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(東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院,哈爾濱黑龍江 150030)

添加可得然膠對法蘭克福香腸品質(zhì)特性的影響

姜帥,牛海力,劉騫,張宏偉,孔保華*

(東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院,哈爾濱黑龍江 150030)

在法蘭克福香腸的制作中,分別添加0、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%和0.5%(可得然膠與總?cè)庵氐馁|(zhì)量比)的可得然膠。測定蒸煮損失、乳化穩(wěn)定性、色差、質(zhì)構(gòu)以及流變特性,同時應(yīng)用低場核磁技術(shù)(LF-NMR)測定香腸內(nèi)部水分子的遷移規(guī)律,并通過激光共聚焦顯微鏡(CLSM)研究香腸微觀結(jié)構(gòu)的變化。結(jié)果表明,隨著可得然膠添加量的增加,法蘭克福香腸的蒸煮損失顯著降低(p<0.05),亮度、硬度和粘結(jié)性均顯著增加(p<0.05)。同時,LF-NMR研究結(jié)果表明添加可得然膠可以限制水分子在肉糜加熱過程中的移動,并增強(qiáng)對水分子的束縛能力。流變學(xué)測試結(jié)果表明可得然膠添加能夠顯著提高法蘭克福肉糜的儲能模量、損失模量以及彈性(p<0.05)。CLSM結(jié)果表明可得然膠的添加促進(jìn)了香腸內(nèi)部凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成。因此,可得然膠在一定程度上可以改善法蘭克福香腸的品質(zhì)特性,并且在本研究設(shè)定范圍內(nèi)的最佳添加量為0.3%。

法蘭克福香腸,可得然膠,低場核磁共振,流變特性,微觀結(jié)構(gòu)

肉及肉制品中含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì),是人體營養(yǎng)的重要來源。肉糜類低溫肉制品由于加工過程中蛋白質(zhì)變性適度,肉質(zhì)結(jié)實(shí)富有彈性,能最大限度地保持原有營養(yǎng)成分和固有風(fēng)味[1],因此深受人們的歡迎。通常情況下,人們將肌肉蛋白和脂肪經(jīng)過斬拌加工后形成的肉糜類制品(比如法蘭克福香腸、維也納香腸和博洛尼那香腸等)統(tǒng)稱為“乳化腸”[2]。這類產(chǎn)品中的脂肪顆粒直徑大約為1～50 μm,具有改善產(chǎn)品硬度、提高產(chǎn)品多汁性以及提供良好風(fēng)味等多種功能[3]。

在實(shí)際生產(chǎn)中由于選料不當(dāng)或工藝參數(shù)控制不科學(xué),極易造成產(chǎn)品析水、析油、結(jié)構(gòu)疏松和切片性差等問題。在肉制品中加入卡拉膠、黃原膠和亞麻籽膠等[4]食用膠能有效地改善肌原纖維蛋白的乳化和凝膠特性,促使肌原纖維蛋白在加熱和冷卻后形成良好的三維凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),并充分乳化脂肪,進(jìn)一步改善加工特性,減少析水、析油現(xiàn)象,提高產(chǎn)品的品質(zhì)和產(chǎn)量[5]。近年來,可得然膠(Curdlan)作為食品主要成分或者食品品質(zhì)改良劑,已經(jīng)引起了許多學(xué)者的興趣。可得然膠具有良好的凝膠性、持水性、增稠性和穩(wěn)定性,并且加熱后既能形成硬且有彈性的熱不可逆性凝膠又能形成熱可逆性凝膠。目前國內(nèi)外關(guān)于可得然膠的研究主要集中在兩個方面,第一方面是關(guān)于可得然膠的凝膠流變特性方面[6],第二方面是關(guān)于可得然膠的添加對于淡水魚糜制品品質(zhì)影響的研究[7-8],但可得然膠在肉制品中的應(yīng)用研究較少。

本研究將可得然膠添加到法蘭克福香腸中,探討不同可得然膠添加量對法蘭克福香腸的蒸煮損失、乳化穩(wěn)定性、顏色、質(zhì)構(gòu)以及流變特性、微觀及感官特性方面的影響,進(jìn)而探索在該工藝條件下,適合法蘭克福香腸生產(chǎn)的可得然膠的最佳添加量。

1 材料與方法

1.1材料與儀器

冷鮮豬后遒瘦肉、豬背膘 哈爾濱大潤發(fā)超市北大荒肉業(yè);復(fù)合磷酸鹽、亞硝酸鈉、異抗壞血酸鈉 哈爾濱億人食品添加劑公司;可得然膠 東京Dongye國際的株式會社;白胡椒粉、肉豆蔻粉、姜粉、紅柿椒粉 上海味好美食品有限公司;食鹽 中鹽上海市鹽業(yè)公司;味精 上海太太樂食品有限公司;腸衣直徑為18 mm的膠原蛋白腸衣 河北保定唯新腸衣有限公司。

125型真空斬拌機(jī) 山東諸城威爾食品機(jī)械有限公司;30型煙熏箱 諸城市興和機(jī)械有限公司;真空灌腸機(jī) 臨沂大浩機(jī)械廠;ZE-6000色差計(jì) 日本色電工業(yè)株式會社;TA-XTplus型質(zhì)構(gòu)分析儀 英國S
Table Micro System公司;GL-21M高速冷凍離心機(jī) 湖南長沙湘儀離心機(jī)儀器有限公司;JD500-2型電子天平 沈陽龍騰電子稱量儀器有限公司;MC-SH2115型電磁爐 廣州美的生活電器制造有限公司;DK-98-1型電熱恒溫水浴鍋 天津泰斯特儀器有限公司;Mq-20低場核磁共振分析儀 德國布魯克公司;TA流變儀Discovery DHR-1 美國TA儀器公司;S-3400N 型激光共聚焦電子顯微鏡 日本日立公司。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 法蘭克福香腸的配方 參考韓青榮[9]的方法略有改動,法蘭克福香腸的配方如表1所示。

