林玉惠 李鵬鵬 何志勇 秦 昉 吳勝芳 陳 潔（.汕頭市天悅食品工業(yè)技術(shù)研究院有限公司，廣東 汕頭 5504；.江南大學(xué)食品科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 無(wú)錫 4）

近年來(lái)，食品工業(yè)界基于成本或營(yíng)養(yǎng)角度的考慮，大豆蛋白在肉制品中的使用越來(lái)越多，如何使含大量大豆蛋白的肉制品體系結(jié)構(gòu)保持良好的彈性和持水性成為肉制品研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。少量的大豆蛋白等非肉蛋白添加到肉制品配方中，可以改善肉制品的凝膠性、持水保油性，并提高產(chǎn)品得率［1］。但是大劑量添加大豆蛋白等往往會(huì)使得肉制品的品質(zhì)下降，包括凝膠強(qiáng)度、彈性和持水性［1，2］。Chin等［3］發(fā)現(xiàn)使用2.2%商業(yè)大豆蛋白替代肉蛋白不影響B(tài)ologna香腸的凝膠強(qiáng)度，但當(dāng)替代量為4.4%時(shí)會(huì)促使香腸質(zhì)構(gòu)變軟。目前，關(guān)于影響肌纖維蛋白凝膠體系因素方面，包括pH、離子強(qiáng)度、加工工藝參數(shù)、肌纖維蛋白濃度、加熱速率、溫度、壓強(qiáng)、外源物質(zhì)（各類親水性多糖、脂肪、TG、大豆蛋白及其他蛋白）等對(duì)于肌纖維蛋白的影響研究已經(jīng)相對(duì)透徹［4－8］。然而，在含有大量雜蛋白例如大豆蛋白的肌原纖維蛋白體系中，對(duì)各種外源物質(zhì)、pH、離子強(qiáng)度是如何影響復(fù)合蛋白體系性質(zhì)的研究較少。迄今為止，僅Lin等［8］報(bào)道過(guò)大豆蛋白、多糖及肌纖維蛋白三者相互作用，其研究主要針對(duì)于體系的乳化特性。

事實(shí)上，中國(guó)肉制品體系中，不僅添加了大豆蛋白，且添加量相對(duì)較多，現(xiàn)有的肌纖維蛋白凝膠理論很難支持含有大量大豆蛋白的肉制品體系質(zhì)量問(wèn)題的解決?；诖耍驹囼?yàn)擬通過(guò)模擬體系，利用商業(yè)大豆蛋白，以黃原膠為代表，探討親水膠體對(duì)含有大豆蛋白的肌原纖維蛋白在不同鹽濃度條件下的凝膠特性和凝膠結(jié)構(gòu)的影響，以期為提高含有高比例大豆蛋白的肉制品的品質(zhì)提供依據(jù)，同時(shí)為商業(yè)大豆蛋白的應(yīng)用拓展途徑。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

黃原膠粉：丹尼斯克（蘇州）有限公司；

大豆分離蛋白：平頂山天晶植物蛋白有限公司；

豬外脊肉：購(gòu)于無(wú)錫歐尚超市；

濃鹽酸、氫氧化鈉、硫酸銅、酒石酸鉀鈉、氯化鈉、氯化鎂、EGTA、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、牛血清白蛋白，二甲基硅油：分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 試驗(yàn)儀器

