魔芋膠在低脂肉制品中的應用研究現狀

楊　雯，李宏梁（陜西科技大學食品與生物工程學院，陜西西安710021）

魔芋膠在低脂肉制品中的應用研究現狀

楊雯，李宏梁*
（陜西科技大學食品與生物工程學院，陜西西安710021）

摘要：綜述魔芋膠的結構和特性及其在低脂肉制品中的應用研究現狀，重點介紹近幾年魔芋精粉、魔芋復配膠、魔芋油脂復配物、脫乙酰改性魔芋膠、接枝共聚葡甘聚糖衍生物分別在發酵干香腸、西式灌腸、新鮮羊肉香腸、肉丸、禽肉重組火腿中的配方、產品特性等研究概況。

關鍵詞：魔芋膠；結構；特性；低脂肉制品；應用

魔芋（又稱磨芋、鬼芋、蒟蒻等）屬天南星科魔芋屬多年生草本植物。魔芋膠（又稱魔芋粉）可從魔芋的塊莖中提取得到，其中主要成分魔芋葡甘聚糖（konjac glucomannan，簡稱KGM）為非離子型水溶性高分子天然植物多糖。魔芋膠因其種類和生長時期不同，在魔芋塊莖中的含量也不同，在新鮮的成熟魔芋中可以達到10%～30%，在魔芋粉中可以達到50%～80%[1]。作為食品原料或添加劑的魔芋膠，因其天然安全的優點，在肉制品、面制品、乳制品、豆制品、飲料、冰激凌、果凍等領域中的應用非常廣泛[2]。

隨著人們生活水平的不斷提高，肉制品已經成為一大類消費食品，且食用量也在不斷增加，這導致人們對脂肪的攝入量也在不斷增加。脂肪在人群膳食中占據著舉足輕重的地位，它不僅提供人體能量和一些營養物質，且肉制品的感官特性、優良品質和特殊風味均與其密切相關[3]。但眾所周知，脂肪的過多攝入也會對人體健康產生一些不好的影響?，F今，人們的飲食觀念發生了轉變，對低脂肉制品的需求越來越迫切，但肉制品中脂肪含量過少，肉制品應有的良好口感、優良品質和特殊風味都會受到影響。因此，如何得到品質優良的低脂肉制品已經成為近年的研究熱點。將魔芋膠作為一種脂肪替代品用于低脂肉制品中，不僅能替代脂肪，還能改善低脂肉制品的品質，從而得到低脂肪低熱量的肉制品。本文對近年來國內外專家學者研究魔芋膠作為脂肪替代品用于低脂肉制品中的最新研究進展做出概述，以期為今后相關研究提供參考。

1　魔芋膠的結構及特性

KGM分子式為（C6H10O5）n，是由D-葡萄糖和D-甘露糖按照1∶1.6或1∶1.69的摩爾比，以β-1,4吡喃1糖苷鍵為主鏈連接而得到的多糖。在主鏈甘露糖的C3位上存在由β-1,3糖苷鍵連接的支鏈結構，每32個糖殘基上約有3個支鏈，占主鏈8%左右。天然的K GM除了葡萄糖和甘露糖外，每9～19個糖殘基上約有一個以酯鍵結合的乙酰基，乙酰基約為糖基量的5%。經測定得出的KGM的一級結構如圖1所示[4]。

圖1　KGM結構式Fig.1　Structural formula of KGM

因魔芋種類、品種、加工方法及儲存時間的不同，KGM的相對分子質量也會有一定的變化，一般為200 000～2 000 000。

KGM大多為白色粉末，無異味，具很強的溶脹能力，可吸收自身重量80倍～100倍的水。常溫下溶于稀酸、稀堿，但不溶于乙醇、氯仿等有機溶劑。魔芋膠是親水膠體中黏度最高的一種食用膠，1%魔芋膠溶液的黏度高達50 000 mPa·s～60 000 mPa·s，高濃度（＞1%）的魔芋膠溶液是典型的假塑性流體[5]。魔芋膠具有保水性、凝膠性、增稠性、懸浮性、乳化性等多種特性[6]。魔芋膠與黃原膠、瓜爾膠、刺槐豆膠等添加劑相比，受鹽的影響很小，且魔芋膠不帶電荷，與大多數陽離子、陰離子和非離子型食用膠類都有互溶、協同或增效性。除此，魔芋膠還具有一些保健功能，對人體消化道疾病，心血管疾病、糖尿病和部分腫瘤都有一定療效，并可用于減肥。

