卡拉膠對(duì)肉制品質(zhì)構(gòu)特性及保水性的影響機(jī)制研究

摘 要：目的：研究卡拉膠對(duì)肉制品質(zhì)構(gòu)及保水性的影響機(jī)制。方法：通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定探究不同類型和濃度的卡拉膠對(duì)肉制品硬度、彈性、內(nèi)聚性和保水性的影響。結(jié)果：2%的κ-卡拉膠可顯著提高肉制品硬度約50%，且保水率增至85%。結(jié)論：卡拉膠通過(guò)形成凝膠網(wǎng)絡(luò)等機(jī)制，顯著改善肉制品的品質(zhì)。

關(guān)鍵詞：卡拉膠；肉制品；質(zhì)構(gòu)特性

Abstract： Objective： To study the mechanism of the effect of carrageenan on the texture characteristics and water retention of meat products. Method： The effects of different types and concentrations of carrageenan on the hardness， elasticity， cohesion and water retention of meat products were investigated by experimental determination. Result： 2% κ-carrageenan significantly increased the hardness of meat products by about 50%， and the water retention rate increased to 85%. Conclusion： Carrageenan can significantly improve the quality of meat products through the formation of gel network and other mechanisms.

肉制品在人們的日常飲食中占據(jù)重要地位，其品質(zhì)的優(yōu)劣直接影響到消費(fèi)者的購(gòu)買意愿和食用體驗(yàn)。質(zhì)構(gòu)特性和保水性是衡量肉制品品質(zhì)的關(guān)鍵指標(biāo)，良好的質(zhì)構(gòu)特性能賦予肉制品獨(dú)特的口感；而出色的保水性則有助于保持肉制品的鮮嫩多汁，減少加工和儲(chǔ)存過(guò)程中的汁液流失，提高出品率和經(jīng)濟(jì)效益[1]。卡拉膠具有良好的凝膠性、增稠性和持水性，在食品工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。在肉制品加工中，卡拉膠常被用作品質(zhì)改良劑。然而，目前關(guān)于卡拉膠對(duì)肉制品質(zhì)構(gòu)特性和保水性的影響機(jī)制的研究還不夠完善。不同類型的卡拉膠由于化學(xué)結(jié)構(gòu)的差異，可能對(duì)肉制品質(zhì)構(gòu)特性和保水性產(chǎn)生不同的影響；卡拉膠的添加濃度也可能與肉制品質(zhì)構(gòu)和保水性能之間存在復(fù)雜的關(guān)系[2]。因此，深入研究卡拉膠對(duì)肉制品質(zhì)構(gòu)特性及保水性的影響機(jī)制，對(duì)于優(yōu)化肉制品加工工藝、提高肉制品品質(zhì)具有重要的意義。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮的豬里脊肉：購(gòu)自當(dāng)?shù)卣?guī)屠宰場(chǎng)，要求肉色鮮艷、質(zhì)地緊密、無(wú)異味；卡拉膠：κ-卡拉膠、ι-卡拉膠、λ-卡拉膠，均為食品級(jí)；其他試劑：氯化鈉、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉等，均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

TA XTPlus物性測(cè)試儀、TDL-5-A離心機(jī)、電子天平（精度0.001 g）、HH-S2恒溫水浴鍋、攪拌機(jī)以及真空包裝機(jī)等。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 卡拉膠溶液的配制

分別準(zhǔn)確稱取適量的κ-卡拉膠、ι-卡拉膠、λ-卡拉膠，置于不同的燒杯中，加入適量蒸餾水，在80 ℃恒溫水浴鍋中攪拌溶解，配制成濃度為0.5%、1.0%、1.5%、2.0%的卡拉膠溶液，冷卻至室溫備用。

1.3.2 樣品制備

將豬里脊肉剔除筋膜和脂肪，切成小塊，用攪拌機(jī)絞碎。將絞碎后的肉分成若干組，每組約200 g。分別向各組肉樣中加入不同類型和濃度的卡拉膠溶液，同時(shí)添加2%的氯化鈉和0.3%的復(fù)合磷酸鹽（磷酸二氫鈉∶磷酸氫二鈉=1∶1，體積比），攪拌均勻。將混合好的肉樣裝入真空包裝袋中，抽真空密封后，在4 ℃冰箱中腌制24 h。

