黃花菜粉對牛肉糜凝膠特性和流變性質的影響

李應蘭，魏亞儒，賀曉光

（寧夏大學食品與葡萄酒學院，寧夏 銀川 750021）

黃花菜又名萱草、金針菜，為百合科萱草屬多年生草本宿根植物，其根、葉、莖、花在東亞地區作為食品和傳統的藥品已有幾千年的歷史[1]。 黃花菜性味甘涼，具有較高的營養價值，富含多種糖類、蛋白質、維生素、無機鹽、黃酮類物質及多種人體必需氨基酸[2]，其中胡蘿卜素和維生素C 含量是西紅柿的5 倍[3]。 黃花菜屬高蛋白、低熱量、富含維生素及礦物質的保健蔬菜。 在現代生活中，黃花菜與香菇、木耳、冬筍一起被稱為蔬菜類中的四大珍品。 韓志平等[4]通過試驗測定了黃花菜和香菇、木耳、銀耳等3 種食用菌的營養成分，結果表明可溶性總糖含量以黃花菜最高，4 種食材的綜合營養價值依次為香菇＞黃花菜＞銀耳＞木耳。 黃花菜具有一定的藥用價值，《本草綱目》記載黃花菜有利胸膈、安五臟、清身明目、治小便赤澀、解煩熱、除酒瘟等藥效。在3 000 多年的食療歷史中，黃花菜是常用食療食品之一[5]。 常吃黃花菜能夠滋潤肌膚、使皺紋減少、色斑衰退[6]。

乳化肉糜制品口感好，深受消費者喜愛，傳統乳化肉制品中脂肪含量在20%～30%之間[7]，過量的飽和脂肪酸的攝入會增加患高血壓、肥胖和心血管等慢性疾病的風險[8-9]。 本試驗以黃花菜為原料，進行烘干粉碎后添加到牛肉糜中， 以降低肉糜制品中脂肪含量，研究不同添加量和目數的黃花菜粉對牛肉糜凝膠特性和流變性質的影響，以期為低脂牛肉制品品質提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

黃花菜（干）：產自鹽池縣；牛肉、食鹽：市售；三聚磷酸鈉（分析純）：上海泰坦化學有限公司。

1.2 儀器與設備

試驗所用儀器設備見表1。

表1 試驗所用儀器設備Table 1 Instruments and equipment used in the experiment

1.3 方法

1.3.1 黃花菜粉的制備

取適量剔除已經發霉變質的花蕾及雜物的干黃花菜進行清洗，去除所含雜質，瀝干后于80 ℃下干燥4 h，粉碎，手動過篩，分別將60、80、100 目的黃花菜粉裝自封袋，儲存于-10 ℃，備用。

1.3.2 黃花菜牛肉糜凝膠制備

工藝流程： 解凍牛肉→去除多余脂肪、 結蹄組織→漂洗→瀝干→切塊→添加食鹽和三聚磷酸鈉→腌制→絞碎→添加黃花菜粉和冰水→混合斬拌→水浴加熱→牛肉糜凝膠→冷卻至室溫（25 ℃）→4 ℃下冷藏過夜→性質測定。

取牛肉（冷凍）于室溫（25 ℃）下半解凍狀態，剔除多余脂肪和結蹄組織，清洗，瀝干表面的水分，稱取100 g 牛肉分割成塊狀， 完全解凍后， 添加占肉質量2.5%的食鹽和0.4%三聚磷酸鈉后混勻腌制于4 ℃的冰箱10 h[10]。 將腌好的牛肉和1/3 冰水放入打漿機中處理20 s，再分別加入3 種粒徑范圍（60、80、100 目）及5 種添加量（0%、2%、4%、6%、8%、10%，以牛肉總質量為基準， 其中0%為對照組） 黃花菜粉和剩余冰水（總冰水占肉總質量25%）， 處理20 s， 中心溫度低于10 ℃。

將制備好的樣品一部分，用作牛肉糜凝膠特性的測定，準確稱量混合后的牛肉糜50 g，裝入離心管中，在4 ℃，2 000 r/min 離心10 min， 除去氣泡， 然后在60 ℃水浴加熱10 min，80 ℃加熱20 min， 自然冷卻至室溫（25 ℃），置于4 ℃冰箱過夜，備用。另一部分樣品，冷藏于4 ℃冰箱中，用于牛肉糜流變性質的測定。

