汪張貴，閆利萍，彭增起，周光宏

（1.蚌埠學院食品與生物工程系，安徽蚌埠 233030；2.南京農業(yè)大學食品科技學院，江蘇南京 210095）

Na C l濃度和pH對肉糜中脂肪微粒蛋白吸收量及凝膠特性的影響

汪張貴1，閆利萍1，彭增起2，﹡，周光宏2

（1.蚌埠學院食品與生物工程系，安徽蚌埠 233030；2.南京農業(yè)大學食品科技學院，江蘇南京 210095）

研究了不同濃度（0.2mol/L和0.6mol/L）NaCl和pH（6.0和6.5）對肉糜中脂肪微粒表面蛋白吸收量、乳化穩(wěn)定性、凝膠硬度和微觀結構的影響。研究結果表明，高濃度（0.6mol/L）NaCl能夠顯著提高肉糜中脂肪微粒表面蛋白吸收量和單位界面膜蛋白吸收量，有效地改善肉糜乳化穩(wěn)定性、凝膠硬度和微觀結構等指標（P<0.05）。但在相同濃度（0.2mol/L和0.6mol/L）NaCl條件下，較大pH（6.0和6.5）對脂肪微粒表面蛋白吸收量、單位界面膜蛋白吸收量、乳化穩(wěn)定性、凝膠硬度和微觀結構等指標無作用效果（P>0.05）。因此，本實驗認為0.6mol/L NaCl（pH6.0和6.5）的提取條件下能夠充分剪切肌肉蛋白和脂肪，肉糜乳化性能好。

肉糜，NaCl濃度，pH，蛋白吸收量，凝膠特性

水包油型乳化學說[1-5]認為：肌肉蛋白“乳狀液”屬于水包油型乳狀液，即在脂肪球周圍表面包裹著一層蛋白膜，防止脂肪球凝聚。蛋白膜厚度很薄，占整個乳化系統(tǒng)體積比例很小，但它是由脂肪和乳化劑分子構成[6-7]，對肉糜及凝膠產品穩(wěn)定性具有重要作用。而蛋白膜組成、含量和結構取決于乳狀液中表面活性物質種類、濃度以及乳化形成過程中和形成后的多種因素[8]。在糜類肉制品生產中，通常調節(jié)鹽（NaCl）濃度實現鹽溶性肌原纖維蛋白含量。Vanden Oord和Wesdrop[9]研究發(fā)現，肌肉蛋白提取量隨著離子強度增加而增加；Nayak等[10]研究發(fā)現，當NaCl濃度由0%增加到4%時，雞胸肉中鹽溶蛋白質的溶解性增加了25%；Gillette等[11]研究發(fā)現，當NaCl濃度從6%增加到9%時，肌肉蛋白提取量明顯增加；彭增起[12]也研究發(fā)現，當提取液中NaCl離子強度由0.4mol/L提高到0.6mol/L，雞胸肉、牛背最長肌和豬背最長肌中鹽溶蛋白質量分別增加了18.4%、57.56%和5.493%。pH也能影響肌肉組織中鹽溶蛋白質的提取量[13-14]。Wismer-Pedersen研究發(fā)現，肉的pH接近肌球蛋白的等電點（5.4），蛋白質沉淀，保水性下降[15]；孔保華等[16]也研究發(fā)現，當肉糜pH逐漸增大至中性時，牛肉肉糜制品的凝膠硬度、彈性和粘聚性均逐漸增大。目前，國內尚未見到有關NaCl濃度和pH對肉糜中脂肪微粒吸收蛋白量影響的報道。為此，本文研究NaCl濃度（0.2mol/L和0.6mol/L）和pH（6.0和6.5）對肉糜中脂肪微粒吸收蛋白量和凝膠特性的影響，為探明蛋白膜性質和改善肉糜凝膠品質特性提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

豬背最長肌、背膘 購于浙江青蓮食品有限公司，瘦肉顏色正常，品種、性別、基因型等宰前因素基本一致。先剔除背最長肌和背膘中多余組織，切成小塊，分別用4.5mm和7.5mm篩孔絞肉機絞碎、分裝，每袋約200g，真空包裝，-20℃貯存?zhèn)溆?，實驗前樣品?℃解凍8～10h；氯化鈉、磷酸氫二鉀（K2HPO4·3H2O）、鹽酸、2.5%戊二醛、95%乙醇等 均為國產分析純。

