卡拉胶和黄原胶对转谷氨酰胺酶处理PSE兔肉糜蒸煮损失与成胶能力的影响

于建行1,夏杨毅1,2,3,尚永彪1,2,3,*,李洪军1,2,3

(1.西南大学食品科学学院,重庆 400716;2.农业部农产品贮藏保鲜质量安全评估实验室(重庆),重庆 400716;

3.重庆市特色食品工程技术研究中心,重庆 400716)

 

摘 要:通过添加卡拉胶和黄原胶以及转谷氨酰胺酶(transglutaminase,TG)处理,改进PSE兔肉糜的持水力和热诱导凝胶性质。以正常兔肉为对照,分别研究不同质量分数卡拉胶和黄原胶对TG处理PSE(肉色苍白、柔软、汁液渗出)兔肉糜蒸煮损失、热诱导凝胶强度以及色泽的影响。结果表明:添加质量分数为0~0.8%的卡拉胶对0.3%TG处理PSE和正常兔肉糜热诱导凝胶强度的提高作用没有显著影响,而蒸煮损失随卡拉胶质量分数的增加显著下降,L*值和a*值均明显下降;随着黄原胶质量分数的增加,PSE和正常兔肉的蒸煮损失显著减少,但凝胶强度均呈下降趋势,L*值和a*值均明显下降。在0.3%TG处理肉糜中分别添加质量分数为0.8%的卡拉胶或质量分数为0.05%~0.10%的黄原胶可显著降低蒸煮损失,并获得较好的凝胶效果。

关键词:卡拉胶;黄原胶;PSE兔肉;蒸煮损失;凝胶特性

 

Effects of Carrageenan and Xanthan Concentration on Cooking Loss and Gelling Capacity of
Transgluminase-Treated PSE Rabbit Meat Batters

 

YU Jian-hang1, XIA Yang-yi1,2,3, SHANG Yong-biao1,2,3,*, LI Hong-jun1,2,3

(1. College of Food Science, Southwest University, Chongqing 400716, China; 2. Quality and Safety Risk Assessment Laboratory of Products Preservation (Chongqing), Ministry of Agriculture, Chongqing 400716, China;

3. Chongqing Special Food Programme and Technology Research Center, Chongqing 400716, China)

 

Abstract: This study evaluated the effect of added carrageenan and xanthan on improving the water-binding capacity and heat-induced gelation properties of PSE rabbit meat treated in advance with transglutaminase (TG). By using the normal meat as control, the cooking loss, heat-induced gel strength and color parameters of TG-treated PSE meat batters were evaluated as a function of carrageenan and xanthan concentration, respectively. The results showed that heat-induced gel strength was not noticeably influenced when 0–0.8% carrageenan was added into TG-treated PSE and RFN rabbit meat. However, the cooking loss of meat batters declined quickly with increasing carrageenan concentration, and L* and a* values also decreased significantly. With an increase in xanthan addition, the cooking loss of PSE and RFN meat batters decreased significantly, but gel strength showed a downward trend, and L* and a* values decreased significantly. In conclusion, the addition of 0.8% carrageenan or 0.05%–0.10% xanthan in meat batters treated with 0.3% TG can result in a significant decrease in cooking loss and a better gelation.

Key words: carrageenan; xanthan; PSE rabbit meat; cooking loss; gelation properties

中图分类号:TS251.54 文献标志码:A 文章编号:1002-6630(2014)15-0077-05

doi:10.7506/spkx1002-6630-201415016

PSE肉是指肉色苍白、柔软、汁液渗出的肉,一般认为其形成的主要原因有3个[1-4]:一是动物宰后持续高温存放肌肉中的糖原急速酵解,肌肉pH值迅速下降造成的,二是由于宰前的应激反应造成的,三是由于遗传缺陷所造成的。PSE肉的感官品质较差、不适宜于鲜销,世界各国多将其用于重组肉制品的加工。但以PSE肉为原料加工时蒸煮损失大、制品的凝胶强度低,如何减少加工蒸煮损失及改善成胶性能是PSE肉加工研究的重要课题[5-9]。中国是世界兔肉生产和加工大国,兔肉总产量及总贸易量居世界前列[10]。但是,我国的兔肉加工企业规模小、工业化程度低、卫生条件差、现有兔肉屠宰加工机械设备条件落后[11],屠宰后的肉尸放置在高温环境下,极易产生类PSE肉和PSE肉。

