油脂对鱼糜及畜禽肉糜制品的影响

仪淑敏，李 强，张 畅，李学鹏，励建荣，2*，邵俊花，谢 晶

（1 渤海大学食品科学与工程学院 生鲜农产品贮藏加工及安全控制技术国家地方联合工程研究中心国家鱼糜及鱼糜制品加工技术研发分中心 辽宁锦州121013 2 大连工业大学 海洋食品精深加工关键技术省部共建协同创新中心 辽宁大连116034 3 沈阳农业大学食品学院 沈阳110866 4 上海海洋大学食品学院 上海201306）

肉糜制品是指以动物肌肉组织制成的肉糜为原料，辅以食盐、油脂等辅料，经多种加工工艺生产出来的一种肉类食品。按肉糜的来源主要分为鱼糜制品[1-3]和畜禽肉糜制品[4-6]。目前，市面上的鱼糜制品主要有鱼丸、鱼豆腐、鱼肠及模拟蟹棒等[7-10]，畜禽肉糜制品主要有肉丸、香肠和肉饼等[4，11-12]。通常，畜禽肉糜中会携带一部分肌间脂肪[13]，在加工过程中还会加入部分动物脂肪组织，而鱼糜在生产过程中，会洗去血红蛋白等水溶性物质，同时还会洗去大量的脂肪[14]，因此在生产含油脂的鱼糜制品时，通常会加入一些外源油脂。适当添加油脂不仅能够改善肉糜制品的风味和质地，也能够丰富制品的营养组成[4，15]。

添加到鱼糜及畜禽肉糜制品中的油脂可分为动物油脂（猪油、牛油等）[4，6]和植物油脂（大豆油、菜籽油、花生油等）[14，16]。有研究表明，动物油脂具有特殊的香味，能够增进食欲，然而，动物油脂中含有大量的棕榈酸、硬脂酸等饱和脂肪酸以及胆固醇，而植物油中的脂肪酸组成简单，且不饱和脂肪酸含量大于饱和脂肪酸含量[17-18]。由于过多的食用油脂特别是饱和脂肪酸含量较多的油脂以及胆固醇会对人体健康产生不利的影响，因此人们通过减少肉糜中的脂肪含量以及利用植物油替代动物油等方式减少肉糜制品中饱和脂肪酸的含量。

针对油脂对肌肉蛋白凝胶形成的影响，目前有两种观点：一是油脂能够占据蛋白质基质的空隙，形成更加牢固的凝胶体系，并将水分牢牢锁在其中，进而提升肉糜制品的凝胶特性[2]，同时油脂还能够促进肌原纤维蛋白的热变性[3]；二是肉糜凝胶中的蛋白质含量会随着油脂含量的增加而减少，进而降低鱼糜制品的凝胶强度[4]。支撑第2 种观点的理论主要有2 种：一是油脂能够插入蛋白凝胶基质的空隙，抑制基质的移动，进而改变凝胶形成能力[5-7]；二是油脂并没有阻碍蛋白凝胶的形成，只是代替水与蛋白质作用形成油凝胶体系[8-9]。此外，不同种类的油脂对肉糜凝胶的影响也存在差别[1，4]。

本文先从宏观角度综述油脂在不同的添加条件下对鱼糜及畜禽肉糜制品品质的影响，而后讨论其在参与鱼糜及畜禽肉糜制品制作过程中的变化以及与蛋白质间的相互作用，最后分析油脂对两种制品的影响因素，旨在为油脂与蛋白质类制品的研究提供理论基础。

1 油脂对鱼糜及畜禽肉糜制品品质的影响

1.1 油脂对鱼糜制品品质的影响

鱼糜制作过程中，通常会在漂洗的环节将可能影响到鱼糜凝胶性质的物质去除掉，如鱼肉中的脂肪、水溶性蛋白、血红素和杂质等，提高肌原纤维蛋白的浓度，进而提升鱼糜的凝胶特性，然而这也意味着鱼肉中营养物质的流失[14]。随着消费者对食品营养多样性需求的提升，探讨油脂的添加对鱼糜制品品质影响及其作用机制，一度成为研究热点。