高速冷凍離心機(jī)：Avanti J－26XP型，美國(guó)Beckman公司；

冷凍干燥機(jī)：Christ ALPHA 1－4LSC型，德國(guó) Martin Christ公司；

質(zhì)構(gòu)儀：TA－XT Plus型，英國(guó) Stable Micro Systems公司；

流變儀：AR G2型，美國(guó)TA Instrument公司；

紫外光可見(jiàn)分光光度計(jì)：UV－2800H型，尤尼柯（上海）儀器有限公司；

高速組織搗碎機(jī)：DS－1型，上海精科實(shí)業(yè)有限公司；

電子天平：JB5374－91型，梅特勒—托利多儀器有限公司；

分析天平：AL204型，梅特勒—托利多儀器有限公司；

磁力攪拌器：RO 10power型，廣州儀科實(shí)驗(yàn)室技術(shù)有限公司；

pH計(jì)：SevenEasy型，梅特勒—托利多儀器有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 大豆分離蛋白及多糖溶液的配制 將大豆分離蛋白和黃原膠分別溶解于0.1，0.3，0.6mol/L NaCl，pH 6.25的磷酸鹽緩沖液中，配制成5%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的大豆蛋白和黃原膠溶液。

1.3.2 肌原纖維蛋白的提取 根據(jù)文獻(xiàn)［6］的方法從豬外脊瘦肉中提取肌原纖維蛋白。冷凍豬外脊肉放入4℃冰箱中解凍4h，去除可見(jiàn)脂肪和結(jié)締組織，稱重，加入4倍體積（V/m）的 分 離 緩 沖 液 （0.1mol/L NaCl，50mmol/L Na2HPO4，2mmol/L MgCl2，1mmol/L EGTA，pH 7.0），斬拌混勻，將混合液離心（2 000×g，15min，4℃），取沉淀。重復(fù)上述操作兩次。按4倍體積（V/m）0.1mol/L NaCl溶液，離心兩次（2 000×g，15min，4℃），在最后一次離心前用雙層紗布過(guò)濾掉可見(jiàn)的網(wǎng)狀物結(jié)締組織，將混合液的pH值調(diào)到6.25，最后將肌原纖維蛋白分離物在碎冰中保存。

使用雙縮脲方法測(cè)定肌纖維蛋白中蛋白含量，用牛血清蛋白作為標(biāo)準(zhǔn)蛋白測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)曲線。并用0.1，0.3，0.6mol/L NaCl，pH 6.25的磷酸鹽緩沖液將肌纖維蛋白濃度校正到50mg/mL，在碎冰中保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.3 肌纖維蛋白、大豆分離蛋白及黃原膠混合樣品的制備 本試驗(yàn)根據(jù)鹽濃度（0.1，0.3，0.6mol/L NaCl）的不同共分為3組，每組12個(gè)樣品。以其中鹽濃度為0.6mol/L的NaCl為例，MP∶SPI按1∶0，3∶1，1∶1（m∶m）混合，使每個(gè)樣品的蛋白濃度保持在40mg/mL，而黃原膠有0.0%，0.1%，0.5%，1.0%4個(gè)濃度梯度，共計(jì)12個(gè)樣品。

1.3.4 混合樣品流變性質(zhì)的測(cè)定 參照文獻(xiàn)［6］修改如下：利用AR G2流變儀在樣品形變的線性區(qū)域，采用小幅正弦振蕩模式對(duì)0.3，0.6mol/L NaCl兩個(gè)鹽濃度混合樣品形成凝膠過(guò)程中彈性模量（G′）的變化進(jìn)行測(cè)定。使用直徑為2cm的平板夾具，從20℃以2℃/min的升溫速率升到80℃，頻率為0.1Hz，最大應(yīng)變?yōu)?.02，板間距為1mm，在夾具與樣品的邊緣滴加硅油，以防止水分蒸發(fā)，將保護(hù)蓋扣在夾具外部。流變儀記錄混合樣品在加熱形成凝膠過(guò)程中，整個(gè)體系的彈性模量的變化。

1.3.5 混合樣品的凝膠強(qiáng)度測(cè)定 按照1.3.3的方法制備混合樣品后，置于50mL的離心管中，以800r/min的轉(zhuǎn)速離心10min，脫出樣品中的氣泡，每個(gè)樣品稱取5g轉(zhuǎn)移至16.8mm的平底玻璃管中，并用保鮮膜封口。水浴加熱，升溫到80℃，加熱速率維持在1.0～1.2℃/min。達(dá)到目標(biāo)溫度后，迅速將樣品置于冰水中快速冷卻，并在4℃冰箱中放置過(guò)夜。