调整PSE肉糜系统离子强度、pH值等条件有利于改善其加工性能[12],但与正常肉相比,其持水力及凝胶强度仍然有很大的差距[13-14]。近年来,学者们开展了转谷氨酰胺酶(transglutaminase,TG)在肉制品中的研究,结果表明,TG可显著提高猪肉、鸡肉和牛肉等重组肉制品的凝胶强度,但会使蒸煮损失增加[15-18]。尚永彪[19]研究了TG处理对PSE肉糜凝胶特性的影响,结果表明TG能显著提高PSE重组肉制品的凝胶强度、使PSE重组肉制品的凝胶强度接近甚至超过正常肉,但TG处理却不能降低PSE肉的蒸煮损失。

卡拉胶和黄原胶是常用的食品胶,具有很强的亲水作用,在很多食品中用于品质改良剂[20-21]。但是,由于它们亲水作用强,分子形态大,可能会参与或干扰凝胶结构的形成[22-23]。Pérez-Mateos等[24]研究认为黄原胶的使用可能会导致肉糜凝胶结构的弱化。因此,在使用食品胶作为肉制品保水剂的同时,必须要考虑它们对肉制品凝胶质构等特性的影响。本实验考察了卡拉胶及黄原胶添加对TG处理PSE兔肉糜持水力和凝胶强度、色泽的影响,期望在改善PSE兔肉糜凝胶性质的同时,减少蒸煮损失。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

选择质量约2 kg左右的健康成兔,在屠宰放血后的20~30 min内,从屠体上取下兔背最长肌,沿垂直于肌纤维方向从中间切成A和B两段,将A、B段肉分别切成100 g左右的薄片,A、B段肉片分别在10 mmol/L NaN3溶液中浸泡处理5~8 s,然后用包装袋真空包装。A段肉为对照样(RFN),真空包装后放在-80 ℃的冰箱中速冻并保藏。B段肉用于PSE肉的制备。PSE肉的制备方法[25-29]:将宰后的B段肉放在35 ℃的水浴锅中,恒温3 h即制备成PSE肉,然后放在-80 ℃的冰箱中速冻并保藏。

转谷氨酰胺酶(Activa-TI,1% TG+99%糊精) 江苏一鸣精细化工有限公司;叠氮化钠、氯化钠、三聚磷酸钠(sodium tripolyphophate,STPP)、磷酸二氢钠、黄原胶、卡拉胶均为分析纯 成都科龙试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

HH-6水浴锅 国华电器有限公司;TCP2色差仪 北京奥依克光电仪器有限公司;FB-668B打浆机 南海富利宝电器有限公司;MJ-400BP01A混合器 广东美的生活电器制造有限公司;热电偶温度仪 法国Kimo公司;TA-XT2i物性测定仪 英国Stable Micro Systems 公司;Avanti J-30I冷冻离心机 东莞市兴万电子厂。

1.3

1.3.1 肉糜凝胶的制备

肉糜凝胶的制作在Carballo等[17]的方法上进行了一些改进,将PSE及RFN肉在4 ℃的冰箱中解冻24 h,
剔除肉块上的脂肪和结缔组织,将瘦肉切成1.5 cm×1.5 cm×1.5 cm左右的小块,放入孔板直径为3 mm的绞肉机中绞碎;将碎肉置于打浆机中,根据实验配方设计将事先溶解有食盐、STPP、磷酸二氢钠、黄原胶或卡拉胶等配料的水溶液加入到打浆机中,斩拌1 min;将肉糜取出、放在混合器配套容器内,添加TG或TG的水溶液,然后用混合器搅拌2 min。各种外加成分总量(包括水分)为肉糜质量的20%。上述所有操作均在4 ℃的环境中进行。

将肉糜装入26 mm×102 mm的离心管中,装填量为50 g,将离心管放在预冷到2 ℃冷冻离心机中,2000×g离心1 min,排除肉糜中的空气。将离心管置于4 ℃的冰箱中,腌制或处理2 h,然后取出,放在水浴锅中从20 ℃水温按照1.5 ℃/min的速度升温加热,直到肉糜的中心温度达到75 ℃。

