斩拌和打浆工艺对猪肉肉糜凝胶特性影响及作用机理

摘要

乳化工艺对乳化肉制品的质量起决定性作用，不同乳化工艺对肌原纤维结构和蛋白质构象的影响不同，而肌原纤维结构和蛋白质构象的变化影响肉糜的乳化稳定性、质构、流变学特性和感官品质等。食盐是乳化肉制品加工中必需添加的辅料，有助于肌原纤维的溶胀和肌原纤维蛋白的溶出，决定着产品的质量和风味，但长期摄入高盐易引发高血压和心血管疾病等。目前对低盐乳化肉制品的研究主要集中在食盐替代物、添加风味物质等方面，通过乳化工艺降低产品中食盐的添加量还未见报道，对其能够降低食盐添加量的机理还未研究。本研究以斩拌和打浆工艺对肌原纤维和蛋白质作用为基点，研究乳化工艺、食盐、脂肪、蛋白质浓度和不同类型的肌肉对乳化肉糜品质特性和蛋白构象的影响，探讨在不同乳化工艺、食盐、蛋白质和脂肪添加量的条件下，肌原纤维结构和蛋白质构象变化与乳化肉制品质构、乳化稳定性等品质特性之间的关系，为降低乳化肉制品中食盐添加量和改善产品品质提供理论依据。本研究包括五部分，研究结果如下:
　　1.斩拌和打浆对肌原纤维结构和蛋白质构象影响的研究
　　以斩拌和打浆猪肉肉糜为研究对象，研究斩拌和打浆工艺对肌原纤维破坏程度，肉糜颗粒粉碎程度和蛋白质构象的影响。使用明场相差显微镜观察发现斩拌和打浆都能够粉碎肌肉纤维，但斩拌肉糜中肌原纤维片段较长，打浆肉糜中肌原纤维片段较短，大部分都少于10个肌节。与粒度仪分析的结果相同，斩拌组中主峰和肩峰分别位于138μm和20μm，而打浆组分别位于15μm和91μm，且D3,2，D4，3，D0.1，D0.5和D0.9值显著降低(P＜0.01)。扫描电镜结果发现斩拌组中肌束整齐的集聚，肌原纤维和肌束膜保持完整，打浆组产生很多细丝状物质，许多肌原纤维和细丝交联在一起。因此，以上结果表明打浆工艺对肌原纤维的破坏程度更大。
　　蛋白质构象分析显示，热处理诱导两组肉糜中α-螺旋含量都下降，且伴随着β-折叠，β-转角和无规则卷曲含量显著增加(P＜0.05)。打浆对蛋白质二级结构和微环境的影响很大，与斩拌肉糜相比，打浆肉糜有较低的α-螺旋含量(P＜0.05)，较高的β-折叠，β-转角和无规则卷曲含量(P＜0.05)，这与酰胺Ⅲ带反映蛋白质二级结构的结果一致。打浆工艺诱导扭式-扭式-扭式和反式-扭式-反式S-S构象转变为扭式-扭式-反式S-S构象，热处理也能够使扭式-扭式-扭式和反式-扭式-反式S-S构象向扭式-扭式-反式S-S构象转变，即拥有更高的势能构象。打浆工艺能够使更多的疏水微基团暴露在极性水溶液中，而热处理对色氨酸残基没有影响。斩拌和打浆工艺都能够使酪氨酸残基暴露在极性环境或水相中，打浆肉糜有较低的酪氨酸双峰比值，斩拌肉糜在加热后双峰的比值显著降低(P＜0.05)，而打浆肉糜酪氨酸双峰比值没有变化。与加热产生的趋势相同，打浆促使C-H伸缩振动光谱条带向高波长方向移动。
　　2.斩拌和打浆对不同食盐添加量猪肉肉糜品质特性影响的研究
　　研究了斩拌和打浆对不同食盐添加量乳化肉糜品质特性和蛋白质二级结构的影响。增加食盐添加量提高了肉糜的L*-值、质构、蒸煮得率、盐溶性蛋白溶解度和终点储能模量(G')，但对蛋白质二级结构中α-螺旋含量没有显著的(P＞0.05)影响，这些变化的主要原因是随着食盐添加量的增加，加速了肌原纤维蛋白的溶解和溶出，提高了盐溶性蛋白的溶解度。与斩拌相比，在相同食盐添加量的肉糜中，打浆工艺能够提高肉糜的L*-值、乳化稳定性、质构、盐溶性蛋白溶解度和终点G'，降低Tanδ值，且1％食盐添加量打浆肉糜的L*-值、硬度、弹性、盐溶性蛋白溶解度高于2％食盐添加量斩拌肉糜，与2％食盐添加量打浆肉糜相同。通过对终点G'和Tanδ值的变化可以得到打浆处理能够减少肌球蛋白尾部在热处理过程中变性对已形成凝胶网络结构的破坏。