2　低脂肉制品的開發

美國食品藥品監督管理局（FDA）和美國農業部食品安全檢查局（USDA-FSIS）將脂肪含量低于10%的肉制品稱為低脂肉制品，目前大多肉制品中脂肪含量大約為20%～30%[7]。經過對肉制品的研究結果表明，較高的脂肪含量賦予肉制品美味、細嫩的口感，并使肉制品更富有彈性且易于切片；此外，脂肪也影響肉制品特殊的風味，主要體現在影響其他香料的濃度及釋放持久性，脂肪可以減緩風味的釋放，因此肉制品中的脂肪含量減少就不能起到減緩其他香料釋放的功能，這就導致了肉制品中的其他味道（酸味、甜味、苦味、咸味等）變得更加明顯，無法達到美味可口的標準[8]。然而，世界衛生組織（WHO）經研究聲明，肉制品中脂類物質的過多攝入會使人肥胖、增加體重，并會引發某些營養代謝疾病，因此研究開發品質更高的低脂肉制品勢在必行。目前市場上的低脂肉制品包括肉丸、香腸、火腿腸、午餐肉等。

研究開發低脂肉制品主要包括兩個要素。一方面是降低肉制品中的原有脂肪含量，另一方面是選擇合適的脂肪替代品，使其不僅能有效降低肉制品中脂肪含量，而且能保持或改善肉制品原有良好品質。

3　魔芋膠作為脂肪替代品在低脂肉制品中的應用

在低脂肉制品中添加適量的魔芋膠，可起到減少脂肪、改善口感等作用。但由于魔芋具有一種特別的腥味，若添加過量會影響肉制品的氣味，因此需要控制其添加量。隨著魔芋膠分子量下降，其彈性模量和黏性模量下降，形成更有彈性和黏性的魔芋膠[9]。且魔芋膠在冷藏或冷凍儲存時表現出很好的穩定性。

F.Jimenez-Colmenero等[10]研究表明魔芋膠作為脂肪替代品用于低脂肉制品中，在冷藏儲存條件下很穩定。持水力（WBC）為87%～90%，且在冷藏期間沒有變化；質地剖面分析（TPA）參數也不受冷藏儲存的影響；經測定得到的流變性和微觀結構也可以證實魔芋膠有很好的冷藏穩定性；且冷凍儲存對魔芋膠的特性也沒有顯著的影響。

3.1魔芋膠在常見低脂肉制品中的應用

香腸是市場上最常見的低脂肉制品之一，除色、香、味外，它的質構也是極其重要的性質。KGM形成的聚糖網絡能改善物質的質構，使其富有彈性，且KGM分子結構中的親水基團（-OH）可束縛水分子，防止水分的流失。因此在香腸中加入魔芋膠可提高香腸的彈性和韌性。

C.Ruiz-Capillas等[11]用魔芋膠（0%、50%、80%）取代動物脂肪，將其加入發酵干香腸中，研究魔芋膠對香腸品質的影響。結果表明香腸重量減輕，pH和持水力均受到脂肪含量減少和加工時間的影響，且魔芋膠的量增加可使熱量值降低24.5%，隨著脂肪含量的減少，硬度和咀嚼性增大且黏結性降低，但都在可接受的范圍內。

肉丸也是市場上一種很常見的低脂肉制品，但傳統肉丸的脂肪含量較高，魔芋膠是一種優質的膳食纖維和功能性食品膠，利用魔芋膠作為脂肪替代品制得的肉丸脂肪含量會得到降低，且與傳統全脂肉丸具有相似的口感，滿足了消費者對低脂肉制品的追求。