表1 法蘭克福香腸的配方Table 1 Formula of Frankfurt sausage

1.2.2 法蘭克福香腸的加工工藝流程 原料的選擇與預(yù)處理→絞碎→冷藏→斬拌→灌制→干燥→煙熏→煮制→冷卻→成品

1.2.3 法蘭克福香腸的操作要點(diǎn) 參考韓青榮[9]的方法略有改動,原料的選擇:選擇經(jīng)獸醫(yī)衛(wèi)生檢驗(yàn)合格的豬肉作為原料,剔除可見筋膜修整后進(jìn)行清洗,洗去血污等雜質(zhì)。瘦肉以腿肉和臀肉為最好,脂肪以背部的脂肪為最好。

絞碎:用刀盤孔徑為3 mm的絞肉機(jī)分別將瘦豬肉和脂肪絞碎。

冷藏:將絞碎的原料肉在4 ℃冰箱中冷藏過夜12 h左右。

斬拌:首先,將瘦豬肉、食鹽、復(fù)合磷酸鹽、亞硝酸鹽以及50%重量的碎冰共同放入斬拌機(jī)中,高速斬拌3～5 min;之后,再分別加入0、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%和0.5%(可得然膠與總?cè)庵氐馁|(zhì)量比)的可得然膠、香辛料、味精等輔料高速斬拌3～5 min;再加入脂肪(事先3 mm篩孔絞好)和剩余的碎冰,繼續(xù)高速斬拌;最后,在斬拌終點(diǎn)前加入異抗壞血酸鈉,腸陷溫度為12 ℃,即達(dá)到斬拌終點(diǎn)。

灌制:用灌腸機(jī)將肉餡灌入腸衣內(nèi)(口徑18 mm的膠原蛋白腸衣)。灌裝時,要求均勻、結(jié)實(shí)。聯(lián)結(jié)到所需長度,然后再盤繞起來。

干燥:在全自動一體化煙熏箱中進(jìn)行,箱溫45 ℃,濕度0,時間20 min,風(fēng)速2檔。煙熏:在全自動一體化煙熏箱中煙熏,箱溫60 ℃,濕度0,時間30 min,風(fēng)速2檔。蒸煮:在全自動一體化煙熏箱中蒸煮,箱溫78 ℃,濕度60%,時間30 min,風(fēng)速2檔,測定腸體溫度達(dá)到72～74 ℃時即可。

冷卻:腸體迅速從蒸煮箱中取出,放在冰水中浸泡,使腸體的中心溫度迅速降低到30 ℃以下,撈出以后控干水分,迅速放入4 ℃成品間冷藏。冷藏10～12 h以后,將腸體進(jìn)行真空包裝。

1.2.4 肉糜蒸煮損失 參考Barbut等[10]的方法略有改動,取35 g斬拌好的肉糜放入離心管中,以3000 r/min轉(zhuǎn)速離心5 min排除管內(nèi)氣泡,將離心后的樣品放在75 ℃的水浴鍋中加熱30 min,然后取出離心管放置于室溫(20～22 ℃)下1 h,將離心管中溢出的液體倒入平板中。蒸煮損失計(jì)算公式如下:

蒸煮損失(%)=[加熱前肉糜質(zhì)量(g)-加熱后肉糜質(zhì)量(g)]/加熱前肉糜質(zhì)量(g)×100

1.2.5 肉糜乳化穩(wěn)定性 參考Colmenero等[11]的方法略有改動,將1.2.4中蒸煮損失的液體(離心管倒立40 min)倒入玻璃平皿中,水分散失為蒸煮損失的液體在105 ℃加熱16 h烘干后減輕的重量,而脂肪散失為蒸煮損失的液體烘干后剩余的樣品重量。因此水分散失量和脂肪散失量計(jì)算公式[12]如下:

表2 感官評價標(biāo)準(zhǔn)Table 2 The standard of sensory evaluation

1.2.6 香腸顏色測定 將4 ℃貯藏的法蘭克福香腸放置在室溫(20～22 ℃)下平衡1 h,用色差計(jì)測定法蘭克福香腸的L*值、a*值和b*值,L*、a*、b*分別表示樣品的亮度值、紅度值和黃度值。白板色度值L*為96.22,a*為6.03,b*為15.06,選擇O/D測試頭。

1.2.7 香腸質(zhì)構(gòu)分析(TPA) 質(zhì)構(gòu)分析主要是模擬人口腔的咀嚼運(yùn)動,對固體或半固體樣品進(jìn)行兩次壓縮測試兩次咀嚼測試,與計(jì)算機(jī)連接通過界面輸出如硬度、彈性、膠黏性、咀嚼性、回復(fù)性等指標(biāo)及測試的特征曲線[13],能在肉制品檢測中客觀反映出肉制品的食用品質(zhì)。測定結(jié)果主要取硬度、彈性、咀嚼性和粘聚性,其中硬度和咀嚼性的單位以牛頓(N)表示。將4 ℃貯藏的法蘭克福香腸放置在室溫(20～22 ℃)下平衡1 h,剝?nèi)ツc衣用刀片將其切成2 cm長的圓柱,每批制作10個平行樣品。測定參數(shù)如下:測試前速度為5 mm/s,測試速度為1 mm/s,測試后速度為1 mm/s,壓縮比為50%,觸發(fā)力為5 g,探頭型號為P/50。

1.2.8 香腸內(nèi)部水分動態(tài)分布的測定 參考Aursand等[14]的方法,將法蘭克福香腸樣品放在專用試管中(試管直徑為1.8 cm,高度為18 cm),LF-NMR分析儀的磁場強(qiáng)度為0.47 T,質(zhì)子共振頻率為20 MHz。使Carr-Purcell-Meiboom-Gill(CPMG)程序測定肉樣中的T2。每個樣品測定時程序自動掃描16次,每次掃描重復(fù)的間隔時間為2 s。測定后的每個樣品的T2,通過其自帶軟件CONTIN進(jìn)行反演,反映出相應(yīng)的弛豫時間(T2b、T21和 T22)。

