乳化肠具有独特的风味、细腻的口感以及便于携带等特点，在肉制品市场中广受消费者青睐。为了维持其柔嫩多汁的口感，提升产品保水性和品质，在加工工艺中通常会添加磷酸盐作为品质改良剂。然而，磷酸盐摄入过多可能会危害消费者的身体健康。研究表明，以天然物质为基质复配的无磷保水剂在乳化肉制品中展现出良好的应用前景，有望成为磷酸盐的理想替代品
目前，我国肉制品领先企业已采用全自动化的灌肠生产线。在乳化肠配方研发过程中，除传统品质指标外，应特别关注肉糜的流动性及其流变特性，通过优化配方使其满足工业化生产的输送要求。
本实验室前期开发了3 种无磷保水剂配方，包括碳酸钠基无磷保水剂、海藻酸钠基无磷保水剂和碳酸钾基无磷保水剂，这些保水剂均具有良好的保水性能。在前期研究的基础上，东北农业大学食品学院的聂鹏霏、李悦欣、孔保华*等以乳化肠为研究对象，研究复合无磷保水剂对乳化肉糜的流动性、流变特性及乳化肠品质的影响，以满足现代工业化生产输送对乳化肉糜流动性的需求。本实验分为5 组，包括对照组、磷酸盐组和分别添加碳酸钠基、海藻酸钠基或碳酸钾基无磷保水剂组。通过研究筛选出兼具加工适应性与产品品质提升效果的最优配方，既可确保高黏度乳化肉糜在连续化生产设备管道中输送的流变稳定性与效率，又可以改善无磷配方体系下乳化肠的品质，以期为健康乳化肉制品工业化生产提供理论依据和技术支持。
1 添加无磷保水剂对乳化肉糜流动性的影响
乳化肉糜流动性是可以反映乳化肉糜流动能力的综合性指标，可以通过质构仪测定下压所需的力（简称下压力）、黏聚性、浓稠度和黏性的大小进行综合判断，其中下压力可以更直接地反映乳化肉糜的流动性。下压力为乳化肉糜在探头在下压物料过程中每秒所需要的力，该值越小代表其流动性越好，而越大代表其流动性越差。由表2可知，与对照组相比，添加磷酸盐组可将下压力由107.23 g下降至68.26 g（
P＜0.05），同时显著降低了乳化肉糜的黏聚性（
P＜0.05），浓稠度和黏性也降低，但是和对照组相比差异不显著（
P＞0.05），综合这几个指标说明添加磷酸盐显著的改善了乳化肉糜的流动性。添加无磷保水剂的3 个实验组的下压力均显著低于对照组（
P＜0.05），说明对乳化肉糜的流动性也有改进的作用。在3 组无磷保水剂配方中海藻酸钠基无磷保水剂组下压力最小（49.73 g），且显著低于磷酸盐组（
P＜0.05），其具有较低的黏聚性、浓稠度和黏性，说明添加海藻酸钠基无磷保水剂的乳化肉糜具有较好的流动性。综上，对照组乳化肉糜流动性最差，海藻酸钠基无磷保水剂组的乳化肉糜流动性最好。与对照组相比，磷酸盐组和无磷保水剂组的流动性改善的原因可能是磷酸盐或者无磷保水剂添加导致肌原纤维蛋白的pH值偏离等电点，增加了肌原纤维蛋白质分子间的静电斥力，使肌原纤维蛋白质结构膨胀，蛋白质的溶解性提高，同时蛋白质的持水能力上升。添加海藻酸钠基无磷保水剂组的乳化肉糜流动性最好的部分原因可能是海藻酸钠具有天然的长链分子结构，能通过毛细管力渗透到肌肉中，与肌原纤维蛋白相互作用，使肌原纤维蛋白结构疏松，增加肌原纤维蛋白空间结构，使水分更容易进入，导致肌原纤维蛋白结构中水分较多，乳化肉糜流动性变好。此外，在海藻酸钠基无磷保水剂中复配了一定量黄原胶，黄原胶因其复杂的结构，尤其是其支链具有保水的能力。两者协同使海藻酸钠基无磷保水剂具有较强的持水能力，因此使乳化肉糜中的水分较多，使流动性变好。
2 添加无磷保水剂对乳化肉糜流变学特性的影响
乳化肠制备中，肉糜经过斩拌会增加肉糜的黏稠度，赋予乳化肉制品更好的组织结构和保水性。在现代化灌制类肉制品的生产中采用的是全自动化的生产设备，为了使原料肉糜顺利从管道运输和泵出，并灌制到肠衣中，需要肉糜的黏度不能过大以保持良好的流动性。如图1a所示，5 组乳化肉糜的表观黏度均随着剪切速率的增加而逐渐降低，表现出剪切稀化行为。磷酸盐组的初始表观黏度高于对照组，而添加无磷保水剂的3 组低于对照组，其中添加了海藻酸钠基无磷保水剂组的初始表观黏度最低，表明其流动性最好，此结论与前面提到的添加海藻酸钠基无磷保水剂的乳化肉糜流动性最好结果一致。
