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      重組肉中的黏結劑:TG酶類、海藻酸鹽類、纖維蛋白等

      放大字體  縮小字體 發布日期:2021-01-15  來源:食品研發與生產  瀏覽次數:1460
      核心提示:國外肉制品市場上,尤其是發達國家,重組肉制品占有相當大的比例。根據加工方式和分割程度,重組肉一般可分為三大類:大塊肌肉的成形加工、小塊肌肉的成形加工和薄片肌肉的成形加工。產品形式主要包括牛排、排骨、烤肉等。根據重組肉的黏結機理,可以將重組技術分為化學法加工、酶法加工和物理法加工。
        來源:食品研發與生產 整理,轉載請注明來源。
       
        肉及肉制品的重組技術起源于20世紀60年代,它是通過機械作用使各種價格便宜的胴體部位重新結合成為不同形狀的新的結構形式。這種技術有利于增加碎肉利用率、提高產品的價值、可食用性,尤其是制品的嫩度和風味。重組肉已經成為一種被大眾認可的新型產品,如漢堡包中的肉餅、常見的牛排及羊排,低成本的碎肉經過修剪重組后還可以提高產品的經濟價值。
       

        01、重組肉制品的概述
       
        肉的重組黏結技術一般包括2 種,比較常見的是熱凝結技術,即添加含有鹽類的物質使肌肉中的肌原纖維蛋白析出,然后通過加熱在高溫條件下形成蛋白凝膠,以達到重組的目的;另一種是冷凝結技術,指在低溫條件下通過酶、黏結劑及機械外力使碎肉達到重組的目的,其優點是可以減少含鹽物質添加。
       
        在冷凝結的研究進展中,最早使用的黏結劑是由微生物產生的轉谷氨酰胺酶(transglutaminase,TGase或TG酶),它作為黏結劑通過產生酶蛋白交聯達到碎肉重組目的。
       
        國外肉制品市場上,尤其是發達國家,重組肉制品占有相當大的比例。根據加工方式和分割程度,重組肉一般可分為三大類:大塊肌肉的成形加工、小塊肌肉的成形加工和薄片肌肉的成形加工。產品形式主要包括牛排、排骨、烤肉等。根據重組肉的黏結機理,可以將重組技術分為化學法加工、酶法加工和物理法加工。
       
        然而,由于轉谷氨酰胺酶成本高的限制,重組肉不能大規模生產,因此新型黏結劑的開發已成為一種趨勢,本文對近幾年國內外在重組肉中的黏結劑的發展進行綜述,并對其發展趨勢進行展望。
       
        02、重組肉中黏結劑的研究及應用
       
        重組肉中黏結劑的研究及應用早期人們認為重組肉制品加工中最主要的作用成分是食鹽,食鹽有一定的防腐效果,又可以用來提取肌肉中鹽溶性的肌原纖維蛋白,特別是肌球蛋白和肌動蛋白,這些蛋白具有很高的黏度,可以提高肉塊之間的黏合性。但由于鈉鹽與高血壓等一些疾病有直接關系,消費者更趨向低鹽產品。
       
        新黏結劑的開發將成為一種趨勢。TG酶為最早使用的黏結劑,因為它具有可以催化蛋白質分子產生共價交聯的功能性而被應用在重組技術中。目前,日本味之素公司和千葉制粉公司生產的TG粉已廣泛應用于畜肉和魚肉的模擬食品中。然而我國于2011年才將TG酶的適用范圍略調整到僅限于大豆制品中。
       
        海藻酸鈉鹽和氯化鈣也是重組肉技術中較為常用的黏結劑,因為海藻酸鈉鹽可以與二價金屬離子形成凝膠,并將碎肉黏結起來。葡萄糖內酯和卡拉膠復配的黏結劑出現的時期較晚,并且可以作為食鹽的替代物,雖然肉的顏色品質不是很好,有點像肉類煮制后發生褪色的顏色,但重組肉制品的黏結能力得到顯著增強,也可以很好地滿足消費者的需求。
       
        2.1 TG酶類黏結劑
       
        TG酶可催化蛋白中谷氨酰胺和賴氨酸殘基發生;D移反應,使蛋白質之間發生交聯。肌肉中的肌球蛋白和肌動蛋白也是TG酶作用的適合底物之一,經TG酶的催化肌肉蛋白分子間形成致密的三維網狀結構,從而將小塊碎肉黏結起來,達到重組的目的。經研究發現同時使用TG酶與酪蛋白酸鈉效果最佳。
       
        Serrano等在低溫條件下通過添加不同含量的核桃粉、2%氯化鈉和0.3%復合磷酸鹽,以TG酶和酪蛋白酸鈉作為黏合劑制作重組牛排,可以達到正常的牛排感官特性,而且添加核桃粉可以減少解凍以及蒸煮損失、增加產品的貯藏時間。該研究證明TG酶作為重組牛排的黏結劑可以提供穩定的機械性能。Dimitrakopoulou等利用TG酶作為黏合劑制作重組豬肉,并得出當TG酶含量是0.15%、鹽含量為1%時,72 ℃加熱65 min后熟制的重組豬肉具有較好的感官評價。
       
