添加不同非肉蛋白对乳化肠品质特性的影响

孔保华，刘迪迪，刘 骞，夏秀芳，张宏伟

(东北农业大学食品学院，黑龙江 哈尔滨 150030)

添加不同非肉蛋白对乳化肠品质特性的影响

孔保华，刘迪迪，刘 骞，夏秀芳，张宏伟

(东北农业大学食品学院，黑龙江 哈尔滨 150030)

研究添加3种非肉蛋白(蛋清蛋白、乳清蛋白和大豆蛋白)对乳化肠的质构、颜色、感官和微观结构的影响。结果表明：在这3种蛋白中，添加蛋清分离蛋白所获得乳化肠产品的品质好于乳清分离蛋白和大豆分离蛋白；在低脂肠中添加蛋清分离蛋白比在高脂肠中添加时硬度、胶黏性明显增加(P＜0.05)；在高脂肠中添加乳清分离蛋白比在低脂肠中添加时胶黏性明显增加(P＜0.05)。添加不同的分离蛋白对感官评定影响差异不显著(P＞0.05)。关键词：乳化肠；非肉蛋白；品质特性

随着人们生活水平的提高，消费者对食品的要求不仅局限在营养价值方面，而且还要求食品在加工和感官特征等方面具有让人满意的品质。为了满足广大消费者的需求，一方面要控制和改良食品原料、加工设备、加工工艺、包装及保藏方法，另一方面就是采用高效、安全、优质的食品添加剂。目前在肉制品中使用的非肉蛋白主要包括大豆蛋白、蛋清蛋白和乳清蛋白。大豆分离蛋白是从脱脂豆粕中制取的一种高纯度的大豆蛋白产品，有很好的营养价值，还具有很好的功能特性，如吸水性、吸油性、乳化性和凝胶性等[1-2]。在乳化类肉制品中添加大豆分离蛋白主要是利用其结合脂肪和水的能力，并与肉中盐溶性蛋白形成稳定的乳化系统，改进组织结构[3-4]。蛋清是一种重要的食品加工原料，具有多种功能特性，如凝胶性、起泡性、持水性和乳化性等，尤其凝胶作用在食品的加工中有重要的作用。凝胶的形成不仅可以改进食品形态和质地，而且在提高食品的持水力、增稠、使粒子黏结等方面有诸多应用，可以添加到西式火腿、火腿肠等肉类制品中[5]。蛋清粉和鲜蛋相比，具有易储藏、运输方便等特点[6]。乳清蛋白是由干酪生产过程中所产生的副产品乳清，经过特殊工艺浓缩精制而得的一类蛋白质，被广泛用于食品工业中[7]。利用乳清蛋白冷凝胶形成的颗粒或网络结构在替代脂肪和提高禽肉的黏弹性方面都收到了很好的效果。乳清蛋白特有的延伸三维网络结构，可以形成不可逆的凝胶，将水分锁在凝胶的毛细管内，从而提供肉制品的持水能力。蛋白质在肉类乳化的形成和稳定性上起着关键作用。存在于生肉糊水相中可溶性蛋白的浓度及类型，会影响最终乳化产品的超微结构和组织特性。在高脂产品加工中，产品容易出现保水性低、保油性差，感官评价和微观结构不理想等现象。非肉蛋白的加入可使肉糊中总蛋白含量增大，大大改善上述问题。关于非肉蛋白在肉制品中的应用已经有一些报道，但是关于在不同脂肪含量乳化肠中添加不同非肉蛋白，比较产品品质特性，研究各种性质变化规律方面的研究不多。本实验采用相同的加工工艺及加工条件制备乳化肠，在斩拌阶段分别添加质量分数2%的大豆、蛋清、乳清分离蛋白，比较3种蛋白质对肉糜类制品质构、色差、感官特性和微观结构等的影响，为非肉蛋白在肉制品中的应用以提高肉糜类制品的品质提供一定的理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

瘦肉和背部肥膘 黑龙江北大荒肉业；大豆分离蛋白(soy protein isolate，SPI，蛋白含量90%以上) 山东万得福实业集团；蛋清分离蛋白(egg white protein isolate，EPI，蛋白含量≥90%) 大连韩伟集团；乳清分离蛋白(whey protein isolate，WPI，蛋白含量90.4%)美国Daviso Foods国际公司；变性淀粉 吉林帝达淀粉生化有限公司；亚麻籽胶 新疆绿旗企业(集团)生物科技有限公司；亚硝酸钠、异抗坏血酸钠、混合磷酸钠哈尔滨亿人食品添加剂公司；聚偏二氯乙烯(PVDC)肠衣(型号C301)；其他添加成分均为食品级。

