三种添加剂在鱼肉猪肉复合凝胶中的作用

刘 茹，汪 丽，熊善柏，*

(1.华中农业大学食品科技学院，湖北武汉430070; 2.国家大宗淡水鱼加工技术研发分中心(武汉)，湖北武汉430070)

三种添加剂在鱼肉猪肉复合凝胶中的作用

刘 茹1，2，汪 丽1，熊善柏1，2，*

(1.华中农业大学食品科技学院，湖北武汉430070; 2.国家大宗淡水鱼加工技术研发分中心(武汉)，湖北武汉430070)

为了改善鱼肉/猪肉复合肉糜(配比分别为3∶7和7∶3)的凝胶性能，研究了添加剂(TGase、CaCl2和焦磷酸钠)对鱼肉/猪肉复合凝胶的作用效果。结果表明，两种复合肉糜凝胶的破断强度、凝胶强度和保水性均随着TGase添加量的增加而增大，对鱼肉/猪肉(7∶3)复合凝胶的增强作用更显著，而且降低了鱼肉/猪肉(7∶3)复合凝胶的白度。CaCl2的添加也可增大复合肉糜的凝胶强度和白度，但高剂量的CaCl2(＞10mmol/kg)会降低其保水性。鱼肉/猪肉为7∶3和3∶7复合凝胶的凝胶强度分别于焦磷酸钠为0.05%和0.3%时达到最大值，高剂量的焦磷酸钠(＞0.3%)会提高复合凝胶的持水性，而对白度的影响较小。

鱼肉/猪肉复合凝胶，凝胶性能，转谷氨酰胺酶，氯化钙，焦磷酸钠

表1 TGase对鱼肉/猪肉复合凝胶穿刺性能的影响

1 材料与方法

1.1 实验材料

鲢(Hypohthalmichthyx titrix) 个体重量约为1500g，购自华中农大菜市场，将鲜活鲢迅速处理取肉，暂时不用的置于5℃的冰箱里保存备用，所有实验均用当天的新鲜鱼肉;猪肉(里脊肉) 取自湖北白猪，购于中百超市，材料均于当天用完。

1.2 实验方法

1.2.1 凝胶的制备 新鲜鲢鱼用自来水清洗后去头、鳞、内脏，取得的白肉用5倍的自来水漂洗2次，再用5倍的0.5%NaCl溶液漂洗1次，而猪肉是先用两倍0.5%NaHCO3溶液漂洗2次，再用自来水漂洗1次。漂洗后的肉沥干、斩拌，添加剂的加入量分别为，TGase:4、8、10、12、16U/g Pr;CaCl2:10、20、30、40、50、80mmol/kg;焦磷酸钠:0.02%、0.05%、0.1%、0.3%和0.5%，三种添加剂独立添加。加入2.5% NaCl擂溃，并调节水分含量为78%，灌入肠衣(直径25mm)，用卡口机将两端密封。先在40℃下加热1h，再迅速于90℃加热0.5h。制得的肉肠迅速用流水冷却后置于5℃下冷藏，第2d测其性能指标，每个样品做4～6个平行。

1.2.2 凝胶的穿刺性能 在室温下用TA-XTPlus质构分析仪测定凝胶的穿刺性能。将凝胶切成高20mm的小圆柱体，断面的中心置于质构仪探头的正下方样品台上，选用的是球形探头P/0.25S，进行一次压缩，压缩距离为15mm。测试过程中的最大力即为破断强度，对应的压缩距离为凹陷深度，凝胶强度等于破断强度与凹陷深度的乘积。

1.2.3 凝胶的压缩失水率 参照Rawdkuen等［10］的方法，并略有修改。将样品切成厚5mm的圆片并称重(W1)，用滤纸包裹，然后用硬度计施加5kg的力并保持2min，去掉滤纸，再将样品称重(W2)，则压缩失水率可按下式计算:

1.2.4 色度的测定 将样品切成厚5mm的圆片，室温下用色度测定仪测定样品色度。CIE L*、a*、b*表示颜色的坐标，白度按下式计算［11］:

式中:L*表示样品的亮度;+a*表示样品偏红;-a*表示样品偏绿;+b*表示样品偏黄;-b*表示样品偏蓝。

1.2.5 数据处理 采用Excel2003和SAS8.1进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 TGase在鱼肉猪肉复合凝胶中的作用