1.2.9 肉糜動態(tài)流變特性的測定 參考Yang等[15]的方法略作改動,用取樣器取約5 g斬拌好的生肉糜樣品,均勻涂于平板的下表面(40 mm直徑)中心,驅(qū)動平板上表面緩慢下降,機(jī)器自動調(diào)節(jié)間距,平行板外肉糜與空氣接觸處用石蠟封住以防止水分蒸發(fā)。測試參數(shù)為:頻率為1 Hz,恒定應(yīng)力為0.012,上下板夾縫為0.5 mm,以1 ℃/min的速率從20 ℃升溫到80 ℃。測定不同樣品的儲能模量(G′)和損耗模量(G″)及相位角正切(Tanδ)的變化,每個樣品測定三次。

1.2.10 香腸微觀結(jié)構(gòu)分析 參照Liu和Irmscher[16-17]的方法略作改動,利用激光共聚焦掃描顯微鏡觀察法蘭克福香腸的微觀結(jié)構(gòu)。將4 ℃貯藏的法蘭克福香腸放置在室溫(20～22 ℃)下平衡1 h,用專用刀片切成約5 mm×5 mm×1 mm的薄片置于載玻片上,在香腸切片表面滴加20 μL的0.2%的尼羅藍(lán)溶液,室溫下避光靜置10 min,再滴加20 μL的0.02%的尼羅紅溶液,在激光共聚焦顯微鏡下觀察并對圖像進(jìn)行采集和組合。尼羅藍(lán)染料和尼羅紅染料的激發(fā)光波長分別為633 nm和488 nm。

1.2.11 香腸感官評價 參考G?k等[18]的方法并做適當(dāng)改動,邀請10名從事食品專業(yè)且經(jīng)過專門感官訓(xùn)練培訓(xùn)的研究生,其中5男5女,組成評定小組,采用雙盲法進(jìn)行檢驗(yàn)。主要對產(chǎn)品的色澤、氣味、組織狀態(tài)、口感和整體可接受性進(jìn)行評定,每項(xiàng)指標(biāo)的最高得分為 9分,最低為 1分,根據(jù)評分來判定樣品的優(yōu)劣,評價標(biāo)準(zhǔn)[18]如表2所示:

1.2.12 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析 每個實(shí)驗(yàn)重復(fù)三次,結(jié)果表示為平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析采用Statistix 8.1分析軟件(美國Analytical Software公司)軟件包中Linear Models程序進(jìn)行,差異顯著性(p<0.05)分析使用Tukey HSD程序。采用Sigmaplot 12.5軟件(美國Systat Software公司)作圖。用SPSS 22.0分析軟件(美國IBM公司)進(jìn)行相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1肉糜蒸煮損失和乳化穩(wěn)定性

蒸煮損失和乳化穩(wěn)定性是決定乳化腸品質(zhì)和感官質(zhì)量的重要指標(biāo)。由表3可以看出,與對照組相比,隨著可得然膠添加量的增加,肉糜的蒸煮損失顯著降低(p<0.05),這可能是由于可得然膠能束縛住更多的水分,從而可以有效的減少肉糜在蒸煮過程中水分的流失。Hu等[19]研究表明,在肉糜加熱過程中,可得然膠能夠以一種高位凝膠的形式吸收大量的水分,而且可得然膠的添加量越大,其束縛的水分越多,從而導(dǎo)致蒸煮損失的下降。就該產(chǎn)品配方而言,添加0.3%和0.4%可得然膠的肉糜,其蒸煮損失基本上沒有顯著差異(p>0.05),而添加0.5%可得然膠的肉糜基本上不存在蒸煮損失。與此同時,可得然膠的添加能夠明顯降低加熱后肉糜的水分損失率和脂肪損失率(p<0.05),而且在添加量達(dá)到0.5%時,基本上沒有任何水分和脂肪的損失。另外,可得然膠的添加能夠明顯降低加熱后肉糜的水分與脂肪損失比(p<0.05)。由此可得,可得然膠的添加有效地提高了法蘭克福香腸的保水保油性,同時提高了產(chǎn)品的乳化穩(wěn)定性,改善了香腸的整體的品質(zhì)。

表3 不同可得然膠添加量對法蘭克福香腸肉糜蒸煮損失和乳化穩(wěn)定性的影響Table 3 Cooking losses and emulsion stability of Frankfurt sausage meat batter added with different concentration of curdlan

注:數(shù)據(jù)表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(n=3)。a～e在同一列字母中,相同表示差異不顯著(p>0.05),不同則表示差異顯著(p<0.05)。n. d表示未檢出，表4～表6同。

表5 不同可得然膠添加量對法蘭克福香腸質(zhì)構(gòu)的影響Table 5 Texture profiles of Frankfurt sausage added with different concentration of curdlan

2.2香腸的顏色

不同添加量的可得然膠對香腸顏色的影響如表4所示,與對照組相比,隨著可得然膠添加量的增加,香腸的亮度值和黃度值顯著增加(p<0.05);而香腸的紅度值無顯著變化(p>0.05)。Marchessault等[20]研究發(fā)現(xiàn)由于可得然膠自身的螺旋結(jié)構(gòu)具有一定的旋光性,因此其晶體結(jié)構(gòu)中存在大量的氫鍵,這些氫鍵可以結(jié)合更多的水分,因此能夠提高肉制品的亮度[21]。本實(shí)驗(yàn)中隨著可得然膠的加入,香腸的蒸煮損失降低,也說明了蛋白凝膠的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)水分含量增加,因而增加了香腸的亮度值。Jung等[22]表明豬肉的紅度值和高鐵肌紅蛋白的含量關(guān)系密切,而本實(shí)驗(yàn)添加可得然膠對香腸紅度值影響不顯著,這說明添加可得然膠對高鐵肌紅蛋白沒有顯著的影響。

表4 不同可得然膠添加量對法蘭克福香腸顏色的影響Table 4 Color of Frankfurt sausage addedwith different concentration of curdlan

