地皮菜添加量对鸡胸肉糜凝胶特性的影响

李宁宁，李 钊，赵圣明，马汉军，张文振，康壮丽，朱明明，王正荣，何鸿举

（河南科技学院食品学院，国家猪肉加工技术研发专业中心，河南省畜禽产品精深加工与质量安全控制工程技术研究中心，河南 新乡 453003）

近年来，鸡肉消费市场发展迅速，在全球禽肉销量中居于前列。鸡肉因其营养丰富、蛋白含量高、脂肪和胆固醇含量低等深受消费者喜爱[1-2]。随着人们对鸡肉产品多样化的需求增加，鸡肉糜产品也在不断被开发。肉糜凝胶的形成主要是蛋白质在热力作用下通过聚集和交联形成结构致密均匀、稳定的三维网络结构，肉糜凝胶品质的好坏直接决定肉糜产品的保水性、质地、出品率和口感。而鸡肉糜在加工过程中，因鸡肉的肌原纤维蛋白形成的凝胶弹性较差，导致其出品率、质地和口感往往不能满足工业化生产要求和消费者的需求，因此，改善鸡肉糜制品的凝胶品质已成为当前研究的热点[3-4]。目前，提高鸡肉糜产品的凝胶品质主要采用优化加工工艺、引进新技术和加入添加剂等方法[5-7]，国内外研究较多的是加入添加剂的方法，如向鸡肉糜中添加猪血浆蛋白[8]、豌豆蛋白[9]、海藻酸钠[10]、结冷胶[11]、魔芋胶[12]和盐类[13-14]等。Kachanechai等[15]研究发现，向鸡肉盐溶蛋白中添加壳聚糖，凝胶的流变特性、质构特性与微观结构均得到显著改善。Zhu Dongyang等[13]研究表明，0.5%碳酸氢钠替代1%氯化钠可以改善鸡肉糜的蒸煮得率、pH值和凝胶质构等。计红芳等[9]研究发现豌豆蛋白能够改善鸡肉糜凝胶的品质，提高鸡肉糜的蒸煮得率、保水性、质构特性和微观结构等。

地皮菜又称地耳、地踏菜、地木耳、地软等，属于可食性陆生蓝藻植物，含有丰富的营养物质，其主要成分为蛋白质、多糖和矿物质[16]。地皮菜中的蛋白质含量达干质量的22.8%～28.7%[17]，是膳食蛋白很好的来源。地皮菜中的多种水溶性多糖质量分数达到7.54%～13.75%，研究表明地皮菜多糖具有预防衰老、抗肿瘤、抑菌、抗氧化损伤和免疫调节等功能[18-20]。中医学认为地皮菜性味平和，具有滋补益气等功效。地皮菜在世界各地分布广泛，营养丰富，价格便宜，深受广大消费者的喜爱。目前，国内外关于地皮菜研究较多的是多糖的分离纯化和提取工艺优化，而对地皮菜的应用研究报道较少。鲜见地皮菜添加到肉糜制品中考察其对肉糜凝胶特性影响的相关研究。本实验以地皮菜为研究原料，经清洗、烘干、超微粉碎后添加到鸡胸肉糜中，研究不同添加量对鸡胸肉糜凝胶特性和流变特性的影响，为提高鸡肉凝胶产品品质提供理论依据和实践指导。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

鸡胸肉 河南省新乡市洪门农贸市场；食盐 新乡易购华联超市；地皮菜采摘自新乡市南太行山区；三聚磷酸钠（分析纯） 天津科密欧化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

XY系列精密电子天平 常州幸运电子设备有限公司；CR-400色差仪 日本美能达公司；HH-42水浴锅 常州国华电器有限公司；TA-XT plus质构仪英国Stable Micro Systems公司；HAAKE MARS流变仪、离心机 美国Thermo Scientific公司；扫描电子显微镜美国FEI公司。

