魏朝貴，吳菊清，邵俊花，徐幸蓮，周光宏,*

（1.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 肉品加工與質(zhì)量控制教育部重點實驗室，江蘇 南京 210095；2.渤海大學(xué)食品科學(xué)研究院，遼寧 錦州 121013）

KCl和MgCl2部分替代NaCl對豬肉肌原纖維蛋白乳化凝膠特性的影響

魏朝貴1，吳菊清1，邵俊花2，徐幸蓮1，周光宏1,*

（1.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 肉品加工與質(zhì)量控制教育部重點實驗室，江蘇 南京 210095；2.渤海大學(xué)食品科學(xué)研究院，遼寧 錦州 121013）

研究KCl和MgCl2部分替代NaCl對豬肉肌原纖維蛋白乳化凝膠特性的影響，以期找到在保證乳化型肉制品產(chǎn)品良好品質(zhì)條件下降低食鹽含量的方法。結(jié)果表明，對比低鈉組，KCl部分替代NaCl后顯著增加肌原纖維蛋白溶解度、黏度、乳化穩(wěn)定性和乳化能力，改善乳化凝膠的黏彈性，降低乳化凝膠汁液流失，提高產(chǎn)品出品率。而MgCl2部分替代NaCl對肌原纖維蛋白在降低食鹽含量后產(chǎn)生的乳化特性劣變沒有明顯改善，但能提高肌原纖維蛋白乳化凝膠的黏彈性并降低汁液流失。

肌原纖維蛋白；乳化特性；乳化凝膠性質(zhì)；食鹽替代

食鹽是人類生存最重要的物質(zhì)之一，它在人體內(nèi)有維持細(xì)胞滲透壓、參與酸堿平衡調(diào)節(jié)、氯離子參與合成胃酸等作用。但研究也顯示，過量的食用食鹽可能會使人類患上高血壓等多種疾病[1]，為此，國內(nèi)外學(xué)者對于低鹽食品進(jìn)行了多方面研究[2-3]。近幾年，乳化腸等乳化型肉制品被消費者所熟知，并呈快速增長趨勢。食鹽是主要配料之一，其添加量為2%～4%，其中鈉離子可提供產(chǎn)品咸味，氯離子對咸味具有修飾作用并且使肌原纖維蛋白溶解從而發(fā)揮其加工特性[4-5]。故乳化型肉制品對NaCl含量有特殊要求，NaCl含量過低不僅會促使微生物生長、產(chǎn)品咸味下降、風(fēng)味降低[4]，而且會導(dǎo)致產(chǎn)品凝膠質(zhì)構(gòu)發(fā)生劣變[6]，引起產(chǎn)品出現(xiàn)汁液流失等質(zhì)量缺陷。為此，如何在減少肉制品食鹽含量的同時又能保證產(chǎn)品較好的品質(zhì)，也就成為乳化型肉制品生產(chǎn)中亟待解決的問題。目前科研生產(chǎn)中主要有以下3種方法[7]：食鹽的鈉替代，主要是KCl、MgCl2等氯化鹽部分替代NaCl以降低產(chǎn)品食鹽含量；用風(fēng)味提升物質(zhì)強化味覺感受器，彌補咸味的不足，減少產(chǎn)品中食鹽的添加量；優(yōu)化配方直接降低食鹽含量。另外，人們?nèi)找嬉庾R到動物脂肪對健康的不利影響，植物油以高比例的多不飽和脂肪酸且不含膽固醇的優(yōu)點而成為一種良好的替代品，植物油替代動物脂肪已成趨勢[8]，在開發(fā)低脂乳化型肉制品中的應(yīng)用也有很多報道[9-10]。

本研究用大豆油替代背膘，以肉制品加工中正常的鈉含量（0.6 mol/L NaCl）為對照，研究豬肉肌原纖維蛋白在以KCl、MgCl2部分替代NaCl的條件下，對豬肉肌原纖維蛋白乳化能力、乳化穩(wěn)定性等乳化特性及對豬肉肌原纖維蛋白熱誘導(dǎo)凝膠的保水性質(zhì)、質(zhì)構(gòu)性質(zhì)、流變性質(zhì)等乳化凝膠性質(zhì)的影響，旨在為生產(chǎn)低鹽低脂乳化型肉制品提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