1.3.3 蒸煮損失的測定

牛肉糜經水浴加熱30 min， 取出后流水冷卻至室溫（25 ℃），再用濾紙將表面的水分吸干，并準確稱量蒸煮前后肉糜質量。

式中：M1為蒸煮前樣品質量，g；M2為蒸煮后樣品質量，g。

1.3.4 保水性的測定

將牛肉糜凝膠從4 ℃冰箱中取出[11]，室溫（25 ℃）下放置30 min，用吸水紙除去多余的水分，切成5 mm厚的薄片，準確稱重記為m1，用3 層濾紙包裹后，放入離心管，在臺式高速冷凍離心機4 ℃下，4 000 r/min 離心15 min，離心結束后，除去濾紙，再次稱重記為m2，每個樣品做5 個平行， 結果取平均值。 保水性根據公式計算[12]。

式中：m1為離心前樣品質量，g；m2為離心后樣品質量，g。

1.3.5 凝膠強度的測定

凝膠強度測定參數： 采用Return To Start 模式，探頭型號為P/0.5 HS，測前速率2 mm/s，測中速率1 mm/s，測后速率2 mm/s，觸發類型為自動，觸發力5 g，目標值：7 mm，每個樣品做6 個平行，結果取平均值[13]。

1.3.6 色澤的測定

將牛肉糜凝膠切成5 mm 厚的薄片， 采用WSC-S色差計，分別記錄L*值、a*值和b*值，其中L*值表示亮度，a*值表示紅度，b*值表示黃度。 每個處理測定4 次。

1.3.7 牛肉糜質構分析

參照葉丹[14]的方法并加以修改，將樣品從4 ℃的冰箱中取出，平衡至室溫（25 ℃），將樣品切成直徑2.5 cm，高1 cm 的圓柱體。質構測定參數：采用TPA 模式，探頭型號為P/35，壓縮比50%，測前速率2 mm/s，測中速率1 mm/s，測后速率2 mm/s，觸發類型為自動，觸發力5 g，間隔時間5 s，測定樣品的硬度、彈性、內聚性、咀嚼性和回復性，每個樣品做5 個平行，結果取平均值。

1.3.8 牛肉糜流變性質測定

參照Kang 等[15]的方法并加以修改。采用40 mm 平板夾具，將樣品放置校正準確的流變儀平臺，用硅油密封，防止水分蒸發，間隙為3.00 mm，在振蕩模式及1%應變的線性黏彈性線性區域內分別進行動態頻率掃描和動態溫度掃描。 動態頻率掃描條件：動態頻率掃描范圍為0.1 Hz～20 Hz，應變1%，記錄動態掃描期間儲能模量G'值的變化。 動態溫度掃描條件為樣品于25 ℃平衡3 min，掃描范圍：25 ℃～80 ℃，變溫速率2 ℃/min，于80 ℃保溫3 min。加熱過程中，在一個振蕩模式和一個固定的頻率為0.1 Hz 下對樣品進行連續剪切， 并記錄動態掃描期間儲能模量G'值的變化，每組樣品測量3 次，結果取平均值。

1.4 數據處理

采用SPSS 23.0 軟件對試驗數據進行處理分析，包括單因素方差分析、顯著性比較和相關性分析（p＜0.05），采用Origin 8.0 軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 黃花菜粉對牛肉糜蒸煮損失的影響