植物油的制作原料丰富、营养成分高，是我国消费量最高的一类油脂[19]。米洪波等[14]在研究大豆油、亚麻籽油和紫苏籽油对草鱼鱼糜品质的影响时发现，油脂的添加能够增大鱼糜制品的白度，这与Pietrowski 等[20]的研究结果一致。Chang 等[21]也发现随着大豆油添加量的增加，鱼糜凝胶的白度也随之增加，这是由于油脂、蛋白质和水混合后形成的乳化液具有较好的折射光的能力[20，22]。

虽然油脂能够赋予鱼糜制品较好的白度，但Shi 等[16]研究发现，随着鱼糜制品中油脂添加量的增加，鱼糜凝胶的破断力、破断距离和保水率均呈下降趋势，这主要是由油脂的添加导致鱼糜凝胶中的蛋白含量减少，同时抑制了水与蛋白质间的相互作用造成的。然而在水分不变的情况下，当大豆油或玉米油或花生油的添加量为10 g/kg 时，并未对鱼糜凝胶的破断距离和破断力产生较大影响，而对保水率的影响较大。Chang 等[21]也发现添加1%大豆油的鱼糜制品与未添加油脂的对照组相比，质构特性无明显变化。有研究表明，适当含量油脂的添加，并未改变鱼糜凝胶构象的形成能力，只是替代了部分水与蛋白质相互作用[23]。因此，一定程度油脂的添加并未对鱼糜凝胶质构特性造成较大影响而是大大降低了其保水率。

油脂对鱼糜制品凝胶特性的影响似乎是负面的，然而在茶油对鱼糜凝胶性质影响的研究中[15]，得出了截然不同的结论。当茶油的添加量在0～8%范围时，鱼糜凝胶的质构性质随茶油添加量的增加而提高，与此同时，保水率也得到提升。结合扫描电子显微镜的观察结果，这种对凝胶特性的提升是由于油脂占据了蛋白质基质的空隙，形成了更加牢固的结构，并将水分牢牢地锁在其中。Pietrowski 等[24]在研究亚麻籽油、海藻油、鲱鱼油、磷虾油和混合油对鱼糜制品的影响中发现，油脂的加入能够增强肌动蛋白的热转变，改善热致蛋白凝胶化，增加了弹性模量。

1.2 油脂对畜禽肉糜制品品质的影响

畜禽肉糜生产过程中，或多或少会保留其自身携带的动物脂肪[13，25-27]，Carballo 等[28]通过添加不同比例的动物脂肪组织，研究了脂肪含量对博洛尼亚香肠形态和质地的影响，发现在含有5%淀粉和1.5%鸡蛋清的猪肉肠中，低脂香肠（脂肪含量7%）的硬度和耐嚼性低于高脂香肠（脂肪含量20%），这可能是因为脂肪含量的减少导致水分占比提高，从而降低了影响凝胶/乳液基质形成的蛋白质浓度。

