超高壓對低鹽海藻雞肉糜品質的影響

黃 群，王希希，艾明艷，鄭寶東,*，安鳳平，許正金，傅凌韻

（1.福建農林大學食品科學學院，福建 福州 350001；2.福建正大食品有限公司，福建 龍巖 364000；3.塔里木大學生命科學學院，新疆 阿拉爾 843300）

雞肉是世界上銷量最高的禽肉之一，而雞脯肉因其在營養價值和功能性方面的特殊性而被廣泛關注，具有巨大的消費市場[1-2]。但是，由于雞胸肉中肌原纖維蛋白凝膠性較差，產品感官品質不能達到人們的滿意度，因此，提高雞肉制品品質成為當前研究的熱點[3-4]。為改善雞肉糜制品的品質，目前主要采用加入添加劑和引入新技術等方法[5-7]。低鹽海藻雞胸肉糜體系（low-salt Eucheuma spinosum supplemented chicken batters，LESCB）是在雞胸肉糜中添加質量分數0.4%刺麒麟菜（海藻）和1.5%食鹽的混合體系。前期研究發現添加刺麒麟菜（海藻）能夠改善雞胸肉糜的凝膠和流變特性，且在降低食鹽添加量方面效果顯著[8]。

超高壓技術是一種高效且非熱力加工方法，能影響蛋白質構象而導致蛋白質變性、聚合和凝膠化，進而改變其質構特性、提高肉類凝膠的穩定性[9-10]。目前超高壓技術在不同體系中得到廣泛應用，王詩萌等[11]研究超高壓與磷酸鹽的協同作用對蝦蛄肌原纖維蛋白凝膠特性的影響，結果表明，293 MPa處理17 min、磷酸鹽質量分數6.0%時蝦蛄蛋白凝膠特性較理想。Villamonte[12]、潘杰[13]等研究了超高壓對肌原纖維蛋白-黃原膠混合體系結構特性的影響，發現高壓下黃原膠阻礙蛋白變性，含黃原膠的蛋白質溶解度在400 MPa處理后逐漸增加。Chen Xin等[14]發現超高壓能夠改善肌球蛋白-海藻酸鈉體系的凝膠強度，提高其巰基含量和表面疏水性。但是超高壓對LESCB品質影響的研究尚鮮有報道。本實驗將超高壓技術引入雞胸肉糜制品加工中，以期改善低鹽雞胸肉糜制品的質構和保水性，為低鹽、低脂、高蛋白肉制品的開發應用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

雞胸肉（冷凍）、食鹽 福建福州永輝超市；刺麒麟菜 綠新（福建）食品有限公司；三聚磷酸鈉、氯化鈉、十二水合磷酸氫二鈉、二水合磷酸二氫鈉 國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

全自動肉丸機 佛山市順德區俊凌廚具電器廠；ADCI全自動色差計 北京辰泰克儀器技術有限公司；SMSTA TA.XT Plus質構儀 英國Stable Micro Systems有限公司；UV-1780紫外-可見分光光度計 日本島津公司；MCR 301流變儀 奧地利安東帕（中國）有限公司；5L-HPP-600MPa超高壓設備 包頭九久科技發展有限公司；TGL-16醫用冷凍離心機 四川蜀科儀器有限公司；DZ-400-2F真空包裝機 溫州奔騰機械有限公司。

1.3 方法

1.3.1 LESCB制備

取適量刺麒麟菜進行清洗，去除所含雜質，剪成1 cm左右長度后于105 ℃下烘干，粉碎過200目篩，即得刺麒麟菜粉末，待用。

取3 0 0 0 g雞胸肉（冷凍）于0～4 ℃解凍1 2 h，剔除多余脂肪和結締組織，分割成塊狀（3 cm×3 cm×2 cm），清洗擦干表面水分，添加質量分數1.5%食鹽和質量分數0.4%三聚磷酸鈉混勻后置于4 ℃冰箱內腌制10 h。將腌制好的雞胸肉打漿3 min，打漿過程中加入占肉質量分數0.4%的刺麒麟菜粉和質量分數20%的冰水，繼續打漿5 min。將肉糜填充至直徑為22 mm的膠原蛋白腸衣中，真空包裝。

