黄花菜粉对牛肉糜凝胶特性和流变性质的影响

李应兰，魏亚儒，贺晓光

（宁夏大学食品与葡萄酒学院，宁夏 银川 750021）

黄花菜又名萱草、金针菜，为百合科萱草属多年生草本宿根植物，其根、叶、茎、花在东亚地区作为食品和传统的药品已有几千年的历史[1]。 黄花菜性味甘凉，具有较高的营养价值，富含多种糖类、蛋白质、维生素、无机盐、黄酮类物质及多种人体必需氨基酸[2]，其中胡萝卜素和维生素C 含量是西红柿的5 倍[3]。 黄花菜属高蛋白、低热量、富含维生素及矿物质的保健蔬菜。 在现代生活中，黄花菜与香菇、木耳、冬笋一起被称为蔬菜类中的四大珍品。 韩志平等[4]通过试验测定了黄花菜和香菇、木耳、银耳等3 种食用菌的营养成分，结果表明可溶性总糖含量以黄花菜最高，4 种食材的综合营养价值依次为香菇＞黄花菜＞银耳＞木耳。 黄花菜具有一定的药用价值，《本草纲目》记载黄花菜有利胸膈、安五脏、清身明目、治小便赤涩、解烦热、除酒瘟等药效。在3 000 多年的食疗历史中，黄花菜是常用食疗食品之一[5]。 常吃黄花菜能够滋润肌肤、使皱纹减少、色斑衰退[6]。

乳化肉糜制品口感好，深受消费者喜爱，传统乳化肉制品中脂肪含量在20%～30%之间[7]，过量的饱和脂肪酸的摄入会增加患高血压、肥胖和心血管等慢性疾病的风险[8-9]。 本试验以黄花菜为原料，进行烘干粉碎后添加到牛肉糜中， 以降低肉糜制品中脂肪含量，研究不同添加量和目数的黄花菜粉对牛肉糜凝胶特性和流变性质的影响，以期为低脂牛肉制品品质提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

黄花菜（干）：产自盐池县；牛肉、食盐：市售；三聚磷酸钠（分析纯）：上海泰坦化学有限公司。

1.2 仪器与设备

试验所用仪器设备见表1。

表1 试验所用仪器设备Table 1 Instruments and equipment used in the experiment

1.3 方法

1.3.1 黄花菜粉的制备

取适量剔除已经发霉变质的花蕾及杂物的干黄花菜进行清洗，去除所含杂质，沥干后于80 ℃下干燥4 h，粉碎，手动过筛，分别将60、80、100 目的黄花菜粉装自封袋，储存于-10 ℃，备用。

1.3.2 黄花菜牛肉糜凝胶制备

工艺流程： 解冻牛肉→去除多余脂肪、 结蹄组织→漂洗→沥干→切块→添加食盐和三聚磷酸钠→腌制→绞碎→添加黄花菜粉和冰水→混合斩拌→水浴加热→牛肉糜凝胶→冷却至室温（25 ℃）→4 ℃下冷藏过夜→性质测定。

取牛肉（冷冻）于室温（25 ℃）下半解冻状态，剔除多余脂肪和结蹄组织，清洗，沥干表面的水分，称取100 g 牛肉分割成块状， 完全解冻后， 添加占肉质量2.5%的食盐和0.4%三聚磷酸钠后混匀腌制于4 ℃的冰箱10 h[10]。 将腌好的牛肉和1/3 冰水放入打浆机中处理20 s，再分别加入3 种粒径范围（60、80、100 目）及5 种添加量（0%、2%、4%、6%、8%、10%，以牛肉总质量为基准， 其中0%为对照组） 黄花菜粉和剩余冰水（总冰水占肉总质量25%）， 处理20 s， 中心温度低于10 ℃。

将制备好的样品一部分，用作牛肉糜凝胶特性的测定，准确称量混合后的牛肉糜50 g，装入离心管中，在4 ℃，2 000 r/min 离心10 min， 除去气泡， 然后在60 ℃水浴加热10 min，80 ℃加热20 min， 自然冷却至室温（25 ℃），置于4 ℃冰箱过夜，备用。另一部分样品，冷藏于4 ℃冰箱中，用于牛肉糜流变性质的测定。