动物脂肪中含有较多对人体健康不利的饱和脂肪酸，制备低脂香肠和利用含不饱和脂肪酸较多的植物油替代动物油脂可一定程度上降低制品中饱和脂肪酸的含量。Asuming-Bediako 等[4]利用菜籽油和葵花籽油制成的乳化液替代猪背膘乳化液添加到猪背肉制成的香肠中，发现用总脂肪含量约12%的菜籽乳剂代替猪肉背脂乳剂时，可将总饱和脂肪酸组成从38%降低到14%，单不饱和脂肪酸组成从45%增加到59%，多不饱和脂肪酸组成从15%增加到25%；用脂肪含量约为20%的菜籽部分替代猪肉背脂时，可使总饱和脂肪酸从38%降低至24%。同时不饱和脂肪酸含量的增加并没有明显的造成脂质氧化的增加和色泽品质的变化，也不会对食用质量产生不利影响。Yildiz-Turp 等[6]用预乳化的榛子油代替不同百分比的牛肉脂肪制备了土耳其发酵香肠，发现随榛子油含量的增加，样品的质地越来越柔软，水分含量也得到提升，同时胆固醇的含量逐渐降低，所有样品的硫代巴比妥酸值均在可接受范围内；当预乳化榛子油替代了50%的牛肉脂肪时，能够显著提高单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪防酸以及其与饱和脂肪酸的比例。然而，榛子油的添加导致切片外观、质地和口感得分显著降低。Pal 等[29]研究了芥子油、羊肉脂肪以及两者混合物对羊肉香肠品质的影响，发现随着混合物中芥子油含量的增加，生料稳定性下降，脂肪分离百分比明显增加。芥子油的添加使煮熟香肠中水分含量减少、脂肪含量增加，然而蛋白质和灰分含量没有受到影响。感官评价表明，使用15%脂肪（7.5%芥子油和7.5%羊油）制备高质量的香肠，对风味没有任何不利影响。此外还有研究表明，米糠蜡油具有替代肉糜制品中的猪肉脂肪的潜力[30]。

在制备低脂猪肉香肠时，较高的水分含量通常会增加烹饪损失[31]。Carballo 等[5]认为香肠中脂肪含量越高，水分含量越低。肉糜中较低的水分含量能够提高整个体系内的离子强度，促进蛋白质的析出，从而增强蛋白质间的结合作用。当脂肪水平通过增加蛋白质含量来降低时，产物的保水能力更强。然而，当通过增加水的比例来降低脂肪含量，同时保持蛋白质含量基本不变时，低脂产品的结合性变差。

2 鱼糜及畜禽肉糜制品中蛋白质的乳化油脂作用

含有油脂的鱼糜及畜禽肉糜制品在生产加工过程中，原辅料经斩拌等加工步骤处理后，各组分被分割为均匀分散的细小个体，借助肌肉组织中蛋白质的乳化性质，油脂颗粒被蛋白质形成的蛋白膜包裹，称之为油脂-界面蛋白膜乳化体系，并均匀存在于制品体系中，从而影响鱼糜及畜禽肉糜制品品质[32]。乳化体系的稳定性也决定了两种制品最终的品质。影响乳化体系稳定性的因素主要有油脂和蛋白质的种类、油脂-蛋白质-水的比例以及pH 值等环境因素[14，16，33]。

2.1 鱼糜及畜禽肉糜制品凝胶形成过程中油脂颗粒大小和分布的变化

常温下，动物油通常以固态形式存在，称为脂；植物油通常以液态形式存在，称为油[34]。二者均能够在蛋白质的乳化作用下与水形成水包油乳化体系。畜禽类动物含有明显的脂肪组织，常被用做鱼糜等肉糜制品生产的辅料。汪张贵[32]研究认为，在肉糜制备过程中，质地较软的脂肪在剪切过程中会释放出脂肪滴，而较硬的脂肪组织会被剪切成大小和形状不同的脂肪颗粒。同时，由于剪切过程产生了摩擦热，使得固态的动物脂肪融化成液态的脂肪滴。然而在剪切过程中，个别脂肪滴和脂肪颗粒会聚集成脂肪聚结物。此外，脂肪组织剪切时间越久，游离出来的脂肪滴越多，脂肪颗粒越小，这与Shi 等[16]、王莉莎[35]和吴满刚[36]的研究结果相似。无论脂肪以何种形式出现，均会被蛋白质层包裹，分布在蛋白基质中，构成整个乳化体系的分散相，而连续相为盐和蛋白质的水溶液。在凝胶中，脂肪颗粒的分布也不尽相同，主要分为单独分布、相互“依偎”分布以及脂肪聚结物复合体分布。凝胶形成前、后脂肪的分布具有相关性，主要取决于剪切或均质时间。吴满刚[36]认为，在脂肪含量相同的情况下，含有较小脂肪颗粒的脂肪-蛋白质复合凝胶具有更好的流变曲线和弹性模量，可明显增强凝胶结构。汪张贵[32]认为，对肌肉蛋白和脂肪的混合物剪切时间若不充分，则混合物中脂肪颗粒较大，乳化效果降低；若剪切时间过长，则脂肪颗粒过小，进而导致脂肪成分表面积增大，使得乳化过程需要大量的蛋白质进行包裹，若包裹不完全，加热后脂肪会析出。