1.2 仪器与设备

UMC5斩拌熔融釜 德国Stephan公司；电动绞肉机(孔径5mm)、真空灌肠机 临沂大浩机械厂；SU506手动U型打卡机 保定生茂包装线材厂；WSC-S测色色差计 上海精密仪器有限公司；TA-XT plus型质构分析仪 英国Stable Micro System公司；DELTA 320 pH计梅特勒-托利多仪器有限公司；S-3400N扫描电镜 日本日立公司；JD500-2电子天平 沈阳龙腾电子称量仪器有限公司；AL-104精密电子天平 瑞士梅特勒-托利多有限公司；DHG-9240A型电热恒温鼓风干燥箱 上海一恒科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 乳化肠的制备方法

按500g原料肉计，低脂乳化肠中瘦肉400g、肥膘100g；高脂乳化肠中瘦肉300g、肥肉200g。原料肉腌制时，瘦肉中加入盐3%、糖1.5%、亚硝酸盐0.01%、异抗坏血酸钠0.05%和复合磷酸钠0.4%，肥肉中只加3%的盐。辅料(按肉总质量计)中变性淀粉10%、分别添加3种非肉蛋白(SPI、EPI、WPI)2%、亚麻籽胶0.6%、冰水50%。调料(按肉总质量计)中味精0.3%、特纯乙基麦芽酚0.012%。

乳化肠制作工艺流程：原料肉剔除可见筋膜→瘦肉绞碎、肥肉切丁→加入腌肉料混匀→置于0～4℃腌制12h以上→斩拌→灌装→打卡→85℃煮制30min→冷却→0～4℃冷藏。

斩拌顺序为：瘦肉＋冰水→肥肉＋调料＋冰水→辅料＋冰水→馅料成品。

斩拌过程中通过调整冰水比例来控制每阶段温度尽量一致，斩拌机转速为3000r/min。瘦肉斩拌阶段时长30s，斩拌温度为4～8℃，肥肉斩拌阶段时长40s，斩拌温度为8～12℃；辅料斩拌阶段时间约30s，斩拌终温控制在8～12℃。斩拌前将非肉蛋白与淀粉、亚麻籽胶混合均匀，并均匀加入。斩拌机转速3000r/min，斩拌时抽真空－0.08MPa。灌肠时要保持松紧一致，每根肠长约13cm，以两手指压肠子两边能相碰为宜。水沸腾后将肠下锅，待水温升至85℃开始计时。30min煮好后放入自来水中冷却，之后擦干于0～4℃贮藏。

1.3.2 乳化肠质构特性测定

样品预处理：将0～4℃贮藏的乳化肠在室温放置，使其达到室温(20～22℃)，剥去肠衣后，用平行刀将其切成2cm长的圆柱体，切面要平整垂直，每批样选取8段用于TPA(texture profile analysis，质地剖面分析)测定。TPA实验选用P/50探头，设置参数为：测试前速度：2mm/s；测试速度：1mm/s；测试后速度：1mm/s；压缩比：50%；两次激活感应力：5g；TPA结果采用Sable Micro System软件分析。

质构参数确定如下：硬度(hardness)：硬度值指第一次穿冲样品时的压力峰值/g；胶着性(gumminess)：用于半固体产品，其计算公式为：硬度×黏聚性/g；咀嚼性(chewiness)：用于固体产品，其计算公式为：胶黏性×弹性/g；回复性(resilience)：其计算方法是在第一次穿刺中的“收回”阶段的面积同下压穿刺阶段面积的商。

1.3.3 乳化肠色差的测定

用白板对仪器进行校准后，将乳化肠切成薄片放入样品盒中，填平压实，将测试头放在样品盒上，用全自动色差仪O/D测试头测量样品的颜色和光泽。测量结果用亮度值(L*)、红度值(a*)、黄度值(b*)表示。每批样测定8个平行样。

1.3.4 乳化肠感官评定

本实验邀请具有感官评定经验的10位研究生组成评定小组，先明确本实验的目的和意义以及感官评定的指标和注意事项，采用双盲法进行检验。本实验主要评定产品的色泽、滋气味、组织状态、口感、整体可接受性，每项指标的最高得分为7分，最低为1分，根据评分来判定样品的优劣。具体评分标准如下：

