陳道春 ，陸志娟，齊自元

（1.上海統(tǒng)益生物科技有限公司，上海 200444；2.上海海洋大學(xué)食品學(xué)院，上海 201306）

隨著我國(guó)人均牛肉消費(fèi)量的激增，牛肉加工品類(lèi)也在不斷豐富。低脂牛肉腸作為低溫牛肉肉糜產(chǎn)品，能夠充分利用牛肉分割過(guò)程中的碎肉，同時(shí)由于低膽固醇、高蛋白含量的營(yíng)養(yǎng)特點(diǎn)備受消費(fèi)者青睞[1]。但低脂牛肉腸存在脂肪或水分減少而導(dǎo)致適口性下降，感官品質(zhì)劣變，如多汁性下降、切片性不佳、硬度降低和色澤變化等低脂肉制品的常見(jiàn)問(wèn)題。低脂牛肉腸加工中常用植物蛋白、淀粉、親水膠體等作為脂肪替代物，以減少蒸煮損失，改善產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)[2?4]。

可得然膠由葡萄糖單體通過(guò)線性β-（1，3）糖苷鍵鏈接而成[5]，能夠根據(jù)不同的熱處理?xiàng)l件形成低強(qiáng)度熱可逆凝膠和高強(qiáng)度熱不可逆凝膠[6]，其獨(dú)特的凝膠特性可以提高食品的食用品質(zhì)[7]，如改善食品的口感、質(zhì)構(gòu)和持水性等[8]。但是可得然膠不溶于水，這極大地影響了其在食品、醫(yī)藥和化妝品行業(yè)中的應(yīng)用效果。迄今為止，可得然膠在魚(yú)糜制品[9]、腸類(lèi)[10]、西式火腿[11]、冷凍面條[12]等實(shí)際應(yīng)用中多以粉末直接添加為主。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外對(duì)可得然膠的預(yù)處理方法和添加方式進(jìn)行了研究以期改善可得然膠的應(yīng)用效果。Wu 等[13]首次在重組帶魚(yú)凝膠中發(fā)現(xiàn)可得然膠以可逆凝膠的方式加入可以獲得更好的凝膠強(qiáng)度，Jiang 等[14]在法蘭克福香腸中對(duì)比研究發(fā)現(xiàn)可得然膠以熱可逆凝膠方式加入后能夠與肌肉蛋白協(xié)同凝膠形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)增強(qiáng)凝膠強(qiáng)度，而不可逆凝膠加入后只能相對(duì)獨(dú)立的填充在肌肉凝膠中，此外在可得然膠的酶解中，相比于粉末可得然膠，經(jīng)過(guò)加熱及酸堿中和預(yù)處理后的可得然膠可以獲得更高的水解效率[15?17]。

但是，不同預(yù)處理方法的可得然膠在牛肉制品中的應(yīng)用研究尚未見(jiàn)報(bào)道。為了研究預(yù)處理方法對(duì)可得然膠的影響，探索經(jīng)過(guò)預(yù)處理的可得然膠對(duì)低脂牛肉腸品質(zhì)的影響，本研究將對(duì)比不同預(yù)處理方法的可得然膠粘度和凝膠強(qiáng)度，并探討不同預(yù)處理可得然膠對(duì)低脂牛肉腸的加工特性，質(zhì)構(gòu)指標(biāo)以及感官評(píng)分的影響，進(jìn)而探索適合低脂牛肉腸生產(chǎn)的可得然膠的最佳預(yù)處理方法及添加量，為可得然膠在牛肉制品中的實(shí)際應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

牛霖 上海市江楊南路批發(fā)市場(chǎng)；可得然膠上海福樂(lè)貿(mào)易有限公司；食鹽 上海中鹽嘉青鹽業(yè)有限公司；NaOH、HCl 分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；味精 上海味丹企業(yè)有限公司；D-異抗壞血酸鈉 江西省德興市百勤異VC鈉有限公司；亞硝酸鈉 湖北一航生物科技有限公司；呈味核苷酸二鈉希杰（聊城）生物科技有限公司；白胡椒粉、五香粉上海味好美食品有限公司；復(fù)合磷酸鹽 云南貝克吉利尼天創(chuàng)磷酸鹽有限公司；葡萄糖、玉米淀粉秦皇島驪驊淀粉股份有限公司；纖維素腸衣 德國(guó)Kalle GmbH 公司。

