谷氨酰胺轉胺酶和脂肪酶的使用量對中式香腸品質的影響

劉 婷，胡冠藍，何栩曉，鄧紹林，李春保,*，徐幸蓮，史百鳴

（1.南京農業大學食品科技學院，肉品加工與質量控制教育部重點實驗室，江蘇 南京 210095；2.一鳴生物制品有限公司，江蘇 泰興 225400）

谷氨酰胺轉胺酶和脂肪酶的使用量對中式香腸品質的影響

劉 婷1，胡冠藍1，何栩曉1，鄧紹林1，李春保1,*，徐幸蓮1，史百鳴2

（1.南京農業大學食品科技學院，肉品加工與質量控制教育部重點實驗室，江蘇 南京 210095；2.一鳴生物制品有限公司，江蘇 泰興 225400）

研究谷氨酰胺轉胺酶和脂肪酶的復合使用在低溫腌制過程中對中式香腸食用品質和質構特性的影響。通過對中式香腸的質構特性、加壓損失、顏色的測定，發現谷氨酰胺轉胺酶的加入能夠提高中式香腸的膠黏強度，并且在一定的條件下還能降低加壓損失，提高保水性，而脂肪酶的加入能改善中式香腸的硬度和咀嚼性等特性。當谷氨酰胺轉胺酶用量為0.2%，脂肪酶為0.75%時，能顯著提高中式香腸制品的硬度、凝聚性、膠凝強度和咀嚼性等質構特性，產品的感官品質比對照組更令人滿意。

谷氨酰胺轉胺酶；脂肪酶；中式香腸；質構特性

中式香腸是以豬肉為主要原料，經切碎成丁，用食鹽、亞硝酸鹽、白砂糖等輔料腌制后，灌入可食性腸衣中，經烘烤等工藝制成的香腸制品[1]。但普通中式香腸因其脂肪顆粒大，膠黏特性較差，影響了中式香腸的食用品質。谷氨酰胺轉胺酶（transglutamnase，TG），又稱轉谷氨酰胺酶，可以在蛋白質分子間形成共價交聯，提高產品的彈性、硬度等質構特性，從而改進產品的品質和口感[2]。脂肪是構成香腸制品的重要成分，對香腸質構的影響在原輔料中最為明顯，影響到香腸的風味、保水性、滑膩感、多汁性等許多重要品質[3]。脂肪酶能催化脂類物質的水解過程，脂肪經過脂肪酶的催化會發生水解，進而產生氧化，其產物與肉中蛋白質、糖類等的分解產物共同作用[4-5]，添加脂肪酶能去除肉制品中多余的脂肪，而脂肪的含量對熏煮香腸的硬度、黏聚性和咀嚼影響很大[6]。在香腸生產過程中發酵這一步脂肪酶還起著非常重要的作用，它決定了成熟過程中長鏈脂肪酸的釋放[7]。因此，脂肪酶的加入勢必能改變香腸的質構特性。

雖然目前對TG酶對肉制品膠黏特性的影響已有較深的研究[8-9]，但此酶很少應用在中式香腸中。而脂肪酶的研究主要集中在火腿上，且集中在對產品生產過程中的理化性質、風味變化等的基礎研究[10]上，脂肪酶的添加對中式香腸的品質結構方面的影響卻鮮見報道。

因此，本實驗通過對TG酶、脂肪酶進行單因素試驗設計，研究TG酶對中式香腸品質的影響，在此基礎上研究TG酶和脂肪酶交互作用對中式香腸品質的影響，以期為中式香腸的加工配方改進提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

豬瘦肉 南京某肉類加工企業；磷酸鹽（食品級）大連聞達化工股份有限公司；TG（食品級，酶活力100 U/g）、脂肪酶（食品級，酶活力100 U/g） 泰興市一鳴生物制品有限公司；人造膠原蛋白腸衣、白砂糖、食鹽、亞硝酸鈉、五香粉、味精、曲酒等均為食品級。

