龍 譚 夏延斌 于 麗 蔡文韜

LONG Tan XIA Yan－bin YU Li CAI Wen－tao

（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖南 長沙 410128）

（College of Food Science and Technology，Hunan Agricultural University，Changsha，Hunan 410128，China）

牛肉丸是中國的一種傳統(tǒng)美食，因其獨(dú)特的口感和風(fēng)味，深受廣大消費(fèi)者的喜愛。傳統(tǒng)的牛肉丸通過原料肉修整、擂潰、制丸、煮制等工藝加工而成，牛肉丸質(zhì)構(gòu)特性是衡量其品質(zhì)的重要指標(biāo)，品質(zhì)優(yōu)良的牛肉丸具有良好的凝膠特性，因此，如何加工出凝膠強(qiáng)度高、彈性好、美味的牛肉丸是工業(yè)化生產(chǎn)需要解決的關(guān)鍵問題。很多研究［1，2］指出，肉糜類產(chǎn)品成型時質(zhì)構(gòu)的優(yōu)劣受到很多因素的影響，如多糖類物質(zhì)的濃度及分子狀況、蛋白質(zhì)的濃度及分子狀況、一些加工工藝參數(shù)的影響等。

轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶是一種允許在食品中應(yīng)用的食品加工助劑，其主要作用是催化食品體系中蛋白質(zhì)間的酰基轉(zhuǎn)移反應(yīng)，促使蛋白質(zhì)分子中賴氨酸的ε－氨基與谷氨酸的γ－羥酰胺基形成共價鍵，從而改善制品的質(zhì)構(gòu)特性，賦予制品更加優(yōu)良的品質(zhì)［3－5］。在肉制品加工中，轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶主要用于肉糜制品、重組肉制品的生產(chǎn)，研究［6－8］表明，通過加入轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶，肉糜制品與重組肉制品的質(zhì)構(gòu)特性得到顯著改善。轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶在牛肉制品中的應(yīng)用研究很少，段茂華［9］運(yùn)用轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶與蛋白酶協(xié)同處理鮮牛肉，顯著改善了牛肉的加工特性；董建國等［10］運(yùn)用超高壓技術(shù)結(jié)合轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶處理碎牛肉，有效提高了牛肉凝膠的硬度、凝膠強(qiáng)度和咀嚼性，但牛肉的彈性顯著下降。本研究以轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶添加量、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間3個因素作為研究對象，以牛肉丸彈性、凝膠強(qiáng)度、咀嚼性為指標(biāo)，優(yōu)化牛肉丸加工過程中轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶的反應(yīng)條件。以研制出口感好、質(zhì)構(gòu)特性佳的牛肉丸為目的，為牛肉丸的產(chǎn)業(yè)化提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

黃牛后腿肉、生姜、料酒、五香粉、胡椒粉、肉豆蔻粉、食鹽、白糖：市售；

木薯淀粉、大豆分離蛋白：山東禹王實(shí)業(yè)有限公司；

卡拉膠：鄭州億之源化工產(chǎn)品有限公司；

復(fù)合磷酸鹽：三聚磷酸鹽∶焦磷酸鹽為3∶2，湖北興發(fā)化工集團(tuán)；

轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶：125 U／g，上海東圣食品有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

絞肉機(jī)：BJBJ－60型，石家莊曉進(jìn)食品機(jī)械有限公司；

斬拌機(jī)：BZBJ－O型，杭州艾博科技工程有限公司；

精密電子天平：TE212－L型，賽多利斯科學(xué)儀器（北京）有限公司；

電子天平：TP－5200B型，湘儀天平儀器設(shè)備有限公司；

水浴鍋：CJ－800L型，上海醫(yī)療器械七廠；

質(zhì)構(gòu)分析儀：TA－XT2i型，英國Stable System公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 工藝流程

