添加牛血浆蛋白和MTG酶对乳化肠凝胶特性的影响

靳红果，王蓉蓉，张伟清，彭增起

(南京农业大学，江苏南京210095)

添加牛血浆蛋白和MTG酶对乳化肠凝胶特性的影响

靳红果，王蓉蓉，张伟清，彭增起*

(南京农业大学，江苏南京210095)

研究了牛血浆蛋白(BPP)和谷氨酰胺转胺酶(MTG)添加量对乳化肠产率、凝胶破裂强度和硬度、色泽的影响。结果表明，添加牛血浆蛋白和MTG酶对乳化肠产率、总压出汁液、凝胶强度和硬度有显著影响，但牛血浆蛋白处理组与MTG酶处理组有一定差异。添加牛血浆蛋白处理组乳化肠的L*、a*和b*值显著高于MTG处理组。结论指出，牛血浆蛋白作为一种天然蛋白添加剂用来代替MTG，不仅能降低加工成本，还可以改善肉制品的品质。

牛血浆蛋白，MTG，凝胶特性，乳化肠

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

猪后腿肉和背膘 购于南京苜蓿园农贸市场;牛血 购自灵山部队附近的宰牛场;转谷氨酰胺酶(MTG) 购于一鸣生物制品有限公司;其他添加剂 均为食品级。

UMC5型乳化机 德国Stephan公司;Beckman AvantiJ-E高速离心机 美国Beckman Coulter公司;质构仪 TA-XT2i 英国 Stable Micro Systes公司; Minolta CR200便携式色差仪 日本Konica公司;HH -42水浴锅 常州国华电器有限公司;MUL-9000 H20纯水机 昆山总馨机械有限公司;SANYO制冰机(SIM-F124) 日本三洋公司;YP1201N电子天平上海精密科学仪器公司;AL104电子天平 上海Mettler Toledo公司;C705型手动灌肠机 意大利La Minerva公司。

1.2 实验方法

1.2.1 样品前处理 后腿肉经剔除可见脂肪和结缔组织后，用孔板孔径为1cm的绞肉机绞成肉馅，背膘切成1cm3大小的块状。分装，真空包装后-18℃冻结，备用。使用前在0～4℃解冻10h;新鲜的牛血装在洁净的容器中，加入20%的抗凝剂柠檬酸钠使最终浓度达1.0%，搅拌均匀，4℃冷藏20h。用双层纱布过滤，3000r/min离心20min，收集上层，即为血浆蛋白，4℃冷藏备用。

1.2.2 乳化肠的制备 解冻后的猪后腿肉放入乳化机，按配方添加食盐、亚硝酸钠和磷酸盐混合物真空斩拌2min，再加入背膘真空斩拌3min，最后加入其他配料真空斩拌3min。斩拌期间加入冰水混合物，保持斩拌时肉馅温度不超过10℃。斩拌充分后使用C705型手动灌肠机把肉馅灌入直径2.5cm的尼龙膜塑料肠衣中，并用打卡机将两端密封，每根肠15cm左右。在40℃水浴中保温 1h，然后在 85℃煮制20min。经自然冷却至室温后，4℃冷藏24h，待用。本实验采用单因素完全随机实验，重复2次，每个重复随机挑选5个样品测定各项指标，n=10。

表1 乳化肠配方

1.2.3 乳化肠质构测定

1.2.3.1 乳化肠的穿刺性能 在4℃下用质构仪TA-XT2i测定乳化肠的穿刺性能。将乳化肠切成高20mm的小圆柱体，将样品的中心置于质构仪探头的正下方样品台上，选用的是球形探头P/0.25s，进行一次压缩，压缩形变为50%。测试过程中最大力即为破断强度，对应的压缩距离为凹陷深度，凝胶强度等于破断强度与凹陷深度的乘积，单位g·mm。测定条件如下:测前速度:2.0mm/s;测试速度:1.0mm/s;测后速度:1.0mm/s;压缩百分比:75%;触发力:1.0g;触发类型:auto;数据攫取速率:200pps;停留时间: 5s。测试完成后，用仪器自带软件 Texture Expert Exceed 2.64a内部宏TPA.MAC对测试结果进行处理，得到凝胶强度，用g·mm表示。

