茶多酚对大豆蛋白素肉质构性质和结构特性的影响

胡 莹，江睿生，霍金杰，李 航，苏 爽，肖志刚，高育哲

（沈阳师范大学粮食学院，辽宁沈阳 110034）

近年来，随着人们生活水平的提高，肉类产品销售量与日俱增，据预测，截至2050 年肉类消耗量将比2005 年高70%[1-2]，虽然受到消费者喜爱，但动物饲养会占用大量土地、粮食和水分，产生大量粪便、二氧化碳，加剧温室效应。以大豆分离蛋白等植物蛋白为主要原料，通过挤压挤术制成具有类似动物蛋白品质的素肉产品[3]，具有低脂肪、高蛋白[4]的特点，同时可以减少由于过量食用肉类而引发的高血压、高血脂[5]等相关疾病的发病率。美国从2010 年开始，Beyond Meat、Impossible Foods 等许多公司已将人造肉产业化，截至2018 年，Beyond Meat 公司已经在360 个店铺售卖新型人造素肉[6]，我国素肉虽尚未普及，但不能否认其是一个具有潜在价值的研究方向[7-8]。

茶多酚又称维多酚、抗氧灵，是茶叶中儿茶素类、丙酮类、酚酸类和花色素化合物的总称，并且是形成茶叶色、香、味的主要成分之一，不仅具有抑制心血管疾病、抗菌、延缓衰老等功效[9]，而且耿文学等人[10]研究表明，茶多酚可以抑制癌细胞的增生，且在部分动物器官模型上均得到了证实。刘勤勤等人[11]利用荧光光谱、紫外-可见光谱等方法就茶多酚与大豆蛋白相互作用进行研究，证实茶多酚会导致蛋白质的二级结构发生改变。

通过在挤压过程中加入不同含量茶多酚，其作为良好的还原剂会与大豆中某些物质发生氧化反应，同时大豆基素肉部分质构性质也可能会发生相应改变。将试验得到的大豆基素肉基料进行质构性质测定和结构性质测定，并对其结果进行分析。通过以上研究，为探索大豆基素肉研究开辟新途径和发展方向，有利于大豆基素肉得到大规模推广。

1 材料与仪器

1.1 试验材料

大豆分离蛋白粉，山东禹王生态食业有限公司提供；茶多酚，陕西嘉禾生物科技股份有限公司提供。

1.2 试验仪器

DS 56-Ⅲ型双螺杆挤压膨化机，济南赛信鹏华机械有限公司产品；质构测定仪，英国Stable MicroSystems 公司产品；色度仪，深圳三恩驰有限公司产品；电子秤，深圳迈宝乐实业有限公司产品。

2 试验方法

2.1 大豆蛋白素肉制作

2.1.1 工艺流程

大豆分离蛋白→不同含量茶多酚→进料→挤压膨化→素肉基料→冷却→备用。

2.1.2 操作要点

（1） 进料。大豆分离蛋白与茶多酚共5 kg，放入搅拌机内混合均匀。 （茶多酚添加量分别为0，2%，4%，6%，8%）。

（2） 挤压。混合均匀的原料喂水速度14.5 kg/h，固体进料速度8.5 kg/h，蒸煮温度160 ℃，螺杆转速280 r/min，高温蒸煮后经50～60 ℃双模头冷却，制成素肉基料。

（3） 素肉基料。制成的素肉基料可按照预计大小，测定质构性质和结构性质，将剩余基料冷冻保存。

2.2 质构性质测定

（1） 硬度、内聚性、弹性、胶着性、咀嚼性。将样品切成长25 mm，宽25 mm，高10 mm 的长方体小块，设置质构仪操作参数：TPA 模式，探头选用TA-5，测试前速度1.0 mm/s，测试速度1.0 mm/s，测试后速度1.0 mm/s，下压程度15%。每组样品测3 次，取平均值。

（2） 拉伸强度。将样品切成规定形状，厚度为5 mm，设置质构仪操作参数：张力模式，探头选用TA-DGA，测试速度1.0mm/s，形变量15%，初负载5 g。每组样品测6 次，取平均值。记录峰值负数、功。

（3） 组织化度。将样品切成规定形状，厚度为10 mm。设置质构仪操作参数：探头TA-SB 单刀剪切夹具，测试速度1.0 mm/s，压缩程度为样品厚度的25%。组织化度为2 个方向剪切力功的比值[12]。平行切力方向为素肉挤出方向，垂直平行切力方向为垂直切力方向。每组样品测3 次，取平均值。记录压缩循环功、目标负载。

2.3 色泽测定

参照郭晓菲等人[13]的测定方法，将样品切成长25 mm，宽25 mm，高10 mm 的长方体小块，设置Lab 色度仪参数：观察者角度为10°，颜色空间CIELAB，采用CIE L*a*b*，L*表示明度值，a*表示红/绿值，b*表示黄/蓝值。以茶多酚零添加量为空白对照，ΔL、Δa、Δb 分别表示各组样品L*、a*、b*与对照组之差。每组样品测3 次，取平均值。