1.3.5 扫描电镜样品制备方法

参照Pan等[8]的方法：取材→戊二醛固定→漂洗→1.0g/100mL四氧化锇缓冲液后固定→再次漂洗→梯度乙醇脱水→置换→冻干→黏样→离子金溅射镀膜→扫描电镜下观察并拍照(加速电压为5.00kV)。

1.3.6 数据分析

数据统计分析采用Statistix 8.1(分析软件，St Paul，MN)软件包中Linear Models程序进行，差异显著性(P＜0.05)分析使用Tukey HSD程序，采用Sigmaplot9.0软件作图。

2 结果与分析

2.1 添加不同非肉蛋白对产品质构特性的影响

图1 添加2%的不同非肉蛋白对乳化肠质构特性的影响Fig.1 Effect of different non-meat proteins (added at 2%, the addition amount was used in all the following investigations) on TPA of emulsion-type sausage

本实验分别在低脂、高脂肠中添加2%的不同种分离蛋白，样品硬度如图1a所示。在本实验中，向低脂肠中添加非肉蛋白的3组硬度值均显著大于空白组(P＜0.05)，硬度最高的是添加EPI的一组，其次为添加WPI组；在高脂肠中，只有添加WPI的一组硬度显著大于其他组(P＜0.05)，添加SPI或EPI对硬度影响不显著(P＞0.05)。由此可见，添加非肉蛋白对改善低脂肠的硬度效果显著(P＜0.05)，效果最显著的是EPI(P＜0.05)；WPI在两种肠中影响效果均显著(P＜0.05)。Mine[9]认为，蛋清蛋白或卵白蛋白热变性和凝集过程中起主要作用的是分子间β-折叠结构，这种结构的形成是由于热变性导致蛋白质疏水性基团的暴露，随着卵白蛋白浓度的增加，分子间疏水相互作用增加，卵白蛋白凝集体的相对分子质量增大，分子间β-折叠结构所导致的交联也增加，表现为蛋白质浓度对凝胶硬度影响较大。这也证实了在低脂肠中，加入蛋清分离蛋白对产品硬度显著增加的原因。

如图1b所示，添加非肉蛋白的各组样品的胶黏性显著比空白组大(P＜0.05)，表明添加非肉蛋白能显著影响乳化产品的胶黏性(P＜0.05)。在低脂肠中效果最明显的是添加EPI的一组(P＜0.05)，在高脂肠中效果最明显的是添加WPI的一组(P＜0.05)。可见，不同非肉蛋白在不同脂肪含量的乳化样品中作用效果不同。添加非肉蛋白可以在肉制品加工过程中受热发生热变性，使得物料黏度增加，而这类黏度的增加可以更多的黏附肉糜，使其在切片过程中不易脱落，从根本上改善了样品结构松散状况，使产品组织结构更加紧密[10]。金磊等[11]经研究得出，肉糜黏度在一定范围内随脂肪减少而下降，这可能和水分含量有关，含水量大则黏度小；在低脂样品中，添加淀粉和ISP都使黏度增大，这可能和淀粉ISP吸水膨润，产生空间效应有关。这与本实验的结果相一致。周晓燕[12]研究得出在制作肉糜时，要加入鸡蛋和淀粉，以提高肉糜的弹性和嫩度。鸡蛋可以提高主料和淀粉之间的亲和力，增加肉糜的黏性；鸡蛋还可增强肉糜的乳化性，从而使肉糜的胶体性能加强，提高吸水能力。这也可以在一定程度上证实本实验的结果。

图1c表明添加非肉蛋白可显著增强制品的咀嚼性(P＜0.05)。在添加SPI和EPI的两组高脂与低脂样品中咀嚼性差异显著(P＜0.05)，SPI在高脂样品中作用更明显(P＜0.05)，EPI在低脂样品中作用更明显(P＜0.05)。方红美等[13]也在研究中证实，添加高于1.5%的SPI还可显著提高凝胶的硬度、弹性、黏结性与咀嚼性。李俐鑫等[14]实验结果表明，蛋清蛋白的凝胶特性与静电作用、氢键、二硫键等内部因素以及蛋白质浓度、pH值、加热温度、加热时间等外部因素密切相关。因此，在应用蛋清蛋白凝胶特性的食品加工过程中要考虑这些因素。