1.3.2 超高壓處理

參照潘杰[13]的方法并稍作修改。高壓腔體內部溫度恒定（25±1）℃，保壓10 min，考察壓力水平為0.1、100、200、300、400、500 MPa；保持壓力300 MPa，考察保壓時間為0、5、10、15、20、25 min。將超高壓處理后的樣品置于75 ℃恒溫水浴中加熱凝膠化30 min，流水冷卻至室溫，置于4 ℃冰箱過夜，待測。

1.3.3 色澤、持水性測定

肉糜的色澤、持水性均參照參考文獻[3]進行測定。

1.3.4 鹽溶蛋白溶解度測定

參照康壯麗[15]的方法并稍作修改。取10 g肉糜加入50 mL、2～4 ℃的0.6 mol/L氯化鈉溶液和20 mol/L磷酸鹽緩沖液（pH 7.0）中，使用勻漿機進行勻漿處理，將處理好的勻漿經15 000×g離心30 min后取上清液，使用考馬斯亮藍法測定其蛋白質量濃度。每個樣品做3 個平行，結果取平均值。

1.3.5 蒸煮損失率測定

取一定質量雞胸肉糜灌腸后稱質量，記為m1，于75 ℃水浴30 min。流水冷卻至室溫后剪去腸衣，用吸水紙擦干腸衣和腸表面的水分，再次稱質量，腸衣質量記為m2，腸質量記為m3。蒸煮損失率按式（1）計算。每個樣品做6 個平行，結果取平均值。

1.3.6 凍融損失率測定

將熟肉糜于-18 ℃凍結24 h后稱質量，記為m4，再將其置于4 ℃解凍12 h，擦去表面游離水，稱質量記為m5，凍融損失率按式（2）計算。每個樣品做6 個平行，結果取平均值。

1.3.7 流變學性質測定

參照翟小波等[16]的方法并稍作修改。不同壓力水平和保壓時間處理的肉糜熱動態流變性使用MCR301型流變儀進行測定。測定過程中使用硅油密封，防止加熱過程中水分揮發。探頭為50 mm不銹鋼圓形平板探頭，間隙為1.00 mm，在振蕩模式及1%應變的黏彈性線性區域內進行連續剪切。在此過程中測定儲能模量（G’）和相位角正切值（tan δ）的變化。

1.3.8 質構分析

參照焦文娟等[17]的方法并稍作修改。將經過水浴并靜置過夜的樣品從4 ℃冰箱取出，平衡至室溫，剝去腸衣，切成φ 2.2 cm×10 mm薄片。測定參數：TPA模式，探頭型號P36，壓縮比40%，測前速率5 mm/s，測中速率1 mm/s，測后速率10 mm/s，觸發力Auto-5 g，間隔時間2 s，數據獲取速率200 pps，測定樣品的硬度和彈性。每個樣品做6 個平行，結果取平均值。

1.4 數據統計分析

每個實驗重復3 次，所有數據采用Excel軟件進行整理分析，實驗結果以±s表示。采用DPS 7.05軟件的單因素方差分析對數據進行差異顯著性分析，當P＜0.05時判定組間存在顯著差異。采用Origin 8.5軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 超高壓處理對LESCB色澤的影響

表 1 超高壓處理對LESCB色澤的影響Table 1 Effect of high pressure processing on color of LESCB

L*、a*和W值是評價肉制品色澤變化的重要指標。由表1可知，隨著壓力的增加，LESCB的L*值和W值先降低后升高，200 MPa時達最低值?？赡苁且驗?00～500 MPa超高壓處理使LESCB中的肌球蛋白和肌紅蛋白發生變性，誘使亞鐵血紅素被取代或釋放，導致L*值和W值升高[18]。a*值在300 MPa時顯著增加（P＜0.05），隨后變化不顯著；可能是壓力大于300 MPa時蛋白質完全變性，繼續升壓不會使色澤發生變化。與0 min處理組相比，L*值隨保壓時間延長而降低（P＜0.05），a*值和W值無顯著變化（P＞0.05）。

