蔡汝瑩 李凌云 王 鵬,? 吳長(zhǎng)玲 徐幸蓮 周 輝

(1南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院,江蘇南京 210095;2江蘇雨潤(rùn)肉類產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司,江蘇南京 210041)

凝膠乳化肉制品具有良好的質(zhì)構(gòu)特性與口感,是深受消費(fèi)者喜愛(ài)的肉類食品之一。從凝膠乳化肉制品的原料角度看,在較高鹽濃度(＞0.5 mol·L-1NaCl)下肌原纖維蛋白(myofibrillar protein,MP)可以從肉中被提取出來(lái),并發(fā)揮油-水乳化作用及熱誘導(dǎo)凝膠作用[1-3]。除了受鹽濃度的影響外,MP 功能性的發(fā)揮還受到pH 值、溫度和非肉蛋白等的影響[4-5],其中非肉蛋白包括植物性大豆蛋白和動(dòng)物性的血漿蛋白、酪蛋白酸鈉(sodium caseinate,SC)等[6-8]。非肉蛋白添加到凝膠乳化體系中主要通過(guò)2 種途徑：一是在斬拌過(guò)程中加入,以補(bǔ)充水相中蛋白總量;二是利用非肉蛋白與植物油脂進(jìn)行預(yù)乳化,而后將預(yù)乳化液部分替代豬背膘從而降低產(chǎn)品總體的飽和脂肪含量[9-10]。前者非肉蛋白起到強(qiáng)化乳化肉糜連續(xù)相網(wǎng)絡(luò)的作用,后者乳化球膜上的非肉蛋白與連續(xù)相肉蛋白相互作用對(duì)乳化體系的穩(wěn)定性有很大影響[7,11]。由此可見(jiàn),凝膠乳化產(chǎn)品中蛋白質(zhì)之間的相互作用與乳化肉糜體系穩(wěn)定、熱誘導(dǎo)凝膠體系形成直接相關(guān)。與食品蛋白間互作的研究[12]相比,肉蛋白相關(guān)的研究多集中在谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶等對(duì)肉蛋白體系的交聯(lián)增強(qiáng)作用[13-14],或單一非肉蛋白與肉蛋白的互作研究[15],尚缺乏將肉蛋白與多種非肉蛋白置于熱致凝膠模型的系統(tǒng)性探索。從典型非肉蛋白的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和應(yīng)用現(xiàn)狀角度看,血漿蛋白(porcine plasma protein,PPP)是屠宰后的重要產(chǎn)物。我國(guó)屠宰業(yè)發(fā)達(dá),畜禽血液資源豐富,血液中PPP 蛋白含量高且脂肪含量低,包括人體所必需的全部氨基酸[16],具有良好的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,但因未得到開(kāi)發(fā)而浪費(fèi)嚴(yán)重[17];雞蛋白分離蛋白(egg-white protein isolate,EPI)來(lái)源于蛋清,蛋清中含有人體所必需的全部氨基酸,且其氨基酸組成與人體最為接近[18],是良好的蛋白來(lái)源;酪蛋白酸鈉(SC)是從動(dòng)物乳汁中分離出的一種蛋白衍生物,是廉價(jià)的優(yōu)質(zhì)蛋白源,在食品行業(yè)已被廣泛應(yīng)用[19]。因此,選取PPP、EPI 和SC 3 種優(yōu)質(zhì)的非肉蛋白作為本研究的非肉蛋白研究對(duì)象,在模擬肉制品加工條件(0.6 mol·L-1NaCl,pH 值6.25)下,利用質(zhì)構(gòu)、流變、低場(chǎng)核磁共振等物理化學(xué)表征手段,以相互作用指數(shù)衡量肉蛋白-非肉蛋白之間的相互作用程度,以期為畜產(chǎn)源非肉蛋白的深度利用、凝膠乳化肉制品的品質(zhì)調(diào)控及新型產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)提供理論借鑒。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