1.2.3.2 乳化肠硬度的测定 在4℃下用质构仪TA -XT2i测定乳化肠的TPA参数。将乳化肠切成高20mm的小圆柱体，将样品的中心置于质构仪探头的正下方样品台上。采用P/50探头对样品进行两次压缩，按照1.2.3.1测定条件进行测试。测试完成后，用仪器自带软件Texture Expert Exceed 2.64a内部宏TPA.MAC对测试结果进行处理，得到凝胶的硬度，用g表示。

1.2.4 乳化肠保水性能的测定

1.2.4.1 产率(Process yield) 乳化肠在煮制前，精确称量重量。煮制并冷却至室温后，用吸水纸吸干肠体表面析出的水和油脂，再次精确称量重量。产率为乳化肠在煮前和煮后的重量比值(%)。

1.2.4.2 总压出汁液(Total expressible fluid，TEF)参考Carballo［4］以及彭增起［5］的方法，用ww-3型应变式无侧限压缩仪测定乳化肠保持水分的能力。将样品切成5mm的圆片。测定条件:在69.44N下作用10min，用滤纸吸收被压出的水分，TEF值以失水百分比表示。

1.2.5 色度的测定 将样品切成5mm的圆片，样本数20。室温下用Minolta CR200便携式色差仪测定样品色度。分别记录L*、a*、b*值。

1.2.6 统计分析 所有数据均采用SAS8.01进行方差分析，如果方差分析效应显著，使用 Ducan’s Multiple-rang test进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 牛血浆蛋白和MTG对乳化肠产率和总压出汁液影响的比较

从表1可以看出，乳化肠中牛血浆蛋白和MTG添加量均对乳化肠产率和总压出汁液有显著性影响(P＜0.05)。乳化肠产率随着牛血浆蛋白和MTG添加量的增加而显著增加(P＜0.05)。乳化肠总压出汁液随着牛血浆蛋白和MTG添加量增加而显著降低(P＜0.05)。

同时研究表明，添加血浆蛋白的乳化肠产率显著高于添加MTG处理组，2.700%添加量的牛血浆处理组产率比对照组提高了4.16%，总压出汁液比原来减少了15.43%。说明牛血浆蛋白的添加大大提高了乳化肠的系水力。Cofrades等［6］研究报道血浆蛋白能与肉蛋白发生相互作用，形成更致密稳定的三维网络结构，增强肉糜乳化物的持水性能。本研究中添加牛血浆蛋白处理组乳化肠产率的提高、总压出汁液的降低，同样反映了牛血浆蛋白可以提高凝胶制品的持水性能。Tseng等人［7］从猪血中提取粗的TGase添加到低盐鸡肉丸中，在0%～1%范围内可以提高凝胶的产率，尤其是在0.4%和1.0%的添加量上，保水性显著高于对照组，并指出由于TGase的添加对低盐鸡肉丸的乳化稳定性和持水性也有改善。

添加量0.304%的 MTG处理组产率，略高于0.675%添加量的牛血浆处理组，比对照组提高了2.19%，总压出汁液比原来减少了 12.94%，低于2.700%牛血浆蛋白添加处理组。这与Pietrasik［8］和Numata［9］等人研究结果一致。Pietrasik和 Li-Chan对添加MTG后牛肉凝胶的持水力和质构特性进行了研究，结果表明，MTG可以显著增强牛肉凝胶的保水性，添加0.5%MTG与对照组相比，凝胶中保留了更多水分。Numata等人［10］研究指出，MTG可以提高肌球蛋白的保水性，重组香肠中添加0.2%MTG，保水性也显著增加。牛血浆、牛血浆蛋白和MTG酶对凝胶和肉制品持水性影响的差异可能主要由于添加量和实验条件的不同造成。

