亞麻籽膠與變性淀粉對速凍豬肉丸品質影響的研究

鄧思楊，蔣悅，喬雨，李海靜，夏秀芳

（東北農業大學食品學院，黑龍江哈爾濱150030）

肉丸是一種以畜禽肉作為主要原料，添加水、香辛料等輔料混合制成的家常傳統肉制品[1]。肉丸最早起源于清朝，歷史悠久。隨著經濟社會的迅猛發展，凝集了豬肉丸與現代科技的速凍豬肉丸應運而生，并受到廣大消費者的青睞[2]。不過，目前市面上的速凍豬肉丸還存在許多質地問題，如肉質干澀，肉汁匱乏，彈性不佳等，而速凍豬肉丸的改性與開發必然離不開功能性食品添加劑的使用。食用膠和變性淀粉因其安全性高、理化性質獨特，故可作為改善速凍豬肉丸品質的食品添加劑的首選。

亞麻籽膠（flaxseed gum，FG），又稱富蘭克膠、胡麻膠，是一種天然親水膠體。由于FG具有良好的增稠性、流變性、保水性、乳化性以及膠凝性[3-4]，近年來常作為卡拉膠、果膠、阿拉伯膠等的替代物被廣泛應用于食品工業中。多項研究[5-7]表明，添加適量的FG能夠增強肉制品的保水、保油性，提高產品的乳化穩定性和產率，抑制淀粉老化速度，改善食用品質。此外，FG可以模擬脂肪的感官特性，作為部分脂肪替代物添加到速凍豬肉丸中，使產品具有Q彈、滑潤的口感，并且能夠有效降低蒸煮過程中脂肪和風味物質的損失[4，8]。

天然淀粉經物理、化學或酶法處理，在其分子上引入新官能團或改變分子大小、顆粒性質，使原淀粉的特性（如：糊化溫度、凍融穩定性、熱穩定性、凝膠性等）發生改變，這種經二次加工后應用范圍擴大的淀粉被統稱為變性淀粉[9-10]。磷酸酯淀粉與醋酸酯淀粉均屬于酯類變性淀粉，具有透明度、粘度高，凍融穩定性和保水性好等優點。將醋酸酯淀粉與磷酸酯淀粉復配后應用到速凍豬肉丸生產加工中，在提高產品出品率的同時賦予豬肉丸良好的彈韌性。此外，與原淀粉相比，醋酸酯淀粉與磷酸酯淀粉復配后吸水能力更強，能將肉汁牢牢鎖在肉丸內[11]。從而解決傳統豬肉丸產品回彈性差，出品率低，凍藏過程中食用品質下降等問題。

此外，亞麻籽膠和變性淀粉價格低廉、來源廣泛、實用性強，能夠為規模化實際生產節約成本，創造更高的商業價值。故本試驗選用FG、醋酸酯淀粉和磷酸酯淀粉添加至速凍豬肉丸中，通過對豬肉丸蒸煮損失、出品率、解凍損失、持水性和質構的測定，研究FG添加量以及復配淀粉的復配比例對速凍豬肉丸品質特性的影響效果。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

豬后丘肉：哈爾濱市好又多超市；亞麻籽膠：東北農業大學食品學院提供；醋酸酯淀粉、磷酸酯淀粉：上海祁邦實業有限公司。

ZB-b斬拌機：華映食品機械有限公司；TA-XT Plus質構儀：英國SMS公司；DELTA320PH計：梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；JD500-2電子分析天平：沈陽龍騰電子稱量儀器有限公司；嫩度儀：北京天翔飛域儀器設備有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 速凍豬肉丸的基本配方

速凍豬肉丸的基礎配方輔料添加量按豬后丘（瘦肉部分）質量百分比計算，分別為豬肥膘20%，淀粉10%，冰水25%，鹽2%；基礎調味料添加量按上述速凍豬肉丸總質量百分比計算，分別為味精0.35%，糖1.2%，白胡椒0.16%，蔥2%，姜1.4%。

