食盐在加工肉制品中扮演着重要作用,除提供咸味、补充人体必需矿物质外,高盐环境还可抑制微生物的生长,延长产品的保存时间。对于肉糜制品而言,食盐可以促进肌原纤维蛋白(MP)为主的盐溶性蛋白溶出,因此食盐添加对保证肉糜制品的品质至关重要。然而,研究证明长期摄入过量钠离子会导致心血管疾病以及肾脏相关疾病的风险增加。对于肉糜制品,降低盐含量不仅会导致产品出现结构松散、出水出油等问题,也会使风味降低。因此开发低钠肉制品已是近年来肉类科学家的研究重点。

虽然通过添加多糖改善肉制品品质已得到广泛研究,然而针对低盐肉制品,由于添加量的限制使得单一的多糖添加不足以弥补减盐带来的品质劣变。因此需要寻找可以与添加多糖协同作用的处理方式。南京农业大学食品科学技术学院,肉品加工与质量控制教育部重点实验室的高廷轩、邓绍林、周光宏*等人采用多糖协同超声波处理(PS-UT)技术手段对低盐鸡胸肉糜体系进行处理,通过比较添加不同多糖并协同或不协同UT对低盐鸡胸肉糜体凝胶特性的变化,为阐明不同PS-UT协同处理机制提供理论基础,为提高低凝胶类鸡肉制品品质,保证产品价值提供新的思路。

1、PS-UT对低盐鸡胸肉糜凝胶蒸煮损失率的影响

PS-UT对低盐鸡胸肉糜凝胶蒸煮损失率的影响如图1所示。与CON组相比,UT后低盐鸡胸肉糜的蒸煮损失率由29.01%显著降低至25.36%(P<0.05),说明UT可以有效减少低盐鸡胸肉糜的汁液流失。MP通常被认为不溶于低离子强度(钠离子浓度小于0.2 mol/L)的溶液,需要高浓度的盐(钠离子浓度高于0.3 mol/L))来溶解。UT可使蛋白分子进一步展开,内部亲水基团暴露,并引起构象变化形成可溶性蛋白聚集体,使蛋白在低盐环境的溶解度增加。同时也暴露出更多活性基团,有利于加热过程中蛋白间交联程度增加,使蛋白热凝胶网络变得更为牢固,水分更易于保持在凝胶结构内部。

2、PS-UT对低盐鸡胸肉糜凝胶质构特性的影响

PS-UT对低盐鸡胸肉糜凝胶质构特性的影响如图2所示。与CON组相比,UT可以显著提高低盐鸡胸肉糜凝胶的硬度(P<0.05)。由于UT促进蛋白溶解,使参与凝胶形成的蛋白含量增多,因此得到更均一稳定的三维凝胶网络结构,Xing Tong等也在实验中发现UT可以增加低盐鸡胸肉糜凝胶的硬度。与CON组相比,添加GG会使低盐肉糜凝胶的硬度显著增加(P<0.05)。GG由于其较高的黏度和良好的保水性将更多成分留存在凝胶网络内部,提升了凝胶硬度。与CON组相比,添加CH对低盐鸡胸肉糜凝胶硬度无显著影响(P>0.05)。在类似研究中添加0.5% CH到盐溶性鸡肉蛋白质凝胶对硬度提升效果显著,因此推测导致这一差异的原因可能是由于低盐环境下蛋白溶出量不足,CH阳离子基团虽可与蛋白质发生交联形成更为致密的凝胶网络,但也一定程度影响了蛋白分子间的交联,因此对硬度提升并不显著。

3、PS-UT对低盐鸡胸肉糜凝胶色泽的影响

PS-UT对低盐鸡胸肉糜凝胶色泽的影响如表1所示。肉糜凝胶的色泽是由肌红蛋白和血红蛋白的含量与其余添加物的色泽所共同决定的。与CON组相比,UT组低盐鸡胸肉糜凝胶的L*值、a*值和b*值无显著变化(P>0.05)。与CON组相比,添加GG后低盐鸡胸肉糜凝胶L*值、a*值和b*值无显著变化(P>0.05),但协同UT后L*值显著增加(P<0.05),a*值和b*值仍无显著变化(P>0.05);添加CH会使凝胶L*值显著降低(P<0.05),协同UT后L*值、a*值、b*值无显著变化(P>0.05)。

4、PS-UT对低盐鸡胸肉糜凝胶流变特性的影响

如图3所示,CON组呈现典型的低盐肉糜流变曲线,其特点是G’升温曲线在48 ℃左右的峰不明显或消失。在正常盐浓度条件下由于肌球蛋白头部展开结合,形成具有一定弹性的结构,使G’上升,随后又由于肌球蛋白轻链变性导致体系流动性增加,G’小幅下降。在温度超过55 ℃以后,蛋白结构大量展开,相互不可逆交联形成稳固的凝胶弹性网络,使G’持续增加。低盐条件下由于盐溶性蛋白溶出量不足,影响了肌球蛋白头部和尾部的展开及结构变化导致峰的消失,且在后续加热过程中虽然达到蛋白变性温度但未能立即开始形成凝胶结构,表现为CON组在60 ℃左右G’才开始增加。

