猪血浆蛋白乳化棕榈油对猪肉糜凝胶特性的影响

朱东阳，康壮丽,*，何鸿举,*，胡明明，黄清吉，马汉军，赵改名，徐幸莲，王虎虎

（1.河南科技学院食品学院，河南 新乡 453003；2.马来西亚棕榈油总署大马棕榈油技术研发（上海）有限公司，上海 201108；3.河南农业大学食品科学技术学院，河南 郑州 450002；4.南京农业大学 国家肉品质量安全控制工程技术研究中心，江苏 南京 210095）

猪血是生猪屠宰过程中产量较多的副产物，血浆为血液的分离物之一，占全血的55%～60%[1]。血浆中蛋白质量分数在7.5%左右，主要由白蛋白、球蛋白和纤维蛋白组成，其中白蛋白含量最大。猪血浆蛋白有良好的凝胶性、乳化性和起泡性，被广泛应用于肉制品中。棕榈油在世界范围内得到广泛应用，占我国居民食用油总量的20%～30%[2]。人体对棕榈油的消化和吸收率超过97%，与其他食用油相比，棕榈油氧化稳定性好，不含有胆固醇，富含天然VE及三烯生育酚（600～1 000 mg/kg）、类胡萝卜素（500～700 mg/kg）。研究表明由于棕榈油中富含中性脂肪酸，促使胆固醇提高的物质含量非常低（1%），食用棕榈油有降低胆固醇的趋势[3]。

乳化肉制品品种繁多、营养丰富，深受消费者青睐。传统乳化肉制品中动物脂肪含量在20%～30%之间，对肉制品品质和风味有重要作用[4]。动物脂肪中饱和脂肪酸和胆固醇含量较高，研究发现过多地摄入动物脂肪会增加肥胖、高血压、高血脂和心血管等疾病的发病率，所以降低乳化肉制品中动物脂肪的含量有利于人体健康[5]。通过添加非肉蛋白，如豆类蛋白、谷类蛋白、乳类蛋白等的方法降低乳化肉制品中动物脂肪的含量有较多的报道[6-8]，而通过添加猪血浆蛋白乳化棕榈油降低乳化肉制品中动物脂肪含量的研究较少[9]。因此，本实验主要研究添加猪血浆蛋白乳化棕榈油替代猪背膘对猪肉糜品质的影响，为低脂乳化肉制品的开发提供理论支持。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

冷却24～48 h的猪后腿肉（水分71.42%（质量分数，下同）、蛋白质20.83%、脂肪7.48%，pH 5.78）购于众品集团；鲜猪血收集于河南新乡当地屠宰场。剔除猪肉中的结缔组织和多余的脂肪，使用绞肉机绞碎（6 mm），用双层真空包装袋（聚乙烯/尼龙）进行分装，每袋1 000 g，真空包装，贮存于-20 ℃直到加工，不得超过2 周。使用前在0～4 ℃冷库中解冻约12 h至中心温度为0 ℃左右。

棕榈油（熔点为5 ℃） 上海嘉里粮油工业有限公司；NaCl、白胡椒粉等均为食品级。

1.2 仪器与设备

UMC-5C斩拌机 德国Stephan公司；质构仪 英国Stable Micro Systems公司；绞肉机 山东嘉信食品机械有限公司；HH-42水浴锅 常州国华电器有限公司；CR-400色差计 日本美能达公司；UV-2450紫外分光光度计、AUY120电子天平 日本岛津公司；L-80-XP离心机 美国Beckman公司；Kjeletc TR 2003全自动凯氏定氮仪、消化炉 丹麦FOSS公司；PQ-001核磁共振（nuclear magnetic resonance，NMR）仪 上海纽迈电子有限公司；MCR301流变仪 奥地利Anton Paar公司。