樣品的凝膠強(qiáng)度參照文獻(xiàn)［6］修改如下：測(cè)試前將放置過(guò)夜的蛋白凝膠樣品先于25℃的恒溫水浴中平衡1h。質(zhì)構(gòu)儀參數(shù)：P/0.5圓柱形探頭，測(cè)定前速度為1.0mm/s，測(cè)定速度為0.5mm/s，測(cè)后速度為10mm/s，測(cè)定距離為樣品高度的50%，觸發(fā)類型為自發(fā)，觸發(fā)力為5g，數(shù)據(jù)采集速度為200包/s。凝膠強(qiáng)度定義為探頭在下壓過(guò)程中最大感應(yīng)力。

1.3.6 混合樣品的凝膠持水性測(cè)定 參照文獻(xiàn)［6］修改如下：按照1.3.5方法制備的蛋白凝膠低溫放置過(guò)夜，將樣品（m0）取出并轉(zhuǎn)移到50mL的離心管中，樣品和離心管總質(zhì)量為m1，離心參數(shù)：10 000×g，10min，4℃。然后將上清液倒掉，并用濾紙吸去凝膠塊表面的殘留水分，此時(shí)的樣品和離心管質(zhì)量為m2。凝膠持水性（WHC）按式（1）計(jì)算：

式中：

WHC——凝膠持水性，%；

m0——樣品質(zhì)量，g；

m1——離心前樣品和離心管總質(zhì)量，g；

m2——離心后將上清液倒掉并用濾紙吸附表面殘留水分后稱重獲得的樣品和離心管總質(zhì)量，g。

1.3.7 混合樣品的微觀結(jié)構(gòu) 利用XL－30ESEM環(huán)境掃描電鏡（ESEM）觀察凝膠的微觀結(jié)構(gòu)。將制備的蛋白凝膠切成約5mm×3mm×7mm的凝膠塊，并粘于ESEM專用的圓形模具上，并置于ESEM樣品室中觀察。測(cè)試條件：加速電壓20kV，恒壓119.97Pa，放大倍數(shù)為800倍。

1.3.8 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析 本試驗(yàn)數(shù)據(jù)為3次平行。使用Excel軟件進(jìn)行表格設(shè)計(jì)及計(jì)算；使用Statistix軟件，采用LSD法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性分析，并用Origin 8.0作圖。

2 結(jié)果與討論

2.1 黃原膠對(duì)SPI—MP復(fù)合蛋白體系彈性模量的影響

SPI及黃原膠在不同的鹽濃度下對(duì)肌纖維蛋白流變性質(zhì)的影響見(jiàn)圖1。由圖1（a～c）可知，在0.6mol/L NaCl鹽濃度下，純肌纖維蛋白的儲(chǔ)存模量G′在溫度40℃時(shí)開(kāi)始上升，50 ℃時(shí)達(dá)到最大值，58 ℃時(shí)達(dá)到最小值，這與報(bào)道［7，9］類似。黃原膠的加入，幾乎不改變肌纖維蛋白的凝膠溫度，但可使凝膠強(qiáng)度大幅度上升，可能是同一體系中，由于互不相容的大分子相互競(jìng)爭(zhēng)空間，黃原膠的加入使得肌纖維蛋白的相對(duì)濃度變大，所以在黃原膠添加濃度一定的條件下，混合體系的G′是隨著黃原膠添加量增加而不斷增加［10］。而隨著大豆蛋白的加入，儲(chǔ)存模量G′上升溫度推后，且強(qiáng)度變?nèi)?。研究?］表明，50℃左右肌纖維蛋白G′上升，可能是基于肌纖維蛋白中肌球蛋白重鏈發(fā)生變性，并通過(guò)二硫鍵交聯(lián)聚集。而大豆蛋白加入后導(dǎo)致MP重鏈變性和交聯(lián)峰往高溫方向推移，暗示0.6mol/L NaCl鹽濃度下大豆蛋白可能對(duì)肌纖維蛋白的凝膠存在一定干擾。

