无磷酸盐贡丸品质改良剂

张颖颖，高红亮，常忠义，鲁心安

（华东师范大学，生命科学学院，上海200062）

无磷酸盐贡丸品质改良剂

张颖颖，高红亮，常忠义，鲁心安*

（华东师范大学，生命科学学院，上海200062）

旨在研究一种无磷酸盐贡丸品质改良剂。实验中采用蒸煮损失，质构仪分析及感官评定作为测定指标，探究微生物谷氨酰胺转胺酶（MTG）、卡拉胶、柠檬酸钠三因素对贡丸品质的影响。实验结果表明，MTG可显著提高贡丸的硬度、咀嚼性及弹性，但是增加了蒸煮损失；卡拉胶则可显著降低贡丸的蒸煮损失；柠檬酸钠对弹性、内聚性影响不明显，但是降低了硬度及咀嚼性。通过正交实验测定MTG、柠檬酸钠、卡拉胶在贡丸中的最佳用量分别为0.1%、1%和0.4%（w/w），可替代磷酸盐在贡丸中的使用，改善贡丸品质。

磷酸盐，谷氨酰胺转胺酶，卡拉胶，柠檬酸钠

贡丸是一种肉糜制品，它是以新鲜猪肉（或冷冻猪肉）为原料，经过绞肉、擂溃、煮制、成型、冷却、速冻等一系列工艺制成的，在-18℃保存的速冻食品。在贡丸中添加磷酸盐可显著改善其质构品质［1］，但是过量地摄入磷酸盐会导致机体钙磷比失衡，危害身体健康［2］。目前由于饲料等因素导致市场上原料肉中磷的残留量普遍偏高，如果加工过程中再添加磷酸盐作为保水剂会导致肉制品中磷的含量更高［3］，这就大大地限制了磷酸盐在高低温肉制品中的使用，所以应用于高低温肉制品的低磷、无磷添加剂成为近年来国内研究开发的热点。微生物谷氨酰胺转胺酶（Microbial Transglutamnase EC 2.3.2.13，简称MTG）可提高蛋白质的粘度、胶凝作用、粘着性、热稳定性等功能特性，从而赋予食品特有的质构和口感［4-5］。卡拉胶是从红藻中提取出来的一种硫酸化半乳聚糖，广泛应用于肉糜、火腿类制品的生产，能够提高制品的保水性，并且由于它能够与蛋白质络合，提供了相当好的组织结构，使产品细腻、有弹性、切片良好、嫩滑爽口［6］。柠檬酸钠可以用来调节产品的pH和螯合金属离子，柠檬酸钠主要由淀粉发酵制得，在食品中属于天然成分，对人体无害［7］。本文旨在通过研究MTG、柠檬酸钠、卡拉胶三种食品添加剂对无磷贡丸品质的影响，得到一种适用于贡丸的无磷添加剂。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

卫生合格的新鲜猪肉、食盐、味精、调味料等购于超市；柠檬酸钠 食品级；变性淀粉 杭州普罗星淀粉有限公司，STABIA-A P0170型；κ-卡拉胶上海北连食品有限公司；谷氨酰胺转胺酶（100U/g）

上海东圣生物科技有限公司；大豆分离蛋白 吉林不二蛋白有限公司，金龟2200型；异维C钠 郑州拓洋实业有限公司，食品级。

HANGPING FA1604电子分析天平 上海天平仪器厂；DK-S24型电热恒温水浴锅 上海精宏实验设备有限公司；TA.XT.Plus型物性测定仪 英国STABLE MICRO SYSTEMS公司；HR1727型飞利浦斩拌机。