1.3 方法

1.3.1 猪血浆蛋白粉的提取

猪血浆蛋白粉的提取依据Rawdkuen等[10]的方法并稍加改进，将抗凝后的新鲜猪血通过双层纱布过滤，然后将滤液在4 ℃的条件下，1 500×g离心15 min，离心2 次，保留上清液；将离心后的上清液置于-20 ℃的冰箱中冷冻24 h；接着将冷冻的猪血浆蛋白置于冷冻干燥机内，冷冻干燥直至完全干燥；最后将干燥完全的猪血浆蛋白用研钵研磨成粉末装于自封袋内，4 ℃保存。猪血浆蛋白粉蛋白含量的测定利用凯氏定氮法，测得蛋白质量分数为71.55%。

1.3.2 乳化棕榈油的制备

按1∶5（m/V）的比例将猪血浆蛋白粉溶于水中，再加入蛋白粉5 倍质量的棕榈油，于斩拌机中1 500 r/min斩拌2.5 min，制得猪血浆蛋白乳化物。制成的猪血浆蛋白乳化物置于0～4 ℃条件下贮存过夜后使用。

1.3.3 猪肉糜的制备

冷冻猪肉过夜解冻到中心无硬块。猪肉糜配方如表1所示，3 种配方分别为T1（100%猪背膘）、T2（25%乳化棕榈油和75%猪背膘）、T3（50%乳化棕榈油和50%猪背膘），均添加3 g三聚磷酸钠、2 g白胡椒粉。采用Kang Zhuangli等[11]的加工工艺并稍作修改。将解冻好的猪肉、NaCl、三聚磷酸钠放入真空斩拌机，1 500 r/min斩拌30 s，并缓慢加入1/3质量的冰水。加入白胡椒粉，1 500 r/min斩拌30 s，并缓慢加入1/3质量的冰水。3 000 r/min斩拌60 s，并缓慢加入1/3质量的冰水（肉糜中心温度低于10 ℃）。将35 g猪肉糜装入50 mL离心管中，500×g离心3 min完全除去猪肉糜中的气泡，然后放入80 ℃水浴锅中煮制20 min（中心温度72 ℃），冷却后放入0～4 ℃冷库中待用。

表1 添加不同比例猪血浆蛋白乳化棕榈油猪肉糜的配方Table1 Formulation of pork meat batters made with pre-emulsified palm oil with pork plasma protein

1.3.4 蒸煮得率

蒸煮得率按下式计算，每个处理组测定3 次。

式中：m1、m2分别为肉糜蒸煮前、后的质量/g。

1.3.5 色差的测定

使用CR-400色差计对猪肉糜凝胶中心部位进行测定，标准白色比色板为L*＝96.86，a*＝-0.15，b*＝1.87。其中L*代表亮度值，a*代表红度值，b*代表黄度值。每个处理组测定5 次。

1.3.6 质构的测定

过夜冷却后的猪肉糜凝胶，放置在室温环境中回温2 h，使内外温度一致。在室温下，使用质构仪对质构进行测定。采用直径20 mm，高度20 mm的猪肉糜凝胶进行质构特性测定，参数如下：测试前速率2.0 mm/s、测试速率2.0 mm/s、测试后速率3.0 mm/s；压缩比50%；时间5 s。使用P/50测试探头进行测定[12]。每组样品测定5 次。

1.3.7 流变特性的测定

使用50 mm不锈钢圆形平板探头，间隙为0.5 mm，不同配方的猪肉糜均匀涂抹在两个平板之间，外周涂一层薄薄的硅油，防止水分蒸发。测定方法为20 ℃保温10 min，然后以2 ℃/min的速率从20 ℃升温至80 ℃。在加热过程中，在一个振荡模式和一个固定的频率为0.1 Hz下对样品进行连续剪切。在此过程中，测量储能模量（G’）的变化。每个处理组测量3 次。

1.3.8 NMR自旋-自旋弛豫时间测定

采用脉冲NMR分析仪进行NMR自旋-自旋弛豫时间（T2）的测定。称取2 g左右的猪肉糜凝胶放入直径为15 mm的核磁管后放入分析仪中。测量温度为32 ℃，质子共振频率为22.6 MHz。参数如下：τ-值为（90°脉冲和180°脉冲之间的时间）为200 μs。重复扫描32 次，重复间隔时间为6.5 s，得到12 000 个回波，每个测试至少3 次。