　　打浆能够降低蛋白质中α-螺旋含量，增加β-折叠含量(P＜0.05)，且对热处理和食盐稳定，也能够改善生肉糜的的微观结构，使肉糜具有更紧密和细腻的结构。斩拌能够粉碎脂肪，斩拌肉糜有较小的脂肪颗粒，而打浆对脂肪的破坏较小，打浆组中脂肪颗粒较大，减少了包裹脂肪颗粒肌原纤维蛋白的使用量，有利于蛋白质基质的形成。加热处理后，打浆肉糜具有较均匀、致密的凝胶网络结构，形成更多均匀的小空洞，且1％和2％食盐添加量的处理组结构相同，显著好于斩拌组，这与打浆能够使更多的盐溶性蛋白溶解、诱导蛋白质较多的变性有关。3％的食盐添加量使乳化产品成味过大，不易接受，0.5％的食盐添加量造成产品质构较差，硬度和弹性较低，不被接受，1％和2％食盐添加量的打浆肉糜感官评定结果好于1％和2％食盐添加量的斩拌组。
　　3.斩拌和打浆对不同食盐添加量低蛋白猪肉肉糜品质和蛋白质构象影响的研究
　　以第二章15.92％蛋白质含量为基础，加入水分降低肉糜中蛋白质浓度到12.94％，以不同食盐添加量的斩拌和打浆低蛋白含量猪肉肉糜为研究对象，分析不同食盐添加量对斩拌和打浆低蛋白浓度肉糜品质及蛋白质构象的影响。食盐添加量对蒸煮肉糜的L*-值、a*-值和b*-值没有显著的(P＞0.05)影响，而打浆能够提高L*-值和b*-值(P＜0.05)。增加食盐添加量，提高肉糜的蒸煮得率;与斩拌相比，打浆能够提高肉糜的蒸煮得率，且1％食盐的处理组显著高于所有斩拌肉糜(P＜0.05)，说明打浆有利于外源水分的保持。增加食盐添加量，提高蒸煮肉糜的硬度、弹性。采用打浆工艺也增加蒸煮肉糜的硬度、弹性，且食盐浓度对打浆肉糜的胶黏性和咀嚼性没有影响。
　　斩拌和打浆蒸煮肉糜在1600-1700 cm-1拉曼光谱条带中最强的峰值分别位于1658 cm-1和1660 cm-1，表明α-螺旋是蛋白质二级结构的主要成分，但打浆组中α-螺旋含量显著下降和β-折叠含量显著升高(P＜0.05)，这是因为打浆诱导氢键断开，促使α-螺旋展开，形成了β-折叠结构。1225-1350 cm-1拉曼光谱条带反应的蛋白质二级机构的信息和上面结果一致。拉曼光谱条带在760 cm-1归一化的数值没有显著的(P＞0.05)差异，表明食盐和乳化工艺对色氨酸残基影响较小。由于热处理对酪氨酸残基的影响远远大于食盐，食盐对酪氨酸残基的包埋或暴露没有影响，而打浆组中酪氨酸双峰比值显著(P＜0.05)增加，表明打浆能够使更多的酪氨酸残基暴露在水相或极性环境中。提高食盐添加量和使用打浆工艺都能使2935 cm-1拉曼光谱条带附近归一化的峰值变小，说明脂肪族氨基酸侧链周围微环境中疏水作用增加。
　　4.打浆对低盐低脂猪肉肉糜品质特性的影响
　　使用打浆工艺，1％食盐添加量和预乳化芝麻油替代猪背膘生产肉糜，研究低盐和低脂肉糜在加工和储藏过程中品质特性的变化。添加预乳化芝麻油能够提高蒸煮肉糜中蛋白质和水分的含量，降低油脂的含量和能量值;增加生肉糜和蒸煮肉糜的L*-值;对肉糜的蒸煮得率没有影响，说明添加预乳化芝麻油与猪背膘的组分有相同的保水保油能力和热稳定性。由于肉糜中蛋白质含量的增加，添加预乳化芝麻油提高了肉糜的硬度、弹性等(P＜0.05)。感官评定结果表明，由于芝麻油强烈的香气，替代量超过50％，肉糜的整体接受性显著下降(P＜0.05)。芝麻油含有丰富的芝麻酚和α-生育酚，具有较强的抗氧化能力，在冷藏90天的实验中，含有预乳化芝麻油的肉糜具有较高的抗氧化活性。
　　5.打浆对不同比例猪肉和鸡大胸肉低盐肉糜品质特性的影响
　　以鸡大胸肉和猪后腿肉为原料，研究不同比例的鸡大胸肉和猪后腿肉对低盐打浆肉糜色泽、盐溶性蛋白、乳化稳定性、质构、热流变性和感官品质等的影响。实验结果表明增加鸡大胸肉的含量，提高了肉糜的pH、盐溶性蛋白溶出量。不同比例的鸡大胸肉和猪后腿肉对肉糜色泽、流变性和乳化稳定性的影响不同，混合肌肉肉糜有较低的乳化稳定性，L*-值和80℃时的G'值随着鸡大胸肉比例的增加而增加，且不添加鸡大胸肉的肉糜有最低的初始G'值。贡丸的硬度、L*-值随着鸡大胸肉比例的增加而增大。按照感官评定的结果，过高的硬度影响品尝者的接受度。结合机械测定和感官评定的结果，含有50％鸡大胸肉和50％猪后腿肉的处理组，有最高的总体接受性，能够提贡丸的品质。
　　综上所述，打浆工艺能较好的破碎肌原纤维，够诱导蛋白质构象发生变化，改善肌原纤维蛋白的加工特性，降低乳化肉制品中食盐添加量，提高乳化肉制品的品质特性。