1.2.2 速凍豬肉丸的工藝流程

原料肉的選擇→原料肉預處理及腌制→絞肉→配料→混合斬拌→肉丸成型→預煮制→冷凍→包裝

1.2.3 操作要點

選擇滿足出口條件，微生物含量控制在安全范圍之內的優質豬后丘肉，剔除其筋膜、淋巴和血管等。將肉洗凈、瀝干，切成小塊，將瘦肉和肥膘按比例混合，加入食鹽，在低溫條件下腌制。腌制完成后，將肉放入絞肉機內絞成肉糜狀。然后按照預先設定好的配料表，向肉糜中加入淀粉、白糖、味精、白胡椒、鮮蔥、鮮姜等調味料，攪拌均勻后進行斬拌。為防止蛋白質在斬拌過程中發生高溫變性，添加冰水代替常溫水，以保持整個斬拌過程處于低溫狀態。然后將肉餡捏成直徑為2.5 cm的肉丸，放入沸水鍋中煮制10min后撈出瀝干水分，待肉丸中心溫度降至10℃后裝袋，至于-25℃冰箱中貯藏。

1.2.4 速凍豬肉丸品質的測定

1.2.4.1 蒸煮損失率的測定

參考張遠等[12]的方法進行蒸煮損失率的測定，并在此基礎上進行適當修改。將速凍豬肉丸樣品稱重（W1），隨后放入蒸煮袋中密封，置于80℃水浴中加熱至樣品中心溫度達到75℃（用穿刺溫度計測定肉樣的實時中心溫度）。最后取出樣品置于4℃冷庫中冷卻，用吸水紙吸干樣品表面水分，再次稱重（W2），每個樣品平行測定6次，蒸煮損失率按下式進行計算：

式中：W1為樣品蒸煮前質量，g；W2為樣品蒸煮后質量，g。

1.2.4.2 出品率的測定

將速凍豬肉丸樣品稱重（W1），然后放入蒸煮袋中進行密封，在80℃水浴中加熱至樣品中心溫度達到75℃（用穿刺溫度計測定肉樣的實時中心溫度）。最后取出樣品置于4℃冷庫中冷卻，用吸水紙吸干樣品表面水分，再次稱重（W2），每個樣品平行測定6次，出品率按下式進行計算：

式中：W1為樣品蒸煮前質量，g；W2為樣品蒸煮后質量，g。

1.2.4.3 解凍損失率的測定

參考Sylvia[13]的方法進行解凍損失率的測定，并在此基礎上進行適當修改。將速凍豬肉丸樣品稱重（W1），然后置于20℃室溫環境中15min，待其解凍完全，用濾紙吸干肉丸表面水分，再次稱重（W3）。每個樣品平行測定6次，解凍損失率按下式進行計算：

式中：W1為樣品解凍前質量，g；W3為樣品解凍后質量，g。

1.2.4.4 持水性（water holding capacity，WHC）的測定

參考Sandro[14]的方法進行持水性的測定，并在此基礎上進行適當修改。將速凍豬肉丸樣品稱重（M1），在4℃下離心20min后再次稱重（M2），隨后在105℃恒溫干燥箱內干燥至恒重，再次稱重（M3）。每個樣品平行測定6次，持水性按下式進行計算：

式中：M1表示肉丸離心前的重量，g；M2表示離心后的重量，g；M3表示干燥后的重量，g。

1.2.4.5 質構的測定

參考Melendres[15]的方法進行質構的測定，并在此基礎上進行適當修改。將置于4℃冰箱內12 h的豬肉丸樣品切成1 cm×1 cm×1 cm的立方體，采用TA－XT Plus質構儀進行測定，并應用Texture ExpertV1軟件包進行數據處理和控制。測定參數設定：測定前探頭速度：2.00 mm/s；測定后探速度：5.00 mm/s；兩次測定時間間隔：3.00 s；觸發類型：自動；測定距離：5.00 mm；觸發力：5.0 g；探頭類型為P50，數據收集率 200 點/s，環境溫度20℃。按照質構儀的操作要求進行測定，每個樣品重復測試6次。

1.3 數據分析

每組試驗重復6次，采用Statistix8.0軟件對數據進行統計分析和差異顯著性（p＜0.05）分析，采用Sigmaplot 12.5 軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 FG對速凍豬肉丸品質的影響

