司；DHG-9240A型電熱恒溫鼓風干燥箱 上海一恒科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 乳化腸的制備方法

按500g原料肉計，低脂乳化腸中瘦肉400g、肥膘100g；高脂乳化腸中瘦肉300g、肥肉200g。原料肉腌制時，瘦肉中加入鹽3%、糖1.5%、亞硝酸鹽0.01%、異抗壞血酸鈉0.05%和復合磷酸鈉0.4%，肥肉中只加3%的鹽。輔料(按肉總質量計)中變性淀粉10%、分別添加3種非肉蛋白(SPI、EPI、WPI)2%、亞麻籽膠0.6%、冰水50%。調料(按肉總質量計)中味精0.3%、特純乙基麥芽酚0.012%。

乳化腸制作工藝流程：原料肉剔除可見筋膜→瘦肉絞碎、肥肉切丁→加入腌肉料混勻→置于0～4℃腌制12h以上→斬拌→灌裝→打卡→85℃煮制30min→冷卻→0～4℃冷藏。

斬拌順序為：瘦肉＋冰水→肥肉＋調料＋冰水→輔料＋冰水→餡料成品。

斬拌過程中通過調整冰水比例來控制每階段溫度盡量一致，斬拌機轉速為3000r/min。瘦肉斬拌階段時長30s，斬拌溫度為4～8℃，肥肉斬拌階段時長40s，斬拌溫度為8～12℃；輔料斬拌階段時間約30s，斬拌終溫控制在8～12℃。斬拌前將非肉蛋白與淀粉、亞麻籽膠混合均勻，并均勻加入。斬拌機轉速3000r/min，斬拌時抽真空－0.08MPa。灌腸時要保持松緊一致，每根腸長約13cm，以兩手指壓腸子兩邊能相碰為宜。水沸騰后將腸下鍋，待水溫升至85℃開始計時。30min煮好后放入自來水中冷卻，之后擦干于0～4℃貯藏。

1.3.2 乳化腸質構特性測定

樣品預處理：將0～4℃貯藏的乳化腸在室溫放置，使其達到室溫(20～22℃)，剝去腸衣后，用平行刀將其切成2cm長的圓柱體，切面要平整垂直，每批樣選取8段用于TPA(texture profile analysis，質地剖面分析)測定。TPA實驗選用P/50探頭，設置參數為：測試前速度：2mm/s；測試速度：1mm/s；測試后速度：1mm/s；壓縮比：50%；兩次激活感應力：5g；TPA結果采用Sable Micro System軟件分析。

質構參數確定如下：硬度(hardness)：硬度值指第一次穿沖樣品時的壓力峰值/g；膠著性(gumminess)：用于半固體產品，其計算公式為：硬度×黏聚性/g；咀嚼性(chewiness)：用于固體產品，其計算公式為：膠黏性×彈性/g；回復性(resilience)：其計算方法是在第一次穿刺中的“收回”階段的面積同下壓穿刺階段面積的商。

1.3.3 乳化腸色差的測定

用白板對儀器進行校準后，將乳化腸切成薄片放入樣品盒中，填平壓實，將測試頭放在樣品盒上，用全自動色差儀O/D測試頭測量樣品的顏色和光澤。測量結果用亮度值(L*)、紅度值(a*)、黃度值(b*)表示。每批樣測定8個平行樣。

1.3.4 乳化腸感官評定

本實驗邀請具有感官評定經驗的10位研究生組成評定小組，先明確本實驗的目的和意義以及感官評定的指標和注意事項，采用雙盲法進行檢驗。本實驗主要評定產品的色澤、滋氣味、組織狀態、口感、整體可接受性，每項指標的最高得分為7分，最低為1分，根據評分來判定樣品的優劣。具體評分標準如下：

1.3.5 掃描電鏡樣品制備方法

參照Pan等[8]的方法：取材→戊二醛固定→漂洗→1.0g/100mL四氧化鋨緩沖液后固定→再次漂洗→梯度乙醇脫水→置換→凍干→黏樣→離子金濺射鍍膜→掃描電鏡下觀察并拍照(加速電壓為5.00kV)。