2.3香腸的質(zhì)構(gòu)分析

不同可得然膠添加量對法蘭克福香腸質(zhì)構(gòu)的影響如表5所示,與對照組相比,隨著可得然膠添加量的添加,香腸的硬度顯著增強(qiáng)(p<0.05)。肌原纖維蛋白在加熱過程中,蛋白質(zhì)分子適度變性,分子結(jié)構(gòu)被打開后,部分活性基團(tuán)暴露出來,使得肌原纖維蛋白會具有較高的表面活性,蛋白分子間發(fā)生相互作用形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[23]。在添加可得然膠的處理組中,由于可得然膠主要成分為可溶性多糖,其本身具有較好的凝膠性,溶于水即可形成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的凝膠[24],因此將其加入到肌原纖維蛋白中,多糖分子與肌原纖維蛋白可以相互交聯(lián)形成了更加穩(wěn)定的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),從而使肌原纖維蛋白凝膠強(qiáng)度增大,提高了產(chǎn)品的硬度和彈性。同時可以看出,隨著可得然膠添加量的增加,香腸的硬度、彈性、粘結(jié)性、咀嚼性和回復(fù)性都顯著增強(qiáng)(p<0.05),這是由于可得然膠的吸水能力極強(qiáng),加熱后能夠吸收相當(dāng)于自身質(zhì)量約100倍的水量[24],因此能改善肉糜的品質(zhì)。然而,在可得然膠添加量從0.3%增加到0.5%時,法蘭克福香腸的粘結(jié)性變化差異不顯著(p>0.05)，且0.3%組的彈性、回復(fù)性、咀嚼性最高，因此說明,0.3%的可得然膠的添加在一定程度上就能夠顯著提高法蘭克福香腸的質(zhì)構(gòu)特性。

2.4應(yīng)用LF-NMR測定香腸內(nèi)部水分的動態(tài)分布

LF-NMR能夠反映出熱誘導(dǎo)的肌原纖維蛋白凝膠內(nèi)部水分的流動性及分形系數(shù)的變化,肌原纖維蛋白中肌節(jié)長度和肌絲空間與保水性關(guān)系以及肌原纖維蛋白的持水性在蒸煮過程中的變化[25],因此在肉及肉制品的測量中多用橫向弛豫時間T2來間接表明水分的自由度[26]。不同處理組法蘭克福香腸樣品的T2弛豫時間分布如圖1,計(jì)算出來的弛豫時間見表6。

表6 不同可得然膠添加量對法蘭克福香腸橫向弛豫時間(T2b,T21和T22)及振幅(A2b,A21和A22)的影響Table 6 Changes of relaxation times(T2b,T21,and T22)and amplitudes(A2b,A21,and A22)of Frankfurt sausage added with different concentration of curdlan

由表6可見,香腸的核磁衰減信號被擬合為3個峰,出現(xiàn)在4.20～9.00,43.23～58.60、184.00～217.00 ms之間,分別代表著香腸制品存在的結(jié)合水(T2b)、不易流動水(T21)和自由水(T22)的分布情況,即三種水分與肉的結(jié)合情況和自由移動程度。從圖1可看出,與對照組相比,添加可得然膠的處理組中每種水分的弛豫時間均向弛豫時間短的方向移動且其強(qiáng)度顯著降低(p<0.05),尤其是不易流動水的弛豫時間移動的最顯著,這說明香腸中原有的不易流動水與肉中蛋白結(jié)合更加緊密,但由于可得然膠為親水性膠體,它易與水分子通過疏水鍵和氫鍵相結(jié)合,因此在蒸煮加熱過程中可得然膠與大量的自由水結(jié)合,使其轉(zhuǎn)變?yōu)椴灰琢鲃铀甗27]。但在可得然膠添加量較高(0.4%和0.5%)時,橫向弛豫時間的移動性差異不顯著。這可能是在蒸煮加熱時,可得然膠在由單螺旋鏈向三螺旋結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的過程中與肌原纖維蛋白等大分子緊密結(jié)合[28],形成致密的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),因而能束縛住部分的不易流動水,使其轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)合水,但由于可結(jié)合的肌原纖維蛋白等大分子的數(shù)量一定,隨著可得然膠添加量的增加,由二者間的轉(zhuǎn)變與蛋白間的形成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)達(dá)到飽和,所以不易流動水?dāng)?shù)量不再發(fā)生改變。

圖1 添加不同濃度可得然膠的法蘭克福香腸橫向弛豫時間(T2)分布的變化Fig.1 Distribution of T2 relaxation times of Frankfurtsausage added with different concentration of curdlan

有研究表明,低場核磁圖像中弛豫時間(T)及其對應(yīng)的強(qiáng)度(A)能顯著的反映出這三種水分群在肌肉中的分布,CONTIN直觀的解釋了肌肉結(jié)構(gòu)中不同水分的變化,而雙指數(shù)分析也起到一定的對照作用[29],從而可以間接的反映各種狀態(tài)水分的相對比例及不同狀態(tài)水分間的轉(zhuǎn)移變化情況。

由表6可知,隨著可得然膠添加量的增加,A21呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢(p<0.05),這說明隨著可得然膠的添加,香腸凝膠中不易流動水的強(qiáng)度增大,然而可得然膠添加對A2b和A22整體上無顯著影響(p>0.05),這可能是由于結(jié)合水是與肉中蛋白質(zhì)緊密結(jié)合的水,可得然膠的添加很難影響結(jié)合水的遷移。有研究表明,可得然膠分散液在加熱過程中發(fā)生溶脹,并促使蛋白質(zhì)分子間發(fā)生相互作用,形成更多的氫鍵,同時溶脹的可得然膠可將蛋白質(zhì)分子包埋,使蛋白質(zhì)分子間的疏水性相互作用增加[8,30]。同時,在蒸煮過程中添加可得然膠還可以促進(jìn)二硫鍵的生成,而疏水性相互作用和二硫鍵是維持肌肉蛋白凝膠特性的主要的化學(xué)作用力[7],因此添加可得然膠可以有效地提高凝膠強(qiáng)度,且本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,0.3%的可得然膠添加能顯著增強(qiáng)對水分子的束縛能力,可以顯著的改善香腸品質(zhì)。