雞胸肉(宰后24 h 以內(nèi),0 ～4℃貯藏),購(gòu)自南京蘇果超市,江蘇省蘇食肉品有限公司生產(chǎn);豬血漿蛋白(恩彼蛋白NP-2009,粗蛋白含量≥78%),購(gòu)自寶迪公司;酪蛋白酸鈉(食品級(jí),粗蛋白含量≥82%),購(gòu)自江蘇博美達(dá)生命科學(xué)有限公司;雞蛋白分離蛋白(食品級(jí),粗蛋白含量≥81%),購(gòu)自厚德食品股份有限公司。

1.2 主要儀器與設(shè)備

Ultra Turrax T25 BASIS 高速勻漿機(jī),德國(guó)IKA 公司;Beckman Avanti J-E 高速離心機(jī),美國(guó)Beckman Coulter 公司;Physica MCR301 旋轉(zhuǎn)流變儀,奧地利安東帕公司;HH-3D 水浴鍋,金壇市科析儀器有限公司;TA-XT2i 質(zhì)構(gòu)儀,英國(guó)Stable Micro Systems 公司;NMI20-025V-Ⅰ核磁共振成像分析儀,蘇州紐邁電子科技有限公司;Diamond 差式掃描熱量?jī)x,珀金埃爾默儀器有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 雞胸肉中肌原纖維蛋白的提取 參考Han等[13]的方法,將雞胸肉多余脂肪和結(jié)締組織剔除,切碎成小塊后稱重,使用絞肉機(jī)絞碎后加入4 倍體積的提取液(SSS,含100 mmol·L-1KCl、20 mmol·L-1K2HPO4/KH2PO4、2 mmol·L-1MgCl2、1 mmol·L-1EGTA 和1 mmol·L-1NaN3,pH 值7.0,4℃),使用勻漿機(jī)高速勻漿30 s,間隔30 s,重復(fù)勻漿2 次,然后將所得肉漿用白色紗布過(guò)濾后2 000×g 離心10 min,舍棄表層漂浮物和上清液。取上述沉淀,加入4 倍體積混合有1% Triton X-100 的SSS 溶液,然后勻漿30 s(重復(fù)均漿2 次)后過(guò)濾,再經(jīng)2 000×g 離心10 min,保留沉淀,重復(fù)上述步驟2 ～3 次。取所得沉淀,加入4 倍體積0.1 mmol·L-1KCl,勻漿后于2 000×g 離心10 min,使用相同的KCl 溶液重復(fù)上述操作4 次,最終得到純化的MP,于4℃冷庫(kù)保存?zhèn)溆谩?/p>

選取標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)晶牛血清白蛋白(albumin from bovine serum,BSA)作為標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì),采用雙縮脲法測(cè)定MP 的蛋白質(zhì)濃度。

1.3.2 樣品制備 單一蛋白液組,即將PPP、EPI 和SC 溶于磷酸鹽緩沖液(phosphate buffered saline,PBS;含0.6 mol·L-1NaCl、50 mmol·L-1Na2HPO4/NaH2PO4,pH 值6.25),蛋白質(zhì)濃度為4% (w/w),置于冷庫(kù)攪拌過(guò)夜,使其充分溶解。將4% (w/w) MP 溶于PBS中,置于4℃冷庫(kù)保存?zhèn)溆?。?fù)合蛋白液組,即將3 種蛋白液分別與MP 蛋白液按1 ∶1 比例進(jìn)行混合,且最終體系蛋白濃度為4% (w/w),制備好后置于冷庫(kù)備用。

1.3.3 動(dòng)態(tài)流變的測(cè)定 采用旋轉(zhuǎn)流變儀進(jìn)行樣品的動(dòng)態(tài)流變測(cè)試,測(cè)試指標(biāo)包括彈性模量、粘性模量和黏度。

