孫 健，馮美琴,2，王 鵬，徐幸蓮,*，周光宏

(1. 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，江蘇 南京 210095；2.金陵科技學(xué)院動物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，江蘇 南京 210038)

豬肉腸中亞麻籽膠、大豆分離蛋白、酪蛋白的相互作用研究

孫 健1，馮美琴1,2，王 鵬1，徐幸蓮1,*，周光宏1

(1. 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，江蘇 南京 210095；2.金陵科技學(xué)院動物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，江蘇 南京 210038)

研究豬肉腸中亞麻籽膠、大豆分離蛋白和酪蛋白的相互作用。采用析因試驗(yàn)設(shè)計(jì)，在豬肉腸加工過程中，同時添加不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的亞麻籽膠、大豆分離蛋白和酪蛋白，分析上述添加物對產(chǎn)品保水性、保油性的影響。結(jié)果顯示：添加亞麻籽膠對豬肉腸在60℃條件下烘20min的保水能力有極顯著的影響(P＜0.01)，然而，亞麻籽膠對豬肉腸在60℃條件下烘40min的保水能力沒有顯著的影響(P＞0.05)。酪蛋白的添加對豬肉腸在60℃條件下烘20min和40min的保水能力有顯著的影響(P＜0.05)。保水能力上，從高到低依次為：酪蛋白、亞麻籽膠、大豆分離蛋白。亞麻籽膠的添加顯著地影響了用乙醚浸提20、40、60min豬肉腸的保油性(P＜0.05)，大豆分離蛋白和酪蛋白也有類似結(jié)果。大豆分離蛋白對豬肉腸用乙醚浸提60min的保油性有極顯著性影響(P＜0.01)，并且，亞麻籽膠與大豆分離蛋白有顯著的交互作用(P＜0.05)。在保油能力上，大豆分離蛋白強(qiáng)于酪蛋白。

豬肉腸；亞麻籽膠；大豆分離蛋白；酪蛋白；保水性；保油性

在肉制品生產(chǎn)加工過程中，常常是肉糜中肌原纖維蛋白含量不足，而游離脂肪和水含量較高，需要消耗一部分肌原纖維蛋白使脂肪乳化，這就使得用來形成凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的肌原纖維蛋白含量更為不足[1]，使肉制品出現(xiàn)析水、析油、組織粗劣、彈性差等問題，解決這個問題的有效途徑是在肉制品中加入植物蛋白和動物蛋白作為補(bǔ)充，使脂肪能充分乳化，許多實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)踐證明大豆分離蛋白和酪蛋白對改善肉制品的結(jié)構(gòu)、質(zhì)地、保水和保油性等功能特性有重要意義[2-5]，同時還能降低生產(chǎn)成本。因此，非肉蛋白在肉制品中的應(yīng)用越來越受到青睞。但是，在生產(chǎn)實(shí)際中，除了添加非肉蛋白外，為了使肉制品有更好的品質(zhì)，還常常添加食用膠進(jìn)一步改善肉制品的品質(zhì)，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效益。自1988年日本的Kato等[6]報導(dǎo)了乳清蛋白葡聚糖復(fù)合物的功能性得到極大改善以來，研究人員開始用其他一些蛋白與多糖進(jìn)行共價復(fù)合，結(jié)果反應(yīng)產(chǎn)物也在諸如乳化性、溶解性、抗氧化性和抗菌活性等功能性質(zhì)上得到了極大的改善[7-8]。許多學(xué)者和實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員也在肉制品生產(chǎn)研究和實(shí)踐中，進(jìn)行了大量的理論和應(yīng)用研究，取得很好的成果，并在生產(chǎn)實(shí)踐中得到了廣泛應(yīng)用。但在亞麻籽膠和非肉蛋白相互作用的研究和應(yīng)用還有待進(jìn)一步深入和拓展。

因此，本實(shí)驗(yàn)利用Design Expert 7.0軟件進(jìn)行三因素析因試驗(yàn)設(shè)計(jì)，研究亞麻籽膠與大豆分離蛋白、酪蛋白同時添加對豬肉腸保水性、保油性的影響以及相互作用情況，為亞麻籽膠進(jìn)一步在肉制品中的應(yīng)用打下良好的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

豬肉 市售；LQ-302 亞麻籽膠 新疆綠旗企業(yè)(集團(tuán))生物科技有限公司；大豆分離蛋白(純度≥89%) 吉林不二蛋白有限公司；酪蛋白(純度≥88%) 甘肅定西隴海乳品有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

