唐建鳳

（江蘇省揚州商務高等職業(yè)學校，江蘇揚州 225009）

我國家畜血液資源豐富，目前只有很少一部分用于醫(yī)藥、飼料和食品中，絕大部分都作為廢棄物排放。不僅造成了環(huán)境污染，也造成大量的優(yōu)質蛋白質不能被有效、充分地利用，形成巨大浪費。從新的食用蛋白質資源的開發(fā)、副產(chǎn)物的有效利用、減少屠宰場污染以及提高企業(yè)經(jīng)濟效益等目的出發(fā)，家畜血液的進一步開發(fā)利用是十分必要的。家畜血液中約含有18%的蛋白質，常被稱作“液體肉”。近年來，家畜血液及其蛋白質成分在食品中的有效利用逐漸得到了重視。這主要是因為家畜血液有很高的營養(yǎng)價值和多種機能特性，如凝膠形成性、保水性和乳化性等[1-2]。血液中比較容易回收的成分為血漿，血漿中含有血清，約占血液總量的65%。血清蛋白質具有良好的保水性和乳化性等。血清或血漿作為功能性的食品添加劑被用于食品加工，主要是由于通過加熱它可以形成凝膠，用于替代卵白。其所形成凝膠結構作為保持水分、脂肪和其它成分的基質，特別有益于改善食品的質構。

流變學是力學的一個分支，是研究物質在力作用下產(chǎn)生形變程度的科學。主要研究和處理表觀上連貫的黏性物質的變形問題，同時也研究和處理生產(chǎn)工藝過程中物質的流動和物質物理性質變化的問題。流變學研究的對象包括固體、液體、黏彈性體以及塑性流體。流變性可以簡單的理解為，物體在力學作用下發(fā)生形變，在流動過程中表現(xiàn)出來的性質[3]。動物血漿的流變性在調整食品的物性方面有著重要作用，另外可用于有效利用蛋白質間的反應、推測蛋白質結構的變化[4]，例如蛋白質的變性可能會導致蛋白黏度的改變[5]。

食品的質構特性如硬度、脆性、膠黏性、回復性、彈性、凝膠強度等是食品極其重要的品質因素，是消費者判斷許多食品質量和新鮮度的主要標準之一。采用儀器測定來模擬人類對于食物的感覺，從而可準確地描述和控制質地。蛋白凝膠類食品的質構反映了蛋白熱變形成的凝膠質量以及凝膠的結構[6－7]。

動物血漿蛋白作為重要的非肉蛋白具有良好的凝膠性質，具有很大應用于肉制品的潛力。以蛋白質凝膠的質構、流變學性質作為指標，研究不同加熱方式對動物血漿蛋白的凝膠性質的影響，為拓寬動物血漿的使用途徑提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料

豬及鴨血漿：全血采自揚州屠宰場，4℃下經(jīng)2520 g離心15 min后取上清得血漿，雙縮尿法測定蛋白濃度并調整至10 mg/mL。

1.2 儀器

MCR301 流變儀：奧地利 Anton Paar；TA.XTPlus物性測試儀、TA－XT2i質構分析儀：英國Stable Micro Systems；UV－2450紫外分光光度計：日本 島津；AvantiJ－E高速冷凍離心機：美國 Beckman Coulter；F25－ME制冷加熱循環(huán)器：德國Jnlabo；AUY120電子天平：日本SHIMaDZU；SIM－F124型制冰機：日本三洋電子有限公司；HANNA211型臺式數(shù)顯溫度計：意大利HANNA Co.Ltd。

1.3 方法

1.3.1 豬鴨血漿加熱曲線的制作

30 mL血漿（4℃）加入50 mL燒杯中，在90℃水浴鍋中加熱，應用高靈敏度熱電偶測定血漿的升溫曲線，每10 s采集1次溫度數(shù)據(jù)。

1.3.2 血漿熱致凝膠質構性質測定

應用質構分析儀，并在電腦上應用Texture ExpertV1.0軟件來加以控制。應用return to start模式測定樣品的硬度（Hardness），測前速度（Pre－test Speed）：2.0 mm/s，測中速度（Test Speed）：0.5 mm/s，測后速度（Post－test Speed）：5.0 mm/s，壓縮比（Ratio）：50%，負載類型（Trigger Type）：Auto－20 g，探頭類型（Probe）：P5（5mm CYLINDER STAINLESS），數(shù)據(jù)收集率（Data Acquisition Rate）：200 nm 點/s（Point Persecond PPS），樣品規(guī)格：高20.0 mm的圓柱體，測定時環(huán)境溫度：10℃～15℃。樣本數(shù)n=5。