流變：參考Zhao 等[20]的方法并作適當(dāng)修改。采用50 mm 平板進(jìn)行測(cè)試,將樣品均勻涂布于測(cè)試臺(tái),去除樣品中的氣泡,并于20℃下平衡3 min。在樣品與空氣接觸處加液體石蠟密封,防止蛋白液的蒸發(fā)。上下狹縫設(shè)定為1 mm,角頻率1 Hz,應(yīng)變?yōu)?%,從起始溫度20℃升溫至80℃,升溫速率為2℃·min-1,溫度達(dá)到80℃后保溫10 min。測(cè)試指標(biāo)為儲(chǔ)能模量(G′)、損失模量(G″)和相位角(δ)。

黏度值：參考Picotti 等[21]和趙穎穎[22]的方法并作適當(dāng)修改。將樣品涂布于50 mm 平板上,使其分布均勻并去除氣泡,平衡30 s 后達(dá)到測(cè)試溫度25℃?？偧羟袝r(shí)間為330 s,記錄從0.1 s-1到1 000 s-1剪切速率的黏度值。

1.3.4 差示掃描量熱法的測(cè)定 通過(guò)差式掃描熱量?jī)x(differential scanning calorimeter,DSC)測(cè)定PPP、EPI、SC 和MP 的蛋白質(zhì)性質(zhì)。稱量約5 mg 樣品加入坩堝,然后密封完好,取一個(gè)空坩堝作為空白對(duì)照組。樣品掃描參數(shù)：溫度范圍為15 ～95℃,升溫速率為10℃·min-1。通過(guò)儀器配帶的軟件進(jìn)行分析計(jì)算蛋白質(zhì)的最大轉(zhuǎn)變溫度。

1.3.5 蛋白凝膠的制備 分別取各組蛋白液置于50 mL 離心管中,于2 000×g 條件下離心5 min 以去除氣泡,離心后各取10 g 樣品加入10 mL 燒杯中,每組作3個(gè)平行樣品。將樣品進(jìn)行水浴加熱,從20℃以約2℃·min-1速度線性升溫至80℃,并在80℃保溫10 min,以便形成凝膠,然后將樣品取出并迅速放入冰屑中冷卻,最后于4℃冷庫(kù)中放置24 h。

1.3.6 蛋白凝膠質(zhì)構(gòu)的測(cè)定 參考吳滿剛[23]的方法并略作修改。取出1.3.5 中放在4℃冷庫(kù)中的蛋白凝膠,于室溫下靜置30 min 后進(jìn)行質(zhì)構(gòu)測(cè)試。質(zhì)構(gòu)儀參數(shù)為：探頭類型P/5;測(cè)前速度2.00 mm·s-1;測(cè)試速度0.30 mm·s-1;測(cè)后速度2.00 mm·s-1;穿刺距離10.0 mm。蛋白凝膠的穿透力即凝膠強(qiáng)度。

1.3.7 凝膠保水性的測(cè)定 參考李慶云[24]的方法。將制備好的蛋白凝膠在0 ～4℃條件下進(jìn)行離心(10 000×g,10 min),離心后去除液體部分,分別測(cè)定離心前后蛋白凝膠質(zhì)量。按照公式計(jì)算凝膠保水性(water holding capacity,WHC)：

式中,M1表示離心后蛋白凝膠的質(zhì)量;M2表示離心前蛋白凝膠的質(zhì)量。

1.3.8 自旋-自旋弛豫時(shí)間的測(cè)定 采用低場(chǎng)NMR弛豫測(cè)定蛋白凝膠的橫向弛豫時(shí)間(T2)。稱取2 g 蛋白凝膠置于核磁管中進(jìn)行測(cè)試,測(cè)試條件為：質(zhì)子共振頻率為22 MHz,測(cè)量溫度為32℃,T2用Carr-Purcell-Mebiboom-Gill(CPMG)序列進(jìn)行測(cè)量,掃描16 次,每次間隔0.299 s,得到10 000 個(gè)回波。