目录

声明

摘要

缩写符号

表格索引

图形索引

前言

文献综述

1 乳化肉制品理论

1．1 肉制品乳化液的组成及稳定性

1．2 水包油型乳化学说(Oil-in-water theory)

1．3 物理镶嵌固定学说(Physical entrapment theory)

2 蛋白质对乳化肉制品的影响

3 脂肪对乳化肉制品的影响

3．1 脂肪对乳化肉制品风味和质构的影响

3．2 降低乳化肉制品中脂肪的含量方式

4 食盐对乳化肉制品的影响

4．1 食盐在乳化肉制品中的作用

4．2 降低乳化肉制品中食盐含量的方法

5 加工设备对乳化肉制品的影响

5．1 斩拌机对乳化肉制品的影响

5．2 打浆机对乳化肉制品的影响

6．存在的问题和研究意义

参考文献

第一章 斩拌和打浆对猪肉肌原纤维结构和蛋白质构象影响的研究

1 材料与方法

1．1 实验材料

1．2 仪器与试剂

1．3 方法

2 实验结果

2．1 化学成分和pH测定

2．2 猪肉肌原纤维结构的明场相差显微镜观察

2．3 肉糜粒径测定

2．4 扫描电镜结果

2．5 拉曼光谱分析

3 讨论

4 本章小结

参考文献

第二章 斩拌和打浆对不同食盐添加量猪肉肉糜品质特性的影响

1 材料与方法

1．1 实验材料

1．2 仪器与试剂

1．3 方法

2 实验结果

2．1 色差

2．2 pH

2．3 乳化稳定性

2．4 盐溶性蛋白质的溶解度

2．5 蒸煮得率

2．6 质构

2．7 流变

2．8 扫描电镜

2．9 拉曼光谱分析

2．10 感官评定

3 讨论

4 本章小结

参考文献

第三章 斩拌和打浆对不同食盐添加量低蛋白猪肉肉糜品质和蛋白质构象影响的研究

1 材料与方法

1．1 实验材料

1．2 仪器与试剂

1．3 方法

2 实验结果

2．1 色差

2．2 蒸煮得率

2．3 质构分析

2．4 拉曼分析

3 讨论

4 本章小结

参考文献

第四章 打浆对低盐低脂猪肉肉糜品质特性的影响

1 材料与方法

1．1 实验材料

1．2 仪器与试剂

1．3 方法

2 实验结果

2．1 蒸煮肉糜化学成分分析结果

2．2 色差

2．3 蒸煮得率

2．4 质构分析

2．5 感官评定

2．6 抗氧化结果分析

3 讨论

4 本章小结

参考文献

第五章 打浆对不同比例猪肉和鸡大胸肉低盐肉糜品质特性的影响

1 材料与方法

1．1 实验材料

1．2 仪器与试剂

1．3 方法

2 实验结果

2．1 pH和盐溶性蛋白质溶解度

2．2 乳化稳定性

2．3 色差

2．4 质构

2．5 肉糜的热动态流变学

2．6 感官评定

3 讨论

4 小结

参考文献

全文结论

创新说明

工作展望

致谢

攻读博士学位期间发表的论文