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低鈉干腌肉加工過程中肌內結締組織特性

2018-01-08 02:47:16劉成花張雅瑋劉世欣黃孝闖陳冬冬彭增起
食品科學 2018年1期
關鍵詞:陳香腌肉溶解性

劉成花,李 順,張雅瑋,劉世欣,黃孝闖,陳冬冬,彭增起*

(南京農業(yè)大學食品科技學院,食品安全與營養(yǎng)協(xié)同創(chuàng)新中心,江蘇 南京 210095)

低鈉干腌肉加工過程中肌內結締組織特性

劉成花,李 順,張雅瑋,劉世欣,黃孝闖,陳冬冬,彭增起*

(南京農業(yè)大學食品科技學院,食品安全與營養(yǎng)協(xié)同創(chuàng)新中心,江蘇 南京 210095)

以豬背最長肌為實驗材料,食鹽組為對照組,研究低鈉鹽對干腌肉加工過程中肌內結締組織特性的影響。結果顯示:陳香結束后,低鈉組次級肌束膜厚度比食鹽組低0.72 μm(P<0.05),膠原蛋白熱溶解性比食鹽組高0.91%(P<0.05),而低鈉組膠原蛋白總含量、初級肌束膜厚度、成熟交聯(lián)含量與食鹽組相比差異不顯著(P>0.05)。與食鹽相比,低鈉鹽使α-螺旋、β-轉角的相對含量分別減少了11.69%、13.41%(P<0.05),聚集片、無規(guī)卷曲的相對含量分別增加了46.88%、5.82%(P<0.05)。干腌豬肉加工中,低鈉鹽較食鹽能進一步促進肌內結締組織蛋白降解。

低鈉鹽;肌內結締組織;膠原蛋白;成熟交聯(lián)

傳統(tǒng)干腌肉制品如干腌火腿的含鹽量一般在6%~12%,咸肉、臘肉等也在8%左右,如此高的鹽含量不僅影響產品品質,而且不利于消費者的健康[1]。研究表明,長期的高鈉攝入不僅會增加腎臟負擔、患腎結石的風險,更會引起高血壓、心臟病、中風等心血管疾病[2]。因此,目前國內外學者積極探索低鈉干腌肉制品。楊應笑等[3]研究顯示,40% KCl替代NaCl的低鈉臘肉可接受度最大,當KCl替代比例超過60%時,產品具有金屬味、澀味等不良風味,不能被接受。在低鈉干腌里脊中,Ali?o等[4]用50% KCl+15% CaCl2+5% MgCl2+30% NaCl混合物替代NaCl可顯著增加干腌里脊的硬度和咀嚼性,25% KCl+15% CaCl2+5% MgCl2+55% NaCl混合物替代NaCl時對產品質構沒有顯著影響。Armenteros等[5]選用50% KCl+50% NaCl、25% KCl+15% CaCl2+5% MgCl2+55% NaCl兩種混合物研究低鈉干腌火腿,結果顯示,兩組低鈉干腌火腿的接受度低于食鹽組,尤其是二價鈣鹽和鎂鹽的存在使火腿有金屬味、辛辣味,50% KCl替代組有明顯的苦澀味。

肉的食用品質包括滋味、氣味、質地、多汁性等,其中以代表肉質地品質的質構最為重要,消費者常以肉的質構來評價肉品質的優(yōu)劣[6-7]。肉的質構是指肌肉中各種蛋白質結構特性的總體概括,反映了舌頭對肉感覺的柔軟性,肉對牙齒壓力的抵抗力以及咬斷肌纖維、結締組織的難易程度和嚼碎程度[8],金華火腿或其他干腌肉制品咀嚼起來,口腔內存留的渣感、咀嚼不碎的物質即是肌內結締組織。肌內結締組織對肌肉的質構、風味、多汁性有重要作用,膠原蛋白是肌內結締組織的主要構成成分[9]。多年來,國內外學者通過研究宰前、宰后條件下結締組織對質構的影響,指出肌內結締組織特性(如膠原蛋白含量及其熱溶解性、肌束膜厚度等)影響并決定肉的質構[10-14]。近年來,關于結締組織特性的研究報道主要集中在不同動物種類、宰后成熟時間、不同部位肌肉中,原料肉或蒸煮肉的膠原蛋白含量及其熱溶解性、共價交聯(lián)等與質構相關性方面[9,15-17]。鮮見干腌肉制品及其加工過程中肌內結締組織特性變化的研究報道,更鮮見低鈉鹽對肌內結締組織特性的研究報道。