豬肉背最長?。嘿徲谀暇┬⒘晷l(wèi)農(nóng)貿(mào)市場，去除可見結(jié)締組織和脂肪，切碎貯存于－20℃直到肌原纖維蛋白提取，提取前在0～4℃解凍約12 h。大豆油（金龍魚，100%脂肪）從當(dāng)?shù)爻袎蛸I。

1.2 儀器與設(shè)備

T25數(shù)顯型高速勻漿機 德國IKA公司；SensoDirect Con200型電導(dǎo)率儀 德國Tintometer GmbH公司；DV-I Prime型黏度計 美國Brookfield公司；MCR301旋轉(zhuǎn)流變儀 奧地利安東帕公司；NMR PQ001低場核磁共振儀 上海紐邁電子有限公司。

1.3 方法

1.3.1 肌原纖維蛋白提取及乳化凝膠制備

取300 g左右的切碎瘦肉解凍12 h，參考Doerscher[11]和韓敏義[12]等的方法提取豬肉肌原纖維蛋白，采用雙縮脲法測定蛋白質(zhì)量濃度。

設(shè)置常鈉組（0.6mol/L NaCl）、低鈉組（0.4mol/L NaCl）、鉀替代組（0.4 mol/L NaCl+0.2 mol/L KCl）和鎂替代組（0.4 mol/L NaCl+0.1 mol/L MgCl2），保證各組氯離子離子強度相同。分別配制質(zhì)量濃度為5 mg/mL和40 mg/mL的肌原纖維蛋白溶液（0.6 mol/L Clˉ，pH 6.5）。保存于4℃冷庫中待用。

乳化凝膠制備：吸取20 mL 40 mg/mL蛋白溶液，加入5 mL大豆油，8 000 r/min勻漿2 min，低速離心3 min，驅(qū)除氣泡，加蓋密封，70℃恒溫水浴30 min形成凝膠，于4℃冷庫冷卻過夜，進(jìn)行各項指標(biāo)測定。

1.3.2 溶解度測定

根據(jù)雙縮脲法[12]，取7 mL 5 mg/mL肌原纖維蛋白溶液，1 500×g離心10 min后，取上清液2 mL，并加入8 mL雙縮脲試劑混勻。分別取不同NaCl質(zhì)量濃度的肌原纖維蛋白原液2 mL，并加入8 mL雙縮脲試劑混勻。分別取不同NaCl質(zhì)量濃度的磷酸鹽緩沖溶液2 mL，并加入8 mL雙縮脲試劑作為空白對照，置于20～25℃水浴鍋內(nèi)保溫30 min，于可見分光光度計540 nm波長處測定吸光度，每個處理測定3個重復(fù)，則溶解度可按公式（1）計算。

1.3.3 肌原纖維蛋白乳化能力和黏度測定

分別取5 mg/mL肌原纖維蛋白溶液15 mL，加入10 mL大豆油，8 000 r/min勻漿，其間以流動泵勻速加入一定體積的大豆油，觀察電導(dǎo)率值的變化情況，直至電導(dǎo)率出現(xiàn)突變，記錄從開始勻漿到電導(dǎo)率突變的總時間。乳化能力（emulsifying capacity，EC）計算見式（2）。

式中：EC為乳化能力/（mL/mg）；V為加入大豆油的總體積/mL；m為體系中肌原纖維蛋白的質(zhì)量/mg。

取5mg/mL蛋白樣液28mL，加入7mL大豆油，8000r/min勻漿制成乳狀液。立即取7 mL乳濁液于黏度計的測量杯中。測黏度時的參數(shù)是采用18號轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)速為7 r/min[13]。

1.3.4 肌原纖維蛋白乳化穩(wěn)定性（emulsion stability，ES）測定

乳化穩(wěn)定性參考Pearce[14]和Agyare[15]等的濁度法，稍加改動。取5 mg/mL蛋白樣液28 mL，加入7 mL大豆油，8 000 r/min勻漿制成乳狀液。迅速從新制的乳狀液底部移取30 μL，用0.1g/100 mL的十二烷基硫酸鈉（sodium dodecylsulfate，SDS）溶液稀釋500倍，空白為0.1 g/100 mL的SDS溶液，立即測定其在500 nm波長處的吸光度A0，將乳狀液靜置5 min后，用相同的方法測定吸光度A5。計算公式如式（3）。