1.3.9 蛋白間相互作用指數(shù)的計(jì)算方法 按照公式計(jì)算PPP、EPI、SC 與MP 間相互作用指數(shù)[25]：

式中,實(shí)際值為各組復(fù)合凝膠所測(cè)得的儲(chǔ)能模量值或凝膠強(qiáng)度值;理論值為復(fù)合凝膠組中各組分蛋白儲(chǔ)能模量或凝膠強(qiáng)度值按濃度比例的加和。

1.3.10 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì) 運(yùn)用SAS 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行單向方差分析和多重比較,其中方差分析采用ANOVA 法,多重比較采用Duncan 法。

2 結(jié)果與分析

2.1 肉蛋白-非肉蛋白相互作用對(duì)凝膠黏度的影響

由圖1 可知,PPP、EPI 和SC 3 種單一蛋白液的剪切黏度均較小,其中,SC 在剪切速率小于1.74 s-1時(shí),黏度從-0.008 Pa·s 迅速增長(zhǎng)到0.001 Pa·s,呈現(xiàn)顯著的剪切增稠現(xiàn)象,隨后黏度緩慢增長(zhǎng),最終達(dá)到0.002 Pa·s,表明在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中SC 能夠形成較為緊密的結(jié)構(gòu),從而不斷增強(qiáng)其抵抗剪切力的能力。隨著剪切速率的增加,PPP 和EPI 黏度分別從0.13、0.02 Pa·s 減小到0.002、0.001 Pa·s。MP 的最初黏度為291.2 Pa·s,在剪切速率小于1.74 s-1時(shí),黏度迅速減小到20.38 Pa·s,隨后緩慢減小直至0.08 Pa·s。

圖1 肉蛋白-非肉蛋白相互作用對(duì)蛋白凝膠黏度的影響Fig.1 Effect of interaction between meat and non-meat proteins on the viscosities of protein gels

旋轉(zhuǎn)過(guò)程中,蛋白液間發(fā)生相互作用越明顯,其黏度越高。與3 種單一蛋白液相比,含有MP 的蛋白組均表現(xiàn)出相對(duì)較高的剪切黏度(P＜0.05);而以MP 為對(duì)照組,分別加入3 種蛋白后的黏度與對(duì)照組趨勢(shì)一致,從初始85.00 ～106.00 Pa·s 的黏度范圍減小至0.041～0.043 Pa·s,均隨著剪切速率的增大逐漸降低。3 種復(fù)合溶液剪切變稀的出現(xiàn),可能是因?yàn)樾D(zhuǎn)過(guò)程中蛋白間發(fā)生微弱的絮凝,而隨著剪切速率的不斷增大絮凝結(jié)構(gòu)被破壞,最終出現(xiàn)黏度降低的現(xiàn)象。

2.2 肉蛋白與非肉蛋白流變特性的分析

由圖2 可知,PPP、EPI 和SC 3 種單一蛋白的儲(chǔ)能模量(G′)值顯著低于含有MP 的蛋白組(P＜0.05)。在初始升溫過(guò)程,PPP、EPI 和SC 3 種蛋白的G′和損耗模量(G″)均緩慢上升,且其中G″值略低于G′,這與前人的研究結(jié)果相似[26-28]。單一蛋白液的相位角(δ)較大且均大于39°,PPP 達(dá)到69.88°的最大值,表明此時(shí)蛋白液以黏性為主。隨著溫度的不斷升高,G′和G″同時(shí)增大,但G′的增幅更大,出現(xiàn)了G′大于G″的現(xiàn)象,說(shuō)明蛋白液開(kāi)始向凝膠態(tài)轉(zhuǎn)變,且彈性大于黏性。當(dāng)升溫至80℃時(shí),PPP、EPI 和SC 的G′分別達(dá)到1.93、7.69、0.05 Pa,分別是G″的5.36、7.93 和2.50倍,此時(shí)3 種蛋白液的δ 分別為10.55°、7.29°和21.22°;80℃保溫過(guò)程中PPP 和EPI 的G′和G″迅速增長(zhǎng),而SC 的G′和G″呈現(xiàn)緩慢增長(zhǎng)趨勢(shì);保溫結(jié)束后,PPP、EPI 和SC 的G′分別達(dá)到44.73、94.80、0.09 Pa,分別達(dá)到G″的10.42、13.32 和3.00 倍,表明此時(shí)PPP 和EPI 以彈性為主,同時(shí)其δ 分別為5.37°和5.00°,也證明了這一點(diǎn)。此外,SC 因受其自身蛋白性質(zhì)影響,仍以黏性為主,未形成凝膠。

