高水分挤压花生蛋白素肠制备及贮藏特性研究

朱 嵩，刘 丽，王 强

（中国农业科学院农产品加工研究所，农业部农产品加工综合性重点实验室，北京 100193）

花生蛋白含有8种人体必需氨基酸，富含精氨酸、谷氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸和天门冬氨酸[1-2]。花生蛋白营养价值与动物蛋白接近，并且食用营养价值研究证明，花生蛋白的生物价为59，蛋白质的净利用率为51%[3-4]。我国花生蛋白资源丰富，常被作为添加剂应用于肉制品、乳制品、焙烤食品、调味品及保健食品中，改善了产品的营养品质，但是缺少花生蛋白新产品[4-5]。因此，发展适合于食品工业生产的深加工花生蛋白产品尤为重要。

挤压技术是一项融合了输送、压缩、混合、蒸煮、变性、杀菌、成型等多单元操作于一体的食品加工技术，能有效改善食品的质地和口感[6-7]。高水分挤压组织化植物蛋白具有类似动物肉的纤维结构和口感，不仅能满足消费者的食肉欲，还可以降低患高血压等“现代文明病”的风险[8-10]，项目团队已成功研发出高水分花生蛋白素肠，色泽均匀亮白，无豆腥味，纤维状结构丰富，纤维丝强度较高，可作为肉类蛋白的替代物，用于手撕肉、素肉等产品的加工[11]。花生蛋白素肠中水分含量高达50%，蛋白含量约30%，其贮藏特性的研究是产品从实验室到产业化生产必不可少的环节，目前鲜有关于高水分组织蛋白贮藏特性的报道[12-14]。

试验以低温脱脂花生蛋白粉为原料，采用高水分挤压技术制备花生蛋白素肠，探究不同杀菌方式对花生蛋白素肠质构的影响，分析不同贮藏条件下花生蛋白素肠质构、色泽和菌落总数等变化规律，为花生蛋白素肠产品的产业化提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

低温脱脂花生蛋白粉，青岛长寿食品有限公司提供；大豆分离蛋白，山东谷神生物科技有限公司提供；谷朊粉，封丘县华丰粉业有限公司提供；山梨酸钾，北京索莱宝科技有限公司提供；食盐，中国盐业总公司提供；红曲红，广东科隆生物科技有限公司提供；菌落总数试纸片，美国3M公司提供；大肠菌群培养基，北京索莱宝科技有限公司提供。

1.2 仪器与设备

双螺杆挤压机，湖南富马科食品工程技术有限公司产品；分析天平，德国Sartorius公司产品；TATX2i型质构仪，英国Stable Micro System公司产品；CS-580型色彩色差计，杭州彩谱科技有限公司产品；真空包装机，荷兰Henkelman公司产品；立式压力蒸汽灭菌锅，上海申安医疗器械厂产品；立式反压灭菌锅，山东创美设备有限公司产品；家用冰箱，中国美菱公司产品；超净工作台，日本AirTECH公司产品；生化培养箱，哈尔滨市东明医疗仪器厂产品。

1.3 方法

1.3.1 原料混合

按照比例准确称取原料，均匀混粉，平衡24 h。其中花生蛋白粉70%，大豆分离蛋白20%，谷朊粉10%，食盐0.3%，红曲红0.04%。

1.3.2 挤压试验

参考王强等人[11]报道的方法，挤压操作参数设定为挤压温度130℃，水分含量60%，螺杆转速210 r/min，喂料速度6 kg/h。

取样包装袋进行紫外杀菌30 min，样品挤出时，在出口处将样品用切刀裁剪成长约13 cm的长条，取样时包装袋打开连接冷却模口出口处，每取10包，手套喷洒酒精1次。

1.3.3 贮藏试验

各组处理每3 d取样，进行弹性、硬度、咀嚼度、色泽和安全指标的测定，并实时检测其感官品质的变化，质构测定取3个独立包装共6根样品，微生物测定取3个独立包装共3根样品，取样点为肠体内部横截面，包括肠体表面和内部。

（1）质构分析。样品裁剪成约15 mm高的圆柱体。物性测试仪探头选择P36r，程序为TPA模式，操作参数为前速度2.0 mm/s，测试速度1.0 mm/s，后速度2.0 mm/s，下压程度50%[15]。可得到硬度、弹性和咀嚼度，每个样品进行5次平行测定，去掉异常值，取平均值。