式中：ES為乳化穩(wěn)定性；ΔA表示乳狀液初始的吸光度（A0）與靜置5 min后的吸光度（A5）差。

1.3.5 動態(tài)流變測定

取40 mg/mL蛋白樣液8 mL，加入2 mL大豆油，8 000 r/min勻漿制成乳化物。采用50 mm平板測試，將乳化物均勻涂布于測試平臺，趕走氣泡。測試參數(shù)為：頻率0.1 Hz，應(yīng)變2%，夾縫間距0.5 mm，起始溫度20℃，升溫速率1℃/min，終止溫度80℃。在乳化物與空氣接觸處，涂抹一層硅油密封，每組做3個重復(fù)。測試指標(biāo)為儲能模量、損失模量和相位角。

1.3.6 核磁共振（nuclear magnetic resonance，NMR）自旋-自旋弛豫時間（T2）測定

弛豫時間測定在紐邁桌上型脈沖NMR分析儀PQ001上進(jìn)行。測試條件為：質(zhì)子共振頻率22 MHz，測量溫度32℃。稱取大約2 g乳化凝膠和乳化物（取8 mL 40 mg/mL蛋白樣液，加入2 mL大豆油，8 000 r/min勻漿制成）放入直徑15 mm核磁管中。自旋-自旋弛豫時間（T2）用CPMG序列測量[16-17]。所使用參數(shù)η值（90°脈沖和180°脈沖之間的時間）為250 μs，重復(fù)掃描32次，重復(fù)間隔時間6.5 s得到12 000個回波，所得到的圖為指數(shù)衰減圖形，每個測試有3個重復(fù)。弛豫時間測定所得到圖形為自由誘導(dǎo)指數(shù)衰減曲線，其數(shù)學(xué)模型為：

式中：A（t）為衰減到時間t時的幅度大??；A0為平衡時的幅度大小；T2i為第i個組分的自旋-自旋弛豫時間。

CMPG指數(shù)衰減曲線用儀器自帶Multi Exp Inv Analysis軟件進(jìn)行反演，得到弛豫時間T2。反演結(jié)果為弛豫圖和弛豫過程中的弛豫幅值、其對應(yīng)的時間常數(shù)（峰值）及其所占面積比例、峰起始時間和結(jié)束時間等。為分析方便，采用弛豫圖每個組分峰值對應(yīng)的時間作為T2，而弛豫峰寬度為基線上峰底的寬度。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析

對采集的實驗數(shù)據(jù)采用SAS 9.2（Statistics Analysis System，SAS）統(tǒng)計軟件進(jìn)行方差分析，結(jié)果為±s。若方差分析差異顯著，則使用Duncan’s Multiple Range Test進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 KCl、MgCl2部分替代NaCl對豬肉肌原纖維蛋白乳化特性的影響

2.1.1 KCl、MgCl2部分替代NaCl對豬肉肌原纖維蛋白溶解度的影響

豬肉肌原纖維蛋白是鹽溶性蛋白[18]。只有鹽溶液達(dá)到一定濃度，肌原纖維蛋白才會被萃取出來[19]，通過疏水相互作用包圍在脂肪顆粒周圍，形成脂肪球外圍蛋白質(zhì)吸附界面膜。故肌原纖維蛋白溶解度是評價其乳化特性的一個重要指標(biāo)。由圖1可知，降低肌原纖維蛋白NaCl濃度會使肌原纖維蛋白溶解度顯著下降（P＜0.05），這與李明清等[20]的研究結(jié)果一致。這是由于在低離子強度時，鹽離子與蛋白質(zhì)帶相反電荷的基團(tuán)相互作用而形成雙電層，屏蔽了蛋白質(zhì)表面電荷，使蛋白質(zhì)分子間的靜電斥力減弱，疏水作用增強，引起蛋白發(fā)生聚集沉淀。增大鹽溶液濃度可以使鹽溶蛋白所帶的負(fù)電荷增加，蛋白分子之間的靜電斥力增加[21]，蛋白分子的水化作用增大，溶解性提高。

