淀粉對雞胸肉鹽溶性蛋白乳化特性的影響

周 紛，谷大海，徐家慧，張駿龍，鄧亞敏，李儒仁，劉登勇，邵俊花，*

（1.渤海大學食品科學與工程學院，遼寧省食品安全重點實驗室，生鮮農產品貯藏加工及安全控制技術國家地方聯合工程研究中心，遼寧 錦州 121013；2.云南農業大學食品科技學院，云南省畜產品加工工程技術研究中心，云南 昆明 650201）

淀粉對雞胸肉鹽溶性蛋白乳化特性的影響

周 紛1，谷大海2，徐家慧1，張駿龍1，鄧亞敏1，李儒仁1，劉登勇1，邵俊花1，*

（1.渤海大學食品科學與工程學院，遼寧省食品安全重點實驗室，生鮮農產品貯藏加工及安全控制技術國家地方聯合工程研究中心，遼寧 錦州 121013；2.云南農業大學食品科技學院，云南省畜產品加工工程技術研究中心，云南 昆明 650201）

添加不同質量分數淀粉處理雞胸肉鹽溶性蛋白，研究淀粉含量對雞胸肉蛋白質乳化特性的影響。結果表明：隨著淀粉質量分數的增加，處理組淀粉蛋白乳化液的乳化活性和乳化穩定性均先上升后下降，乳化液中D10、D50和D90的粒徑值逐漸降低，剪應力和黏度均為先下降后上升。此外，隨著剪切速率的升高，不同處理組剪應力逐漸增加，而黏度均先下降隨后趨于穩定。相關性分析結果表明：乳化液中淀粉質量分數與微粒D10的粒徑（相關系數r=-0.598）成極顯著負相關（P＜0.01），乳化活性與微粒D50的粒徑（相關系數r=0.549）、微粒D90的粒徑（相關系數r=0.558）均成顯著正相關（P＜0.05）。這些結果說明適宜含量的淀粉添加至雞胸肉鹽溶性蛋白中，使得乳化液體系更穩定，形成的淀粉-蛋白質復合物會影響雞胸肉蛋白質的加工特性。

淀粉；雞胸肉；鹽溶性蛋白；乳化；粒度分布；黏度

周紛， 谷大海， 徐家慧， 等. 淀粉對雞胸肉鹽溶性蛋白乳化特性的影響［J］. 食品科學， 2016， 37（15）: 7-12. DOI:10.7506/ spkx1002-6630-201615002. http://www.spkx.net.cn

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蛋白質和多糖均是具有生物功能的大分子化合物，是食品的重要組成成分。其中，淀粉是自然界廣泛分布的一種多糖，是人類食物中的三大營養物質之一，是攝取碳水化合物的主要來源。在肉糜制品加工中，淀粉由于具有一定的吸油性和保水性，常常作為填充劑、增稠劑、黏合劑、穩定劑等來改善制品的乳化性、保水性、組織狀態和肉餡之間的黏合增稠性，從而使肉糜制品具有良好的口感［1-2］。目前在肉制品中常用的淀粉種類包括玉米淀粉、木薯淀粉、馬鈴薯淀粉及其變性淀粉［3］。

雞肉是非常受消費者歡迎的一種肉制品，雞胸肉的脂肪含量較低而且具有較高的營養價值，是良好的動物蛋白質來源［4］。鹽溶性蛋白也被稱為肌原纖維蛋白，是一類具有重要生物學功能特性的結構蛋白質復合體，約占蛋白總量的50%～55%［5］。蛋白質的功能性質有乳化性、發泡性、膠凝性和溶解性，這些屬性取決于內在（如分子的結構、組成）和外在（如溫度、pH值）［6］因素。雞胸肉鹽溶性蛋白對保持肉制品良好質構和持水性具有重要作用，而且影響肉糜制品的乳化特性和流變特性，這些特性是生產和開發新的肉制品的關鍵［7］。同時，蛋白質與多糖的結合可以顯著改善蛋白質的物理和化學性質，如熱穩定性、乳化性、凝膠性和抗氧化特性［6］。