Stephan UMC-5C型乳化混合機 德國Stephan機械有限公司；MM-12型絞肉機 廣東省韶關市新通力食品機械有限公司；Mastersizer Microplus激光粒度分布儀 英國Malvern機械有限公司；UV-2450紫外可見分光光度計日本島津公司；TA-XT2i質構儀英國Stable Micro System公司；S-3000N型掃描電鏡日本Hitachi公司；電熱恒溫鼓風干燥箱 上海躍進醫(yī)療器械廠等。

1.2 實驗方法

1.2.1 肉糜及凝膠乳化物的制備 稱取4份200g肉樣置于Stephan乳化混合機中，分別加入400mL不同濃度和pH的鹽溶液（4℃）后，在3000r/min下真空斬拌3min，再添加100g小塊背膘（4℃），最后在相同條件下斬拌5min，即為肉糜。肉糜的斬拌終點溫度不超過12℃。NaCl濃度和pH提取液實驗設計見表1。

表1 實驗設計表

每處理組分別稱取3份肉糜（35g左右）置于50mL帶有塑料蓋的聚乙烯塑料離心管中，在500×g離心力下離心3min，驅除肉糜中大氣泡，再在70℃下水浴加熱30min，取出迅速放入冰屑中冷卻至室溫，最后轉移到4℃下儲藏12h，即為凝膠。

1.2.2 脂肪微粒平均粒徑大小的測定 參考Rotimi等[17]和Lorenzo等[18]方法測定脂肪微粒平均粒徑大小，有所修改。具體方法為：取少量生肉糜用水按1∶500（質量/體積）稀釋，為防止稀釋后乳狀液中脂肪微粒凝聚，在稀釋后肉乳狀液中加入幾滴十二烷基硫酸鈉（SDS）。采用激光粒度分析儀Mastersize MicroPlus測定稀釋后的肉糜乳狀液中脂肪微粒大小與粒度分布，可得到脂肪微粒粒度分布圖譜。測定具體參數設置如下：顆粒折射率為1.520，顆粒吸收率為0.001，進樣器名為Hydro2000 MU（A），分散劑為水，分散劑折射率為1.330，噪音為30s，分析軟件為配套軟件。數據結果用d3，2表示體積表面積平均直徑（即粒徑對表面積的加權平均值）。

1.2.3 脂肪微粒吸收蛋白量的測定 采用Mourtzinos和Kiosseoglou[19]方法測定脂肪微粒吸收蛋白量，稍有修改。稱取一定量肉糜，加入10倍體積（質量/體積）磷酸緩沖液（pH6.5）稍加攪拌混勻，在1000×g離心力下離心10min，明顯出現三層：乳化脂肪層（脂肪微粒及其脂肪結合蛋白）、肌肉蛋白溶液層和沉淀物，收集乳化脂肪層，用少量去離子水洗滌3次，收集乳化脂肪層。向乳化脂肪層中加入4倍體積（質量/體積）Trix緩沖液（含有1%SDS）充分攪拌混勻，-20℃下凍存12h，4℃下解凍，再在-20℃下保存12h，4℃下解凍，如此重復操作3次。最后在10000×g離心力下離心10min，乳狀體系破壞，脂肪和蛋白質分離，浮在上面一層為脂肪，下面為分離出來的與脂肪結合蛋白溶液，采用Lowry[20]方法測定該蛋白質溶液中蛋白質含量，即為吸收蛋白含量。

單位界面吸收蛋白量Γs（mg/m2）=ΓT/ST（ΓT表示為吸收蛋白量，ST為界面的總表面積）

ST=6V/d3，2（V為脂肪總體積，d3，2為脂肪微粒體積表面積平均直徑）

1.2.4 乳化穩(wěn)定性的測定 采用Hughes等[21]和Lurue?a-Martínez等[22]方法測定肉糜乳化穩(wěn)定性，略有改動。測量方法為：稱取重量W1肉糜置于50mL聚乙烯塑料離心管（W0）中，在500×g下離心3min，驅除肉糜中氣泡，然后在70℃下水浴加熱30min，取出再在3000×g下離心5min，向表面皿（重量W2）中倒出游離出的液體（脂肪和水混和物），稱量離心管和肉糜總重量W3，置于103℃下加熱16h，最后稱量加熱后總重量W4。按以下公式計算：