HKS-332絞肉機 瑞邦機械工程有限公司；SV-3灌腸機 德國Vaffona公司；TA-XT2i質構儀 英國Stable Micro Systems公司；Minolta CR-200色差儀 日本柯尼卡Minolta公司；SANYO SIM-F124制冰機 日本三洋公司； YYW-2應變控制式無測限壓力儀 江蘇南京土壤儀器有限公司；DC800-FB-1真空包裝機 快爾衛包裝公司。

1.2 方法

1.2.1 實驗配方及工藝流程[11]

實驗配方：每100 g中式香腸原料中，瘦肉肥肉按8∶2的質量比配合，添加20.75 g水、8 g糖、1.6 g食鹽、0.015 g亞硝酸鈉、0.15 g五香粉、0.5 g味精、2 g曲酒。

工藝流程：選料和修整→攪拌（加酶）→腌制（4℃冷藏室腌制隔夜[12]）→灌裝成型→烘烤（55℃烘焙48 h）→包裝。

1.2.2 實驗設計

1.2.2.1 單因素試驗設計

按照工藝流程，在基本配方和工藝參數不變的情況下，對TG酶（A）和脂肪酶（B）進行單因素試驗，以產品的壓力損失率、色差、質構特性為指標確定較合適的添加范圍。在尚永彪[13]關于TG在豬肉西式香腸的研究以及王升[14]、段俊杰[15]等應用TG在火腿加工實驗研究的基礎上，確定了適合于本實驗的TG添加量，即按總質量比添加0.1%、0.2%、0.3% 3個水平的TG，分別編碼1、2、3。再根據參考文獻[5]計算出適合添加脂肪酶量，按中式香腸中脂肪原料的質量比添加0.6%、0.75%、0.9%的脂肪酶，相應也分別編碼1、2、3，同時設置不添加酶（0%）的對照組編號為0（即不加任何酶），每個水平進行4次重復實驗，研究單獨添加TG和脂肪酶對中式香腸品質的影響。

1.2.2.2 TG酶和脂肪酶復合配比試驗設計

在單因素試驗結果上，兩種酶各取3個添加量水平進行兩種酶完全隨機試驗設計（表1），同時設置不添加酶的對照組編號為0（即不加任何酶），以考察兩種酶復合使用與不添加酶的對照組的產品間的壓力損失率、色差、質構特性的不同，每個水平進行4次重復實驗，確定TG和脂肪酶的最佳配比和最適用量。

表1 完全隨機試驗設計Table 1 Completely random experimental design

1.2.3 加壓損失的測定

采用經Farouk等[17]改進的加壓濾紙法測定，將樣品切成2 cm左右的薄片，測量肉樣在35 kg壓力條件下保持5 min后的水分損失量。加壓前后分別準確稱重，記錄加壓前、后質量，加壓損失用壓力損失率（pressure loss），計算見下式。每個處理4個重復3個平行。

式中：m1為加壓前樣品質量；m2為加壓后樣品質量。

1.2.4 肉色的測定

樣品從真空包裝袋中取出后，切片，置于空氣中暴露約20 min，然后用色差計測量。色差儀以標準白板校正，D65光源，在自然光照條件下測試樣品的L*和a*值。每個處理測4個重復8個平行，分別記錄L*、a*值。

1.2.5 質構特性的測定

采用TA-XT2i物性測試儀進行測定，程序選用質構分析（texture profile analysis，TPA）程序模塊。測試方法參考Huidobro等[18]的設置并加以修改，得到硬度、彈性、黏聚性、膠黏強度、咀嚼性和回復性6個指標。每個處理做4個重復6個平行。

樣品處理：TPA實驗時，將樣品切成長2cm的圓柱體。

儀器參數：P50探頭；測試前速率：1 mm/s；測試后速率：5 mm/s；測試速率5 mm/s；測定間隔時間：5 s；壓縮比：50%；TPA結果采用TPA-macro分析。