2.1.1 FG對速凍豬肉丸蒸煮損失和出品率的影響

不同FG添加量（按占瘦肉質量的百分比添加）對速凍豬肉丸蒸煮損失和出品率的作用效果如圖1所示。

圖1 FG添加量對豬肉丸蒸煮損失和出品率的影響Fig.1 The influence of the addition of FG on the cooking loss and product yield of pork meatballs

從圖1可以看出，隨著FG添加量的增加，速凍豬肉丸的蒸煮損失逐漸降低。當FG添加量為0%時，速凍豬肉丸的蒸煮損失達到最大值11.3%；當FG添加量為0.4%時，蒸煮損失達到最小值5.1%。雖然隨著FG添加量的增加產品的蒸煮損失顯著降低（p＜0.05），但當添加量為0.35%～0.4%時這種變化并不明顯（P＞0.05）。當 FG 添加量為0.35%和 0.4%時，速凍豬肉丸的蒸煮損失相對較小，故添加0.35%的FG就可以達到減少速凍豬肉丸蒸煮損失的目的。

隨著FG添加量的增加，豬肉丸的出品率呈現先上升后下降的趨勢。當FG添加量為0.35%時，豬肉丸出品率達到最大值162%，相對于其它幾組添加量的豬肉丸樣品差異顯著（p＜0.05）。

FG添加到速凍豬肉丸中，與豬肉肌原纖維蛋白相互作用，在蒸煮加熱的過程中形成致密性好、均一度高的三維網狀結構，這種結構的形成有利于水分的固定，從而降低樣品的蒸煮損失率，提高產品的持水能力，這與孫健[4]和趙光輝[16]等的研究結果一致。但FG對肉蛋白的保水能力的提高有一定限度，所以當FG添加量達到0.35%以后，豬肉丸的蒸煮損失率降低效果不再顯著。此外，FG作為非肉蛋白添加到速凍豬肉丸中，在適宜的添加量下，速凍豬肉丸的出品率也得到適當的提高。但當FG添加量過多時，過多的膠體可能將包埋水分的網格掩埋，造成水分損失增大，產品的出品率也隨之下降。

2.1.2 FG對速凍豬肉丸解凍損失和持水性的影響

持水性是評價肉品品質的重要指標之一，持水性的高低直接影響產品的嫩度、顏色、風味和質構等。解凍損失在一定程度上也能反映出肉制品的持水能力。不同FG添加量對速凍豬肉丸解凍損失和持水性的作用效果如圖2所示。

圖2 FG添加量對豬肉丸解凍損失和持水性的影響Fig.2 The influence of the addition of FG on the thawing loss and water holding capacity of pork meatballs

從圖2可以看出，隨著FG添加量的增加，速凍豬肉丸的解凍損失呈現先下降后上升的趨勢，但上升趨勢并不顯著（P＞0.05）。當FG添加量為0.35%時，豬肉丸的解凍損失達到最小值8.9%。與前者相比，當FG添加量為0.4%時，豬肉丸解凍損失略有增加，增加至9.4%。因此，FG添加量為0.35%時能夠起到降低解凍損失的目的。

FG的添加量對速凍豬肉丸樣品的持水能力影響顯著（p＜0.05），隨著 FG 添加量的增加，豬肉丸樣品的持水性呈現先上升后下降的趨勢。當FG添加量為0.35%時，速凍豬肉丸的持水性達到最大值37.94%，與其余對照組相比差異顯著（p＜0.05）。因此，FG 添加量為0.35%時最佳。

豬肉丸持水性隨FG添加量的增加而不斷提高，一方面是因為靜電引力的存在，促使FG帶負電的羧基基團與豬肉肌原纖維蛋白中帶正電的氨基酸側鏈之間產生相互作用[17]。另一方面，FG屬于親水膠體，含有許多親水集團，使得速凍豬肉丸整體的溶解性顯著提高[18]，故增加了速凍豬肉丸的保水性。FG對肉制品保水能力的改善是具有一定限度的[7]，FG添加量過多肉制品保水性不再上升或呈下降趨勢，這與本試驗結果一致。由于持水性增大，解凍時從肉丸中深處的水分就相對減少，故樣品解凍損失的變化趨勢與樣品保水性完全相反。