与CON组相比,UT组的初始G’始终高于CON组,可能是由于UT使肉糜中的蛋白分子解折叠并碎片化,导致内部基团暴露,相互之间交联结合使得体系初始状态下具有较高的弹性特征。随着温度升高,UT组蛋白质逐渐发生变性,交联状态被破坏,G’下降至与CON组相近。在60 ℃附近开始逐渐形成凝胶网络,最终在加热终点时G’高于CON组,表明形成了更好的弹性网络。这一结果与质构特性测定结果一致。

添加GG和CH均可明显提升低盐鸡胸肉糜凝胶的G’,在80 ℃时获得远高于未添加组的G’。相比于CON组和UT组,添加GG和CH可以使得分子间交联更早开始形成,表现为G’在52 ℃左右开始持续增加,而CON组和UT组的G’则在60 ℃左右才开始持续增加。观察G’可以发现,添加GG可获得最高的G’值,在协同UT后G’进一步提升,这与硬度的结果一致。添加CH同样有明显的改善效果,但在协同UT后G’值反而有所下降,这一结果与硬度趋势不完全一致。

不同PS-UT下的表观黏度随剪切速率的变化情况如图4所示。黏度代表流体的流动阻力,取决于组分之间的相互作用。与CON组相比,UT可以提升低盐肉糜体系黏度。这一结果与Amiri等的研究结果相反,其研究表明随着超声处理时间延长和功率的增加,牛肉MP的黏度降低,这一差异可能是蛋白种类和盐含量等不同导致。在低盐环境下,UT使蛋白溶解量增加,结构展开,增加了蛋白间的交联,使黏度增加。相比CON组,添加GG使黏度显著增大,GG侧链含有大量羟基,溶于水后形成氢键,增稠效果显著,常被用于食品中的增稠剂,因此添加GG组呈现出最大的体系黏度。

5、PS-UT对低盐鸡胸肉糜凝胶水分分布特性的影响

根据图5可以看出,各组均得到3 个明显的峰,分别为T2b(1~21 ms)、T21(100~230 ms)和T22(1 800~2 900 ms)。其中,T2b代表结合水,代表与蛋白紧密结合的水分;T21代表不易流动水,对应存留在凝胶结构内部的水;T22代表自由水,表现出很高的流动性,对应于蒸煮损失的水分。Han Minyi等也在研究中得到相似的水分分布图。

由表2可知,低盐肉糜凝胶中65%以上的水分为不易流动水,其次为自由水,结合水含量最少。CON组自由水相对含量最高,但在经过UT后由32.80%减少到20.99%(P<0.05),结合水未出现明显变化。与CON组相比,添加GG可以显著降低自由水含量(P<0.05),并在协同UT后进一步降低,这些结果均与蒸煮损失率变化趋势一致。添加CH后P 22 为所有组别中最低,仅3.35%,但在协同UT后却显著增加至11.05%(P<0.05),P 21 则由92.22%下降至87.57%。由图5可以看出,低盐肉糜凝胶大部分水分的弛豫时间集中在低于200 ms的范围。对于CON组,UT并没有使其弛豫时间发生改变。与CON组相比,添加GG后T 21 峰变宽并向右延长,而T 22 峰并没有发生移动,在协同UT后其弛豫时间未发生改变;添加CH不会影响其弛豫时间,但在协同UT后其峰弛豫时间均向左迁移。

6、PS-UT对低盐鸡胸肉糜凝胶微观结构的影响

如图6所示,CON组的凝胶结构疏松,存在较大孔隙,且有明显的蛋白聚集体。UT后结构相对更为紧凑均一,但仍存在部分孔隙。与CON组相比,添加GG后孔隙无明显改善,有较为明显的颗粒,有组分不均匀现象。协同UT可以明显改善其均一性,且结构更为致密,孔隙几乎消失。与CON组相比,添加CH后纤丝状交联结构增加,疏松多孔。协同UT可使纤丝状交联转变为团簇状,孔隙缩小,结构更为紧实。

结 论

与CON相比,本研究中GG-UT和CH-UT可以显著提高低盐鸡胸肉糜热诱导凝胶的硬度(P<0.05),显著降低蒸煮损失率,提高储能模量G’。添加GG会提高凝胶白度,增加体系表观黏度,使更多自由水转化为不易流动水,减少微观结构中的孔隙,并在加热过程中填充至肉糜凝胶网络改善其凝胶品质。添加CH会降低凝胶白度,降低体系表观黏度,使水分流动性减弱,微观结构显示其与蛋白质发生交联改善凝胶品质。PS-UT可进一步降低凝胶蒸煮损失率,提升硬度。研究表明PS-UT是一种有效提升低盐鸡胸肉糜凝胶品质的方法,研究结果能够为低盐健康鸡肉制品的开发提供参考。

本文《多糖协同超声波处理对低盐鸡肉糜凝胶特性的影响》来源于《食品科学》2021年42卷19期148-156页,作者:高廷轩,邓绍林,赵雪,周光宏。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20201102-016。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

修改/编辑:袁艺;责任编辑:张睿梅

图片来源于文章原文及摄图网

为进一步促进动物源食品科学的发展,带动产业的技术创新,更好的保障人类身体健康和提高生活品质,北京食品科学研究院和中国食品杂志社在宁波和西宁成功召开前两届“动物源食品科学与人类健康国际研讨会”的基础上,将与郑州轻工业大学、河南农业大学、河南工业大学、河南科技学院、许昌学院于2022年5月7-8日在河南郑州共同举办“2022年动物源食品科学与人类健康国际研讨会”。欢迎相关专家、学者、企业家参加此次国际研讨会。