1.2.5 肉糜凝膠硬度的測定 采用物性測試儀TPA程序模塊測定凝膠強度。測定參數為：測前速度：1.0mm/s；測試速度：2mm/s；測后速度：10mm/s；壓縮百分比：50%；觸發(fā)力：5.0；觸發(fā)類型：auto；數據攫取速率：200pps；停留時間：5s。測試完成后，用儀器自帶軟件Texture Expert Exceed2.64a內部宏TPA.MAC對測試結果進行處理，得到凝膠強度大小，用g表示。

1.2.6 肉糜凝膠的掃描電子顯微鏡觀察 取6份1cm3（1cm×1cm×1cm）左右大小樣品，用液氮迅速冷凍斷裂成小碎片后，置于2.5%戊二醛溶液中，在4℃下固定72h，然后用0.1mol/L磷酸緩沖液（pH7.2）漂洗數次，接著再用1%四氧化鋨固定，再用0.1mol/L磷酸緩沖液（pH7.2）漂洗數次，然后分別以30%、50%、70%、80%、90%、95% 和100%乙醇梯度脫水，100%乙醇反復脫水3～4次，每次10min。采用二氧化碳臨界點干燥法用醋酸戊酯置換樣品中的脫水劑（乙醇），在置換過程中同時干燥。用銀粉導電膠固定樣品于樣品臺上，隨后在高真空鍍膜機內給樣品表面鍍一層金屬膜，最后在S-3000N型掃描電鏡下進行微觀觀察，選擇最富有代表性的進行拍照。

1.3 結果處理

用統(tǒng)計軟件SPSS 13.0（SPSS Inc.，Chicago，IL，USA）進行方差分析，如果方差分析效應顯著，使用Duncan multiple range test進行多重比較，每個處理組設3個重復。

2 結果與分析

2.1 NaCl濃度和pH對肉糜中脂肪微粒表面蛋白吸收量的影響

由表2可知，0.6mol/L NaCl提取液（pH6.0或6.5）能夠顯著提高肉糜中脂肪微粒表面吸收蛋白總量（ΓT） 和單位界面膜吸收蛋白量（Γs）（P<0.05），且0.6mol/L NaCl-pH6.5提取液處理組肉糜中ΓT和Γs均顯著大于0.6mol/L NaCl-pH6.0提取液處理組（P<0.05），但0.2mol/L NaCl-pH6.0或6.5提取液的2個處理組間差異并不顯著（P>0.05）。這表明了高濃度（0.6mol/L）NaCl溶液能夠顯著提高肉糜中脂肪微粒表面蛋白吸收量，且在高濃度NaCl溶液下，pH值大也能夠顯著提高肉糜中脂肪微粒表面蛋白吸收量。

表2 NaCl濃度和pH對脂肪微粒表面吸收蛋白量（ΓT）和單位界面膜吸收蛋白量（Γs）的影響

2.2 NaCl濃度和pH對肉糜乳化穩(wěn)定性的影響

由表3可知，與0.2mol/L NaCl提取液相比，0.6mol/L NaCl提取液均能夠顯著降低肉糜加熱后游離出液體和脂肪質量百分比（P<0.05），但在相同濃度（0.2mol/L或0.6mol/L）NaCl條件下，pH大?。?.0或6.5）對肉糜加熱后游離出液體和脂肪質量百分比的影響均不顯著（P>0.05）。這表明了高濃度NaCl溶液能夠顯著降低肉糜制品出水率和出油率。

表3 NaCl濃度和pH對肉糜乳化穩(wěn)定性的影響

2.3 NaCl濃度和pH對肉糜凝膠硬度的影響

由圖1可知，與0.2mol/L NaCl提取液處理組相比，不同pH的0.6mol/L NaCl提取液均能夠顯著增加肉糜凝膠硬度（P<0.05），但在相同濃度（0.2mol/L或0.6mol/L）NaCl條件下，pH大?。?.0或6.5）對肉糜凝膠硬度值的影響不顯著（P>0.05）。這表明了高濃度（0.6mol/L）NaCl溶液能夠顯著影響肉糜凝膠硬度值。

2.4 NaCl濃度和pH對凝膠微觀結構的影響

從圖2可以看出，0.2mol/L NaCl提取液下制備的肉糜凝膠結構粗糙，空隙大，且脂肪球分布數量稀少，凝膠網絡結構比較差（圖2-A和圖2-B）；而0.6mol/L NaCl提取液下制備的肉糜凝膠結構比較緊湊，脂肪球的分布數量特別多，不少直徑大小不一的脂肪球部分或全部包埋在蛋白凝膠基質中（圖2-C和圖2-D）。