2.4 扫描电镜观察

取不同茶多酚添加量的大豆基素肉产品，切成大小适宜的条状，浸泡在戊二醛溶液中24 h，再用pH 值为2.7 的磷酸盐缓冲溶液冲洗3 次，每次10 min 左右；分别用30%，50%，70%，85%，95%，100%的乙醇溶液清洗；将样品切片，放入冷冻干燥机中，干燥后的样品置于液氮中断开，放入扫描电子显微镜下观察其结构[14]。

2.5 大豆素肉红外扫描电镜分析

3 结果与分析

3.1 不同茶多酚添加量对质构特性的影响

3.1.1 硬度、内聚性、弹性、胶着性、咀嚼性

不同茶多酚添加量素肉的质构性质表1。

由表1 可知，随着茶多酚含量的增加，素肉的硬度、胶着性和咀嚼性都呈现先下降后上升的趋势（p<0.05）；王未君[15]研究发现，茶多酚作为活性基团，可以与蛋白质发生交联反应形成更为稳定的网状结构，使大豆素肉硬度得到提升。内聚性和弹性由于无显著性差异（p>0.05），基本不受茶多酚的影响。

表1 不同茶多酚添加量素肉的质构性质

茶多酚添加量为2%～4%时，素肉的硬度、胶着性和咀嚼性数值均过小，这种情况素肉品质较差，不推荐。当茶多酚添加量为6%～8%时，硬度、胶着性和咀嚼性数值均高于不添加茶多酚的大豆素肉。8%时数值达到最高值，此时硬度为2 748.0 g，胶着性为2 382.4 g，咀嚼性为81.9 mJ。

3.1.2 组织化度

不同茶多酚添加量素肉的组织化度见图1。

图1 不同茶多酚添加量素肉的组织化度

由图1 可知，随着茶多酚添加量的增加，大豆素肉组织化度逐渐下降。添加量为0～2%时，组织化度迅速下降。继续添加至4%～8%时，虽总体呈下降趋势，但数值相差不大。这说明茶多酚抑制大豆素肉组织化形成。在茶多酚添加量为8%时，组织化度达到最小值。

3.1.3 拉伸强度

不同茶多酚添加量素肉的拉伸强度见图2。

图2 不同茶多酚添加量素肉的拉伸强度

由图2 可知，大豆素肉拉伸强度呈先下降后上升的变化趋势。当茶多酚添加范围为0～4%时，拉伸强度下降至最低值。继续添加茶多酚，数据呈回升趋势，逐渐上升，最终当茶多酚添加量为8%时，拉伸强度到最大值且高于未添加茶多酚的大豆蛋白素肉。

3.2 不同茶多酚添加量对素肉色泽的影响

不同茶多酚添加量素肉的Lab 色度见表2。

由表2 可知，L*表示亮白程度，数值越大，颜色越成亮白色；a*表示红绿色，正值倾向红色，反之倾向绿色；b*值表示黄蓝色，正值倾向黄色，反之倾向绿色；ΔE*表示素肉与白色版色差，数值越大，颜色与白色版相差越大。在相同处理条件下的Lab 色度测定中，添加茶多酚后得到的植物基素肉亮度即L*值呈下降趋势，黄蓝色调b*值也显著减少，逐渐偏蓝，而红绿色调即Δa*值显著增加至空白对照组的3 倍，逐渐变红，且ΔE*的数值逐渐增大到55 左右，颜色逐渐变暗。

表2 不同茶多酚添加量素肉的Lab 色度

不同茶多酚添加量素肉见图3。

图3 不同茶多酚添加量素肉

3.3 不同茶多酚添加量大豆素肉扫描电镜分析

不同茶多酚添加量大豆素肉扫描电镜图见图4。

图4 不同茶多酚添加量大豆素肉扫描电镜图片

由图4 可知，大豆素肉经添加大量茶多酚时，形成不规则圆型小孔，表面凹凸不平。而添加少量茶多酚的大豆素肉表面较为平整呈明显纤维状拉伸结构。这与魏益民等人[16]报道的大豆组织相似，表明适量的茶多酚可优化大豆素肉组织结构。

4 结论

在素肉挤压过程中，茶多酚添加量对大豆蛋白素肉的质构、色泽和微观结构等方面均有影响。素肉的硬度、胶着性、咀嚼性及拉伸强度均随着茶多酚添加量的增加呈现先降低后升高的趋势，且在添加量为6%～8%时，质构特性高于未添加茶多酚的大豆素肉。茶多酚添加量与大豆蛋白素肉的组织化度呈负相关，随着茶多酚含量的增加，组织化逐渐降低，添加量为4%～8%时虽然呈降低趋势。茶多酚含量越高，素肉颜色越深，当添加量为8%时，颜色最深已接近褐色，影响美观，同时纤维结构也不理想。