由圖1可知，在0.6mol/L NaCl鹽濃度下，各種組合的肌纖維蛋白—大豆蛋白凝膠的G′的終值均隨著黃原膠添加量增加而增加；復(fù)合凝膠中的大豆蛋白含量越高，G′越低。然而在0.3mol/L NaCl鹽濃度下（如圖1（d～f）所示），添加1%黃原膠的肌纖維蛋白—大豆蛋白（3∶1）體系，其G′不僅遠(yuǎn)高于0.3mol/L NaCl濃度下的，甚至高于0.6mol/L NaCl濃度下的。結(jié)合0.6mol/L NaCl條件下大豆蛋白的干擾效應(yīng)，暗示在低鹽濃度下肌纖維蛋白溶解性不足的情況下，少量大豆蛋白和較大量黃原膠的加入對(duì)復(fù)合蛋白具有良好的凝膠促進(jìn)作用。

圖1 不同鹽濃度下黃原膠添加量對(duì)復(fù)合蛋白體系凝膠彈性模量的影響Figure 1 Effect of xanthan adding levels on the G′of MP—SPI composite gel with various salt levels

2.2 黃原膠對(duì)SPI—MP復(fù)合蛋白體系凝膠強(qiáng)度的影響

由表1可知，0.1，0.3mol/L NaCl鹽濃度下，純肌纖維蛋白幾乎不成凝膠，凝膠強(qiáng)度非常弱；少量大豆蛋白的加入，在總蛋白濃度不變的情況下，使得復(fù)合凝膠的凝膠強(qiáng)度變強(qiáng)，尤其是0.1mol/L鹽濃度條件下，3%MP＋1%SPI樣品的凝膠強(qiáng)度遠(yuǎn)高于純肌纖維蛋白凝膠；進(jìn)一步加大SPI比例，凝膠強(qiáng)度再次弱化?？赡苁窃诩±w維蛋白溶解不足情況下，加入的低濃度大豆蛋白分子因疏水相互作用力和分子之間的纏繞包埋，起到了協(xié)同作用［11］，但高濃度大豆蛋白的添加將會(huì)有破壞作用。黃原膠的加入，使得復(fù)合蛋白凝膠強(qiáng)度有增大的趨勢(shì)，但濃度高于0.5%時(shí)，增強(qiáng)效果不明顯。該結(jié)果與流變結(jié)果一致，證實(shí)了在低鹽濃度下肌纖維蛋白溶解性不足的情況下，少量大豆蛋白和較大量黃原膠的加入對(duì)復(fù)合蛋白具有良好的凝膠促進(jìn)作用。

0.6mol/L NaCl高鹽濃度下，在純肌纖維蛋白體系中，隨著黃原膠添加量的增加，體系的凝膠強(qiáng)度顯著下降，可能是陰離子多糖黃原膠與帶同種電荷的肌纖維蛋白會(huì)產(chǎn)生拮抗作用，破壞了凝膠結(jié)構(gòu)［12］。同時(shí)，加入大豆蛋白也使得蛋白體系凝膠強(qiáng)度減弱［13］。值得指出的是，在肌纖維蛋白—大豆蛋白（3∶1）體系中，添加0.1%～1.0%的黃原膠并不能顯著改變體系的凝膠強(qiáng)度，暗示著高鹽濃度下低濃度大豆蛋白可以使黃原膠對(duì)復(fù)合蛋白凝膠體系的破壞程度減弱。