DV2T Viscometer 粘度儀 美國(guó)Brookfield；CM-14 斬拌機(jī) 西班牙MAINCA；TA-XT Plus 型質(zhì)構(gòu)儀 英國(guó)Stable Micro Systems 公司；FA25 高速均質(zhì)機(jī) 德國(guó)弗魯克；KZ-50D 蒸箱 佛山市德瑪仕科技有限公司；JB-3 磁力攪拌器 上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；TG16-WS 臺(tái)式高速離心機(jī) 上海盧湘儀離心機(jī)儀器有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 可得然膠的預(yù)處理

1.2.1.1 高速斬拌 將可得然膠分散于冰水中，分別高速斬拌1、3、5、7 min，控制料液溫度不超過(guò)10 ℃，得到4%可得然膠的懸浮液，4 ℃冷藏待用。

1.2.1.2 酸堿中和處理 參考Li 等[18]的方法略有改動(dòng)：將可得然膠粉末緩慢加入到0.5 mol/L 的NaOH溶液中，用磁力攪拌器在20 ℃分別攪拌0、15、30、60 min 得到2%（w/v）不同堿溶時(shí)間的可得然膠堿溶液。隨后向可得然膠堿溶液中緩慢滴加0.5 mol/L的HCl 至pH 中性。將所得可得然膠懸浮液以5000 r/min 離心20 min，得到的可得然膠用5 倍去離子水沖洗，如此重復(fù)3 次。最后將可得然膠懸浮液調(diào)至4%（w/v），然后均質(zhì)5 min，4 ℃冷藏待用。

1.2.2 可得然膠凝膠強(qiáng)度測(cè)定 取可得然膠粉末及預(yù)處理樣品，參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 28304-2012[19]制備凝膠。采用TA-XT plus 質(zhì)構(gòu)分析儀在凝膠強(qiáng)度的模式下采集數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)參數(shù)如下：探頭型號(hào)為P/0.5，測(cè)試前速度、測(cè)試時(shí)速度、測(cè)試后速度均為1 mm/s，測(cè)試距離為10 mm，壓縮比例50%，觸發(fā)力為5 g。

1.2.3 可得然膠粘度測(cè)定 取可得然膠粉末及預(yù)處理樣品，參照1.2.1 制備懸浮液，然后用DV2T Viscometer 粘度儀測(cè)試樣品粘度，粉末及高速斬拌處理組的測(cè)試條件：懸浮液溫度20 ℃，1 號(hào)轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速：30 r/min；酸堿中和處理組的測(cè)試條件：懸浮液溫度20 ℃，2 號(hào)轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速：6 r/min。

1.2.4 低脂牛肉腸的配方 參考彭增起等[20]的方法略有改動(dòng)，低脂牛肉腸的配方如表1 所示。

表1 低脂牛肉腸的配方Table 1 Formula of low fat beef sausage

1.2.5 低脂牛肉腸的加工工藝 選用市售牛霖去除脂肪和筋膜，切成塊后按配方要求加入食鹽、葡萄糖、異抗壞血酸鈉、亞硝酸鈉、磷酸鹽，混合均勻后置于0～4 ℃下腌制24 h。腌制后原料肉絞碎后加入冰水高速斬拌3 min 之后，再分別加入0.1%、0.3%、0.5%、0.7%（可得然膠與總?cè)庵氐馁|(zhì)量比）的不同預(yù)處理可得然膠、剩余碎冰，玉米淀粉，香辛料等輔料繼續(xù)高速斬拌2 min。保持原料溫度不超過(guò)10 ℃。斬拌充分后把原料填充到直徑為45 mm 的纖維素腸衣中，95 ℃蒸煮50 min。自然冷卻至室溫后，置于0～4 ℃冷藏，測(cè)定各項(xiàng)指標(biāo)。

1.2.6 保水性測(cè)定

1.2.6.1 蒸煮損失（Cooking Losses,CL） 低脂牛肉腸在蒸煮前精確稱量樣品質(zhì)量，低脂牛肉腸樣品按照加工工藝的溫度和時(shí)間進(jìn)行蒸煮，待冷卻至室溫后，吸干表面水分，精確稱量樣品質(zhì)量。蒸煮損失計(jì)算公式如下：

