孟曉霞，彭增起，靳紅果，吳定晶，馮云，崔國梅

（南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品與科技學(xué)院，江蘇 南京 210095）

牛血是屠宰后的副產(chǎn)品，量大且具有很高的開發(fā)利用價值。牛血約為活體重的8%，分離后得到的血漿中蛋白質(zhì)含量為6%～8%[1]，是寶貴的蛋白質(zhì)資源。血漿蛋白具有良好的凝膠特性、乳化性和發(fā)泡性，將其添加到肉制品中，尤其是灌腸類肉制品，不僅可以提高其得率、持水力，還能夠改善其質(zhì)構(gòu)，提高其質(zhì)量和營養(yǎng)價值[2]，添加到蛋糕中，可以代替部分雞蛋蛋白且具有良好的感官品質(zhì)[3-4]。

我國對于動物血液在食品中的利用還比較少，只有少部分豬血作為食用，加工成傳統(tǒng)血豆腐、血腸等，另有極少部分加工為飼用血粉用。對于血漿蛋白粉的開發(fā)利用，主要用于飼料，用于食品中較少，而且大多采用的是豬血，很少使用牛血。與中國不同，歐洲最早加工動物血液產(chǎn)品僅用于食品原料，后來才用于動物飼料。Satterlee[5]等研究了牛血漿蛋白在肉制品中的應(yīng)用。Caldironi和Ockerman[6］將牛血漿蛋白加入香腸中，發(fā)現(xiàn)其與肉具有相似的乳化性，可代替部分原料肉，且具有良好的風(fēng)味。Caldironi[7]等在香腸中添加5%的牛血漿蛋白和10%的牛肉，加工出的產(chǎn)品具有良好的感官品質(zhì)。此外，在餅干等食品工業(yè)中，血漿可代替蛋白，作為粘合及凝膠產(chǎn)品的原料。國內(nèi)外對于牛血漿蛋白的加工特性研究較少，且牛血漿的加工制品血漿蛋白粉也很少有人研究。本試驗以經(jīng)過噴霧干燥的牛血漿蛋白粉為對象，主要研究不同加工條件如加熱溫度、離子強度、pH對牛血漿蛋白凝膠特性的影響，為其在食品工業(yè)中的應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

牛血：購自麒麟門宰牛場。新鮮的牛血裝在潔凈的容器中，加入20%的抗凝劑檸檬酸鈉使最終濃度達1.0%，攪拌均勻，4℃冷藏20 h，用雙層紗布過濾，3000r/min離心20min，收集上層為血漿，放入4℃的冷庫中靜置數(shù)小時備用，然后經(jīng)過噴霧干燥（190℃/90℃）得到牛血漿蛋白粉（蛋白質(zhì)含量80%），備用?；瘜W(xué)試劑均為分析純。

1.2 儀器與試劑

Beckman AvantiJ-E高速離心機：美國Beckman Coulter公司；質(zhì)構(gòu)儀TA-XT2i：英國Stable Micro Systes公司；HH-42水浴鍋：常州國華電器有限公司；pH 211 HANNA臺式酸度計：葡萄牙HANNA公司；T25 digital ULTRA-TURRAX高剪切分散乳化機：德國IKA公司；EC200電導(dǎo)率儀：德國Lovibond；MUL-9000 H20純水機：昆山總馨機械有限公司；SANYO制冰機（SIM-F124）：日本三洋公司；SD-Basic噴霧干燥器：英國Labplant。

1.3 測定指標(biāo)及方法

1.3.1 凝膠制備方法

將牛血漿蛋白粉溶于水中，放入水浴鍋中以1℃/min的速率從25℃開始加熱到85℃，保溫20 min后冷卻至室溫，然后在4℃冷藏12 h，測其凝膠強度、保水性、蒸煮損失。

1.3.2 凝膠強度測定

在4℃下用質(zhì)構(gòu)分析儀測定凝膠強度。將凝膠切成高20 mm的小圓柱體，將樣品的中心置于質(zhì)構(gòu)儀探頭的正下方樣品臺上，選用的是球形探頭P/0.5s，進行一次壓縮，壓縮形變?yōu)?0%。測試過程中最大力即為破斷強度，對應(yīng)的壓縮距離為凹陷深度，凝膠強度等于破斷強度與凹陷深度的乘積，單位（g·mm）。測定條件如下：測前速度：2.0 mm/s；測試速度：1.0 mm/s；測后速度：1.0 mm/s；壓縮百分比：50%；觸發(fā)力：1.0 g；觸發(fā)類型：auto；數(shù)據(jù)獲取速率：200 pps；停留時間：5 s。測試完成后，用儀器自帶軟件Texture Expert Exceed 2.64a內(nèi)部宏TPA.MAC對測試結(jié)果進行處理，得到凝膠強度，用（g·mm）表示。

