亞硝酸鹽替代物對肉糜制品質構的影響

楊慧娟，何悅珊，彭毅，陳黎洪，朱國軍，WU Tao，肖朝耿，盧文靜，譚蘆蘭，唐宏剛*，余小領*

(1.浙江省農業科學院 食品科學研究所，浙江 杭州 310021； 2.河南農業大學 食品科學技術學院，河南 鄭州 4500023；3.義烏市蘇溪鎮農業服務中心，浙江 義烏 322009； 4.美國田納西州立大學，諾克斯維爾 37996)

1 材料與方法

1.1 材料

肉糜原料為超市購買新鮮豬肉。甜菜粉、糖基化酰基血紅蛋白均為實驗室自制，亞硝酸鈉購自四川金山制藥公司。

KQ-100E型超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司)；85-2型磁力攪拌器(金壇市江南儀器廠)；DK-S26型電熱恒溫水浴鍋(上海精宏試驗設備有限公司)；ALB-224型電子天平(塞多利斯科學儀器(北京)有限公司)；3 nh型色差儀(深圳市三恩馳科技有限公司)；FE-20型pH計(梅特勒-托利多儀器有限公司)；Themo Scientific型冷凍離心機(美國賽默飛公司)；UV-6100型紫外可見分光光度計(上海元析儀器有限公司)；TA.XT Plus型質構儀(英國Stable Micro Systems公司)；BJ-150型高速多功能剪切機(拜杰公司)。

1.2 方法

1.2.1 肉糜的制備

新鮮豬肉1 000 g(肥瘦比1∶4)。用絞肉機將豬肉攪碎后，按比例分成1個對照組和2個處理組。第Ⅰ組為對照組，添加100 mg·kg-1亞硝酸鈉；第Ⅱ組添加0.5%甜菜粉+50 mg·kg-1亞硝酸鈉，第Ⅲ組添加0.1%甜菜粉+0.06%糖基化酰基血紅蛋白。混勻后，置于4 ℃冰箱腌制24 h[6]。

1.2.2 肉糜保水性的測定

參考文獻[7]。準確稱量離心管質量記為m0。取5～8 g肉糜置于離心管，質量記為m1，在4 ℃、3 000 r·min-1條件下離心10 min，離心后用濾紙吸干離心管中析出的水分，稱重后質量記為m2。每組樣品進行3次平行試驗，取平均值。保水性計算公式：[(m2-m0)/(m1-m0)]×100。

照顧幼童，清掃整理，烹煮洗刷，一日三餐。在屋前屋后種植玫瑰、百里香、迷迭香、薄荷、石楠。有時想起童年花園里的鳳仙、牽牛、忍冬、臘梅、蘭草，這里的植物都是不一樣的。親自動手做面包。推車帶孩子們去鎮上超級市場購物，歸途時在街邊小咖啡店坐下，抽根煙，喝杯咖啡，孩子們笨拙地給店里鸚鵡喂食。有時孩子都入睡，她深夜做工，用各色花布縫制包袋，枕頭，墊子，帶著孩子們去集市上售賣玩耍，當做一種消遣。

1.2.3 肉糜凝膠的制備

取肉糜35 g左右置于離心管中，4 ℃下500g離心5 min，然后放置在70 ℃條件下水浴加熱30 min，取出后放置室溫下冷卻后放入4 ℃冰箱貯藏，每次分析前需靜置30 min。

1.2.4 凝膠強度的測定

用TA.XT Plus質構儀測定肉糜凝膠的質構特性。質構儀分析參數如下：測定模式選擇下壓距離，測試前速度為5 mm·s-1，測試速度為2 mm·s-1，測試后速度為2 mm·s-1，下壓距離是凝膠高度的4 mm，引發力55g，探頭型號P/0.5。將待測樣品放置于測定平臺上，在室溫下測定，每組樣品測定3次，取平均值。

1.2.5 肌原纖維蛋白的提取方法

肌原纖維蛋白的提取參考Park[8]的方法進行。分別取3份肉樣各20 g，加入4倍體積緩沖液(10 mmol·L-1Na3PO4、0.1 mol·L-1NaC1、2 mmol·L-1MgCl2和1 mmol·L-1EGTA，pH 7.0)，勻漿90 s。2 500g冷凍離心15 min。取沉淀重復上述步驟2次，得到粗提的肌原纖維蛋白。后取此沉淀加入4倍體積的0.1 mol·L-1NaCl溶液勻漿90 s，2 500g冷凍離心15 min。重復此操作1遍，取沉淀加4倍體積的0.1 mol·L-1NaC1溶液勻漿90 s，4層紗布過濾，取上清液。用0.1 mol·L-1HCl調節pH值至6.0。2 500g冷凍離心15 min。沉淀即為提純的肌原纖維蛋白，4 ℃冷藏備用。以上操作均在4 ℃進行。用雙縮脲法測定蛋白質濃度，牛血清蛋白作為標準蛋白。