1.3 方法

1.3.1 地皮菜预处理

取1 000 g地皮菜清洗后除去地皮菜根部和其他杂质，经干燥后粉碎，过200 目筛即得地皮菜粉，密封放入4 ℃冰箱待用。

1.3.2 鸡胸肉糜凝胶的制备

去除新鲜鸡胸肉多余的脂肪和结缔组织，分割成小块，取200 g鸡胸肉放入斩拌机中，1 500 r/min斩拌2 min，分3 次加入质量分数0.4%的三聚磷酸钠、2%的NaCl、20%的冰水和不同质量分数的地皮菜粉（0%、0.3%、0.6%、0.9%、1.2%、1.5%），每次添加后1 500 r/min斩拌3 min，斩拌过程中肉糜的中心温度低于10 ℃。取40 g左右斩拌好的肉糜置于50 mL离心管中，500 r/min、4 ℃离心15 min除去气泡，80 ℃水浴锅中加热30 min，室温冷却后4 ℃静置过夜待用。

1.3.3 鸡胸肉糜凝胶蒸煮得率的测定

参照Kang Zhuangli等[21]的方法略作修改，蒸煮前肉糜样品称质量，记为m1，样品置于离心管蒸煮之后冷却到室温，4 ℃冰箱静置过夜后取出，室温条件下回温2 h，从离心管中取出肉糜凝胶，用滤纸吸干肉糜凝胶表面的水分后称质量，记为m2。公式如下：

1.3.4 鸡胸肉糜凝胶保水性的测定

参照Xia Xiufang等[22]的方法略作修改，将样品切成15 mm厚的圆柱体，称取样品的质量记为m1，用三层滤纸包裹样品，放入离心管中，经4 ℃、6 000 r/min离心10 min，取出样品，用滤纸吸干样品表面水分，称取质量为m2。通过下式计算肉糜的保水性：

1.3.5 鸡胸肉糜凝胶色差的测定

使用CR-400色差仪对鸡胸肉糜凝胶中心位置进行测定，记录样品的L*值、a*值和b*值。

1.3.6 鸡胸肉糜凝胶质构和凝胶强度的测定

参照Kang Zhuangli等[23]的方法略作修改，将鸡胸肉糜凝胶样品放置到室温条件下回温2 h，切成直径2.5 cm，高2 cm的圆柱体，使用TA-XT plus质构仪测定。质构的测定：选用TPA模式，探头为P/36R，测前速率5 mm/s，测中速率和测后速率均为2 mm/s，压缩比为50%，触发力为5 g，间隔时间为5 s，类型为自动。凝胶强度的测定：在Return To Start模式下测定，探头为P/0.5，测前速率和测中速率均为1 mm/s，测后速率为5 mm/s，穿透比为40%，触发力为5 g，类型为自动。

1.3.7 鸡胸肉糜流变特性的测定

参照王希希等[24]的方法略作修改，取斩拌好的鸡胸肉糜样品进行测定，测定时两板之间的间隙为1 mm，选用P35 TiL平板探头，选择升温程序，鸡胸肉糜置于2 个平板之间，硅油密封，样品在20 ℃平衡10 min，然后从20 ℃升温到80 ℃，温度上升速率为2 ℃/min，振荡频率为0.1 Hz。动态频率扫描测定：在0.1～20.0 Hz频率范围下扫描，应变力为0.1%，记录测定过程中存储模量G’值的变化。

1.3.8 鸡胸肉糜凝胶微观结构分析

将样品切成长和宽均为2 mm、高为1.5 mm的小长方体，用戊二醛（质量分数2.5%）浸泡15 h。用0.1 mol/L磷酸缓冲液（pH 6.8）浸泡3 次，每次浸泡15 min，再依次用50%、70%、90%乙醇脱水，每次脱水时间为15 min。之后用无水乙醇脱水30 min，每10 min换一次无水乙醇。氯仿脱脂1 h后依次用叔丁醇与无水乙醇以1∶1比例混合的溶液、叔丁醇置换，各15 min。真空干燥后用扫描电子显微镜观察凝胶的微观结构[25]。