1.2 实验方法

1.2.1 操作要点 基本配方：盐1.65%、大豆分离蛋白3%、五香粉0.15%、味精0.3%、异维C钠0.05%、猪肉48%、变性淀粉5.5%、水40%。

制作工艺：经过预处理的猪肉切成小块用斩拌机碎成肉糜，将各组配料（包括MTG）加入肉糜中充分搅拌，搅拌时用冰水维持样品处于低温状态。4℃冰箱中静置30min，使肌球蛋白充分溶出。然后将肉糜置于35℃水浴中温育60min，使MTG发生作用。将搅拌好的肉糜手工挤成约10g左右的贡丸，然后将用于质构测定的贡丸制成高2cm，直径3cm的圆柱状。

1.2.2 实验方案

1.2.2.1 MTG添加量对贡丸品质的影响 按每份50g重量取肉糜 6份，按质量比加入 0、0.05%、0.08%、0.1%、0.15%、0.2%的MTG，卡拉胶0.4%，柠檬酸钠1%，按照1.2.1工艺制丸，4℃放置过夜后进行质构及蒸煮损失测定。

1.2.2.2 卡拉胶添加量对贡丸品质的影响 按每份50g重量取肉糜5份，按质量比加入0、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%的卡拉胶，MTG 0.1%，柠檬酸钠1%，按照1.2.1工艺制丸，4℃放置过夜后进行质构及蒸煮损失测定。

1.2.2.3 柠檬酸钠添加量对贡丸品质的影响 按每份50g重量取肉糜6份，按质量比加入0、0.8%、1.0%、1.2%、1.4%、1.6%的柠檬酸钠，MTG 0.1%，卡拉胶0.4%，按照1.2.1工艺制丸，4℃放置过夜后进行质构及蒸煮损失测定。

1.2.2.4 正交实验确定最佳作用条件 以MTG、柠檬酸钠、卡拉胶为因素，以样品的弹性、硬度、内聚性、咀嚼性及综合喜好度为指标进行正交实验，正交实验各因素水平见表1。

表1 正交实验因素水平表

1.3 蒸煮损失率的测定［6］

称量蒸煮前的贡丸质量，记为M0，4℃放置过夜后用滤纸吸去贡丸表面的水分，再次称重记为M1，蒸煮损失率（%）=（M0-M1）/M0×100%。

1.4 贡丸质构品质的测定

将高2cm，直径3cm的肉柱放在载物台中央采用TPA模式进行质构特性测试，其测试参数如下：P36探头；测前速度：2mm/s；测后速度：10mm/s；测试速度：10mm/s；测定间隔时间：5s；压缩比：50%。每组样品测试3次取平均值，用物性测试仪分析软件读数，得到样品的弹性、硬度、内聚性和咀嚼性。

1.5 感官评定-评分法［8］

评定小组由10人组成，年龄20～48。采用7级评分法对产品的综合喜好度进行感官评定，1分表示极端不好，7分表示极端好。磷酸盐样品作为对照定为4分。

2 结果与讨论

2.1 MTG添加量对贡丸品质的影响

取6份，每份50g肉糜，按1.2.2.1处理完成后，测定MTG添加量对弹性、硬度、内聚性、咀嚼性、蒸煮损失的影响，结果见图1、表2。

图1 谷氨酰胺转胺酶添加量对贡丸蒸煮损失的影响

表2 MTG添加量对弹性、硬度、内聚性、咀嚼性的影响

图1显示，随MTG添加量的增加，蒸煮损失也增加，当MTG添加量达到0.1%时，蒸煮损失达到最大值，为10.70%，此后增加MTG的添加量，蒸煮损失变化不明显。Chin等报道虽然肉蛋白与非肉蛋白组成的混合胶体比单一蛋白质胶体具有更好的凝胶品质，但是加入MTG会使蛋白质分子间通过谷氨酰胺-赖氨酸发生交联，导致蒸煮损失的增加［9］；Carballo等研究发现肉糜中加入MTG和盐会导致其蒸煮损失增加［10］，二者的研究结果与本文实验结果一致，即MTG的添加可导致肉制品蒸煮损失增大。肉制品加工中失去的水分包括蛋白质凝胶的网状结构在其间隙中所封闭的水和蛋白质分子引力所结合的水，决定产品持水性的重要因素是凝胶的结构和蛋白质所带净电荷的数量［11］。本实验体系中加入MTG蒸煮损失增加的原因可能是体系中的肌球蛋白、大豆蛋白经MTG聚合后，导致体系凝胶结构由松弛变为相对紧密，封闭在其中的水分也略有下降。