因此,本實驗以食鹽為對照,采用一種新型低鈉鹽加工低鈉干腌肉。研究低鈉干腌肉加工過程中肌內結締組織特性變化規(guī)律,旨在揭示低鈉鹽對肌內結締組織特性的影響,為后續(xù)調控干腌肉加工中肌內結締組織特性的研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

取三元雜交豬背最長肌,三元雜交豬屠宰平均月齡為7 個月,體質量100 kg左右;無碘食用鹽購于山東菜央子鹽場。

低鈉鹽為本課題組自制(含氯化鈉、氯化鉀、葡萄糖酸鈉、賴氨酸、甘氨酸、鳥氨酸-β-丙氨酸、氫氧化鉀,其中NaCl質量分數(shù)約為50%);羥脯氨酸標準品美國Sigma公司;苦味酸-天狼星紅染色液、PA飽和水溶液 南京森貝伽生物科技有限公司;成熟交聯(lián)試劑盒上海藍基生物有限公司;其他試劑均為國產分析級國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

BY型恒溫恒濕箱 東莞寶元通儀器設備公司;Adventurer?Pro先進型電子天平 美國OHAUS公司;DGG-9240A型電熱恒溫鼓風干燥箱 上海森信實驗儀器有限公司;Allegra 64R型高速冷凍離心機、DU730型紫外-可見分光光度計 美國Beckman Coulter公司;CM1950冷凍切片機 德國Leica公司;DP72正置熒光相差顯微鏡 日本Olympus公司;SpectraMax M2酶標儀美國Molecular Devices公司;Heto PowerDry LL3000冷凍干燥機 德國SG公司;Nexus870型傅里葉變換紅外光譜儀 美國Nicolet公司。

1.3 方法

1.3.1 低鈉干腌豬肉加工流程

豬背最長肌去肌外膜→添加3%(質量分數(shù),下同)低鈉鹽、3%食鹽作對照→腌制→脫水→干燥→落架→陳香→成品

分別于主要工藝點隨機抽取3 個樣品,真空包裝,-20 ℃凍藏備用。每個樣品各指標測定均設3 個平行。具體取樣工藝點及加工條件見表1。

表1 低鈉干腌豬肉制品加工過程及工藝點選取Table 1 Selection of sampling points during the processing of low sodium dry-cured pork meat

1.3.2 測定方法

1.3.2.1 膠原蛋白總量及其熱溶解性測定

膠原蛋白總量采用羥脯氨酸分光光度法測定,具體參考Xu Shuqin等[18]的方法:稱取約300 mg凍干肉樣品,充分研磨后添加10 mL 6 mol/L HCl溶液,于110 ℃下酸解16~18 h,待完全酸解后,4 ℃、16 000×g離心5 min,收集上清液待用。用1 mol/L NaOH溶液調整pH值至8.0±0.2,定容到10 mL后進行羥脯氨酸含量測定。于558 nm波長處測定吸光度。同時以羥脯氨酸為標準,繪制標準曲線,膠原蛋白總量由羥脯氨酸含量乘以7.25得出,各組設置3 個平行,結果表示為mg/g md。