在外界因素（如剪切速率、频率、温度等）发生变化时样品产生的相应形变叫做流变特性，
G’和
G”是衡量样品流变特性的主要指标，可用于反映乳化肉糜的流变特性。其中
G’用于描述在温度变化过程中乳化肉糜弹性的变化。由图1b观察到，在20 ℃升温至60 ℃的过程中，各组样品的
G’均下降，表明各组乳化肉糜的凝胶弹性呈下降趋势，可能是因为升温导致肌球蛋白发生部分解聚，使得蛋白质结构松弛；在60 ℃升温至80 ℃时为凝胶形成过程，各组样品的
G’表现出不同程度显著升高，这表明各组乳化肉糜的凝胶弹性均增强，其原因可能是肌球蛋白头部互相交联形成弱凝胶基质同时其尾部也在逐渐退化，而这种变性蛋白增强了凝胶基质，最终形成了强凝胶基质，因此构成了具有稳定性的肌原纤维蛋白网状结构。相比于对照组，海藻酸钠基无磷保水剂组的
G’终值最高且增量最大，说明海藻酸钠基无磷保水剂与蛋白质相互作用能力强，形成的凝胶基质结构稳固且肌原纤维蛋白网状结构稳定。除此之外，碳酸钠基无磷保水剂组的
G’一直处于较低的状态，可能是与其对蛋白质交联的促进作用有限有关。
G”用于描述在温度变化过程中乳化肉糜黏性的变化。由图1c观察到，在温度变化过程中各组样品的
G”均表现出与
G’相似的变化趋势。在80 ℃时，与对照组相比，海藻酸钠基、碳酸钾无磷保水剂组
G”值均增加，这表明海藻酸钠基无磷保水剂、碳酸钠基无磷保水剂的添加均能改善乳化肉糜的黏度特性。
tan
G”与
G’的比值，主要用来反映样品的黏弹性。tan＜1表明其主要具有弹性，tan＞1表明其主要具有黏性。对于乳化肠来说，乳化肉糜应主要具有弹性，才能使乳化肠具有更好的质构与结构稳定性。由图1d观察到，在升温过程中，各组样品的tan曲线均表现为先升高再降低，且始终小于1，这表明乳化肉糜是具有弹性的半固体物质。tan曲线初始增加，其原因可能是温度升高导致肌球蛋白变性，蛋白质结构被破坏；随后，tan曲线在50～60 ℃的温度范围内开始下降，这表明各组乳化肉糜的黏性降低、弹性升高，其原因可能是随着温度的持续升高，变性的肌球蛋白发生聚集并且相互交联形成了具有稳定性的网状结构。在80 ℃时，与对照组相比，无磷保水剂的添加均可以降低乳化肉糜的tan，说明无磷保水剂的添加可以提高乳化肠的品质。其原因可能是海藻酸钠是一种天然的亲水胶体，当在乳化肉糜中加入海藻酸钠时，肌原纤维蛋白与亲水胶体可以通过相互作用形成微孔状的蛋白质-亲水胶体复合凝胶网络结构；而碳酸钾、碳酸钠均为共轭碱，适当的碱性环境可促进肌原纤维蛋白结构舒展且有利于在加热时形成稳定的凝胶结构。
3 加无磷保水剂对乳化肠理化性质的影响
表3为添加无磷保水剂对乳化肠理化性质的影响。添加磷酸盐组和无磷保水剂组的pH值显著高于对照组（
P＜0.05），这可能是由于复合磷酸盐是具有缓冲作用的碱性添加剂，在肉制品中添加会适当提高其pH值；而碳酸钠和碳酸钾均为一种弱酸的共轭碱，可有效提高肉制品的pH值。然而，海藻酸钠基无磷保水剂组的pH值显著低于其他两个无磷保水剂组（
P＜0.05），但是与对照组相比略有提高，这可能是因为海藻酸钠是一种天然弱碱性物质。
蒸煮损失是反映乳化肠品质的一个关键指标，蒸煮损失越大说明在熟制过程中产品更容易析水析油，从而导致乳化肠品质下降。如表3所示，对照组的蒸煮损失为7.17%，而磷酸盐组和3 个无磷保水剂组蒸煮损失均显著降低（1.46%～2.62%）（
P＜0.05），表明对照组的样品在加工过程中析出更多的水分。Resconi等研究发现在乳化肉制品中添加磷酸盐可促进肌原纤维蛋白形成更强的凝胶网络，从而提高乳化肉制品的持水能力并减少其蒸煮损失。碳酸钠基无磷保水剂组蒸煮损失与磷酸盐组无显著差异（