KCl與MgCl2的加入都可以顯著增加肌原纖維蛋白溶解度（P＜0.05）。但KCl的效果更加明顯，甚至與常鈉組溶解度相比差異不顯著（P＞0.05），說明KCl能起到與NaCl相同的萃取肌原纖維蛋白的功能。但由于KCl含量過高將使產(chǎn)品帶有苦味，故KCl替代比例不能過高，Askar[22]和Gelabert[23]等都在研究乳化腸時發(fā)現(xiàn)30%～40%是一個可以接受的替代比例。這也是本實驗中KCl和MgCl2的替代比例控制在33.3%的原因。

圖1 KCl、MgCl2部分替代NaCl對豬肉肌原纖維蛋白溶解度的影響Fig.1 Effect of partially substituting NaCl with KCl or MgCl2on the solubility of pork myofibrillar protein

2.1.2 KCl、MgCl2部分替代NaCl對豬肉肌原纖維蛋白乳化能力的影響

圖2 KCl、MgCl2部分替代NaCl對豬肉肌原纖維蛋白乳化能力的影響Fig.2 Effect of partially substituting NaCl with KCl or MgCl2on the emulsifying capacity of pork myofibrillar protein

由于EC表示的是每毫克肌原纖維蛋白能夠乳化的大豆油量，因此，EC值越大，說明對應(yīng)組別的肌原纖維蛋白在單位質(zhì)量內(nèi)能乳化的油量就越多。圖2表明降低NaCl濃度會使肌原纖維蛋白EC顯著下降（P＜0.05）。KCl替代組對比低鈉組能顯著增加肌原纖維蛋白EC（P＜0.05），與常鈉組對比有一定提高但差異不顯著（P＞0.05），說明KCl替代后混合鹽能充分溶解肌原纖維蛋白，能夠乳化的油量甚至比常鈉組稍多，可以顯著改善低鹽引起的肌原纖維蛋白乳化能力下降現(xiàn)象。鎂替代組與低鈉組差異不顯著（P＞0.05），說明MgCl2對改善低鹽狀態(tài)下肌原纖維蛋白乳化能力不佳的效果有限。這與Barbut等[24]關(guān)于二價鹽會影響蛋白質(zhì)交聯(lián)的形成，降低蛋白質(zhì)乳化脂肪的能力的報道相一致。

2.1.3 KCl、MgCl2部分替代NaCl對豬肉肌原纖維蛋白乳化穩(wěn)定性的影響

乳化穩(wěn)定性是指蛋白質(zhì)維持油水混合不分離的乳化特性對外界條件的抗應(yīng)變能力[25]，是評價蛋白質(zhì)保持乳化體系油水界面的能力的重要指標(biāo)。乳化穩(wěn)定性靠靜負(fù)電荷的肌球蛋白分子間靜電排斥作用維持[26]。由圖3可知，降低肌原纖維蛋白NaCl濃度會使其乳化穩(wěn)定性顯著下降（P＜0.05），可能的原因是當(dāng)NaCl濃度較低時，肌原纖維蛋白的溶解度較低，連續(xù)相中沒有足夠的蛋白質(zhì)來完全包圍大量小脂肪滴，造成乳濁液容易分層，穩(wěn)定性較差。鹽濃度大時，有更多的蛋白參與乳化，且能夠減少蛋白從油水界面向水相體系的通過量[27]，使乳化顆粒蛋白膜厚度增加，不穩(wěn)定油的比例減少，降低了顆粒之間的碰撞，從而防止了油的聚集，使乳狀液更加穩(wěn)定。對比低鈉組，鉀替代組的乳化穩(wěn)定性顯著增加（P＜0.05），而鎂替代組差異不顯著（P＞0.05）。說明KCl替代能顯著改善低鹽引起的肌原纖維蛋白乳化穩(wěn)定性下降，而MgCl2替代效果不明顯。