2.2 油脂与肌肉蛋白乳化过程中的相互作用

肌肉中的蛋白质主要是肌原纤维蛋白，它含有亲水基团和疏水基团，具有两亲性质，能够作为乳化剂包裹在油脂的表面，形成稳定的乳化体系[37]，并与蛋白质基质在热处理过程中产生相互作用[35]，进而影响鱼糜及畜禽肉糜制品的凝胶特性。

无论是鱼糜还是畜禽肉糜，添加食盐再经斩拌后，盐溶性的肌原纤维蛋白都会溶解并吸水膨胀，形成溶胶状态的基质[38]，一部分溶出的蛋白质与油滴间发生乳化作用，同时伴随着部分蛋白质解折叠[39]，其中肌球蛋白在油水界面上形成单分子层，重链朝向油相，轻链朝向水相[40]，并连同少量的肌浆蛋白吸附在油脂液滴表面[41]，并与其它蛋白质分子通过疏水相互作用、共价键和氢键等相连接，一同吸附在油脂液滴表面形成能够乳化固定油脂的界面蛋白膜[39]。在此过程中，油脂-界面蛋白膜乳化体系主要包括2 种作用力关系（图1）：一是形成界面蛋白膜所需的蛋白质间的相互作用，即酰基羟氧基团与氨基酸侧链上正电荷间的静电引力作用[42]，使蛋白质分子定向平行排列于油脂表面，彼此间通过氨基酸侧链上的二硫键等强键结合在一起，此时蛋白质的二级结构（如α-螺旋和β-折叠）仍保持完整状态[43]；二是油脂与排列好的蛋白质间相互作用，即蛋白质骨架上的疏水残基移动并定向到油滴表面，完成油脂与界面蛋白膜间的吸附过程[42，44]。在肌原纤维蛋白凝胶形成过程中，界面蛋白膜中的蛋白质分子与基质蛋白发生蛋白质-蛋白质相互作用[36，45]，共同形成了最终的凝胶网络结构，进而将乳化的油滴固定在蛋白凝胶基质的空隙中，以填充的形式形成凝胶体系结构，使其具有保油、保水性[36，39，46]。因此，油脂在鱼糜等肉糜制品凝胶中所产生的作用是由油脂-界面蛋白膜-蛋白质共同作用所形成。

图1 含油脂的肌原纤维蛋白凝胶形成过程中油脂-蛋白-水相互关系变化示意图[39]Fig.1 Schematic diagram of the relationship between lipid-protein-water changes during the formation of lipid-containing myofibril protein gel[39]

2.3 鱼糜及畜禽肉糜制品乳化活性、乳化稳定性及油脂-蛋白质相互作用研究方法

蛋白质的乳化活性、乳液的稳定性以及油脂-蛋白质间的相互作用，是油脂对鱼糜等肉糜制品影响相关研究中部分重要指标，可用来分析油脂参与蛋白质凝胶形成的过程，并表征两者间的相互作用稳定情况。

2.3.1 乳化活性、乳化稳定性的研究方法 油脂-界面蛋白乳化液的性质能够决定乳化型鱼糜及畜禽肉糜制品的品质，在现有的研究中，通过测定乳化液的乳化活性及乳液稳定性来评价乳化液的性质。Pearce 等[47]提出了利用浊度法评价蛋白质乳化特性的方法。在Wu 等[37]和贾丽娜等[48]的研究中也采用这种方法。Pearce 等[47]认为，蛋白质帮助形成乳液的能力与其吸附和稳定油水界面的能力有关，蛋白质稳定乳液的能力可能与可用蛋白质可以覆盖的界面区域有关。在满足某些条件的情况下，乳浊度和界面面积之间存在简单的关系，使用普通的实验室分光光度计可以很容易地进行浊度测量，即将制备好的油脂-蛋白乳化液放置于小烧杯中，置于4 ℃放置一段时间，在烧杯底部取一定量的乳化液样品，利用1%的SDS 定容至样品的250 倍体积，反应一段时间后利用紫外分光光度计测定样品在波长500 nm 处的吸光值。最后利用吸光值计算蛋白质对油脂的乳化活性。同时乳液的稳定性也可以使用浊度法进行计算。