1.2.6.2 非壓出水分（Non-expressible Water，NW）及保水性（Water-holding Capacity，WHC） 參 照Thawatchai 等[21]的方法，將牛肉腸切成10 mm 厚度，稱其質(zhì)量為D，夾于上下各兩層濾紙中，用TAXT Plus 質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)行擠壓測(cè)試。擠壓后稱其質(zhì)量為E，測(cè)定參數(shù)為：探頭型號(hào)P50，保持10 kg 壓縮力壓縮3 min，測(cè)前速率2.0 mm/s，測(cè)試速率0.5 mm/s，返回速率10.0 mm/s，觸發(fā)力Auto-10 g。非壓出水分及保水性計(jì)算公式如下:

1.2.7 質(zhì)構(gòu)分析 將腸切成2 cm 長(zhǎng)的圓柱，切面要平整垂直，每批制作10 個(gè)平行樣品。采用TA-XT plus 質(zhì)構(gòu)分析儀進(jìn)行全質(zhì)構(gòu)分析（Texture Profile Analysis，TPA），實(shí)驗(yàn)參數(shù)如下：探頭型號(hào)為P/6，測(cè)試前速度為2 mm/s，測(cè)試時(shí)速度、測(cè)試后速度均為1 mm/s，壓縮比例50%，觸發(fā)力為5 g。

1.2.8 感官評(píng)定 參考Veli[22]的方法并做適當(dāng)改動(dòng)，邀請(qǐng)10 名經(jīng)過(guò)感官訓(xùn)練培訓(xùn)的評(píng)定員，其中5 男5 女，組成評(píng)定小組，采用雙盲法進(jìn)行檢驗(yàn)。主要對(duì)產(chǎn)品的組織狀態(tài)、多汁性、口感和整體可接受性進(jìn)行評(píng)定。感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如表2 所示。

表2 感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 2 The standard of sensory evaluation

1.3 數(shù)據(jù)處理

本研究每組試驗(yàn)除特殊說(shuō)明外均重復(fù)3 次，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。使用SPSS 23.0 分析、Origin 2018 作圖，多重比較誤差使用Duncan、LSD法表示，顯著水平（P＜0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同預(yù)處理對(duì)可得然膠粘度、凝膠強(qiáng)度的影響

2.1.1 高速斬拌預(yù)處理對(duì)可得然膠粘度、凝膠強(qiáng)度的影響 由圖1 可知，可得然膠的凝膠強(qiáng)度隨著斬拌時(shí)間的增加而顯著提升（P＜0.05），粘度也迅速提高?？傻萌荒z的水不溶性主要是由于可得然膠分子內(nèi)和分子間的氫鍵形成的結(jié)晶區(qū)所致[23]。通過(guò)高速斬拌，可得然膠分子之間的分子鏈纏結(jié)點(diǎn)迅速被打開(kāi)并來(lái)不及恢復(fù)[24]，這有利于可得然膠與水分子通過(guò)氫鍵結(jié)合加速溶脹，粘度也隨之上升，通過(guò)加熱，可得然膠分子可以形成更多的三螺旋結(jié)構(gòu)從而使其凝膠強(qiáng)度不斷增加[11]。由于斬拌5 min 以后凝膠強(qiáng)度和粘度變化不大，同時(shí)為避免斬拌升溫，所以高速斬拌時(shí)間定為5 min。

圖1 高速斬拌預(yù)處理對(duì)可得然膠的粘度和凝膠強(qiáng)度的影響Fig.1 Effect of high speed cutting on viscosity and gel strength of curdlan

2.1.2 酸堿中和預(yù)處理對(duì)可得然膠的粘度、凝膠強(qiáng)度的影響 由圖2 可知，酸堿中和預(yù)處理對(duì)可得然膠的粘度和凝膠強(qiáng)度具有明顯影響。一方面酸堿中和預(yù)處理后的粘度和強(qiáng)度明顯高于對(duì)照、高速斬拌預(yù)處理組，這是由于氫氧化鈉對(duì)可得然膠氫鍵的破壞更為充分，可得然膠分子加熱后幾乎都形成了三螺旋結(jié)構(gòu)，而且螺旋之間距離變小，每個(gè)螺旋間作用力顯著增強(qiáng)所致[11]；但另一方面，在60 min 內(nèi)不同堿溶時(shí)間的可得然膠凝膠強(qiáng)度和中和后粘度無(wú)明顯差異。說(shuō)明可得然膠顆粒在堿液中均完全溶解，與葉劍等[25]的結(jié)果一致。但為了方便操作提升效率，后續(xù)實(shí)驗(yàn)中堿溶時(shí)間定為15 min。