2.5肉糜的動態(tài)流變特性

G′(儲能模量)代表彈性和剛度部分,由圖2可以看出,在20～45 ℃時,香腸樣品的凝膠彈性呈先下降后趨平的趨勢,在45～60 ℃之間,呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢且在53 ℃到達(dá)峰值,在60～80 ℃,凝膠彈性呈顯著上升的趨勢。

圖2 添加不同濃度可得然膠對法蘭克福香腸肉糜流變特性的影響Fig.2 Effect of different concentration ofcurdlan on the rheological properties

在G′的初始階段,即峰值溫度為53 ℃時,開始形成結(jié)構(gòu)疏松的凝膠。肌球蛋白的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,大多數(shù)的肌球蛋白分子發(fā)生部分的聚集[31]。隨著溫度繼續(xù)升高,G′逐漸減少,這是因?yàn)榧∏虻鞍孜膊康穆菪淮蜷_,向線圈結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變,因此可能破壞一些已經(jīng)形成的蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò),使半凝膠的流動性大幅提高[32]。當(dāng)峰值溫度高于75 ℃時,G′呈現(xiàn)上升的趨勢,凝膠強(qiáng)度逐漸增大。從圖2可以看出,隨著可得然膠的添加量從0增加到0.5%時,對應(yīng)的G′最大值分別為9161.36、10828.10、10420.05、11132.50、11757.20、11402.50 Pa,即適量的可得然膠存在可以提高樣品凝膠的G′,但過量反而使G′減小,可得然膠添加量大于0.3%,凝膠的彈性顯著提高。這說明可得然膠的添加可以增加肌原纖維蛋白的凝膠彈性,使得凝膠中分子間的交聯(lián)結(jié)構(gòu)更加致密。有文獻(xiàn)研究表明,大多數(shù)的肌球蛋白分子在適度變性過程中可能展開并形成隨機(jī)線性結(jié)構(gòu),它可以增加蛋白質(zhì)聚集體之間的聚集和交叉連接;同時,在蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)中存在的一些變性蛋白的沉積也可以增強(qiáng)凝膠基質(zhì),因此形成穩(wěn)固空間的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[33]。畢崇浩等[34]研究大豆分離蛋白-剌槐豆膠混合凝膠樣品發(fā)現(xiàn),刺槐豆膠的加入和濃度的上升可以引起蛋白聚合物相對密度的增加,加入了刺槐豆膠后混合凝膠體系的凝膠結(jié)構(gòu)更趨于固體,彈性增大。可得然膠在由單分子鏈轉(zhuǎn)變?yōu)槿菪Y(jié)構(gòu)的過程中也會與肌原纖維蛋白相互交織,從而導(dǎo)致蛋白質(zhì)的聚集,而使G′增大[29]。

G″(損耗模量)代表黏性和流動性部分,不同可得然膠添加量的G″變化趨勢與G′一致,即可得然膠可以形成具有粘彈性的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來促進(jìn)凝膠的形成。加熱促進(jìn)了可得然膠三螺旋的尾端松動,減弱了分子間的氫鍵相互作用,因此結(jié)構(gòu)疏松的水分子脫離束縛,使凝膠粘性急速升高。當(dāng)可得然膠在75 ℃加熱后,可得然膠單分子鏈大部分轉(zhuǎn)變?yōu)槿菪Y(jié)構(gòu)并與變性蛋白質(zhì)相互交織,增強(qiáng)了蛋白質(zhì)原有的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

Tanδ(相位角正切)反映凝膠中彈性和黏性組分的相對含量,表示為G″(儲能模量)和G′(耗能模量)的比值。Tanδ越小則凝膠的粘性較小彈性較大[32]。由圖2可以看出,當(dāng)可得然膠添加量從0增加到0.5%時,其對應(yīng)Tanδ分別為0.0921、0.0905、0.0877、0.0847、0.0856和0.0862,Tanδ主要表現(xiàn)為隨著可得然膠濃度的增加逐漸降低的變化趨勢,這表明肌原纖維蛋白與可得然膠混合樣品的G″隨溫度和濃度變化增速的慢于G′,香腸樣品更趨于彈性,即可得然膠增加了分子鏈間互相連接的可能性從而使混合凝膠形成更強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。濃度較高(0.4%和0.5%)時,香腸樣品的粘彈性變化并沒有隨濃度的增加而顯著降低,可能由于過高濃度的可得然膠使蛋白內(nèi)部的粘彈性變化已達(dá)到飽和,導(dǎo)致粘彈性差異不顯著。Jian等人[35]研究發(fā)現(xiàn)在羅非魚中添加魔芋葡甘聚糖可以改善其流變特性,魔芋葡甘聚糖可以填埋凝膠中的孔洞,從而增強(qiáng)凝膠網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)。Kerry等人[36]研究發(fā)現(xiàn)在豬肉混合物中添加多糖和乳清蛋白能減少蒸煮損失,改善凝膠的流變性能,從而提高肉制品的粘彈性等。之前的研究也證明,在肉中添加乳清蛋白、大豆分離蛋白、卡拉膠、果膠以及變性淀粉等會提高凝膠的G′。

2.6應(yīng)用CLSM觀察香腸的微觀結(jié)構(gòu)

圖3 添加不同濃度的可得然膠香腸樣品的激光共聚焦(CLSM)顯微圖(400×)Fig.3 Typical CLSM micrographs at 400×magnification ofFrankfurt sausage added with differentconcentration of curdlan(400×)注：A、B、C、D、E、F代表添加不同濃度的可得然膠(0、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%)的香腸樣品同時在488 nm和633 nm的激發(fā)波長下的疊加圖片。