当肉糜凝胶中心温度达到75 ℃以后,迅速将离心管取出,放在冰水中冷却,然后置于4 ℃冰箱中放置12 h,之后分别进行蒸煮损失、凝胶强度及色泽指标的测定。

1.3.2 卡拉胶和黄原胶对TG处理PSE和RFN肉糜凝胶特性的影响

卡拉胶质量分数对TG处理PSE和RFN肉糜凝胶特性的影响:在肉糜中分别添加质量分数为0、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%的卡拉胶(STPP质量分数为0.15%,TG质量分数为0.3%),制备成热诱导凝胶后,分别进行蒸煮损失、色泽和凝胶强度的测定。

黄原胶质量分数对TG处理PSE和RFN肉糜凝胶特性的影响:在肉糜中分别添加质量分数为0、0.05%、0.10%、0.15%、0.20%的黄原胶(STPP质量分数为0.15%,TG质量分数为0.3%),制备成热诱导凝胶后,分别进行蒸煮损失、色泽和凝胶强度的测定。

1.3.3 蒸煮损失的测定

将冷藏12 h后的凝胶从冰箱中取出,将凝胶从离心管中倒出来,用滤纸吸去凝胶表面的水分及热可逆性蛋白质凝胶,称取热不可逆凝胶部分的质量,根据下式计算蒸煮损失。

731631.jpg1.3.4 凝胶强度的测定

将冷藏12 h后的凝胶从冰箱中取出,在室温(25 ℃)下静置2 h,将凝胶从离心管中倒出来,用滤纸吸去凝胶表面的水分及热可逆性凝胶,用薄型刀片沿横向将凝胶切成1.5 cm厚的片段,然后将试样平放在质构仪的试样平板上、进行破断强度的测定(以破断强度表示凝胶的强度):探头型号:P5,为平行板面探头,测定参数为:探头运行速率50 mm/min。

1.3.5 色泽的测定

将冷藏12 h后的凝胶从冷库中取出,将凝胶从离心管中倒出来,用滤纸吸去凝胶表面的水分及热可逆性凝胶,用薄型刀片沿横向将凝胶切成1.5 cm厚的片段,用标准比色板对色差仪进行校准后,用色差仪测定并记录试样的L*、a*、b*值。

1.4 统计与分析

采用Statistics 17.0软件进行数据显著性分析,采用Sigma Plot 10.0统计分析软件作图。

2 结果与分析

2.1 卡拉胶对TG处理PSE及RFN肉糜凝胶特性的影响

2.1.1 卡拉胶对TG处理PSE及RFN肉糜的影响

721820.jpg 

图 1 卡拉胶质量分数对TG处理PSE和RFN肉糜蒸煮损失的影响

Fig.1 Effect of carrageenan concentration on cooking loss of PSE and RFN meat batters pretreated with TG

由图1可知,卡拉胶质量分数对TG处理PSE和RFN肉糜蒸煮损失均有显著影响(P<0.05)。当卡拉胶质量分数为0时PSE和RFN肉糜的蒸煮损失分别为52.98%和35.98%,PSE肉糜的蒸煮损失显著高于RFN肉糜,这一结果与郑亚美等[30]在酶法制备猪血热诱导凝胶的配方优化中的研究结果一致,即当TG添加量大于0.2%时,凝胶蒸煮损失迅速增大,这可能是由于酶的添加量过大使溶液中的蛋白质过分交联,从而降低了凝胶中蛋白质分子对水分子的束缚力,进而使凝胶蒸煮损失增大,即保水性降低[31]。本实验添加0.3%TG,使得蒸煮损失较大。随着卡拉胶质量分数的增加,PSE和RFN肉糜的蒸煮损失均显著下降,当卡拉胶质量分数为0.8%时,PSE和RFN肉糜的蒸煮损失分别为9.42%和6.91%。该结果表明,添加卡拉胶能有效减少PSE兔肉糜的蒸煮损失,且当质量分数高于0.2%以后,蒸煮损失低于未添加卡拉胶的正常兔肉糜。

2.1.2 卡拉胶对TG处理PSE及RFN肉糜凝胶强度的影响

721837.jpg 

图 2 卡拉胶质量分数对PSE和RFN肉糜凝胶强度的影响

Fig.2 Effect of carrageenan concentration on breaking force of PSE and RFN meat gels pretreated with TG