        風干火腿在國外很受歡迎,de ávila等利用一定量的復合鹽(NaCl、KNO3、NaNO2)處理過的去骨生肉與TG酶作用,在7 ℃條件下真空包裝,然后進行風干,并證明了隨著風干時間的增加,重組風干火腿機械性能越穩定,并且第8周黏結力達到最大,掃描電鏡觀察到蛋白質交聯程度最好。同時,Fulladosa等認為當高壓技術與TG酶協同作用制作重組風干火腿時,可以明顯提高產品的pH值、紅度值、亮度值及剪切力,但產品的持水能力和彈性發生了降低,而穩定性增加,且改善了產品的風味。
       
        在國內TG酶主要應用于產品工藝改良上。潘紅梅等利用TG酶催化牛肉、豆腐交聯制備重組肉,并得出最佳工藝,確定了酶的添加量以及最適溫度,產品感官評分達到94.5 分。
       
       
       
        2.2 海藻酸鹽類黏結劑
       
        海藻酸鹽是利用其水溶性的黏性,起到增稠、穩定的作用,其黏結性主要取決于D-甘露糖醛酸與L-谷洛糖醛酸含量、溫度及pH值等。另一方面海藻酸鹽可與二價陽離子形成凝膠,比較常見的是Ca2+。
       
        張慧旻等認為海藻酸鹽類除可以作為黏結劑外,還有其他的優點,如海藻酸鹽已經被證實可以作為一種具有水溶性及黏性的纖維來源添加在食品中。Brownlee等主要研究了海藻酸鹽作為膳食補充劑,維護正常的健康或減輕某些心血管或胃腸道疾病的用量。此外,Wilcox等認為海藻酸鹽類還可以調節胰脂肪酶活性。
       
        在重組肉的應用方面,Boles等對黏合劑海藻酸鹽和纖維蛋白原的黏結性進行了對比,結果表明,海藻酸鹽在生肉中黏結性比較好,纖維蛋白原在熟肉中黏結效果好。
       
        Devatkal等研究了重組豬肉體系中乳酸鈣鹽與磷酸鹽以及海藻酸鈣鹽復配凝膠的效果,結果表明,用海藻酸鈣鹽所得到的重組產品有較好的質量特性,并且添加乳酸鈣鹽還可以改善產品風味及延長貨架期。
       
        羅陽在以海藻酸鈉為主要改良劑應用于肉制品的研究中發現,海藻酸鈉、Ca(OH)2與土豆纖維按一定比例復配所得到肉糜的硬度和彈性較好、蒸煮損失及解凍損失比較少。
       
        楊琴等在海藻酸鈉鹽在肉制品的應用也提到,其作為黏結劑和保水劑應用于肉制品中,可以控制水分子的流動性,能增加肉制品的黏著性、持水性和嫩度,減少營養成分損失,提高了產品質量。
       
        2.3 纖維蛋白黏結劑
       
        在人體中,纖維蛋白黏結劑是血漿來源的復合制劑,它模擬血凝的最后反應階段,以凝血酶激活纖維蛋白原形成半剛性纖維蛋白凝塊,得到凝塊具有黏合創口,可以起到防水劑的作用,使組織或材料保持所需的構形,并起到止血及愈合的作用。在重組肉中,纖維蛋白可以形成纖維蛋白凝膠,從而起到黏結的作用。
       
        李敏康等利用纖維蛋白原在低溫下可形成絮狀沉淀的性質,采用凍融法從豬血中提取纖維蛋白原,并確定了最佳的提取條件。Herero等利用流變學及拉曼光譜技術對冷凍結合肉進行分析,制得的添加含有纖維蛋白的重組肉具有較好的硬度、彈性及黏結力,纖維蛋白的添加減少了α-螺旋及無序結構,肉的蛋白質結構也得到了改變。Herero等還利用核磁共振成像技術對冷凍結合肉進行分析,結果表明,NaCl的添加對纖維蛋白也有一定的影響,沒有添加NaCl的重組肉有較好的硬度、黏結性及彈性。核磁分析顯示添加NaCl的重組肉增加了水分子的移動性及擴散系數。
       
        de ávila等利用纖維蛋白-凝血酶復合制劑為黏結劑制備重組牛肉,并確定了生產最佳pH值、溫度、鹽濃度及凝膠時間。通過掃描電鏡觀察纖維蛋白形成的凝膠,可以觀察到較高的密度及交聯度的纖維網狀結構。
       
        de ávila等利用纖維蛋白制作重組豬肉風干火腿,并確定了不同鹽濃度對其穩定性的影響,結果顯示,添加纖維蛋白粉或覆蓋經鹽溶的纖維蛋白溶液于重組肉的表面與比沒有經過額外處理或浸過鹽溶液的重組干火腿相比,具有較高的黏結率和黏結力。隨著風干時間的增大結合力也隨之增大,當風干時間達到4 周后結合力達到最大。
       