TGase对复合凝胶穿刺性能的影响见表1，由表1可以看出，随着TGase添加量的增加，两种复合凝胶的破断强度和凝胶强度都呈增大趋势。这可能是由于TGase催化蛋白质分子间形成了ε-(γ-谷氨酰基)-赖氨酸而使网络结构增强，Tsujiika等［12］曾报道TGase能显著促进鱿鱼MHC的交联，使鱼糜的凝胶强度提高了10倍左右，TGase的添加也显著提高了牛肉凝胶的质构参数［13］，江波等［14］证明TGase可催化猪肉肌球蛋白和大豆蛋白分子之间的共价交联，增加蛋白质凝胶结构的强度。由表1还可看出，添加TGase可显著增大两种复合肉糜凝胶的凹陷深度，鱼肉/猪肉为7∶3和3∶7复合凝胶的凹陷深度分别在TGase添加量高于8U/g Pr和4U/g Pr时变化不显著，此外，鱼肉/猪肉为7∶3的复合凝胶的凹陷深度高于3∶7的。虽然未添加TGase时，鱼肉/猪肉(3∶7)复合凝胶的凝胶强度也高于7∶3的，但是当TGase添加量高于8U/g Pr时，鱼肉/猪肉(7∶3)复合凝胶的凝胶强度更高，当添加量为16U/g Pr时，鱼肉/猪肉为7∶3和3∶7复合凝胶的凝胶强度分别比未添加TGase的增加了248.07%和156.12%(见表1)，说明TGase对鱼肉/猪肉(7∶3)复合凝胶的增强作用更明显。

TGase对复合凝胶压缩失水率和白度的影响见图1。由图1可以看出，TGase的添加不同程度地降低了复合凝胶的压缩失水率，提高了其持水能力，这是由于TGase催化形成的凝胶具有牢固的空间网络，从而包容了更多的水分，梁海燕和马俪珍［15］也曾报道了TGase可以提高凝胶的保水性。白度随TGase添加量的增加略有下降，相比而言，鱼肉/猪肉为7∶3的复合凝胶较白，并且受 TGase的影响更大(见图1)。有学者报道TGase的添加对牛肉凝胶的色度参数无显著影响［16］，而0.3%TGase显著降低了鱼糜凝胶的色度［17］，据此推测，鱼肉/猪肉(7∶3)复合凝胶的白度受TGase影响较大可能与其中鱼肉的含量较多有关。

表2 CaCl2对鱼肉/猪肉复合凝胶穿刺性能的影响

图1 TGase对鱼肉/猪肉复合凝胶的影响

2.2 CaCl2在鱼肉猪肉复合凝胶中的作用

添加不同含量的CaCl2后复合凝胶的穿刺性能见表2，由表2可以看出，复合凝胶的破断强度、凹陷深度和凝胶强度都随CaCl2添加量的增加呈上升趋势，这可能是由于CaCl2激活了内源性TGase，它催化MHC之间交联形成ε-(γ-谷氨酰基)-赖氨酸共价键，使凝胶网络结构增强，Benjakul等［18］也曾报道，CaCl2激活了内源性TGase而提高了鱼糜的凝胶性能。刘海梅等［19］研究认为低浓度的钙离子(10、20mmol/kg)可以激活内源性TGase，当钙离子浓度达到80mmol/kg时，钙离子可与鱼糜蛋白之间形成蛋白质-钙-蛋白质的钙桥结构，使凝胶变硬，弹性降低。孔保华等［20］研究认为0.3mol/L CaCl2对牛肉的凝胶强度无显著影响。此外，鱼肉/猪肉为3∶7的复合凝胶的破断强度和凝胶强度都明显高于鱼肉/猪肉为7∶3的(见表2)。

CaCl2对复合凝胶压缩失水率和白度的影响见图2，由图2(a)可以看出，当添加量小于10mmol/kg时CaCl2对复合凝胶压缩失水率的影响不大，但当高于10mmol/kg时，压缩失水率随CaCl2添加量的增加而增大，这与刘海梅等对鲢鱼糜凝胶保水性的研究结论一致。此外，鱼肉/猪肉为3∶7的复合凝胶的压缩失水率普遍高于鱼肉/猪肉比为7∶3的，见图2 (a)。复合凝胶的白度都随CaCl2添加量的增大略有上升，且鱼肉/猪肉为7∶3的复合凝胶的白度高于3∶7的，见图2(b)。鲢鱼糜凝胶的白度随CaCl2添加量的增大会略有上升，而0.3mol/L CaCl2可显著提高牛肉凝胶的亮度值［20］。

图2 CaCl2对鱼肉/猪肉复合凝胶的影响

2.3 焦磷酸钠在鱼肉猪肉复合凝胶中的作用

表3显示出，添加不同含量的焦磷酸钠后复合凝胶的穿刺性能，由表3可以看出，添加焦磷酸钠对鱼肉/猪肉(7∶3)复合凝胶的破断强度影响不显著，但可显著增大其凹陷深度，破断强度、凹陷深度和凝胶强度的最大值在焦磷酸钠添加量为0.05%时取得。当鱼肉和猪肉比为3∶7时，焦磷酸钠的添加量对凹陷深度和凝胶强度的影响不显著，破断强度在焦磷酸钠的添加量小于0.3%时无显著变化，但高于0.3%时会迅速下降，破断强度和凝胶强度的最大值均在0.3%时取得。这可能是由于少量的焦磷酸钠主要是增大其离子强度，使肌球蛋白更易溶出，从而使凝胶强度增大，然而当焦磷酸钠添加量高于一定值时，却降低了其凝胶强度，这可能是由于磷酸钠使肌球蛋白变得不稳定［21］而导致的。Robe和Xiong［21］还认为肉的类型不同(如红肉和白肉)受焦磷酸钠的影响不同，本研究发现鱼肉和猪肉配比不同时，焦磷酸钠的适宜添加量也有差异。

