亚麻籽胶与变性淀粉对速冻猪肉丸品质影响的研究

邓思杨，蒋悦，乔雨，李海静，夏秀芳

（东北农业大学食品学院，黑龙江哈尔滨150030）

肉丸是一种以畜禽肉作为主要原料，添加水、香辛料等辅料混合制成的家常传统肉制品[1]。肉丸最早起源于清朝，历史悠久。随着经济社会的迅猛发展，凝集了猪肉丸与现代科技的速冻猪肉丸应运而生，并受到广大消费者的青睐[2]。不过，目前市面上的速冻猪肉丸还存在许多质地问题，如肉质干涩，肉汁匮乏，弹性不佳等，而速冻猪肉丸的改性与开发必然离不开功能性食品添加剂的使用。食用胶和变性淀粉因其安全性高、理化性质独特，故可作为改善速冻猪肉丸品质的食品添加剂的首选。

亚麻籽胶（flaxseed gum，FG），又称富兰克胶、胡麻胶，是一种天然亲水胶体。由于FG具有良好的增稠性、流变性、保水性、乳化性以及胶凝性[3-4]，近年来常作为卡拉胶、果胶、阿拉伯胶等的替代物被广泛应用于食品工业中。多项研究[5-7]表明，添加适量的FG能够增强肉制品的保水、保油性，提高产品的乳化稳定性和产率，抑制淀粉老化速度，改善食用品质。此外，FG可以模拟脂肪的感官特性，作为部分脂肪替代物添加到速冻猪肉丸中，使产品具有Q弹、滑润的口感，并且能够有效降低蒸煮过程中脂肪和风味物质的损失[4，8]。

天然淀粉经物理、化学或酶法处理，在其分子上引入新官能团或改变分子大小、颗粒性质，使原淀粉的特性（如：糊化温度、冻融稳定性、热稳定性、凝胶性等）发生改变，这种经二次加工后应用范围扩大的淀粉被统称为变性淀粉[9-10]。磷酸酯淀粉与醋酸酯淀粉均属于酯类变性淀粉，具有透明度、粘度高，冻融稳定性和保水性好等优点。将醋酸酯淀粉与磷酸酯淀粉复配后应用到速冻猪肉丸生产加工中，在提高产品出品率的同时赋予猪肉丸良好的弹韧性。此外，与原淀粉相比，醋酸酯淀粉与磷酸酯淀粉复配后吸水能力更强，能将肉汁牢牢锁在肉丸内[11]。从而解决传统猪肉丸产品回弹性差，出品率低，冻藏过程中食用品质下降等问题。

此外，亚麻籽胶和变性淀粉价格低廉、来源广泛、实用性强，能够为规模化实际生产节约成本，创造更高的商业价值。故本试验选用FG、醋酸酯淀粉和磷酸酯淀粉添加至速冻猪肉丸中，通过对猪肉丸蒸煮损失、出品率、解冻损失、持水性和质构的测定，研究FG添加量以及复配淀粉的复配比例对速冻猪肉丸品质特性的影响效果。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

猪后丘肉：哈尔滨市好又多超市；亚麻籽胶：东北农业大学食品学院提供；醋酸酯淀粉、磷酸酯淀粉：上海祁邦实业有限公司。

ZB-b斩拌机：华映食品机械有限公司；TA-XT Plus质构仪：英国SMS公司；DELTA320PH计：梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；JD500-2电子分析天平：沈阳龙腾电子称量仪器有限公司；嫩度仪：北京天翔飞域仪器设备有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 速冻猪肉丸的基本配方

速冻猪肉丸的基础配方辅料添加量按猪后丘（瘦肉部分）质量百分比计算，分别为猪肥膘20%，淀粉10%，冰水25%，盐2%；基础调味料添加量按上述速冻猪肉丸总质量百分比计算，分别为味精0.35%，糖1.2%，白胡椒0.16%，葱2%，姜1.4%。