圖3 KCl、MggCCll2部分替代NaCl對豬肉肌原纖維蛋白乳化穩(wěn)定性的影響Fig.3 Effect of partially substituting NaCl with KCl or MgCl2on the emulsion stability of pork myofibrillar protein

2.1.4 KCl、MgCl2部分替代NaCl對豬肉肌原纖維蛋白黏度的影響

圖4 KCl、MggCCll2部分替代NaCl對豬肉肌原纖維蛋白黏度的影響Fig.4 Effect of partially substituting NaCl with KCl or MgCl2on the viscosity of pork myofibrillar protein

黏度是反應(yīng)乳狀液是否穩(wěn)定的重要指標(biāo)。結(jié)果如圖4所示，降低肌原纖維蛋白NaCl濃度會使乳狀液黏度顯著下降（P＜0.05），這是由于鹽濃度大，能使更多的肌原纖維蛋白參與乳化，乳化體系均勻而相對穩(wěn)定，乳狀液黏度也就越大。較高的黏度能夠降低乳狀液顆粒移動速率，避免由于相互碰撞而造成油的聚集，使乳狀液更加穩(wěn)定。對比低鈉組，鉀替代組黏度顯著增加（P＜0.05），而鎂替代組黏度卻顯著下降（P＜0.05），且鉀替代組黏度與常鈉組差異不顯著（P＞0.05）。說明KCl替代能在一定程度上改善低鹽引起的肌原纖維蛋白乳狀液黏度下降，而MgCl2替代效果不明顯。

2.2 KCl、MgCl2部分替代NaCl對豬肉肌原纖維蛋白乳化凝膠性質(zhì)的影響

2.2.1 KCl、MgCl2部分替代NaCl對豬肉肌原纖維蛋白乳化物流變特性的影響

圖5 KCl、MggCCll2部分替代NaCl對豬肉肌原纖維蛋白乳化物儲能模量的影響Fig.5 Effect of partially substituting NaCl with KCl or MgCl2on the storage modulus of pork myofibrillar protein emulsion

儲能模量（G’）反應(yīng)乳化體系的彈性特性，儲能模量越高說明肌原纖維蛋白形成乳化凝膠的能力越好。由圖5可知，低鈉組在52℃之前儲能模量上升不明顯且在整個加熱過程中均低于其他3組。常鈉組、鉀替代組和鎂替代組均在42℃開始儲能模量有明顯增加，52℃左右達(dá)到最大，之后趨于平緩，甚至有一定下降，在隨后的加熱過程中儲能模量又迅速上升，于73℃左右趨于穩(wěn)定，形成穩(wěn)定的乳化凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。有研究[28]認(rèn)為低于60℃的儲能模量增加與二硫鍵形成和疏水相互作用有關(guān)，說明低鈉組形成二硫鍵和疏水相互作用的能力要低于其他3組。常鈉組、鉀替代組和鎂替代組在42℃的上升可能是肌球蛋白的S1部分在此溫度變性（頭部結(jié)合）的結(jié)果，而52℃趨于平緩，甚至下降則是由于肌球蛋白尾部（S2部分）展開造成臨時蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)崩潰瓦解而形成[29-30]。在52℃沒有觀察到肌原纖維蛋白加熱凝膠過程中普遍的急劇下降現(xiàn)象，可能是由于脂肪鑲嵌于肌原纖維蛋白凝膠網(wǎng)絡(luò)中，增強了乳化凝膠強度。因此KCl和MgCl2替代處理均能改善低鹽引起的乳化凝膠形成不穩(wěn)定的情況。在53℃之后鎂替代組儲能模量迅速增加，超過常鈉組和鉀替代組，說明MgCl2替代組更能形成穩(wěn)定的乳化凝膠網(wǎng)絡(luò)。另外，常鈉組、鉀替代組和鎂替代組初始儲能模量值明顯大于低鈉組（P＜0.05），表明低NaCl濃度條件會降低肌原纖維蛋白溶膠的交聯(lián)[31]。