P＞0.05）。海藻酸钠基无磷保水剂组蒸煮损失最低，可能是因为海藻酸钠作为一种亲水胶体被应用于乳化肉糜中使其在斩拌过程中能形成致密且更具有稳定性的肌原纤维蛋白网状结构，从而提高其持水力，减少蒸煮损失。
质构仪能够检测食物的力学特质，能更加客观的对肉制品品质做出评价。如表3所示，与对照组相比，添加磷酸盐组会显著增加产品的硬度（
P＜0.05），海藻酸钠基、碳酸钾基无磷保水剂会略微改善产品的硬度，而碳酸钠基无磷保水剂会显著降低产品硬度（
P＜0.05）；除此之外，添加了磷酸盐组和海藻酸钠基无磷保水剂的样品具有较好的弹性、胶着性和咀嚼性。其原因是磷酸盐能够促进肌原纤维蛋白溶出并提高其溶解度，使其在烹饪期间形成更稳定的凝胶结构，从而提高肉品的硬度和弹性等。Pinton等研究发现乳化肉糜制品中磷酸盐降低会导致乳化肉糜制品的质构品质变差。添加海藻酸钠基和碳酸钾基无磷保水剂组的质构有所改善，其原因可能是海藻酸钠可以协同肉类蛋白增强其凝胶特性，而碳酸钾可以使乳化肠pH值偏离等电点，增加了肉类蛋白的溶解度，从而使其在加热时具有更强的凝胶特性。
肉与肉制品的颜色是消费者判断其品质好坏的一项重要因素，直接影响着消费者的购买欲望。由表3可知，与对照组相比，磷酸盐组
L*值无显著性差异（
P＞0.05），但是
a*值和
b*值均发生显著性变化（
P＜0.05），其原因可能是复合磷酸盐是具有缓冲作用的碱性添加剂，在肉制品中添加会适当提高其pH值，会导致乳化肠颜色发生改变；碳酸钠与碳酸钾基无磷保水剂组的
L*值、
a*值和
b*值均有所降低，其原因可能是碳酸钠和碳酸钾均为一种弱酸的共轭碱，在碱性环境下，不利于亚硝基肌红蛋白的形成，从而使乳化肠颜色发生改变；海藻酸钠基无磷保水剂组的
L*值和
a*值无显著差异（
P＞0.05），但是
b*值显著升高（
P＜0.05），可能是因为海藻酸钠是一种天然多糖，其本身颜色为淡黄色，除此之外，海藻酸钠基无磷保水剂中复配的黄原胶其本身颜色也为淡黄色，所以导致乳化肠
b*值升高。
4 添加无磷保水剂对乳化肠水分分布的影响
低场核磁共振技术测定样品可以反映肌原纤维蛋白热凝胶化中水迁移率的变化，
T2b （1～10 ms）代表结合水，表示与大分子物质紧密结合的水；由图2可知，
T21 （50～100 ms）代表不易流动水，反映了位于乳化肠凝胶网络结构中的水；
T22 （300～500 ms）代表游离水，是位于肌原纤维蛋白构成的蛋白质网络间隙中的水。质子自旋-自旋弛豫时间（
T2 ）及其对应的峰相对面积（
A）用于分析各种状态水分的相对比例及不同状态水分间的转移变化情况。
由表4可知，与对照组相比，磷酸盐组和3 组无磷保水剂组的
T21 和
T22 均向弛豫时间短的方向移动（
P＜0.05），说明肉中对不易流动水和自由水的束缚力显著增加；而海藻酸钠基无磷保水剂和对照组的
T2b 差异不显著（
P＞0.05），但是显著高于其他3 组（
P＜0.05），说明其对结合水的束缚能力弱于其他3 组。此外海藻酸钠基无磷保水剂和磷酸盐组之间的
A21 和
A22 差异不显著，说明海藻酸钠基无磷保水剂具有和磷酸盐相似的水分分布效果。海藻酸钠基无磷保水剂是具有天然长分子链的亲水胶体，在加热过程中能促进肌原纤维蛋白形成致密稳定的三维网络空间，对水有很强的束缚能力，仍然具有较强的保水性，使得结合水、不易流动水含量百分比增加，且游离水
A22 为5 组最低。游离水在乳化肠熟制过程中的蒸发是蒸煮损失的重要原因，这与实验中发现的海藻酸钠基无磷保水剂组蒸煮损失最低的结果一致。
与对照组相比，碳酸钠和碳酸钾基无磷保水剂组均向弛豫时间短方向移动，尤其
T2b 与
T21 移动更显著（
P＜0.05），说明其肌原纤维蛋白与水结合能力更强。其原因可能是碳酸钠、碳酸钾的加入会提高乳化肠的pH值，增加了肌原纤维蛋白的净负电荷，从而增强了与水结合的强度，但是与磷酸组相比，碳酸钠基无磷保水剂组
A2b 有所降低，碳酸钾基无磷保水剂组