1.2.2 速冻猪肉丸的工艺流程

原料肉的选择→原料肉预处理及腌制→绞肉→配料→混合斩拌→肉丸成型→预煮制→冷冻→包装

1.2.3 操作要点

选择满足出口条件，微生物含量控制在安全范围之内的优质猪后丘肉，剔除其筋膜、淋巴和血管等。将肉洗净、沥干，切成小块，将瘦肉和肥膘按比例混合，加入食盐，在低温条件下腌制。腌制完成后，将肉放入绞肉机内绞成肉糜状。然后按照预先设定好的配料表，向肉糜中加入淀粉、白糖、味精、白胡椒、鲜葱、鲜姜等调味料，搅拌均匀后进行斩拌。为防止蛋白质在斩拌过程中发生高温变性，添加冰水代替常温水，以保持整个斩拌过程处于低温状态。然后将肉馅捏成直径为2.5 cm的肉丸，放入沸水锅中煮制10min后捞出沥干水分，待肉丸中心温度降至10℃后装袋，至于-25℃冰箱中贮藏。

1.2.4 速冻猪肉丸品质的测定

1.2.4.1 蒸煮损失率的测定

参考张远等[12]的方法进行蒸煮损失率的测定，并在此基础上进行适当修改。将速冻猪肉丸样品称重（W1），随后放入蒸煮袋中密封，置于80℃水浴中加热至样品中心温度达到75℃（用穿刺温度计测定肉样的实时中心温度）。最后取出样品置于4℃冷库中冷却，用吸水纸吸干样品表面水分，再次称重（W2），每个样品平行测定6次，蒸煮损失率按下式进行计算：

式中：W1为样品蒸煮前质量，g；W2为样品蒸煮后质量，g。

1.2.4.2 出品率的测定

将速冻猪肉丸样品称重（W1），然后放入蒸煮袋中进行密封，在80℃水浴中加热至样品中心温度达到75℃（用穿刺温度计测定肉样的实时中心温度）。最后取出样品置于4℃冷库中冷却，用吸水纸吸干样品表面水分，再次称重（W2），每个样品平行测定6次，出品率按下式进行计算：

式中：W1为样品蒸煮前质量，g；W2为样品蒸煮后质量，g。

1.2.4.3 解冻损失率的测定

参考Sylvia[13]的方法进行解冻损失率的测定，并在此基础上进行适当修改。将速冻猪肉丸样品称重（W1），然后置于20℃室温环境中15min，待其解冻完全，用滤纸吸干肉丸表面水分，再次称重（W3）。每个样品平行测定6次，解冻损失率按下式进行计算：

式中：W1为样品解冻前质量，g；W3为样品解冻后质量，g。

1.2.4.4 持水性（water holding capacity，WHC）的测定

参考Sandro[14]的方法进行持水性的测定，并在此基础上进行适当修改。将速冻猪肉丸样品称重（M1），在4℃下离心20min后再次称重（M2），随后在105℃恒温干燥箱内干燥至恒重，再次称重（M3）。每个样品平行测定6次，持水性按下式进行计算：

式中：M1表示肉丸离心前的重量，g；M2表示离心后的重量，g；M3表示干燥后的重量，g。

1.2.4.5 质构的测定

参考Melendres[15]的方法进行质构的测定，并在此基础上进行适当修改。将置于4℃冰箱内12 h的猪肉丸样品切成1 cm×1 cm×1 cm的立方体，采用TA－XT Plus质构仪进行测定，并应用Texture ExpertV1软件包进行数据处理和控制。测定参数设定：测定前探头速度：2.00 mm/s；测定后探速度：5.00 mm/s；两次测定时间间隔：3.00 s；触发类型：自动；测定距离：5.00 mm；触发力：5.0 g；探头类型为P50，数据收集率 200 点/s，环境温度20℃。按照质构仪的操作要求进行测定，每个样品重复测试6次。