1.3.3 質(zhì)構(gòu)測(cè)定

使用物性測(cè)試儀對(duì)腌制后的肉制品進(jìn)行質(zhì)構(gòu)測(cè)定。測(cè)試參數(shù)設(shè)置：P/50圓柱探頭，測(cè)試前速度2.0 mm·s-1，測(cè)試速度1.0 mm·s-1，測(cè)試后速度1.0 mm·s-1，壓縮比50%，觸發(fā)力5.0 g。每個(gè)樣品平行測(cè)定5次，取平均值。測(cè)定指標(biāo)包括硬度（g）、彈性、內(nèi)聚性等。

1.3.4 保水性測(cè)定

采用離心法測(cè)定肉制品的保水性。稱取約10 g腌制后的肉樣，放入離心管中，在3 000 r·min-1的轉(zhuǎn)速下離心15 min，計(jì)算離心前后肉樣的質(zhì)量變化[保水率=（離心后樣品質(zhì)量-離心前樣品質(zhì)量）×100%]，每個(gè)樣品平行測(cè)定3次，取平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 卡拉膠對(duì)肉制品質(zhì)構(gòu)特性的影響

2.1.1 硬度

不同類型和濃度的卡拉膠對(duì)肉制品硬度的影響如表1所示。隨著卡拉膠濃度的增大，肉制品的硬度總體呈上升趨勢(shì)。整體來(lái)看，κ-卡拉膠對(duì)硬度的提升效果最為明顯，在2.0%濃度下，κ-卡拉膠的硬度值達(dá)到（158.0±8.5）g，相比對(duì)照組有明顯提升；添加1.5%κ-卡拉膠的產(chǎn)品硬度為（175.6±7.4）g，硬度過(guò)大，可能會(huì)使產(chǎn)品口感不佳。κ-卡拉膠在提升肉制品硬度方面表現(xiàn)出更為穩(wěn)定和顯著的效果，這可能是因?yàn)棣?卡拉膠在肉制品中能夠形成較為緊密的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能有效支撐肉制品的結(jié)構(gòu)，從而使硬度增加。

2.1.2 彈性

不同類型和濃度的卡拉膠對(duì)肉制品彈性的影響如圖1所示。適當(dāng)濃度的卡拉膠能夠提高肉制品的彈性。對(duì)于κ-卡拉膠，當(dāng)其濃度為1.0%時(shí)，肉制品的彈性達(dá)到最大值[3]。這是因?yàn)榇藭r(shí)卡拉膠與肉制品中的蛋白質(zhì)形成了適宜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在受力時(shí)能夠較好地恢復(fù)原狀。當(dāng)卡拉膠濃度過(guò)高時(shí)，彈性反而下降，可能是由于過(guò)度交聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)限制了彈性的發(fā)揮。ι-卡拉膠和λ-卡拉膠也表現(xiàn)出類似的變化趨勢(shì)，但彈性提升效果與κ-卡拉膠有所不同。

2.1.3 內(nèi)聚性

不同類型和濃度的卡拉膠對(duì)肉制品內(nèi)聚性的影響如表2所示。在對(duì)照組中，無(wú)論何種類型的卡拉膠，肉制品的內(nèi)聚性均為0.28±0.02。隨著卡拉膠濃度的增加，各類卡拉膠對(duì)肉制品內(nèi)聚性的增強(qiáng)效果逐漸顯現(xiàn)。對(duì)比3種卡拉膠，κ-卡拉膠在增強(qiáng)內(nèi)聚性方面的效果較為突出。這主要?dú)w因于其形成的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具有更高的穩(wěn)定性，使得卡拉膠分子與蛋白質(zhì)分子之間的相互作用更強(qiáng)，極大地增加了肉制品內(nèi)部的結(jié)合力，促使肉顆粒之間的連接更為緊密。總體而言，隨著卡拉膠濃度的增加，肉制品的內(nèi)聚性逐漸增強(qiáng)，且κ-卡拉膠在提升內(nèi)聚性上的表現(xiàn)更為優(yōu)異。