圖2 肉蛋白-非肉蛋白相互作用對(duì)蛋白凝膠熱掃描流變的影響Fig.2 Effect of interaction between meat and non-meat proteins on thermal scan rheology properties of protein gels

MP+PPP 組、MP+EPI 組、MP+SC 組的G′始終高于G″。以MP 為對(duì)照組,溫度從20℃升至45℃時(shí),MP+PPP 組和MP+EPI 組的G′值有所降低,但變化趨勢(shì)與MP 組基本一致;45℃到50℃升溫過(guò)程中,MP 組G′急劇上升并達(dá)到最大值(285 Pa),表明凝膠化結(jié)構(gòu)開(kāi)始形成,而MP+PPP 組和MP+EPI 組分別上升至58.70 Pa 和155.00 Pa;50℃到59℃的升溫過(guò)程中,MP 組G′迅速降低并達(dá)到最低值45.30 Pa,而MP+PPP 組和MP+EPI 組G′持續(xù)降低并達(dá)到最低值,分別為8.08 Pa 和5.98 Pa;59℃至80℃保溫結(jié)束,各試驗(yàn)組G′均呈持續(xù)上升趨勢(shì),且復(fù)合蛋白組上升幅度更為顯著,MP 的最終G′達(dá)到187.00 Pa,MP+PPP 組和MP+EPI 組分別為182.00 Pa 和166.00 Pa,是PPP 和EPI 單一蛋白液G′的4.07 倍和1.75 倍,表明當(dāng)MP中分別加入PPP 和EPI 時(shí),兩種蛋白會(huì)分別與MP 發(fā)生交聯(lián)進(jìn)而未對(duì)MP 凝膠性質(zhì)產(chǎn)生顯著影響(圖2)。

由表1 可知,PPP 與MP 的相互作用指數(shù)達(dá)到最大值,為57.07%,表明PPP 與MP 間相互作用顯著。EPI 加入后與MP 發(fā)生一定相互作用,但相互作用指數(shù)低于PPP,為17.81%,表明PPP 和EPI 的添加均對(duì)MP 形成的凝膠特性發(fā)揮著積極作用,與上述結(jié)果一致。此外,因SC 未與MP 發(fā)生相互作用,故其相互作用指數(shù)為負(fù)值。

表1 肉蛋白-非肉蛋白相互作用的儲(chǔ)能模量相互作用指數(shù)Table 1 Interaction index of storage modulus between meat and non-meat proteins

DSC 可以測(cè)定蛋白質(zhì)的變性溫度,最大峰值即為蛋白質(zhì)變性溫度,蛋白質(zhì)的變性對(duì)凝膠的形成具有重要作用。由圖3 可知,各蛋白均出現(xiàn)明顯吸熱峰,其中,PPP、EPI 和MP 含有一個(gè)峰值,分別為74.05、72.5 和68.37℃,SC 則出現(xiàn)2 個(gè)吸熱峰,第1 個(gè)峰值為59.73℃,低于MP 變性溫度, 第2 個(gè)峰值為68.82℃。MP 的變性溫度與陳昌等[29]的研究結(jié)果基本一致,這一溫度下的變性可能是由于肌球蛋白的輕鏈和尾部的解開(kāi)造成的。比較各蛋白的DSC 結(jié)果與流變結(jié)果可知,兩種測(cè)定方法所得的蛋白變性溫度基本一致;各單一蛋白變性溫度與各蛋白復(fù)合MP 后溶膠的變性溫度相比,PPP、EPI 和SC 的復(fù)合MP 溶膠的變性溫度均發(fā)生位移,分別位移至74、77 和80℃保溫階段。