Wolfer 等[30]在测定法兰克福香肠的乳化稳定性时采用了不同的方法，试验中使用了Wierbicki等[49]开发的Wierbicki 管。Wierbicki 管是透明的圆柱形管，顶部直径较大，底部为带刻度的小直径圆柱体。多孔小玻璃盘放在大直径区域的底部，以分隔两个隔室。将约25 g 的法兰克福香肠面糊放入Wierbicki 管中，将Wierbicki 管在71 ℃水浴中蒸煮30 min，然后以150 r/min 离心10 min。对于所有样品，脂质的损失可以忽略不计，假定所有损失都是由于水分。乳液稳定性按下式计算：

乳化稳定性（%）=（1-失水质量/样品质量）×100

2.3.2 油脂-蛋白质相互作用研究方法 拉曼显微光谱仪的照射光束可以对准样品中的特定区域，产生的拉曼散射信号可用于表征食品的微观结构。拉曼光谱能够提供有关蛋白质侧链微环境以及蛋白质多肽主链构象的信息，而拉曼谱带的变化可以提供有关蛋白质二级结构以及局部环境修饰的信息[44，50]。Meng 等[44]利用拉曼光谱研究了牛血清蛋白与脂质间的相互作用，通过从牛血清蛋白/油界面光谱中减去矿物油或玉米油光谱而获得差异光谱，发现牛血清蛋白和油分子的不同官能团间产生相互作用。Shao 等[50]通过拉曼光谱研究了含有不同种类脂质的肉糜在加热前、后的结构变化，发现不同脂质的添加会导致肉糜的蛋白质结构发生不同的变化。Zhou 等[15]在研究茶油对鱼糜凝胶中蛋白质结构的影响时，发现油浓度的增加改变了鱼糜蛋白的二级结构和局部环境，导致疏水相互作用增加，薄膜含量增加，螺旋结构含量减少。

此外，使用傅里叶变换红外光谱法也能够对乳液中蛋白质和脂质构象变化进行结构分析[41]。有研究利用傅里叶变换红外光谱法观察了用β-乳球蛋白稳定的水包油乳液模型系统[51]，发现吸附蛋白的量随可用界面面积的变化而变化，并在吸附的蛋白质中观察到明显且不可逆的变化，揭示了蛋白质的自聚集作用。此外，红外光谱显示，较高的均质化压力导致α-螺旋的减少和β-折叠的增加，吸附蛋白与脂质间的相互作用较少，而吸附蛋白之间的相互作用较大[52]。傅里叶变换红外光谱法还被应用于研究α-乳蛋白和β-乳球蛋白在乳状液模型系统中吸附后的构象修饰，并检测了其二级结构的吸附诱导变化[53-54]。傅里叶变换红外光谱法还可用于提供有关橄榄水包油乳液中脂质和蛋白质结构及其相互作用的信息[41]，研究发现乳液中脂质链紊乱或脂质蛋白相互作用的程度取决于稳定系统的配方。