1.3.3 血漿熱致凝膠流變性質測定

50 mm平行板，頻率10 rad/s，應變0.03，上下板間距1 mm～1.5 mm，升溫速率1℃/min，3℃/min以及90℃恒溫，10℃～75℃.10℃先預熱3 min，表面覆上液體石蠟，防止揮發(fā)。每60 s紀錄G′，G″，及tanδ值。

2 結果與分析

2.1 加熱升溫曲線

豬和鴨血漿實際及模擬升溫曲線，見圖1。

圖1顯示隨著加熱時間的延長，豬和鴨血漿溫度都呈上升趨勢，但并非呈線性增加。在加熱初始階段，血漿溫度上升速度較快，豬血漿升溫速度高于鴨血漿，升溫至50℃左右，豬和鴨血漿的升溫速度趨緩。50℃后的階段，鴨血漿升溫速度變快，55℃后同一個時間點下鴨血漿溫度高于豬血漿。從整個升溫趨勢看，升溫過程大體可分兩個階段來模擬，取豬、鴨血漿溫度曲線轉折點溫度的平均值作為模擬曲線的轉折點溫度，同時取豬、鴨血漿溫度曲線末端溫度的平均值作為模擬曲線的終點溫度，確定出升溫模擬曲線。

2.2 不同加熱方式對豬和鴨血漿質構、流變特性的影響

不同的加熱方式對樣的凝膠的形成影響較大，從而對樣品的質構、流變特性造成較大影響。

2.2.1 不同加熱方式對質構的影響

不同加熱方式對豬和鴨血漿質構特性的影響，見圖2。

圖2 不同加熱方式對豬和鴨血漿質構特性的影響Fig.2 The influence of different heating method for pig and duck plasma textural properties

圖2顯示，經(jīng)過1、3℃/min升溫加熱以及90℃恒溫加熱至75℃并75℃下保溫15 min后，豬血漿樣品的質構出現(xiàn)了明顯差別，1℃/min升溫方式形成的豬血漿凝膠硬度最高，90℃恒溫加熱形成的凝膠硬度最低。同樣，3種升溫方式里，鴨血漿經(jīng)1℃/min形成的凝膠硬度也相對較高。

在相同的加熱方式下，以1℃/min為例，豬血漿和鴨血漿凝膠的硬度數(shù)值也存在顯著差異，鴨血漿凝膠的硬度大于豬血漿凝膠，3℃/min以及90℃恒溫情況下比較，鴨血漿和豬血漿凝膠的對比也得出相似結論。這說明不同血漿的加熱凝膠質構特性有差異，鴨血漿會形成更加堅韌的凝膠。但經(jīng)平均值比較發(fā)現(xiàn)，3℃/min升溫方式下形成的豬血漿凝膠和鴨血漿90℃恒溫形成凝膠的硬度值不存在顯著差異，表明這兩種加熱方式下，豬血漿和鴨血漿的凝膠質構特性相似。以上結果表明，血漿種類和加熱方式的選擇兩者結合，可以有針對性的調控血漿熱致凝膠的硬度。

2.2.2 不同升溫方式對流變的影響

加熱方式對豬和鴨血漿流變特性的影響，見圖3。

圖3顯示，不同加熱方式對豬和鴨血漿流變特性的影響如圖3所示，圖3a表示當加熱溫度在10℃～70℃時，其流變G′值是呈下降的趨勢，趨勢比較緩和，而且流變G′值較小。當溫度在70℃～75℃時，樣品的流變G′值呈顯著的上升趨勢。圖3 b表示血漿以不同升溫方式加熱到75℃并保溫15 min后的流變G′變化曲線，可以看出不同升溫方式對最終流變G′影響較大。

不同加熱方式對豬和鴨血漿最終流變G′值的影響，見圖4。

圖4顯示，在相同的加熱升溫方式下，同樣以1℃/min為例，鴨血漿凝膠的最終G′要大于豬血漿凝膠的最終G′，說明鴨血漿凝膠的特性優(yōu)于豬血漿。

經(jīng)過1℃/min、3℃/min以及90℃恒溫加熱至75℃并75℃下保溫15 min后，豬血漿和鴨血漿形成凝膠的最終G′有著差別，1℃/min加熱升溫成凝膠的最終G′＞3℃/min＞90℃恒溫，說明血漿在1℃/min加熱升溫下形成的凝膠特性好于3℃/min，90℃恒溫加熱升溫下形成的凝膠特性最差。但鴨血漿的3種加熱升溫方式下的最終G′數(shù)值之間存在顯著差異，而豬血漿的1℃/min和90℃恒溫加熱升溫下的最終G′數(shù)值之間不存在顯著差異，表明鴨血漿流變特性比豬血漿更易受加熱方式的改變而產(chǎn)生變化。