黃花菜粉對牛肉糜蒸煮損失的影響見圖1。

圖1 黃花菜粉對牛肉糜蒸煮損失的影響Fig.1 Effect of daylily powder on cooking loss of beef batters

蒸煮損失是肉制品加工過程的一個重要指標，蒸煮損失越大產品得率就越低。 由圖1 可知， 與空白對照組相比，添加黃花菜粉能顯著降低牛肉糜的蒸煮損失（p＜0.05），且隨著黃花菜添加量的增加，肉糜蒸煮損失顯著降低（p＜0.05）。 在添加量為4%時降低幅度最大，3 種目數黃花菜粉在相同添加量時，添加100 目黃花菜粉對降低肉糜蒸煮損失的效果更為突出。 這可能是黃花菜粉中多糖類物質對于肌肉組織的脫水具有阻礙作用，在肉糜蒸煮過程中，多糖與肌肉蛋白形成穩定的膠凝網狀結構， 在肌肉組織表面形成保護層，減少肉制品的損失[16]。 100 目黃花菜粉顆粒更小，增大黃花菜粉與肌肉蛋白的接觸面積，形成的網狀結構更加致密、穩定，減少液體、脂肪等成分的流失，從而更有效的減少肉糜蒸煮損失[17]。

2.2 黃花菜粉對牛肉糜保水性的影響

黃花菜粉對牛肉糜保水性的影響見圖2。

圖2 黃花菜粉對牛肉糜保水性的影響Fig.2 Effect of daylily powder on water retention of beef batters

保水性反映的是肉類蛋白與水的結合能力，是判斷肉制品好壞的重要指標，保水性越高，肉類蛋白與水結合的能力越強，品質越好，反之則較差。 如圖2 所示，肉糜凝膠的保水性隨著黃花菜粉添加量的增加而升高， 且黃花菜粉添加量為4%時升高的幅度更為顯著，隨后繼續增加黃花菜粉添加量，保水性升高不顯著（p＞0.05）。 在相同添加量下，100 目的黃花菜粉對保水性影響最為顯著（p＜0.05）。 這可能是黃花菜粉吸收肉糜中的游離水，使其難以析出。 同時，吸水膨脹的黃花菜粉顆粒填充在牛肉糜蛋白質的空隙中，使凝膠網絡結構更加致密，有助于保留更多的水[18]，而100 目的黃花菜粉相比80 目和60 目，具有更大的接觸面積，在其表面暴露出更多的親水性基團， 增加肉糜的保水性。 另外，不同目數的黃花菜粉在肉糜凝膠中吸收水分的方式不同。張翼飛[19]研究發現，香腸的保水性隨著沙參粉目數的增大而增強，目數小的沙參粉主要通過毛細管虹吸作用保存水分，這些水分在肉糜中的流動性相對更強，在升溫過程中更容易流失，從而導致香腸的保水性降低。

2.3 黃花菜粉對牛肉糜凝膠強度的影響

黃花菜粉對牛肉糜凝膠強度的影響見圖3。

圖3 黃花菜粉對牛肉糜凝膠強度的影響Fig.3 Effect of daylily powder on gelatinous strength of beef batters

如圖3 所示，牛肉糜凝膠強度隨黃花菜粉添加量的增加而增大，且黃花菜粉添加量為4%時凝膠強度增加最為顯著（p＜0.05），之后隨黃花菜粉添加量的增加肉糜凝膠強度變化不顯著（p＞0.05）。添加量相同時，添加100 目黃花菜牛肉糜的凝膠強度高于80 目和60 目。這可能是黃花菜中多糖對牛肉糜凝膠產生了較大影響。 多糖對肉類產品功能特性影響的研究證明，添加多糖類物質，會提高肉類產品的硬度和凝膠強度[20]，這是因為在加熱過程中增強了蛋白質與多糖間的相互作用，形成穩定的高分子化合物，同時加熱使蛋白質分子內部的反應基團暴露出來[21]，從而導致牛肉糜凝膠強度增加。 當黃花菜粉添加量超過4%時，可能是蛋白質和多糖的結合達到一定的飽和狀態，之后黃花菜粉添加量對肉糜凝膠強度的影響不顯著。 王翠娜[22]研究得出，隨著菊粉濃度的增加，肉糜凝膠強度呈現增長趨勢，這與本文得出的結論相一致。