1.3.6 數據分析

數據統計分析采用Statistix 8.1(分析軟件，St Paul，MN)軟件包中Linear Models程序進行，差異顯著性(P＜0.05)分析使用Tukey HSD程序，采用Sigmaplot9.0軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 添加不同非肉蛋白對產品質構特性的影響

圖1 添加2%的不同非肉蛋白對乳化腸質構特性的影響Fig.1 Effect of different non-meat proteins (added at 2%, the addition amount was used in all the following investigations) on TPA of emulsion-type sausage

本實驗分別在低脂、高脂腸中添加2%的不同種分離蛋白，樣品硬度如圖1a所示。在本實驗中，向低脂腸中添加非肉蛋白的3組硬度值均顯著大于空白組(P＜0.05)，硬度最高的是添加EPI的一組，其次為添加WPI組；在高脂腸中，只有添加WPI的一組硬度顯著大于其他組(P＜0.05)，添加SPI或EPI對硬度影響不顯著(P＞0.05)。由此可見，添加非肉蛋白對改善低脂腸的硬度效果顯著(P＜0.05)，效果最顯著的是EPI(P＜0.05)；WPI在兩種腸中影響效果均顯著(P＜0.05)。Mine[9]認為，蛋清蛋白或卵白蛋白熱變性和凝集過程中起主要作用的是分子間β-折疊結構，這種結構的形成是由于熱變性導致蛋白質疏水性基團的暴露，隨著卵白蛋白濃度的增加，分子間疏水相互作用增加，卵白蛋白凝集體的相對分子質量增大，分子間β-折疊結構所導致的交聯也增加，表現為蛋白質濃度對凝膠硬度影響較大。這也證實了在低脂腸中，加入蛋清分離蛋白對產品硬度顯著增加的原因。

如圖1b所示，添加非肉蛋白的各組樣品的膠黏性顯著比空白組大(P＜0.05)，表明添加非肉蛋白能顯著影響乳化產品的膠黏性(P＜0.05)。在低脂腸中效果最明顯的是添加EPI的一組(P＜0.05)，在高脂腸中效果最明顯的是添加WPI的一組(P＜0.05)。可見，不同非肉蛋白在不同脂肪含量的乳化樣品中作用效果不同。添加非肉蛋白可以在肉制品加工過程中受熱發生熱變性，使得物料黏度增加，而這類黏度的增加可以更多的黏附肉糜，使其在切片過程中不易脫落，從根本上改善了樣品結構松散狀況，使產品組織結構更加緊密[10]。金磊等[11]經研究得出，肉糜黏度在一定范圍內隨脂肪減少而下降，這可能和水分含量有關，含水量大則黏度小；在低脂樣品中，添加淀粉和ISP都使黏度增大，這可能和淀粉ISP吸水膨潤，產生空間效應有關。這與本實驗的結果相一致。周曉燕[12]研究得出在制作肉糜時，要加入雞蛋和淀粉，以提高肉糜的彈性和嫩度。雞蛋可以提高主料和淀粉之間的親和力，增加肉糜的黏性；雞蛋還可增強肉糜的乳化性，從而使肉糜的膠體性能加強，提高吸水能力。這也可以在一定程度上證實本實驗的結果。

圖1c表明添加非肉蛋白可顯著增強制品的咀嚼性(P＜0.05)。在添加SPI和EPI的兩組高脂與低脂樣品中咀嚼性差異顯著(P＜0.05)，SPI在高脂樣品中作用更明顯(P＜0.05)，EPI在低脂樣品中作用更明顯(P＜0.05)。方紅美等[13]也在研究中證實，添加高于1.5%的SPI還可顯著提高凝膠的硬度、彈性、黏結性與咀嚼性。李俐鑫等[14]實驗結果表明，蛋清蛋白的凝膠特性與靜電作用、氫鍵、二硫鍵等內部因素以及蛋白質濃度、pH值、加熱溫度、加熱時間等外部因素密切相關。因此，在應用蛋清蛋白凝膠特性的食品加工過程中要考慮這些因素。

圖1 d表明在低脂腸中添加非肉蛋白對回復性(resilience)有顯著的改善作用(P＜0.05)，而在高脂腸中添加，影響效果不顯著(P＞0.05)。且3種非肉蛋白在低脂和高脂腸中作用效果相近。