表2显示出MTG的添加对贡丸的弹性、硬度、内聚性及咀嚼性都有显著影响（P＜0.05），MTG添加量为0.1%时，弹性、硬度、内聚性、咀嚼性均显著增加，继续增加MTG的添加量，弹性、内聚性变化不明显，而硬度、咀嚼性则有所降低。Herrero等通过拉曼光谱研究发现，MTG可以促使蛋白质分子间发生聚合与交联，使其α螺旋显著减少而β折叠显著增加（P＜0.05），从而提高了肉制品的硬度、弹性及内聚性［12］。但是过量的添加MTG又会使硬度、咀嚼性降低，原因可能是当酶的添加量超过一定值时，体系中谷氨酰胺残基上的酰胺基与赖氨酸残基上的游离氨基已作用完全，而酶中可能存在的蛋白酶作用于体系中的蛋白质，使其部分溶解，影响了蛋白质热变性凝胶的形成，从而导致体系凝胶强度的下降［13］。

表5 正交实验方案及结果

2.2 卡拉胶添加量对贡丸品质的影响

取5份，每份50g肉糜，按1.2.2.2处理完成后，测定卡拉胶添加量对弹性、硬度、内聚性、咀嚼性、蒸煮损失的影响，结果见图2、表3。

图2 卡拉胶添加量对贡丸蒸煮损失的影响

表3 卡拉胶添加量对贡丸质构品质的影响

图2显示随卡拉胶添加量的增加贡丸的蒸煮损失减小，其中0.4%的添加量蒸煮损失为6.39%比对照降低4%，差异显著（P＜0.05）。有文献表明卡拉胶具有很好的持水能力［14-15］，与MTG共同使用可有效缓解因MTG所导致的体系失水问题。

由表3可知，卡拉胶添加量对贡丸的质构品质有显著影响。硬度、咀嚼性随添加量的增加而显著增加；0.3%添加量时弹性最大；随卡拉胶添加量的增加，贡丸内聚性也增加，但添加量≥0.5%时略有降低。Ayadi等研究发现肉糜中加入卡拉胶量较少时，卡拉胶存在于蛋白质网络结构的空隙中，不形成胶体网状结构，使蛋白质网络结构较为松散，弹性增加。卡拉胶添加量增大时，便可形成连续的凝胶网状结构且与蛋白质网状结构相互交织，硬度增加［15］。可见卡拉胶改变肉制品质构品质的原因并非胶体与蛋白质分子间的相互作用，而是物理结构的重组。

