鱼鳞抗冻多肽对冻藏及冻融过程牛肉丸品质的影响

党美珠 ，贾倩, ，王萍，孙文文，付丽，隋继学*

1.河南牧业经济学院（郑州 450002）；2.华中农业大学（武汉 430206）；3.中国种子集团有限公司生命科学技术中心（武汉 430206）

牛肉丸营养丰富、味道鲜美、风味独特，是一种方便快捷的速冻调理肉制品，深受消费者喜爱。常用的冻藏方式可以达到延长保质期的目的，但低温对其品质也有一定不利影响，如颜色变暗、干耗变大、新鲜度降低、感官评价分值和风味降低等，影响牛肉丸的口感、色泽、营养价值及保质期[1-2]。

抗冻蛋白及抗冻多肽具有热滞活性、抑制重结晶和微生物低温保护作用等特性，被广泛应用到冷冻食品[3-7]。李灵等[8,10]、王文龙等[9]通过研究表明抗冻多肽可以作为一种新型抗冻保护剂加到马铃薯面团、菌体、鱼糜制品中，作为低温保护剂保护面团和鱼糜制品的品质。本实验室制备了一种鱼鳞抗冻多肽，热滞活性达到2.9 ℃，活性较高、来源天然、安全性好、成本低，研究结果表明具有较好的微生物低温保护作用。相较于传统商业抗冻剂（蔗糖和山梨醇）[10]，没有高糖、高热的弊端，还兼具蛋白肽对人的营养功效及生物相容性等优点，符合广大消费者对食品营养、健康的需求。

因此，在牛肉丸中添加不同浓度的鱼鳞抗冻多肽，研究添加抗冻多肽后在冷冻冷藏条件下对调理牛肉丸品质的影响，为抗冻多肽在肉制品及优质调理牛肉丸的生产中提供理论依据和技术支持。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

鱼鳞抗冻多肽（实验室自提，已申请专利）；原料肉（牛腿肉）、牛肉精膏、食盐、白砂糖、味精、胡椒粉（市售）；乳清粉；大豆分离蛋白；混合磷酸盐；海藻糖等。

1.2 仪器与设备

FA224电子分析天平（上海舜宇恒平科学仪器有限公司）；CHROMA METER CR-400色彩色差计（柯尼卡美能达投资有限公司）；BROOKFIELD-CT3质构仪（美国博勒飞Brookfield）；RY-8（S）电动绞肉机[正元精密机械（苏州）有限公司]；S10匀浆机（宁波新芝生物科技股份有限公司）；pHSJ-3F酸度计（上海仪电科学仪器股份有限公司）；等。

1.3 方法

1.3.1 鱼鳞抗冻多肽的提取

鱼鳞抗冻多肽，参照专利《一种草鱼鱼鳞高活性抗冻多肽及其制备方法》（202110975870）所示方法提取，具体流程：鱼鳞→粉碎机粉碎→超声（45 ℃、50 min）→柠檬酸浸泡（1 mol/L）→蒸馏水清洗至中性→调pH→酶解→灭酶→离心→冷冻干燥。

1.3.2 牛肉丸的制作

基础配方：牛肉500 g、牛肉精膏0.05%、食盐3.5%、白砂糖2%、味精0.5%、胡椒粉0.3%、乳清粉3.3%、大豆分离蛋白10%、混合磷酸盐0.4%、冰水60%。

工艺流程：原料牛肉的选择→修整→切条→绞肉→配料→搅拌（擂溃）→成型→煮制→成品→冷却→-18 ℃冻藏。

1.3.3 样品的预处理

试验分为6组，第1组为空白组，第2组为加1%海藻糖，与空白组作为对照组，第3~第6组分别为加0.2%，0.4%，0.6%和0.8%抗冻多肽。放入-18 ℃冰箱中冻藏，在冻藏0，2，4，6和8 d时进行各指标测定。

1.3.4 解冻汁液流失率的测定

测定牛肉丸冻结前质量，在室温的条件下解冻2 h后取出，用滤纸轻轻拭去牛肉丸表面的液体后再次称其质量[13]。

式中：M1为牛肉丸解冻前质量，g；M2为牛肉丸解冻后质量，g。

1.3.5 pH的测定

参考高艳红[12]的方法并进行改进，称取5 g样品，加入50 mL纯净水匀浆之后，测定其pH。

1.3.6 色差的测定

取解冻好的牛肉丸，切取中间2 cm。使用色差计，采用C光源（Y=89.2、x=0.315 3、y=0.322 2）进行测量，记录亮度值（L*）和红度值（a*）[11]。

1.3.7 质构的测定

将牛肉丸充分解冻并煮熟后测定，参数：TAAACC36探头，TA-DEC夹具，测试类型为压缩，预测试速率2.00 mm/s，测试速率1.00 mm/s，返回速率1.00 mm/s，触发点负载10 g，形变比50%，循环2次[11]。

