复合磷酸盐食品添加剂对猪肉丸保水效果影响的研究

王丽芳，冯廷萃，王修俊，*，郑君花，李宝升（.贵州大学酿酒与食品工程学院，贵州贵阳55005；.镇远县名城食品厂，贵州镇远557700）

复合磷酸盐食品添加剂对猪肉丸保水效果影响的研究

王丽芳1，冯廷萃2，王修俊1，*，郑君花1，李宝升1
（1.贵州大学酿酒与食品工程学院，贵州贵阳550025；2.镇远县名城食品厂，贵州镇远557700）

为了提高猪肉丸的含水量，将淀粉、卡拉胶、大豆分离蛋白、三聚磷酸钠（STP）、焦磷酸钠（SAP）和六偏磷酸钠（HMP）不同功能的食品添加剂进行复配添加到猪肉丸中。结果表明：当淀粉、卡拉胶、大豆分离蛋白、复合磷酸盐的添加量分别为6%、0.4%、6%，0.2%，复合磷酸盐（STP∶SAP∶HMP）的最佳配比为0.75∶1∶1时，达到提高肉丸含水量的作用；三种磷酸盐中影响肉丸保水效果的因素主次关系为STP＞SAP＞HMP，且STP对肉丸的保水效果有显著影响。

复合磷酸盐，猪肉丸，含水量

肉类工业是食品工业中的重要组成部分，肉制品的保水性是肉制品生产的关键之一。因此，在保证产品质量的前提下，如何提高肉制品的保水效果一直是肉类研究中的一个重要课题。磷酸盐在肉类工业中有显著提高肉品品质的作用，在磷酸盐对肉制品的各种作用中，提高肉的持水能力是其最基本的作用[1]。磷酸盐提高肉制品的持水性取决于所应用的磷酸盐的类型、应用磷酸盐体系的条件和磷酸盐的添加量[2-3]。复合磷酸盐比单一磷酸盐具有明显优势，本实验采用将淀粉、卡拉胶、大豆分离蛋白、三聚磷酸钠（STP）、焦磷酸钠（SAP）和六偏磷酸钠（HMP）复合，制成复合磷酸盐添加剂，利用其具有调节pH、乳化、缓冲、螯合金属离子等功能[4]，以及各组分的互补、协同和增效作用[5-6]，提高猪肉丸的保水效果，从而有效改善肉制品的品质。

1　材料与方法

1.1材料与仪器

新鲜猪瘦肉、肥肉贵阳市售，去除脂肪、筋腱等，用冰水清洗，沥干后备用；食盐、白糖、五香粉、生姜粉、味精等辅料贵阳市售；卡拉胶食品级，上海蓝季科技发展有限公司；大豆分离蛋白食品级，安阳漫天雪食品制造有限公司；焦磷酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠食品级，郑州天宇食品添加剂有限公司。

FA1004型电子天平上海良平仪器仪表有限公司；MC-SP1915型美的电磁炉广东美的生活电器制造有限公司；JYS-A800型九阳绞肉机南京汉越电子科技有限公司。

1.2实验方法

1.2.1基本配方肉丸中精瘦肉∶肥肉=7∶3。另外按照实验要求在绞肉过程中添加肉重30%的冰块[7]。其他辅料的用量见表1。

1.2.2肉丸的制作工艺流程[8-9]原料肉→修割整理→绞肉→加入添加剂→搅拌→制丸→煮丸→成品检测。

1.2.3淀粉、卡拉胶和大豆分离蛋白用量的确定淀粉[10]、卡拉胶[11-12]、大豆分离蛋白[13-15]的添加量按肉重的百分比计，玉米淀粉选取0%、2%、4%、6%、8%、10%的添加量，卡拉胶选取0%、0.1%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%的添加量，大豆分离蛋白选取0%、1%、2%、4%、6%、8%的添加量进行实验。以肉丸含水量为指标，确定淀粉、卡拉胶、大豆分离蛋白的添加量。

1.2.4复合磷酸盐最佳配比的确定

1.2.4.1单一磷酸盐添加量的确定在固定添加基本料的同时，添加由实验方法1.2.3确定的淀粉、卡拉胶、大豆分离蛋白的用量，在此基础上，以提高肉丸的含水量为目的，对STP、SAP、HMP进行单因素实验，根据食品添加剂使用标准GB 2760-2011[16]用量规定，STP、SAP、HMP的添加量选取0%、0.025%、0.05%、0.1%、0.15%、0.2%，添加量按肉重的百分比计。