圖2 酸堿中和預(yù)處理對(duì)可得然膠的粘度，凝膠強(qiáng)度的影響Fig.2 Effect of alkali-neutralization on viscosity and gel strength of curdlan

2.2 不同預(yù)處理可得然膠添加量對(duì)低脂牛肉腸保水性的影響

蒸煮損失和保水性是決定低脂牛肉腸持水特性的重要指標(biāo)。由表3 可以看出，與對(duì)照組相比，隨著可得然膠添加量的增加，粉末，高速斬拌及酸堿中和預(yù)處理三個(gè)實(shí)驗(yàn)組牛肉腸的蒸煮損失顯著降低（P＜0.05），非壓出水分及保水性顯著升高（P＜0.05），這在牛肉餅[26]，豬肉腸[27]中也有相應(yīng)的報(bào)道。

表3 不同預(yù)處理可得然膠添加量對(duì)低脂牛肉腸保水性的影響Table 3 Water-holding capacity of low fat beef sausage added with different concentration of curdlan

本文中不同預(yù)處理實(shí)驗(yàn)組之間也存在顯著差異（P＜0.05）。其中，高速斬拌及酸堿中和預(yù)處理實(shí)驗(yàn)組的蒸煮損失、非壓出水分和保水性指標(biāo)均顯著優(yōu)于粉末直接添加實(shí)驗(yàn)組（P＜0.05），并且酸堿中和預(yù)處理實(shí)驗(yàn)組表現(xiàn)最佳。一方面這可能是由于可得然膠能束縛住更多的水分，從而可以有效地減少牛肉腸在蒸煮過(guò)程中水分的流失[28]；另一方面，高速斬拌能夠部分破壞可得然膠分子間和分子內(nèi)部的氫鍵促進(jìn)可得然膠的水合[29]，而酸堿中和處理后的可得然膠無(wú)規(guī)則卷曲增加，分子粒徑更小且形成了水合層覆蓋在分子表面導(dǎo)致其具有更強(qiáng)的持水性能[18]。由此可見(jiàn)，添加高速斬拌及酸堿中和預(yù)處理的可得然膠更有效地提高了低脂牛肉腸的加工特性，進(jìn)而改善香腸的整體品質(zhì)，提升了產(chǎn)品出品率。

2.3 不同預(yù)處理可得然膠添加量對(duì)低脂牛肉腸質(zhì)構(gòu)的影響

不同可得然膠添加量對(duì)低脂牛肉腸質(zhì)構(gòu)的影響如表4 所示，與對(duì)照組相比，隨著不同處理方法的可得然膠添加量的添加，低脂牛肉腸的硬度，咀嚼性顯著增強(qiáng)（P＜0.05），與Lee 等[10]及Kimura 等[30]的結(jié)果一致。其中，高速斬拌及酸堿中和預(yù)處理實(shí)驗(yàn)組的硬度、咀嚼性均顯著高于粉末直接添加實(shí)驗(yàn)組（P＜0.05），并且酸堿中和預(yù)處理實(shí)驗(yàn)組最高，這與對(duì)加工特性的影響結(jié)果一致。

表4 不同預(yù)處理可得然膠添加量對(duì)低脂牛肉腸質(zhì)構(gòu)特性的影響Table 4 Texture profiles of low fat beef sausage added with different concentration of curdlan

大量研究表明，可得然膠能夠明顯提升肌原纖維的水分保持能力，增強(qiáng)肌肉蛋白的凝膠強(qiáng)度，進(jìn)而改善肉糜[31]和魚(yú)糜[9]的食用品質(zhì)。在凝膠機(jī)理上，Hu 等[32]則進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，可得然膠與肌球蛋白混合凝膠中的氫鍵的作用力增強(qiáng)改善了肌球蛋白的凝膠。在微觀結(jié)構(gòu)上，研究人員證實(shí)可得然膠以熱可逆凝膠方式加入后能夠穿透到肌肉蛋白的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中并促使凝膠形成孔洞均一而且更加細(xì)小緊密網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)[13?14]。

