添加谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶對(duì)鲊廣椒肉丸品質(zhì)的影響

鄒金，羅晶晶，王玉榮，王強(qiáng)，張振東，郭壯

（湖北文理學(xué)院食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院鄂西北傳統(tǒng)發(fā)酵食品研究所，湖北襄陽(yáng)441053）

作為極具西南地區(qū)少數(shù)民族特色的傳統(tǒng)發(fā)酵食品，鲊廣椒以玉米粉和紅辣椒為主要原料，在乳酸菌的作用下發(fā)酵而成[1]。雖然鲊廣椒具有廣泛的食用人群，但目前尚無(wú)較為成熟的產(chǎn)業(yè)化產(chǎn)品。肉丸因制作工藝簡(jiǎn)單和食用多樣化而深受消費(fèi)者喜愛(ài)，目前報(bào)道的有玉米膳食纖維保健肉丸[2]和紫蘇籽肉丸[3]等多種產(chǎn)品形式。在前期研究中，本課題組論證了鲊廣椒肉丸制作的可行性，但發(fā)現(xiàn)制作的產(chǎn)品存在色澤暗淡和硬度小的不足。

作為一種催化蛋白質(zhì)分子內(nèi)與分子間交聯(lián)反應(yīng)的生物酶，谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶（glutamine transaminase，TG酶）可以促進(jìn)蛋白質(zhì)形成緊致的凝膠結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)對(duì)基質(zhì)內(nèi)水分的束縛力，且因具有粘合力極強(qiáng)、pH值穩(wěn)定性好和熱穩(wěn)定性強(qiáng)的特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于肉制品和乳制品加工等領(lǐng)域[4-6]。

本研究按照0.33%、0.67%和1.0%的質(zhì)量比將TG酶與鲊廣椒和豬肉糜進(jìn)行混合，在鲊廣椒肉丸制備的基礎(chǔ)上，使用電子舌、色度儀、質(zhì)構(gòu)儀及核磁共振與成像分析儀對(duì)肉丸滋味、色澤和質(zhì)構(gòu)指標(biāo)進(jìn)行了數(shù)字化評(píng)價(jià)，并對(duì)其水分遷移情況進(jìn)行了探討，以期為后續(xù)鲊廣椒肉丸品質(zhì)的改善和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)提供數(shù)據(jù)支撐和理論支持。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮豬后腿瘦肉、肥膘：襄陽(yáng)市萬(wàn)山農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)；鲊廣椒：鄂西北傳統(tǒng)發(fā)酵食品研究所制作；老抽、蔥酥、食鹽、白糖、味精：自襄陽(yáng)市武商量販超市；5-呈味核苷酸二鈉：星湖生物科技股份有限公司；肉香王香精（食品級(jí)）、復(fù)配水分保持劑（食品級(jí)）：連云港西都生化有限公司；谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶（100 U/g）：泰興市東圣食品科技有限公司；金龍魚(yú)食用調(diào)和油：益海嘉里糧油工業(yè)有限公司；氯化鉀、乙醇：西隴科學(xué)股份有限公司；酒石酸：天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所。

LD-Y300A高速萬(wàn)能粉碎機(jī)：上海頂帥電器有限公司；ZICA12多功能絞肉灌腸機(jī)：臨沂佰斯特食品機(jī)械有限公司；BPC-150F生化培養(yǎng)箱：上海一恒科學(xué)儀器有限公司；HH-4數(shù)顯恒溫水浴鍋：金壇市城東新瑞儀器廠；BS224S電子天平：北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司；UltraScan PRO全自動(dòng)多功能色度儀：美國(guó)Hunterlab公司；NMI20-025V-I型核磁共振成像分析儀：上海紐邁電子科技有限公司；LXJ-IIB型低速大容量多管離心機(jī)：上海安亭科學(xué)儀器廠；SA 402B味覺(jué)分析系統(tǒng)：日本Insent公司；TA.XT Plus物性測(cè)試儀：英國(guó)Stable Micro System公司；PGJ-10-AS純水儀：武漢品冠儀器設(shè)備有限公司；8411型電動(dòng)振篩機(jī)：上虞市道墟星峰儀器廠。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 鲊廣椒肉丸的制作工藝流程