1.3 数据分析

每组试验重复6次，采用Statistix8.0软件对数据进行统计分析和差异显著性（p＜0.05）分析，采用Sigmaplot 12.5 软件作图。

2 结果与分析

2.1 FG对速冻猪肉丸品质的影响

2.1.1 FG对速冻猪肉丸蒸煮损失和出品率的影响

不同FG添加量（按占瘦肉质量的百分比添加）对速冻猪肉丸蒸煮损失和出品率的作用效果如图1所示。

图1 FG添加量对猪肉丸蒸煮损失和出品率的影响Fig.1 The influence of the addition of FG on the cooking loss and product yield of pork meatballs

从图1可以看出，随着FG添加量的增加，速冻猪肉丸的蒸煮损失逐渐降低。当FG添加量为0%时，速冻猪肉丸的蒸煮损失达到最大值11.3%；当FG添加量为0.4%时，蒸煮损失达到最小值5.1%。虽然随着FG添加量的增加产品的蒸煮损失显著降低（p＜0.05），但当添加量为0.35%～0.4%时这种变化并不明显（P＞0.05）。当 FG 添加量为0.35%和 0.4%时，速冻猪肉丸的蒸煮损失相对较小，故添加0.35%的FG就可以达到减少速冻猪肉丸蒸煮损失的目的。

随着FG添加量的增加，猪肉丸的出品率呈现先上升后下降的趋势。当FG添加量为0.35%时，猪肉丸出品率达到最大值162%，相对于其它几组添加量的猪肉丸样品差异显著（p＜0.05）。

FG添加到速冻猪肉丸中，与猪肉肌原纤维蛋白相互作用，在蒸煮加热的过程中形成致密性好、均一度高的三维网状结构，这种结构的形成有利于水分的固定，从而降低样品的蒸煮损失率，提高产品的持水能力，这与孙健[4]和赵光辉[16]等的研究结果一致。但FG对肉蛋白的保水能力的提高有一定限度，所以当FG添加量达到0.35%以后，猪肉丸的蒸煮损失率降低效果不再显著。此外，FG作为非肉蛋白添加到速冻猪肉丸中，在适宜的添加量下，速冻猪肉丸的出品率也得到适当的提高。但当FG添加量过多时，过多的胶体可能将包埋水分的网格掩埋，造成水分损失增大，产品的出品率也随之下降。

2.1.2 FG对速冻猪肉丸解冻损失和持水性的影响

持水性是评价肉品品质的重要指标之一，持水性的高低直接影响产品的嫩度、颜色、风味和质构等。解冻损失在一定程度上也能反映出肉制品的持水能力。不同FG添加量对速冻猪肉丸解冻损失和持水性的作用效果如图2所示。

图2 FG添加量对猪肉丸解冻损失和持水性的影响Fig.2 The influence of the addition of FG on the thawing loss and water holding capacity of pork meatballs

从图2可以看出，随着FG添加量的增加，速冻猪肉丸的解冻损失呈现先下降后上升的趋势，但上升趋势并不显著（P＞0.05）。当FG添加量为0.35%时，猪肉丸的解冻损失达到最小值8.9%。与前者相比，当FG添加量为0.4%时，猪肉丸解冻损失略有增加，增加至9.4%。因此，FG添加量为0.35%时能够起到降低解冻损失的目的。

FG的添加量对速冻猪肉丸样品的持水能力影响显著（p＜0.05），随着 FG 添加量的增加，猪肉丸样品的持水性呈现先上升后下降的趋势。当FG添加量为0.35%时，速冻猪肉丸的持水性达到最大值37.94%，与其余对照组相比差异显著（p＜0.05）。因此，FG 添加量为0.35%时最佳。

猪肉丸持水性随FG添加量的增加而不断提高，一方面是因为静电引力的存在，促使FG带负电的羧基基团与猪肉肌原纤维蛋白中带正电的氨基酸侧链之间产生相互作用[17]。另一方面，FG属于亲水胶体，含有许多亲水集团，使得速冻猪肉丸整体的溶解性显著提高[18]，故增加了速冻猪肉丸的保水性。FG对肉制品保水能力的改善是具有一定限度的[7]，FG添加量过多肉制品保水性不再上升或呈下降趋势，这与本试验结果一致。由于持水性增大，解冻时从肉丸中深处的水分就相对减少，故样品解冻损失的变化趋势与样品保水性完全相反。