        國內對纖維蛋白在肉類中的研究相對比較少,且主要是纖維蛋白的提取工藝優化。于偉通過優化的冷凍沉淀法來提高冷沉淀中纖維蛋白提取量,并將冷沉淀制備成纖維蛋白凍干粉,最后通過對多種肉類黏合劑的黏合效果進行對比,顯示纖維蛋白具有較好的黏結性。
       
        
       
        2.4 葡萄糖酸-δ-內酯(delta-Gluconolactone,GDL)黏結劑
       
        葡萄糖酸-δ-內酯(GDL)是一種酸型凝固劑,其本身不能沉淀蛋白質,在加熱的條件下水解為葡萄糖酸,使pH值降低,由于酸度增加使蛋白質分子成為兼性離子而沉淀,從而使蛋白質食品產生凝固。
       
        Hong等以GDL及卡拉膠為黏合劑結合高壓技術制作重組豬肉并對其理化性質進行評估,通過響應面分析得到NaCl、GDL、卡拉膠的最優添加量,GDL和NaCl的添加對產品的顏色有很大影響,并且隨著GDL添加量的增多,雖然黏結性增大了,但是產品的pH值和持水性卻減小了。Hong等以海藻酸鈉鹽及GDL為黏結劑對不同鹽濃度下生成纖維蛋白凝膠進行評估,并確定形成肌纖維蛋白凝膠GDL和鹽的最佳配比量。Chun等以GDL為黏結劑在一定外界壓力制作重組豬肉,其中以GDL為主要黏結劑分別添加大豆分離蛋白、小麥粉、卡拉膠復合,檢測添加不同種復合制劑的重組效果,發現復合制劑制作的重組肉與空白對照相比擁有更強的持水性,結合一定的外界壓力可以形成更有凝聚力的紋理。
       
        國內將GDL應用于重組肉的研究比較少,主要停留在把GDL作為一種酸性添加劑使用。王紅鷹研究工業生產GDL的方法,并提出了合成該化合物的最佳配方,討論了合成過程中存在的問題。許加超等采用GDL體系緩慢釋放鈣離子的方法制作褐藻酸鈣凝膠食品。結果表明,隨著鈣離子濃度的增加,體系開始凝膠的時間逐漸縮短、貯藏模量、損耗模量、凝膠強度、復合黏度都逐漸增大。
       
        2.5 親水膠體黏結劑
       
        親水膠體一般包括卡拉膠、瓊脂和黃原膠等,通常是指能溶解于水,并在一定條件下充分水化形成黏稠、滑膩或膠凍溶液的大分子物質,可以作為增稠劑。黃莉等將TG酶和酪蛋白酸鈉作為重組牛肉使用的黏合劑,分別添加卡拉膠、亞麻膠等多種食用膠。通過測定發現亞麻膠和黃原膠都顯著降低了重組牛肉的黏結性,且成片性不好;卡拉膠能增加紅度值,添加結冷膠、亞麻膠和黃原膠均降低了重組肉的解凍損失和蒸煮損失,而且添加亞麻膠和黃原膠的重組牛肉嫩度最大。
       
        陳海華等通過對鹽溶肉蛋白-亞麻籽膠混合凝膠的動態流變性質、凝膠強度、析水率的測定和超微結構的觀察,確定了亞麻籽膠和肉蛋白的相互作用力主要是靜電作用力,二硫鍵和氫鍵是次要作用力。Wu等測定凝膠多糖在重組魚肉中流變性質的影響,評價了持水性、感官性質及微觀結構等,表明添加凝膠多糖可以形成更密集的交聯結構。

        03、結 語
       
        我國肉類生產和肉類消費總量很大,隨著生活水平的提高,人們將追求更營養、更健康的肉制品。重組肉制品不僅可以把碎肉等進行重組,而且還可以在重組過程中增添其他的營養成分,即可以提高碎肉的利用又可以增加肉制品的附加值。
       
        我國對黏結劑的開發相對起步較晚,雖然發展速度很快,但研究水平不高,開發的層次較低,并且隨著人們研究的不斷深入,黏結劑的化學安全性、微生物安全性等都應得到重視。我們應在現有的基礎上,借鑒國外的研究成果,建立健全黏結劑使用標準,并在研究方向上有所突破,以加速我國的重組肉制品加工的發展。
       
        引用文獻:劉兵, 韓齊, 孔保華, 等。 重組肉加工中黏合劑的應用及研究進展[J]. 肉類研究, 2016, 30(11): 33-36. DOI:10.15922/j.cnki.rlyj.2016.11.007.
       
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      編輯:foodadmin

       
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