1.2.6 蛋白質溶解性的測定

蛋白質的溶解性測定按照Joo等[9]的方法略加修改。用pH 7.0的10 mmol·L-1磷酸緩沖溶液配成4 mg·mL-1的蛋白質溶液，量取5 mL于15 mL離心管中，置于4 ℃冰箱中放置2 h，在10 000 r·min-1下冷凍離心20 min。量取1.8 mL上清液，測定蛋白質的濃度。

1.2.7 蛋白質乳化活性及乳化穩定性的測定

將2 mL，4 mg·mL-1的肌原纖維蛋白溶解于pH 6.5、36 mL 0.1 mol·L-1磷酸鹽緩沖溶液中，蛋白濃度配制成1 mg·mL-1，將2.0 mL大豆油和8.0 mL蛋白質溶液置于離心管中，于8 000 r·min-1高速勻漿1 min，取勻漿液50 μL加入5 mL 0.1% SDS溶液中，振蕩混勻后，測定500 nm處吸光值(A0)；剩下的勻漿靜置10 min后，取勻漿液50 μL，加入5 mL 0.1% SDS溶液中，振蕩混勻后，測定500 nm處的吸光值(A10)；以0.1% SDS 溶液為空白對照，計算肌原纖維蛋白勻漿液的乳化活力EAI(m2·g-1) 和乳化穩定性ESI(%)。

EAI/(m2·g-1)=[2×2.303/C×(1-Φ)×104]×A0×50；

ESI/%=A10/A0×100。

式中：Φ為油相體積分數(Φ=0.2)；C為蛋白質量濃度(mg·mL-1)。

1.2.8 數據分析

試驗結果采用SPSS 20.0軟件進行數據分析。

2 結果與分析

2.1 對肉糜保水性的影響

在肉制品生產加工過程中，蛋白質結合水的能力決定了其保水性，保水性對肉制品的出品率、嫩度、顏色、多汁性及質構都有影響，是評價肉制品的重要指標之一[10]。肉糜保水性可用壓榨損失來衡量，壓榨損失越小，保水性越好[11]。

由圖1可知，3種不同處理對凝膠保水性的影響從高到低依次是Ⅲ、Ⅰ和Ⅱ組，說明添加0.1%甜菜紅+0.06%糖基化酰基血紅蛋白的肉糜保水性較好。

柱上無相同小寫字母表示組間在P<0.05水平差異顯著，圖2～5同。圖1 亞硝酸鹽替代物對肌原纖維蛋白凝膠保水性的影響

2.2 對肉糜凝膠強度的影響

凝膠強度是肉及肉制品加工中最重要的功能特性之一，蛋白的熱誘導凝膠能力是動物蛋白質中最強的[12]。肌原纖維蛋白誘導凝膠網狀結構對脂肪和水都起到穩定效果，從而可以改善肉及肉制品的質構品質，而添加物的不同，凝膠強度也有所不同[13]。

由圖2可知，Ⅱ組中質構最大，Ⅰ組顯著大于Ⅲ。這是由于糖基化亞硝基血紅蛋白中的蛋白質組分在灌腸的質構性質中發揮了明顯的作用，作為可溶性蛋白，提高了產品彈性，增加了灌腸切面的硬度，同時咀嚼感良好。

圖2 亞硝酸鹽替代物對肉糜凝膠強度的影響

2.3 對肌原纖維蛋白溶解性的影響

在肉制品加工中，蛋白質的溶解性具有重要作用，但凝膠性、乳化性和保水性等功能性質只能在蛋白質處于高度溶解狀態時才能表現出來[14]。

由圖3可知，3種不同處理對肌原蛋白溶解性的影響由高到低依次是Ⅰ>Ⅲ>Ⅱ組，Ⅱ和Ⅲ差異不顯著。相比對照組，處理組溶解度均有不同程度的降低，這可能是由于蛋白質的三維結構受到破壞，水合能力降低。但處理組的蛋白溶解性仍在一定范圍內，因此，蛋白的凝膠性和保水性能都還較好。

圖3 不同亞硝酸鹽替代物對肉糜肌原纖維蛋白溶解度影響

2.4 對肌原纖維蛋白乳化特性的影響

肌原纖維蛋白分子屬于兩性分子，既有親水基團，又有疏水基團；既有親油性，又有親水性；可以降低水和油界面的表面張力，使其形成穩定的乳化體系[15]。在肉糜絞拌過程中，瘦肉組織中的鹽溶性蛋白質被鹽溶液中的高濃度物質提取出來，降低了油水間的界面張力，從而達到乳化的目的[16]。用乳化活力(EAI)和乳化穩定性(ESI)來平衡蛋白質的乳化性能。