1.3.3 凝膠煮制損失測試

稱量蒸煮前燒杯和牛血漿蛋白的總重量W1（g），煮制后除去水分稱總重W2（g），牛血漿蛋白的煮制損失按下式計算：

煮制損失/%=（W1-W2）/（W1-W）×100

式中：W為燒杯重，每個處理有3組平行樣品，求平均值。

1.3.4 凝膠保水性測定（WHC）

參照E.Allen Foegeding[8]的方法。

將制備好的凝膠置于離心機中，5000 g/min離心10 min后，稱總重，去除離心出的水分，再稱重，按照下式計算凝膠保水性。

WHC/%＝（W3-W0）/（W4-W0）×100

式中：W3為離心管和離心除水后凝膠的總重量；W4為離心前離心管和凝膠重；W0為離心管重。每個處理3組平行樣品，求平均值。

1.3.5 統(tǒng)計分析

所有數(shù)據(jù)均采用SAS 8.01（Statistics Analysis System，SAS，SAS Institute Inc，Cary，NC，USA，2000）進行方差分析，如果方差分析效應(yīng)顯著，使用Ducan's Multiple-rang test進行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同蛋白濃度對凝膠特性的影響

表1為不同蛋白濃度的血漿蛋白溶液以1℃/min的速率從25℃開始加熱到85℃，保溫20 min后形成的凝膠的特性。

表1 不同蛋白濃度對牛血漿蛋白凝膠特性的影響（n=3）Table 1 Effect of different protein concentration on the gel properties of bovine plasma proteins（n=3）

由表1可知，當(dāng)血漿蛋白濃度為3.2%時，加熱后蛋白變性，但沒有凝膠形成。當(dāng)濃度提高到4.0%時有微弱的凝膠形成，此時凝膠很弱，無法測定其蒸煮損失和保水性。而當(dāng)濃度為4.8%時能夠較好的形成凝膠，凝膠強度顯著增大。當(dāng)?shù)鞍诐舛葹?.6%時，凝膠強度繼續(xù)上升，且保水性增強，蒸煮損失下降（P<0.05）。試驗結(jié)果表明血漿蛋白形成凝膠的強度隨蛋白濃度的增加而增大，這是由于蛋白質(zhì)的濃度增大，分子間的接觸幾率增大，容易產(chǎn)生蛋白質(zhì)分子間的吸引力和凝膠作用[9]。牛血漿蛋白形成凝膠的最低濃度為4.0%。

2.2 不同加熱溫度對凝膠特性的影響

表2為濃度4.8%的血漿蛋白溶液以1℃/min的速率從25℃開始加熱到不同的終點溫度，保溫20 min后形成的凝膠的特性。

表2 不同加熱溫度對牛血漿蛋白凝膠特性的影響（n=3）Table 2 Effect of different heating temperature on the gel properties of bovine plasma proteins（n=3）

由表2可知，當(dāng)加熱到70℃時，此時不能形成凝膠，繼續(xù)升高溫度凝膠開始形成，溫度越高凝膠強度越大，加熱到80℃時就能夠很好的形成凝膠（P<0.05），到85℃時凝膠強度進一步加大，并且與前幾組處理差異顯著（P<0.05），而溫度升到90℃時的凝膠強度與85℃的處理差異不顯著（P＞0.05），可見溫度升高到85℃后凝膠特性趨于穩(wěn)定。在70℃時因為不能形成凝膠，因而也無法測定蒸煮損失和保水性，而75、85、90℃處理組的凝膠蒸煮損失都較小，差異不顯著（P>0.05），同時在80℃處理組得到的凝膠蒸煮損失稍大，差異顯著（P<0.05），保水性也相對較差（P<0.05）?？梢钥闯?，隨著溫度的上升，蒸煮損失呈先上升后下降的趨勢，而保水性則是呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢。但是，總的來說，當(dāng)溫度85℃，凝膠強度較大，凝膠光滑有彈性，并且保水性較好，蒸煮損失也較小。溫度為90℃時，蛋白質(zhì)嚴(yán)重變性，凝膠變硬，不利于生產(chǎn)。