3 油脂影响鱼糜及畜禽肉糜制品品质的条件因素

3.1 乳化稳定性

不同的油脂种类和添加量对鱼糜及畜禽肉糜制品造成的影响是不同的。乳化玉米油-肌原纤维蛋白复合凝胶的凝胶强度显著低于猪油-肌原纤维蛋白复合凝胶的凝胶强度（P＜0.05）[48]；相较于大豆油、花生油、菜籽油，添加了玉米油的鱼糜凝胶表现出较低的破断力和保水率[16]。在含水量为78%时，鱼糜制品中大豆油的最佳添加量为1%[16，21]；当水分含量为80%时，紫苏籽油的最佳添加量为3%[14]，推测造成这种差异的原因可能是所添加油脂种类和添加量的不同，导致了产品乳化活性及乳化稳定性的不同[50，55-57]。凝胶体系中油脂的稳定性是由乳化（油脂-蛋白质）形成的界面蛋白膜和肌原纤维蛋白的热诱导凝胶（蛋白质-蛋白质）特性决定的，而脂肪酸分子周围极性环境的强弱，能够影响乳化反应中所需蛋白质间的作用能力，进而决定油脂周围界面蛋白膜的组成、结构与界面性质。有研究表明[40，46]，甘油三酯分子的短链饱和脂肪酸比长链饱和脂肪酸易于乳化，且同样长度的碳链，不饱和脂肪酸比饱和脂肪酸易于乳化。此外，蛋白质浓度和pH 值的大小均能对界面蛋白膜的形成产生影响[33]。

3.2 油脂、蛋白质、水分的组成比例

油脂对鱼糜制品等的影响还取决于水分含量的多少[21]。当鱼糜凝胶含水量为76%时，与不添加大豆油的鱼糜凝胶相比，1%大豆油的添加对鱼糜凝胶的质构特性几乎无影响；而当鱼糜凝胶含水量为80%时，添加1%大豆油能够使破断力和破断距离出现明显下降，推测这可能是由于油脂能够替代部分水分与蛋白质结合[23]，导致蛋白质变性时的需水量降低，多余的水分稀释了蛋白质的浓度，致使凝胶体系的质构特性降低。Carballo 等[5]也有类似的发现，研究认为油脂、蛋白质和水分的比例关系能够影响油脂在猪肉香肠中所产生的作用。对于1.1 节中两种截然不同的油脂对鱼糜制品影响的试验结果，猜测可能是因为水分含量的不同导致的。在Zhou 等[15]的研究中，当油脂和水的添加量总和为20%时，随着油脂占比的提高，鱼糜凝胶中的水分含量逐渐下降，依次约为78.23%，76.66%，74.84%，73.23%，71.81%，70.14%。在Pietrowski 等[24]的研究中，添加油脂组的含水量为69.5%～70%，而在Shi 等[16]和Pérez-Mateos 等[23]的研究中鱼糜凝胶的含水量均为78%。此外，还有研究发现乳化体系中肌原纤维蛋白的含量同样能够影响制品品质[58]，相较于1%的添加量，添加5%和10%肌原纤维蛋白的肌原纤维蛋白-橄榄油乳液的稳定性显著提高，且具有较好的界面蛋白吸附量和保油率。

4 结语

当蛋白质溶液和油脂一同斩拌或均质后，部分蛋白质通过静电引力作用和二硫键排列开来构成界面蛋白膜，而后吸附在油滴表面，与油滴共同形成油脂-界面蛋白膜结合体，作为分散相均匀存在于蛋白质溶液连续相中。加热后，界面蛋白膜与其它蛋白质通过疏水相互作用、共价键和氢键等相连接，进而将油脂稳定在蛋白质凝胶机制中。同时，油脂的添加对鱼糜等肉糜制品产生一定的影响，然而这种影响是双向的，主要取决于油脂、蛋白质和水分含量的比例情况，其次是油脂的种类以及pH 值等环境因素。通常，当油脂、蛋白质、水分含量的比例适当时，油脂的存在不仅能够丰富肉糜制品的营养成分，还不会降低肉糜制品的品质，甚至能够提升保水能力，产生更好的感官品质。探索各类油脂在肉糜制品中的最适添加量尤为重要。人们已认识到过量的食用脂肪尤其是含饱和脂肪酸较多的动物脂肪对人体健康不利，故低脂类制品和使用含不饱和脂肪酸较多的植物油替代动物油脂一度成为研究热点。动物脂肪因特殊的香气而受到消费者的喜爱。在追求健康和口感的同时，鱼糜等肉糜制品的研制还应满足消费者对某些独特香味物质的个性化需求。