牛肉→預(yù)處理→絞碎→配料→斬拌→制丸成型→凝膠化→煮制→冷卻→冷藏

1.3.2 牛肉丸基本配方 原料肉500 g（瘦肉350 g，肥膘150 g）、食鹽12.5 g、三聚磷酸鹽1.2 g、焦磷酸鹽0.8 g、白糖10 g、卡拉膠1 g、大豆分離蛋白10 g、木薯淀粉75 g、冰水100 m L、復(fù)合香辛料17 g，轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶添加量按單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)添加（0%，0.25%，0.50%，0.75%，1.00%，1.25%）。

1.3.3 操作要點(diǎn)

（1）原料肉預(yù)處理：市售合格牛肉清洗后切成10 cm×5 cm×3 cm的小塊備用，豬肥膘切成8 cm×4 cm×3 cm的條塊狀，用絞肉機(jī)將牛肉和肥膘分別絞碎，原料經(jīng)絞制后立即斬拌或放在0～4℃的低溫環(huán)境中備用。

（2）斬拌：將絞碎的肉糜倒入斬拌機(jī)里，斬拌成泥狀，再按先后秩序添加食鹽、磷酸鹽、肥肉膘、各種輔料，再高速斬拌成粘稠的細(xì)餡，最后加入淀粉充分?jǐn)匕杈鶆?，在整個斬拌過程中，肉餡的溫度要盡量控制在10℃以下。

（3）凝膠化：將斬拌后的肉餡靜置半小時，使其進(jìn)一步乳化，然后手工制丸，控制肉丸直徑為2 cm左右，將肉丸浸入設(shè)定好的轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶反應(yīng)溫度的恒溫水浴鍋中一段時間，使轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶充分反應(yīng)。

（4）煮制：將成型后的肉丸置于90℃的水中煮制，待肉丸從底部漂浮至表面后停止加熱。

1.3.4 單因素試驗(yàn) 本研究首先進(jìn)行單因素試驗(yàn)，分別對加工過程中的成型溫度、轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶添加量、成型時間進(jìn)行單因素試驗(yàn)，分析其對彈性、凝膠強(qiáng)度、咀嚼性等質(zhì)構(gòu)特性的影響，以確定單因素的最佳條件。

（1）反應(yīng)溫度的影響：分別選取成型溫度25，35，45，55，65，75℃，轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶添加量0.5%，反應(yīng)時間0.5 h，研究轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶反應(yīng)溫度對牛肉丸質(zhì)構(gòu)特性的影響。

（2）轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶添加量的影響：反應(yīng)溫度55℃，酶添加量分別取0%，0.25%，0.50%，0.75%，1.00%，1.25%，成型時間0.5 h，研究轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶添加量對牛肉丸質(zhì)構(gòu)特性的影響。

（3）反應(yīng)時間的影響：反應(yīng)溫度55℃，轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶添加量0.5%，成型時間分別取0.25，0.50，0.75，1.00，1.25，1.50 h，研究成型時間對牛肉丸質(zhì)構(gòu)特性的影響。

1.3.5 產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)特性測定

（1）彈性、咀嚼性的測定：將肉丸切成厚度為15 mm的鼓狀，采用SMS P／36R型探頭對樣品進(jìn)行全質(zhì)構(gòu)測試。測定參數(shù)：測前速度1 mm／s；測試速度5 mm／s；測后速度5 mm／s；壓縮程度55%；兩次壓縮之間停留時間5 s；觸發(fā)類型自動，觸發(fā)力5 g［11］。

（2）凝膠強(qiáng)度的測定：將制備好的牛肉丸從4℃溫度下取出，室溫放置，使肉丸溫度平衡至室溫，然后將其切成厚度為15 mm的鼓狀，破斷強(qiáng)度和凹陷度直接采用質(zhì)構(gòu)儀測定。采用直徑為5 mm的球形探頭，測定參數(shù)：樣品高度15 mm；測試前速度1 mm／s；測試速度2 mm／s；下壓距離10 mm，曲線上的第一個峰即為破斷強(qiáng)度，對應(yīng)的距離為凹陷度。其中破斷強(qiáng)度反映了牛肉丸凝膠的硬度，凹陷度反映了牛肉丸凝膠的彈性。二者的乘積即為凝膠強(qiáng)度［12］。