激光粒度分布儀是利用激光散射原理設計的一種測量微小顆粒的高端精密儀器，淀粉蛋白乳化液的乳化效果可以通過測定乳液微觀結構（液滴大小）來反映［8］。目前，關于多糖對蛋白質功能特性的影響研究很多，大多集中在蛋白質的熱穩定性和乳狀液的穩定性［9］，如Liu Haimei等［10］研究發現馬鈴薯淀粉要比玉米淀粉更能改善魚糜凝膠的硬度、咀嚼度、白度以及凝膠強度。Genccelep等［11］研究發現預糊化的變性淀粉可以改善肉糜乳化體系的流變特性和乳化特性。淀粉含量如何影響雞肉鹽溶性蛋白乳化液的特性，又如何影響乳化液微粒的大小和粒度分布卻未見報道。而淀粉與鹽溶性蛋白交互作用對肉制品生產過程中肌肉 蛋白質的保水性和凝膠基質的形成至關重要。因此，本研究以雞胸肉為原料，添加不同質量分數的淀粉（0%、1%、2%、3%、4%）制成淀粉蛋白乳化溶液，應用流變學和激光粒度分布儀研究淀粉和雞胸肉鹽溶性蛋白交互作用對蛋白乳化液的乳化活性（emulsifying activity index，EAI）、乳化穩定性（emulsifying stability index，ESI）和靜態黏度的影響，同時建立乳化液微粒大小和粒度分布特點與復合蛋白乳化液穩定性之間的關系，進而揭示淀粉與鹽溶性蛋白交互作用在肉制品生產過程中對肌肉蛋白質凝膠保水性的影響。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

新鮮雞胸肉（胸大肌），購于昆明市大潤發超市。

大豆油、玉米淀粉 昆明市大潤發超市；氯化鈉（分析純，下同）、氫氧化鈉、硫酸銅、酒石酸鉀鈉、十二烷基硫酸鈉（sodium dodecyl sulfate，SDS） 天津市風船化學試劑科技有限公司。

1.2儀器與設備

高速組織搗碎機 上海精科實業有限公司；磁力攪拌器 江蘇國華儀器廠；UV2250紫外-可見分光光度計日本島津公司；FE20 pH計 美國Mettler Toledo公司；T25 digital Ultra-turrak均質機 德國IKA公司；BT-9300ST激光粒度分布儀 丹東市百特儀器有限公司；AL104電子天平 梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；Discovery DHR-1流變儀 美國TA公司。

1.3方法

第三個研究問題旨在探索把英語作為二語或外語學習的大學生的詞匯量與語言能力之間的相關性。相關性分析結果表明，除中高級水平受試者的控制產出性詞匯知識量與其語言能力存在相關性以外，其它各變量間并無顯著相關性。對此有兩種可能的解釋：一種可能性是測量工具本身，可能還沒有在不同的層次之間進行足夠的區分。另一種可能是因為學生的詞匯量非常接近。因此，這一結論排除了將詞匯量測試作為獨立評估工具，來作為我們這樣的教學背景下語言能力水平指標的可能性。然而，詞匯量測試的結果也可用于教學目的。通過調查學生的二語或外語詞匯知識，將為學生提供一個更合適的教學計劃，以提高他們的詞匯能力。

1.3.1雞胸肉鹽溶性蛋白提取及含量測定

雞肉鹽溶性蛋白的提取根據Zorba［12］和亢春雨［13］等的方法進行。具體步驟如下：將分割的雞胸肉剔除脂肪和結締組織，切成肉丁，每份稱取50 g進行真空包裝，置于-18 ℃條件下貯藏備用。將0.4 mol/L的NaCl溶液100 mL與25 g碎肉放入組織搗碎機，冰浴條件下18 000 r/min混合1 min，然后以8 000 r/min均質處理1 min。最后，用兩層紗布過濾去掉結締組織，濾液用0.4 mol/L的NaCl溶液和0.1 mol/L的NaOH溶液調節蛋白質質量濃度為30 mg/mL，pH 6.6。提取的可溶性蛋白質質量濃度測定采用雙縮脲法［14］。

1.3.2淀粉蛋白乳化液的制備

研究不同淀粉質量分數蛋白乳化液的乳化特性。20 mL蛋白溶液（30 mg/mL）+6 mL豆油+4 mL不同質量分數（0%、1%、2%、3%、4%）的淀粉溶液在50 mL塑料離心管中進行均質，起始溫度控制為0～4 ℃、9 500 r/min條件下均質1 min。4 ℃條件下保存備用，并在30 min之內全部用完。