膠原蛋白熱溶解性測定參考Nishimura等[19]的方法操作,并稍作修改,具體操作如下:稱取約300 mg凍干肉樣充分研磨后于10 mL Ringer’s試劑中勻漿(冰浴,20 000 r/min,每次20 s,間隔30 s),混勻溶脹1 h后,77 ℃水浴65 min,室溫冷卻30 min;離心(2 ℃,6 000×g,10 min),收集上清液;用5 mL Ringer’s試劑溶解沉淀,再次離心,收集上清液,合并兩次上清液,上清液即為可溶性膠原蛋白。上清液加25 mL濃鹽酸,于110 ℃消化爐消化16~18 h;趁熱過濾于25 mL容量瓶內,用10 mL 6 mol/L HCl溶液反復沖洗三角瓶和濾紙2 次,冷卻,用蒸餾水定容至刻度,混勻。吸取10 mL濾液于燒瓶內,用1 mol/L NaOH溶液微調中和除酸,調節(jié)至pH(8.0±0.2),過濾于25 mL容量瓶中,水洗定容,用于羥脯氨酸含量測定;膠原蛋白的熱溶解性按下式計算。

1.3.2.2 肌內結締組織組織學觀察

肌內結締組織的組織學觀察參考常海軍[8]和李春保[20]的方法,略作修改。從每塊肉樣中心取一小塊(0.5 cm×0.5 cm×0.5 cm)置于-80 ℃速凍,然后取出肉樣,用冷凍超薄切片機垂直于肌纖維方向進行超薄切片,厚度約10 μm。染色基本步驟為:丙酮(浸泡5 h,去除脂肪),苦味酸-甲醛固定液(10 min),90%乙醇沖洗(1 min),溫和流動水沖洗(10 min),苦味酸-天狼星紅染色液滴染(1 h),0.01 mol/L HCl(5 min),蒸餾水(1 min),100%乙醇(1 min,3 次),二甲苯(3 min,2 次),封片觀察。

切片于10 倍物鏡下觀察、拍照,每個樣品在不同視野下拍攝圖片10 張。用Image-pro plus 軟件測定初/次級肌束膜厚度,每幅圖選取8~10 個測量點(圖1)。每個處理重復3 次。

圖1 干腌肉組織切片(×100)Fig. 1 Section of muscle tissue in dry-cured meat (× 100)

1.3.2.3 成熟交聯(lián)含量的測定

成熟交聯(lián)含量測定參考Dubost等[16]的方法,前處理具體過程如下:稱取300 mg凍干肉樣充分研磨后用10 mL 6 mol/L HCl溶液于110 ℃下過夜進行酸消解,所得酸解物4 ℃、16 000×g離心5 min,收集上清液(即酸解液)待用。取上述酸解液1 mL,向其中加入1 mL 6 mol/L NaOH和1 mL 1 mol/L Tris溶液,再用6 mol/L HCl、6 mol/L NaOH溶液調整pH值至7.0~7.2后定容到10 mL,待后續(xù)測定。

結締組織中成熟交聯(lián)測定采用酶聯(lián)免疫法,具體操作方法參照試劑盒使用說明書,由標準曲線計算樣品含量。設3 個平行,結果表示為ng/g md。

1.3.2.4 肌內結締組織二級結構測定

肌內結締組織的提取參照Akta?[21]和Badii[22]等的方法,并略作修改。取30 g肉樣中心部分,用預冷的0.05 mol/L NaCl、0.02 mol/L 磷酸鹽緩沖液(phosphate buffered saline,PBS)(pH 6.1)、1 mmol/L苯甲基磺酰氟(phenylmethanesulfonyl fluoride,PMSF)充分勻漿,過30 目濾網(wǎng),重復此程序3~5 次。所得結締組織于0.05 mol/L NaCl、0.02 mol/L PBS(pH 6.1)、1 mmol/L PMSF、0.05 mmol/L 乙二胺四乙酸(ethylenediaminetetraacetic acid,EDTA)中0~4 ℃低速攪拌12 h。4 ℃下3 000×g離心20 min,棄上清液,沉淀重新勻漿,所得沉淀于0.05 mol/L NaCl、0.02 mol/L PBS(pH 6.1)、1 mmol/L PMSF、0.05 mmol/L EDTA中0~4 ℃低速攪拌12 h,4 ℃下3 000×g離心20 min,棄上清液,所得沉淀即為肌內結締組織,于-20℃預冷凍后進行真空冷凍干燥,真空包裝,-80 ℃保存待用。各組設置3 個平行。

