魔芋粉与黄原胶复配物对重组牛肉品质特性的影响

孙 瑶，刘 骞，孔保华

（1.黑龙江出入境检验检疫总局，黑龙江哈尔滨 150001；2.东北农业大学食品学院，黑龙江哈尔滨 150030）

近年由于我国人民对肉制品的需求日趋增加，导致肉制品的价格也不断上涨，与此同时，在肉制品生产过程中产生的大量边角碎肉却得不到有效的利用，既污染了环境又浪费了大量的动物蛋白，造成了巨大的经济损失[1]。因此，很多研究致力于开发出合适的肉类粘结剂。目前，国内外对肉类粘结剂的研究主要集中在通过加入转谷氨酰胺酶（简称TG）催化蛋白质分子内部或蛋白质分子之间的酰基转移反应，产生共价交联，形成牢固的空间网络结构，使重组肉的质地发生改变，从而赋予产品特有的质地和粘结特性[2]。Dimitrakopoulou等[3]研究发现在重组猪肉中添加0.15%的TG就可以达到良好的粘结效果与整体可接受性，而且蒸煮损失和颜色变化比较小，但过多的添加量会影响产品的感官品质。梁海燕[4]分析了TG在其最佳的作用浓度、反应温度和作用时间条件下对重组碎羊肉卷的粘合性能。周亚军等[5]以不同营养、风味和加工特性的鹿肉和猪肉为原料，加入非肉蛋白等营养强化物质，借助TG的粘合交联作用研制营养风味俱佳的重组鹿肉制品。Carballo等[6]还利用TG和酪蛋白酸钠作冷黏合剂，研究其对鸡肉、猪肉和羊腿肉黏合效果的影响。戴志远等[7]研究了TG、淀粉和大豆蛋白对鱼肉重组制品品质的影响，并研究了最佳工艺下制得的鱼肉重组制品的成分以及在冷冻储藏期间鱼肉重组制品的品质变化。根据以上的研究，发现应用TG作为冷黏合剂，能够生产出受消费者欢迎的生鲜状态的重组肉。但是应用食用胶（主要有黄原胶、卡拉胶、魔芋粉、亚麻籽胶等），研究其对冷鲜重组肉黏合性及加工特性的很少。因此，本实验在前期研究基础之上，通过添加魔芋粉和黄原胶复合物，来测定其对重组肉的粘结强度、剪切力、质构特性、解冻损失、蒸煮损失、颜色等加工特性的影响，优化出魔芋粉和黄原胶最佳的配比及用量，为重组肉的理论研究和加工实践提供指导。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

冷冻碎牛肉 购于哈尔滨好又多超市，厂家为皓月肉业；黄原胶 购于河南天冠生物工程有限公司；魔芋粉 购于郑州世纪美添食化贸易有限公司；转谷氨酰胺酶（TG型，食品级，100U/g） 购于上海东圣生物科技有限公司；酪蛋白酸钠（新西兰产） 购于上海传裕商贸有限公司；其他试剂 均为国产分析纯。

JD500-2型电子天平 沈阳龙腾电子称量仪器有限公司；WSC-S型测色色差计 上海物理光学仪器厂；TA-XT plus型质构分析仪 英国Stable Micro System；A/SPR型适配探头、成型模具 东北农业大学食品学院自制，规格为15cm×9cm×10cm；MC-SH2115型电磁炉 广州美的生活电器制造有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 样品的制作 参照黄莉等[8]的方法，略加修改。取250g碎牛肉，将其切成大小不均等的2～5cm左右的肉块，加入1.2%（m/m）的重组黏合剂（主要为转谷氨酰胺酶与酪蛋白酸钠的混合物），同时加入0.2%（m/m）的魔芋粉与黄原胶的复合物和0.05%（m/m）的碳酸氢钠，然后将黏合剂、食用胶复合物、碳酸氢钠与碎牛肉充分混匀后，装入模具。将样品放入4℃冰箱中反应3h，然后放在冰柜（-26℃）中冷冻过夜。将不加入重组粘合剂、食用胶以及碳酸氢钠的重组实验样作为空白样。