1.2.6 感官評定

由8位經過專業培訓的大學生組成感官評定小組，其中4位女性、4位男性。采用盲評計分方式及排序法對中式香腸的感官指標進行評價。每次評定由每個評定成員單獨進行，相互不接觸交流，樣品評定之間用清水漱口。盲評計分法的評定問卷見表2，計分標準：10分制，極好為10.0～8.1分，好為8.0～6.1分，一般為6.0～4.1分，差為4.0～2.1分，極差為2.0～0分。

表2 盲評計分法感官評定標準Table 2 Criteria for sensory evaluation of sausages

1.2.7 數據處理

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 TG酶和脂肪酶單獨使用對中式香腸加壓損失和顏色的影響

表3 TG酶和脂肪酶用量對中式香腸壓力損失和顏色的影響Table 3 Effects of TG or lipase addition on pressure loss andTable 3 Effects of TG or lipase addition on pressure loss and colour of sausages ges

單獨添加TG酶時，由表3可知，隨著TG用量的增加，中式香腸各個實驗組間的加壓損失率并不顯著（P＞0.05），L*在一定范圍內呈現先減小后增大的趨勢，但基本保持不變，對照和處理組以及處理組間a*無顯著差異（P＞0.05）。單獨添加脂肪酶時，隨著脂肪酶用量的增加，中式香腸各個實驗組間的加壓損失率呈增大的趨勢，且與對照組間有顯著差異（P＜0.05）。說明脂肪酶的加入，使中式香腸的保水性變差。但中式香腸的處理組和對照組間，L*和a*都無顯著差異。這極有可能是由于產品經腌制后，由于亞硝酸鈉的發色作用，使肌紅蛋白與亞硝酸鹽發生反應，形成穩定的亞硝基肌紅蛋白[19-20]，這種穩定的結構削弱了谷氨酰胺轉胺酶和脂肪酶對中式香腸肉色的影響。

2.1.2 TG酶和脂肪酶單獨使用對中式香腸質構特性的影響

由表4可知，未加TG處理的中式香腸硬度、凝聚性、膠凝強度、咀嚼性、恢復性均最低，添加TG的處理組改善了中式香腸的質構特性。其中，隨著TG用量的增加，各處理組間的硬度值和彈性值無顯著差異。凝聚性隨TG用量的增加而升高，0.2%處理組與0.1%處理組差異顯著（P＜0.05），與0.3%處理組無顯著差異（P＞0.05），表明TG用量為0.2%時，中式香腸凝聚性較好。膠凝強度隨TG用量的增加先升高，繼續增加TG用量，膠凝強度下降，多次重復實驗都得到了相同的結果。這可能是由于在一定范圍內，加入的TG促使體系內的肌球蛋白、大豆蛋白等蛋白質分子間發生共價交聯，使體系的凝膠強度增強，最大應力增加，但是，當添加的TG到一定量時，體系的谷氨酰胺殘基上的酰胺基與賴氨酸殘基上的游離氨基作用完全，而酶中還可能存在的蛋白酶會部分水解體系中的蛋白質，影響蛋白質熱變性凝膠的形成，最終導致體系凝膠強度的下降[21-22]。咀嚼性和回復性均隨TG用量的增加而增強，其中，0.2%處理組與對照組相比咀嚼性差異顯著（P＜0.05），0.3%處理組與對照組相比回復性差異顯著（P＜0.05）。隨脂肪酶的濃度增加，中式香腸的硬度和咀嚼性增加，且與對照組相比存在顯著差異（P＜0.05）。添加了脂肪酶改變了香腸中脂肪的含量，脂肪含量對熏煮香腸的硬度、凝聚性和咀嚼性影響很大，這是因為脂肪在肉中可以影響肌纖維的活動，在肉制品中具有潤滑劑和連接劑的作用，影響到肉的嫩度和肉制品的質構特性[6]。其中，0.9%處理組與對照組相比硬度值差異顯著（P＜0.05），0.75%處理組與對照組相比咀嚼性差異顯著（P＜0.05）。