表2 牛血浆蛋白和MTG对乳化肠产率和总压出汁液的影响

2.2 牛血浆蛋白和MTG对乳化肠凝胶特性影响的比较

从表3可以看出，牛血浆蛋白和MTG添加量对乳化肠凝胶强度和硬度影响均显著(P＜0.05)。乳化肠凝胶强度和硬度均随着牛血浆蛋白和MTG添加量增加而显著增加(P＜0.05)。其中添加2.700%血浆蛋白处理组乳化肠的凝胶强度、凝胶硬度分别是对照组的2.16、1.91倍;0.304%MTG处理组乳化肠的凝胶强度、凝胶硬度分别是对照组的2.27、2.06倍。可见0.304%MTG处理组的凝胶强度和硬度优于2.700%血浆蛋白处理组。此外结果显示添加2.205%血浆蛋白乳化肠中凝胶强度和硬度与添加0.228%MTG的相当。有研究报道，在太平洋牙鳕鱼糜中分别添加牛血浆和TG，于25～90℃条件下制备凝胶，添加牛血浆和TG两个处理组的凝胶强度明显优于对照组，血浆处理组凝胶强度高于 TG处理组［2］，这与本研究有一定差异，可能是由于添加量不同和猪肉、鱼肉凝胶形成机制有一定差异造成的。另外该研究表明同时添加牛血浆和TG处理组的凝胶强度更好。Tseng等［7］发现将提取自猪血中的粗TG添加到低盐鸡肉丸中，当添加量达1%时，鸡肉丸的凝胶强度明显增加;即使在添加量为0.2%时，凝胶强度也明显高于对照组，与本研究结果相符。范素琴［3］等将猪血浆分离蛋白添加到火腿肠中，结果也表明它可以明显改善质构特性，当血浆分离蛋白添加量为3%～4%时火腿肠的弹性和内聚性均较好。哺乳动物血浆可以提高蛋白凝胶特性主要是其中含有蛋白酶抑制剂和TGase的原因［1］。Seymour已经指出牛血浆蛋白在肉中发挥作用的原因是α-巨球蛋白和激肽原类抑制蛋白水解酶活性，TGase可以参与和加强蛋白质的交联作用［2］。Jarmoluk［11］研究报道血浆蛋白能参与肉糜凝胶网络结构的形成，从而增强肉糜凝胶的质构。Visessanguan［12］等在报告中指出猪血浆中的XIIIa因子或TGase在低温重组的过程中可以促使蛋白肌球蛋白发生共价交联。Benjakul和Visessanguan［13］研究发现，在鱼肉肌动球蛋白的凝胶过程中，猪肉血浆蛋白可以有效抑制蛋白水解酶，但在鱼糜制作过程中要选择合适的添加量。

MTG可以催化多种蛋白质的交联，MTG的添加改善了乳化肠的凝胶特性。而且大量研究已经证实MTG可以改善肉制品的凝胶特性，Pietrasik［14］的研究结果显示牛肉凝胶中添加MTG后，凝胶硬度、粘聚性、弹性均高于对照组。国内对MTG在肉中的应用也进行了大量的研究，赵剑飞［15］研究报道了添加含量0.1%TG的注射火腿在产品破裂强度、凹度上均优于对照产品。程巧芬［16］研究了MTG(0%～1%)对猪肉制品质构指标的影响，发现MTG的添加对于肉样的硬度和胶粘性产生了显著性影响。谢超等［17］研究发现添加0.5%MTG可使冷冻鱼糜凝胶强度比对照样提高3倍。这些研究表明MTG可能促使肌球蛋白、肌动球蛋白等蛋白之间通过ε-(-γ谷氨酰基)赖氨酸共价键交联，增加加工肉制品中蛋白质的粘结力，改善肉制品的质构。

表3 牛血浆蛋白和MTG对乳化肠凝胶强度和硬度的影响

2.3 牛血浆蛋白和MTG对乳化肠色泽影响的比较

从表4可知，乳化肠中牛血浆蛋白和MTG添加量对色度L*、a*和b*值影响显著(P＜0.05)。乳化肠色泽a*和b*随着血浆蛋白添加量的增加而显著增加(P＜0.05)，而L*值随着牛血浆蛋白添加量的增加先增加后降低(P＜0.05)。而Tseng等人［7］添加0%～1%猪血中提取的粗TGase对低盐鸡肉丸的肉色没有显著的差异，这与本研究结果不一致，可能主要由于肌肉类型的差异造成，鸡胸肉和猪后腿肉中肌红蛋白含量明显不同。Marquez E等人［18］将牛血浆作为蛋白替代物添加到乳化肠中替代部分瘦肉，研究表明添加牛血浆蛋白后对乳化肠肉色可接受度没有显著影响，肉色可接受度是人为的感官评定，无法与本研究直接比较。