2.3 黃原膠對(duì)SPI—MP復(fù)合蛋白體系凝膠持水性的影響

由表2可知，0.1，0.3mol/L NaCl鹽濃度下，縱向比較純肌纖維蛋白與3%MP＋1%SPI樣品，不管是否添加黃原膠，3%MP＋1%SPI樣品的持水性均高于純肌纖維蛋白樣品組；橫向比較黃原膠的應(yīng)用效果，隨著黃原膠加入量上升，各種樣品的持水性均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。上述結(jié)果說(shuō)明，低鹽濃度下低含量大豆蛋白對(duì)復(fù)合蛋白有良好促進(jìn)凝膠作用，同時(shí)低鹽濃度下，黃原膠對(duì)于復(fù)合蛋白體系具有提升持水性效應(yīng)。

0.6mol/L NaCl鹽濃度下，縱向看，大豆蛋白的加入，復(fù)合蛋白體系持水性呈下降趨勢(shì)，黃原膠的加入可以改變大豆蛋白對(duì)復(fù)合凝膠持水性的破壞傾向；橫向看，黃原膠用量的增加，可以改善肌纖維蛋白—大豆蛋白復(fù)合凝膠持水性。

表1 不同鹽濃度下黃原膠添加量對(duì)復(fù)合蛋白體系凝膠強(qiáng)度的影響Table 1 Effect of xanthan adding levels on the gel strength of MP—SPI composite with various salt levels

表1 不同鹽濃度下黃原膠添加量對(duì)復(fù)合蛋白體系凝膠強(qiáng)度的影響Table 1 Effect of xanthan adding levels on the gel strength of MP—SPI composite with various salt levels

同一鹽濃度不同字母表示結(jié)果具有顯著性差異（P＜0.05）。

氯化鈉/（mol·L－1） 蛋白質(zhì) 黃原膠0.0% 0.1% 0.5% 1.0%4%MP 19.9±4.1f 22.1±0.4f 54.9±8.9d 62.6±4.8c 0.1 3%MP＋1%SPI 72.1±6.8b 68.5±5.2bc 89.0±7.8a 83.0±3.9a 2%MP＋2%SPI 25.0±1.5f 36.3±2.5e 68.9±4.6bc 71.9±4.8b 4%MP 33.3±0.8de 37.3±7.8d 91.0±6.2a 75.3±3.8b 0.3 3%MP＋1%SPI 56.7±2.0c 56.9±4.5c 90.9±11.7a 98.8±12.3a 2%MP＋2%SPI 25.9±0.9e 36.3±1.4de 68.3±3.4b 77.2±4.2b 4%MP 202.1±19.3a148.4±8.4b 135.9±8.6bc 122.1±19.8c 0.6 3%MP＋1%SPI 96.6±4.0d 90.1±9.9de 103.6±7.9d 97.6±11.9d 2%MP＋2%SPI 20.5±5.0g 31.5±2.5g 61.8±0.3f 75.2±3.9ef

表2 不同鹽濃度下黃原膠添加量對(duì)復(fù)合蛋白凝膠持水性的影響Table 2 Effect of xanthan adding levels on the WHC of MP—SPI composite gel with various salt levels

表2 不同鹽濃度下黃原膠添加量對(duì)復(fù)合蛋白凝膠持水性的影響Table 2 Effect of xanthan adding levels on the WHC of MP—SPI composite gel with various salt levels

同一鹽濃度不同字母表示結(jié)果具有顯著性差異（P＜0.05）。

氯化鈉/（mol·L－1） 蛋白質(zhì) 黃原膠0.0% 0.1% 0.5% 1.0%4%MP 26.10±0.52g 37.07±5.94f 70.65±5.39c 102.98±1.04a 0.1 3%MP＋1%SPI 46.96±1.00e 56.12±10.19d 86.37±3.01b 96.63±2.57a 2%MP＋2%SPI 45.53±0.95e 49.72±1.60de 77.85±8.66c 101.60±0.72a 4%MP 28.48±0.86g 45.00±4.94e 72.72±2.31c 99.06±1.25a 0.3 3%MP＋1%SPI 48.52±1.76e 59.44±3.26d 85.21±6.53b 101.09±1.16a 2%MP＋2%SPI 37.55±0.88f 57.44±3.24d 86.73±4.88b 96.08±7.95a 4%MP 89.21±3.03d 84.01±5.41e 94.78±1.21bc 99.18±1.02a 0.6 3%MP＋1%SPI 56.69±1.59g 76.63±2.73f 93.53±3.70c 98.55±1.00ab 2%MP＋2%SPI 44.16±0.20h 53.80±0.48g 85.83±1.83de 99.55±0.45a