根據(jù)陳奕岑等的方法做適當(dāng)修改[7]，主料與輔料添加量如下：瘦肉糜559.36 g、肥肉糜139.24 g、復(fù)配水分保持劑2.16g、5-呈味核苷酸二鈉0.44 g、食鹽14.56g、白糖12.88 g、味精2.56g、肉香王香精1.6g、老抽4.32g、蔥酥17.12 g、鲊廣椒72 g和冰水48 g。TG酶添加量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）分別為：0.33%、0.67%和1.0%，同時(shí)設(shè)置空白對(duì)照組。

取新鮮洗凈瀝干的豬后腿瘦肉，在去除可見(jiàn)結(jié)締組織的基礎(chǔ)上將其攪打成糜備用。肥膘去皮攪打成糜備用，鲊廣椒粉碎過(guò)80目篩網(wǎng)備用。將瘦肉糜、肥肉糜與輔料混合拌勻，均分為4份，然后加入TG酶攪拌均勻，于37℃進(jìn)行40 min保溫處理后制成直徑為2 cm的肉丸，并置于55℃中水煮定型3分鐘后，于98℃中水煮5 min，冰水冷卻至常溫制得鲊廣椒肉丸。

1.2.2 TG酶添加對(duì)鲊廣椒肉丸滋味影響的評(píng)價(jià)

稱取切碎的鲊廣椒肉丸50g于燒杯中，加入100mL蒸餾水混合，4℃浸泡12小時(shí)后過(guò)濾，濾液備用。傳感器活化后，參考王玉榮等的方法對(duì)浸泡液各滋味指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定[8]。CAO、AE1、COO、AAE和CTO測(cè)試傳感器分別在肉丸浸泡液和參比溶液中測(cè)得電勢(shì)Vs和Vr，兩者的差值即為酸、澀、苦、鮮和咸味的基本味，經(jīng)洗滌后COO、AE1和AAE測(cè)試傳感器在參比溶液中測(cè)得電勢(shì)Vr'，其與Vr的差值即為苦、澀和鮮味回味的相對(duì)強(qiáng)度值。以不添加TG酶的鲊廣椒肉丸為對(duì)照組，并將其各滋味指標(biāo)相對(duì)強(qiáng)度定義為0，每組肉丸重復(fù)測(cè)試4次，取后3次數(shù)據(jù)納入分析。

1.2.3 TG酶添加對(duì)鲊廣椒肉丸色澤影響的評(píng)價(jià)

校正色度儀，參考王金路的方法對(duì)不同TG酶添加量鲊廣椒肉丸明亮度（L*）、紅綠度（a*）和黃藍(lán)度（b*）指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定[9]，每組鲊廣椒肉丸重復(fù)測(cè)試6次，色差計(jì)算公式如下：

式中：ΔL*、Δa*和Δb*分別為處理組和對(duì)照組樣品明亮度、紅綠度和黃藍(lán)度的差值。

1.2.4 TG酶添加對(duì)鲊廣椒肉丸保水性影響的評(píng)價(jià)

參考張明成等的方法并做適當(dāng)修改[10]。肉糜保溫結(jié)束后，首先稱取成型的鲊廣椒肉丸質(zhì)量，記為m1；在經(jīng)定型、水煮和冷卻工藝處理的基礎(chǔ)上，再次對(duì)吸干表面水分的鲊廣椒肉丸進(jìn)行稱重，記其質(zhì)量為m2；然后將完成二次稱重的鲊廣椒肉丸置于-20℃凍藏12 h，對(duì)在室溫下解凍并吸干表面水分的鲊廣椒肉丸進(jìn)行第3次稱重，記其質(zhì)量為m3，鲊廣椒肉丸蒸煮和凍融損失率計(jì)算公式分別為：

1.2.5 TG酶添加對(duì)鲊廣椒肉丸質(zhì)構(gòu)影響的評(píng)價(jià)

參考方媛媛等的方法[11]并做適當(dāng)修改。將鲊廣椒肉丸切成長(zhǎng)方體（2 cm×1 cm×1 cm）后置于基座工作臺(tái)上，選擇P/100探頭，使用質(zhì)構(gòu)儀的全質(zhì)構(gòu)（texture prafile analysis，TPA）模式對(duì)肉丸硬度、粘性、彈性、膠著性、粘聚性、回復(fù)性和咀嚼度指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，設(shè)置參數(shù)如下：測(cè)試前速度1.5 mm/s；測(cè)試速度1 mm/s；測(cè)試后速度1 mm/s；壓縮比45%；2次下壓時(shí)間間隔5s；觸發(fā)力5g。每組肉丸重復(fù)測(cè)試6次，取其平均值并計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差。