2.1.3 FG对速冻猪肉丸质构的影响

不同FG添加量对速冻猪肉丸组织结构的作用效果如表1所示。

从表1可以看出，FG的添加明显的提高了速冻猪肉丸的弹性、硬度、粘聚性和咀嚼性。随着FG添加量的增加，速冻猪肉丸样品的弹性、硬度和咀嚼性均呈现先上升后下降的趋势，并且在FG添加量为0.35%时，猪肉丸的弹性、硬度和咀嚼性均达到最大值，分别为1.72 mm、26.21 N 和 16433 g。而速冻猪肉丸的粘聚性呈现持续上升趋势，其中FG添加量为0.35%和0.4%时，样品的粘聚性分别达到 2.13 和 2.19，粘聚状态相似。肉制品质构特性的变化与产品水分含量直接相关，因此FG添加量的增加使得速冻猪肉丸组织结构得到改善。综上所述，FG添加量为0.35%时，加工生产的速冻猪肉丸弹性、粘聚性和咀嚼性较好，但同时硬度也会有所上升。总体而言，添加适量的FG能够改善速冻猪肉丸的质构特性。

表1 FG添加量对猪肉丸组织结构的影响Table 1 The influence of the addition of FG on the structure of pork meatballs

2.2 复配淀粉对速冻猪肉丸品质的影响

2.2.1 复配淀粉添加比例对速冻猪肉丸蒸煮损失和出品率的影响

本试验过程中所使用的复配淀粉由醋酸酯淀粉和磷酸酯淀粉按图中质量配比（醋酸酯淀粉和磷酸酯淀粉=10 ∶0、8 ∶2、6 ∶4、5 ∶5、4 ∶6、2 ∶8、0 ∶10） 混合而成。淀粉作为一种常用的增稠剂，添加到肉丸中可以乳化脂肪，减少肥腻感，并且可以提高产品的出品率，降低生产成本。不同复配淀粉添加比例对速冻猪肉丸蒸煮损失和出品率的作用效果如图3所示。

图3 复配淀粉添加比例对猪肉丸蒸煮损失和出品率的影响Fig.3 The influence of the proportion of compound starch on the cooking loss and product yield of pork meatballs

从图3可以看出，与未添加复配淀粉的对照组相比，添加复配淀粉后速冻猪肉丸的蒸煮损失均降低。随着醋酸酯淀粉添加比例的降低以及磷酸酯淀粉添加比例的增加，速冻猪肉丸的蒸煮损失呈现先下降后上升的趋势。当醋酸酯淀粉和磷酸酯淀粉的复配质量比为5∶5时，猪肉丸的蒸煮损失率达到最小值5.19%，与复配质量比为4∶6时猪肉丸的蒸煮损失相比，差异不显著（p＞0.05），此时样品的蒸煮损失率为5.24%。

与未添加复配淀粉的对照组相比，添加复配淀粉后速冻猪肉丸的出品率均显著上升（p＜0.05）。随着醋酸酯淀粉添加比例的降低以及磷酸酯淀粉添加比例的增加，速冻猪肉丸的出品率呈现先上升再下降的趋势。并且，当醋酸酯淀粉和磷酸酯淀粉的复配质量比为5∶5时，猪肉丸的出品率达到最大值149.89%，且差异显著（p＜0.05）。

这可能是因为：磷酸酯淀粉被添加到猪肉丸中，向体系中引入了大量亲水性较强的磷酸根基团[19]，故随着复配淀粉中磷酸酯淀粉添加比例的上升，速冻猪肉丸的保水能力起初得到改善，蒸煮损失率相应下降，产品的出品率上升。而当磷酸酯淀粉添加量大于醋酸酯淀粉后，磷酸酯淀粉所发挥的持水能力达到最大限值，因此后期猪肉丸蒸煮损失又逐渐上升，出品率逐渐下降。