參照鐘朝輝等[23]的方法,測定傅里葉變換紅外光譜,具體操作如下:取結締組織凍干品(約2 mg)與KBr壓片,取出置于傅里葉變換紅外光譜儀下進行測定。掃描范圍400~4 000 cm-1,掃描分辨率4 cm-1,掃描次數(shù)40 次。所得紅外圖譜的1 600~1 700 cm-1波段指示酰胺Ⅰ帶并用來分析結締組織的二級結構變化。參照王復龍[24]和Chadefaux[25]等的方法,使用Peak fit軟件進行去基線、平滑、二階導定峰位以及分峰擬合。條帶指認為聚集片:1 610~1 628 cm-1;β-折疊:1 625~1 640 cm-1;無規(guī)卷曲:1 640~1 648 cm-1;α-螺旋:1 648~1 660 cm-1;310-螺旋:1 660~1 675 cm-1;β-轉角:1 680~1 696 cm-1[26],各組設置3 個平行。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

圖表采用Origin 8.0軟件繪制。通過SPSS 20.0軟件對食鹽組和低鈉組間進行獨立樣本t檢驗,同一處理組加工過程中采用鄧肯多重比較法進行差異顯著性分析,顯著性水平P<0.05。膠原蛋白總量及其熱溶解性、肌束膜厚度等指標進行相關性分析。數(shù)據(jù)采用表示。

2 結果與分析

2.1 低鈉干腌肉加工過程中膠原蛋白總量及其熱溶解性變化

干腌肉制品所具有的獨特風味和特殊口感,主要是干腌肉加工中內源酶對脂肪、蛋白質降解的結果[27-28]。膠原蛋白是肌內結締組織的主要構成成分,對肌肉的質構、風味、多汁性有著重要影響[9]。圖2顯示,低鈉組和食鹽組的膠原蛋白總量變化趨勢在整個加工過程中基本一致。隨著加工時間的延長,膠原蛋白總量逐漸減少。食鹽組膠原蛋白總量總是稍高于低鈉組,但兩組間差異不顯著(P>0.05)。對于低鈉組,從原料至落架結束,膠原蛋白總量由19.89 mg/g md顯著降至17.96 mg/g md(P<0.05),降低了9.70%。這可能是由于組織蛋白酶L活力較高[29],能快速降解膠原蛋白[30]。但落架與陳香結束間差異不顯著(P>0.05)。對于食鹽組,從原料至干燥結束,膠原蛋白總量由19.89 mg/g md降低了5.83%(P<0.05),從干燥至陳香結束,膠原蛋白總量變化不顯著(P>0.05)。

圖2 干腌肉加工過程中膠原蛋白總量變化Fig. 2 Changes in total collagen content in dry-cured meat during processing

從原料至落架階段,低鈉組和食鹽組的膠原蛋白總量減少迅速,而在落架至陳香結束階段,兩組膠原蛋白總量變化不顯著,原因可能是后期食鹽等抑制了酶活性[31],使膠原蛋白降解緩慢。干腌肉加工過程中,蛋白質降解由快至慢的現(xiàn)象在馬志方等[32]的研究中也有類似發(fā)現(xiàn),其研究低鈉金華火腿加工過程中蛋白質降解情況表明,原料至落架,低鈉組和食鹽組的總氮含量出現(xiàn)顯著性增加,而在落架至陳香結束階段變化不顯著。整個加工過程中,低鈉組和食鹽組膠原蛋白總量分別由原料的19.89、19.89 mg/g md降至終產品的17.70、17.83 mg/g md(P<0.05),分別降低了11.01%、10.36%。

圖3 干腌肉加工過程中膠原蛋白熱溶解性變化Fig. 3 Changes in heat solubility of collagen in dry-cured meat during processing