BZBJ-40斬拌機(jī) 杭州艾博科技工程有限公司；BJBJ-60攪拌機(jī) 嘉興艾博不銹鋼機(jī)械工程有限公司；KF-280灌腸機(jī) 杭州凱立食品機(jī)械有限公司；肉品加工專用溫度計(jì) 艾普瑞(上海)精密光電有限公司。

1.3 方法

1.3.1 亞麻籽膠與大豆分離蛋白、酪蛋白析因試驗(yàn)

選取亞麻籽膠添加量0、0.50%，大豆分離蛋白添加量0、4.00%，酪蛋白添加量0、4.00%進(jìn)行析因試驗(yàn)(表1)，研究三者對豬肉腸保水性和保油性的影響。

表1 析因試驗(yàn)設(shè)計(jì)Table 1 Factorial design protocol

1.3.2 豬肉腸基本配方

按質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別添加豬瘦肉(40%)、肥肉(17%)、冰水(25%)、食鹽(2%)、蔗糖(0.6%)、胡椒粉(0.14%)、玉米淀粉(8%)、大豆分離蛋白(4%)、復(fù)合磷酸鹽(三聚磷酸鈉、焦磷酸鈉、六偏磷酸鈉質(zhì)量比4:2:3)(0.19%)、亞硝酸鈉(0.003%)、天然紅色素(0.001%)、味精(0.06%)。

1.3.3 豬肉腸加工工藝

按配方稱取原料→4℃腌制過夜→斬拌6min→灌腸→煮制(80℃，40min)→冷卻至室溫于4℃條件下保存。

實(shí)驗(yàn)過程：將豬瘦肉切塊，用食鹽、亞硝酸鈉和復(fù)合磷酸鹽拌勻，在4℃條件下腌制過夜后進(jìn)行斬拌，斬拌1min，投入其他輔料繼續(xù)斬拌3min，加入已干混均勻的亞麻籽膠與淀粉混合物斬拌2min，肉餡最終溫度不超過12℃，灌腸，稱質(zhì)量，在80℃條件下蒸煮40min，冷卻至室溫，于4℃條件下保存。

1.3.4 保水性測定(WHC)

保水性測定參照Gon~i等[9]的方法并加以修改。將樣品切成3mm厚切片，稱質(zhì)量放入60℃恒溫干燥箱，每隔20min稱量一次，計(jì)算保水性。保水性計(jì)算公式如式(1)。

式中：m0為平皿質(zhì)量/g；m1為樣品干燥前質(zhì)量/g；m2為樣品干燥后質(zhì)量/g。

1.3.5 脂肪損失測定

參照汪巖等[10]的方法，并略做修改。將樣品切成2mm厚切片，稱質(zhì)量后放入蒸發(fā)皿中，倒入等量乙醚浸泡，每隔20min取出樣品，將蒸發(fā)皿放入通風(fēng)櫥，等乙醚揮發(fā)完后稱量皿質(zhì)量，增重即為浸出脂肪量，計(jì)取平均值。

式中：m0為平皿質(zhì)量/g；m1為樣品浸提前質(zhì)量/g；m2為樣品浸提乙醚揮發(fā)后平皿質(zhì)量/g。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

實(shí)驗(yàn)中測定所得的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)使用Design Expert7.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 保水性測定結(jié)果

2.1.1 60℃條件下干燥20min保水性

表2 豬肉腸60℃條件下干燥20min后的保水性Table 2 Analysis of variance for water retention of sausages after drying for 20 min at 60 ℃

圖1 亞麻籽膠和酪蛋白對豬肉腸保水性的影響Fig.1 Effects of FG and casein on water retention of sausages

由表2和圖1可知，隨著亞麻籽膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，豬肉腸的保水能力逐漸增加，亞麻籽膠對豬肉腸的保水能力有極顯著的影響(P＜0.01)。隨酪蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，豬肉腸的保水能力逐漸增加，酪蛋白對豬肉腸的保水能力有極顯著的影響(P＜0.01)。亞麻籽膠和酪蛋白對豬肉腸保水性的影響沒有顯著的交互作用。

2.1.2 60℃條件下干燥40min保水性

表3 豬肉腸60℃條件下干燥40min保水性影響Table 3 Analysis of variance for water retention of sausages after drying for 40 min at 60 ℃

圖2 亞麻籽膠對豬肉腸保水性的影響Fig.2 Effect of FG on water retention of sausages

圖4 亞麻籽膠和大豆分離蛋白對豬肉腸保水性的影響Fig.4 Effects of FG and SPI on water retention of sausages