随着MTG添加量增加，a*和b*值显著降低，但0.228%与0.304%添加组没有差异。Nielsen等［19］证实，相比对照组来说，肉中添加0.4%MTG能使a*显著降低。Hammer［20］研究显示随着0%～0.2%MTG量的增加，重组香肠(Bruehwurst)黄度值也有所下降，而Pietrasik和Li-Chan［8］研究结果与以上有所不同，添加MTG对牛肉凝胶的L*和a*没有显著影响，但b*有所增加。

表4 牛血浆蛋白和MTG对乳化肠色度的影响

对于在肉中添加牛血浆蛋白和MTG后研究结果的差异，可能主要是由于研究者利用了鸡肉、牛肉、猪肉等不同基础加工原料和不同辅助原材料，而且加工或加热方式也存在差别，同时对添加量的控制也没有统一，最终用来测定指标的终产品也不同，有蛋白凝胶，乳化肠，鸡肉丸等各种存在形式。

3 结论

添加牛血浆蛋白和MTG能改善乳化肠的凝胶强度、硬度等特性。在提高产品保水性方面，牛血浆蛋白处理组优于MTG处理组。而两者不同的添加量对乳化肠 L*、a*和 b*值均有显著影响，但MTG在添加量达到0.228%后，乳化肠的L*、a*和b*不再有显著变化。肉制品加工中添加牛血浆蛋白，不仅能改善乳化肠的凝胶特性，而且能提高血液的附加值。

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Comparative study of effects of beef plasma protein and MTG on gelation properties of emulsion-type sausage

JIN Hong-guo，WANG Rong-rong，ZHANG Wei-qing，PENG Zeng-qi*
(Nanjing Agricultural University，Nanjing 210095，China)

The study was aimed to examine the effects of beef plasma protein(BPP)and MTG on gelling characteristics of emulsion-type sausage.The results showed that the process yield，total expressible fluid，gel strength，gel hardness，color of emulsion-type sausage were significantly affected by the addition different levels of BPP and MTG.However，there were some different effects between BPP and MTG treated samples.The colors L*，a*and b*values of the emulsion-type sausage with BPP was significantly increased in comparison to that of samples with MTG.As a substitute of MTG，BPP can not only reduce the cost of production，but improve the quality of meat products.

beef plasma protein;MTG;gelling characteristics;emulsion-type sausage

TS201.1

A

1002-0306(2011)11-0364-04

MTG作为一种新型的食品添加剂，它可以催化多种蛋白质的交联，改善蛋白质的功能特性，如乳化特性、热稳定性、凝胶特性等。在食品中具有广泛的用途，在肉制品方面的应用主要包括开发重组肉制品、人造肉制品、低盐、低脂肪保健肉制品、低盐保鲜海产品等各种新型食品。哺乳动物血浆中大都含有蛋白酶抑制剂和TGase酶活性，疯牛病爆发之前，在欧洲、日本、加拿大、美国，牛血浆蛋白是一种很重要的功能性蛋白添加剂，并作为一种酶抑制剂和凝胶增强剂成功应用于鱼糜和鱼糜制品中［1］。Seymour等研究表明牛血浆蛋白能增强太平洋牙鳕鱼糜凝胶特性［2］。范素琴［3］等研究指出添加适量的猪血分离蛋白及其他添加剂可以使灌肠的口味和质构更好。目前，牛血浆蛋白在猪肉乳化肠中的应用研究比较少，本文通过比较牛血浆蛋白和TG酶对乳化肠凝胶特性的影响，为牛血浆蛋白应用于灌肠制品改善其产品加工特性提供理论依据。同时如果直接利用血浆，能很好地改善肉制品的凝胶特性。不仅可提高动物血液的赋加值，减少环境污染和资源浪费，而且用原料肉相应的动物的血浆作为质构改良剂，无化学添加剂，安全，易被消费者接受。

2010-06-12 *通讯联系人

靳红果(1983-)，女，硕士，研究方向:畜产品加工与质量控制。

现代农业(肉牛)产业技术体系专项经费(MAST-Beef Cattle system)。