1.3.3 蒸煮损失的测定

牛肉糜经水浴加热30 min， 取出后流水冷却至室温（25 ℃），再用滤纸将表面的水分吸干，并准确称量蒸煮前后肉糜质量。

式中：M1为蒸煮前样品质量，g；M2为蒸煮后样品质量，g。

1.3.4 保水性的测定

将牛肉糜凝胶从4 ℃冰箱中取出[11]，室温（25 ℃）下放置30 min，用吸水纸除去多余的水分，切成5 mm厚的薄片，准确称重记为m1，用3 层滤纸包裹后，放入离心管，在台式高速冷冻离心机4 ℃下，4 000 r/min 离心15 min，离心结束后，除去滤纸，再次称重记为m2，每个样品做5 个平行， 结果取平均值。 保水性根据公式计算[12]。

式中：m1为离心前样品质量，g；m2为离心后样品质量，g。

1.3.5 凝胶强度的测定

凝胶强度测定参数： 采用Return To Start 模式，探头型号为P/0.5 HS，测前速率2 mm/s，测中速率1 mm/s，测后速率2 mm/s，触发类型为自动，触发力5 g，目标值：7 mm，每个样品做6 个平行，结果取平均值[13]。

1.3.6 色泽的测定

将牛肉糜凝胶切成5 mm 厚的薄片， 采用WSC-S色差计，分别记录L*值、a*值和b*值，其中L*值表示亮度，a*值表示红度，b*值表示黄度。 每个处理测定4 次。

1.3.7 牛肉糜质构分析

参照叶丹[14]的方法并加以修改，将样品从4 ℃的冰箱中取出，平衡至室温（25 ℃），将样品切成直径2.5 cm，高1 cm 的圆柱体。质构测定参数：采用TPA 模式，探头型号为P/35，压缩比50%，测前速率2 mm/s，测中速率1 mm/s，测后速率2 mm/s，触发类型为自动，触发力5 g，间隔时间5 s，测定样品的硬度、弹性、内聚性、咀嚼性和回复性，每个样品做5 个平行，结果取平均值。

1.3.8 牛肉糜流变性质测定

参照Kang 等[15]的方法并加以修改。采用40 mm 平板夹具，将样品放置校正准确的流变仪平台，用硅油密封，防止水分蒸发，间隙为3.00 mm，在振荡模式及1%应变的线性黏弹性线性区域内分别进行动态频率扫描和动态温度扫描。 动态频率扫描条件：动态频率扫描范围为0.1 Hz～20 Hz，应变1%，记录动态扫描期间储能模量G'值的变化。 动态温度扫描条件为样品于25 ℃平衡3 min，扫描范围：25 ℃～80 ℃，变温速率2 ℃/min，于80 ℃保温3 min。加热过程中，在一个振荡模式和一个固定的频率为0.1 Hz 下对样品进行连续剪切， 并记录动态扫描期间储能模量G'值的变化，每组样品测量3 次，结果取平均值。