2.4 黃原膠對(duì)SPI—MP復(fù)合蛋白體系凝膠微觀結(jié)構(gòu)的影響

利用環(huán)境掃描電鏡（ESEM）直接觀察含水樣品，可以比較直接地觀察樣品在原始狀態(tài)下的微觀結(jié)構(gòu)。如圖2（a）所示，高鹽濃度下純肌纖維蛋白凝膠呈現(xiàn)出纖維狀及棒狀的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，與Feng等［13］報(bào)道結(jié)果相吻合；圖2（b）是大豆蛋白加入條件下的掃描結(jié)果圖，可以看出凝膠纖維狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)減少，形成柔軟質(zhì)地的凝膠［14］。

圖2（d）與圖2（c）相比，復(fù)合蛋白凝膠空隙明顯減少，表明低鹽濃度下低濃度大豆蛋白填充，能起到良好促進(jìn)凝膠的作用。由圖2（e）可知，添加0.5%黃原膠，復(fù)合蛋白凝膠空隙明顯減少并形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，暗示低鹽濃度下黃原膠能夠改善復(fù)合蛋白凝膠結(jié)構(gòu)。如圖2（f）所示，0.5%黃原膠肌纖維蛋白—大豆蛋白（3∶1）低鹽濃度體系，形成了更為緊湊的凝膠結(jié)構(gòu)，ESEM說(shuō)明在低鹽條件下肌纖維蛋白溶解不足時(shí)，黃原膠的強(qiáng)持水能力及大豆蛋白的填充起到了凝膠促進(jìn)作用，可能是少量大豆蛋白和較大量黃原膠加入能夠提高復(fù)合蛋白儲(chǔ)存模量、凝膠強(qiáng)度及持水性的原因。

圖2 不同鹽濃度下黃原膠添加量對(duì)復(fù)合蛋白體系微觀結(jié)構(gòu)的影響Figure 2 Effect of xanthan adding levels on the network of MP—SPI composite gel with various salt levels

3 結(jié)論

本研究通過(guò)詳細(xì)討論大豆蛋白－肌纖維蛋白－黃原膠三相體系中影響復(fù)合凝膠強(qiáng)度的因素，明確了大豆蛋白和黃原膠分別對(duì)肌纖維蛋白以及混合物的凝膠特征和持水性的影響。結(jié)果顯示在低鹽濃度下，低含量大豆蛋白對(duì)肌纖維蛋白—大豆蛋白復(fù)合凝膠具有良好地促進(jìn)凝膠作用和凝膠持水性提高效應(yīng)，黃原膠的加入會(huì)提高復(fù)合蛋白體系持水性；在高鹽濃度下，不同含量大豆蛋白對(duì)肌纖維蛋白—大豆蛋白復(fù)合凝膠強(qiáng)度和持水性均有破壞效應(yīng)；黃原膠的加入可以改變大豆蛋白對(duì)復(fù)合凝膠持水性和凝膠強(qiáng)度的破壞傾向。上述結(jié)果澄清了大豆蛋白在不同鹽含量條件下對(duì)肌纖維蛋白的干擾效應(yīng)，闡明了在肉制品中大量使用大豆蛋白的途徑以及減少由于大豆蛋白大量使用導(dǎo)致肉制品品質(zhì)下降的方法，為低鹽肉制品、高大豆蛋白肉制品品質(zhì)的提升提供了依據(jù)。

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