2.4 黃花菜粉對牛肉糜色澤的影響

色澤是消費者選擇肉制品直觀標準。 黃花菜粉對牛肉糜色澤的影響見表2。

表2 黃花菜粉對牛肉糜色澤的影響Table 2 Effect of daylily powder on color of beef batters

由表2 可知，黃花菜粉添加量相同時，牛肉糜凝膠的L*值隨著黃花菜粉目數的降低呈先上升后下降的趨勢， 添加粒徑為80 目黃花菜粉牛肉糜凝膠的L*值顯著高于其他組（p＜0.05）；添加粒徑為60 目時，牛肉糜凝膠的L*值隨黃花菜粉添加量的增加呈降低趨勢，添加粒徑為80 目和100 目時， 牛肉糜凝膠的L*值先增大后減小。 這與張翼飛等[23]研究桔梗粉香腸制品、Choi 等[24]研究南瓜纖維肉糜及Ryu 等[25]研究葡萄粉豬肉香腸時發現的趨勢類似。 a*值隨黃花菜粉添加量的增加呈先上升后下降的變化， 當添加量為8%時a*值顯著增大，并達到最大值。 總的來看，肉糜凝膠的b*值隨黃花菜粉添加量的增加而增大， 且差異顯著（p＜0.05），但添加量為8%時，80 目和100 目的b*值均稍有下降，同一黃花菜粉添加量下，添加80 目黃花菜牛肉糜的b*值高于100 目和60 目。 Yasarlar 等[26]報道了在土耳其肉丸中加入玉米粒后b*值增加的現象。這可能是黃花菜粉呈淡黃色， 使肉糜凝膠的截面泛黃，隨著添加量的增加更為明顯，也使肉糜凝膠的L*值降低[27]。

2.5 黃花菜粉對牛肉糜質構特性的影響

添加黃花菜粉對牛肉糜凝膠質構特性的影響見表3。

表3 黃花菜粉對牛肉糜質構特性的影響Table 3 Influence of daylily powder on texture characteristics of beef batters

由表3 可知，硬度方面，添加黃花菜粉牛肉糜凝膠的硬度顯著高于對照組（p＜0.05），肉糜凝膠的硬度隨著黃花菜粉添加量的增加而升高，且硬度在添加量為6%時顯著升高（p＜0.05）。 同一添加量下，添加60 目黃花菜粉牛肉糜凝膠的硬度大于80 目和100 目。這可能是因為多糖對蛋白質的熱力學特性產生影響，促進凝膠形成更加強有力的空間網絡結構；同時大量的黃花菜粉分子間吸水后通過氫鍵相互作用，使凝膠網絡結構更加穩固[28]。 而黃花菜粉目數越小，顆粒粒徑越大，其分子內部結構更完善，黃花菜粉吸水膨脹后以粒子形式填充至蛋白網狀結構中， 加固了體系的凝膠結構，使凝膠硬度增大。 彈性方面，添加黃花菜粉能增加牛肉糜凝膠的彈性， 且隨著黃花菜粉添加量的增加，彈性呈現先上升后下降的趨勢。 與對照組相比黃花菜粉添加量為4%時，肉糜凝膠的彈性顯著增加（p＜0.05），其中，80 目和100 目相比60 目差異顯著（p＜0.05）。 翟小波等[29]研究發現，隨著淀粉添加量的增加，兔肉糜凝膠的彈性先上升后下降，這與本文的結論相一致。 這可能是因為多糖與蛋白質能形成富有彈性的膠體，但隨著黃花菜粉添加量的增加，體系游離水分減少，吸收完全，肉糜凝膠呈現過硬過韌的現象，從而導致彈性下降。 內聚性隨著黃花菜粉添加量的增加呈現逐漸下降的趨勢。 咀嚼性方面，較對照組樣品，添加黃花菜粉能顯著增加肉糜凝膠的咀嚼性（p＜0.05），但隨黃花菜粉添加量的增加肉糜凝膠的咀嚼性呈下降趨勢。 這與倪學文等[30]研究肉糜凝膠的咀嚼性隨魔芋膠添加量增大而升高的結論相反。 可能是因為黃花菜粉吸收凝膠體系中的游離水，同時隨添加量增大破壞蛋白質的網狀結構，從而凝膠咀嚼性降低。 與空白對照組相比，添加黃花菜粉對肉糜凝膠回復性差異不顯著（p＞0.05）。