1.4 数据处理

采用SPSS 23.0 软件对试验数据进行处理分析，包括单因素方差分析、显著性比较和相关性分析（p＜0.05），采用Origin 8.0 软件作图。

2 结果与分析

2.1 黄花菜粉对牛肉糜蒸煮损失的影响

黄花菜粉对牛肉糜蒸煮损失的影响见图1。

图1 黄花菜粉对牛肉糜蒸煮损失的影响Fig.1 Effect of daylily powder on cooking loss of beef batters

蒸煮损失是肉制品加工过程的一个重要指标，蒸煮损失越大产品得率就越低。 由图1 可知， 与空白对照组相比，添加黄花菜粉能显著降低牛肉糜的蒸煮损失（p＜0.05），且随着黄花菜添加量的增加，肉糜蒸煮损失显著降低（p＜0.05）。 在添加量为4%时降低幅度最大，3 种目数黄花菜粉在相同添加量时，添加100 目黄花菜粉对降低肉糜蒸煮损失的效果更为突出。 这可能是黄花菜粉中多糖类物质对于肌肉组织的脱水具有阻碍作用，在肉糜蒸煮过程中，多糖与肌肉蛋白形成稳定的胶凝网状结构， 在肌肉组织表面形成保护层，减少肉制品的损失[16]。 100 目黄花菜粉颗粒更小，增大黄花菜粉与肌肉蛋白的接触面积，形成的网状结构更加致密、稳定，减少液体、脂肪等成分的流失，从而更有效的减少肉糜蒸煮损失[17]。

2.2 黄花菜粉对牛肉糜保水性的影响

黄花菜粉对牛肉糜保水性的影响见图2。

图2 黄花菜粉对牛肉糜保水性的影响Fig.2 Effect of daylily powder on water retention of beef batters

保水性反映的是肉类蛋白与水的结合能力，是判断肉制品好坏的重要指标，保水性越高，肉类蛋白与水结合的能力越强，品质越好，反之则较差。 如图2 所示，肉糜凝胶的保水性随着黄花菜粉添加量的增加而升高， 且黄花菜粉添加量为4%时升高的幅度更为显著，随后继续增加黄花菜粉添加量，保水性升高不显著（p＞0.05）。 在相同添加量下，100 目的黄花菜粉对保水性影响最为显著（p＜0.05）。 这可能是黄花菜粉吸收肉糜中的游离水，使其难以析出。 同时，吸水膨胀的黄花菜粉颗粒填充在牛肉糜蛋白质的空隙中，使凝胶网络结构更加致密，有助于保留更多的水[18]，而100 目的黄花菜粉相比80 目和60 目，具有更大的接触面积，在其表面暴露出更多的亲水性基团， 增加肉糜的保水性。 另外，不同目数的黄花菜粉在肉糜凝胶中吸收水分的方式不同。张翼飞[19]研究发现，香肠的保水性随着沙参粉目数的增大而增强，目数小的沙参粉主要通过毛细管虹吸作用保存水分，这些水分在肉糜中的流动性相对更强，在升温过程中更容易流失，从而导致香肠的保水性降低。

2.3 黄花菜粉对牛肉糜凝胶强度的影响

黄花菜粉对牛肉糜凝胶强度的影响见图3。

图3 黄花菜粉对牛肉糜凝胶强度的影响Fig.3 Effect of daylily powder on gelatinous strength of beef batters

如图3 所示，牛肉糜凝胶强度随黄花菜粉添加量的增加而增大，且黄花菜粉添加量为4%时凝胶强度增加最为显著（p＜0.05），之后随黄花菜粉添加量的增加肉糜凝胶强度变化不显著（p＞0.05）。添加量相同时，添加100 目黄花菜牛肉糜的凝胶强度高于80 目和60 目。这可能是黄花菜中多糖对牛肉糜凝胶产生了较大影响。 多糖对肉类产品功能特性影响的研究证明，添加多糖类物质，会提高肉类产品的硬度和凝胶强度[20]，这是因为在加热过程中增强了蛋白质与多糖间的相互作用，形成稳定的高分子化合物，同时加热使蛋白质分子内部的反应基团暴露出来[21]，从而导致牛肉糜凝胶强度增加。 当黄花菜粉添加量超过4%时，可能是蛋白质和多糖的结合达到一定的饱和状态，之后黄花菜粉添加量对肉糜凝胶强度的影响不显著。 王翠娜[22]研究得出，随着菊粉浓度的增加，肉糜凝胶强度呈现增长趋势，这与本文得出的结论相一致。