表4 TG和脂肪酶用量對中式香腸質構的影響Table 4 Effects of TG or lipase addition on texture characteristics of sausages

2.1.3 TG酶和脂肪酶單獨使用對中式香腸感官品質的影響

由圖1可知，加了TG酶的產品彈性明顯好于對照組，表現在口感上有彈性和韌勁，而且不黏牙，產品風味也得到了改善，總體接受性明顯好于對照組，但當TG添加量超過0.2%時，口感變差，這與產品質構特性檢測的結果一致，咀嚼性變差使得口感變差。由圖2可知，脂肪酶的添加能顯著改善產品的風味，這是因為脂肪是形成發酵香腸風味化合物的主要底物之一。與肉品風味有關的化合物主要來自脂肪的水解和氧化作用。在烘烤過程中脂肪不斷水解，脂肪氧化程度逐漸增加，其分解產物游離脂肪酸以及羰基化合物，對香腸的風味具有促進作用[23]。但口感明顯弱于對照組，脂肪水解越多，香腸的咀嚼性、嫩度和彈性就越差[6]。

圖1 添加TG對中式香腸感官評分的影響Fig.1 Effect of TG addition on the sensory evaluation of sausa ge

圖2 添加脂肪酶對中式香腸感官評分的影響Fig.2 Effect of lipase addition on the sensory evaluation of sausa ge

2.2 TG酶和脂肪酶復合配比隨機試驗結果

2.2.1 TG和脂肪酶復合使用對中式香腸壓力損失的影響

表5 復合酶用量對壓力損失率的方差分析Table 5 Analysis of variance for pressure loss with addition of both TG and lipase

由表5可知，TG和脂肪酶對中式香腸壓力損失值的影響存在顯著的交互作用（P＜0.05)，且TG對壓力損失的影響更顯著。說明當TG和脂肪酶復合使用時，相比單獨添加TG，處理組與對照組相比有顯著差異。如圖3所示，隨著TG和脂肪酶用量的增加，中式香腸的加壓損失率基本呈減小趨勢，說明在TG和脂肪酶共同的作用下，削弱了脂肪酶對中式香腸保水性的影響，并在一定程度上改善了其的保水性。其中，復合酶8的處理組和對照相比，差異顯著，保水性顯著增強（P＜0.05）。這可能是脂肪酶的催化氧化促進了蛋白質的氧化反應[24]，引起蛋白質交聯，增強了TG催化形成凝膠的空間網絡的牢固性，能夠更好地包容水分，提高產品的保水性。

圖3 復合酶用量對中式香腸壓力損失的影響Fig.3 Effects of adding both TG and lipase on the pressure loss of sausage

2.2.2 TG和脂肪酶復合使用對中式香腸肉色的影響

圖4 復合酶用量對中式香腸顏色的影響Fig.4 Effects of adding both TG and lipase on the colour of sausage

由圖4可知，向中式香腸中加入復合酶對L*值影響不大，除復合酶9處理組與對照相比顯著升高外（P＜0.05），各處理組與對照組相比L*值變化不顯著（P＞0.05）。除復合酶組2、5、6之外，其他處理組與對照相比，a*值顯著降低（P＜0.05）。

2.2.3 TG和脂肪酶復合使用對中式香腸質構特性的影響

表6 復合酶用量對中式香腸質構的影響Table 6 Effects of adding both TG and lipase on texture characteristics of sausage