1.3.3EAI和ESI的測定

EAI和ESI的測定根據趙謀明等［15］的方法，并進行適當調整。取20 mL 30 mg/mL的蛋白溶液、6 mL大豆油和4 mL淀粉溶液混合后0～4 ℃、9 500 r/min條件下均質1 min。然后分別于0 min和靜置10 min后從底部吸取20 μL乳化液加入試管中，再加入0.1% SDS溶液5 mL進行稀釋，振蕩搖勻。利用分光光度計在500 nm波長處測定其吸光度。0 min測得的吸光度A500nm表示EAI，靜置10 min后測定的吸光度與0 min測得的吸光度之比表示ESI。每個處理組平行測定3 次，實驗重復3 次。

1.3.4靜態黏度的測定

1.3.5乳化液微粒大小和粒度分布的測定

采用激光粒度分布儀測定均質后的淀粉蛋白乳化液中微粒大小和粒度分布，得到乳化液微粒粒度分布圖譜。如果體系粒徑分布呈高斯分布狀態，即平均值、中值和最頻值恰好處在同一位置，則表示體系原處于比較穩定的狀態。反之，則體系存在不穩定性因素［17］。

測定具體參數設置如下：物質折射率為1.520，遮光率為16.63%，介質為水，介質遮光率為1.333，分析軟件為配套軟件。數據結果以D3、D6、D10、D16、D25、D50、D75、D84、D90、D97和D98表示。其中，D10、D50和D90分別表示微粒的累積體積占顆粒體積群總體積的10%、50%和90%時的粒徑大小，即小于該粒徑的微粒體積占顆粒群總體積的10%、50%和90%［18］，每個處理組平行測定3 次，實驗重復3 次，選取D10、D50和D90進行結果分析。

1.4數據分析

本實驗中單因素數據采用統計軟件SPSS 19.0進行相關性分析和方差分析（analysis of variance，ANOVA），數據進行正態分布檢驗，符合正態分布的多重比較采用Duncan’s法，并應用Pearson系數進行相關性分析；不符合正態分布的用Kruskal-Wallis檢驗，差異顯著性為P＜0.05。每個實驗重復3次，每個處理3 個平行。作圖采用軟件Origin 8.0和Sigma Plot 12.5。

2　結果與分析

2.1淀粉質量分數對EAI和ESI的影響

圖1　不同質量分數淀粉對雞胸肉蛋白乳化特性的影響Fig. 1 Effect of starch content on emulsifying properties of chicken breast salt-soluble proteins

EAI和ESI的增加有利于乳化物的形成和穩定［12］。由圖1可知，在淀粉質量分數為0%～2%時，處理組的EAI和ESI均呈現先下降后上升的趨勢，在淀粉質量分數為2%～4%時均呈現緩降的趨勢。這說明一 定質量分數的淀粉可以增加復合蛋白乳液的EAI和ESI。當淀粉質量分數為1%時，蛋白溶液EAI和ESI均小于其他組，且與質量分數為2%和3%兩組差異顯著（P＜0.05）。這說明質量分數為1%的淀粉可能導致蛋白乳液間發生橋連絮凝作用，加速了乳液失穩，從而導致ESI下降［19］；在淀粉質量分數1%～2%范圍內，EAI和ESI均處于上升階段，此階段可能是淀粉顆粒在冷水溶液中可逆的吸收水分，慢慢膨脹，淀粉顆粒粉碎，然后融合到乳化液中。復合乳化液中淀粉和蛋白質發生相互作用，使得吸附著蛋白質的油滴因被固定于多糖形成的交聯網狀結構中不能相互靠近，從而增加了體系的穩定性和蛋白質-淀粉復合物的界面活性［19-21］；而淀粉質量分數在2%～3%范圍內，ESI處于較平穩狀態，這種由于橋聯絮凝引起乳濁液不穩定，增加其濃度使得乳濁液重新趨于穩定的現象，在其他乳濁液體系如蛋白質-卡拉膠混合體系中也有所報道［22-23］；當淀粉質量分數超過3%以后，由于淀粉濃度相對較高，則引起排斥絮凝［24］，導致復合乳化液的EAI和ESI均呈現下降的趨勢。