2.3 不同離子強度對凝膠特性的影響

圖1和圖2為在血漿蛋白濃度4.8%條件下，不同離子強度的血漿蛋白溶液（pH=9.5），以1℃/min的速率從25℃開始加熱到85℃，保溫20 min后形成的凝膠的特性。

圖1 不同離子強度對牛血漿蛋白凝膠強度的影響Fig.1 Effect of different ionic strength on gel strength of bovine plasma proteins

由圖1可見，血漿蛋白凝膠強度隨離子強度的變化是先升高后降低，當(dāng)離子強度為0.3 mol/L時，血漿蛋白凝膠強度最好（P<0.05）。低濃度的NaCl能夠得到較好的凝膠強度,這可能是由于“鹽溶”作用促進牛血漿蛋白的溶解,使得相鄰的蛋白質(zhì)分子之間產(chǎn)生有效的連接,形成凝膠所必須的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

圖2 不同離子強度對牛血漿蛋白凝膠蒸煮損失和保水性的影響Fig.2 Effect of different ionic strength on cooking loss and water holding capacity of bovine plasma proteins

由圖2可見，血漿蛋白凝膠的保水性隨離子強度的變化是先升高后降低。當(dāng)NaCl濃度由0.1 mol/L提高到0.3 mol/L，血漿蛋白在加熱過程中的煮制損失顯著降低（P<0.05），而保水性、凝膠強度顯著增大（P<0.05）。當(dāng)離子強度為0.3 mol/L時，血漿蛋白保水性最好，而蒸煮損失最低（P<0.05）。

2.4 不同pH對凝膠特性的影響

圖3和圖4為在血漿蛋白濃度4.8%條件下，不同pH的血漿蛋白溶液（不添加NaCl）以1℃/min的速率從25℃開始加熱到85℃，保溫20 min后形成的凝膠的特性。

圖3 不同pH對牛血漿蛋白凝膠強度的影響Fig.3 Effect of different pH on gel strength of bovine plasma proteins

由圖3可見，血漿蛋白凝膠強度隨pH的升高而增大，當(dāng)pH為9.0時，血漿蛋白凝膠強度最大（P<0.05）。

圖4 不同pH對牛血漿蛋白蒸煮損失和保水性的影響Fig.4 Effect of different pH on cooking loss and water holding capacity of bovine plasma proteins

由圖4可見，血漿蛋白凝膠保水性隨pH的升高而增大，而蒸煮損失隨pH的升高而減小，當(dāng)pH為9.0時，血漿蛋白保水性最好為97.38%（P<0.05）。結(jié)果表明，當(dāng)血漿蛋白濃度為4.8%時，在不添加NaCl的情況下，pH為9.0時，牛血漿蛋白質(zhì)凝膠煮制損失最低，保水性、凝膠強度最大，可以達到理想的工藝效果。pH對熱誘導(dǎo)凝膠形成的影響是通過對極性和非極性殘基的平衡的影響而產(chǎn)生的[10]。

2.5 離子強度和pH對牛血漿蛋白凝膠特性的影響

表3為兩因素三水平的析因試驗。在血漿蛋白濃度4.8%的條件下，以1℃/min的速率從25℃開始加熱到85℃，保溫20 min后形成的凝膠的特性。

表3 離子強度和pH對牛血漿蛋白凝膠特性的影響（n=3）Table 3 Effect of ionic strength and pH on gel properties of bovine plasma proteins（n=3）

由表3可知，NaCl濃度和pH對于牛血漿蛋白加熱過程中的煮制損失、保水性和凝膠強度均有顯著的互作效應(yīng)（P＜0.01）。當(dāng)pH在堿性范圍內(nèi)（7.0～9.0）時，NaCl對血漿蛋白凝膠的煮制損失影響不顯著（P＞0.05），pH對于血漿蛋白的凝膠強度、蒸煮損失和保水性影響極顯著（P＜0.01）。在本試驗條件下，添加 0.5 mol/L NaCl，pH為9.0的處理組，血漿蛋白凝膠強度大，保水性好，而蒸煮損失小。

3 結(jié)論

牛血漿蛋白從25℃開始線性升溫，最終溫度為85℃保溫20 min可以形成良好的凝膠，且形成凝膠的最低蛋白濃度為4.0%。離子強度（NaCl）和pH對于血漿蛋白的凝膠強度、保水性、蒸煮損失有顯著的互作效應(yīng)（P＜0.01）。在本試驗條件下，當(dāng)血漿蛋白濃度為4.8%時，添加0.5 mol/L NaCl，pH為9.0的處理組，血漿蛋白凝膠強度大，保水性好，而蒸煮損失小。

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