2.2 超高壓處理對LESCB鹽溶蛋白溶解度的影響

圖 1 超高壓處理對LESCB鹽溶蛋白溶解度的影響Fig. 1 Effect of high pressure processing on SSP concentration of LESCB

鹽溶蛋白因其可截留水分和增強肉糜團聚性而對肉制品品質具有重要作用[19]。由圖1A可知，與0.1 MPa處理組相比，100～300 MPa處理對LESCB鹽溶蛋白溶解度無顯著影響（P＞0.05），300 MPa處理組的蛋白質量濃度大于200 MPa處理組，而400～500 MPa處理則顯著降低了鹽溶蛋白溶解度（P＜0.05）。這可能是因為壓力的增加使蛋白質變性析出，導致溶液中蛋白質量濃度下降，這與邱春強等[20]研究的超高壓和瓜爾豆膠對雞肉鹽溶蛋白凝膠的影響結果相似。圖1B顯示，鹽溶蛋白溶解度隨保壓時間的延長先升高后降低（P＞0.05），15 min時鹽溶蛋白溶解度顯著高于0 min處理組（P＜0.05）。

2.3 超高壓處理對LESCB蒸煮損失率的影響

由圖2A可知，與0.1 MPa處理組相比，100 MPa超高壓處理可增加LSPCB的蒸煮損失率，但變化不顯著（P＞0.05）；隨著壓力的升高（200～500 MPa），LESCB的蒸煮損失率呈先降低后升高的趨勢，300 MPa時達最低值。這可能是因為超高壓能促進蛋白質-蛋白質以及蛋白質-海藻多糖之間的相互作用，同時使海藻多糖參與熱凝膠化，形成均勻致密的凝膠網絡結構，減少肉糜的蒸煮損失[21]。而500 MPa時蒸煮損失率升高可能與過大的壓力破壞了凝膠網絡結構，使水分析出有關。陳建良等[22]發現，采用過低壓力（50 MPa）和過高壓力（600 MPa）處理添加了酪朊酸鈉的雞肉腸制品，均在一定程度上增加了其蒸煮損失率。圖2B顯示，LESCB的蒸煮損失率隨保壓時間的延長而逐漸減小，20～25 min時的蒸煮損失率與0 min處理組相比顯著降低（P＜0.05），但兩者之間無顯著差異。

圖 2 超高壓處理對LESCB蒸煮損失率的影響Fig. 2 Effect of high pressure processing on cooking loss of LESCB

2.4 超高壓處理對LESCB持水性的影響

圖 3 超高壓處理對LESCB持水性的影響Fig. 3 Effect of high pressure processing on water holding capacity of LESCB

由圖3 A可知，與0.1 M P a處理組相比，100～500 MPa超高壓處理對LESCB的持水性產生顯著影響（P＜0.05），且隨壓力的增加而上升；但當壓力大于400 MPa時，LESCB持水性呈下降趨勢（P＞0.05）。文獻[23-24]報道，與未加壓處理的樣品相比，超高壓處理可促進蛋白質分子間氫鍵的形成以及蛋白質-水之間的相互作用，從而形成更加均勻致密的凝膠微觀結構，導致其具有較高的持水性。一方面，超高壓處理能使LESCB中水分子發生聚合，縮小水分子間的距離，使自由水填補到氨基酸側鏈周圍而變成結合水，改變LESCB中水分的流動性，提高其持水性；另一方面，超高壓處理能夠使蛋白-蛋白和蛋白-海藻多糖間的相互作用加強，間接影響肉糜的持水性。過高壓力（400～500 MPa）使肉糜持水性下降，這可能是由于壓力的升高導致肌節斷裂破碎，肌絲網絡空間的水分被迫流向間隙，從而使肉糜的水分流失，持水性下降[25]。由圖3B可知，保壓時間對LESCB持水性產生顯著影響，但隨著時間的延長持水性無顯著變化（P＞0.05）。此變化趨勢與色澤變化一致。