由图2可知,在实验范围内卡拉胶质量分数对TG处理PSE和RFN肉糜的热诱导凝胶强度没有显著的影响
P>0.05)。尚永彪[19]前期的研究表明,在PSE肉糜中添加0.3%的TG后,肉糜的凝胶强度可提高80.22%,而本研究证明卡拉胶的添加不会影响TG处理样的凝胶强度,这意味着卡拉胶和TG共同使用可显著降低蒸煮损失、提高凝胶强度,二者共同使用的综合效果较理想。

2.1.3 卡拉胶对TG处理PSE及RFN肉糜凝胶色泽的影响

表 1 卡拉胶质量分数对TG处理PSE和RFN肉糜凝胶色泽的影响

Table 1 Effect of carrageenan concentration on color parameters of PSE and RFN meat gels pretreated with TG

指标

肉类别

卡拉胶质量分数/%

0

0.2

0.4

0.6

0.8

L*

RFN

55.87±1.68a

54.86±1.37b

54.68±1.36c

54.52±1.49d

54.33±1.53e

PSE

56.72±1.61a

55.93±1.45b

55.44±1.29c

54.95±1.52d

54.46±1.47e

 

 

 

 

 

 

 

a*

RFN

4.62±0.48a

4.37±0.39b

4.28±0.45c

4.20±0.45d

4.11±0.38e

PSE

4.39±0.46a

4.18±0.39b

4.05±0.42c

3.92±038d

3.79±0.42e

 

 

 

 

 

 

 

b*

RFN

1.36±0.04a

1.39±0.04a

1.38±0.03a

1.38±0.01a

1.36±0.01a

PSE

1.24±0.01a

1.27±0.02a

1.25±0.02a

1.25±0.01a

1.23±0.03a

 

注:同行小写字母不同表示有显著差异(P<0.05)。下同。

 

由表1可知,卡拉胶的添加会使PSE和正常肉糜凝胶的L*和a*均明显下降,影响显著(P<0.05)。这与李开雄等[32]对食品胶在肉制品中应用具有保水性的研究结论相一致。L*值下降的原因可能是:随着卡拉胶的添加,肉糜凝胶的持水力增加,从而使其组织间隙中游离的水分减少、对光线的反射作用减弱;Allais等[33]研究表明肉糜中肥瘦比越低,其a*(红度)值越高。Youssef等[34]研究发现肉糜的a*值随着试样中蛋白质浓度的增加而上升。本实验中a*值随着卡拉胶质量分数的增加而降低,这可能是由于随着卡拉胶质量分数的增加,试样的持水力越来越强,其蒸煮损失逐渐降低,使得其中肌红蛋白浓度被稀释造成的[35]。数据表明PSE和正常肉糜的b*值随卡拉胶质量分数的增加无显著的变化(P>0.05),说明卡拉胶的添加对黄-蓝色光线的吸收和反射无显著影响。

2.2 黄原胶对TG处理PSE及RFN肉糜凝胶特性的影响

2.2.1 黄原胶对TG处理PSE及RFN肉糜蒸煮损失的影响

721857.jpg 

图 3 黄原胶质量分数对PSE和RFN肉糜蒸煮损失的影响

Fig.3 Effect of xanthan concentration on cooking loss of PSE and RFN meat batters pretreated with TG

由图3可知,黄原胶质量分数为0.05%时TG处理PSE肉糜的蒸煮损失为17.32%,比空白样的48.52%下降了64.30%;黄原胶质量分数为0.05%时候TG处理RFN肉糜的蒸煮损失为5.37%,比空白样的31.49%下降了82.95%,说明黄原胶对减少肉糜的蒸煮损失的效果非常显著
P<0.05)。这符合Xiong Youling等[23]黄原胶具有很强亲水作用的结论,黄原胶的添加增加了凝胶的持水力,从而减小了蒸煮损失。这与黄原胶质量分数超过0.05%后,随着黄原胶质量分数的继续增加,蒸煮损失下降的速度趋缓。这可能是由于随着黄原胶质量分数的增加,黄原胶的亲水作用逐渐达到了饱和,从而导致蒸煮损失下降速度的趋缓。

