花椒籽仁对鸡肉糜热诱导凝胶品质的影响

杨平,李莎莎,候贤喆,计红芳,张令文,马汉军

（河南科技学院食品学院,河南新乡453003）

花椒,古名椒、大椒等,属芸香科多年生灌木或小乔木,在我国已有两千多年的栽培历史,是我国传统的“八大调味品”之一[1].花椒籽是花椒果皮生产中的主要副产物,理论产量却是花椒果皮的120%[2].花椒籽可分为籽皮与籽仁两部分,其中籽仁中含有含量丰富的油脂（47.01%）和蛋白质（30.90%）[3-4].花椒籽仁蛋白质中含有人体必需的8种氨基酸[5],与大豆相比,除赖氨酸含量较低（1.85 mg/100g,大豆2.75 mg/100g）外,其余必须氨基酸含量均高于大豆,加之花椒籽蛋白的相对分子质量较小,利于人体消化吸收,被认为是一种优质的蛋白质资源[6-7]；花椒籽油中含有丰富的多不饱和脂肪酸,其中α-亚麻酸质量分数约占24.13%、亚油酸质量分数约占32.64%、油酸质量分数约占31.37%[8-9],而α-亚麻酸是合成EPA和DHA的前体物质,对预防人体动脉粥样硬化、冠心病等心血管疾病的发生具有积极意义[10].

由于人们尚未清楚花椒籽的真正用途,长期以来每年有超过数万吨的花椒籽被燃烧或充当肥料,甚至当作废物丢弃,造成了资源的极大浪费[5],直到近些年来才逐渐引起学者的关注,但主要集中在研究花椒籽蛋白质的提取[11-13]、花椒籽油的提取及精制技术[14-16]以及α-亚麻酸在医药、食品、饲料添加剂[17-20]等方面的应用,至今鲜有花椒籽仁在食品领域,尤其是肉制品中应用.

本文以鸡胸肉为原料,探讨了花椒籽仁对鸡肉糜热诱导凝胶品质特性影响规律,将为改善鸡肉糜凝胶品质,高效利用花椒籽仁的附加值,拓宽花椒籽在肉类食品工业中的应用范围提供技术依据.

1 材料与方法

1.1 材料于试剂

鸡胸肉,购于新乡市洪门市场；花椒籽,购于山东枣庄山亭花椒农业合作社；NaCl、石油醚、叔丁醇、氯仿等均为分析纯.

1.2 仪器与设备

Haake Mars 60旋转流变仪,德国Thermo Fisher Scientific公司；JYS-A950绞肉机,九阳股份有限公司；Quanta 200扫描电子显微镜,美国FEI公司；YP5002电子天平,上海佑科仪器仪表有限公司；DZKW-4电子恒温水浴锅,北京中兴伟业仪器有限公司；CR-400色差仪,日本Konica Minolta公司；Multifuge X1R Centrifuge台式高速冷冻离心机,美国Thermo公司；TA-XTplus质构分析仪,英国Stable Micro Systems公司.

1.3 试验方法

1.3.1花椒籽仁乳液的配制 花椒籽经过粉碎破壳后筛选出花椒籽仁,粉碎,过40目筛,取不同比例的花椒籽仁粉（质量分数分别占肉的0%、1%、3%、5%、7%）,分别同时加入质量分数占肉25%的水,充分均质,制成花椒籽仁乳液,备用.

1.3.2凝胶的制备 将新鲜的鸡胸肉去除结缔组织和脂肪,斩拌呈肉糜状,然后分别加入不同比例花椒籽乳液和质量分数为2%的NaCl,充分混合搅拌均匀,装入50 mL离心管,3 500 r/min离心10 min,置85℃水浴中加热30 min后,室温冷却放入4℃冰箱过夜备用.

1.3.3色度的测定 参考彭晓龙[21]的方法并稍作修改.平行测定6次,求L*、a*、b*平均值.

1.3.4蒸煮得率、持水性的测定 将凝胶样品切成圆柱体段,称质量,记录为m1,6 000 r/min进行离心10 min,滤纸吸干凝胶表面水分,称重,记录为m2,持水性的计算公式如下[22]：持水性/%=m2/m1×100.蒸煮得率参考张建华的方法[23].

1.3.5质构特性测定 使用直径P/36R的圆柱形探头进行测定,使用参数为：Test Speed：2.0 mm/s,Trigger Force：20 g；Strain：40%；Trigger Type：Auto[24].

1.3.6流变能力的测定 用50 mm不锈钢圆形平板探头,将样品均匀涂抹在2个平板之间,硅油密封.先在20℃进行保温10 min,在20～85℃范围内升温,速率为2℃/min,记录频率为0.1 Hz储能模量G"的变化.