2.1.3 FG對速凍豬肉丸質構的影響

不同FG添加量對速凍豬肉丸組織結構的作用效果如表1所示。

從表1可以看出，FG的添加明顯的提高了速凍豬肉丸的彈性、硬度、粘聚性和咀嚼性。隨著FG添加量的增加，速凍豬肉丸樣品的彈性、硬度和咀嚼性均呈現先上升后下降的趨勢，并且在FG添加量為0.35%時，豬肉丸的彈性、硬度和咀嚼性均達到最大值，分別為1.72 mm、26.21 N 和 16433 g。而速凍豬肉丸的粘聚性呈現持續上升趨勢，其中FG添加量為0.35%和0.4%時，樣品的粘聚性分別達到 2.13 和 2.19，粘聚狀態相似。肉制品質構特性的變化與產品水分含量直接相關，因此FG添加量的增加使得速凍豬肉丸組織結構得到改善。綜上所述，FG添加量為0.35%時，加工生產的速凍豬肉丸彈性、粘聚性和咀嚼性較好，但同時硬度也會有所上升。總體而言，添加適量的FG能夠改善速凍豬肉丸的質構特性。

表1 FG添加量對豬肉丸組織結構的影響Table 1 The influence of the addition of FG on the structure of pork meatballs

2.2 復配淀粉對速凍豬肉丸品質的影響

2.2.1 復配淀粉添加比例對速凍豬肉丸蒸煮損失和出品率的影響

本試驗過程中所使用的復配淀粉由醋酸酯淀粉和磷酸酯淀粉按圖中質量配比（醋酸酯淀粉和磷酸酯淀粉=10 ∶0、8 ∶2、6 ∶4、5 ∶5、4 ∶6、2 ∶8、0 ∶10） 混合而成。淀粉作為一種常用的增稠劑，添加到肉丸中可以乳化脂肪，減少肥膩感，并且可以提高產品的出品率，降低生產成本。不同復配淀粉添加比例對速凍豬肉丸蒸煮損失和出品率的作用效果如圖3所示。

圖3 復配淀粉添加比例對豬肉丸蒸煮損失和出品率的影響Fig.3 The influence of the proportion of compound starch on the cooking loss and product yield of pork meatballs

從圖3可以看出，與未添加復配淀粉的對照組相比，添加復配淀粉后速凍豬肉丸的蒸煮損失均降低。隨著醋酸酯淀粉添加比例的降低以及磷酸酯淀粉添加比例的增加，速凍豬肉丸的蒸煮損失呈現先下降后上升的趨勢。當醋酸酯淀粉和磷酸酯淀粉的復配質量比為5∶5時，豬肉丸的蒸煮損失率達到最小值5.19%，與復配質量比為4∶6時豬肉丸的蒸煮損失相比，差異不顯著（p＞0.05），此時樣品的蒸煮損失率為5.24%。

與未添加復配淀粉的對照組相比，添加復配淀粉后速凍豬肉丸的出品率均顯著上升（p＜0.05）。隨著醋酸酯淀粉添加比例的降低以及磷酸酯淀粉添加比例的增加，速凍豬肉丸的出品率呈現先上升再下降的趨勢。并且，當醋酸酯淀粉和磷酸酯淀粉的復配質量比為5∶5時，豬肉丸的出品率達到最大值149.89%，且差異顯著（p＜0.05）。

這可能是因為：磷酸酯淀粉被添加到豬肉丸中，向體系中引入了大量親水性較強的磷酸根基團[19]，故隨著復配淀粉中磷酸酯淀粉添加比例的上升，速凍豬肉丸的保水能力起初得到改善，蒸煮損失率相應下降，產品的出品率上升。而當磷酸酯淀粉添加量大于醋酸酯淀粉后，磷酸酯淀粉所發揮的持水能力達到最大限值，因此后期豬肉丸蒸煮損失又逐漸上升，出品率逐漸下降。

2.2.2 復配淀粉添加比例對速凍豬肉丸解凍損失和持水性的影響

不同復配淀粉添加比例對速凍豬肉丸解凍損失和持水性的作用效果如圖4所示。

圖4 復配淀粉添加比例對豬肉丸解凍損失和持水性的影響Fig.4 The influence of the proportion of compound starch on the thawing loss and water holding capacity of pork meatballs