1.2.6 TG酶添加對(duì)鲊廣椒肉丸水分遷移影響的評(píng)價(jià)

參考Han等的方法做適當(dāng)修改[12]。稱取10 g食用油對(duì)核磁共振與成像分析儀進(jìn)行校正得到O1（射頻信號(hào)頻率偏移量）和P1（90度射頻脈寬），繼而將切成長(zhǎng)方體（2 cm×1 cm×1 cm）的鲊廣椒肉丸稱重后置于核磁管中，利用 CPMG（Carr-Purcell-Meiboom-Gill）脈沖序列采集每組鲊廣椒肉丸水分中的1H信號(hào)。信號(hào)采集后，利用T2_InvfitGeneral軟件對(duì)信號(hào)進(jìn)行反演，得到鲊廣椒肉丸水的T2弛豫譜，每組肉丸重復(fù)測(cè)試4次。

校正參數(shù)：隊(duì)列為Q-FID（硬脈沖序列）；射頻信號(hào)頻率主值為20 MHz；模擬增益為20 db；數(shù)字增益為3；前置放大增益為0；射頻信號(hào)頻率偏移量為534 784.11 Hz；射頻延時(shí)為0.08 ms；90度射頻脈寬為4.48 μs；接收機(jī)帶寬為 100 kHz；采樣點(diǎn)數(shù)為 1 024；重復(fù)采樣次數(shù)為2；重復(fù)采樣等待時(shí)間為2 000 ms。

測(cè)試參數(shù)：隊(duì)列為Carr-Purcell-Meiboom-Gill（CPMG）序列；測(cè)定溫度（32.00±0.01）℃；射頻信號(hào)頻率主值為20 MHz；模擬增益為20 db；數(shù)字增益為3；前置放大增益為1；射頻信號(hào)頻率偏移量為534 784.11 Hz；射頻延時(shí)為 0.25 ms；90度射頻脈寬為 4.48 μs；180度射頻脈寬為10.48 μs；接收機(jī)帶寬為100 kHz；采樣點(diǎn)數(shù)為100 004；重復(fù)采樣次數(shù)為4；回波時(shí)間為0.200 ms；回波個(gè)數(shù)為5 000；重復(fù)采樣等待時(shí)間為2 500 ms；信噪比=470.96。

1.3 數(shù)據(jù)分析

使用方差分析（analysis of variance）對(duì)不同TG酶添加量鲊廣椒肉丸滋味、色澤、保水性和質(zhì)構(gòu)進(jìn)行顯著性分析，使用基于非加權(quán)組平均法（unweighted pairgroup method with arithmetic means，UPGMA） 聚類分析對(duì)不同TG酶添加量鲊廣椒肉丸品質(zhì)整體差異進(jìn)行評(píng)價(jià)。使用Matlab 2010b軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，使用Origin 8.5軟件繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 TG酶添加對(duì)鲊廣椒肉丸滋味的評(píng)價(jià)

鲊廣椒作為一種以乳酸菌為優(yōu)勢(shì)菌進(jìn)行發(fā)酵形成的傳統(tǒng)食品，將其應(yīng)用于肉丸中，賦予了肉丸極具特色的滋味。本研究采用步驟1.2.2中的方法測(cè)定不同處理鲊廣椒肉丸滋味指標(biāo)的相對(duì)強(qiáng)度值，進(jìn)而探討了添加TG酶是否會(huì)影響鲊廣椒肉丸的滋味，其結(jié)果如表1所示。

表1 TG酶添加對(duì)鲊廣椒肉丸滋味的影響Table 1 Effect of addition of glutamine transaminase on the taste of Zhaguangjiao meatball

由表1可知，添加TG酶對(duì)鲊廣椒肉丸酸味、澀味、鮮味和苦的回味無(wú)顯著性影響（P>0.05），而添加量?jī)H為0.33%時(shí)，即可使鲊廣椒肉丸苦味、咸味和澀味回味發(fā)生顯著性變化（P<0.05）。有研究表明，在使用電子舌測(cè)定兩個(gè)食品滋味指標(biāo)時(shí)，若二者在同一指標(biāo)上相對(duì)強(qiáng)度值差值小于1，則其差異無(wú)法通過(guò)感官鑒評(píng)法予以分辨[13]。由此可見(jiàn)，使用TG酶雖然對(duì)鲊廣椒肉丸部分滋味指標(biāo)有影響，但其差異性不足以通過(guò)感官鑒評(píng)區(qū)分。