由圖3可以看出,在對照組的香腸樣品中,凝膠的結(jié)構(gòu)疏松甚至出現(xiàn)大的孔洞,并且凝膠的分布不均勻。然而,隨著可得然膠添加量的增加,香腸中脂肪和蛋白質(zhì)的結(jié)合越來越緊密,大的孔洞也逐漸消失,在可得然膠添加量大于0.3%后,其改善香腸質(zhì)地的效果更加顯著。這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果與Zhang等[37]研究魔芋葡甘聚糖能顯著改變凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的結(jié)論類似,即可得然膠的添加可以使網(wǎng)絡(luò)框架更緊湊且減少其中的孔洞,形成一個相對均勻的分散相,束縛住更多的水分以減少自由水的散失。

表7 不同濃度的可得然膠對法蘭克福香腸感官質(zhì)量的影響Table 7 Sensory quality of Frankfurt sausage added with different concentration of curdlan

注:分值為7.5～8很好;7～7.5較好;6.5～7一般;6～6.5可接受;6以下為差,不可接受。數(shù)據(jù)表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(n=3)。a～e在同一列字母中,相同表示差異不顯著(p>0.05),不同則表示差異顯著(p<0.05)。

表8 法蘭克福香腸5種理化指標(biāo)間的相關(guān)性分析Table 8 Correlation analysis among five physicochemical indexes in Frankfurt sausage

注:p≤0.1具有相關(guān)性(雙尾),*表示在p=0.05顯著相關(guān)(雙尾);**表示在p=0.01極顯著相關(guān)(雙尾)。

這可能是由于可得然膠與蛋白質(zhì)之間的相互作用,使得凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)加強(qiáng),或者由于長鏈多糖的空間位阻效應(yīng)阻礙蛋白質(zhì)分子的聚集。W等[38]研究可得然膠的分子結(jié)構(gòu)及其凝膠機(jī)制時發(fā)現(xiàn)可得然膠分子絕大部分呈三螺旋構(gòu)象,螺旋鏈與鏈間的水分子通過氫鍵結(jié)合形成膠束區(qū),膠束間纏繞構(gòu)成可得然膠凝膠網(wǎng)絡(luò)。在低強(qiáng)度凝膠中,可得然膠的分子膠束主要是以單螺旋的形式與內(nèi)部的水分子通過氫鍵結(jié)合,其主要作用力是氫鍵;而高強(qiáng)度凝膠中,大部分可得然膠分子以三螺旋形式存在,其主要作用力是疏水相互作用。因此,高強(qiáng)度凝膠與肉中蛋白形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)比低強(qiáng)度凝膠結(jié)合的更致密。Wu等[39]研究證明,隨著可得然膠添加量的增加,在魚糜凝膠中的可得然膠與蛋白質(zhì)間的相互交聯(lián)更加緊密,形成的凝膠結(jié)構(gòu)也更致密,凝膠強(qiáng)度也更大,硬度指標(biāo)也能很好證明這一點(diǎn)。

2.7香腸的感官評價

由表7可以看出,與對照組相比,添加可得然膠的實(shí)驗(yàn)組,產(chǎn)品的光澤、組織狀態(tài)、口感和總體接受性均呈上升趨勢(p<0.05)。對照組產(chǎn)品顏色發(fā)暗,組織狀態(tài)疏松多孔口感發(fā)柴彈性和咀嚼性較差,其總起接受性差。隨著可得然膠濃度的增加,尤其是組織狀態(tài)、口感和總體接受性表現(xiàn)出顯著的增加(p<0.05),添加可得然膠的處理組較有光澤、口感細(xì)膩、質(zhì)地均一致密,能明顯改善香腸品質(zhì)特性(p<0.05),這一結(jié)果也與質(zhì)構(gòu)分析的結(jié)果相一致。由此可知,在香腸中添加可得然膠能減少產(chǎn)品的水分和油脂流失,束縛住更多的營養(yǎng)物質(zhì)從而改善產(chǎn)品品質(zhì)。綜合經(jīng)濟(jì)角度在該工藝條件下,可得然膠最佳添加量為0.3%。

2.8香腸的相關(guān)性分析

用SPSS 22.0軟件對法蘭克福香腸的蒸煮損失、乳化穩(wěn)定性(水分損失率和脂肪損失率)、顏色(L*和b*)、質(zhì)構(gòu)特性(硬度、彈性和粘聚性)和水分的動態(tài)分布(T21和 A21)進(jìn)行相關(guān)性分析。由表8相關(guān)性結(jié)果可知,蒸煮損失、水分損失率和脂肪損失率呈極顯著正相關(guān),這也與三者間的計(jì)算公式有關(guān)。黃度值與亮度值呈極顯著正相關(guān),且與硬度、粘聚性呈顯著正相關(guān),Warriss等[40]的研究表明,亮度值與黃度值均是肉色等級重要的指示值且存在密切相關(guān)性,此外據(jù)Warner等[41]報(bào)道,沃氏剪切力(WBS)、硬度等與黃度值有較高相關(guān)性。亮度值與蒸煮損失、乳化穩(wěn)定性呈顯著負(fù)相關(guān),與硬度、粘聚性呈顯著正相關(guān),根據(jù)Hong等[21]的報(bào)道,香腸亮度值與水分含量密切相關(guān),隨著可得然膠添加量的增加,香腸蒸煮損失減小,水分損失率和脂肪損失率降低,乳化穩(wěn)定性提高,則香腸中水分含量增加,亮度值必然上升;隨著香腸水分含量的增加,蛋白凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中束縛的水分子相對增加,蛋白結(jié)構(gòu)趨于致密,從而使凝膠強(qiáng)度增大,因此香腸的硬度和粘聚性也隨之增大[33]。

