摘要: 以猪肉为原料 , 根据中心复合旋转试验设计原理 , 采用响应曲面法研究转谷氨酰胺酶及非肉蛋白对肉制品质构性能的影响。0,1.5,5,8.5,10 g·kg 的转谷氨酰胺酶分别与 0,5,20,35,40 g·kg 大豆分离蛋白、酪蛋白、乳清浓缩蛋白、卵清蛋白组成 4 个试验组 , 室温催化反应2h, 经85 ℃30min蒸煮处理后冷却至4 ℃, 进行质构和蒸煮损失测定。结果显示 , 转谷氨酰胺酶可催化非肉蛋白和肉蛋白质之间的反应 , 可使终产品硬度提高 300～400 g, 弹性提高0.15～0.3, 凝聚性提高 0.15～0.2。此外还可降低产品的蒸煮损失 7.5%～10%。而不同的试验组中 , 酪蛋白处理组降低蒸煮损失能力较强 , 大豆分离蛋白组在改善弹性和凝聚性上作用较强 , 而卵清蛋白组在提高产品硬度上存在优势。

关键词: 转谷氨酰胺酶; 非肉蛋白; 质构分析; 蒸煮损失; 响应曲面法

中图分类号: TS25115 1 　　　文献标识码:A 　　　文章编号: 1000 2030 2003 02 0088 05

食品的质地是衡量食品品质的重要指标。研究发现 , 人们对食品质地的评价约占到其对食品接受度的2/3 , 提高食品的品质也是生产企业获得较高经济效益的关键。目前 , 转谷氨酰胺酶（以下简称TG 可催化同种或异种蛋白质分子之间的交联和聚合 , 从而改善肉制品品质的性能已得到人们的肯定。大豆分离蛋白、酪蛋白等非肉蛋白因其在肉制品中发挥着保水和吸附脂肪的作用而得到广泛使用 , 但研究发现 , 肉制品中单独添加大豆分离蛋白 SPI 、酪蛋白钠、小麦面筋蛋白等非肉蛋白会降低产品的硬度 。鉴于目前 TG和非肉蛋白综合作用改善肉制品质构性能及两者是否存在相互作用尚无系统的研究报道 ,本试验按照中心复合旋转试验设计理论 ,采用响应曲面法 ,探讨TG和SPI、浓缩乳清蛋白 WPC 、酪蛋白、卵清蛋白等 4种非肉蛋白对肉制品品质的改良作用。

1 　材料与方法

1.1 　材料和仪器

猪后腿肉购自农贸市场; 转谷氨酰胺为日本味之素公司 TG B 型酶制剂 酶活力 50U·g ; 浓缩乳清蛋白 纯度≥7917% 购自新西兰普洛欣国际贸易有限公司; 大豆分离蛋白 纯度≥89% 、酪蛋白 纯度≥88% 、卵清蛋白 纯度≥80% 均为国内产品。

质构分析仪 TA-XT2i 适配探头 A/TG,TensileGripsBatchNo13629 , 英国 StableMicroSystem; 标准样品盒 直径 4cm, 高 1cm 为 TH200 型水分活度仪附件 , 瑞士产品。

1.2 　试验设计和方法

1.2.1 　质构分析仪参数设定 　测试前探头下降速度 1100mm·s ; 测试速度 1100mm·s ; 测试后探头上升速度 210mm·s ; 挤压距离 50%。

1.2.2 　试验方法　鲜猪肉经整理去除可见脂肪、筋, 用孔板直径 10mm 的绞肉机绞碎至糜状 ,添加 NaCl 3 g·kg 、水 10 g·kg 、非肉蛋白、TG后混合斩拌 5min, 置于标准样品盒中成形; 室温放置2h,85 ℃水浴30min, 流动水冷却后4 ℃过夜。测定样品蒸煮损失和 TPA 质构指标 。非肉蛋白和 TG添加分 4 个独立的试验组 ,组Ⅰ:TG+SPI; 组Ⅱ:TG+酪蛋白; 组Ⅲ:TG+WPC; 组Ⅳ:TG+卵清蛋白。每组按中心复合旋转试验设计 , 设 2 因素 5 水平 , 共 9 个处理 , 即TG添加量为:0,115,5,815,10 g·kg ; 非肉蛋白添加量为:0,5,20,35,40 g·kg

2 　结果与分析

2.1 　转谷氨酰胺酶及非肉蛋白对糜状肉制品质构指标及蒸煮损失的影响

表 2 中方程的显著性检验, 证实了回归方程的可靠性 , 说明方程可以合适地拟合真实的曲面。组Ⅰ结果显示 , 添加 TG对肉制品的蒸煮损失、硬度、脆性、弹性、凝聚性、胶黏性均有显著的影响; 而 SPI在所添加的范围内对弹性有显著影响 , 且与 TG的交互作用显著影响肉样的凝聚性。组Ⅱ中 ,TG的添加对肉样的蒸煮损失、硬度、黏着性、弹性、凝聚性、胶黏性都产生了显著影响; 而酪蛋白除对肉样的蒸煮损失有极显著影响外 , 在添加浓度范围内对质构的其他指标均无影响。酪蛋白和 TG的交互作用对肉样的凝聚性影响极显著 , 对黏着性和蒸煮损失影响显著。组Ⅲ中 ,TG的添加对蒸煮损失、硬度有显著影响 , 对凝聚性有极显著影响 , 该指标也是惟一受TG影响的指标。TG和浓缩乳清蛋白的交互作用对硬度、弹性有显著影响。浓缩乳清蛋白对蒸煮损失影响显著 , 其含量的二次方极显著影响弹性 , 显著影响蒸煮损失。可以看出 ,TG催化的 WPC和肉蛋白的热诱导凝胶对肉制品质构指标影响范围较窄。