2.2淀粉質量分數對蛋白質乳化液黏度和剪應力的影響

圖2　不同剪切速率下淀粉質量分數對乳化液剪應力的影響Fig. 2 Effect of starch content on the shear stress of emulsions at different shear rates

食品流體或者半流體的黏度相關特征一般是通過測量樣品的抗流動性來衡量［25］。由圖2可知，各組的剪應力隨著剪切速率的增加均呈現先緩慢增加后急速上升的趨勢。這一結果與Er?elebi等［26］研究乳清分離蛋白中添加果膠和瓜爾豆膠的研究結果相似。此外，在同一剪切速率下，剪應力隨著乳化液中淀粉質量分數的增加大體呈現先下降后上升隨后又下降的趨勢（2%＜4%＜3%＜1%＜0%）。當剪切速率在2～256 s-1過程中，各組剪應力隨剪切速率緩慢上升，此階段是淀粉和蛋白質競爭吸附的過程，表面的剪應力開始被表面活性物質所控制［27］；當剪切速率為8 s-1時，剪應力隨著淀粉質量分數的增加而減小（4%＜3%＜2%＜1%＜0%），這可能是因為不同質量分數的淀粉在蛋白乳液中的溶解度也會影響乳化液的流變特性［1］；當剪切速率超過256 s-1，各組的剪應力急劇上升，此時由于淀粉顆粒與蛋白發生交互作用或者以物理的形式鑲嵌在蛋白基質中，使得淀粉顆粒周圍有大量蛋白膜存在，束縛和限制了乳化液的流動，導致乳化液很難發生流動［28］，因而需要較大的剪應力。

圖3　不同剪切速率下淀粉質量分數對乳化液黏度的影響Fig. 3 Effect of starch content on the viscosity of emulsions at different shear rates

剪切稀化在乳液的流變特性研究領域中是最常遇到的現象，它表現為剪切速率越大，黏度則越小［8］。由圖3可知，隨著剪切速率的增大，乳濁液黏度逐漸減小，最后趨于平緩。其中，在較低的剪切速率下，隨著剪切速率的增大乳濁液黏度急劇下降；在較高的剪切速率下，隨著剪切速率的增大乳濁液黏度下降幅度很小，主要原因可能是在剪應力的作用下液滴的取向作用遠高于布朗運動所引起的隨機效應，黏度隨之下降，當剪切作用力達到一定程度時，液滴定向排布，黏度趨于定值［29］。此外，處理組的黏度幾乎都小于無淀粉添加組，這可能是淀粉的添加在蛋白質的表面形成了一層保護層，在一定程度上阻礙了蛋白質發生聚集，從而使得乳化液的黏度降低［6］。在一定剪切速率下，乳化液黏度隨著淀粉質量分數的增加大致呈現先降低后上升的趨勢（2%＜3%＜4%＜1%＜0%），而且由圖3可知，當淀粉質量分數為2%時，相對來說黏度較小，這與剪應力隨著淀粉含量的增加變化趨勢相似。產生這種現象的原因可能是剪切速率的增加使得乳化體系在剪切下產生的流動變得更加有序，從而降低了剪切抗性，使黏度降低［30-31］。另一方面，蛋白質與脂肪球結合發生乳化反應，也會導致乳化體系黏度的降低［32］。

此外，相關性分析結果表明：各組中不同剪切速率下對應的黏度均呈極顯著相關性。這可能是因為淀粉溶液加入到由大豆油乳化的蛋白液后，復合蛋白質溶液中淀粉顆粒由鹽溶性肌原纖維蛋白膜層包裹，有不溶性的絡合物凝聚，在不同剪切速率下，經過剪切成為細小的復合乳液顆粒，剪切速率不同，絡合物的凝聚性不同，進而對應 的黏度會有所差異［33-34］。

2.3淀粉質量分數對蛋白質乳化液粒度大小與分布的影響

表1　不同質量分數淀粉對雞胸肉乳化液粒徑大小的影響（xTable 1 Effect of starch content on particle size distribution parameters of chicken breast salt-soluble protein emulsion （x