損失模量（G”）反應(yīng)了肌原纖維蛋白的黏性特征。圖6顯示了KCl、MgCl2部分替代NaCl對肌原纖維蛋白乳化物損失模量的影響。其基本趨勢與G’類似，常鈉組、鉀替代組和鎂替代組均在46℃開始損失模量有明顯增加，50℃左右達(dá)到最大，之后急劇下降到57℃，在隨后的熱加工過程中損失模量又迅速上升，于73℃左右趨于穩(wěn)定并有一定程度下降，形成穩(wěn)定的乳化凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。有研究[29-30]表明，46～57℃的黏彈性變化可能與肌球蛋白變性有關(guān)，且46～50℃的上升為肌球蛋白頭部結(jié)合所致，而達(dá)到峰值之后的急劇下降則與肌球蛋白尾部展開有關(guān)。低鈉組沒有觀察到肌球蛋白變性引起的G”變化情況，46℃之前損失模量上升不大且在整個加熱過程中均低于其他3組。說明低鹽狀態(tài)下肌球蛋白未能充分溶解，不能形成穩(wěn)定的凝膠網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)致乳化凝膠黏性下降，而MgCl2和KCl替代均能顯著改善低鹽引起的乳化凝膠黏性不足。

圖6 KCl、MggCCll2部分替代NaCl對豬肉肌原纖維蛋白乳化物損失模量的影響Fig.6 Effect of partially substituting NaCl with KCl or MgCl2on the loss modulus of pork myofibrillar protein emulsion

圖7 KCl、MggCCll2部分替代NaCl對豬肉肌原纖維蛋白乳化物相位角的影響Fig.7 Effect of partially substituting NaCl with KCl or MgCl2on the damping factor of pork myofibrillar protein emulsion

相位角（tanδ）是“黏性”（G”）與“彈性”（G’）的比值，代表樣品總體黏彈性，也就是說比值越高則黏性越強或者彈性越低。KCl、MgCl2部分替代NaCl對肌原纖維蛋白乳化物相位角影響如圖7所示。初始階段肌原纖維蛋白相位角有一定程度下降，即彈性大于黏性，可能是由于在剪切力作用下，乳狀液中無序狀態(tài)的分子趨向于有序狀態(tài)變化，故黏度特性變化是由于彈性特性的變化趨勢；之后各組相位角逐漸增大，鎂替代組在43℃達(dá)到最高并持續(xù)到50℃，而低鈉組、常鈉組和鉀替代組均在50℃左右達(dá)到峰值，隨后各組都急劇下降。說明在50℃之前（鎂替代組為43℃）肌原纖維蛋白的黏度特性升高的趨勢優(yōu)于彈性特性，此時蛋白質(zhì)處于溶膠狀態(tài)，隨著溫度的持續(xù)升高，蛋白質(zhì)逐漸展開側(cè)鏈基團(tuán)，暴露出疏水基團(tuán)，黏度增加[29]。其中鎂替代組相位角最大，低鈉組最小，鉀替代組和常鈉組在中間且差異不明顯，表明KCl和MgCl2部分替代NaCl均能改善低鹽引起的肌原纖維蛋白展開側(cè)鏈基團(tuán)能力下降，黏度上升趨勢不明顯的問題，且MgCl2替代比KCl替代有更好的效果。達(dá)到50℃之后，蛋白質(zhì)開始聚集，發(fā)生相轉(zhuǎn)變，開始形成凝膠，此時彈性特性優(yōu)于黏性特性，而黏度的增加會賦予產(chǎn)品更好的彈性[32]，此溫度下各組差異不明顯。

總體上，KCl、MgCl2部分替代NaCl均能改善低鹽引起的肌原纖維蛋白乳化物黏彈性下降的問題。KCl能完美替代NaCl，形成與常鈉組相似的黏彈性表現(xiàn)，而MgCl2替代則能使乳化物表現(xiàn)出比常鈉組更加好的黏彈性。

2.2.2 KCl、MgCl2部分替代NaCl及熱處理對豬肉肌原纖維蛋白乳化凝膠低場核磁T2的影響

表1 KCl、MggCCll2部分替代NaCl及熱處理對肌原纖維蛋白乳化凝膠T2的影響Table 1 Effects of partially substituting NaCl with KCl or MgCl2and heating on the transverse relaxation times (T2) of pork myofibrillar protein emulsified gel