1.2.4.2三种磷酸盐的正交实验在单因素的基础上，对STP、SAP、HMP按L（933）进行正交实验，因素水平表见表2。使用正交设计助手Ⅱ软件进行数据分析，确定复合磷酸盐添加剂中STP、SAP、HMP的最佳配比。

表1　其他辅料的用量Table 1　The amount of other excipients

表2　正交实验因素水平表Table 2　Factors and levels of orthogonal test

1.2.5复合磷酸盐添加量的确定添加由实验方法1.2.3确定的淀粉、卡拉胶、大豆分离蛋白的用量和按照实验方法1.2.4确定的STP、SAP、HMP的最佳配比，以食品添加剂使用标准GB 2760-2011[16]用量规定（复合磷酸盐使用时以磷酸盐计不得超过5g/kg）为依据，本实验在添加量大于0.5%范围不做研究，将0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%的复合磷酸盐加入到肉丸中。

1.2.6肉丸含水量的计算本实验中肉丸含水量的测定参照GB/T 9695.15-2008肉与肉制品水分含量测定[17]。

肉丸的含水量的计算公式：

式中：X—样品中的水分含量，%；m1—称量瓶的质量，g；m2—干燥前试样、称量瓶的质量，g；m3—干燥后试样、称量瓶的质量，g。

2　结果与讨论

2.1淀粉的添加量对肉丸保水效果的影响

图1　淀粉不同添加量的含水量Fig.1　Moisture content of different amount of starch

从图1可以看出，在0%～6%的范围内，随着淀粉的添加量的增加，肉丸的含水量呈上升的趋势，在添加量为6%的时候含水量最高，保水效果最好，这是由于淀粉在加热过程中，其颗粒吸水膨胀并糊化。此外，淀粉糊浆给料肉上了一层保护膜，能有效的阻止料肉中水分快速蒸发。在淀粉添加量大于6%的时候肉丸的含水量呈下降趋势，过多的淀粉使肉丸变硬，保水效果变差。因此选择淀粉添加量为6%。

2.2卡拉胶的添加量对肉丸保水效果的影响

图2　卡拉胶不同添加量的含水量Fig.2　Moisture content of different amount of carrageenan

从图2可以看出，随着卡拉胶的添加量的增加，肉丸的含水量逐渐增大，因其分子结构中含有强阴离子性硫酸酯基团，能和游离水形成额外的氢键，此外，卡拉胶还能和蛋白反应形成凝胶，把游离水牢牢“锁住”。卡拉胶添加量在0%～0.4%之间时，肉丸的含水量增加的幅度较大，在0.4%～0.6%之间时增加幅度较小，但是添加量大于0.4%时，肉丸的硬度随之变大，因此确定卡拉胶在肉丸中的添加量为0.4%。

2.3大豆分离蛋白的添加量对肉丸保水效果的影响

在肉丸中添加大豆蛋白可减少肉丸的蒸煮损失，防止肉制品的出水出油现象，改善肉丸的质构和风味，其对肉丸含水量的影响如图3所示。

从图3可以看出，在肉丸中添加大豆分离蛋白对肉丸含水量有一定的影响。随着大豆分离蛋白添加量的增加，肉丸的含水量逐渐增大。这是由于大豆分离蛋白的肽链骨架含有很多亲水性侧链，能吸收大量水分。考虑到大豆分离蛋白的成本较高，而且添加量大于6%时，含水量增加的幅度不大，确定大豆分离蛋白的最适合添加量为6%。

图3　大豆分离蛋白不同添加量的含水量Fig.3　Moisture content of different amount of soybean protein isolate

2.4单一磷酸盐对肉丸保水效果的影响

2.4.1STP的添加量对肉丸保水效果的影响从图4可以看出，STP的不同添加量对肉丸保水效果是不同的。随着STP添加量的增加，肉丸的含水量逐渐增大。在肉丸中添加STP，可以提高肉的pH，使其高于肌球蛋白的等电点，增加肌球蛋白纤丝和肌动蛋白纤丝的有效空隙，从而增大其含水量。当添加量大于0.15%时肉丸的含水量增加的幅度很小，所以将STP的适宜添加量定为0.05%～0.15%。