A2b 显著降低（
P＜0.05），且两组
A22 均显著提升（
P＜0.05），这说明结合水有所流失，转变成了不易流动水和自由水。原因可能是碳酸钠、碳酸钾的加入会提高乳化肠的pH值，增强肌原纤维蛋白之间的静电排斥促进了肌丝之间的间隙变大，导致水分更易流动。
5 添加无磷保水剂对乳化肠可视图像及微观结构的影响
图3A为添加不同配方的无磷保水剂乳化肠的横切面，可以看出对照组切面粗糙、出现明显的大孔隙；磷酸盐组乳化肠切面表面光滑、致密无大孔隙；碳酸钠基无磷保水剂组乳化肠切面较平整、无明显的大孔隙；碳酸钾基无磷保水剂组乳化肠切面较平整、无明显的大孔隙；海藻酸钠基无磷保水剂组乳化肠横面接近磷酸盐组的光滑度、湿润度高且表面无大孔隙。
由图3B可以看出，对照组的肌原纤维松散不规则，肉眼可见有很多大小不一疏松多孔的孔洞，易导致水分流失，可能是由于缺乏离子交联，热诱导蛋白凝胶形成过程中肌原纤维蛋白结构坍塌；磷酸盐组乳化肠微观结构可见连续均匀的蛋白纤维网络，孔隙细小且分布均匀，是因为磷酸盐与肌原纤维蛋白协同形成了稳定的三维立体结构；碳酸钠基无磷保水剂组肌原纤维较粗，相比于磷酸盐组有些许孔隙，但是优于对照组；碳酸钾基无磷保水剂组形成了较为致密的立体网络结构，但是肉眼可见有个别大孔隙；从海藻酸钠基无磷保水剂组微观结构可以看出，海藻酸钠协同肌原纤维蛋白形成了致密的三维立体网络结构，提升持水能力。
6 添加无磷保水剂对乳化肠感官品质的影响
如表5所示，与对照组相比，磷酸盐组与3 组无磷保水剂组的各项感官评分均显著提高（
P＜0.05），说明磷酸盐组和3 组无磷保水剂可以改善乳化肠的感官品质。其中磷酸盐组具有最高的色泽、弹性、风味、整体可接受性评分，这一结果与Rowe等研究得出的磷酸盐的添加可以改善肉制品感官特性结果一致；海藻酸钠基无磷保水剂组具有最高的质地、风味、多汁性与整体可接受性评分，但是色泽评分略低于磷酸盐组和碳酸基无磷保水剂组，其原因可能是海藻酸钠为天然的亲水胶体具有很强的吸水性，从而使乳化肠质地、弹性和多汁性提高，但是因为其本身具有淡黄色所以会导致乳化肠色泽发生变化；除此之外，碳酸钠、碳酸钾基无磷保水剂组的乳化肠风味、整体可接受性评分都略低于磷酸盐组和海藻酸钠无磷保水剂组，其原因可能是碳酸钠和碳酸钾的添加使乳化肠pH值升高，导致乳化肠略微涩口，尤其碳酸钾的添加会使乳化肠具有金属味，从而导致碳酸钠、碳酸钾基无磷保水剂组风味、整体可接受性评分低于磷酸盐组和海藻酸钠基无磷保水剂组。综上所述，海藻酸钠基无磷保水剂的添加使乳化肠具有较高的感官品质。
结论
海藻酸钠基无磷保水剂组乳化肉糜具有最佳的流动性（下压力49.73 g）。流变特性结果表明，海藻酸钠基无磷保水剂组乳化肉糜初始表观黏度最低，在加热过程中其
G
G”终值最高且
G’增量最大，同时tan终值较低，说明其乳化肉糜的凝胶形成能力最好。乳化肠品质结果表明，随着海藻酸钠基无磷保水剂的添加，乳化肠的
A2b 、
A21 增加，
A22 降低，说明其提高了乳化肠的保水能力，显著降低了乳化肠的蒸煮损失，在微观结构中海藻酸钠协同肌原纤维蛋白形成了致密的三维立体网络，改善了无磷乳化肠的质构品质的同时使其具有较高的感官品质。综上所述，海藻酸钠基无磷保水剂使乳化肉糜具有最佳的流动性和最低的表观黏度，同时可改善无磷配方体系下乳化肠的品质，可以作为磷酸盐替代物应用于工业化生产。本研究为无磷乳化肉制品的工业化生产提供了理论依据和技术支持。
作者简介
通信作者：