圖4和5是不同處理對肌原纖維蛋白的EAI和ESI的影響。3種處理對乳化活力EAI的影響由高到低依次是Ⅰ>Ⅲ>Ⅱ組，Ⅰ、Ⅲ間差異不顯著；對ESI的影響大小依次是Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ組，Ⅱ、Ⅲ間差異不顯著。總體來說，Ⅲ組即添加0.1%甜菜紅+0.06%糖基化酰基血紅蛋白的肉糜的乳化活性和乳化穩定性均相對較優，這進一步說明0.1%甜菜紅+0.06%糖基化酰基血紅蛋白組中的水溶性蛋白有助于肉糜整體乳化性能的提高，這對最終肉糜產品的保水性和凝膠性能的提高都起到積極作用。

圖4 亞硝酸鹽替代物對肌原纖維蛋白乳化活力的影響

圖5 亞硝酸鹽替代物對肌原纖維蛋白乳化穩定性的影響

3 討論

目前關于肉糜制品中亞硝酸鹽的研究方面多集中于消除亞硝酸鹽，尋找天然食品與亞硝酸鹽反應以減少亞硝胺合成。用于減少亞硝酸鹽的材料多為各種果蔬、中草藥和一些天然物質，主要利用其中的還原性物質如維生素C、維生素E、酚類物質和黃酮等成分。果蔬對亞硝胺生成的阻斷機理是通過還原發生亞硝化的物質，生成N2、NO或清除NO+來實現阻斷[17]。亞硝酸鹽中N元素的化合價為+3，處于中間價態，故該物質既有氧化性也有還原性。亞硝酸鹽在酸性介質中氧化性大于還原性，在酸性條件和還原劑的作用下，亞硝酸及其鹽可被還原[18]。因此，還原性物質和含有多種抗氧化成分的食物均可消減亞硝酸鹽。

紅葉甜菜屬藜科甜菜屬，別名“牛皮菜”，原產于歐洲，主要種植于北美、中美洲和印度[19]。可作為蔬菜食用，含有豐富的紅色素，天然甜菜色素有降血脂和保護眼睛的作用。目前，大約紅甜菜的10%的產量用來提取純化甜菜紅色素，發酵法和凝膠層析提取法可從紅甜菜粉末中水提取甜菜色素，這兩種方法作為食品染色劑的技術已逐漸成熟，廣泛應用于食品、醫藥、化妝品及保健品等行業領域，具有較好的研發價值[20]。此外，甜菜紅色素色澤鮮紅，著色均勻，無異味，是較好的著色劑。用甜菜紅色素與殼聚糖清除香腸中亞硝酸鹽的試驗研究中發現，殼聚糖有良好的保水性，但清除亞硝酸鹽的能力較差；而甜菜紅色素能較好的清除亞硝酸鹽，故在香腸生產的過程中甜菜紅色素可作為香腸的著色劑，又可作為亞硝酸鹽的清除劑[21]。

亞硝基血紅蛋白在光照條件下易發生分解和褪色。血液中的血紅蛋白與肌肉中的肌紅蛋白分子結構相似，血紅蛋白與肌紅蛋白均與亞硝基有較強的結合能力[22]。血紅蛋白與亞硝酸鈉先反應生成亞硝基血紅蛋白，制成粉后應用于肉制品中，肌肉中的肌紅蛋白與亞硝基血紅蛋白競爭亞硝基使其生成更穩定的亞硝基肌紅蛋白，使肉制品呈鮮紅色，殘留的亞硝基則與血紅蛋白結合[23-24]。以畜禽血液為原料生產腌制色素，能使腌肉發色的物質是加熱時形成的亞硝基亞鐵血色原，可由血紅蛋白制備，也可由肌紅蛋白轉變而成[25-27]，因此，亞硝基亞鐵血色素被稱為腌肉色素[28]。由血液中的血紅素制備的亞硝基血紅蛋白在肉制品加工中可使肉制品的色澤、口感以及營養等特性更好，是一種安全的著色劑。關于甜菜粉糖基化酰基血紅蛋白等替代物對色澤的影響在之前的研究中都有揭示[29-30]，本文從質構品質角度揭示替代物對肉糜品質的影響，以期為替代物的工業化應用提供機理研究。

4 小結

由上述分析可知，對豬肉糜進行的配方處理結果表明，0.1%甜菜粉和0.06%糖基化酰基血紅蛋白添加量組中的凝膠性、乳化活性和乳化穩定性較優，保水性最好。綜合各項指標可以得出，添加0.1%甜菜粉和0.06%糖基化酰基血紅蛋白的肉糜品質最好。