胡小芳等[12]將豬肉切碎，加入配料，在制丸之前加入魔芋膠，用質構儀測定豬肉丸的4個質構指標：硬度、彈性、黏結性和耐咀嚼性，并以此為基礎確定綜合質構指標。結果表明，在100 g豬肉，16 g淀粉，0.48 g Ca（OH）2的豬肉丸配方中，添加質量分數為2%的魔芋膠不僅可以降低脂肪含量，提高膳食纖維含量，其感官特性也比較理想。

3.2改性魔芋膠在低脂肉制品中的應用

KGM本身具有很強的吸水性，在水中極易溶脹，但形成的溶膠流變性和穩定性差，限制了其應用領域，因此對魔芋膠進行改性，使其應用范圍更為廣泛。3.2.1魔芋膠以物理改性方式在低脂肉制品中的應用3.2.1.1魔芋膠與其他食品膠以復配形式在低脂肉制品中的應用

親水膠體在肉制品中有保水和乳化的作用，使用復配膠能減少膠體用量，降低生產成本，并可改善單體膠的性能，因此應用前途更為廣闊。通常，魔芋膠可以復配形式作為脂肪替代品用于低脂肉制品中。魔芋膠與黃原膠、魔芋膠與卡拉膠均有很好的協同增效功能，復配后的溶液可形成熱可逆的彈性凝膠，魔芋膠與黃原膠形成的復配膠的膠強度隨膠濃度和凝膠時間增加而增加，但隨金屬離子濃度增加而減弱，魔芋膠與卡拉膠形成的復配膠的膠強度隨膠濃度增加而增加，適當的儲存溫度和時間可保持膠體的凝膠強度[13]。

張科等[14]以豬肉和鴨肉為原料加工西式灌腸，在原料肉混合斬拌之后，于成模之前加入復配膠（魔芋膠、黃原膠、卡拉膠），研究其加入量對產品質構特性（綜合硬度、彈性、內聚性3個指標）的影響，結果表明三種食品膠添加比例為3∶2∶3時（總膠濃度0.8%），西式灌腸的質構特性較同等添加量水平的單體膠更好。王正榮等[15]研究了魔芋復配膠對西式鹽水火腿感官特性和品質的影響，當魔芋膠、黃原膠和卡拉膠三者添加量的質量分數分別為0.27%，0.65%，0.59%時，使用魔芋復配膠比使用單一的魔芋膠制成的西式鹽水火腿的的感官評分高，且蒸煮損失率低，揮發性鹽基氮含量較低，具有與高脂參照樣相似的可接受性。3.2.1.2魔芋膠與優質油脂組合成為復合型脂代物在低脂肉制品中的應用

將不同基質的脂肪替代物以一定比例組合在一起，使其協同發揮脂肪替代作用的混合物被稱為復合型脂代物，魔芋膠可以與優質油脂組合成復合型脂代物應用于低脂肉制品中。植物油是具有功能性的脂肪替代品，在肉制品加工中既可以降低肉制品中飽和脂肪酸總含量，又可以增加單不飽和脂肪酸（MUFA）和多不飽和脂肪酸（PUFA）的含量。將魔芋膠與植物油復配，可以優化肉制品中脂肪的質量，顯著降低肉制品中膽固醇及飽和脂肪酸含量，提高不飽和脂肪酸比例，且可以提高制品穩定性。

M.Triki等[16-17]將新鮮羊肉香腸中脂肪替換為魔芋膠時，羊肉香腸脂肪含量減少53%～76%，將34%～ 49%的魔芋膠+橄欖油（總稱為OKM）結合作為脂肪替代品用于羊肉香腸時，23%～36%的脂肪來源于橄欖油，且香腸在冷藏時保質期和生物胺含量不受脂肪替代品的影響。L.Salcedo-Sandoval等[18]利用魔芋膠與健康油（橄欖油、亞麻籽油、魚油）結合作為脂肪替代品加入法蘭克福香腸中，結果表明香腸中脂肪含量得到了降低，α-亞麻酸（ALA）、二十二碳六烯酸（DHA）、二十碳五烯酸（EPA）等功能性脂肪酸含量得到了提高。