表1　不同質量分數淀粉對雞胸肉乳化液粒徑大小的影響（xTable 1 Effect of starch content on particle size distribution parameters of chicken breast salt-soluble protein emulsion （x

注：同列小寫字母不同表示差異顯著（P＜0.05）。

μm 1.313± 0.039bc12.534±2.042b32.660±4.382c1 1.366±0.028a15.624±1.499a39.336±2.539ab2 1.351±0.034ab15.532±0.900a39.259±1.541a3 1.274±0.021c14.433±1.476a38.581±2.964ab41.245±0.009d12.766±1.425b35.392±3.660bc淀粉質量分數/%D10D50D90 0

乳狀液中分散相微粒的大小和粒度分布可以影響乳狀液的物理化學性質，目前多利用激光粒度分布儀來精確地測量和分析乳化狀液中分散相微粒大小和分布特點［18］。由表1可知，空白組的D10、D50和D90對應的粒徑均小于淀粉組；在添加淀粉的處理組中，隨著淀粉 質量分數的增加，乳化液微粒累積體積占總體積10%、50%和90%的粒徑數值分別依次減小。其中，中值粒徑D50值越大表明EAI越小［18］，而當淀粉質量分數為1%時，D50達到最大，說明此時EAI最小，這與圖1中淀粉質量分數為1%時，所對應的EAI研究結果一致；當淀粉質量分數為2%和3%時，兩個處理組D50和D90的粒徑差異不顯著（P＞0.05），說明此添加量下，乳化液微粒的大小可能達到穩定復合乳化液的粒徑。產生這種現象的原因可能是添加2%和3%淀粉溶液之后，形成了比較均勻的淀粉微粒，它們分散在基質中，與鹽溶蛋白形成了相對穩定的乳化液。這與圖1中淀粉質量分數為2%和3%時，所對應的ESI研究結果一致。

另外，通過結果相關性分析得知乳化液微粒累積體積占總體積10%的粒徑數值（D10）與淀粉質量分數（相關系數r=-0.598）成極顯著負相關（P＜0.01）；乳化活性與微粒D50的粒徑（相關系數r=0.549）、微粒D90的粒徑（相關系數r=0.558）均成顯著正相關（P＜0.05）。這說明，乳狀液中分散相微粒的大小和分布不僅與淀粉質量分數有關，同時也受復合蛋白乳化液的乳化活性的影響。

實際食品乳狀液中微粒尺寸是分布在一定尺寸范圍內的，并且屬于多分散乳狀液。多分散相乳狀液可以用單峰、雙峰或者多峰來表示，這主要取決于微粒尺寸分布的峰值數量［18，35-36］。圖4顯示的是在不同質量分數淀粉乳化液中微粒的粒度分布圖，其中橫坐標是乳化液微粒的直徑大小，縱坐標是某一粒徑的微粒占顆粒群總體積的百分比。整體上粒度分布曲線呈“雙峰”型，而且出現雙峰的范圍不一樣。“雙峰”的第一個峰出現在粒徑為3 μm左右，第二峰出現范圍是粒徑為10～80 μm之間，所有組的變化趨勢相當；淀粉質量分數為1%、2%和3%處理組的第二個峰出現在為27 μm左右，分別占所在乳化液顆粒群總體積的5.036%、5.097%和4.746%，另外0%和4%處理組主要出現在25 μm左右，分別占所在乳化液顆粒群總體積的4.812%和4.60%。說明乳化液微粒出現頻率最高的粒徑為27 μm和25 μm。

圖4　不同質量分數淀粉對雞胸肉蛋白乳化液粒度分布的影響Fig. 4 Effect of starch content on the particle size distribution of chicken breast salt-soluble proteins