由表3、圖2～4可知，隨著亞麻籽膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，豬肉腸的保水能力逐漸增加，但保水能力沒有顯著的影響(P＞0.05)。隨著酪蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，豬肉腸的保水能力逐漸增加，酪蛋白對豬肉腸的保水能力有顯著的影響(P＜0.05)。隨著大豆分離蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，大豆分離蛋白對豬肉腸的保水能力逐漸下降，無顯著性影響，亞麻籽膠與大豆分離蛋白有顯著性交互作用(P＜ 0.05)。

2.2 脂肪損失測定結(jié)果

2.2.1 乙醚浸提20min脂肪浸出量

表4 乙醚浸提豬肉腸20min后的出油量Table 4 Analysis of variance for oil retention of sausages after immersion in diethyl ether for 20 min

由表4和圖5可知，隨著亞麻籽膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，豬肉腸用乙醚浸提20min的脂肪浸出量逐漸減少，保油性逐漸增加，亞麻籽膠對豬肉腸用乙醚浸提20min的脂肪浸出量有顯著性的影響(P＜0.05)。隨著大豆分離蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加脂肪浸出量逐漸減少，豬肉腸的保油性逐漸增加，但沒有顯著性影響，酪蛋白對保油性沒有顯著性影響，亞麻籽膠與大豆分離蛋白對保油性有顯著的協(xié)同增效作用(P＜0.05)。

圖5 亞麻籽膠和大豆分離蛋白對豬肉腸浸提5min脂肪浸出量的影響Fig.5 Effects of FG and SPI on fat loss of sausages after immersion in diethyl ether for 20 min

2.2.2 乙醚浸提40min脂肪浸出量

表5 乙醚浸提豬肉腸40min出油量影響Table 5 Analysis of variance for oil retention of sausages after immersion in diethyl ether for 40 min

圖6 亞麻籽膠和大豆分離蛋白對豬肉腸脂肪浸出量的影響Fig.6 Effects of FG and SPI on fat loss of sausages after immersion in diethyl ether for 40 min

圖7 亞麻籽膠和酪蛋白對豬肉腸脂肪浸出量的影響Fig.7 Effects of FG and casein on fat loss of sausages after immersion in diethyl ether for 40 min

圖8 大豆分離蛋白和酪蛋白對豬肉腸脂肪浸出量的影響Fig.8 Effects of SPI and casein on fat loss of sausages after immersion in diethyl ether for 40 min

由表5、圖6～8可知，隨著亞麻籽膠、大豆分離蛋白和酪蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，豬肉腸用乙醚浸提40min的脂肪浸出量逐漸減少，保油性逐漸增加，亞麻籽膠、大豆分離蛋白和酪蛋白對豬肉腸用乙醚浸提40min的脂肪浸出量有顯著性的影響(P＜0.05)。但除了亞麻籽膠和酪蛋白有顯著的協(xié)同增效作用外(P＜0.05)，亞麻籽膠和大豆分離蛋白、大豆分離蛋白和酪蛋白沒有顯著的交互作用。

2.2.3 乙醚浸提60min脂肪浸出量

表6 乙醚浸提豬肉腸60min出油量影響Table 6 Analysis of variance for oil retention of sausages after immersion in diethyl ether for 60 min

圖9 亞麻籽膠對豬肉腸脂肪浸出量的影響Fig.9 Effect of FG on fat loss of sausages after immersion in diethyl ether for 60 min

圖10 亞麻籽膠與大豆分離蛋白對豬肉腸脂肪浸出量的影響Fig.10 Effect of FG and SPI on fat loss of sausages after immersion in diethyl ether for 60 min

由表6和圖9、10可知，隨著亞麻籽膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，豬肉腸乙醚浸提60min的脂肪浸出量不斷減少，豬肉腸的保油性逐漸增加，亞麻籽膠對乙醚浸提60min的脂肪浸出量有極顯著性影響(P＜0.01)，隨著大豆分離蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，脂肪浸出量不斷減少，豬肉腸的保油性逐漸增加，大豆分離蛋白對豬肉腸乙醚浸提60min的脂肪浸出量沒有顯著性影響(P＞0.05)。但是，亞麻籽膠與大豆分離蛋白有極顯著的交互作用(P＜0.01)。通過圖10可以看出，隨著大豆蛋分離白質(zhì)量分?jǐn)?shù)的不斷增加，大豆分離蛋白保油效果比亞麻籽膠更強(qiáng)。