由表1可知，擬合后的T2用于評估質(zhì)子的弛豫時間，由于乳化凝膠中的大豆油也會產(chǎn)生信號，故反應(yīng)的是水及部分脂肪的流動性。加熱之前乳化物擬合后的T2分布出現(xiàn)3個峰，在10 ms之前出現(xiàn)小峰，峰面積占全部峰面積的百分比較少（0.23%～0.35%），結(jié)果見表2，可能對應(yīng)于T2b，即結(jié)合水，此部分水對于乳化穩(wěn)定性影響不大。第2峰弛豫時間57.22 ms和65.79 ms，峰面積占全部峰面積9.84%～13.33%之間，對應(yīng)于T21，即與蛋白質(zhì)緊密結(jié)合的水或者脂肪質(zhì)子，有研究表明，T21與蛋白質(zhì)三級、四級結(jié)構(gòu)內(nèi)的水有關(guān)[33]。第3峰弛豫時間在351.12 ms和403.70 ms，峰面積占全部峰面積86.35%～90.04%之間，對應(yīng)于T22，即乳化物中不易流動水和小部分脂肪[34]。由表1可知，鉀替代組和鎂替代組的T21比常鈉組和低鈉組大，即鈉替代后肌原纖維蛋白T21顯著下降（P＜0.05），說明鈉替代會使此部分水或脂肪與蛋白質(zhì)結(jié)合程度有一定下降。鎂替代組還發(fā)現(xiàn)T22相比其他3組有顯著增加（P＜0.05），暗示MgCl2替代比KCl替代更易使水和脂肪與蛋白質(zhì)結(jié)合程度下降。

表1和表2還反映了加熱處理對乳化凝膠的影響。加熱后形成的乳化凝膠出現(xiàn)4個峰，比加熱前的乳化物多出一個1 629.75 ms處的峰（圖8），圖中加熱后乳化凝膠第2峰和第3峰出現(xiàn)銜接的現(xiàn)象，可能是脂肪信號的影響。不同處理組的4個峰弛豫時間分別為6.12～8.27、41.41～45.45、230.01、1629.75 ms，峰面積比分別為0.30%～0.52%、6.12%～9.71%、75.35%～82.89%、9.39%～10.64%，前3個峰分別對應(yīng)肌原纖維蛋白乳化凝膠中T2b（結(jié)合水）、T21（與蛋白質(zhì)分子結(jié)合緊密的水或脂肪）、T22（乳化凝膠中不易流動水和脂肪），第4峰則被認(rèn)為是從乳化凝膠蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)中析出的自由水和脂肪，也就是乳化凝膠的汁液流失。由表2可知，加熱后低鈉組的汁液流失明顯大于其他3組（P＜0.05），鉀替代組汁液流失最小，但與鎂替代組和常鈉組汁無顯著差異（P＞0.05），說明MgCl2和KCl部分替代NaCl均能改善低鹽引起的肌原纖維蛋白乳化凝膠汁液流失嚴(yán)重的現(xiàn)象。且KCl替代要比MgCl2替代效果更加明顯，這與乳化特性的實驗結(jié)果相一致。

表2 KCl、MggCCll2部分替代NaCl及熱處理對肌原纖維蛋白乳化凝膠弛豫時間T2峰面積比的影響Table 2 Effects of partially substituting NaCl with KCl or MgCl2 aanndd heating on the peak area ratio of pork myofibrillar protein emulsified gel

圖8 加熱對豬肉肌原纖維蛋白乳化凝膠弛豫時間T2及峰面積的影響Fig.8 Effects of heating on the transverse relaxation times (T2) and peak area ratio of pork myofibrillar protein emulsified gel