2.2.2 黄原胶对TG处理PSE及RFN肉糜凝胶强度的影响

721882.jpg 

图 4 黄原胶质量分数对PSE和RFN肉糜凝胶强度的影响

Fig.4 Effect of xanthan concentration on breaking force PSE and RFN meat gels pretreated with TG

由图4可知,随着黄原胶添加量的增加,PSE和RFN肉糜的凝胶强度均呈下降趋势。当质量分数<0.1%时,黄原胶质量分数对PSE和RFN肉糜凝胶强度的影响并不显著(P>0.05)。但当黄原胶质量分数>0.1%后,凝胶强度会随黄原胶质量分数的增加而迅速下降,影响显著
P<0.05)。这与Xiong Youling等[23]的研究结论一致,可能是由于黄原胶的添加量过大,其亲水作用强,干扰了凝胶结构的形成,导致凝胶强度的降低。综合2.2.1和2.2.2节的结果,当黄原胶质量分数为0.05%至0.10%时,既可提高减少PSE及RFN肉糜的蒸煮损失,又不会导致凝胶强度的显著下降。

2.2.3 黄原胶对TG处理PSE及RFN肉糜凝胶色泽的影响

表 2 黄原胶质量分数对TG处理PSE和RFN肉糜凝胶色泽的影响

Table 2 Effect of xanthan concentration on color of PSE and RFN meat gels pretreated with TG

指标

肉类别

黄原胶质量分数 /%

0

0.05

0.10

0.15

0.20

L*

RFN

55.87±1.68a

54.31±1.25b

54.23±1.54c

54.12±1.45d

54.12±1.29e

PSE

56.72±1.61a

54.96±1.37b

54.86±1.39c

54.68±1.45d

54.49±1.41e

 

 

 

 

 

 

 

a*

RFN

4.62±0.48a

4.08±0.38b

4.02±0.28c

3.95±0.42d

3.95±0.38d

PSE

4.39±0.46a

4.01±0.24b

3.94±0.33c

3.88±0.42d

3.81±0.32e

 

 

 

 

 

 

 

b*

RFN

1.36±0.04a

1.38±0.04a

1.36±0.01a

1.38±0.01a

1.36±0.01a

PSE

1.24±0.01a

1.27±0.03a

1.24±0.03a

1.25±0.02a

1.24±0.01a

 

 

由表2可知,随着黄原胶质量分数的增加,PSE和RFN肉糜凝胶的L*和a*均显著下降(P<0.05),而b*值没有明显的变化(P>0.05)。黄原胶对色泽变化的影响与2.1.3节实验中卡拉胶对色泽的影响机理一致。

3 结 论

在TG处理PSE兔肉糜的基础上,添加卡拉胶可显著降低其蒸煮损失,且在卡拉胶质量分数为0~0.8%的范围内,卡拉胶的使用对TG处理PSE和RFN兔肉糜热诱导凝胶强度的提高作用没有显著影响;卡拉胶的添加使TG处理PSE和RFN兔肉糜凝胶的L*和a*均明显下降,而b*无显著变化。在TG处理PSE肉糜中添加一定量的卡拉胶,既能达到减少蒸煮损失的目的,又不会影响肉糜的热诱导凝胶强度。

在TG处理PSE兔肉糜的基础上,添加黄原胶可显著降低其蒸煮损失,当黄原胶质量分数低于0.10%的时候,黄原胶不会影响TG处理PSE兔肉糜的热诱导凝胶强度,但黄原胶质量分数超过0.10%后,凝胶强度会显著下降;随着黄原胶质量分数的增加,TG处理PSE和RFN兔肉糜热诱导凝胶的L*和a*均显著下降,b*值无显著变化。上述结果表明,黄原胶对TG处理兔PSE肉糜的蛋白质分子间交联有一定的阻碍作用。

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收稿日期:2013-12-31

基金项目:公益性行业(农业)科研专项(201303144);国家现代农业(兔)产业技术体系建设专项(CARS-44-D-1);

西南大学与石柱县政府县校合作项目(HZ200302)

作者简介:于建行(1989—),男,硕士研究生,研究方向为畜产品加工。E-mail:yujianhang1989@163.com

*通信作者:尚永彪(1964—),男,教授,博士,研究方向为畜产品加工。E-mail:shangyb64@sina.com