2.3 柠檬酸钠对贡丸品质的影响

取6份，每份50g肉糜，按1.2.2.3处理完成后，测定柠檬酸钠添加量对弹性、硬度、内聚性、咀嚼性、蒸煮损失的影响，结果见图3、表4。

图3表明，随柠檬酸钠添加量的增加蒸煮损失由7.9%降至5.12%，差异显著（P＜0.05）。柠檬酸钠

图3 柠檬酸钠添加量对贡丸蒸煮损失的影响

表4 柠檬酸钠对贡丸质构品质的影响

2.4 正交实验

2.4.1 质构测定 由表5～9可以看出，各实验因素对弹性影响的大小顺序为A＞C＞B，适宜条件为A2C2B3，即MTG、卡拉胶、柠檬酸钠的添加量分别为：0.1%、0.5%、1.2%；各实验因素对硬度影响的大小顺序为A＞B＞C，适宜条件为A3B2C1，即MTG、卡拉胶、柠檬酸钠的添加量分别为：0.125%、0.4%、1.0%；各实验因素对内聚性影响的大小顺序为A＞C＞B，适宜条件为A2C2B3，即MTG、柠檬酸钠、卡拉胶的添加量分别为：0.1%、1.2%、0.5%；各实验因素对咀嚼性影响的大小顺序为A＞B＞C，适宜条件为A3B2C1，即MTG、卡拉胶、柠檬酸钠的添加量分别为：0.125%、0.4%、1.0%。可见对于不同的指标优方案也是不同的，需综合平衡：因素A在各指标中均为最主要因素，最适选择为A2或A3；因素B适用水平为B2或B3，因素C适用水平为C1或C2，且因素B、C在各指标中均为次要影响因素，以降低消耗为原则，确定B、C最佳水平为 B2、C1。综合上述分析，优方案为A2B2C1或者A3B2C1。

表6 弹性极差分析

表7 硬度极差分析

表8 内聚性极差分析

表9 咀嚼性极差分析

表10 感官评定及结果分析

2.4.2 感官评定 对贡丸的品质的评价是对其硬度、弹性、内聚性和咀嚼性的综合评价，最直接的表现为消费者的综合喜好度，把正交实验的9组样品以及A3B2C1组与磷酸盐样品（CK）作对照，进行感官评定，实验结果如表10所示，10个实验组中，样品1、 2、3较磷酸盐样品较差，样品4、5、6、7、8、9及A3B2C1组好于磷酸盐对照组，但差别不显著，且三因素中以MTG成本最高，从降低消耗角度出发，确定最优方案为5号样品A2B2C1，即MTG、卡拉胶、柠檬酸钠的添加量分别为：0.1%、0.4%、1.0%。

3 结论

MTG可显著提高贡丸的硬度、弹性及咀嚼性，但是MTG的添加导致贡丸蒸煮损失的增加。卡拉胶可以显著降低贡丸的蒸煮损失且显著提高贡丸的硬度、咀嚼性，但是添加量过大时（0.5%）会使弹性降低。柠檬酸钠的添加也可提高贡丸的持水能力，1.0%添加量时弹性最大，但降低了贡丸的硬度、咀嚼性。

柠檬酸钠可以提高pH，增强体系的离子强度，与NaCl共同作用融出大量的肌球蛋白，而MTG可以促使肌球蛋白、大豆蛋白等蛋白质之间发生共价交联形成致密的网状结构，提高了产品的硬度、弹性、咀嚼性，但却导致蒸煮损失的增加，而卡拉胶的加入则有效缓解了这一问题。因此，由MTG、卡拉胶和柠檬酸钠组成的品质改良剂在贡丸的出品率及口感可有效替代磷酸盐，通过正交实验得出最优方案为A2C1B2，即MTG、柠檬酸钠、卡拉胶三者在贡丸中的最佳用量分别为0.1%、1%和0.4%（w/w）。

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Development of non-phosphate improver for pork meatball

ZHANG Ying-ying，GAO Hong-liang，CHANG Zhong-yi，LU Xin-an*
（School of Life Science，East China Normal University，Shanghai 200062，China）

Non-phosphate improver for pork meatball was studied.Cooking loss，textural properties，and sensory evaluation were measured to evaluate the effect of the MTG，κ-carrageenan and sodium citrate on pork meatball quality.MTG improved the hardness，chewiness，springiness of pork meatball，but also increased cooking loss.κcarrageenan favourably affected hydration properties，and decreased cooking loss.Addition of sodium citrate decreased the hardness and chewiness of pork meatball，and had no significant influence on the springiness and cohesiveness.Orthogonal experiment results showed optimal content of MTG，sodium citrate and κ-carrageenan were 0.1%，1%，0.4%（w/w），respectively.The formula can replace phosphate to improve the quality of meatball. Key words：phosphate；transglutaminase；κ-carrageenan；sodium citrate

TS202.3

A

1002-0306（2010）12-0289-05

2009-12-24 *通讯联系人

张颖颖（1983-），女，在读硕士，主要从事食品添加剂研究。

青年自然科学基金项目（30600079）。