圖4 不同加熱方式對豬和鴨血漿最終流變G′值的影響Fig.4 The influence of different heating method for pig and duck plasma final rheological G′

鴨血漿在90℃恒溫加熱升溫方式下的最終G′數(shù)值與豬血漿在3℃/min和90℃恒溫加熱升溫方式下的最終G′數(shù)值之間不存在明顯差異，說明在這3種升溫方式下，豬、鴨血漿的流變特性基本一致。

3 結論與討論

3.1 不同加熱方式對質構的影響

蛋白質凝膠的形成是蛋白質分子間的相互作用以及蛋白質從天然狀態(tài)到變性狀態(tài)構造變化的過程。適度變性的蛋白質分子聚集，形成有規(guī)則的蛋白質網(wǎng)絡結構，此過程被稱為凝膠作用。早在1948年，F(xiàn)erry[8]提出蛋白質凝膠的形成經(jīng)兩步完成的：第一步是天然構象蛋白質多肽鏈受熱而變性展開；第二步是變性的蛋白質因聚合作用而形成較大分子的凝膠體。血漿蛋白經(jīng)過熱處理后，不同的加熱方式使得蛋白質分子的解聚和伸展程度不同，使反應基團暴露出來的多少不同，特別是球蛋白的疏水基團，從而影響蛋白質之間的相互作用通過加熱可使血漿形成具有彈性的網(wǎng)狀結構凝膠體的性質，因此加熱方式不同，形成凝膠的硬度不同。加熱過程中的溫度、時間及速率等參數(shù)影響凝膠特性。通常加熱時間越久、溫度越高、速率越快，則蛋白質聚合程度越大，所形成的凝膠體可能較硬。本試驗采用的3種升溫方式是1、3℃/min以及90℃恒溫，其中1℃/min加熱升溫使得血漿蛋白的疏水基團充分暴露，在后續(xù)的75℃加熱過程中形成的凝膠硬度最高。

3.2 不同加熱方式對流變的影響

在升溫初期黏度隨著溫度的增加而下降，這種現(xiàn)象可用“剪切稀化”效應來解釋。這是因為在這段溫度范圍內，由于溫度的升高促進了溶液中的蛋白質分子的熱運動，同時增大了液體體積，使每一分子平均占有的體積增大，從而使液體的黏度降低。

在70℃～75℃中，溶液的黏度隨著溫度的增加而增加。這可能是由于在該溫度范圍內，血漿蛋白部分變性，削弱了表面水合層[9]，也降低了水合斥力[10]，這些均有利于提高其黏度。同時，蛋白質分子間開始聚合形成較大聚合物，而這會大大提高其溶液的黏度。

血漿由于加熱變性引起的蛋白質分子構造變化導致了血漿白蛋白和其它球蛋白形成凝膠。而且，其變性又導致了凝聚。蛋白質凝膠的形成是蛋白質分子間的相互作用以及蛋白質從天然狀態(tài)到變性狀態(tài)的構造變化的過程。分子的構造特性、靜電作用、疏水作用以及二硫鍵的形成都被認為是蛋白質形成凝膠的非常重要的因素[11－12]。1℃/min的加熱升溫方式的流變G′最大，說明不同加熱方式對物質內部的凝膠形成是有影響的，在該條件下，血漿蛋白形成的凝膠能力好，強度高，可能在此條件下上述因素產(chǎn)生了正面的影響。

3.3 不同樣品質構、流變差別

在食品體系中，凝膠形成能力是蛋白質的一個重要機能。凝膠強度不僅僅受外界加工條件的影響，食品蛋白質種類是凝膠形成的內在基礎。不同的蛋白質可以形成不同構造特性的凝膠，本文研究表明，血漿蛋白來源所引起凝膠的差異比加熱方式形成凝膠的差異更大。

鴨血漿和豬血漿的主要成分是血漿白蛋白和血漿球蛋白。不同種類血漿蛋白的靜電性質、分子的空間構造的以及自由巰基反應能力都存在差異。據(jù)報道，和牛血清相比，豬血清蛋白分子中的巰基被遮蔽，不能自由地與其它蛋白質分子的巰基形成二硫鍵，從而影響了豬血清凝膠的形成能力，導致豬血漿蛋白的凝膠強度低于牛血清[13－14]。可以推斷，靜電性質、分子的空間構造的以及自由巰基反應能力的差異是鴨血漿的加熱凝膠強度高于豬血漿的重要原因。

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