1.4 数据处理

实验数据处理采用SPSS 20.0软件进行分析，所有实验重复3 次，结果以表示，显著性分析采用Duncan检验。

2 结果与分析

2.1 地皮菜添加量对鸡胸肉糜蒸煮得率和保水性的影响

图1 地皮菜添加量对鸡胸肉糜蒸煮得率的影响Fig. 1 Effect of N. commune addition on the cooking yield of chicken breast meat batters

图2 地皮菜添加量对鸡胸肉糜保水性的影响Fig. 2 Effect of N. commune addition on the water-holding capacity of chicken breast meat batters

由图1可知，随着地皮菜添加量的增加，鸡胸肉糜凝胶的蒸煮得率呈先上升后下降的趋势（P＜0.05）。当添加量达到1.2%时，蒸煮得率最高，达到95.71%。结果表明适量添加地皮菜可以增加鸡胸肉糜凝胶的蒸煮得率，提高肉糜产品的出品率。地皮菜中含有大量的蛋白质和多糖，有研究表明，蛋白和多糖均能提高肉糜制品的蒸煮得率[26-28]，提高产品出品率。肉糜在加热过程中，蛋白质-多糖体系的结合能力增强，同时多糖充斥在蛋白质形成的三维网络凝胶结构中，冷却期间蛋白质网络结构可束缚更多的水分，增强了肉糜凝胶的保水性，同时提高了肉糜凝胶的蒸煮得率[27-28]。保水性是影响肉糜制品品质的一个重要指标，保水性越好，证明肉蛋白与水的交联能力越强，肉糜凝胶的三维网络结构越均匀致密，尤其凝胶制品的弹性与口感会变的更好[29]。由图2可知，与空白组相比，添加地皮菜能够显著提高鸡胸肉糜凝胶的保水性（P＜0.05），且随着地皮菜添加量的增加呈先上升后下降的趋势，当添加量为1.2%时，保水性达到最高为95.33%。与蒸煮得率的结果一致。地皮菜中的多糖可能属于阴离子多糖[26]，带大量负电的多糖与蛋白质侧链带正电的基团相互作用，提高了肉糜凝胶的保水性。吴海涛等[27]研究表明，改性芸豆蛋白可显著提高香肠的蒸煮得率。张雪花等[28]研究表明，结冷胶作为一种多糖部分替代猪背膘，能有效提高猪肉糜的蒸煮得率。白荣登等[29]研究发现，γ-聚谷氨酸添加量0.6‰可提高鸡肉糜凝胶的保水性，与空白对照比保水性提高了5%，而本研究添加地皮菜后鸡胸肉糜的保水性提高了8.87%，因此添加地皮菜可以有效改善鸡胸肉糜凝胶制品的保水性，进而可以提高产品的出品率。

2.2 地皮菜对鸡胸肉糜色泽的影响

表1 地皮菜添加量对鸡胸肉糜色泽的影响Table 1 Effect of N. commune addition on color of chicken breast meat batters

色泽是肉制品品质的一个重要感官指标。从表1可知，与空白对照相比，添加地皮菜的鸡胸肉糜凝胶的L*值、a*值和b*值均呈下降趋势（P＜0.05）。这可能是由于地皮菜粉末中含有色素类物质，本身呈黑褐色，添加到肉糜中降低了鸡胸肉糜凝胶的L*值、a*值和b*值。这与Barbut等[30]研究一致，添加0.6%深色的马蹄胶显著降低了鸡胸肉糜的亮度、红度和黄度值。

2.3 地皮菜添加量对鸡胸肉糜质构和凝胶强度的影响

表2 地皮菜添加量对鸡胸肉糜质构特性的影响Table 2 Effect of N. commune addition on textural properties of chicken breast meat batters

图3 地皮菜添加量对鸡胸肉糜凝胶强度的影响Fig. 3 Effect of N. commune addition on gel strength of chicken breast meat batters