1.4 数据分析

应用软件SPSS 18.0进行统计分析，使用单因素方差分析对数据进行分析，当P＜0.05时认为组间存在显著差异。

2 结果与分析

2.1 蒸煮得率变化

图1 添加不同比例猪血浆蛋白乳化棕榈油猪肉糜的蒸煮得率Fig.1 Cooking yield of pork meat batters made with pre-emulsif i ed palm oil with pork plasma protein

添加不同比例乳化棕榈油猪肉糜的蒸煮得率如图1所示，添加50%猪血浆蛋白乳化棕榈油的猪肉糜（T3）有最高的蒸煮得率（P＜0.05），添加25%乳化棕榈油猪肉糜（T2）的蒸煮得率次之，且显著高于不添加乳化棕榈油的猪肉糜（P＜0.05）。以上结果表明，添加乳化棕榈油的猪肉糜有良好的保水保油能力。使用猪血浆蛋白作为乳化剂对棕榈油进行乳化时，猪血浆蛋白将脂肪液滴或颗粒包埋；添加到肉糜中有利于脂肪液滴或颗粒的固定，形成良好的网状凝胶结构，减少肉糜的蒸煮损失[13]。Cofrades等[14]的研究发现动物血浆蛋白添加到肉制品中能够使产品形成较好的凝胶网络结构，从而提高产品的保油保水性能，并提高肉糜的蒸煮得率。Chen Lin等[15]也报道了添加鸡血浆蛋白乳化大豆油替代猪背膘能够显著提高法兰克福香肠的保水保油性，增加产品出品率。

2.2 色差变化

由表2可知，添加不同比例的乳化棕榈油猪肉糜凝胶的L*值、a*值和b*值差异显著（P＜0.05）。与添加100%猪背膘的猪肉糜凝胶（T1）相比，添加不同比例的乳化棕榈油能够增加L*值和b*值，降低a*值，且使用乳化棕榈油替代50%猪背膘的猪肉糜凝胶（T2）有最高的L*值，主要原因是在乳化棕榈油中，棕榈油液滴或颗粒比脂肪颗粒要小得多，且分散均匀[16-17]。这可能与猪背膘（L*值69.52、a*值3.23、b*值5.03）和乳化棕榈油（L*值83.06、a*值-2.56、b*值11.25）色泽差异有关。Chen Lin等[15]发现添加鸡血浆蛋白乳化大豆油替代猪背膘对生肉糜和熟制法兰克福香肠的色泽有一定影响，如生肉糜和熟制法兰克福香肠的L*值和b*值升高，a*值降低。Jiménez-Colmenero等[7]也报道了使用乳化橄榄油替代猪背膘，显著增加法兰克福香肠的L*值和b*值，降低a*值。

2.3 质构特性变化

表3 添加不同比例猪血浆蛋白乳化棕榈油对蒸煮猪肉糜质构特性的影响Table3 Texture profile analysis of cooked pork meat batters made with pre-emulsified palmoil with pork plasma protein

由表3可知，添加不同比例乳化棕榈油显著提高（P＜0.05）猪肉糜凝胶的硬度、弹性、内聚性和咀嚼性，将硬度从60.23 N提高到65.06 N。添加乳化棕榈油，猪血浆蛋白在棕榈油液滴周围形成界面蛋白膜，能够有效地减少棕榈油液滴的聚集，维持肉糜的稳定性[18]；猪血浆蛋白也能形成热凝胶和良好的凝胶结构，增加猪血浆蛋白的含量有利于肉糜凝胶结构的形成。所以，将猪血浆蛋白乳化棕榈油加入猪肉糜中，能够减少因乳化脂肪颗粒和液滴所消耗的肌原纤维蛋白使用量，将更多的肌原纤维蛋白应用于蛋白质基质中，有助于提高蒸煮肉糜的硬度、弹性、内聚性和咀嚼性等质构特性[18]。Youssef等[5]的研究表明，将油脂与非肉蛋白通过预乳化的方式制成稳定的乳化液后，加入到肉糜制品中，能够提高蒸煮肉糜的硬度、弹性、内聚性和咀嚼性。