圖3顯示,低鈉組和食鹽組的膠原蛋白熱溶解性變化趨勢在整個加工過程中基本一致,隨著加工時間的延長,膠原蛋白熱溶解性逐漸增加。在落架和陳香結束階段,兩組的膠原蛋白熱溶解性差異顯著(P<0.05),這可能是由于低鈉鹽及其組分提高了膠原蛋白酶活力。Armenteros等[33]發(fā)現(xiàn),當KCl替代NaCl比例越多時,組織蛋白酶L的活力就越強。對于低鈉組,從原料至干燥結束,膠原蛋白熱溶解性由原料組的9.09%顯著升至12.69%(P<0.05),增加了39.60%;從干燥結束至陳香結束,膠原蛋白熱溶解性變化不顯著(P>0.05)。對于食鹽組,與低鈉組有著相似的變化規(guī)律。終產品時,低鈉組的膠原蛋白熱溶解性比食鹽組高0.91%(P<0.05)。干腌肉加工是一個不斷失水、水分活度不斷降低、腌制劑等不斷滲透的過程,加工中內源酶活性會出現(xiàn)不同形式的變化,對脂肪及蛋白質降解程度也會出現(xiàn)顯著性變化[29,34]。Zhang等[34]在研究低鈉干腌豬肉制品中發(fā)現(xiàn),含有KCl、Lys、His等組分的低鈉鹽對酸性脂肪酶、中性脂肪酶、磷脂酶酶活性有明顯的抑制作用;干腌肉加工過程中性脂質、游離脂肪酸含量不斷增加,而磷脂含量不斷減少。馬志方[29]在研究低鈉金華火腿加工過程中發(fā)現(xiàn),組織蛋白酶L活力呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢,低鈉組和食鹽組無顯著性差異;組織蛋白酶B活力呈現(xiàn)逐漸下降趨勢,兩組有顯著性差異;蛋白質降解指數(shù)顯著升高,且低鈉組顯著高于食鹽組。所以,在干腌肉加工過程中,可能是因為降解膠原蛋白的相關酶活力的變化造成低鈉組和食鹽組的膠原蛋白總量及其熱溶解性的差異。

2.2 低鈉干腌肉加工過程結締組織肌束膜厚度變化

圖4 干腌肉加工中肌肉組織切片F(xiàn)ig. 4 Sections of muscle tissue in dry-cured meat during processing

肌肉組織結構在干腌肉加工過程中發(fā)生變化(圖4)。肌內結締組織被天狼星紅-苦味酸染色液染成紅色帶狀,較粗的為次級肌束膜,較細的為初級肌束膜,還有包裹在肌纖維外層的肌內膜。隨著加工時間的延長,內源酶不斷降解各類蛋白質,低鈉組和食鹽組的初級肌束膜和次級肌束膜厚度逐漸減小。對于低鈉組,從原料至腌制結束,肌束膜仍保持完整結構。從脫水至陳香結束,肌束膜厚度逐漸減小,部分肌束膜斷裂、肌內膜消失。對于食鹽組,從原料至干燥結束,肌束膜厚度雖然逐漸減小,但仍可見完整的組織結構。從落架至陳香結束,部分肌束膜、肌內膜才逐漸消失。臧大存[35]通過研究2%~4% NaCl鹽腌加熱處理鴨肉時發(fā)現(xiàn),鹽腌降低了膠原蛋白的熱穩(wěn)定性,肌束膜出現(xiàn)非常明顯的顆粒化,肌內膜結構也受到不同程度的破壞。王復龍[24]用0.5%蘋果酸腌制牛背最長肌發(fā)現(xiàn),隨著腌制時間的延長,肌束膜結構逐漸弱化,初級肌束膜和次級肌束膜都呈現(xiàn)顯著減小的趨勢,弱酸處理降低了結締組織的機械性能。以上研究與本研究有相同之處,因干腌肉是在弱酸性條件下,利用食鹽或低鈉鹽腌制加工而成[36],所以食鹽或低鈉鹽降低了膠原蛋白的熱穩(wěn)定性,弱化了肌內結締組織,肌束膜厚度降低。

圖5 干腌肉加工中初級肌束膜厚度變化Fig. 5 Changes in thickness of primary perimysium in dry-cured meat during processing