由表2可知，随着地皮菜添加量的增加，鸡胸肉糜凝胶的硬度、内聚性和咀嚼性与空白对照比均显著增加（P＜0.05）。当添加量大于0.9%时，与空白对照比弹性均显著增加（P＜0.05），而添加量低于0.9%时弹性变化与空白对照比差异不显著（P＞0.05）。添加量1.5%与1.2%比，硬度变化差异不显著（P＞0.05）；硬度在添加量为1.5%时达到最大值为7 344.561 g。当添加量为1.5%时，内聚性和咀嚼性均达到最大值，分别为0.746 g和4 956.57 g。添加地皮菜导致鸡胸肉糜凝胶质构发生变化，可能是因为地皮菜中多糖亲水性较强，可与蛋白质和水分子结合的更紧密，限制水分子移动，促进凝胶形成更加致密均匀的三维网络凝胶结构[31]，从而可以提高肉糜制品的保水性，增加肉糜的硬度。随着地皮菜的增加，地皮菜中的多糖物质在热力学特性条件下可能影响蛋白的凝胶形成能力，导致形成的凝胶网络结构结合力更强；同时地皮菜吸水后，凝胶网络结构在地皮菜分子间氢键的相互作用下变得更加稳固[32-33]，导致硬度、弹性、内聚性和咀嚼性增大。如图3所示，不同添加量地皮菜均能显著提高鸡胸肉糜凝胶强度（P＜0.05），随着添加量的增加凝胶强度呈增加的趋势，当添加量为1.5%时，凝胶强度达到最大为2 831.34 g，与添加量1.2%时无显著性差异（P＞0.05），与表2中的硬度结果一致。Youssef等[34]研究发现，非肉蛋白与油脂加入到肉糜制品中，可以明显提高肉糜凝胶的硬度、弹性、咀嚼性和回复性，因此，也可能是由于在热力学作用下地皮菜含有的蛋白分子参与到肉糜蛋白分子间的共价和非共价相互作用[31]，束缚更多游离水分，形成更加稳定、紧密的凝胶结构，有助于提高鸡胸肉糜凝胶的质构特性。

2.4 地皮菜添加量对鸡胸肉糜G’的影响

图4 地皮菜添加量对鸡胸肉糜G’的影响Fig. 4 Effect of N. commune addition on storage modulus of chicken breast meat batters

图5 在升温过程中鸡胸肉糜G’的变化Fig. 5 Change in storage modulus of chicken breast meat batters with different levels of N. commune addition during heating

不同振荡频率条件下的G’表示该频率周期所储存的能量值，储存的能量越高，说明肉糜体系中的相互作用力越强，弹性稳定性越好，肉糜的凝胶强度越高[35-36]。由图4可知，鸡胸肉糜的G’随振荡频率的升高而增大，频率在0～1.6 Hz的范围内增大速率较快，随后增大速率缓慢，这与王希希等[24]的研究结果一致。在相同的频率下，鸡胸肉糜的G’随着地皮菜添加量的增加呈先上升后下降趋势，当添加量为1.2%时达到最大值。说明添加适量的地皮菜可能会增强地皮菜中的多糖与蛋白质之间的相互作用力，同时地皮菜具有吸水性，能够增加鸡胸肉糜的黏弹性，使具有弱凝胶网状结构的肉糜变得更稳定紧凑[1]。当地皮菜添加量高于1.2%时，相同频率下G’值呈下降趋势，这可能是添加过量的地皮菜，消耗肉糜中更多的水分，黏稠度减小，稳定性下降，从而导致G’值下降[32]。