在火腿中添加大豆蛋白后，使得火腿腸的蒸煮時間縮短，因此降低了蒸煮損耗，減少了火腿腸的收縮程度，改善了組織結構，提高了產品質量[15]。大量實驗證實，非肉蛋白的添加能夠有效改善產品質構，增加產品的硬度、彈性，使樣品的結構致密，口感更好，同時可以防止肉制品的出油出水現象。

2.2 添加不同非肉蛋白對產品色差的影響

圖2a表明添加了非肉蛋白的樣品亮度值顯著升高(P＜0.05)，低脂組中亮度升高值由高到低依次為添加EPI＞WPI＞SPI。添加了蛋白的低脂組亮度的差異主要是蛋白粉本身亮度差異所造成的。在高脂產品中，因肥肉本身對亮度影響特別大，所以3種蛋白本身亮度的差異被掩蓋。圖2b所示，因蛋白粉的顏色均為淡黃或乳白，所以向低脂肉糜中加入后肉糜本身的紅色被削弱，使得紅度值普遍顯著下降(P＜0.05)。圖2c表明，在低脂腸中添加非肉蛋白的樣品比空白樣黃度值下降更為顯著(P＜0.05)。在高脂產品中添加SPI和WPI的兩組黃度值顯著下降(P＜0.05)。亮度、紅度、黃度值的差異與蛋白粉本身色差的差異有很大關系。肖懷秋等[16]通過實驗得出對于非受壓肌肉凝膠，其亮度與持水性隨SPI添加量的增大總體上分別呈下降與上升趨勢，并在大于等于2.5%時這種下降或上升程度顯著(P＜0.05)。這與本實驗所得變化趨勢不一致，可能與其加水量不同有關。

圖2 添加2%的不同非肉蛋白對乳化腸色差的影響Fig.2 Effect of different non-meat proteins on color of emulsion-type sausage

2.3 添加不同非肉蛋白對樣品感官評定結果的影響

表1 添加不同非肉蛋白對樣品感官質量的影響Table 1 Effect of different non-meat proteins on sensory evaluation of low-fat and high-fat emulsion-type sausages

表1是添加3種不同非肉蛋白的乳化腸產品的感官評定結果。由于添加WPI使產品顏色變得較淡而使色澤得分較低；滋氣味、口感及組織狀態得分無顯著差異是因為所添加的3種分離蛋白加入量相同，均為2%；3種蛋白粉本身氣味很小，所以對產品滋味影響也不大；添加量少，且在先進工藝制備下產品本身組織狀態良好，所以對產品的組織狀態改善作用也不顯著。非肉蛋白的添加對高脂和低脂腸的口感均無明顯的改善作用。添加非肉蛋白可以使脂肪有充足的蛋白包裹形成良好的乳化體系，減少油膩感，使得低脂、高脂腸口感得分相差不顯著。這是由于非肉蛋白對于肌肉組織的脫水具有阻礙作用，可以在肌肉組織表面形成保護層，提高肉制品的持水力，降低在加工過程中的各種損失，從而提高出品率[17]。

據報道，大豆分離蛋白由于其特殊的功能特性，添加量在2%～25%之間，都可以起到良好的保水、保脂、防止肉汁分離、提高品質以及改善口感的作用。通常采用高速斬拌方式加入，添加量主要受大豆分離蛋白質量、品種及熱加工后的滋氣味和色澤影響[18]。也有實驗表明，添加分離蛋白的火腿腸比不添加分離蛋白的火腿腸，樣品蒸煮收縮程度小得多，樣品更加多汁，肉質更加細嫩、口味細膩。分離蛋白的強保水和保油性，使得瘦肉的用量減少，水和脂肪的用量增加，提高了樣品的出品率，改善了火腿腸的組織狀態和口感，降低了生產成本[15]。

本實驗中蛋白的添加對高脂腸的口感有較好的改善作用，脂肪有充足的蛋白包裹形成良好的乳化體系，減少油膩感，使得低脂、高脂腸口感得分相差不顯著(P＞0.05)。在感官評定中色澤對產品的被接受程度影響很大，所以添加WPI使產品顏色變得較淡而使色澤得分較低，在生產中可通過色素來彌補。