2.2 TG酶添加對(duì)鲊廣椒肉丸色澤影響的評(píng)價(jià)

色澤是影響消費(fèi)者對(duì)鲊廣椒肉丸喜愛(ài)程度的重要指標(biāo)，本研究使用色度儀對(duì)不同TG酶添加量鲊廣椒肉丸明亮度、紅綠度和黃藍(lán)度進(jìn)行測(cè)定，并計(jì)算色差，其結(jié)果如表2所示。

表2 TG酶添加對(duì)鲊廣椒肉丸色澤的影響Table 2 Effect of addition of glutamine transaminase on the color of Zhaguangjiao meatball

由表2可知，TG酶添加量為0.67%時(shí)可顯著提高肉丸的黃藍(lán)度（P<0.05），達(dá)到1.0%時(shí)可顯著提高肉丸的白度（P<0.05），而添加TG酶對(duì)鲊廣椒肉丸紅綠度無(wú)顯著影響（P>0.05）。由表2亦可知，隨著TG酶添加量的增大，肉丸與對(duì)照組的色差值逐漸增大。

2.3 TG酶添加對(duì)鲊廣椒肉丸保水性影響的評(píng)價(jià)

通過(guò)測(cè)定鲊廣椒肉丸的蒸煮和凍融損失率，本研究探討了添加TG酶對(duì)鲊廣椒肉丸保水性的影響，其結(jié)果如圖1所示。

圖1 TG酶添加對(duì)鲊廣椒肉丸保水性的影響Fig.1 Effect of addition of glutamine transaminase on the waterholding capacity of Zhaguangjiao meatball

由圖1可知，當(dāng)TG酶添加量為0.33%和0.67%時(shí)，鲊廣椒肉丸的蒸煮損失率與對(duì)照組差異不顯著（P>0.05），而當(dāng)添加量達(dá)到1.0%時(shí)，肉丸的蒸煮損失率顯著減小（P<0.05）。究其原因可能在于鲊廣椒中富含的大量淀粉在水煮過(guò)程中吸收水分，從而使鲊廣椒肉丸熟制后的質(zhì)量增大。TG酶催化肉制品中的蛋白質(zhì)分子發(fā)生共價(jià)交聯(lián)反應(yīng)，形成了牢固的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使得淀粉在蒸煮過(guò)程中吸水率下降，從而導(dǎo)致了肉丸蒸煮損失率降低。此外，TG酶添加對(duì)鲊廣椒肉丸凍融析水率無(wú)顯著影響（P>0.05）。

2.4 TG酶添加對(duì)鲊廣椒肉丸質(zhì)構(gòu)影響的評(píng)價(jià)

由于TG酶具有催化蛋白質(zhì)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)的作用[14]，在完成TG酶添加對(duì)鲊廣椒肉丸保水性評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，本研究進(jìn)一步使用質(zhì)構(gòu)儀探討了添加TG酶是否會(huì)影響鲊廣椒肉丸的質(zhì)構(gòu)，其結(jié)果如表3所示。

表3 TG酶添加對(duì)鲊廣椒肉丸質(zhì)構(gòu)的影響Table 3 Effect of addition of glutamine transaminase on the texture of Zhaguangjiao meatball

由表3可知，TG酶添加量為0.33%時(shí)即可顯著降低鲊廣椒肉丸的粘性（P＜0.05），達(dá)到0.67%時(shí)鲊廣椒肉丸的膠著性、粘聚性和回復(fù)性顯著增大（P＜0.05），而達(dá)到1.0%時(shí)鲊廣椒肉丸的硬度和咀嚼度顯著增大（P＜0.05）。此外，添加TG酶對(duì)鲊廣椒肉丸彈性無(wú)顯著影響（P＞0.05）。

2.5 TG酶添加對(duì)鲊廣椒肉丸水分遷移的評(píng)價(jià)

本研究進(jìn)一步采用低場(chǎng)核磁共振技術(shù)對(duì)鲊廣椒肉丸中水分的分布及遷移情況進(jìn)行了分析，不同TG酶添加量鲊廣椒肉丸T2弛豫譜圖如圖2所示。

圖2 不同TG酶添加量鲊廣椒肉丸T2弛豫譜圖Fig.2 Effect of addition of glutamine transaminase on T2relaxation spectra of Zhaguangjiao meatballs