（2）组织化度。样品裁剪成约20 mm厚的半圆柱体。物性测试仪探头选择A/CKB，程序为Hardness模式，操作参数为前速度2.0 mm/s，测试速度1.0 mm/s，后速度2.0 mm/s，剪切程度75%[15]，剪切方向为垂直于挤压方向。每个样品进行5次平行测定，去掉异常值，取平均值。用平行于挤压方向的剪切力与垂直于挤压方向的剪切力的比值定量表示产品纤维程度的大小，即组织化度。

（3）色泽。参考Mancini R A等人[16]的方法，采用色差仪，同时测定L*值，a*值和b*值。每个样品进行5次平行测定，去掉异常值，取平均值。

（4）安全品质测定。菌落总数标准参照GB20371—2016食品安全国家标准食品加工用植物蛋白[17]，检测结果满足30 000 CFU/g，测定使用3M试纸片参照国标GB 4789.2—2016食品微生物学检验菌落总数 测定[18]。

大肠菌群的测定，参照国标GB 4789.3—2016食品微生物学检验大肠菌群计数[19]。

每个样品稀释3个梯度，每梯度两平行。

1.4 数据分析

采用SSPS16.0和Excel软件进行数据分析及作图。

2 结果与分析

2.1 高水分挤压花生蛋白素肠的制备

高水分挤压花生蛋白素肠制备工艺流程见图1。

图1 高水分挤压花生蛋白素肠制备工艺流程

在实验室完成原料准备至切割工艺，切割后装入真空包装袋。采用同类产品常用的包装、杀菌处理方式。

2.2 不同杀菌方式对花生蛋白素肠质构的影响

杀菌处理是食品工业的关键技术之一，根据素食及肉类加工企业对素食及肠类食品常用的杀菌方式，选择高温杀菌（121℃，20 min），低温杀菌（100℃，20 min）作为2种处理方式，并以未杀菌处理作为对照组，对比杀菌方式对高水分挤压花生蛋白素肠质构的影响。

杀菌方式对高水分挤压花生蛋白素肠质构的影响见图2。

由图2可知，与未杀菌的高水分挤压花生蛋白素肠相比，杀菌方式对弹性无显著影响，高温杀菌后其硬度、咀嚼度显著增大，组织化度即产品各向异性显著降低；低温杀菌后，硬度增大不显著，咀嚼度无显著性变化，组织化度显著降低，但降低程度小于高温杀菌。这是因为高温杀菌在压力的作用下，蛋白质二级结构发生重排，造成蛋白的变性，凝胶特性增强，硬度、咀嚼度显著增大[20]；且高温杀菌后，花生蛋白素肠中豆腥味加重，而采用低温杀菌能较好地维持花生蛋白素肠初始状态的质构特性。因此，选用100℃水浴杀菌20 min作为花生蛋白素肠的杀菌方式。

图2 杀菌方式对高水分挤压花生蛋白素肠质构的影响

2.3 不同贮藏条件对花生蛋白素肠品质的影响

基于杀菌方式对高水分花生蛋白素肠质构的影响，试验选择4组处理。

贮藏试验处理见表1。

表1 贮藏试验处理

表2 高水分挤压花生蛋白素肠贮藏中菌落总数的检测

表3 高水分挤压花生蛋白素肠贮藏中大肠菌群的检测

其中，第4组参考国标GB 2760—2014中豆制品可添加山梨酸钾的添加量[21]。

2.3.1 不同贮藏条件下花生蛋白素肠安全指标变化规律

高水分挤压花生蛋白素肠贮藏中菌落总数的检测见表2，高水分挤压花生蛋白素肠贮藏中大肠菌群的检测见表3。

花生蛋白素肠第0天的检测为各组对应条件下贮藏0.5 d后取样。4组不同处理花生蛋白素肠的大肠菌群均呈阴性，即未检出，符合标准。

对照组初始菌落总数为50 CFU/g，在第3天达到31 700 CFU/g，超出国标允许最低范围（3 000 CFU/g）。第2组未杀菌，4℃贮藏，初始菌落总数为11 CFU/g，第3，6，9天的菌落总数分别为4，567，8 220 CFU/g，在第12天达到204 300 CFU/g，超出国标允许最低范围（3 000 CFU/g），此条件下9 d之内安全指标符合国标。第3组低温杀菌，4℃贮藏，初始菌落总数为0 CFU/g，检测的60 d内，菌落总数最高达到46 CFU/g，均符合国标要求（3 000 CFU/g）；其贮藏过程中第60天的菌落总数为2 CFU/g，远低于国标限制的30 000 CFU/g。第4组添加山梨酸钾，低温杀菌，室温贮藏，初始菌落总数为30 CFU/g，在第9天样品在稀释的浓度范围内，菌落总数不可计数，超出国标允许最低范围（3 000 CFU/g），此条件下安全指标在6 d之内符合国标。