初級肌束膜厚度在加工過程中呈逐漸下降趨勢。低鈉組和食鹽組的初級肌束膜厚度分別由原料的12.76、12.94 μm降至終產品的6.91、7.15 μm(P<0.05),分別降低了45.85%、44.74%。整個加工過程中,低鈉組初級肌束膜厚度都稍低于食鹽組,但兩組間不存在顯著性差異(P>0.05)。

圖6 干腌肉加工中次級肌束膜厚度變化Fig. 6 Changes in thickness of secondary perimysium in dry-cured meat during processing

隨著加工時間的延長,低鈉組和食鹽組的次級肌束膜厚度也呈逐漸下降趨勢,分別由原料的26.26、25.50 μm降至終產品的10.32、11.04 μm(P<0.05),分別降低了60.70%、56.71%。陳香結束后,低鈉組的次級肌束膜厚度比食鹽組低0.72 μm(P<0.05)。這可能是由于低鈉組膠原蛋白降解程度大于食鹽組的降解程度。

2.3 低鈉干腌肉加工過程中成熟交聯(lián)含量變化

圖7 干腌肉加工中成熟交聯(lián)變化Fig. 7 Changes in pyridinoline cross-linking in dry-cured meat during processing

成熟交聯(lián)含量在干腌肉加工過程中呈逐漸下降趨勢(圖7)。成熟交聯(lián)即非還原型的穩(wěn)定交聯(lián),成熟交聯(lián)含量越多,膠原蛋白熱不溶解性越強[37]。非還原性的成熟交聯(lián)是三共價鍵連接3 個膠原蛋白分子,使膠原纖維網(wǎng)狀結構更加穩(wěn)定[38-39]。盧桂松[40]和Wang Fulong[41]等研究證實,在肌內脂肪沉積較多的牛肉樣本中,成熟交聯(lián)的含量較少。成熟交聯(lián)含量隨著生理生熟度增加而逐漸升高[42]。然而鮮見關于干腌肉加工中成熟交聯(lián)含量變化的研究報道。在整個加工過程中,低鈉組和食鹽組成熟交聯(lián)含量都呈顯著下降趨勢,分別原料的12.88、12.88 ng/g md降至4.94、5.00 ng/g md(P<0.05),各降低了61.65%、61.18%。在整個加工過程中,食鹽組成熟交聯(lián)含量均稍高于低鈉組,但兩組間差異不顯著(P>0.05)。整個加工過程中成熟交聯(lián)含量的不斷減少,說明膠原纖維網(wǎng)狀結構穩(wěn)定性逐漸減弱,膠原蛋白熱溶解性逐漸增強[24]。

2.4 低鈉干腌肉制品加工中肌內結締組織特性相關性研究

肌內結締組織特性之間的相關分析見表2。膠原蛋白總量、膠原蛋白熱溶解性、次級及初級肌束膜厚度與成熟交聯(lián)含量呈極顯著相關(P<0.01),相關系數(shù)分別為0.853、-0.964、0.921、0.968。在干腌肉加工中,膠原蛋白分子間成熟交聯(lián)含量逐漸降低,使膠原蛋白總量降低、膠原蛋白熱溶解性升高、肌束膜厚度減小。這一結果符合McCormick的理論[43],即成熟交聯(lián)含量的減少使3 個膠原蛋白分子間缺少足夠的“橋梁”連接,這在一定程度上會減弱肌內結締組織的機械強度,使膠原蛋白熱溶解性升高、肌束膜厚度降低。膠原蛋白總量、次級及初級肌束膜厚度與膠原蛋白熱溶解性呈極顯著負相關(P<0.01),相關系數(shù)分別為-0.844、-0.932、-0.931。說明膠原蛋白熱溶解性的升高,使膠原蛋白總量減少、次級及初級肌束膜厚度降低。

表2 肌內結締組織特性相關性Table 2 Correlation among characteristics of intramuscular connective tissue

2.5 低鈉干腌肉加工過程中肌內結締組織二級結構變化

圖8 低鈉干腌肉加工過程中肌內結締組織酰胺Ⅰ帶分峰擬合圖Fig. 8 Curve-f i tting analysis of amide I prof i le

表3 干腌肉加工過程中肌內結締組織二級結構相對含量變化Table 3 Changes in secondary structure of IMCT in dry-cured meat during processing