1.2.2 魔芋粉与黄原胶最佳比例实验 在添加粘结剂的碎肉中，固定魔芋粉和黄原胶复合物的总添加量为0.2%（m/m），改变魔芋粉与黄原胶的比例分别为8∶2、7∶3、6∶4、5∶5、4∶6、3∶7、2∶8，装入模具中成型，模具压强为3N/m2，放置在4℃的冰箱中反应4h后取出，于-18℃冰柜中储藏。将冷冻后的重组肉从冰柜中取出，放在4℃条件下缓冻，待肉中心温度达到0℃左右，按照测定粘结强度和剪切力时的实验方法处理样品，测定粘结强度、剪切力等指标，确定魔芋粉与黄原胶的最佳比例。

1.2.3 魔芋粉与黄原胶复合物最佳添加比例实验 魔芋粉与黄原胶以最佳比例配制成复合食用胶，分别以0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%（m/m）的添加量与粘结剂共同加入碎肉中，混匀，装入模具中成型，模具压强为3N/m2，放置在4℃的冰箱中反应4h后取出，于-18℃冰柜中储藏。将冷冻后的重组肉从冰柜中取出，放在4℃条件下缓冻，待肉中心温度达到0℃左右，按照测定粘结强度和剪切力时的实验方法处理样品，测定粘结强度、剪切力等指标，确定魔芋粉与黄原胶复合物的最佳添加比例。

1.2.4 粘结强度的测定 将冷冻后的样品取出，在4℃下解冻，在中心温度达到0℃时将肉样切片（9cm×2cm×0.5cm），取探头A/SPR在质构仪（力臂25kg）进行拉伸实验，测试速度为1.0mm/s，测试前后速度为2.0mm/s，测试模式为tension，感应力为5g，断裂感应力20g。探头开始向上移动，同时记录下作用力的数值，当肉条断裂时记录下拉断肉条所需的最大拉力F，用F与肉条的横截面积S的比值表示粘结强度（P），P（g/cm2）=F/S，实验重复三次，取平均值。

1.2.5 剪切力的测定 重组牛肉的嫩度以剪切力（kg）在时间（s）上所做的功（kg·s）来表示，剪切力所做功越小就表明肉的嫩度越好。测试时将已经缓化完毕的重组牛肉切成大小为3cm×3cm×2cm的肉块，将肉块放在物性仪平台上，肉块的中心线应与刀口对齐，调整刀口的位置，使其在肉块上方1cm处。测试时使用物性测试仪的HDP/BSK探头测试剪切力，实验重复三次，取平均值。

1.2.6 解冻损失的测定 测定解冻损失（Thawing Loss，TL）是按照Serrano等[9]的方法，并略加改动。将肉块切成3cm×3cm×2cm大小，称重（W1），放置在20℃环境中15min，待其完全缓化后，用滤纸吸干表面的水分，再次称重（W2）；解冻损失（TL，%）=（W1－W2）/W1×100。

1.2.7 蒸煮损失的测定 测定蒸煮损失（Cooking Loss，CL）是按照Serrano等[9]的方法，并略加改动。测完解冻损失的肉块放入蒸煮袋中，放于100℃水浴20min，使中心温度达到70℃，取出肉块，在20～22℃室温下放置30min，吸干肉块表面水分，称取重量（W3）；蒸煮损失（CL，%）=（W2－W3）/W3×100。

1.2.8 色差分析 将重组牛肉切成4cm×4cm×2cm的肉块，在生鲜状态和在沸水中水煮5min状态下分别使用色差计测定。白板色度值L*为96.22，a*为6.03，b*为15.06。使用O/D测试头，L*表示样品的亮度，该值越大，产品的光泽越好；a*表示样品的红度，该值越大，说明颜色越红。每个样品取5个平行样，取平均值。