由圖4可知，添加淀粉組的粒徑分布范圍一致，即0～108 μm，之后某一粒徑的微粒粒度分布右移，而且占顆粒群總體積的百分比均趨為0，造成小拖尾的可能原因是均質過程中由于均質壓力場中強大的湍流和剪切流增強了液滴間的碰撞次數，使得被破碎的小液滴重新聚結所形成［32］，也可能是均質后乳液粒徑變小，液滴間布朗運動更加劇烈，液滴間碰撞的幾率相應增加，液滴重新聚結的能力也增強［21］。粒度分布范圍越窄，表明微粒的分散程度越小、集中程度越高。當粒徑大于30.39 μm后，各組的微粒占顆粒群總體積分數急速下降，然后趨于0。其中微粒粒徑在30.39～108 μm之間時，隨著淀粉含量的增加，各組的微粒大小和微粒占顆粒總體積分數的趨勢均是先增加后下降（0%＜4%＜3%＜1%＜2%）。因此，添加淀粉使得乳化液微粒分布更為趨集中。

3　結 論

本實驗研究結果表明不同質量分數的淀粉對復合乳化液的EAI、ESI、靜態黏度、粒徑大小和粒度分布均有影響。隨著淀粉質量分數的增加，EAI和ESI均呈現先增加后減小現象，說明添加適量的淀粉，可以更好地促進淀粉與鹽溶性蛋白溶液的交互作用，使淀粉充分鑲嵌在蛋白質基質中，形成更穩定的乳化體系，進而影響肉制品生產過程中肌肉蛋白質凝膠的保水性。隨著淀粉質量分數的增加，黏度和剪應力均大致呈現先下降后上升趨勢，說明淀粉的添加束縛和限制了乳化液的流動。另一方面，隨著淀粉質量分數的增加，復合乳液D10、D50和D90的粒徑逐漸降低，且淀粉質量分數為2%和3%時D50和D90的粒徑變化不大，說明此階段復合乳液的乳化穩定較好；此外，隨著淀粉質量分數的增加，各組的微粒大小和微粒占顆粒總體積分數均是先增加后下降，說明一定質量分數的淀粉對乳化液中分散相微粒大小和分布有一定的影響。因此，將適宜質量分數的淀粉添加至雞胸肉鹽溶性蛋白中，使乳化液體系更穩定。實際生產過程中，為獲得更優質的產品，應考慮淀粉添加量因素。

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Effect of Starch Content on Emulsifying Properties of Chicken Breast Salt-Soluble Proteins

ZHOU Fen1， GU Dahai2， XU Jiahui1， ZHANG Junlong1， DENG Yamin1， LI Ruren1， LIU Dengyong1， SHAO Junhua1，*
（1. National & Local Joint Engineering Research Center of Storage， Processing and Safety Control Technology for Fresh Agricultural and Aquatic Products， Food Safety Key Laboratory of Liaoning Province， College of Food Science and Project Engineering， Bohai University， Jinzhou 121013， China； 2. Yunnan Engineering Technology Research Center for Processing of Livestock Products，College of Food Science and Technology， Yunnan Agricultural University， Kunming 650201， China）

The effect of addition of different amounts of starch on emulsifying properties of chicken breast salt-soluble proteins was investigated. The results showed that with the increase of starch content， emulsify activity and emulsifying stability rose first and then decrease， the D10， D50 and D90 values of emulsions gradually reduced， and shear stress and viscosity decreased first and then rose. Besides， with the increase of shear rate， the shear stress of emulsions increased gradually， and viscosity declined first and then remained stable. The correlation analysis showed that there was a significantly（P ＜ 0.01） negative correlation between D10 value and starch content （r = -0.598）， and a significantly （P ＜ 0.05） positive correlation between the emulsifying activity of salt-soluble proteins and either D50 （ r = 0.549） or D90 （r = 0.558）. All of these results indicated that the appropriate amount of starch added to chicken breast salt-soluble protein could make the emulsion system more stable. Ultimately， the formation of starch-protein complexes would affect processing properties of chicken breast proteins.

starch； chicken breast； salt-soluble proteins； emulsion； size distribution； viscosity

10.7506/spkx1002-6630-201615002

TS251

A

1002-6630（2016）15-0007-06

2015-12-12

國家自然科學基金青年科學基金項目（31301510）；國家自然科學基金面 上項目（31571860）；“十二五”國家科技支撐計劃項目（2012BAD28B03）

周紛（1989—），女，碩士研究生，研究方向為肉品加工與質量安全控制。E-mail：zzhoufen@163.com

邵俊花（1980—），女，副教授，博士，研究方向為肉品加工與質量安全控制。E-mail：shaojh024@163.com

引文格式：