2.3 肉蛋白-非肉蛋白相互作用對(duì)蛋白凝膠強(qiáng)度的影響

凝膠強(qiáng)度是一種重要的凝膠性質(zhì),對(duì)重組肉制品品質(zhì)有重要影響[30]。由2.2 可知,SC 加熱后不能單獨(dú)形成凝膠,因此未對(duì)SC 進(jìn)行質(zhì)構(gòu)測(cè)定。由圖4 可知,EPI 的凝膠強(qiáng)度達(dá)到22.20 g,顯著高于PPP(8.40 g)和MP(10.63 g)(P＜0.05)。以MP 為對(duì)照組,當(dāng)在MP 中加入PPP 時(shí),其凝膠強(qiáng)度分別為11.30 g,與對(duì)照組無(wú)明顯差異;當(dāng)加入EPI 時(shí),其凝膠強(qiáng)度為20.77 g,與對(duì)照組相比存在顯著差異(P＜0.05);當(dāng)加入SC后,其凝膠強(qiáng)度顯著下降(P＜0.05)。

由表2 可知,EPI 與MP 的相互作用指數(shù)最大,為26. 57%,表明EPI 與MP 間相互作用最為顯著。PPP 加入后也與MP 發(fā)生一定相互作用,但相互作用指數(shù)低于EPI,為18. 70%,說(shuō)明PPP 和EPI 的添加均對(duì)MP 形成的凝膠的凝膠強(qiáng)度發(fā)揮積極作用。SC 未與MP 發(fā)生相互作用,因此其相互作用指數(shù)為負(fù)值。綜上,當(dāng)加入PPP 后,PPP 與MP 相互作用,但在減少M(fèi)P 含量的同時(shí)其凝膠強(qiáng)度未發(fā)生明顯變化;EPI 與MP 相互作用后可明顯提高M(jìn)P 的凝膠強(qiáng)度。

表2 肉蛋白-非肉蛋白相互作用的凝膠強(qiáng)度相互作用指數(shù)Table 2 Interaction index of gel strength between meat and non-meat proteins

2.4 肉蛋白-非肉蛋白相互作用對(duì)凝膠保水性的影響

圖3 肉蛋白與非肉蛋白的DSC 變化曲線Fig.3 DSC curves of meat protein and non-meat proteins

由圖5 可知,PPP、EPI 及MP+PPP、MP+EPI 的凝膠保水性均顯著高于MP(P＜0.05)。分別加入PPP和EPI 后,MP 凝膠的保水性從70.36%分別增加到83.40%和82.30%,表明添加PPP 和EPI 可以顯著增強(qiáng)MP 凝膠保水性(P＜0.05)。但添加SC 后MP 凝膠的保水性降低至66.26%,說(shuō)明添加SC 會(huì)顯著降低MP 凝膠保水性(P＜0.05)。

圖5 肉蛋白-非肉蛋白相互作用對(duì)蛋白凝膠保水性的影響Fig.5 Effect of interaction between meat and non-meat proteins on water holding capacity of protein gels

2.5 蛋白凝膠NMR 弛豫時(shí)間及水的分布狀態(tài)