1.3.6 感官評分 牛肉丸感官評分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 牛肉丸感官評價評分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sense grade standard of beef ball

2 結(jié)果與討論

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1.1 反應(yīng)溫度對牛肉丸質(zhì)構(gòu)特性的影響 由圖1～2可知，成型溫度從25℃提高到55℃，牛肉丸彈性、咀嚼性、凝膠強(qiáng)度均有增強(qiáng)的趨勢，這是因?yàn)殡S著成型溫度的提高，轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶的活性增強(qiáng)，作為一種蛋白質(zhì)交聯(lián)酶，轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶顯著增強(qiáng)了牛肉丸中鹽溶性蛋白質(zhì)的交聯(lián)程度，強(qiáng)化了肉丸的質(zhì)構(gòu)特性，成型溫度從55～75℃，隨著溫度的進(jìn)一步增高，牛肉丸彈性、凝膠強(qiáng)度均下降，這是因?yàn)闇囟冗^高，轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶的活性逐漸降低，從而影響了蛋白質(zhì)的交聯(lián)程度。因此成型溫度以55℃為宜。

圖1 反應(yīng)溫度對牛肉丸彈性的影響Figure 1 Effect of TG tretment tempeture on springiness of beef ball

2.1.2 轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶添加量對牛肉丸質(zhì)構(gòu)特性的影響 由圖3～4可知，在開始時，隨著轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶添加量的增加，牛肉丸彈性、咀嚼性、凝膠強(qiáng)度均增強(qiáng)，酶添加量達(dá)到0.5%時，牛肉丸彈性達(dá)到最大值，酶添加量達(dá)到0.75%時，牛肉丸咀嚼性和凝膠強(qiáng)度均達(dá)到最大值，酶添加量繼續(xù)增加，牛肉丸彈性、咀嚼性、凝膠強(qiáng)度均沒有繼續(xù)增強(qiáng)的趨勢。主要原因是由于蛋白質(zhì)底物的濃度是一定的，雖然轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶濃度增大了，但是蛋白質(zhì)底物濃度沒有相應(yīng)增大，因而不能促進(jìn)更多蛋白質(zhì)分子的交聯(lián)，質(zhì)構(gòu)特性沒有顯著增強(qiáng)。因此酶添加量以0.75%為宜。

圖2 反應(yīng)溫度對牛肉丸咀嚼性和凝膠強(qiáng)度的影響Figure 2 Effect of TG tretment tempeture on chewiness and gelstrength of beef ball

圖3 酶添加量對牛肉丸彈性的影響Figure 3 Effect of TG dosage on springiness of beef－ball

圖4 酶添加量對牛肉丸咀嚼性和凝膠強(qiáng)度的影響Figure 4 Effect of TG dosage on chewiness and gelstrength of beef－ball

2.1.3 反應(yīng)時間對牛肉丸質(zhì)構(gòu)特性的影響 由圖5～6可知，隨著成型時間的增加，牛肉丸彈性、咀嚼性、凝膠強(qiáng)度均有增強(qiáng)，這是因?yàn)檠娱L一定的反應(yīng)時間有利于轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶對蛋白質(zhì)底物的充分作用，同時，試驗(yàn)結(jié)果表明，成型時間為0.50，0.75，1.00，1.25 h時，牛肉丸的彈性、咀嚼性、凝膠強(qiáng)度沒有明顯差異，說明酶促反應(yīng)的反應(yīng)時間并非越長越好，0.5 h即可滿足轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶對蛋白質(zhì)底物的作用。