2.3.2 不同贮藏条件花生蛋白素肠质构及感官品质变化规律

各组处理质构的变化见图3。

图3 各组处理质构的变化

由图3可知，对照组在第3天菌落总数超出国标最低范围，因此未监测对照组贮藏过程中的质构变化。趋势线是低温杀菌，4℃贮藏组每相邻两点平均值的连线，可以反映出花生蛋白素肠在低温杀菌后，4℃贮藏过程中的变化趋势，得出随贮藏时间的延长，花生蛋白素肠的弹性呈减小趋势，但变化趋势较小，这与王春叶、卜宇芳的研究结果一致[22-23]。硬度和咀嚼度呈增大趋势，这可能是由于在贮藏过程中，花生蛋白素肠中水分逐渐从内部向外部迁移，内部水分含量减少，或者包装材料具有一定的透湿透气性，在4℃及室温不同的贮藏环境中，使花生蛋白素肠的水分有不同程度的蒸发，随着水分的减少，使蛋白凝胶强度增大，进而硬度和咀嚼度呈增大趋势。另一个可能的原因是，在微生物分解作用下，使花生蛋白素肠的硬度和咀嚼度有所增大。

各组处理色泽的变化见图4。

图4 各组处理色泽的变化

由图4可知，对照组在第3天菌落总数超出国标最低范围，因此未监测对照组贮藏过程中的色泽变化。趋势线是低温杀菌，4℃贮藏下，每相邻两点平均值的连线，可以反映出花生蛋白素肠在低温杀菌后，4℃贮藏期间色泽的变化趋势，得出在此条件下，随着贮藏时间的延长，高水分挤压花生蛋白素肠的亮度值（L*）减小，说明花生蛋白素肠在贮藏过程中亮度会逐渐降低；红绿值（a*）逐渐减小，说明花生蛋白素肠在贮藏过程中红色度会逐渐降低；黄蓝值（b*）降低，说明花生蛋白素肠在贮藏过程中黄色度也会逐渐降低。

花生蛋白素肠100℃杀菌20 min后4℃贮藏下关键时间点表观状态见图5。

图5 花生蛋白素肠100℃杀菌20 min后4℃贮藏下关键时间点表观状态

选取100℃杀菌20 min，4℃贮藏条件下的花生蛋白素肠，对贮藏期间关键时间点的表观状态进行监测，如图5所示。各组处理关键时间点的表观状态表明，低温杀菌贮藏第60天，真空包装膜虽贴合肠体，但花生蛋白素肠表面开始出现“出水”现象，虽然安全指标尚在国标允许的范围内，但产品表面开始发黏，出现品质劣变，且花生蛋白素肠弹性较差，可能是在贮藏过程中，蛋白保水力减弱，导致花生蛋白素肠内部的水外渗；另一方面可能由于花生蛋白素肠中的蛋白乳化力下降[22]。

3 结论

以高水分挤压花生蛋白素肠为对象，研究了不同杀菌方式和贮藏方式对花生蛋白素肠品质的影响。结果表明，121℃下处理20 min后花生蛋白素肠硬度、咀嚼度显著增大；100℃下处理20 min后，花生蛋白素肠硬度和咀嚼度无显著性变化。比较了不同贮藏条件下花生蛋白素肠质构、色泽和菌落总数等变化规律，其中100℃杀菌20 min，4℃贮藏的条件下为更适合高水分挤压花生蛋白素肠的杀菌及贮藏方式。在监测的60 d内，花生蛋白素肠菌落总数最高达到46 CFU/g，均符合国标要求（3 000 CFU/g），贮藏过程中花生蛋白素肠硬度和咀嚼度呈增大趋势，弹性呈减小趋势。