圖8和表3給出了干腌肉加工過程中肌內結締組織的二級結構變化趨勢。酰胺Ⅰ帶可以反映多種蛋白質二級結構變化[44]。關于分峰擬合,是根據(jù)二階求導和傅里葉去卷積方法來確定子峰數(shù)目及峰位置,最終得到6 個子峰,符合一般規(guī)律。經過7 次迭代,所有子峰擬合R2均達0.999 9以上,擬合效果理想[44]。干腌肉加工中肌內結締組織主要有6 種形式(表3),分別為α-螺旋、310-螺旋、β-轉角、聚集片、β-折疊、無規(guī)卷曲。低鈉組和食鹽組的肌內結締組織二級結構主要存在兩種形式的變化:一是α-螺旋、310-螺旋、β-轉角相對含量總體呈降低趨勢;二是聚集片、β-折疊、無規(guī)卷曲相對含量總體呈升高趨勢。說明前者是向后者的轉化,干腌肉加工過程中肌內結締組織二級結構變化是一個解螺旋的過程。與之類似,Wang Rongrong等[45]利用牛肌肉組織提取物酶解牛肉肌束膜中膠原蛋白,觀察膠原蛋白二級結構變化,結果表明,隨組織提取物添加量增大,α-螺旋的相對含量逐漸降低,β-折疊的相對含量逐漸升高,β-轉角、無規(guī)卷曲變化不明顯,α-螺旋與β-折疊發(fā)生了一定程度的轉化。

低鈉組與食鹽組α-螺旋、310-螺旋和β-轉角這3 種結構的相對含量在加工過程中出現(xiàn)了不同程度的降低趨勢。對于α-螺旋,低鈉組由原料的27.82%降低至18.73%(P<0.05),減少了32.67%。食鹽組由原料的27.84%降至21.21%(P<0.05),減少了23.81%。兩組在腌制結束至陳香結束各加工階段間均有顯著性差異(P<0.05)。對于310-螺旋,終產品時,低鈉組和食鹽組分別降低了15.41%、14.22%,兩組在陳香結束階段不存在顯著性差異(P>0.05)。對于β-轉角,低鈉組由原料的14.41%顯著降低至12.07%(P<0.05),降低了16.24%。食鹽組僅降低了3.33%。兩組僅在腌制后、干燥結束及陳香結束階段有顯著性差異(P<0.05)。

聚集片、β-折疊、無規(guī)卷曲,在加工過程中相對含量出現(xiàn)了不同程度的升高趨勢。對于聚集片,低鈉組由原料的5.57%顯著上升至終產品的10.12%(P<0.05),增加了81.69%。食鹽組僅增加了23.48%。兩組在腌制結束至陳香結束各加工階段間均有顯著性差異(P<0.05)。對于β-折疊,低鈉組和食鹽組在陳香結束無顯著性差異(P>0.05),分別增加了30.03%、27.54%。對于無規(guī)卷曲,終產品低鈉組增幅高于食鹽組(P<0.05),分別增加了36.74%、29.39%。