在动态流变测定中，G’可以作为评价肉糜凝胶强度的一个重要指标，反映肉糜中肌原纤维蛋白变性对肉糜制品凝胶结构的影响[37]。高的G’表明形成的凝胶结构较好，而低的G’表明凝胶结构较差[3,38]。如图5所示，不同地皮菜添加量鸡胸肉糜在加热过程中G’均高于空白对照组，且随着地皮菜添加量的增多呈上升的趋势，这与肉糜的凝胶强度和硬度的变化一致。凝胶的网络结构是蛋白质变性的结果，其导致分子间的共价和非共价相互作用，包括二硫键和疏水作用[39]。地皮菜中的多糖可能会促进肌球蛋白和肌动蛋白链的有序聚集之前的解链，形成良好的凝胶网络结构和更高的保水性[31,40]。随着温度的升高，添加地皮菜组与空白对照组肉糜的G’变化趋势相似，在这个过程中肉糜经历了3 个阶段，分别是形成弱凝胶、削弱凝胶和增强凝胶。第1阶段，随着温度的升高，G’在20～46 ℃缓慢下降，主要是因为绞肉过程中产生溶解和溶胀的肌原纤维蛋白受热发生折叠，形成弱凝胶，致使G’下降[41]。第2阶段，在47～56 ℃范围内G’值的下降速率加快，主要是因为部分肌球蛋白尾部展开，导致肌球蛋白头部分离，破坏已经形成的弱凝胶[42]。第3阶段，G’值在57～80 ℃之间快速上升，与Kang Zhuangli等[43]研究的流变结果一致，G’值高表示肉糜所形成的凝胶硬度大，与硬度结果保持一致，主要是因为温度升高促进蛋白质进一步聚集和交联，在受热过程中由半溶胶转变为弹性胶体，在此过程中，将溶胶状态具有黏弹性的肉糜转化为网络结构致密、富有弹性的凝胶体[43]。

2.5 地皮菜添加量对鸡胸肉糜微观结构的影响

由图6可知，加入不同量地皮菜的鸡胸肉糜形成凝胶后，与空白对照组相比，肉糜凝胶的内部结构更加规则致密，孔洞更小，分布更加均匀。添加不同量地皮菜形成的肉糜凝胶，总体能够获得更加规则的网络结构。随着地皮菜添加量的增加，鸡胸肉糜的凝胶结构得到了不同程度的改善。当添加量为1.2%时，形成的凝胶网络结构最好，规则紧凑，均匀有序，孔径基本消失，这种凝胶网络结构可以束缚更多的水分，增强肉糜凝胶保水性。当添加量达到1.5%时，由于地皮菜本身具有较强的吸水性，过量的地皮菜与鸡肉蛋白争夺水分，降低了鸡肉蛋白与水之间的相互作用，地皮菜中的蛋白和多糖已不能更好的与鸡肉蛋白结合，形成的凝胶网络结构变得粗糙不够均匀，凝胶变硬。Lin等[44]研究报道，添加玉米胚芽蛋白可以改善法兰克福香肠的微观结构，使凝胶肉制品的结构更均匀致密，本实验与之相比较，添加地皮菜的肉糜凝胶结构更加均匀致密。

图6 地皮菜添加量对鸡胸肉糜微观结构的影响Fig. 6 Effects of N. commune addition on the microstructure of chicken breast meat batters

3 结 论

本研究通过添加地皮菜，提高了鸡胸肉糜形成凝胶的能力，改善了鸡胸肉糜凝胶制品的品质。添加地皮菜对鸡胸肉糜凝胶的保水性影响较大，保水性先上升后下降，添加量1.2%时最大。随地皮菜添加量的增加，L*值、a*、和b*值均显著下降；硬度、弹性、内聚性和咀嚼性持续升高；凝胶强度呈上升趋势，添加量1.2%以后变化不显著。蒸煮得率随地皮菜的添加先增大后减小，添加量1.2%时最大。动态频率扫描过程中，相同频率振荡下，肉糜的G’随地皮菜的添加而升高。升温过程中，20 ℃和80 ℃的G’随地皮菜添加量的增加而升高，且均高于未添加组；扫描电镜观察结果显示，添加地皮菜的鸡胸肉糜凝胶比未添加地皮菜组具有更均匀、紧凑的微观结构。本实验对地皮菜全粉改善鸡胸肉糜凝胶特性和流变特性进行了研究，为提高鸡胸肉糜凝胶产品品质提供理论依据。