图1 d表明在低脂肠中添加非肉蛋白对回复性(resilience)有显著的改善作用(P＜0.05)，而在高脂肠中添加，影响效果不显著(P＞0.05)。且3种非肉蛋白在低脂和高脂肠中作用效果相近。

在火腿中添加大豆蛋白后，使得火腿肠的蒸煮时间缩短，因此降低了蒸煮损耗，减少了火腿肠的收缩程度，改善了组织结构，提高了产品质量[15]。大量实验证实，非肉蛋白的添加能够有效改善产品质构，增加产品的硬度、弹性，使样品的结构致密，口感更好，同时可以防止肉制品的出油出水现象。

2.2 添加不同非肉蛋白对产品色差的影响

图2a表明添加了非肉蛋白的样品亮度值显著升高(P＜0.05)，低脂组中亮度升高值由高到低依次为添加EPI＞WPI＞SPI。添加了蛋白的低脂组亮度的差异主要是蛋白粉本身亮度差异所造成的。在高脂产品中，因肥肉本身对亮度影响特别大，所以3种蛋白本身亮度的差异被掩盖。图2b所示，因蛋白粉的颜色均为淡黄或乳白，所以向低脂肉糜中加入后肉糜本身的红色被削弱，使得红度值普遍显著下降(P＜0.05)。图2c表明，在低脂肠中添加非肉蛋白的样品比空白样黄度值下降更为显著(P＜0.05)。在高脂产品中添加SPI和WPI的两组黄度值显著下降(P＜0.05)。亮度、红度、黄度值的差异与蛋白粉本身色差的差异有很大关系。肖怀秋等[16]通过实验得出对于非受压肌肉凝胶，其亮度与持水性随SPI添加量的增大总体上分别呈下降与上升趋势，并在大于等于2.5%时这种下降或上升程度显著(P＜0.05)。这与本实验所得变化趋势不一致，可能与其加水量不同有关。

图2 添加2%的不同非肉蛋白对乳化肠色差的影响Fig.2 Effect of different non-meat proteins on color of emulsion-type sausage

2.3 添加不同非肉蛋白对样品感官评定结果的影响

表1 添加不同非肉蛋白对样品感官质量的影响Table 1 Effect of different non-meat proteins on sensory evaluation of low-fat and high-fat emulsion-type sausages

表1是添加3种不同非肉蛋白的乳化肠产品的感官评定结果。由于添加WPI使产品颜色变得较淡而使色泽得分较低；滋气味、口感及组织状态得分无显著差异是因为所添加的3种分离蛋白加入量相同，均为2%；3种蛋白粉本身气味很小，所以对产品滋味影响也不大；添加量少，且在先进工艺制备下产品本身组织状态良好，所以对产品的组织状态改善作用也不显著。非肉蛋白的添加对高脂和低脂肠的口感均无明显的改善作用。添加非肉蛋白可以使脂肪有充足的蛋白包裹形成良好的乳化体系，减少油腻感，使得低脂、高脂肠口感得分相差不显著。这是由于非肉蛋白对于肌肉组织的脱水具有阻碍作用，可以在肌肉组织表面形成保护层，提高肉制品的持水力，降低在加工过程中的各种损失，从而提高出品率[17]。

据报道，大豆分离蛋白由于其特殊的功能特性，添加量在2%～25%之间，都可以起到良好的保水、保脂、防止肉汁分离、提高品质以及改善口感的作用。通常采用高速斩拌方式加入，添加量主要受大豆分离蛋白质量、品种及热加工后的滋气味和色泽影响[18]。也有实验表明，添加分离蛋白的火腿肠比不添加分离蛋白的火腿肠，样品蒸煮收缩程度小得多，样品更加多汁，肉质更加细嫩、口味细腻。分离蛋白的强保水和保油性，使得瘦肉的用量减少，水和脂肪的用量增加，提高了样品的出品率，改善了火腿肠的组织状态和口感，降低了生产成本[15]。

本实验中蛋白的添加对高脂肠的口感有较好的改善作用，脂肪有充足的蛋白包裹形成良好的乳化体系，减少油腻感，使得低脂、高脂肠口感得分相差不显著(P＞0.05)。在感官评定中色泽对产品的被接受程度影响很大，所以添加WPI使产品颜色变得较淡而使色泽得分较低，在生产中可通过色素来弥补。