由圖2可知，鲊廣椒肉丸T2弛豫譜有5個(gè)峰。肉制品中不易流動(dòng)水大部分分布在蛋白凝膠空隙中，弛豫時(shí)間在35 ms左右；其余水分則為在肉中可自由流動(dòng)的自由水和與蛋白質(zhì)結(jié)合的結(jié)合水，弛豫時(shí)間分別在200 ms～350 ms和0～5 ms以內(nèi)。任小青通過(guò)探討冷藏時(shí)間對(duì)不同包裝豬肉糜弛豫時(shí)間的影響[15]，發(fā)現(xiàn)肉制品中的水分分為 3 大類：結(jié)合水（0 ms＜T2＜10 ms）、不易流動(dòng)水（10ms≤T2＜100ms）和自由水（T2≥100ms），該試驗(yàn)結(jié)果與本研究相同。值得一提的是，因與蛋白質(zhì)結(jié)合緊密程度不同，鲊廣椒肉丸中結(jié)合水在T2弛豫譜中呈現(xiàn)3個(gè)峰，其中按結(jié)合強(qiáng)弱依次分為化合水、鄰近水和多層水[16]。TG酶添加對(duì)鲊廣椒肉丸水分T2弛豫時(shí)間的影響如圖3所示。

圖3 TG酶添加對(duì)鲊廣椒肉丸水分T2弛豫時(shí)間的影響Fig.3 Effect of addition of glutamine transaminase on T2 relaxation time of water of Zhaguangjiao meatballs

由圖3可知，鲊廣椒肉丸中結(jié)合水與不易流動(dòng)水的弛豫時(shí)間并不隨著TG酶添加量的增大而發(fā)生顯著性變化（P＞0.05），添加0.33%、0.67%和1.0%的TG酶均可顯著縮短自由水的弛豫時(shí)間（P＜0.05）。究其原因可能在于TG酶催化鲊廣椒肉丸中的蛋白質(zhì)分子，使其形成穩(wěn)固的結(jié)構(gòu)，并增強(qiáng)對(duì)肉丸內(nèi)水分的束縛力，進(jìn)而使得自由水弛豫時(shí)間縮短。添加TG酶對(duì)鲊廣椒肉丸各類型水分相對(duì)含量的影響如圖4所示。

圖4 TG酶添加對(duì)鲊廣椒肉丸各類型水分相對(duì)含量的影響Fig.4 Effect of addition of glutamine transaminase on the relative abundance of water in Zhaguangjiao meatball

由圖4可知，鲊廣椒肉丸中90%以上水為不易流動(dòng)水，結(jié)合水占6%左右，而自由水不足3%。由此可見(jiàn)，鲊廣椒肉丸的質(zhì)構(gòu)主要受不易流動(dòng)水的影響。此外，TG酶的添加可降低鲊廣椒肉丸中自由水的含量。

2.6 TG酶添加對(duì)鲊廣椒肉丸整體品質(zhì)的影響

在對(duì)鲊廣椒肉丸滋味、色澤、保水性和質(zhì)構(gòu)進(jìn)行差異性分析的基礎(chǔ)上，本研究使用聚類分析法對(duì)不同處理組鲊廣椒肉丸的整體品質(zhì)進(jìn)行了評(píng)價(jià)，其結(jié)果如圖5所示。

圖5 基于UPGMA聚類的TG酶添加對(duì)鲊廣椒肉丸品質(zhì)影響的評(píng)價(jià)Fig.5 Effect of addition of glutamine transaminase on the product quality of Zhaguangjiao meatball based on the UPGMA

由圖5可知，添加0.33%TG酶的鲊廣椒肉丸品質(zhì)與對(duì)照組相似，而TG酶添加量達(dá)到0.67%～1.0%時(shí)，鲊廣椒肉丸品質(zhì)得到明顯改善。

3 結(jié)論

添加TG酶可顯著改善鲊廣椒肉丸的品質(zhì)，當(dāng)TG酶添加量達(dá)到1.0%時(shí)鲊廣椒肉丸的硬度、咀嚼度和白度顯著增大，而蒸煮損失率顯著降低。究其原因在于，隨著TG酶添加量的增大，蛋白質(zhì)分子間的交聯(lián)作用增強(qiáng)，進(jìn)而使得自由水弛豫時(shí)間縮短，對(duì)水分束縛力變大。此外，TG酶添加量達(dá)到0.67%～1.0%時(shí)，鲊廣椒肉丸品質(zhì)得到明顯改善，雖然添加1.0%TG酶對(duì)鲊廣椒肉丸滋味品質(zhì)有影響，但其差異性不足以通過(guò)感官鑒評(píng)區(qū)分。