干腌肉加工過程中,隨著加工時間的延長,肌內結締組織不斷發(fā)生著解螺旋化,使得羥脯氨酸殘基暴露出來[45],進而改變肌內結締組性質。陳香結束后,與食鹽相比,低鈉鹽使α-螺旋、β-轉角相對含量分別減少11.69%、13.41%(P<0.05),聚集片、無規(guī)卷曲分別增加了46.88%、5.82%(P<0.05)。這表明低鈉組肌內結締組織二級結構的解螺旋程度大于食鹽組。這可能是因為低鈉組中膠原蛋白酶活力高于食鹽組的酶活力。Burleigh等[46]研究由人體肝臟提取的組織蛋白酶B1和D對大鼠表皮的膠原蛋白的水解作用,結果發(fā)現(xiàn),組織蛋白酶在pH 4.5~5.0時能夠水解膠原蛋白,開始主要水解膠原蛋白的非螺旋結構的交聯(lián)區(qū)域,之后逐步水解三螺旋結構區(qū)域。α鏈一旦遭到水解,就會迅速生產許多小分子質量的多肽。Etherington[47]在牛肉提取物中的組織蛋白酶B1時發(fā)現(xiàn)其中含有可以水解膠原蛋白的同工酶,該酶在28 ℃、pH 4.0~5.4時可有效降解牛皮中原膠原蛋白中心的交聯(lián),切斷Lys衍生交聯(lián)與三螺旋之間的末端區(qū)域,并進一步水解α鏈。以上研究表明,組織蛋白酶B能水解膠原蛋白α鏈,降解膠原蛋白。馬志方[29]在研究低鈉鹽對金華火腿組織蛋白酶B活力的影響時發(fā)現(xiàn),在低鈉金華火腿加工過程中,組織蛋白酶B活力呈現(xiàn)逐漸下降趨勢,低鈉組酶活力顯著高于食鹽組的酶活力。所以,在干腌肉加工中,可能是低鈉組的組織蛋白酶B活力高于食鹽組,使組織蛋白酶B水解膠原蛋白α鏈能力更強,最終使低鈉組肌內結締組織二級結構的解螺旋程度高于食鹽組。

3 結 論

豬肉在干腌加工過程中,膠原蛋白總量降低,膠原蛋白熱溶解性升高,初級及次級肌束膜厚度減小,成熟交聯(lián)含量降低,肌內結締組織二級結構不斷進行著解螺旋。與食鹽組相比,低鈉組產品具有較高的膠原蛋白熱溶解性和較小的次級肌束膜厚度,肌內結締組織二級結構解螺旋程度更大。所以,低鈉鹽能進一步促進肌內結締組織蛋白降解。

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Characteristics of Intramuscular Connective Tissue in Low Sodium Dry-Cured Meat during Processing

LIU Chenghua, LI Shun, ZHANG Yawei, LIU Shixin, HUANG Xiaochuang, CHEN Dongdong, PENG Zengqi*
(Synergetic Innovation Center of Food Safety and Nutrition, College of Food Science and Technology,Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China)

The effect of low sodium salt on intramuscular connective tissue (IMCT) during the processing of dry-cured pork from M. longissimus dorsi was investigated. At the end of post-ripening, the thickness of secondary perimysium of low sodium-cured samples was 0.72 μm lower (P < 0.05), and the thermal solubility of collagen was 0.91% higher than that of normal salt-cured samples (P < 0.05). On the other hand, no signif i cant differences existed in total collagen, the thickness of primary perimysium or pyridinoline cross-linking between the two groups (P > 0.05). Compared with the normal salt group,the relative contents of α-helix and β-turn in the low sodium group were decreased by 11.69% and 13.41%, respectively(P < 0.05); in contrast, aggregated strands and random coil were increased by 46.88% and 5.82%, respectively (P < 0.05).In conclusion, low sodium salt can further promote the degradation of IMCT than normal salt during the processing of drycured pork.

low sodium salt; intramuscular connective tissue; collagen; pyridinoline cross-linking

10.7506/spkx1002-6630-201801014

TS251.5

A

1002-6630(2018)01-0091-08

劉成花, 李順, 張雅瑋, 等. 低鈉干腌肉加工過程中肌內結締組織特性[J]. 食品科學, 2018, 39(1): 91-98.

10.7506/spkx1002-6630-201801014. http://www.spkx.net.cn

LIU Chenghua, LI Shun, ZHANG Yawei, et al. Characteristics of intramuscular connective tissue in low sodium dry-cured meat during processing[J]. Food Science, 2018, 39(1): 91-98. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201801014. http://www.spkx.net.cn

2016-09-08

江蘇省優(yōu)勢學科人才引進專項基金項目(080/80900234)

劉成花(1989—),女,碩士研究生,研究方向為畜產品加工與質量控制。E-mail:2014108048@njau.edu.cn

*通信作者簡介:彭增起(1956—),男,教授,博士,研究方向為畜產品加工與質量控制。E-mail:zqpeng@njau.edu.cn

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