2.4 流变性变化

图2 给出了添加不同比例乳化棕榈油猪肉糜在加热过程中（20～80 ℃）G’的变化。在此过程中，猪肉糜的G’变化都呈现出3 个阶段。在T1中，温度从20 ℃升高到41 ℃，G’缓慢下降；随着温度升高，猪肉糜中蛋白质-蛋白质之间作用力增强，G’在42～51 ℃之间缓慢增加[19]，而在52～56 ℃之间又缓慢下降，这是因为肌球蛋白尾部发生变性，破坏已形成的凝胶结构，造成G’下降；在57～80 ℃之间，G’快速增加，主要原因是温度升高引起蛋白质聚集和进一步交联，由半溶胶受热转变为弹性胶体，将具有黏弹性的溶胶状态的肉糜转变为具有弹性的凝胶网络结构[20]。T2和T3的变化趋势为：第一阶段，G’在20～40 ℃缓慢下降；第二阶段，由于添加猪血浆蛋白，G’在41～52 ℃之间缓慢增加，在53～55 ℃之间再缓慢下降，减少了肌球蛋白尾部变性对已形成凝胶结构的破坏；G’在57～80 ℃之间快速升高。这些差异可能是由于肌肉蛋白和猪血浆蛋白不同的加工特性以及脂肪种类的不同造成的[21]。高的G’表明形成了良好的凝胶结构，而较低的G’表明结构较差[22-23]。这个结果和硬度（表3）一致，T3的G’（17.7 kPa）和硬度最高，T1的G’（16.3 kPa）和硬度最低。

2.5 NMR质子弛豫测定结果

猪肉糜凝胶体系中水的分布和移动性能够通过质子NMR用来测量自旋-自旋弛豫时间（T2）来反映[24-25]。本研究中共出现3 个特征峰，为T2b、T21和T22，添加不同比例乳化棕榈油肉糜的弛豫起始时间见表4，起始弛豫时间T2越短说明水分子与底物结合越紧密，T2越长表明结合越松散。结合水为T2b，表示猪肉糜凝胶中与蛋白质等大分子结合的水分子和部分脂肪中的水分子，起始弛豫时间在0～10 ms之间；T21和T22分别表示可移动水和游离水[26]，起始弛豫时间分别在20～100 ms和250～400 ms之间[27]。添加乳化棕榈油，T21起始弛豫时间延长，表明能够保持较多的水分，有利于猪肉糜在加热过程中形成均匀和细致的凝胶结构；而T21起始弛豫时间没有差异，说明适量添加乳化棕榈油对可移动水的影响较小。提高乳化棕榈油添加量，猪肉糜凝胶中T22起始弛豫时间较短，说明增加乳化棕榈油添加量有利于形成良好的凝胶结构，限制了水分子的移动，水分子的可移动性降低，造成了弛豫时间缩短[28]。

表4 添加不同比例猪血浆蛋白乳化棕榈油对猪肉糜凝胶弛豫时间的影响Table4 Effect of pre-emulsified palm oil with pork plasma protein on relaxation time of pork meat gels

表5 添加不同比例猪血浆蛋白乳化棕榈油对蒸煮猪肉糜中3 种不同状态水分相对含量的影响Table5 Effect of pre-emulsified palm oil with pork plasma protein on the percentage of three states of water in cooked pork meat batters

由表5可知，添加不同比例乳化棕榈油猪肉糜的不同状态水的峰面积比例有显著差异（P＜0.05），增加乳化棕榈油添加量降低自由水（T22）的峰面积比例，增加不易流动水（T21）的峰面积比例，说明提高乳化棕榈油添加量有利于三维网状凝胶结构的形成，将水分束缚于凝胶网络中，减少水分的损失[29]。NMR质子弛豫测定结果表明，提高乳化棕榈油添加量能够提高肉糜凝胶的保水性。