NMR 弛豫時(shí)間(T2)可以反映蛋白凝膠中的水環(huán)境,T2越大說(shuō)明水分子所受的束縛越小。由圖6 可知,蛋白凝膠在0.1 ～10 000 ms 弛豫時(shí)間內(nèi)分布有3個(gè)峰,分別對(duì)應(yīng)水的3 種不同形態(tài),其中第1 個(gè)峰為凝膠中的結(jié)合水(T21),第2 個(gè)峰為凝膠中的不易流動(dòng)水(T22),第3 個(gè)峰為凝膠中的自由水(T23)[31]。在1 ～5 ms 出現(xiàn)T21小峰,150 ～820 ms 出現(xiàn)T22小峰,1 800 ～6 200 ms 出現(xiàn)T23小峰。PPP 和EPI 的T21分別出現(xiàn)在1～4 ms 和1.5～3 ms,T22分別出現(xiàn)在117 ～357 ms 和166～581 ms,PPP 未出現(xiàn)T23峰,EPI 凝膠的T23峰出現(xiàn)在2 866～7 575 ms。SC 與MP 復(fù)合凝膠的T22弛豫時(shí)間最長(zhǎng),出現(xiàn)在31～1 336 ms。

各狀態(tài)水所占的百分含量為各峰與橫坐標(biāo)面積的百分比,分別記為P21、P22、P23(表3)。與MP 相比,PPP 和EPI 的P21和P23均顯著減小(P＜0.05),P22比例顯著增大(P＜0.05)。當(dāng)在MP 中分別加入PPP 和EPI 后,其P22對(duì)應(yīng)的峰均顯著增大(P ＜0.05),P23對(duì)應(yīng)的峰均顯著減小(P＜0.05),說(shuō)明添加PPP 和EPI 后MP 的水分流動(dòng)性降低。加入SC后,其P22對(duì)應(yīng)的峰顯著減小(P＜0.05),P23對(duì)應(yīng)的峰顯著增大(P＜0.05),說(shuō)明SC 添加后MP 凝膠的水分流動(dòng)性增大。

圖6 蛋白熱誘導(dǎo)凝膠水分的弛豫時(shí)間Fig.6 Relaxation time(T2) of water in protein gels

表3 蛋白熱誘導(dǎo)凝膠水分子分布狀態(tài)Table 3 States of water molecular of heat-induced protein gelation/%

3 討論

根據(jù)蛋白質(zhì)間構(gòu)象的差異程度及介質(zhì)的物理化學(xué)條件,不同蛋白相互作用后可能形成不規(guī)則凝聚物、凝膠或者纖維狀產(chǎn)物等[12]。本研究通過(guò)使用流變儀表征了不同蛋白單獨(dú)及混合后的熱掃描粘彈性變化,MP的單獨(dú)流變結(jié)果與前人研究[20,32]基本一致。本試驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)在MP 中加入SC 后,SC+MP 組儲(chǔ)能模量始終低于MP 組,表明SC 的添加會(huì)對(duì)MP 成膠性產(chǎn)生不利影響,阻礙了蛋白與蛋白間的相互作用。由DSC和流變結(jié)果可知,PPP 和EPI 的變性溫度高于MP,而SC 的變性溫度低于MP 的變性溫度,將3 種非肉蛋白分別加入MP 后,隨著加熱的進(jìn)行,PPP、EPI 與MP 間疏水基團(tuán)不斷暴露,促進(jìn)了二硫鍵的形成。由于巰基和二硫鍵的存在,蛋白間不斷發(fā)生相互作用直至MP變性完成,增強(qiáng)了蛋白分子間的結(jié)構(gòu),有利于提高蛋白的凝膠強(qiáng)度;而SC 在MP 達(dá)到變性溫度前,已有部分結(jié)構(gòu)發(fā)生變性,阻礙了蛋白間的相互作用。同時(shí)SC是酪蛋白經(jīng)過(guò)堿處理的產(chǎn)物,堿處理雖然增加了產(chǎn)品的溶解度及乳化性,但使得其熱凝膠性質(zhì)喪失,因此,SC 僅以吸附和填充狀態(tài)形成凝膠,未發(fā)生自身或者與MP 相互交聯(lián)。PPP 和EPI 均可自身成膠且具有良好的凝膠強(qiáng)度。羊血漿蛋白-羊肉MP 復(fù)合凝膠的研究結(jié)果表明,疏水相互作用、二硫鍵是二者之間的主要作用力[15]。PPP 和EPI 在加熱過(guò)程中與MP 可能發(fā)生交聯(lián)作用,進(jìn)而形成了與單一MP 凝膠相似的流變結(jié)果。本研究中,PPP 和EPI 的儲(chǔ)能模量和凝膠強(qiáng)度的作用指數(shù)均大于0,而SC 與MP 的相互作用指數(shù)均小于0,表明PPP 和EPI 均與MP 發(fā)生良好的相互作用,發(fā)生了非肉蛋白-肉蛋白間的正向相互作用。