3 結(jié)論

在法蘭克福香腸中添加可得然膠能有效的改善香腸的品質(zhì),減少香腸的蒸煮損失,降低水分損失率和脂肪損失率,從而提高香腸的乳化穩(wěn)定性,且能提高香腸的彈性、粘結(jié)性和咀嚼性并改善香腸光澤。低場NMR結(jié)果顯示,隨著可得然膠添加量的增加不易流動水(弛豫時間T21)向短的弛豫方向移動,可得然膠與大量的水分子通過疏水鍵和氫鍵結(jié)合使其轉(zhuǎn)變?yōu)椴灰琢鲃铀?能有效束縛住更多的水分從而使凝膠強(qiáng)度增強(qiáng),使香腸硬度提高,口感更加緊實(shí)致密。流變特性表明,可得然膠的添加能夠顯著提高法蘭克福肉糜的儲能模量、損失模量以及彈性,使產(chǎn)品品質(zhì)得以改良,感官評定中隨著可得然膠的添加量的增加其得分值也呈增加的趨勢,而從微觀結(jié)構(gòu)中可以看出可得然膠能填充肌原纖維蛋白三維結(jié)構(gòu)中的孔隙增加其交聯(lián)密度使結(jié)構(gòu)更加均勻穩(wěn)定。因此可得然膠可以作為品質(zhì)改良劑應(yīng)用于肉制品加工中,且根據(jù)本文的實(shí)驗(yàn)結(jié)果并結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)可使用性,在該工藝條件下,可得然膠在法蘭克福香腸中添加量為 0.3%較適宜。

[1]汪張貴,閆利萍,彭增起,等. 脂肪剪切乳化和蛋白基質(zhì)對肉糜乳化穩(wěn)定性的重要作用[J]. 食品工業(yè)科技,2011(8):466-469.

[2]Baker R C,Darfler J,Vadehra D V. Type and level of fat and amount of protein and their effect on the quality of chicken frankfurters[J]. Food Technology,1969,23(6):100-103.

[3]álvarez D,Castillo M,Payne F A,et al. A novel fiber optic sensor to monitor beef meat emulsion stability using visible light scattering[J]. Meat Science,2009,81(3):456-466.

[4]錢毅玲,趙謀明,趙強(qiáng)忠. 親水膠體在乳化腸體系的Plackett-Burman法篩選中的應(yīng)用[J]. 食品科學(xué),2009,30(22):192-196.

[5]蘆嘉瑩,夏秀芳,孔保華,等. 復(fù)配食用膠對乳化腸品質(zhì)的影響[J]. 食品科學(xué),2013,34(5):31-35.

[6]Funami T,Nishinari K. Gelling characteristics of Curdlan aqueous dispersions in the presence of salts[J]. Food Hydrocolloids,2007,21(1):59-65.

[7]劉文娟,陳瑤,姜晴晴,等. 可得然膠對帶魚肌肉蛋白凝膠特性的影響[J]. 現(xiàn)代食品科技,2014(9):126-133.

[8]丁麗麗,郭宏明,吳俊,等. 可得然膠在淡水魚糜制品中的應(yīng)用研究[J]. 食品工業(yè)科技,2015,36(17):262-264.

[9]韓青榮. 實(shí)用香腸加工工藝[M]. 天津科學(xué)技術(shù)出版社,1995.

[11]Colmenero F J,Ayo M J,Carballo J. Physicochemical properties of low sodium frankfurter with added walnut:effect of transglutaminase combined with caseinate,KCl and dietary fibre as salt replacers[J]. Meat Science,2005,69(4):781-8.

[12]Ensor S A,Mandigo R W,Calkins C R,et al. Comparative Evaluation of Whey Protein Concentrate,Soy Protein Isolate and Calcium-Reduced Nonfat Dry Milk as Binders in an Emulsion-Type Sausage[J]. Journal of Food Science,1987,52(5):1155-1158.

[13]Caine W R,Aalhus J L,Best D R,et al. Relationship of texture profile analysis and Warner-Bratzler shear force with sensory characteristics of beef rib steaks[J]. Meat Science,2003,64(4):333-9.

[14]Aursand I G,Gallart-jornet L,Erikson U,et al. Water distribution in brine salted cod(Gadusmorhua)and Salmon(Salmosalar):A low-field LF-NMR study[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry,2008,56(15),6252-6260.

[15]Yang H,Khan M A,Yu X,et al. Changes in protein structures to improve the rheology and texture of reduced-fat sausages using high pressure processing[J]. Meat Science,2016,121:79-87.

[16]Liu W,Lanier T C. Combined use of variable pressure scanning electron microscopy and confocal laser scanning microscopy best reveal microstructure of comminuted meat gels[J]. LWT-Food Science and Technology,2015,62(2):1027-1033.

[17]Irmscher S B,Terjung E M,Gibis M,et al. Substitution of ice by a curing salt solution during meat batter production using the vane pump-grinder technology[J]. LWT-Food Science and Technology,2016,68:439-445.

[18]Veli G,Ersel O,Levent A. Effects of packaging method and storage time on the chemical,microbiological,and sensory properties of Turkish pastirma-A dry cured beef product[J]. Meat Science,2008,80(2):335-344.

[19]Hu Y Q,Liu W J,Yuan C H,et al. Enhancement of the gelation properties of hairtail(Trichiurushaumela)muscle protein with curdlan and transglutaminase[J]. Food Chemistry,2015,176:115-122.

[20]Marchessault R H,Deslandes Y. Fine structure of(1→3)-β-d-glucans:Curdlan and paramylon[J]. Carbohydrate Research,1979,75(OCT):231-242.

[21]Hong G P,Park S H,Kim J Y,et al. The effects of high pressure and various binders on the physico-chemical properties of restructured pork meat[J]. Asian Australasian Journal of Animal Sciences,2006,19(10):1484-1489.

[22]Jung S,Ghoul M,Lamballerie-Anton M D. Influence of high pressure on the color and microbial quality of beef meat[J]. LWT-Food Science and Technology,2003,36(6):625-631.

[23]孔保華,王宇,夏秀芳,等. 加熱溫度對豬肉肌原纖維蛋白凝膠特性的影響[J]. 食品科學(xué),2011,32(5):50-54.

[24]Mangolim C S,Silva T T D,Fenelon V C,et al. Use of FT-IR,FT-Raman and thermal analysis to evaluate the gel formation of curdlan produced by Agrobacterium,sp. IFO 13140 and determination of its rheological properties with food applicability[J]. Food Chemistry,2017,232:369-378.