1.3.8 感官指标的测定

由8位有经验的专业人员组成感官评定小组，分别对色泽、口感、弹脆度和组织状态4项指标进行评定，评分采用5分制。评分标准如表1所示[11]。

表1 牛肉丸的感官评分标准

1.3.9 数据处理

试验每项指标采取3个样品，重复测定3次，结果表示为平均值±标准差。采用Origin 2017版软件绘图，采用SPSS Statistics 25.0版统计分析软件中的独立样本t检验法进行数据的显著性分析[11]。

2 结果与分析

2.1 鱼鳞抗冻多肽对牛肉丸解冻汁液流失率的影响

由图1可知，牛肉丸的汁液流失率随冻藏天数的延长呈现显著增大趋势（p＜0.05），这与Damen等[13]的研究一致，并且多肽组与空白组有显著性的差异（p＜0.05），说明抗冻多肽可以降低牛肉丸的汁液流失率，改善牛肉丸品质。多肽组相比与海藻糖组，流失率在第1周增大，第6天添加多肽的牛肉丸的最小流失率与其相差3%，但由图1看出，多肽组的流失率变化比海藻糖组稳定，第6天之后，海藻糖组的变化趋势增大，第8天时，0.4%多肽组与海藻糖组仅有0.5%差异。添加0.4%的多肽组与海藻糖组较接近。

图1 冻融循环下各组样品汁液流失率的变化

2.2 鱼鳞抗冻多肽对牛肉丸pH的影响

由图2可知，牛肉丸的pH随着冻藏天数延长呈现显著的先增加后减少趋势（p＜0.05）。Sikorski等[14]的研究指出pH的变化是因为含氮化合物先分解形成三甲胺，三甲胺再次氧化之后形成二甲胺而造成的。第0天时，与空白组对比，添加0.6%和0.8%多肽组与其有显著差异（p＜0.05），第6天时添加0.2%的多肽组与其有显著性差异（p＜0.05）。其余均与空白组和海藻糖组无显著差异（p＞0.05），说明抗冻多肽对牛肉丸pH的影响不大。但由图2可看出，0.2%多肽组与空白组变化的趋势相接近，0.4%多肽组与海藻糖组变化的趋势相接近。

图2 冻融循环下各组样品pH的变化

2.3 鱼鳞抗冻多肽对牛肉丸色泽的影响

肉的颜色是评价食品品质和影响到消费者购买欲的一项指标，肉制品中L*和a*值的大小表明牛肉丸颜色的好坏。Mariana等[15]的研究指出牛肉丸颜色的变化是因为肌红蛋白在牛肉丸表面上逐渐形成和积累导致的。李灵等[16]的研究指出胶原多肽本身具有一定清除自由基和抗氧化能力，有助于防止脂肪氧化等，而蛋白质的变性和脂肪的氧化也会导致肉颜色的改变，所以添加多肽会有利于保护牛肉丸的色泽。

2.3.1 鱼鳞抗冻多肽对牛肉丸L*值的影响

由表2可知，牛肉丸的L*值随着冷冻天数增加基本呈现逐渐降低的趋势。0 d时，海藻糖组和添加0.2%和0.4%多肽组与空白组相比差异显著（p＜0.05），0.6%和0.8%多肽组与空白组相比差异不显著（p＞0.05），虽然牛肉丸的L*值随冷冻天数增加逐渐降低，但添加海藻糖和多肽组的L*值与空白组相比有显著差异，说明抗冻多肽对牛肉丸的L*值有显著影响。与海藻糖组相比，在第4和第8天时，添加0.2%多肽的牛肉丸与其差异显著（p＜0.05），说明多肽添加量0.2%时对牛肉丸的L*值有较好影响。

表2 鱼鳞抗冻多肽对牛肉丸L*值的影响结果

2.3.2 鱼鳞抗冻多肽对牛肉丸a*值的影响

由表3可知，牛肉丸的a*值随着冷冻天数的增加基本呈现逐渐降低趋势。与空白组相比，除第6天和第0天时的0.6%多肽组、第4天时的0.6%和0.8%多肽组及第2天时的4%多肽组外无显著性差异（p＞0.05），其余均与空白组有显著差异（p＜0.05），说明抗冻多肽对牛肉丸的a*值有显著影响。与海藻糖组相比，在冷藏期间，添加0.4%多肽的牛肉丸均与其有显著差异（p＜0.05），说明多肽量添加量0.4%时对牛肉丸的a*值有较好影响。