3 結(jié)論與討論

析因試驗(yàn)結(jié)果表明，保水能力上，從高到低順序?yàn)椋豪业鞍住喡樽涯z、大豆分離蛋白。酪蛋白保水能力強(qiáng)于亞麻籽膠可能是由于二者的量相差很大的原因。酪蛋白保水能力強(qiáng)于大豆分離蛋白，這是肉品體系中pH值狀態(tài)表現(xiàn)出來的特定結(jié)果，該結(jié)果與徐志宏等[11]的研究結(jié)果相同。徐志宏等[11]研究認(rèn)為，在pH6～7弱酸條件下，酪蛋白的持水性較大；pH7的中性條件下，大豆分離蛋白的持水性較強(qiáng)。不同蛋白質(zhì)持水性與其組成結(jié)構(gòu)及存在的條件如pH值、離子濃度有很大的關(guān)系[12]。肉糜中的pH值在6左右，在這樣的條件下有利于酪蛋白保水性的提高，酪蛋白等電點(diǎn)在pH值4.6附近[13]，而大豆蛋白等電點(diǎn)在pH值4附近，在pH值大于等電點(diǎn)時，蛋白質(zhì)分子帶凈余的負(fù)電荷，與亞麻籽膠之間存在斥力。但是，亞麻籽膠上帶負(fù)電基團(tuán)的電密度大，而且蛋白質(zhì)在其處于帶凈負(fù)電狀態(tài)時，其分子上某些區(qū)域帶正電，蛋白質(zhì)與亞麻籽膠膠存在局部的靜電作用[14]。由于在所研究的豬肉腸的pH值條件下，大豆分離蛋白基本呈球形，結(jié)構(gòu)不能完全舒展[15]，亞麻籽膠和大豆分離蛋白的作用有限，而在pH6～7弱酸條件下，酪蛋白的結(jié)構(gòu)充分舒展，亞麻籽膠和酪蛋白的作用比較充分，亞麻籽膠和酪蛋白通過分子長鏈的相互交聯(lián)形成一種能將水或其他液體固定在其中，能抵御外界壓力而阻止體系流動的堅(jiān)固致密的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，為水分提供了大量的存留空間，從而提高肉制品的保水性[16-17]。保油能力上，大豆分離蛋白強(qiáng)于酪蛋白，亞麻籽膠與大豆蛋白有極顯著的協(xié)同增效作用。

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Interactions of Flaxseed Gum, Soy Protein Isolate and Casein in Pork Sausages

SUN Jian1，F(xiàn)ENG Mei-qin1,2，WANG Peng1，XU Xing-lian1,*，ZHOU Guang-hong1
(1. College of Food Science and Technology, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China；2. College of Animal Science and Technology, Jinling Institute of Technology, Nanjing 210038, China)

This study aimed to investigate the interactions among flaxseed gum (FG), soy protein isolate (SPI) and casein in pork sausages. Factorial design was applied to study the effects of different levels of added FG, SPI and casein on the water retention and oil retention of pork sausages. Our results indicated that FG addition had highly significant effect on the water retention of sausages after drying for 20 min at 60 ℃ (P＜0.01), but showed no significant effect on water retention after drying for 40 min at 60 ℃ (P＞0.05). Casein addition also affected the water retention of sausages after drying for 20 or 40 min at 60 ℃(P＜0.01). Casein had the most significant effect on the water retention of sausages, followed by FG; the effect of SPI was the weakest. FG addition had significant effect on the oil retention of sausages after immersion in diethyl ether for 20, 40 or 60 min(P＜0.05), and similar results were observed when SPI or casein was added. SPI addition showed highly significant influence on the oil retention of sausage after immersion in diethyl ether for 60 min (P＜0.01) and there was a significant interaction between FG and SPI on the water retention of sausages after drying for 60 min at 60 ℃ (P＜0.05). SPI was superior to casein in terms of oil retention.

pork sausage；flaxseed gum；soy protein isolate；casein；water holding capacity；oil holding capacity

TS251.6

A

1002-6630(2012)15-0019-05

2012-05-18

國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(31171707)；南京農(nóng)業(yè)大學(xué)青年科技創(chuàng)新基金項(xiàng)目(KJ2010019)

孫健(1973—)，男，副教授，博士，研究方向?yàn)槿庵破芳庸づc質(zhì)量控制。E-mail：sunjian01@njau.edu.cn

*通信作者：徐幸蓮(1962—)，女，教授，博士，研究方向?yàn)槿庵破芳庸づc質(zhì)量控制。E-mail：xlxu@njau.edu.cn