2.2.2 复配淀粉添加比例对速冻猪肉丸解冻损失和持水性的影响

不同复配淀粉添加比例对速冻猪肉丸解冻损失和持水性的作用效果如图4所示。

图4 复配淀粉添加比例对猪肉丸解冻损失和持水性的影响Fig.4 The influence of the proportion of compound starch on the thawing loss and water holding capacity of pork meatballs

从图4可以看出，随着醋酸酯淀粉添加比例的降低以及磷酸酯淀粉添加比例的增加，速冻猪肉丸的解冻损失呈现先下降后上升的趋势。其中，醋酸酯淀粉和磷酸酯淀粉的复配质量比为5∶5时，速冻猪肉丸的解冻损失达到最小值9.33。

与未添加复配淀粉的对照组相比，添加复配淀粉后速冻猪肉丸的持水性增大。随着醋酸酯淀粉添加比例的降低以及磷酸酯淀粉添加比例的增加，速冻猪肉丸的持水性呈现先上升再下降的趋势。当醋酸酯淀粉和磷酸酯淀粉的复配质量比为5∶5时，速冻猪肉丸的持水性达到最大值38.00。

肉制品受热肌原纤维蛋白变性，失去对水分的结合能力。变性淀粉糊化时不但不影响蛋白质变性形成的网格体系，相反可以糊化并与蛋白结合形成稳定结构，把这部分水分紧紧的固定在网格中避免猪肉丸熟制后汁液的流失，故变性淀粉能提高肉丸的保水性[20]。添加复配淀粉后猪肉丸保水性增大，解冻损失相对降低。磷酸根属于亲水基团，随着磷酸根比例的不断上升，速冻猪肉丸的持水能力也显著增加[19]，解冻损失相应降低。当后期磷酸酯淀粉添加量高于醋酸酯淀粉添加量时，由于亲水的磷酸酯淀粉吸收的水分过多，它的吸水能力超过了肌肉的保水能力，阻碍蛋白质分子与水的结合，蛋白质－脂肪－水体系稳定性下降[21－22]，故后期速冻猪肉丸的持水性下降，解冻损失上升。

2.2.3 复配淀粉添加比例对速冻猪肉丸质构的影响

不同复配淀粉添加比例对速冻猪肉丸组织结构的作用效果如表2所示。

表2 复配淀粉添加比例对猪肉丸组织结构的影响Table 2 The influence of the proportion of compound starch on the structure of pork meatballs

从表2可以看出，随着醋酸酯淀粉添加比例的降低以及磷酸酯淀粉添加比例的增加，速冻猪肉丸的弹性、硬度、粘聚性和咀嚼性均呈现先上升后下降的趋势。当醋酸酯淀粉和磷酸酯淀粉的复配质量比为5∶5时，速冻猪肉丸的弹性、硬度、粘聚性和咀嚼性均达到最大值，分别为1.41 mm、20.65 N、2.04和14 221 g。

故综上所述，本试验优化出复配淀粉（醋酸酯淀粉∶磷酸酯淀粉）的最佳复配质量比为5∶5。

3 结论

向速冻猪肉丸中添加适量亚麻籽胶及适宜配比的复配淀粉后，产品品质得到了显著改善。随着亚麻籽胶添加量的增加，速冻猪肉丸的出品率和持水性呈现先上升后下降的趋势，解冻损失的走势与前者恰好相反。当亚麻籽胶添加量为0.35%时，猪肉丸出品率和持水性均达到最大值，分别为162%、37.94%，解冻损失达到最小值8.9%。此添加量下猪肉丸的质构状态相对较好，产品弹性、粘聚性较好，硬度适中。随着醋酸酯淀粉添加比例的降低以及磷酸酯淀粉添加比例的增加，猪肉丸的出品率和持水性的变化也遵循先增后减趋势，蒸煮损失、解冻损失与持水性趋势完全相反。当醋酸酯淀粉与磷酸酯淀粉的复配质量比为5∶5时，速冻猪肉丸的出品率和持水性均达到最大值，分别为149.89%、38%，蒸煮损失和解冻损失均达到最小值，分别为5.19%、9.33%。并且淀粉复配质量比为5∶5时，速冻猪肉丸的弹性、硬度、粘聚性和咀嚼性均达到最佳状态。