孔保华，二级教授, 国务院特殊津贴获得者。获黑龙江省"龙江学者"和"龙江科技英才"称号，为省级教学名师，省杰出青年基金获得者。任中国畜产品加工学会常务理事，中国农业机械学会农副产品分会副理事长，主要研究方向为肉品加工和蛋白质的功能特性。主持和参加的科研项目60余项，包括国家十二五科技支撑，国家836课题，国家自然科学基金，国家“十三五”和“十四五”重点研发，省重大项目，省重点基金等。获国家科技进步二等奖1 项，黑龙江省科学技术一等奖3 项、二等奖3 项、三等奖3 项，国家教育部高校科技进步二等奖1 项，中国轻工业联合会科技进步一等奖，中国商业总会科技进步一等奖1 项。为爱思唯尔高被引学者，科睿唯安“全球高被引科学家，2025.1入选食品科学与技术领域ScholarGPS全球前0.05%顶尖科学家榜单，斯坦福大学发布的全球前2%科学家，H-index为71。获中国肉品加工业“十大杰出科技人物”，获为中国食品产业产学研创新发展中做出突出贡献的“杰出科研人才奖”，获“中国肉类科技30 年功勋奖-科技工作者奖”荣誉称号，获“中国肉类产业科技领军人物”称号。发表学术论文620余篇，其中发表SCI论文376 篇，EI论文105 篇, 28 篇SCI为ESI高引论文 (top 1%)。编写教材和专著25 部。获得授权专利60余项。指导博士研究生50 人，硕士研究生148 人。
第一作者：
聂鹏霏，中共党员，东北农业大学食品学院硕士研究生，研究方向为畜产品加工，参与“十四五”国家重点研发计划项目。曾带领团队参加“盼盼杯”食品烘焙大赛获得最佳造型奖；多次参与三下乡活动并进入总决赛取得良好成绩；在校担任学生干部并多次获得校级学业奖学金。本人科研态度积极，善于沟通，深受团队信赖。在科研工作中，不仅能与同门融洽协作，更常主动协助导师推进项目进程，承担部分科研协调与管理工作，保障团队高效运行。我尤为擅长科研成果的可视化表达，精通专业绘图软件（如Origin）与学术PPT的精致化制作，能显著提升论文插图质量与学术汇报的呈现效果，致力于让复杂的科研数据与思想得到更清晰的展现。
引文格式：
聂鹏霏, 李悦欣, 刘昊天, 等. 无磷保水剂对乳化肉糜流动性、流变特性及乳化肠品质的影响[J]. 食品科学, 2025, 46(21): 80-89. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250609-044.
NIE Pengfei, LI Yuexin, LIU Haotian, et al. Effects of non-phosphate water-retaining agents on the fluidity and rheological properties of emulsified meat batters and the quality of emulsified sausages[J]. Food Science, 2025, 46(21): 80-89.(in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250609-044.
实习编辑：王奕辰；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网
为汇聚全球智慧共探产业变革方向，搭建跨学科、跨国界的协同创新平台，由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心、国家市场监督管理总局技术创新中心（动物替代蛋白）、中国食品杂志社《食品科学》杂志（EI收录）、中国食品杂志社《Food Science and Human Wellness》杂志（SCI收录）、中国食品杂志社《Journal of Future Foods》杂志（ESCI收录）主办，西南大学、 重庆市农业科学院、 重庆市农产品加工业技术创新联盟、重庆工商大学、重庆三峡学院、西华大学、成都大学、四川旅游学院、西昌学院、北京联合大学协办的“ 第三届大食物观·未来食品科技创新国际研讨会 ”， 将于2026年4月25-26日 （4月24日全天报到） 在中国 重庆召开。
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