張福等[18]經實驗得出，大豆蛋白含有少量的脂肪酸和碳水化合物，在加熱之后會產生獨特的豆香氣，可以掩蓋肉制品加工中原料肉或輔料所具有的以及由于加工工藝所產生的一些不愉快氣味，因而對肉制品具有一定的調味作用。但在本實驗中未品嘗出蛋白特有的滋氣味，可能與蛋白品種、純度及加入量有關。

2.4 添加不同非肉蛋白對樣品微觀結構的影響

從圖3可見，高脂產品以球形存在的肉眼可見的脂肪粒子明顯比低脂樣品多，表面包有一層蛋白質，這樣脂肪粒子就被包埋在蛋白質基質中，一經加熱就會形成穩定的三維凝膠結構。添加非肉蛋白的乳化肉糜樣品切面更細膩，立體網狀結構更清晰，組織狀態保水性也就越好。這主要是由于一些非肉蛋白質可與肉蛋白質聚集在一起，在脂肪球周圍形成界面膜。更重要的是，它們可加強肌原纖維蛋白的網狀結構，并可增加蛋白結構的黏性，有利于肉類乳化物在加工和煮制過程中的穩定性。比較理想的非肉蛋白應該與肌原纖維蛋白有相近的變性溫度，這樣有利于蛋白質之間交互作用形成凝膠網絡結構[18]。還有研究表明，加入非肉蛋白質可形成穩定的、組織細膩的樣品。例如，大豆蛋白和部分水解的大豆蛋白可與鹽溶性肌原纖維蛋白形成一種復合的凝膠體系，這種復合凝膠是由大豆蛋白和肌肉交互作用形成的[19]。Hung等[20]報道指出乳清蛋白和鹽溶肌肉蛋白(salt soluble protein，SSP)會形成“填充式”凝膠，在這種凝膠中乳清蛋白分散在SSP凝膠矩陣中。可見蛋白質在肉類乳化的形成和穩定性上起著關鍵作用。存在于生肉糊水相中可溶性蛋白的濃度及類型，會影響最終乳化樣品的超微結構和組織特性[21]。

圖3 添加不同非肉蛋白對低脂和高脂乳化腸微觀結構的影響(×400)Fig.3 Effect of different non-meat proteins on microstructure of low-fat and high-fat emulsion-type sausages (×400)

3 結 論

分別在低脂、高脂乳化腸中添加大豆、乳清、蛋清3種分離蛋白，產品的質構特性均好于不添加這3種蛋白的對照組。在這3種非肉蛋白中，添加蛋清分離蛋白效果好于乳清分離蛋白和大豆分離蛋白。且在低脂腸中添加蛋清分離蛋白比在高脂腸中添加時硬度、膠黏性增加明顯。在高脂腸中添加乳清分離蛋白比在低脂腸中添加時膠黏性增加明顯。添加不同的分離蛋白對感官評定影響差別不顯著。在實際應用中要結合所選用非肉蛋白的質量和純度等進行綜合考慮。

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Influence of Non-meat Proteins on Quality Characteristics of Emulsion-type Sausage

KONG Bao-hua，LIU Di-di，LIU Qian，XIA Xiu-fang，ZHANG Hong-wei
(College of Food Science, Northeast Agricultural University, Harbin 150030, China)

The effects of respective additions of the three kinds of non-meat proteins white protein isolate (EPI), whey protein isolate (WPI) and soy protein isolate (SPI) during chopping on the quality characteristics of emulsion-type sausage were investigated. The texture profile analysis (TPA), color, sensory characteristics and microstructure structure of three kinds of processed sausages were measured. The results showed that EPI had better improving effect than WPI and SPI on the quality characteristics of emulsion-type sausage. The quality of sausage was also affected by fat content, and EPI had more significant enhancing effect on hardness and gumminess in the low-fat emulsion-type sausage than that in the high-fat sausage (P＜0.05). The three kinds of protein isolates, however, had no significant effect on sensory quality (P＞0.05). In conclusion, non-meat protein could improve the quality of emulsification-type meat products.

emulsion-type sausage；non-meat proteins；quality properties

TS251.65

A

1002-6630(2011)07-0145-06

2010-08-02

黑龍江省杰出青年基金項目(JC200702)；國家公益性行業(農業)科研專項(200903012-02)

孔保華(1963—)，女，教授，博士，研究方向為畜產品加工。E-mail：kongbh@163.com