保水性是凝膠的一個(gè)重要性質(zhì)。研究表明,血液自身在加熱條件下可形成凝膠從而保持住水分,其中起到交聯(lián)作用的主要是PPP[33]。EPI 在加熱后形成的緊密聚集體對(duì)保持水分起著重要的作用[34]。自由水是蛋白凝膠中的最易流動(dòng)水,同時(shí)也是在離心過(guò)程中最易除去的水分,這部分水分的相對(duì)含量越高意味著蛋白凝膠的保水性越差。本試驗(yàn)中,添加SC 后的MP 凝膠具有最大的P23,說(shuō)明MP+SC 凝膠保水性最弱,且加入PPP 和EPI 后顯著增加了P22對(duì)應(yīng)的峰面積,同時(shí)P23均顯著減小,說(shuō)明PPP 與EPI 通過(guò)促進(jìn)自由水向不易流動(dòng)水的轉(zhuǎn)化,提高了MP 凝膠保水性。此外,蛋白凝膠NMR 弛豫時(shí)間測(cè)定結(jié)果與保水性結(jié)果一致,但與張鐵濤等[35]的試驗(yàn)結(jié)果相反,這可能是由于椰肉蛋白為植物蛋白,而PPP 和EPI 為動(dòng)物蛋白,二者變性溫度不同造成的。

本研究結(jié)果表明,PPP 和EPI 可與MP 形成良好的凝膠體系,在實(shí)際應(yīng)用中,對(duì)改善肉類制品的凝膠特性具有一定的應(yīng)用潛力,同時(shí)可以提高畜禽副產(chǎn)品PPP 和EPI 的利用率。綜上,今后在預(yù)乳化體系中進(jìn)行脂肪替代品研究具有一定借鑒作用,同時(shí)PPP 和EPI 作為脂肪替代品與MP 的相互作用效果有待進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

本試驗(yàn)探討了PPP、EPI 和SC 3 種不同畜產(chǎn)源蛋白對(duì)MP 在流變、質(zhì)構(gòu)、保水和核磁的影響,發(fā)現(xiàn)PPP和EPI 在加熱過(guò)程中可以形成凝膠,而SC 加熱后不能形成凝膠;PPP、EPI 與MP 會(huì)發(fā)生相互作用且相互作用指數(shù)均大于0,加入PPP 所形成的MP+PPP 凝膠與MP 相比無(wú)明顯差異,而加入EPI 后的形成的MP+EPI 凝膠強(qiáng)度顯著高于MP,加入SC 不能對(duì)MP 的凝膠性質(zhì)起到較好的作用效果,未能發(fā)生良好的交聯(lián),與MP 凝膠強(qiáng)度存在明顯差異。在保水性方面,添加PPP、EPI 后均能較好地改善MP 的保水性,與MP 保水性存在明顯差異。綜上所述,在肉類制品中,可自身成膠的PPP、EPI 具有一定的應(yīng)用潛力,對(duì)未來(lái)凝膠類肉制品的質(zhì)構(gòu)調(diào)節(jié)及基于預(yù)乳化的脂肪替代品研究有一定借鑒作用。