圖1 NaCl濃度和pH對凝膠硬度的影響

圖2 NaCl濃度和pH對凝膠微觀結構的影響

3 討論

不少學者[23-26]研究認為：鹽溶性肌原纖維蛋白是保持肉糜中脂肪微粒穩(wěn)定性最重要的蛋白質。在肉類工業(yè)生產中，通常采用增加NaCl濃度和pH提高肌肉蛋白質的溶解性。本實驗研究發(fā)現，高濃度（0.6mol/L）NaCl溶液能夠顯著提高肉糜中脂肪微粒表面蛋白吸收量，說明了高濃度（0.6mol/L）NaCl能夠顯著提高肉糜中鹽溶性蛋白溶解性。這可能是由于高濃度NaCl提高靜電排斥作用、解離肌球蛋白聚合物或促進肌動球蛋白解離等緣故[10]。

鹽溶性蛋白提取量越多，肉糜乳化穩(wěn)定性越好。Trout和Schmidt[27]研究發(fā)現，乳化產品中鹽濃度下降，保水性也隨之下降；Whiting[28]研究發(fā)現，當鹽濃度從2.5%降到1.5%時，法蘭克福香腸中水分散失量增加，凝膠強度也下降；Hand等[29]研究認為，1.5%鹽濃度的低脂肪法蘭克福香腸的質地比2.0%和2.5%鹽濃度香腸的質地軟。本實驗研究結果表明，當NaCl濃度從0.2mol/L增加到0.6mol/L時，肉糜加熱后游離出的液體和脂肪質量百分比均顯著減少（P<0.05），而凝膠硬度顯著增加（P<0.05）。這可能是由于高濃度NaCl增加了肉糜中鹽溶性蛋白的溶解度，大量的肌球蛋白或肌動蛋白包裹在脂肪微粒表面，形成一層比較厚的蛋白膜[26]，增強了肉糜乳化穩(wěn)定性和凝膠特性的緣故。此外，本實驗還研究發(fā)現，相同濃度（0.2mol/L或0.6mol/L）NaCl條件下，pH大?。?.0或6.5）對肉糜乳化穩(wěn)定性和凝膠硬度的無作用效果。這可能是由于肉糜pH接近鹽溶性蛋白的等電點，對肌肉蛋白溶解度作用小的緣故。

掃描電鏡結果表明，0.6mol/L NaCl提取液下制備的肉糜凝膠結構比較緊湊，脂肪球的分布數量特別多，不少直徑大小不一的脂肪球部分或全部包埋在蛋白凝膠基質中。這可能是高濃度的NaCl溶液大大增加了肉糜中鹽溶性蛋白提取量，使足夠數量的鹽溶性蛋白在脂肪球周圍表面形成一層蛋白膜，多余的鹽溶性蛋白參與肉糜凝膠形成，增強了肉糜凝膠乳化性能。

4 結論

本實驗結果表明，0.6mol/L NaCl-pH6.0或6.5提取液下制備的肉糜乳化性能好，即保油保水性能高。

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Effect of NaCl concentrations and pH on amount of protein adsorbed by fat particles and its emulsion gel property

WANG Zhang-gui1，YAN Li-ping1，PENG Zeng-qi2，*，ZHOU Guang-hong2

（1.Department of Food and Bioengineering,Bengbu College，Bengbu 233030,China；
2.College of Food Science and Technology,Nanjing Agricultural University,Nanjing 210095,China）

The effects of NaCl concentrations(0.2mol/L and 0.6mol/L）and pH(6.0 and 6.5)on amount of protein adsorbed by fat particles，amount of protein per unit surface，emulsion stability，gel hardness and microstructure of meat emulsion were investigated.The results showed that higher concentration (0.6mol/L)NaCl solution could significantly increase the total amount of protein adsorbed，amount of protein per unit surface，emulsion stability，emulsion gel hardness and microstructure of meat emulsion(P＜0.05).At the same concentration(0.2mol/L or 0.6mol/L)NaCl solution，pH (pH6.0 or 6.5)had no significant effect on the above-mentioned indexes (P＞0.05).Therefore，meat proteins and fat were chopped to form a good meat batter in the 0.6 mol/L NaCl(pH 6.0 and 6.5)solution in this experiment.

meat batter；NaCl concentration；pH；amount of protein adsorbed；gel property

TS251.1

A

1002-0306（2011）10-0190-04

2010-09-25 *通訊聯系人

汪張貴（1978-），男，講師，博士，研究方向：畜產品加工與質量控制。