图4　STP不同添加量的含水量Fig.4　Moisture content of different amount of STP

2.4.2SAP的添加量对肉丸保水效果的影响从图5可以看出，随着SAP添加量的增加，肉丸的含水量随之增大，因此将SAP的适宜添加量定为0.1%～0.2%。SAP能将肌肉中肌动球蛋白解离为肌动蛋白和肌球蛋白的作用，由于肌球蛋白的保水能力强，因而能提高肉丸的含水量。

2.4.3HMP的添加量对肉丸保水效果的影响从图6可以看出，随着添加量的增大，肉丸的含水量逐渐增大。当添加量0.1%～0.2%之间时，肉丸的含水量增加幅度较大。所以在添加量的规定范围内将HMP的适宜添加量定为0.1%～0.2%。HMP对肉丸的保水作用主要体现在螯合金属离子方面，这是因为金属离子比水更容易与蛋白质结合，当金属离子被螯合后，蛋白质便结合更多的水分。

2.5复合磷酸盐最佳配比的确定

正交实验结果见表3，正交实验的方差分析结果见表4。

图5　SAP不同添加量的含水量Fig.5　Moisture content of different amount of SAP

图6　HMP不同添加量的含水量Fig.6　Moisture content of different amount of HMP

表3　正交实验结果Table 3　Results of orthogonal test

从正交实验结果表3可以看出，在取值范围内，影响肉丸含水量的因素主次关系为A＞B＞C，即STP对肉丸的保水效果影响最大，SAP次之，HMP的影响最小，最佳配比为A3B3C3。但正交表中没有这项组合，故按这项组合重新进行实验，此时的肉丸含水量为63.6%，高于表3中其他组合的实验结果，保水效果最好。

表4　正交实验的方差分析表Table 4　Variance analysis of orthogonal test

从正交实验的方差分析表4中可以看出，STP对肉丸的含水量有显著影响，其次是SAP和HMP。这和极差分析结果一致。

2.6复合磷酸盐最适添加量的确定

图7　复合磷酸盐不同添加量的含水量Fig.7　Moisture content of different amount of mixed phosphates

从图7可以看出，随着复合磷酸盐添加量的增大，对提高肉丸含水量的作用就越突出。当复合磷酸盐添加量在0.1%～0.2%，含水量增加的幅度最大，当添加量大于0.2%时，增加的幅度逐渐减小。但是磷酸盐在高浓度下，会使肉丸产生不愉快的金属味道，还可能影响人体的身体健康。当添加量低于0.2%时，肉丸的含水量相对较低，综合含水量、风味和安全性这几方面，选择0.2%的复合磷酸盐添加量。

3　结论

本实验将淀粉、卡拉胶、大豆分离蛋白、三聚磷酸钠（STP）、焦磷酸钠（SAP）和六偏磷酸钠（HMP）进行复配，由于各组分间的相互协同作用，对肉丸的保水效果优于单一磷酸盐，且当配比为三聚磷酸钠（STP）∶焦磷酸钠（SAP）∶六偏磷酸钠（HMP）= 0.75∶1∶1时，肉丸的含水量可达63.6%，获得较好的保水效果。

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Study on effects of food additives named mixed phosphates on water-holding porkballs

WANG Li-fang1，FENG Ting-cui2，WANG Xiu-jun1，*，ZHENG Jun-hua1，LI Bao-sheng1
（1.School of Liquor&Food Engineering，Guizhou University，Guiyang 550025，China；2.Zhenyuan County City Food Factory，Zhenyuan 557700，China）

In order to improve moisture content of porkballs，several food additives，such as starch，carrageenan，isolated soybean protein，sodium tripolyphosphate（STP），sodium pyrophosphate（SAP）and sodium hexametaphosphate（HMP）were mixed and added in porkballs.Results showed that the optimal additive amount were obtained as follows：the content of starch 6%，the content of carrageenan 0.4%，the content of isolated soybean protein 6%and the addition of compound phosphates（STP∶SAP∶HMP=0.75∶1∶1）0.2%.The order of phosphates affecting the moisture content of porkballs was STP＞SAP＞HMP.It was interested to see that the effects of STP was singnificantly different.

mixed phosphates；porkballs；moisture content

TS202.3

A

1002-0306（2014）12-0320-04

10.13386/j.issn1002-0306.2014.12.062

2014－01－14*通讯联系人

王丽芳（1986-），女，在读硕士研究生，研究方向：食品科学。

贵州省星火科技项目，黔科合农字〔2013〕5080号。