綜上所述，酸堿中和預(yù)處理的可得然膠粒徑更小，更易穿透到肌肉蛋白的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，而且三螺旋結(jié)構(gòu)解離形成的水合層與肌球蛋白形成氫鍵的位點(diǎn)增多[18]，這可能是酸堿中和預(yù)處理實(shí)驗(yàn)組硬度和咀嚼性更強(qiáng)的原因。

在高速斬拌、酸堿中和的可得然膠添加量從0.1%增加到0.7%時(shí)，低脂牛肉腸的硬度和咀嚼性顯著提升（P＜0.05），由此說(shuō)明，0.1%及以上的預(yù)處理可得然膠的添加就能夠顯著提高低脂牛肉腸的質(zhì)構(gòu)特性。

2.4 不同預(yù)處理可得然膠添加量對(duì)低脂牛肉腸感官品質(zhì)的影響

由表5 可以看出，與對(duì)照組相比，隨著可得然膠濃度的增加，腸體組織狀態(tài)、多汁性，口感和總體可接受性均呈上升趨勢(shì)，其中，高速斬拌和酸堿中和預(yù)處理實(shí)驗(yàn)組的組織狀態(tài)、口感和總體接受性顯著提升且優(yōu)于粉末可得然膠實(shí)驗(yàn)組（P＜0.05）。對(duì)照組產(chǎn)品組織松散，切面出現(xiàn)較多孔洞，口感柴，彈性和咀嚼性較差，無(wú)多汁感，總體接受性差。由此可知，隨著高速斬拌及酸堿中和預(yù)處理可得然膠濃度的增加，低脂牛肉腸的組織更緊密、口感更好，整體可接受性更高，低脂牛肉腸的感官特性得到明顯改善，并且酸堿中和預(yù)處理實(shí)驗(yàn)組表現(xiàn)最佳。這一結(jié)果也與質(zhì)構(gòu)分析的結(jié)果相一致。

表5 不同預(yù)處理方法的可得然膠對(duì)低脂牛肉腸感官評(píng)分的影響（分）Table 5 Sensory quality of low fat beef sausage added with different concentration of curdlan (score)

2.5 低脂牛肉腸理化指標(biāo)間的相關(guān)性分析

試驗(yàn)針對(duì)低脂牛肉腸的理化指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果如表6 所示。一方面，保水性與硬度、咀嚼性和整體可接受性呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），與組織狀態(tài)、多汁性、口感呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01）。另一方面，硬度與咀嚼性呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），與組織狀態(tài)、多汁性、口感及整體可接受性呈顯著正相關(guān)（P＜0.05）。

表6 低脂牛肉腸理化指標(biāo)間的相關(guān)性分析Table 6 Correlation analysis among physicochemical indexes in low fat beef sausage

3 結(jié)論

本文首先研究了高速斬拌和酸堿中和兩種預(yù)處理方法對(duì)可得然膠的粘度、凝膠強(qiáng)度的影響，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)高速斬拌和酸堿中和預(yù)處理能夠顯著提升可得然膠的凝膠強(qiáng)度和粘度（P＜0.05），并且酸堿中和預(yù)處理可得然膠粘度和凝膠強(qiáng)度更高，高速斬拌及堿溶的最適時(shí)間分別為5 和15 min。然后在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究了高速斬拌和酸堿中和兩種預(yù)處理的可得然膠在低脂牛肉腸加工中的應(yīng)用效果。結(jié)果表明：相比于添加未處理可得然膠粉末的低脂牛肉腸，添加高速斬拌和酸堿中和預(yù)處理的可得然膠粉末的低脂牛肉腸蒸煮損失顯著降低（P＜0.05），而非擠壓出水、保水性、硬度、咀嚼性和感官評(píng)分均顯著提升（P＜0.05），并且添加酸堿中和可得然膠的實(shí)驗(yàn)組更佳，與凝膠強(qiáng)度及粘度測(cè)試結(jié)果一致。由此可知，高速斬拌和酸堿中和預(yù)處理可以顯著提升可得然膠的凝膠強(qiáng)度和粘度，明顯改善可得然膠在低脂牛肉腸中的應(yīng)用效果且酸堿中和預(yù)處理效果更佳。