由表6可知，對照組中式香腸硬度、凝聚性、膠凝強度、咀嚼性、恢復性等指標較低，添加TG和脂肪酶的處理組相對較高，說明復合酶的加入改善了中式香腸的質構特性。比較各處理組間，彈性值與對照組無顯著差異。處理組2和處理組5的硬度值較對照組顯著提高（P＜0.05）。由結果分析，除處理組2外，其他處理組與對照組相比凝聚性顯著提高，各個處理組間無顯著差異（P＞0.05）。處理組1、2、5還顯著地改善了產品的咀嚼性。但對于膠黏強度的改善，只有處理組5與對照組相比產生了顯著差異。綜合考慮質構特性和經濟原則，復合酶5處理組（0.2% TG，0.75%脂肪酶）相對各處理組能更好的改善中式香腸的質構特性。

2.2.4 TG和脂肪酶復合使用對中式香腸感官品質的影響

表7 復合酶用量對感官評分的影響Table 7 Sensory evaluation of completely random experiments

如表7所示，復合酶的加入能顯著影響香腸的感官品質，添加復合酶組香腸的質地明顯優于對照組，切面更加光滑平整。產品風味也明顯得到改善，更加清爽而無油膩感。且復合酶1～5組的彈性比6～9組和對照組更好，說明TG的加入提高了蛋白質的膠黏特性，但隨脂肪酶量的增加使脂肪水解，產品彈性會變差。而且脂肪酶含量越高的復合酶組，口感越差，甚至會有一股苦澀味。總體來說，復合酶組1、2、4和5的總體接受性相比對照組顯著提高，其中復合酶組5的感官評分最高。

3 結 論

在低溫腌制的條件下，TG用量為0.2%時，可以顯著提高中式香腸制品的凝聚性和膠凝強度等指標，改善其質構特性，但是，當TG用量超過0.2%時，將會使中式香腸的膠凝強度和咀嚼性下降；脂肪酶用量為0.75%時，可使中式香腸的硬度和咀嚼性得到改善。在此基礎上，將兩種酶復合添加到中式香腸中，在兩種酶的共同作用下，一定程度上增強了中式香腸的蛋白質凝膠特性，提高了中式香腸的保水性，改善產品的彈性、口感和風味等感官品質。當TG用量0.2%，脂肪酶用量為0.75%時，可以顯著提高中式香腸制品的硬度、凝聚性、膠凝強度和咀嚼性等指標，改善其質構特性和感官品質。

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Effects of Transglutamnase and Lipase on the Characteristics of Chinese Sausage

LIU Ting1, HU Guan-lan1, HE Xu-xiao1, DENG Shao-lin1, LI Chun-bao1,*, XU Xing-lian1, SHI Bai-ming2
(1. Key Laboratory of Meat Processing and Quality Control, Ministry of Education, College of Food Science and Technology, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China; 2. Yiming Biological Products Company, Taixing 225400, China)

The effects of transglutamnase (TG) and lipase on texture and sensory characteristics of Chinese sausage made by low-temperature curing were investigated. Texture profile, pressure loss, and colour were measured. The results showed that TG addition resulted in an increase in the adhesiveness and water holding capacity of Chinese sausages and a reduction in pressure loss under certain conditions. When lipase was added, the hardness and chewiness of sausages were improved. When both TG (0.2%) and lipase (0.75%) were added, the hardness, springiness, cohesiveness, gumminess and chewiness of Chinese sausage were all significantly better, and the sensory quality of the product was more satisfactory compared with that of control group.

transglutamnase; lipase; Chinese sausage; texture profile

TS251.1

A

1002-6630（2014）05-0043-05

10.7506/spkx1002-6630-201405009

2013-04-10

國家現代農業（生豬）產業技術體系建設專項（CARS-36-11）；脂肪酶和轉谷氨酰胺酶在肉制品中應用研究與示范項目（2012320001010395）；國家大學生創新實驗計劃項目（121030755）

劉婷（1991—），女，本科，研究方向為生物技術。E-mail：lashatear@163.com

*通信作者：李春保（1978—），男，副教授，博士，研究方向為肉品加工與質量控制。E-mail：chbli2002@sina.com