[25]Han M,Wang P,Xu X,et al. Low-field NMR study of heat-induced gelation of pork myofibrillar proteins and its relationship with microstructural characteristics[J]. Food Research International,2014,62:1175-1182.

[26]Shao J H,Deng Y M,Song L,et al. Investigation the effects of protein hydration states on the mobility water and fat in meat batters by LF-NMR technique[J]. Lebensmittel-Wissenschaft und-Technologie,2016,66:1-6.

[27]Trout G R. Techniques for measuring water-binding capacity in muscle foods-A review of methodology[J]. Meat Science,1988,23(4):235-252.

[28]Gagnon,Marc-andré,Lafleur M. From Curdlan powder to the triple helix gel structure:an attenuated total reflection-infrared study of the gelation process.[J]. Applied Spectroscopy,2007,61(4):374-378.

[29]Sánchez-alonso I,Martinez I,Sánchez-valencia J,et al. Estimation of freezing storage time and quality changes in hake(Merlucciusmerluccius,L.)by low field NMR[J]. Food Chemistry,2012,135(3):1626.

[30]Cai Z X,Zhang H B. Recent progress on curdlan provided by functionalization strategies[J]. Food Hydrocolloids,2017，68：128-135.

[31]Wonnop Visessanguan,Masahiro Ogawa,Shuryo Nakai A,et al. Physicochemical Changes and Mechanism of Heat-Induced Gelation of Arrowtooth Flounder Myosin[J]. Journal of Agricultural & Food Chemistry,2000,48(4):1016-1023.

[32]Sano T,Noguchi S F,Tsuchiya T,et al. Dynamic Viscoelastic Behavior of Natural Actomyosin and Myosin during Thermal Gelation[J]. Journal of Food Science,1988,53(3):924-928.

[33]Li Y,Kong B,Xia X,et al. Structural changes of the myofibrillar proteins in common carp(Cyprinuscarpio)muscle exposed to a hydroxyl radical-generating system[J]. Process Biochemistry,2013,48(5-6):863-870.

[34]畢崇浩. 大豆分離蛋白酸誘導(dǎo)凝膠的流變學(xué)特性和分形分析[D]. 北京：中國農(nóng)業(yè)大學(xué),2015.

[35]Jian W,Wu H,Wu L,et al. Effect of molecular characteristics of Konjac,glucomannan on gelling and rheological properties of Tilapia,myofibrillar protein[J]. Carbohydrate Polymers,2016,150:21-31.

[36]Kerry J F,Morrissey P A,Buckley D J. The rheological properties of exudates from cured porcine muscle:effects of added polysaccharides and whey protein/polysaccharide blends[J]. Journal of the Science of Food & Agriculture,1999,79(79):1260-1266.

[37]Zhang T,Li Z,Wang Y,et al. Effects of konjac glucomannan on heat-induced changes of physicochemical and structural properties of surimi gels[J]. Food Research International,2016,83:152-161.

[38]W. S. Fulton，E. D. T. Atkins. The Gelling Mechanism and Relationship to Molecular Structure of Microbial Polysaccharide Curdlan[J]. Fiber Diffraction Methods. 1980,141:385-410.

[39]Wu C,Yuan C,Chen S,et al. The effect of Curdlan on the rheological properties of restructured ribbonfish(Trichiurus,spp.)meat gel[J]. Food Chemistry,2015,179:222-231.

[40]Warriss P D,Brown S N,Paciak P. The colour of the adductor muscle as a predictor of pork quality in the loin[J]. Meat Science,2006,73(4):565-569.

[41]Warner R D,Kauffman R G,Greaser M L. Muscle protein changes post mortem,in relation to pork quality traits[J]. Meat Science,1997,45(3):339-352.

EffectofcurdlanadditiononthequalityofFrankfurtsausage

JIANGShuai,NIUHai-li,LIUQian,ZHANGHong-wei,KONGBao-hua*

(College of Food Science,Northeast Agricultural University,Harbin 150030,China)

In the preparation of the Frankfurt sausage,curdlan was added at 0,0.1%,0.2%,0.3%,0.4% and 0.5%(mass ratio of curdlan to total meat weight). The effects were studied by measuring cooking loss,emulsion stability,colors,texture profiles and rheological properties. The mobility regularity of water molecules in Frankfurt sausage were measured by low field nuclear magnetic resonance(LF-NMR),and the microstructures were observed by confocal laser scanning microscopy(CLSM). The results showed that cooking loss of Frankfurt sausage decreased significantly with the increased addition of curdlan(p<0.05). However,theL*-value,hardness and adhesiveness of Frankfurt sausage obviously increased with the increased addition of curdlan(p<0.05). Moreover,LF-NMR results confirmed that the incorporated curdlan restricted the mobility of the aqueous phase during the heating progress of Frankfurt sausage meat batter,and increased water binding capacity. Compared with control group,the addition of curdlan significantly increased the storage modulus values(G′),and loss modulus values(G″)and elasticity of Frankfurt sausage meat batter upon heating(p<0.05). CLSM results showed that the addition of curdlan facilitated the formation of a closer microstructure in Frankfurt sausage. Therefore,curdlan could be used as quality improver to incorporate into Frankfurt sausage and its optimal dosage was 0.3%.

Frankfurt sausage;curdlan;low field nuclear magnetic resonance;rheological properties;microstructure

TS251.6+5

A

1002-0306(2017)19-0218-09

10.13386/j.issn1002-0306.2017.19.040

2017-03-24

姜帥(1992-)，女，在讀碩士研究生，研究方向：畜產(chǎn)品加工，E-mail:Jiangshuai_1025@126.com。

*通訊作者:孔保華(1963-)，女，博士，教授，研究方向：畜產(chǎn)品加工，E-mail:kongbh@163.com。

黑龍江省普通高等學(xué)校青年科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)計(jì)劃(UNPYSCT-2016006)；東北農(nóng)業(yè)大學(xué)“學(xué)術(shù)骨干”項(xiàng)目(16XG18)。