3 结 论

使用猪血浆蛋白乳化棕榈油替代猪背膘对猪肉糜凝胶的品质和流变性有显著影响（P＜0.05）。添加乳化棕榈油提高猪肉糜凝胶的L*值、b*值和蒸煮得率，L*值从62.03增加到66.89；蒸煮得率提高到98.32%，凝胶的硬度和弹性等显著提高。流变结果发现添加乳化棕榈油影响猪肉糜中蛋白质变性温度，能够提高80 ℃时G’值（17.63 kPa）。低场核磁共振结果表明：添加乳化棕榈油肉糜凝胶的T21起始弛豫时间延长，峰面积比例增加，而T22的峰面积比例降低，说明猪肉糜凝胶有较好的保水性。

[1] 倪娜, 王振宇, 陈丽, 等. 血浆蛋白功能特性及其在肉制品中的应用研究进展[J]. 农产品加工(学刊), 2012(11): 132-135. DOI:10.3969/jissn.1671-9646 (X).

[2] 常振刚, 潘丽. 棕榈油的分提方法[J]. 粮油食品科技, 2007, 15(4):50-51; 67.

[3] 赖琼玮. 棕榈油冷冻效果的条件探讨与分析[J]. 粮油食品科技,2009, 17(1): 17-18.

[4] BREWER M S. Reducing the fat content in ground beef without sacrificing quality: a review[J]. Meat Science, 2012, 91: 385-395.DOI:10.1016/j.meatsci.2012.02.024.

[5] YOUSSEF M K, BARBUT S. Fat reduction in comminuted meat products effects of beef fat, regular and pre-emulsif i ed canola oil[J].Meat Science, 2011, 87: 356-360. DOI:10.1016/j.meatsci.2010.11.011.

[6] GAO L, HUANG Y P, GAO X C. Influence of pre-emulsified sunf l ower oil used for pork backfat replacement in sika deer (Cervus nippon hortulorum) frankfurter[J]. Food Science and Technology Research, 2013, 19(5): 773-780. DOI:10.3136/fstr.19.773.

[7] JIMÉNEZ-COLMENERO F, HERRERO A, PINTADO T, et al.Influence of emulsified olive oil stabilizing system used for pork backfat replacement in frankfurters[J]. Food Research International,2010, 43: 2068-2076. DOI:10.1016/j.foodres.2010.06.010.

[8] KANG Z L, CHEN F S, MA H J. Effect of pre-emulsif i ed soy oil with soy isolate protein in frankfurters: a physical-chemical and Raman spectroscopy study[J]. LWT-Food Science and Technology, 2016, 74:465-471. DOI:10.1016/j.lwt.2016.08.011.

[9] MALLIKA E N, PRABHAKAR K, REDDY P M. Low fat meat products: an overview[J]. Veterinary World, 2009, 2(9): 364-366.

[10] RAWDKUEN S, BENJAKUL S, VISESSANGUAN W, et al. Chicken plasma protein: proteinase inhibitory activity and its effect on surimi gel properties[J]. Food Research International, 2004, 37(2): 156-165.DOI:10.1016/j.foodres.2003.09.014.

[11] KANG Zhuangli, ZOU Yufeng, XU Xinglian, et al. Effect of a beating process, as a means of reducing salt content in Chinese-style meatballs(kung-wan): a physico-chemical and textural study[J]. Meat Science,2014, 96: 147-152. DOI:10.1016/j.meatsci.2013.06.019.

[12] BOUME M C. Texture profile analysis[J]. Food Technology, 1978,32: 62-66.

[13] NISHINARI K, FANG Y, GUO S, et al. Soy proteins: a review on composition, aggregation and emulsif i cation[J]. Food Hydrocolloids,2014, 39: 301-318. DOI:10.1016/j.foodhyd.2014.01.013.

[14] COFRADES S, GUERRA M A, CARBALLO J, et al. Plasma protein and soy fi ber content effect on bologna sausage properties as inf l uenced by fat level[J]. Journal of Food Science, 2000, 65(2): 281-287. DOI:10.1111/j.1365-2621.2000.tb15994.x.

[15] CHEN Lin, WANG Peng, KANG Zhuangli, et al. Effect of soybean oil emulsif i ed and un-emulsif i ed with chicken plasma protein on the physicochemical properties of frankfurters[J]. CyTA-Journal of Food,2015, 13(3): 445-455. DOI:10.1080/19476337.2014.998291.