2.2 卡拉膠對(duì)肉制品保水性的影響

不同類型和濃度的卡拉膠對(duì)肉制品保水性的影響如圖2所示。隨著卡拉膠濃度的增加，肉制品保水率普遍呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。其中，κ-卡拉膠的保水效果最為明顯，在濃度為2.0%時(shí)，保水率相較于對(duì)照組提高了約41.7%。這一現(xiàn)象歸因于卡拉膠的高度親水性，其能夠有效結(jié)合并鎖定大量水分[4-5]。具體而言，κ-卡拉膠濃度在0%～2.0%時(shí)，保水率從60%增加到85%，表現(xiàn)出明顯的保水性能。而不同濃度的ι-卡拉膠和λ-卡拉膠也表現(xiàn)出一定的保水能力（在相同的濃度范圍內(nèi)，ι-卡拉膠的保水率從60%增至77%，λ-卡拉膠的保水率從60%增至71%），但保水效果不如κ-卡拉膠。從保水性角度看，κ-卡拉膠因其獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)和凝膠特性，在提升肉制品保水性方面表現(xiàn)最優(yōu)。

3 討論

本研究顯示，不同類型和濃度的卡拉膠對(duì)肉制品的硬度、彈性和內(nèi)聚性均有較大的影響。具體而言，κ-卡拉膠在提升肉制品硬度方面表現(xiàn)最為突出，當(dāng)κ-卡拉膠濃度為2.0%時(shí)，肉制品硬度可提高約50%。這一結(jié)果可能與κ-卡拉膠形成的緊密凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有關(guān)，該結(jié)構(gòu)有效支撐了肉制品，增強(qiáng)了其硬度。在彈性方面，適量濃度的不同類型卡拉膠均能提高肉制品的彈性，但過(guò)高濃度反而會(huì)導(dǎo)致其彈性下降。對(duì)于κ-卡拉膠，其濃度在1.0%～1.5%時(shí)肉制品的彈性表現(xiàn)良好。這可能是因?yàn)樵诖藵舛确秶鷥?nèi)，卡拉膠與蛋白質(zhì)形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)既足夠穩(wěn)定，又具有一定的柔韌性，能夠在受力時(shí)較好地恢復(fù)原狀。而當(dāng)濃度過(guò)高時(shí)，過(guò)度交聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)會(huì)限制彈性的發(fā)揮。內(nèi)聚性的增強(qiáng)則與卡拉膠分子與蛋白質(zhì)分子之間的相互作用有關(guān)。隨著卡拉膠濃度的增加，這種相互作用增強(qiáng)，使得肉顆粒之間的連接更加緊密，從而提高了內(nèi)聚性。κ-卡拉膠在增強(qiáng)內(nèi)聚性方面效果較為突出，這進(jìn)一步證實(shí)了其形成的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性較好。

保水性是衡量肉制品品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。本研究發(fā)現(xiàn)，隨著卡拉膠濃度的增加，肉制品的保水率普遍呈上升趨勢(shì)。其中，κ-卡拉膠的保水效果最好，在濃度為2.0%時(shí)，保水率提高了約41.7%。這一結(jié)果可以歸因于卡拉膠的高度親水性。卡拉膠分子中含有大量的硫酸基團(tuán)和羥基，這些基團(tuán)能夠與水分子形成氫鍵，從而有效結(jié)合并鎖定大量水分。此外，卡拉膠形成的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也能夠起到固定水分的作用，防止水分在加工和儲(chǔ)存過(guò)程中流失。

4 結(jié)論

綜上所述，本研究通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證實(shí)了卡拉膠對(duì)肉制品質(zhì)構(gòu)特性和保水性的顯著影響。不同類型的卡拉膠由于化學(xué)結(jié)構(gòu)的差異，對(duì)肉制品質(zhì)構(gòu)特性和保水性的影響也有所不同。而卡拉膠的添加濃度則與肉制品質(zhì)構(gòu)和保水性能之間存在復(fù)雜的關(guān)系。因此，在肉制品加工中，應(yīng)根據(jù)具體需求和產(chǎn)品類型選擇合適的卡拉膠類型和濃度，以優(yōu)化肉制品的品質(zhì)。本研究為卡拉膠在肉制品中的應(yīng)用提供了理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。

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作者簡(jiǎn)介：林瑞君（1990—），男，福建漳州人，碩士，工程師。研究方向：食品膠體復(fù)配和肉制品加工應(yīng)用。