1.2.9 质构剖面分析（TPA）的测定 质构剖面分析（TPA）法可以模拟人的牙齿咀嚼肉块时的质构特征，测试的指标有硬度（hardness）、弹性（springiness）和咀嚼性（chewiness）等，重组牛肉的质构特征决定了肉在食用时的口感，是反映重组牛肉质地的指标，它实质上反映了肌肉中各种蛋白质的结构及某些因素作用下蛋白质发生变性、凝聚分解后对肉的质地的影响情况。实验样制备同测蒸煮损失样。采用P/50探头，每个样做5个平行样，取其平均值。质构仪的参数设定为压力，探头测试前速率为5mm/s，测试和返回速率均为1mm/s。

1.2.10 统计分析 每个实验重复三次，结果表示为平均数±SD。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Sigmaplot 9.0软件作图。

2 结果与讨论

2.1 魔芋粉与黄原胶比例对重组牛肉粘结强度和剪切力的影响

由图1所示，我们可以看出，相对于空白样品来说，魔芋粉与黄原胶的比例对重组牛肉粘结强度有显著的影响（p＜0.05），随着魔芋粉与黄原胶比例的降低，粘结强度呈现先增加后减少的趋势，魔芋粉与黄原胶比例为6∶4时粘结强度达到最大（p＜0.05）。这表明魔芋粉与黄原胶复配有一个最佳比例，在这个比例下魔芋粉与黄原胶之间能发挥最大的协同增效作用。同时，随着魔芋粉与黄原胶比例降低，生肉剪切力呈现先减小后增加的趋势，在比例为8∶2与3∶7时剪切力最大，6∶4时剪切力显著的减小（p＜0.05）。另外，熟肉的剪切力也随魔芋粉与黄原胶比例的降低呈现先减小后增加的趋势，并且在比例为6∶4时剪切力最小（p＜0.05），嫩度最好。这与何东保等[10]的研究结果是一致的，说明在这个比例下黄原胶使魔芋粉中的魔芋葡甘聚糖与黄原胶在碱性条件下形成的热不可逆凝胶强度达到最大值。

图1 魔芋粉与黄原胶比例对重组牛肉粘结强度和剪切力的影响Fig.1 Effect of the ratios of konjac flour and xanthan gum on binding strength and shearing force of restructured beef

2.2 魔芋粉与黄原胶比例对重组牛肉解冻损失、蒸煮损失和色差的影响

由表1可以看出，随着魔芋粉与黄原胶比例的减小，解冻损失呈现先减小后增加的趋势，在比例为6∶4和5∶5时重组牛肉的解冻损失最小（p＜0.05），蒸煮损失也呈现相同的变化趋势。添加魔芋粉和黄原胶复合物可以降低重组肉的解冻损失和蒸煮损失，这是因为魔芋粉和黄原胶都属于亲水性胶体，对水的亲和力较强，可以将水束缚在凝胶体系中[8]。而且，随着黄原胶比例的增加重组牛肉的L*值呈现显著降低的趋势（p＜0.05），说明黄原胶对L*值有显著的降低作用，a*值与L*值呈现相同的趋势，随着黄原胶比例的增加，a*值也显著降低（p＜0.05）。Hong等[11]认为食用胶对重组肉的a*值有显著影响，这与本实验结果是一致的。

表1 魔芋粉与黄原胶比例对重组牛肉解冻损失、蒸煮损失、色差的影响Table 1 Effect of the ratios of konjac flour and xanthan gum on thawing loss，cooking loss and color of restructured beef

2.3 魔芋粉与黄原胶比例对重组牛肉质构的影响

表2 魔芋粉与黄原胶比例对重组牛肉质构的影响Table 2 Effect of the ratios of konjac flour and xanthan gum on texture of restructured beef