2.5 超高壓處理對LESCB凍融損失率的影響

圖 4 超高壓處理對LESCB凍融損失率的影響Fig. 4 Effect of high pressure processing on freeze-thaw stability of LESCB

如圖4A所示，隨著壓力的升高，LESCB的凍融損失率呈先降低后增加趨勢，300 MPa處理時凍融損失率最低，此變化趨勢與蒸煮損失率一致。適當的壓力處理能使蛋白質-蛋白質以及蛋白質-海藻多糖之間的相互作用增強，促進肉糜形成穩定的凝膠網絡結構，增強肉糜對水的束縛能力，減少解凍時汁液的流失。圖4B顯示，保壓時間（5～20 min）對LESCB的凍融損失率無明顯影響，但25 min時凍融損失率顯著降低（P＜0.05）。由此可見，加壓處理后LESCB凍融損失率的改變歸因于壓力的變化。

2.6 超高壓處理對LESCB流變特性的影響

圖 5 超高壓對LESCB升溫過程中G’的影響Fig. 5 Change in G’ of LESCB during heating process

由圖5 A可知，在未經加熱（2 0 ℃）時，100～200 MPa超高壓處理能顯著增強LESCB的G’，說明適當的壓力有利于肌原纖維蛋白凝膠化，提高混合體系的凝膠強度；300～500 MPa時，LESCB的G’隨壓力的升高而降低，且300 MPa處理組明顯低于100、200 MPa處理組；說明壓力破壞了海藻多糖對肉糜的凝膠增強作用，且壓力越高破壞越大。加熱過程中，LESCB的G’隨壓力的增加呈先上升后下降趨勢，300 MPa處理后G’逐漸下降，可能因為過高的壓力抑制了加熱過程中蛋白質的變性和聚集，不利于穩定凝膠網絡結構的形成，降低了LESCB體系的熱凝膠能力[13]。這與李月雙等[26]研究的超高壓對肌球蛋白-抗性玉米淀粉混合凝膠流變特性的影響相似。0.1～500 MPa處理組的G’變化可分為3 個階段：第1階段（20.0～48.0 ℃）中，隨著溫度的升高，G’呈緩慢下降趨勢，這是因為打漿過程中肌原纖維蛋白發生溶解和溶脹，導致加熱時蛋白質發生折疊，G’下降；第2階段（48.0～57.3 ℃）中，0.1～300 MPa處理的LESCB G’迅速下降，這說明隨溫度升高，蛋白質變性速率加快，變性的肌球蛋白可能會使肉糜流動性上升，并且破壞低溫下形成的凝膠網絡結構[15]；第3階段（57.3～75.0 ℃）中，G’迅速升高，說明半溶膠體在受熱過程中轉變成了彈性膠體。

如圖5B所示，未經加熱（20 ℃）處理時，5～10 min處理組的G’高于0 min處理組，15～25 min處理組的G’低于0 min處理組，且隨保壓時間的延長而逐漸降低。這可能是因為保壓時間過長，破壞了蛋白質-蛋白質以及海藻多糖-蛋白質的相互作用。加熱過程中，G’隨著保壓時間（5～25 min）的延長呈先升高后降低趨勢，15 min處理組的G’最大，凝膠彈性最好。