另外，加熱后形成的乳化凝膠與加熱前的乳化物相比，弛豫時間T21和T22明顯減少，說明加熱處理會使水分子與肌原纖維蛋白結(jié)合更加緊密，水的流動性降低，這與Li Chunbao等[35]的研究結(jié)果相一致，他們發(fā)現(xiàn)加熱處理可以使此組分水的弛豫時間顯著下降。加熱之后乳化凝膠第2峰和第3峰的峰面積比比加熱前的乳化物顯著降低（P＜0.05），且多出1個第4峰（圖8），表明這兩部分水或脂肪在熱加工過程中發(fā)生了轉(zhuǎn)變，部分結(jié)合水或脂肪轉(zhuǎn)變?yōu)橹何龀龅鞍踪|(zhì)凝膠網(wǎng)絡(luò)，出現(xiàn)此現(xiàn)象的原因可能是熱加工過程中，肌原纖維蛋白與肌原纖維蛋白之間和肌原纖維蛋白與脂肪之間發(fā)生相互作用形成乳化凝膠[24,36]，而在乳化凝膠形成過程中，肌原纖維蛋白發(fā)生構(gòu)象變化析出了一部分在勻漿過程中吸附于蛋白質(zhì)的水分或被蛋白質(zhì)包裹的脂肪，從而產(chǎn)生汁液流失，即第4峰。

3 結(jié) 論

研究結(jié)果表明降低NaCl濃度，豬肉肌原纖維蛋白乳化凝膠特性會顯著降低，在生產(chǎn)中這將造成乳化型肉制品出水出油等產(chǎn)品質(zhì)量劣變問題。對比低鈉組，KCl部分替代NaCl后顯著增加肌原纖維蛋白溶解度、黏度、乳化穩(wěn)定性和乳化能力，改善乳化凝膠的黏彈性，降低乳化凝膠汁液流失，提高了產(chǎn)品出品率。而MgCl2部分替代NaCl對肌原纖維蛋白在降低食鹽含量后產(chǎn)生的乳化特性（溶解度、黏度、乳化穩(wěn)定性和乳化能力）劣變問題沒有明顯改善，但能提高肌原纖維蛋白乳化凝膠的黏彈性并降低汁液流失。這說明KCl和MgCl2部分替代NaCl都能改善低鹽引起的肌原纖維蛋白功能特性劣變，但KCl在開發(fā)低鈉乳化型肉制品方面會有更好的應(yīng)用前景。

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Effect of Partially Substituting NaCl with KCl or MgCl2on Emulsion Gel Properties of Pork Myofibrillar Protein

WEI Chao-gui1, WU Ju-qing1, SHAO Jun-hua2, XU Xing-lian1, ZHOU Guang-hong1,*
(1. Key Laboratory of Meat Processing and Quality Control, Ministry of Education, Nanjing Agricultural University, Nanjing 21 0095, China; 2. Research Institute of Food Science, Bohai University, Jinzhou 121013, China)

The aim of this study was to find a method to reduce the salt content of emulsion-type meat products while maintaining good quality. The emulsifying properties and emulsion gel properties of pork myofibrillar protein prepared with either KCl or MgCl2as partial substitutes for NaCl were evaluted. The results showed that in comparison with the low-NaCl group (0.4 mol/L), adding KCl significantly enhanced the solubility, viscosity, emulsion stability and emulsifying capacity o f myofibrillar protein, improved the viscoelasticity and reduced the juice loss of the emulsion gels. The solubility, viscosity, emulsion stability, and emulsifying ability of myofibrillar protein with reduced NaCl content were not obviously improved by partially replacing NaCl with MgCl2; however, adding MgCl2improved the viscoelasticity and reduced the juice loss of the emulsion gels.

myofibrillar protein; emulsification; emulsion gel properties; salt substitutes

TS251.1

A

1002-6630（2014）05-0089-07

10.7506/spkx1002-6630-201405018

2012-11-14

江蘇省科技成果轉(zhuǎn)化專項（BA2009007）；國家自然科學(xué)基金面上項目（31371795）；

“十二五”農(nóng)村領(lǐng)域國家科技計劃項目（2012BAD28B01-04）；“十二五”國家科技支撐計劃項目（2012BAD28B03）

魏朝貴（1988—），男，碩士研究生，研究方向為肉品加工與質(zhì)量安全控制。E-mail：chaoguiwei@163.com

*通信作者：周光宏（1960—），男，教授，博士，研究方向為畜產(chǎn)品加工與質(zhì)量控制。E-mail：ghzhou@njau.edu.cn