1.3.7微观结构的观察 将样品凝胶用pH值为6.8的2.5%的戊二醛浸泡固定12 h,先用不同梯度酒精脱水后,再进行氯仿脱脂,无水乙醇和叔丁醇所用体积相同,最后用叔丁醇进行置换,真空干燥后拍照观察[25].

1.4 数据处理

数据用SPSS19.0、Excel 2010进行数据统计,差异显著：P＜0.05,数值以均值±标准差表示,每组试验除特殊说明外均重复3次.

2 结果与分析

2.1 花椒籽仁对鸡肉凝胶色泽影响

花椒籽仁乳液添加量对鸡肉肉糜凝胶色泽的影响结果见图1.

图1 花椒籽仁乳液添加量对鸡肉肉糜凝胶色泽的影响Fig.1 Effectof Zanthoxylumbungeanum M.seed kernel addition on the color of chicken gel

由图1所示,随着花椒籽仁乳液添加量的增加,鸡肉肉糜凝胶L*值呈持续下降（P＜0.05）,添加量到达7%时,与对照组相比下降了5.84%；a*值、b*值整体呈上升趋势,且b*值在添加量为1%～5%之间差异不显著（P＞0.05）,当添加量为7%时显著上升.由于花椒籽仁本身呈褐色,随添加量的增加,鸡肉凝胶的L*值逐渐下降,a*值、b*值逐渐上升,但添加过多鸡肉凝胶的色泽变暗、花椒籽气味过浓,使肉糜凝胶的总体可接受度降低,因此,花椒籽仁添加不易过多.

2.2 花椒籽仁对鸡肉凝胶持水性影响

花椒籽仁对鸡肉凝胶持水性影响结果见图2.

图2 花椒籽仁添加量对鸡肉凝胶持水性的影响Fig.2 Effect of Zanthoxylumbungeanum M.seed kernel addition on thewater holdingcapacity of chicken gel

肉的持水性对肉的品质有重要影响,同时也是反映肉及肉制品品质的重要指标之一.如图2所示,鸡肉凝胶的持水性随花椒籽仁添加量的增加呈先上升后下降的趋势,并且在花椒籽仁添加量为3%时达到最大值,持水性为97.01%,与对照组相比增加了4.09%,添加3%～7%时,差异不显著（P＞0.05）.由于花椒籽仁本身含有较多的蛋白质和脂肪,因此添加的花椒籽仁乳液在一定程度上相当于以花椒籽蛋白为乳化剂的乳化液.添加花椒籽仁乳液提高了鸡肉肉糜的乳化稳定性,使蛋白质分子经均质等作用后进一步伸展松散,增强了极性侧链基团和水的相互作用,提高了亲水性,也使包含在分子内部的疏水基团暴露,增强了亲油性[26-27],最终使混合体系的乳化性提高,减少了水分的渗出,但添加过多可能会打破油-水界面的平衡,使乳化性降低[28].因此,适量的花椒籽仁不仅可以防止肉糜汁液流失,还可以改变鸡肉凝胶的风味和口感,提高产品的出品率[29].

2.3 花椒籽仁对鸡肉凝胶蒸煮得率影响

花椒籽仁对鸡肉凝胶蒸煮得率影响结果见图3.

图3 花椒籽仁乳液添加量对鸡肉凝胶蒸煮得率影响Fig.3 Effect of Zanthoxylumbungeanum M.seed kernel addition on thecookingyield of chicken gel

从图3可以看出,花椒籽仁添加对鸡肉凝胶蒸煮得率有显著的影响（P＜0.05）,在添加量为3%时最大,为对照组的1.04倍,随后下降,添加量为7%时达到最小值,但仍高于对照组.由于少量的花椒籽仁乳液可以使凝胶的水分和油脂的渗出量降低,保水性增加,蒸煮得率相应得到提高,但花椒籽仁添加过多可能破坏水-油平衡,不能有效包裹油体,从而使脂肪损失较多,导致蒸煮得率下降[28].Francisco等研究表明适量的乳化大豆油可以使肉糜乳化稳定性增加,提高蒸煮得率[30].

2.4 花椒籽仁对鸡肉凝胶质构的影响

花椒籽仁对鸡肉凝胶质构的影响结果见表1.