圖5 反應(yīng)時間對牛肉丸彈性的影響Figure 5 Effect of reaction time on springiness of beef ball

圖6 反應(yīng)時間對牛肉丸咀嚼性和凝膠強(qiáng)度的影響Figure 6 Effect of reaction time on chewingness and gelstrength of beef－ball

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果與分析

在單因素試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，選取反應(yīng)溫度、轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶添加量、反應(yīng)時間進(jìn)行正交試驗(yàn)。正交試驗(yàn)因素和水平設(shè)計(jì)見表2。

表2 正交試驗(yàn)因素和水平設(shè)計(jì)Table 2 Factors level of orthogonal test

由表3、4可知，3個因素對牛肉丸彈性指標(biāo)影響程度為A＞B＞C，即反應(yīng)溫度＞酶添加量＞反應(yīng)時間，其中，成型溫度與酶添加量為顯著因子。彈性最好的組合為A2B3C3，即反應(yīng)溫度65℃，轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶添加量0.75%，反應(yīng)時間1 h。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證此組合條件下牛肉丸彈性為0.997 kg（n＝6），高于正交試驗(yàn)組合。

由表3、5可知，3個因素對凝膠強(qiáng)度影響的重要性的排序?yàn)槊柑砑恿浚痉磻?yīng)溫度＞反應(yīng)時間，其中，酶添加量對牛肉丸凝膠強(qiáng)度有顯著性影響，反應(yīng)溫度與反應(yīng)時間對牛肉丸凝膠強(qiáng)度影響不顯著，其中反應(yīng)時間R值小于誤差列，說明酶反應(yīng)時間大于0.5 h時，對牛肉丸凝膠強(qiáng)度幾乎沒有影響。凝膠強(qiáng)度最好的組合為B3A2C1。即酶添加量0.75%、反應(yīng)溫度55℃、反應(yīng)時間0.5 h。此組合條件下牛肉丸凝膠強(qiáng)度為987.7 g·mm。

表3 正交試驗(yàn)結(jié)果及分析Table 3 Result of range analysis of orthogonal test

表4 彈性方差分析表Table 4 Springiness analysis of variance table

由表3、6可知，3個因素對牛肉丸咀嚼性影響程度為酶添加量＞反應(yīng)溫度＞反應(yīng)時間，但影響均不顯著，咀嚼性最好的試驗(yàn)組合為B3A3C3。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證此組合條件下牛肉丸咀嚼性為1 711.375 g（n＝6），高于正交試驗(yàn)組合。

2.3 感官鑒定結(jié)果

對牛肉丸彈性、凝膠強(qiáng)度、咀嚼性3個指標(biāo)表現(xiàn)最好的3個試驗(yàn)組合進(jìn)行感官綜合評價，進(jìn)一步確定轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶反應(yīng)的最佳條件。

表5 凝膠強(qiáng)度方差分析表Table 5 Gelstrength analysis of variance table

表6 咀嚼性方差分析表Table 6 Chewiness analysis of variance table

由圖7可知，B3A2C1試驗(yàn)組合的感官評分高于另外兩個組合，即轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶添加量0.75%、成型溫度55℃，成型時間0.5 h。

圖7 不同試驗(yàn)組合感官評定對比結(jié)果Figure 7 Different combinations of sensory evaluation of test results

3 結(jié)論

本研究在單因素基礎(chǔ)上，通過正交分析法，以牛肉丸彈性、凝膠強(qiáng)度、咀嚼性為指標(biāo)，對酶反應(yīng)溫度、酶添加量、酶反應(yīng)時間三因素進(jìn)行優(yōu)化。分析得到酶添加量與反應(yīng)溫度對牛肉丸彈性與凝膠強(qiáng)度影響顯著。最佳條件為反應(yīng)溫度55℃、酶添加量0.75%、反應(yīng)時間0.5 h。在此條件下，生產(chǎn)出的牛肉丸質(zhì)構(gòu)特性佳，口感好。

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