從圖4可以看出，隨著醋酸酯淀粉添加比例的降低以及磷酸酯淀粉添加比例的增加，速凍豬肉丸的解凍損失呈現先下降后上升的趨勢。其中，醋酸酯淀粉和磷酸酯淀粉的復配質量比為5∶5時，速凍豬肉丸的解凍損失達到最小值9.33。

與未添加復配淀粉的對照組相比，添加復配淀粉后速凍豬肉丸的持水性增大。隨著醋酸酯淀粉添加比例的降低以及磷酸酯淀粉添加比例的增加，速凍豬肉丸的持水性呈現先上升再下降的趨勢。當醋酸酯淀粉和磷酸酯淀粉的復配質量比為5∶5時，速凍豬肉丸的持水性達到最大值38.00。

肉制品受熱肌原纖維蛋白變性，失去對水分的結合能力。變性淀粉糊化時不但不影響蛋白質變性形成的網格體系，相反可以糊化并與蛋白結合形成穩定結構，把這部分水分緊緊的固定在網格中避免豬肉丸熟制后汁液的流失，故變性淀粉能提高肉丸的保水性[20]。添加復配淀粉后豬肉丸保水性增大，解凍損失相對降低。磷酸根屬于親水基團，隨著磷酸根比例的不斷上升，速凍豬肉丸的持水能力也顯著增加[19]，解凍損失相應降低。當后期磷酸酯淀粉添加量高于醋酸酯淀粉添加量時，由于親水的磷酸酯淀粉吸收的水分過多，它的吸水能力超過了肌肉的保水能力，阻礙蛋白質分子與水的結合，蛋白質－脂肪－水體系穩定性下降[21－22]，故后期速凍豬肉丸的持水性下降，解凍損失上升。

2.2.3 復配淀粉添加比例對速凍豬肉丸質構的影響

不同復配淀粉添加比例對速凍豬肉丸組織結構的作用效果如表2所示。

表2 復配淀粉添加比例對豬肉丸組織結構的影響Table 2 The influence of the proportion of compound starch on the structure of pork meatballs

從表2可以看出，隨著醋酸酯淀粉添加比例的降低以及磷酸酯淀粉添加比例的增加，速凍豬肉丸的彈性、硬度、粘聚性和咀嚼性均呈現先上升后下降的趨勢。當醋酸酯淀粉和磷酸酯淀粉的復配質量比為5∶5時，速凍豬肉丸的彈性、硬度、粘聚性和咀嚼性均達到最大值，分別為1.41 mm、20.65 N、2.04和14 221 g。

故綜上所述，本試驗優化出復配淀粉（醋酸酯淀粉∶磷酸酯淀粉）的最佳復配質量比為5∶5。

3 結論

向速凍豬肉丸中添加適量亞麻籽膠及適宜配比的復配淀粉后，產品品質得到了顯著改善。隨著亞麻籽膠添加量的增加，速凍豬肉丸的出品率和持水性呈現先上升后下降的趨勢，解凍損失的走勢與前者恰好相反。當亞麻籽膠添加量為0.35%時，豬肉丸出品率和持水性均達到最大值，分別為162%、37.94%，解凍損失達到最小值8.9%。此添加量下豬肉丸的質構狀態相對較好，產品彈性、粘聚性較好，硬度適中。隨著醋酸酯淀粉添加比例的降低以及磷酸酯淀粉添加比例的增加，豬肉丸的出品率和持水性的變化也遵循先增后減趨勢，蒸煮損失、解凍損失與持水性趨勢完全相反。當醋酸酯淀粉與磷酸酯淀粉的復配質量比為5∶5時，速凍豬肉丸的出品率和持水性均達到最大值，分別為149.89%、38%，蒸煮損失和解凍損失均達到最小值，分別為5.19%、9.33%。并且淀粉復配質量比為5∶5時，速凍豬肉丸的彈性、硬度、粘聚性和咀嚼性均達到最佳狀態。

綜上所述，亞麻籽膠添加量為0.35%，醋酸酯淀粉和磷酸酯淀粉復配質量比為5∶5時，對速凍豬肉丸的食用品質影響最大，此時產品的品質狀態最佳。

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