2.4 黄花菜粉对牛肉糜色泽的影响

色泽是消费者选择肉制品直观标准。 黄花菜粉对牛肉糜色泽的影响见表2。

表2 黄花菜粉对牛肉糜色泽的影响Table 2 Effect of daylily powder on color of beef batters

由表2 可知，黄花菜粉添加量相同时，牛肉糜凝胶的L*值随着黄花菜粉目数的降低呈先上升后下降的趋势， 添加粒径为80 目黄花菜粉牛肉糜凝胶的L*值显著高于其他组（p＜0.05）；添加粒径为60 目时，牛肉糜凝胶的L*值随黄花菜粉添加量的增加呈降低趋势，添加粒径为80 目和100 目时， 牛肉糜凝胶的L*值先增大后减小。 这与张翼飞等[23]研究桔梗粉香肠制品、Choi 等[24]研究南瓜纤维肉糜及Ryu 等[25]研究葡萄粉猪肉香肠时发现的趋势类似。 a*值随黄花菜粉添加量的增加呈先上升后下降的变化， 当添加量为8%时a*值显著增大，并达到最大值。 总的来看，肉糜凝胶的b*值随黄花菜粉添加量的增加而增大， 且差异显著（p＜0.05），但添加量为8%时，80 目和100 目的b*值均稍有下降，同一黄花菜粉添加量下，添加80 目黄花菜牛肉糜的b*值高于100 目和60 目。 Yasarlar 等[26]报道了在土耳其肉丸中加入玉米粒后b*值增加的现象。这可能是黄花菜粉呈淡黄色， 使肉糜凝胶的截面泛黄，随着添加量的增加更为明显，也使肉糜凝胶的L*值降低[27]。

2.5 黄花菜粉对牛肉糜质构特性的影响

添加黄花菜粉对牛肉糜凝胶质构特性的影响见表3。

表3 黄花菜粉对牛肉糜质构特性的影响Table 3 Influence of daylily powder on texture characteristics of beef batters

由表3 可知，硬度方面，添加黄花菜粉牛肉糜凝胶的硬度显著高于对照组（p＜0.05），肉糜凝胶的硬度随着黄花菜粉添加量的增加而升高，且硬度在添加量为6%时显著升高（p＜0.05）。 同一添加量下，添加60 目黄花菜粉牛肉糜凝胶的硬度大于80 目和100 目。这可能是因为多糖对蛋白质的热力学特性产生影响，促进凝胶形成更加强有力的空间网络结构；同时大量的黄花菜粉分子间吸水后通过氢键相互作用，使凝胶网络结构更加稳固[28]。 而黄花菜粉目数越小，颗粒粒径越大，其分子内部结构更完善，黄花菜粉吸水膨胀后以粒子形式填充至蛋白网状结构中， 加固了体系的凝胶结构，使凝胶硬度增大。 弹性方面，添加黄花菜粉能增加牛肉糜凝胶的弹性， 且随着黄花菜粉添加量的增加，弹性呈现先上升后下降的趋势。 与对照组相比黄花菜粉添加量为4%时，肉糜凝胶的弹性显著增加（p＜0.05），其中，80 目和100 目相比60 目差异显著（p＜0.05）。 翟小波等[29]研究发现，随着淀粉添加量的增加，兔肉糜凝胶的弹性先上升后下降，这与本文的结论相一致。 这可能是因为多糖与蛋白质能形成富有弹性的胶体，但随着黄花菜粉添加量的增加，体系游离水分减少，吸收完全，肉糜凝胶呈现过硬过韧的现象，从而导致弹性下降。 内聚性随着黄花菜粉添加量的增加呈现逐渐下降的趋势。 咀嚼性方面，较对照组样品，添加黄花菜粉能显著增加肉糜凝胶的咀嚼性（p＜0.05），但随黄花菜粉添加量的增加肉糜凝胶的咀嚼性呈下降趋势。 这与倪学文等[30]研究肉糜凝胶的咀嚼性随魔芋胶添加量增大而升高的结论相反。 可能是因为黄花菜粉吸收凝胶体系中的游离水，同时随添加量增大破坏蛋白质的网状结构，从而凝胶咀嚼性降低。 与空白对照组相比，添加黄花菜粉对肉糜凝胶回复性差异不显著（p＞0.05）。