综上所述，亚麻籽胶添加量为0.35%，醋酸酯淀粉和磷酸酯淀粉复配质量比为5∶5时，对速冻猪肉丸的食用品质影响最大，此时产品的品质状态最佳。

[1]汪倩.燕麦麸猪肉丸的配方优化及烹饪、储藏和复热对其品质影响[D].杭州:浙江大学,2017

[2]邓小顺.速冻猪肉丸加工工艺及其添加剂的应用研究[D].南宁:广西大学,2013

[3]Liu J,Shim Y Y,Tse T,et al.Flaxseed gum a versatile natural hydrocolloid for food and non-food applications[J].Trends in Food Science&Technology,2018,75:146-157

[4]孙健.亚麻籽胶对肉制品保水性、乳化性、淀粉糊化和老化特性影响及其应用[D].南京:南京农业大学,2011

[5]杨雪,冯美琴,孙健,等.淀粉、亚麻籽胶与贮藏温度对火腿肠品质影响的析因试验分析[J].食品科学,2017,38(13):1-6

[6]王宏霞,徐幸莲,周光宏.亚麻籽胶在乳化肠中的应用研究[J].食品科学,2010,31(15):26-30

[7]Sun J,Li X,Xu X,et al.Influence of various levels of flaxseed gum addition on the water-holding capacities of heat-induced porcine myofibrillar protein[J].Journal of Food Science,2011,76(3):472-478

[8]陈海华.亚麻籽胶的功能性质、结构及其应用[D].无锡:江南大学,2005

[9]张燕萍.变性淀粉制造与应用[M].北京:化学工业出版社,2007

[10]畅阳.不同种木薯变性淀粉对肌原纤维蛋白热诱导凝胶特性的影响[D].南京:南京农业大学,2012

[11]刘文营,林海龙,车夏宁,等.变性淀粉及其在肉制品加工中的应用研究进展[J].农产品加工学刊,2017(1):97-100

[12]张远,赵改名,黄现青,等.性别对猪肉品质特性的影响[J].食品科学,2014,35(7):48-52

[13]Sylvia S F,Claus J R,Marriott N G,et al.Low-Fat,High-Moisture Frankfurters:Effects of Temperature and Water during Extended Mixing[J].Journal of Food Science,2010,59(5):937-940

[14]Goñi S M,Salvadori V O.Prediction of cooking times and weight losses during meat roasting[J].Journal of Food Engineering,2010,100(1):1-11

[15]Valenzuela M M,Camou J P,Torrentera Olivera N G,et al.Response surface methodology for predicting quality characteristics of beef patties added with flaxseed and tomato paste[J].Meat Science,2014,97(1):54-61

[16]赵光辉.食用胶对熏煮香肠品质的影响研究[D].郑州:河南农业大学,2014

[17]Ustunol Z,Xiong YL,Means WJ,et al.Forces involved in mixed pork myofibrillar protein and calcium alginate gels[J].Journal of A－gricultural&Food Chemistry,1992,40(4):577-580

[18]Seddik K,Milena C,Hdouglas G,et al.Flaxseed gums and their adsorption on whey protein-stabilized oil-in-water emulsions[J].Food Hydrocolloids,2009,23(3):611-618

[19]姚立霞,杜先锋,殷阳生.玉米磷酸酯淀粉对鸡肉火腿肠制品质构的影响[J].食品工业科技,2006,27(4):105-107

[20]张法玲.木薯醋酸酯淀粉在香肠中的作用研究[D].济南:齐鲁工业大学,2014

[21]刘永安.原辅料对灌肠质构影响的研究[D].郑州:河南农业大学,2012

[22]赵改名,孙灵霞,柳艳霞,等.木薯变性淀粉和蔗糖酯对冷却肉保水效果的影响[J].食品科学,2009,30(16):286-289