[16] YOUSSEF M K, BARBUT S. Effects of two types of soy protein isolates, native and preheated whey protein isolates on emulsif i ed meat batters prepared at different protein levels[J]. Meat Science, 2011, 87:54-60. DOI:10.1016/j.meatsci.2010.09.002.

[17] BISHOP D J, OLSON D G, KNIPE C L. Pre-emulsif i ed corn oil, pork fat, or added moisture affect quality of reduced fat Bologna quality[J].Journal of Food Science, 1993, 58: 484-487. DOI:10.1111/j.1365-2621.1993.tb04306.x.

[18] WU M G, XIONG Y L, CHEN J. Role of disulphide linkages between protein-coated lipid droplets and the protein matrix in the rheological properties of porcine myofibrillar protein-peanut oil emulsion composite gels[J]. Meat Science, 2011, 88: 384-390. DOI:10.1016/j.meatsci.2011.01.014.

[19] XIONG Y L, BREKKE C J. Thermal transitions of salt-soluble proteins from pre- and postrigor chicken muscles[J]. Journal of Food Science, 1990, 55: 1540-1543. DOI:10.1111/j.1365-2621.1990.tb03563.x.

[20] ALVAREZ D, XIONG Y L, CASTILLO M, et al. Textural and viscoelastic properties of pork frankfurters containing canolaolive oils, rice bran, and walnut[J]. Meat Science, 2012, 92: 8-15.DOI:10.1016/j.meatsci.2012.03.012.

[21] KANG Z L, LI B, MA H J, et al. Effect of different processing methods and salt content on the physicochemical and rheological properties of meat batters[J]. International Journal of Food Properties,2016, 19: 1604-1615. DOI:10.1080/10942912.2015.1105819.

[22] SUN J X, WU Z, XU X L, et al. Effect of peanut protein isolate on functional properties of chicken salt-soluble proteins from breast and thigh muscles during heat-induced gelation[J]. Meat Science, 2012,91: 88-92. DOI:10.1016/j.meatsci.2011.12.010.

[23] KANG Z L, ZOU Y F, XU X L, et al. Effect of various amounts of pork and chicken meat on the sensory and physicochemical properties of Chinese-style meatball (kung-wan)[J]. Food Science and Technology Research, 2013, 19(6): 963-970. DOI:10.3136/fstr.19.963.

[24] LI C B, LIU D Y, ZHOU G H, et al. Meat quality and cooking attributes of thawed pork with different low fi eld NMR T21[J]. Meat Science, 2012, 92: 79-83. DOI:10.1016/j.meatsci.2011.11.015.

[25] 李银, 李侠, 张春晖, 等. 利用低场核磁共振技术测定肌原纤维蛋白凝胶的保水性及其水分含量[J]. 现代食品科技, 2013, 29(11): 2777-2781. DOI:10.13982/j.mfst.1673-9078.2013.11.042.

[26] 韩敏义, 费英, 徐幸莲, 等. 低场NMR研究pH对肌原纤维蛋白热诱导凝胶的影响[J]. 中国农业科学, 2009, 42(6): 2098-2104.DOI:10.11869/j.issn.100-8551.2014.12.2192.

[27] 吴烨, 许柯, 徐幸莲, 等. 低场核磁共振研究pH值对兔肌球蛋白热凝胶特性的影响[J]. 食品科学, 2010, 31(9): 6-11.

[28] PEARCE K L, ROSENVOLD K, ANDERSEN H J, et al. Water distribution and mobility in meat during the conversion of muscle to meat and ageing and the impacts on fresh meat quality attributes:a review[J]. Meat Science, 2011, 89: 111-124. DOI:10.1016/j.meatsci.2011.04.007.

[29] TORNBERG E, WAHLGREN M, BRONDUM J, et al. Pre-rigor conditions in beef under varying temperature and pH falls studied with rigometer, NMR and NIR[J]. Food Chemical, 2000, 69(4): 407-418.DOI:10.1016/S0308-8146(00)00053-4.