2.6 黄花菜粉对牛肉糜流变性质的影响

动态流变学特性中储能模量G′值反映了肉糜的凝胶强度[31]。 不同粒径黄花菜粉对牛肉糜储能模量G'值的影响见图4。

图4 不同粒径黄花菜粉对牛肉糜储能模量G′值的影响Fig.4 Effects of daylily powder with different particle sizes on the storage modulus G′value of beef batters

由图4 可知，在相同频率下，添加3 种不同目数的黄花菜粉牛肉糜的G′值都高于空白对照组，且100 目黄花菜肉糜的G′值远高于其他处理组， 而添加80 目和60 目黄花菜牛肉糜的G′值相近。 将黄花菜粉加入牛肉糜中，黄花菜粉中的多糖与蛋白质间的相互作用变强，黄花菜粉目数越大颗粒粒径越小，多糖与蛋白质接触面积更大，使得肉糜凝胶的空间结构变得更加紧凑，G′值上升。

肉糜升温加热过程实质是肌肉纤维蛋白受热胶凝，是一个不稳定的动态流变过程，伴随着肌肉蛋白的解链、变性和凝集[32]。 黄花菜粉牛肉糜升温过程中G′值的变化见图5。

图5 黄花菜粉牛肉糜升温过程中G′值的变化Fig.5 Variations of G′value in the heating process of beef batters with daylily powder

由图5 可知，与对照组相比，添加黄花菜粉对肉糜加热过程中G′值的变化产生影响，呈上升趋势，且添加100 目黄花菜粉肉糜的G′值升高更为显著，这与凝胶强度的变化相吻合。 主要包括3 个温度范围。 第一阶段，25 ℃～47 ℃时，添加不同目数黄花菜粉肉糜和空白对照组肉糜的储能模量G′值均缓慢升高，这可能是凝胶网络形成的初始阶段，此时肌球蛋白头部通过二聚作用开始交联，形成蛋白质网络结构[33]。 第二阶段，在47 ℃～60 ℃时，添加100 目黄花菜粉肉糜的G′值迅速上升，这一现象可能是被包埋在牛肉糜基质中小分子物质在加热过程中被乳化，较前一阶段降低牛肉糜G′值的上升幅度， 同时100 目黄花菜粉颗粒暴露出更过的极性基团，增强与蛋白质间的相互作用，从而使添加100 目黄花菜粉牛肉糜的G′迅速升高。 第三阶段， 在60 ℃～80 ℃所有试验组牛肉糜的G′值快速上升。 此时蛋白质交联聚集形成的弹性凝胶网络结构，说明半溶胶在受热过程中转化成为弹性胶体。

3 结论

本文牛肉糜为研究对象，探讨分析了添加60、80、100 目黄花菜粉及其不同添加量对牛肉糜凝胶特性和流变性质的影响，结果表明：相比其他处理组，添加量为4%100 目黄花菜粉制得牛肉糜凝胶相对于其他组具有更好的品质特性， 蒸煮损失10.26%、 保水性83.59%、凝胶强度2 448.25 g、色泽（L*值48.19、a*值0.94、b*值5.35）、硬度8 339.87 g、弹性0.92、内聚性0.68、咀嚼性6 527.52 g 和回复性0.29。 添加100 目黄花菜粉肉糜的蒸煮损失降低的效果更为突出，80 目黄花菜粉相比60 目和100 目对肉糜凝胶色泽的影响更为显著。 总体上看添加100 目黄花菜粉较80 目和60目对凝胶质构特性的影响更显著。 同一振荡频率下，肉糜的G′值随黄花菜粉目数的增大而升高。 升温过程中，肉糜G′值变化经历3 个阶段，25 ℃～47 ℃时，添加不同目数黄花菜粉肉糜和空白对照组肉糜的储能模量G′值均缓慢升高，在47 ℃～60 ℃时，添加100 目黄花菜粉肉糜的G′值迅速上升，在60 ℃～80 ℃所有试验组牛肉糜的G′值快速上升。 综合各项指标结果分析，添加4%100 目黄花菜粉制得牛肉糜相对于其他组具有更好的品质特性。