组Ⅳ中 ,TG对肉样的黏着性、弹性、凝聚性、胶黏性有显著影响; 而其含量的二次方对蒸煮损失、硬度有极显著影响。卵清蛋白对脆性有显著影响 , 对胶黏性有极显著影响。

综合以上分析结果 , 各组中与 TG反应无相关性的指标如下: 组Ⅰ为肉样的黏着性和咀嚼性; 组Ⅱ为脆性和咀嚼性指标; 组Ⅲ为脆性、黏着性、胶黏性、咀嚼性指标; 组Ⅳ为脆性和咀嚼性指标。因此确定以蒸煮损失、硬度、弹性和凝聚性作为研究 TG反应对肉制品品质影响的指标。

2.2 　转谷氨酰胺酶及非肉蛋白添加对肉制品蒸煮损失、硬度、弹性、凝聚性的影响

2.2.1 　对肉制品蒸煮损失的影响　从总体趋势看 图 1 ,4 种试验组合对于产品的蒸煮损失均有不同程度的降低作用 , 其中组Ⅱ的影响最为显著 , 范围控制在 5%～15%, 且两者的交互作用对于蒸煮损失也呈显著影响 P <0105 ; 其次为组Ⅰ, 其控制范围在 10%～1715%, 在反应趋势上 , 低酶含量随SPI含量的增加 , 蒸煮损失呈下降趋势 , 但是随着 TG含量的逐步提高 , 主要以 TG的作用显著影响蒸煮损失 P <0105 ; 组Ⅲ和组Ⅳ对于蒸煮损失的影响相当 , 控制范围在 10%～20%范围内。

2.2.2 　对肉制品硬度的影响　图 2 可知 , 添加 TG和非肉蛋白后 , 肉样的硬度均得到不同程度的提高。其中组Ⅳ的效果最为明显 , 其对硬度的调控在 800～1200 g,TG含量的二次方对于硬度的提高达到极显著水平 P <0101 , 卵清蛋白浓度也有显著影响 P <0105 。组Ⅰ和组Ⅲ, 对于硬度的调节分别在700～1000 g和600～1000 g,TG浓度均显著影响样品的硬度。TG与浓缩乳清蛋白的交互作用影响产品的硬度 , 高酶低蛋白含量和低酶高蛋白含量均可获得较高的产品硬度; 组Ⅱ的影响作用最低。

2.2.3 　对肉制品弹性的影响　图 3 反映了不同试验组合对于产品的弹性均有不同程度的提高。其中,组Ⅰ影响最大 , 可使产品的弹性控制在 016～019。其次组Ⅳ对弹性的控制在 014～016, 主要是 TG含量对弹性有显著影响。组Ⅱ和组Ⅳ的调节能力相当。组Ⅲ作用最差 , 对弹性的控制范围在 0.25～0.4。

2.2.4 　对肉制品凝聚性的影响　由图 4 可见 , 组Ⅰ对于凝聚性的提高具有较强的作用 , 控制样品的凝聚性在 013～015。TG及其与 SPI 的交互作用均显著影响肉样的凝聚性 P <0105 , 从反应趋势看 ,低酶高蛋白含量或高酶低蛋白含量都可提高产品的凝聚性。组Ⅲ对于产品的凝聚性也显示出较强的作用 , 控制范围在 0.25～0.4, 在试验范围内 ,TG含量显著影响产品的凝聚性; 而浓缩乳清蛋白含量则无影响。组Ⅱ和组Ⅳ的影响作用相当 , 控制范围在 012～0135, 但两者呈现出不同的反应规律 , 前者在高酶条件下 , 随酪蛋白添加量的增大会降低凝聚性 , 而后者 ,TG和卵清蛋白含量的提高均会提高凝聚性。

3 　讨　论

产品的蒸煮损失不仅影响产品的口感、风味 , 而且是产品指标中最具有经济价值的指标之一 , 产品的蒸煮损失主要来自两方面: 1 蛋白质凝胶体系受热变性而导致水分流失; 2 蛋白质乳化体系受热后稳定性的变化 , 导致吸附脂肪的流失 , 因此降低产品的蒸煮损失关键在于提高蛋白质的凝胶性能和乳化性能。本试验的结果显示 , 由 TG催化的蛋白质分子之间的交联和聚合反应 , 对降低肉制品的蒸煮损失具有积极的意义。但由于蛋白质的种类不同 ,TG 催化反应的程度和进程可能也有差异。

J1F1Kerry 研究发现牛肉、鸡肉中添加 TG和不同非肉蛋白对降低蒸煮损失的有效性依次为:SPI、酪蛋白、浓缩乳清蛋白 , 并且非肉蛋白在鸡肉中添加的效果要优于牛肉。本试验发现 , 在猪肉中添加酪蛋白的有效性要优于 SPI和浓缩乳清蛋白 , 分析原因可能与原料肉的本身性质的不同有关。魏世明等 发现猪肉中添加 215 和 5 g·kg 的 SPI、酪蛋白钠等都会降低产品凝胶的硬度 , 且添加蛋白所形成的凝胶硬度较高 , 添加酪蛋白钠的最低。本试验在 TG处理的条件下 , 添加 0～10 g·kg 不同的非肉蛋白对于凝胶硬度的影响由大到小均依次为: 卵清蛋白组合 SPI, 浓缩乳清蛋白 , 酪蛋白。两者最大的差别在于 , 非肉蛋白在 TG反应的参与下 , 提高了蛋白质凝胶的硬度。这说明 ,TG自身或者通过与非肉蛋白的交互作用可以提高产品的凝胶硬度 , 而对于硬度提高的程度 , 在很大程度上又是由蛋白质分子自身的黏弹性质所决定 。