由图3(a)可以看出，当焦磷酸钠添加量低于0.3%时对复合凝胶的压缩失水率的影响较小，高于0.3%时会降低复合凝胶的压缩失水率，提高其持水能力，这可能与焦磷酸钠的碱性以及可使肌动球蛋白解离为肌球蛋白和肌动蛋白有关，而复合凝胶的白度受焦磷酸钠的影响较小，见图3(b)。

表3 焦磷酸钠对鱼肉/猪肉复合凝胶穿刺性能的影响

图3 焦磷酸钠对鱼肉/猪肉复合凝胶的影响

3 结论

在鱼肉/猪肉复合肉糜中添加TGase可增大凝胶的破断强度、凝胶强度和保水性，且对鱼肉/猪肉(7∶3)复合凝胶的增强作用高于鱼肉/猪肉(3∶7)复合凝胶的，这主要与TGase对蛋白质的交联作用有关;而且TGase会降低鱼肉/猪肉(7∶3)复合凝胶的白度，但对鱼肉/猪肉(3∶7)复合凝胶的白度影响较小。CaCl2的添加可增大复合肉糜的凝胶强度和白度，但高剂量的CaCl2(＞10mmol/kg)会降低其保水性。鱼肉/猪肉为7∶3和3∶7复合凝胶的凝胶强度分别于焦磷酸钠为0.05%和0.3%时达到最大值，高剂量的焦磷酸钠(＞0.3%)会提高复合凝胶的持水性，而焦磷酸钠在实验范围内对复合凝胶的白度影响较小。

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Roles of three additives on the gel properties of fish/pork mixed gels

LIU Ru1，2，WANG Li1，XIONG Shan-bai1，2，*
(1.College of Food Science and Technology，Huazhong Agricultural University，Wuhan 430070，China; 2.The Sub Center(Wuhan)of National Technology and R＆D of Staple Freshwater Fish Processing Wuhan 430070，China)

Roles of some additives(transglutaminase，calcium chloride，codium pyrophosphate)on fish/pork(3∶7 and 7∶3)mixed gel were investigated to improve the gel properties of the mixed gel.Breaking force，gel strength and water-holding capacity(WHC)of the mixed gel increased with increasing transglutaminase(TGase)content. The effect of TGase on fish/pork(7∶3)mixed gel was greater than fish/pork(3∶7)mixed gel.Addition of TGase decreased whiteness of the fish/pork(7∶3)mixed gel.Addition of CaCl2improved the gel strength and whiteness of fish/pork mixed gels，however，high doses of CaCl2(＞10mmol/kg)decreased the WHC.Gel strength of fish/pork (3∶7 and 7∶3)mixed gels reached the maximum with 0.05%and 0.3%sodium pyrophosphate，respectively.High doses of sodium pyrophosphate(＞0.3%)could improve the WHC additionally，whiteness of the mixed gel was hardly influenced by sodium pyrophosphate.

fish/pork mixed gel;gel property;transglutaminase;calcium chloride;sodium pyrophosphate

TS202.3

A

1002-0306(2011)09-0350-04

鲢鱼是我国四大家鱼之一，其产量大、价格低，已成为淡水鱼糜制品生产的主要原料。但因鲢鱼糜在凝胶形成过程中易发生凝胶劣化［1］、有土腥味，而降低了其商品价值。前期研究发现在鲢鱼糜中加入一定比例的猪肉不仅可以抑制其凝胶劣化、提高凝胶强度［2］，而且还可掩盖土腥味、赋予制品肉香味［3］。尽管目前已有关于鱼肉和猪肉复合凝胶的研究报道［3-5］，但相关研究主要集中在加工工艺对复合肉糜凝胶性能的影响方面，而肉糜凝胶制品中常用的添加剂(如谷氨酰胺转移酶、CaCl2、焦磷酸盐)对复合肉糜凝胶性能的影响鲜见报道。谷氨酰胺转移酶(TGase)可促进蛋白质之间的共价交联，改善食品的质构、溶解性、起泡性和乳化性［6］，增加凝胶的破断强度、凹陷深度、凝胶强度及持水性［7］。内源性谷氨酰胺转移酶是依赖于 Ca2+的酶类，低浓度的钙离子(10～20mmol/kg)可以激活内源性谷氨酰胺转移酶，提高凝胶性能;过高的钙离子浓度却使肌球蛋白重链(MHC)的交联受阻，致使凝胶性能降低。焦磷酸钠可提高pH，通过水合作用使凝胶的保水性增大［8］、嫩度增加，从而改善制品的凝胶特性［9］。本文以鲢鱼肉和猪肉为原料，研究了TGase、Ca2+和焦磷酸钠在鱼肉猪肉复合凝胶中的作用，以期为复合制品的加工提供理论依据。

2010-06-28 *通讯联系人

刘茹(1982-)，女，讲师，博士，从事水产品加工与贮藏的研究。

现代农业产业技术体系建设专项基金(nycytx-49-23);华中农业大学青年教师科技创新专项(52204-10024);华中农业大学人才科研启动项目(52204-08075)。