圖 6 超高壓處理對LESCB升溫過程中tan δ值的影響Fig. 6 Change in tan δ of LESCB during heating process

tan δ值反映了肉糜在加熱形成凝膠過程中黏性肌球蛋白溶液向彈性肌球蛋白凝膠的轉變。由圖6A可知，超高壓處理明顯改變了升溫過程中LESCB的tan δ值。加熱初期（20 ℃），與0.1 MPa處理組相比，超高壓處理降低了100～200 MPa處理組的tan δ值，增加了300～500 MPa組的tan δ值。加熱過程中各曲線的變化趨勢基本一致：20.0～53.6 ℃間tan δ值急劇升高，說明LESCB的彈性降低，溫度使蛋白質的構象發生了變化，且減弱了蛋白質-蛋白質以及蛋白質-海藻多糖間的相互作用；53.6～75.0 ℃間tan δ值迅速下降，表明LESCB的彈性上升，高溫增強了蛋白質及海藻多糖的熱凝膠性。圖6B顯示保壓時間對肉糜的tan δ值產生了明顯影響。加熱初期（20 ℃），5.0～25.0 min處理組的tan δ值高于0 min處理組；在47.1～58.3 ℃范圍內，0 min處理組的tan δ值低于其他組（除15.0 min處理組），說明維持適當的保壓時間能夠引起更多的蛋白質變性。

2.7 超高壓處理對LESCB硬度和彈性的影響

由圖7A可知，LESCB的硬度和彈性均隨壓力的升高呈現先增大后減小的趨勢，硬度在200～300 MPa時達最大，且兩者間無顯著差異，在400～500 MPa時逐漸減低；彈性在300 MPa時顯著增加，大于300 MPa后逐漸減小。Boonyaratanakornkit等[23]報道了壓力能夠導致電荷與極性基團周圍溶劑電致伸縮、蛋白質分子內部空穴塌陷和氫鍵縮短，促使蛋白質可壓縮性降低，提高受壓凝膠的硬度。才衛川等[25]認為，適當的壓力處理可使肉糜間團聚性增強，從而提高肉糜的硬度，但過高的壓力會導致肌原纖維M線消失、A帶和I帶被破壞，使肌原纖維小片化程度增大、硬度降低。但也有研究認為，超高壓（100～400 MPa）處理通過使蛋白質變性，降低熱凝膠化過程中的凝膠網絡結構間的交聯程度，使凝膠硬度下降[27-28]。因此，對于不同的受壓體系，壓力對硬度和彈性的影響均有所不同。圖7B中，LESCB的硬度和彈性隨保壓時間的延長呈增加趨勢，但在25 min時突然降低。這可能是因為長時間的高壓處理破壞了LESCB的三維網絡結構[29]。

圖 7 超高壓處理對LESCB硬度和彈性的影響Fig. 7 Effect of high pressure processing on hardness and springiness of LESCB

3 結 論

本研究結果表明適當壓力和保壓時間的超高壓處理可改善LESCB的品質。隨著壓力的升高，肉糜L*值和W值先降低后升高，在200 MPa時達最低值，a*持續上升；保壓時間對肉糜的a*值和W值無顯著影響，L*值隨時間的延長逐漸降低。100～300 MPa超高壓處理對肉糜鹽溶蛋白溶解度無顯著影響，大于300 MPa時鹽溶蛋白溶解度呈下降趨勢；保壓時間對鹽溶蛋白溶解度無顯著影響。隨著處理壓力的升高，肉糜的蒸煮損失率和凍融損失率呈先降低后升高的趨勢，在300 MPa處理時達到最低值，說明適當的壓力能促進蛋白質-蛋白質以及蛋白質-海藻多糖間的相互作用；蒸煮損失率和凍融損失率隨保壓時間的延長而逐漸降低。持水性隨壓力的升高先增加后降低，在300 MPa時達到最大值；與0 min處理組相比，延長保壓時間能顯著增強肉糜持水性，但各處理組間無顯著差異，與色澤變化基本一致。隨著壓力的升高，肉糜硬度和彈性先增加后降低，長時間（25 min）處理會破壞肉糜凝膠網絡結構。適當的超高壓處理能夠改善LESCB的G’和tan δ值，提高產品品質。本實驗研究超高壓對影響LESCB的品質進行了，為提高LESCB品質提供了理論參考。