表1花椒籽仁乳液添加量对鸡肉凝胶质构影响Tab.1 Effect of Zanthoxylumbungeanum M.seed kernel addition on thetextureof chicken gel

质构特性可以直观地反映鸡肉凝胶的品质.从表1可知,随花椒籽仁添加量的增加,凝胶的硬度、弹性、咀嚼性、恢复性均呈先升高后下降,且都在花椒籽乳液添加量到达3%时为最大,与对照比较分别增加了22.46%、3.7%、21.42%、7.5%；添加量为5%～7%时,凝胶的硬度、弹性、咀嚼性差异不显著（P＞0.05）.随花椒籽仁添加量的持续增加,花椒籽仁中的蛋白与鸡肉中盐溶蛋白等大分子间交联的机会增多,为形成稳定细腻、富有弹性的凝胶网络结构奠定基础,束缚了肉糜凝胶中水分的流动,显著改善了凝胶硬度等质构特性,而花椒籽仁添加过多可能会破坏水-油平衡,凝胶结构疏松,导致质构品质劣化.Wu等[31]研究发现,以大豆分离蛋白为乳化剂乳化葵花籽油时,可提高肌原纤维蛋白的凝胶性能.Youssef等[32]用大豆分离蛋白来乳化菜籽油可以显著提高肉糜凝胶的硬度、弹性和咀嚼性.赵鸿滨等[33]研究发现用乳清蛋白乳化大豆油添加到鸭肉糜中,适量的乳化大豆油可以使鸭肉糜时具有最好的质构特性,过量添加反而会使凝胶品质下降,与本文研究结果相一致.

2.5 花椒籽仁对鸡肉凝胶流变的影响

花椒籽仁对鸡肉凝胶流变的影响结果见图4.

图4 花椒籽仁乳液添加量对鸡肉凝胶储能模量G"的影响Fig.4 Effect of Zanthoxylumbungeanum M.seed kernel addition on storagemodulus G′of chicken gel

肉糜凝胶的形成经历了蛋白分子展开、聚集两个过程.储能模量G′值越大表示凝胶结构越紧密,反之越松散[34].如图4所示,各添加量的G′值的变化与温度变化整体趋势基本保持一致.20～57℃范围内,G"值首先缓慢下降后快速下降,可能的原因是因为随着温度的升高,肌球蛋白变性速度逐渐加快,导致原有的凝胶结构破坏[35]；58～85℃,温度继续升高,G"值迅速增加,从溶胶状态转变成具有弹性的凝胶网络结构[36].花椒籽仁添加量为3%的G"（23.32 kPa）＞1%的G"（22.22 kPa）＞5%的G"（21.32 kPa）＞7%的G"（20.37 kPa）＞0%的G"（19.32 kPa）,G"值的变化结果与质构中硬度的变化结果相一致,说明花椒籽仁乳液可以很好改善鸡肉凝胶的质构品质,且在添加量为3%时效果更好.

2.6 花椒籽仁对鸡肉凝胶微观结构影响

花椒籽仁对鸡肉凝胶微观结构影响见图5.

图5 花椒籽仁乳液添加量对鸡肉凝胶微观结构影响Fig.5 Effect of Zanthoxylumbungeanum M.seed kernel addition on themicrostructureof chicken gel

由图5可知,没有添加花椒籽仁乳液的鸡肉凝胶切面较为粗糙,孔隙较大,分布也不均匀.随着花椒籽仁乳液添加量的持续增加,凝胶网络结构逐步改善.添加量质量分数为3%时,形成了较为致密均匀,高度有序的凝胶网络结构；随添加量继续增加,凝胶表面则变得疏松多孔,不够均匀致密,硬度、保水性和弹性下降,但仍然优于对照组,与质构结果保持一致.可能是由于适量的花椒籽仁乳液可以减少肉制品在加工过程中的水分和脂肪的渗出,使肉糜的乳化稳定性较好,形成了致密均匀的网状凝胶结构,同时也增加了肉制品的风味和口感[37],但花椒籽仁添加过多,油脂颗粒过多,乳化性降低,不利于脂肪颗粒或液滴固定,从而导致凝胶结构疏松[29].

通过添加花椒籽仁,鸡肉肉糜凝胶品质得到了明显改善.花椒籽仁添加质量分数为3%时,凝胶的持水性、蒸煮得率、硬度、弹性、咀嚼性和恢复性均达到最大值,与对照相比,分别上升了4.09%、3.23%、22.46%、3.7%、21.42%和7.5%,而持水性在花椒籽仁添加质量分数为3%～7%时,差异不显著（P＞0.05）,硬度、弹性、咀嚼性在花椒籽仁添加质量分数为5%～7%时,差异不显著（P＞0.05）；各组的G′值随温度变化整体趋势基本一致,但添加质量分数为3%的G′值达到最大,随后下降,添加质量分数7%时仍高于对照组.花椒籽仁乳液在添加质量分数为3%时,鸡肉凝胶空间网络结构会更加均匀致密、细腻光滑、富有弹性.