3.2.2魔芋膠以化學改性方式在低脂肉制品中的應用

3.2.2.1魔芋膠脫乙?；男栽诘椭庵破分械膽?/p>

魔芋膠在不同條件下可形成熱可逆凝膠和熱不可逆凝膠。在非堿性條件下，形成熱可逆凝膠；于堿性或高濃度鹽溶液條件下，在膠凝劑的作用下會發生脫乙?；磻纬梢环N熱不可逆的彈性凝膠，被稱為魔芋凝膠，即改性魔芋膠。改性魔芋膠能與肉中的肌球蛋白相互交聯，在肉制品制作時起到黏結作用，從而改善肉制品的結構和口感。

湯丹等[19]先用Ca（OH）2和檸檬酸將水溶液的pH調到10，將魔芋膠粉末加入水溶液中，添加量為4g/100mL時會形成凝膠，于4℃下在冰箱中放置4 h，得到改性魔芋膠，將腌制好的肉塊放入絞肉機中，打碎成肉糜，后將改性魔芋膠加入肉糜中，用攪拌器攪拌混合均勻，成型。結果表明添加質量分數為50%的改性魔芋膠，可提高肉丸的彈性，降低失水率，高溫加熱后品質不變，肉丸中還含有膳食纖維魔芋膠。

3.2.2.2魔芋膠接枝共聚改性在低脂肉制品中的應用

由于KGM的結構中含有許多羥基和可置換的活潑基團，因此可以與其它有機物反應形成衍生物。魔芋膠的增稠性和吸水性可以防止肉制品析水、析油，提高肉制品的黏結力；其乳化性與重組工藝過程中的斬拌環節相結合，能夠使肉糜制品中溶出的肌蛋白和肉糜之間的黏結力得到提高。KGM與不飽和單體接枝共聚反應生成的魔芋葡甘聚糖衍生物（KSAP），具有高吸水性和高保水性，且KSAP黏度比KGM高，對肉糜制品中溶出的肌蛋白和肉糜之間的黏結效果更好。

陳潔等[20]研究將KGM及其衍生物KSAP加入禽肉重組（鴨肉和鵝肉）火腿中，經感官評價結果表明，添加KGM和KSAP的重組火腿感官特性（外觀、品質等）得到了改善，減少了表面油脂和水分析出，且有利于禽肉的融合；經掃描電鏡結果表明，添加KGM和KSAP的重組火腿具有均勻致密的網絡結構，原料肉組織表面覆蓋連續包膜層；經質構分析結果表明，添加KGM和KSAP的重組火腿組織致密性增強，硬度、黏結性和咀嚼性降低，彈性有所改善。

4　展望

魔芋是我國傳統的一類植物性食品，且中國擁有的魔芋資源極其豐富，魔芋膠的研究也起步較早，對魔芋膠的結構、特性及其改性方法的研究已經比較成熟，但將其應用在各類食品中的研究仍需加強，尤其是將其應用在肉制品中。今后在研究開發中，可以通過不同的改性技術（物理改性或化學改性），使魔芋膠能夠更好更廣泛地應用于各類肉制品中。生產低脂肉制品時，不僅要在保證肉制品品質的基礎上降低脂肪含量和成本，還要對魔芋膠的添加量進行嚴格控制，這樣才能生產出符合消費者需求的產品。隨著現今人們對肉制品消費觀由“量”向“質”的轉變，將高脂肉制品低脂化是更健康的發展趨勢，因此魔芋膠在低脂肉制品中的應用將會更加廣泛。

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DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2015.18.050

收稿日期：2015-03-09

作者簡介：楊雯（1991—），女（漢），在讀研究生，研究方向：食品工程。*通信作者

Application of Konjac Gel in Low-Fat Meat Products

YANG Wen，LI Hong-liang*
（School of Food and Biological Engineering，Shaanxi University of Science and Technology，Xi'an 710021，Shaanxi，China）

Abstract：The structure，characteristics of konjac gel，and its application research status in low-fat meat products were summarized.Formulations，product characteristics and the like of konjac flour，complex konjac gel，konjac and oil compound，deacetylation modified konjac gel，graft copolymerization glucomannan derivative in dry fermented sausages，western-style sausages，fresh merguez sausages，meatballs，recombinant poultry hams were introduced in detail.

Key words：konjac gel；structure；characteristics；low-fat meat products；application