张福等[18]经实验得出，大豆蛋白含有少量的脂肪酸和碳水化合物，在加热之后会产生独特的豆香气，可以掩盖肉制品加工中原料肉或辅料所具有的以及由于加工工艺所产生的一些不愉快气味，因而对肉制品具有一定的调味作用。但在本实验中未品尝出蛋白特有的滋气味，可能与蛋白品种、纯度及加入量有关。

2.4 添加不同非肉蛋白对样品微观结构的影响

从图3可见，高脂产品以球形存在的肉眼可见的脂肪粒子明显比低脂样品多，表面包有一层蛋白质，这样脂肪粒子就被包埋在蛋白质基质中，一经加热就会形成稳定的三维凝胶结构。添加非肉蛋白的乳化肉糜样品切面更细腻，立体网状结构更清晰，组织状态保水性也就越好。这主要是由于一些非肉蛋白质可与肉蛋白质聚集在一起，在脂肪球周围形成界面膜。更重要的是，它们可加强肌原纤维蛋白的网状结构，并可增加蛋白结构的黏性，有利于肉类乳化物在加工和煮制过程中的稳定性。比较理想的非肉蛋白应该与肌原纤维蛋白有相近的变性温度，这样有利于蛋白质之间交互作用形成凝胶网络结构[18]。还有研究表明，加入非肉蛋白质可形成稳定的、组织细腻的样品。例如，大豆蛋白和部分水解的大豆蛋白可与盐溶性肌原纤维蛋白形成一种复合的凝胶体系，这种复合凝胶是由大豆蛋白和肌肉交互作用形成的[19]。Hung等[20]报道指出乳清蛋白和盐溶肌肉蛋白(salt soluble protein，SSP)会形成“填充式”凝胶，在这种凝胶中乳清蛋白分散在SSP凝胶矩阵中。可见蛋白质在肉类乳化的形成和稳定性上起着关键作用。存在于生肉糊水相中可溶性蛋白的浓度及类型，会影响最终乳化样品的超微结构和组织特性[21]。

图3 添加不同非肉蛋白对低脂和高脂乳化肠微观结构的影响(×400)Fig.3 Effect of different non-meat proteins on microstructure of low-fat and high-fat emulsion-type sausages (×400)

3 结 论

分别在低脂、高脂乳化肠中添加大豆、乳清、蛋清3种分离蛋白，产品的质构特性均好于不添加这3种蛋白的对照组。在这3种非肉蛋白中，添加蛋清分离蛋白效果好于乳清分离蛋白和大豆分离蛋白。且在低脂肠中添加蛋清分离蛋白比在高脂肠中添加时硬度、胶黏性增加明显。在高脂肠中添加乳清分离蛋白比在低脂肠中添加时胶黏性增加明显。添加不同的分离蛋白对感官评定影响差别不显著。在实际应用中要结合所选用非肉蛋白的质量和纯度等进行综合考虑。

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Influence of Non-meat Proteins on Quality Characteristics of Emulsion-type Sausage

KONG Bao-hua，LIU Di-di，LIU Qian，XIA Xiu-fang，ZHANG Hong-wei
(College of Food Science, Northeast Agricultural University, Harbin 150030, China)

The effects of respective additions of the three kinds of non-meat proteins white protein isolate (EPI), whey protein isolate (WPI) and soy protein isolate (SPI) during chopping on the quality characteristics of emulsion-type sausage were investigated. The texture profile analysis (TPA), color, sensory characteristics and microstructure structure of three kinds of processed sausages were measured. The results showed that EPI had better improving effect than WPI and SPI on the quality characteristics of emulsion-type sausage. The quality of sausage was also affected by fat content, and EPI had more significant enhancing effect on hardness and gumminess in the low-fat emulsion-type sausage than that in the high-fat sausage (P＜0.05). The three kinds of protein isolates, however, had no significant effect on sensory quality (P＞0.05). In conclusion, non-meat protein could improve the quality of emulsification-type meat products.

emulsion-type sausage；non-meat proteins；quality properties

TS251.65

A

1002-6630(2011)07-0145-06

2010-08-02

黑龙江省杰出青年基金项目(JC200702)；国家公益性行业(农业)科研专项(200903012-02)

孔保华(1963—)，女，教授，博士，研究方向为畜产品加工。E-mail：kongbh@163.com