由表2可知，随着复合胶中魔芋粉与黄原胶比例的变化，重组牛肉的硬度在魔芋粉与黄原胶比例为8∶2时最大，在比例为5∶5时最小，其他各比例的硬度介于二者之间。但是，添加不同魔芋粉与黄原胶比例复合胶的重组牛肉之间弹性和咀嚼性没有产生显著的差异（p＞0.05）。硬度、弹性和咀嚼性都是反映肉的嫩度、口感的指标。添加黄原胶比例越大，重组肉的嫩度较大，这可能是由于这些食用胶在黏结性方面起的作用较小，使肉块之间的结合不够紧密所致[12]。冯美琴等[13]通过向鸡肉肠中添加黄原胶等食用胶发现，其可以显著降低鸡肉肠的硬度，这与本实验结果是一致的。综合考虑粘结强度、解冻损失、蒸煮损失、颜色、质构等性质，复合食用胶中魔芋粉与黄原胶比例为6∶4是适合的。

2.4 复合食用胶添加量对重组牛肉粘结强度和剪切力的影响

图2 复合食用胶添加量对重组牛肉粘结强度和剪切力的影响Fig.2 Effect of the content of hybrid edible gum on binding strength and shearing force of restructured beef

由图2可知，随着复合食用胶添加量的增加，重组牛肉的粘结强度呈现先升高后降低的趋势，在添加量为0.4%、0.6%时达到最大的粘结强度（p＜0.05），当超过0.6%后随着添加量的继续增加，粘结强度反而显著下降（p＜0.05）。同时，随着复合食用胶添加量的增加，重组牛肉（生肉和熟肉）的剪切力呈逐渐下降的趋势（p＜0.05）。这时由于复合食用胶作为多糖与肉中和粘结剂中的蛋白质形成凝胶网络使粘结强度增加，随着添加量的增加，过多的复合食用胶会稀释粘合剂的作用，不利于粘合剂效果的发挥[14]。

2.5 复合食用胶添加量对重组牛肉解冻损失、蒸煮损失和色差的影响

由表3可知，与未添加复合食品胶处理组相比，添加0.2%复合食用胶就可以显著地降低解冻损失和蒸煮损失（p＜0.05），复合食用胶添加量为0.4%时解冻损失降低到最小值（p＜0.05），当进一步增加用量时，解冻损失和蒸煮损失变化不显著（p＞0.05）。添加0.2%～0.8%复合食用胶时，肉块的L*值没有明显的变化（p＞0.05）。但是，随着复合食用胶量的增加，肉块的a*值显著的降低（p＜0.05）。

表3 复合胶添加量对重组牛肉解冻损失、蒸煮损失、色差的影响Table 3 Effect of the content of hybrid edible gum on thawing loss，cooking loss and color of restructured beef

2.6 复合食用胶添加量对重组牛肉质构的影响

表4 复合食用胶添加量对重组牛肉质构的影响Table 4 Effect of the content of hybrid edible gum on texture of restructured beef

由表4可知，随着复合食用胶添加量的增加，重组牛肉的硬度逐渐降低（p＜0.05），添加量0.6%和0.8%的硬度显著低于空白处理组（p＜0.05）。而弹性和咀嚼性则随着复合食用胶添加量的增加没有明显变化（p＞0.05）。因此，从成本与作用效果考虑，复合食用胶0.4%的添加量是比较适合的。

3 结论

魔芋粉与黄原胶的比例和复合食品胶的添加量对重组牛肉的粘结强度、剪切力、解冻损失、蒸煮损失、色差和质构都均有不同程度的影响，其中魔芋粉与黄原胶的比例为6∶4，复合食品胶添加量为0.4%时重组牛肉的粘结强度最好，生肉和熟肉的剪切力均最低，改善了肉的嫩度，使得重组肉具有最好的粘结效果。在此工艺条件下生产出的重组肉的硬度有所降低，获得了较好的口感和颜色，解冻损失和蒸煮损失都接近或低于处理之前，在一定程度上改善了重组肉的质量。

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