2.6 黃花菜粉對牛肉糜流變性質的影響

動態流變學特性中儲能模量G′值反映了肉糜的凝膠強度[31]。 不同粒徑黃花菜粉對牛肉糜儲能模量G'值的影響見圖4。

圖4 不同粒徑黃花菜粉對牛肉糜儲能模量G′值的影響Fig.4 Effects of daylily powder with different particle sizes on the storage modulus G′value of beef batters

由圖4 可知，在相同頻率下，添加3 種不同目數的黃花菜粉牛肉糜的G′值都高于空白對照組，且100 目黃花菜肉糜的G′值遠高于其他處理組， 而添加80 目和60 目黃花菜牛肉糜的G′值相近。 將黃花菜粉加入牛肉糜中，黃花菜粉中的多糖與蛋白質間的相互作用變強，黃花菜粉目數越大顆粒粒徑越小，多糖與蛋白質接觸面積更大，使得肉糜凝膠的空間結構變得更加緊湊，G′值上升。

肉糜升溫加熱過程實質是肌肉纖維蛋白受熱膠凝，是一個不穩定的動態流變過程，伴隨著肌肉蛋白的解鏈、變性和凝集[32]。 黃花菜粉牛肉糜升溫過程中G′值的變化見圖5。

圖5 黃花菜粉牛肉糜升溫過程中G′值的變化Fig.5 Variations of G′value in the heating process of beef batters with daylily powder

由圖5 可知，與對照組相比，添加黃花菜粉對肉糜加熱過程中G′值的變化產生影響，呈上升趨勢，且添加100 目黃花菜粉肉糜的G′值升高更為顯著，這與凝膠強度的變化相吻合。 主要包括3 個溫度范圍。 第一階段，25 ℃～47 ℃時，添加不同目數黃花菜粉肉糜和空白對照組肉糜的儲能模量G′值均緩慢升高，這可能是凝膠網絡形成的初始階段，此時肌球蛋白頭部通過二聚作用開始交聯，形成蛋白質網絡結構[33]。 第二階段，在47 ℃～60 ℃時，添加100 目黃花菜粉肉糜的G′值迅速上升，這一現象可能是被包埋在牛肉糜基質中小分子物質在加熱過程中被乳化，較前一階段降低牛肉糜G′值的上升幅度， 同時100 目黃花菜粉顆粒暴露出更過的極性基團，增強與蛋白質間的相互作用，從而使添加100 目黃花菜粉牛肉糜的G′迅速升高。 第三階段， 在60 ℃～80 ℃所有試驗組牛肉糜的G′值快速上升。 此時蛋白質交聯聚集形成的彈性凝膠網絡結構，說明半溶膠在受熱過程中轉化成為彈性膠體。

3 結論

本文牛肉糜為研究對象，探討分析了添加60、80、100 目黃花菜粉及其不同添加量對牛肉糜凝膠特性和流變性質的影響，結果表明：相比其他處理組，添加量為4%100 目黃花菜粉制得牛肉糜凝膠相對于其他組具有更好的品質特性， 蒸煮損失10.26%、 保水性83.59%、凝膠強度2 448.25 g、色澤（L*值48.19、a*值0.94、b*值5.35）、硬度8 339.87 g、彈性0.92、內聚性0.68、咀嚼性6 527.52 g 和回復性0.29。 添加100 目黃花菜粉肉糜的蒸煮損失降低的效果更為突出，80 目黃花菜粉相比60 目和100 目對肉糜凝膠色澤的影響更為顯著。 總體上看添加100 目黃花菜粉較80 目和60目對凝膠質構特性的影響更顯著。 同一振蕩頻率下，肉糜的G′值隨黃花菜粉目數的增大而升高。 升溫過程中，肉糜G′值變化經歷3 個階段，25 ℃～47 ℃時，添加不同目數黃花菜粉肉糜和空白對照組肉糜的儲能模量G′值均緩慢升高，在47 ℃～60 ℃時，添加100 目黃花菜粉肉糜的G′值迅速上升，在60 ℃～80 ℃所有試驗組牛肉糜的G′值快速上升。 綜合各項指標結果分析，添加4%100 目黃花菜粉制得牛肉糜相對于其他組具有更好的品質特性。