表3 鱼鳞抗冻多肽对牛肉丸a*值的影响结果

2.4 鱼鳞抗冻多肽对牛肉丸质构的影响

2.4.1 鱼鳞抗冻多肽对牛肉丸硬度的影响

由表4看出，冻藏0 d时多肽组牛肉丸的硬度显著低于空白组（p＜0.05），且0.4%和0.6%多肽组的硬度显著低于海藻糖组（p＜0.05）。随着冷冻天数延长，牛肉丸的硬度逐渐增大，而硬度会影响牛肉丸的口感，硬度越大口感越差。结果表明，抗冻多肽组的硬度低于海藻糖组和空白组的硬度，说明抗冻多肽对牛肉丸的硬度有显著影响（p＜0.05），0.4%多肽组的硬度值小于0.2%多肽组。

表4 鱼鳞抗冻多肽对牛肉丸硬度的影响结果

2.4.2 鱼鳞抗冻多肽对牛肉丸弹性的影响

由表5看出，牛肉丸的弹性随着冷冻天数增加呈现逐渐降低趋势，第0天时，添加0.2%和0.4%多肽组的牛肉丸于空白组和海藻糖组有显著差异（p＜0.05）。冻藏前6 d中，抗冻多肽对牛肉丸的弹性无显著影响（p＞0.05）。第8天时，添加量0.4%的多肽对牛肉丸的弹性有显著影响（p＜0.05），且弹性高于其他各组。

表5 鱼鳞抗冻多肽对牛肉丸弹性的影响结果

2.4.3 鱼鳞抗冻多肽对牛肉丸胶黏性的影响

由表6看出，随着冷冻天数增加，牛肉丸的胶黏性逐渐降低。冻藏0 d抗冻多肽对牛肉丸的胶黏性无显著影响（p＞0.005），冻藏期间，除了0.8%多肽组与空白组之间无显著差异外，其余各多肽组与空白组相比均有显著差异（p＜0.05），说明抗冻多肽对牛肉丸的胶黏性有显著性的影响。0.4%多肽组与海藻糖组无显著性的差异，但其胶黏性在冻藏期间均大于其他组。

表6 鱼鳞抗冻多肽对牛肉丸胶黏性的影响结果

2.4.4 鱼鳞抗冻多肽对牛肉丸内聚性的影响

由表7看出，牛肉丸的内聚性随着冷冻天数增加呈现逐渐降低趋势，变化比较慢，除第2天外，多肽添加量0.4%时与空白组对比有显著差异（p＜0.05），除第4天外，多肽添加量0.4%时与海藻糖组对比有显著差异（p＜0.05），且0.4%多肽组在冻藏期间内聚性最大。

表7 鱼鳞抗冻多肽对牛肉丸内聚性的影响结果

2.4.5 鱼鳞抗冻多肽对牛肉丸咀嚼性的影响

由表8看出，牛肉丸的咀嚼性随冻藏天数增加基本呈现逐渐上升趋势，多肽添加量0.8%牛肉丸的咀嚼性与空白组之间有显著差异（p＜0.05），虽抗冻多肽组与海藻糖组相比差异不显著，但多肽组的咀嚼性在冻藏期间均小于空白组和海藻糖组，且0.8%多肽组的咀嚼性值最小。

表8 鱼鳞抗冻多肽对牛肉丸咀嚼性的影响结果

2.5 鱼鳞抗冻多肽对牛肉丸感官评定结果

由表9看出：抗冻多肽添加量0.6%和0.8%时牛肉丸口感降低（p＜0.05），给牛肉丸带来苦味；抗冻多肽添加量0.2%时牛肉丸弹脆度显著降低（p＜0.05）；不同抗冻多肽添加量时牛肉丸的组织状态无显著性差异（p＞0.005）；抗冻多肽添加量0.6%和0.8%时牛肉丸综合得分降低，抗冻多肽添加量0.4%时牛肉丸综合得分均显著提高（p＜0.05）。冻藏第0和第8天时抗冻多肽的添加显著提高牛肉丸的色泽（p＜0.05）；冻藏第4天时，抗冻多肽添加量0.4%显著提高牛肉丸色泽（p＜0.05）。综合考虑，抗冻多肽添加量0.4%的牛肉丸品质提升明显，口感最好。

表9 添加鱼鳞抗冻多肽牛肉丸冻藏0~8 d的感官评定结果

3 结论

试验通过研究鱼鳞抗冻多肽对冻藏期间牛肉丸的汁液流失率、pH、色泽、质构和感官的测定与分析，得知添加0.4%鱼鳞抗冻多肽时会减少冻融循环对牛肉丸品质的破坏，汁液流失率、pH、色泽、质构、感官评价得分等指标均优于对照组。结果表明，抗冻多肽可有效降低冻藏及冻融过程对调理肉食品品质的损害，为抗冻多肽在肉制品及优质调理牛肉丸的生产中的应用提供理论依据和技术支持。试验所用抗冻多肽来源为草鱼鱼鳞，其成本低、活性高、安全性好，克服糖类、盐类抗冻剂带来的含糖量高、含盐量高的弊端，具有很好的应用前景。