猪肉肠中亚麻籽胶、大豆分离蛋白、酪蛋白的相互作用研究

孙 健，冯美琴,2，王 鹏，徐幸莲,*，周光宏

(1. 南京农业大学食品科技学院，江苏 南京 210095；2.金陵科技学院动物科学与技术学院，江苏 南京 210038)

猪肉肠中亚麻籽胶、大豆分离蛋白、酪蛋白的相互作用研究

孙 健1，冯美琴1,2，王 鹏1，徐幸莲1,*，周光宏1

(1. 南京农业大学食品科技学院，江苏 南京 210095；2.金陵科技学院动物科学与技术学院，江苏 南京 210038)

研究猪肉肠中亚麻籽胶、大豆分离蛋白和酪蛋白的相互作用。采用析因试验设计，在猪肉肠加工过程中，同时添加不同质量分数的亚麻籽胶、大豆分离蛋白和酪蛋白，分析上述添加物对产品保水性、保油性的影响。结果显示：添加亚麻籽胶对猪肉肠在60℃条件下烘20min的保水能力有极显著的影响(P＜0.01)，然而，亚麻籽胶对猪肉肠在60℃条件下烘40min的保水能力没有显著的影响(P＞0.05)。酪蛋白的添加对猪肉肠在60℃条件下烘20min和40min的保水能力有显著的影响(P＜0.05)。保水能力上，从高到低依次为：酪蛋白、亚麻籽胶、大豆分离蛋白。亚麻籽胶的添加显著地影响了用乙醚浸提20、40、60min猪肉肠的保油性(P＜0.05)，大豆分离蛋白和酪蛋白也有类似结果。大豆分离蛋白对猪肉肠用乙醚浸提60min的保油性有极显著性影响(P＜0.01)，并且，亚麻籽胶与大豆分离蛋白有显著的交互作用(P＜0.05)。在保油能力上，大豆分离蛋白强于酪蛋白。

猪肉肠；亚麻籽胶；大豆分离蛋白；酪蛋白；保水性；保油性

在肉制品生产加工过程中，常常是肉糜中肌原纤维蛋白含量不足，而游离脂肪和水含量较高，需要消耗一部分肌原纤维蛋白使脂肪乳化，这就使得用来形成凝胶网状结构的肌原纤维蛋白含量更为不足[1]，使肉制品出现析水、析油、组织粗劣、弹性差等问题，解决这个问题的有效途径是在肉制品中加入植物蛋白和动物蛋白作为补充，使脂肪能充分乳化，许多实验和生产实践证明大豆分离蛋白和酪蛋白对改善肉制品的结构、质地、保水和保油性等功能特性有重要意义[2-5]，同时还能降低生产成本。因此，非肉蛋白在肉制品中的应用越来越受到青睐。但是，在生产实际中，除了添加非肉蛋白外，为了使肉制品有更好的品质，还常常添加食用胶进一步改善肉制品的品质，降低生产成本，提高生产效益。自1988年日本的Kato等[6]报导了乳清蛋白葡聚糖复合物的功能性得到极大改善以来，研究人员开始用其他一些蛋白与多糖进行共价复合，结果反应产物也在诸如乳化性、溶解性、抗氧化性和抗菌活性等功能性质上得到了极大的改善[7-8]。许多学者和实验技术人员也在肉制品生产研究和实践中，进行了大量的理论和应用研究，取得很好的成果，并在生产实践中得到了广泛应用。但在亚麻籽胶和非肉蛋白相互作用的研究和应用还有待进一步深入和拓展。

因此，本实验利用Design Expert 7.0软件进行三因素析因试验设计，研究亚麻籽胶与大豆分离蛋白、酪蛋白同时添加对猪肉肠保水性、保油性的影响以及相互作用情况，为亚麻籽胶进一步在肉制品中的应用打下良好的理论和实践基础。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

猪肉 市售；LQ-302 亚麻籽胶 新疆绿旗企业(集团)生物科技有限公司；大豆分离蛋白(纯度≥89%) 吉林不二蛋白有限公司；酪蛋白(纯度≥88%) 甘肃定西陇海乳品有限公司。

1.2 仪器与设备

BZBJ-40斩拌机 杭州艾博科技工程有限公司；BJBJ-60搅拌机 嘉兴艾博不锈钢机械工程有限公司；KF-280灌肠机 杭州凯立食品机械有限公司；肉品加工专用温度计 艾普瑞(上海)精密光电有限公司。

1.3 方法

1.3.1 亚麻籽胶与大豆分离蛋白、酪蛋白析因试验

选取亚麻籽胶添加量0、0.50%，大豆分离蛋白添加量0、4.00%，酪蛋白添加量0、4.00%进行析因试验(表1)，研究三者对猪肉肠保水性和保油性的影响。

表1 析因试验设计Table 1 Factorial design protocol

1.3.2 猪肉肠基本配方

按质量分数分别添加猪瘦肉(40%)、肥肉(17%)、冰水(25%)、食盐(2%)、蔗糖(0.6%)、胡椒粉(0.14%)、玉米淀粉(8%)、大豆分离蛋白(4%)、复合磷酸盐(三聚磷酸钠、焦磷酸钠、六偏磷酸钠质量比4:2:3)(0.19%)、亚硝酸钠(0.003%)、天然红色素(0.001%)、味精(0.06%)。

1.3.3 猪肉肠加工工艺

按配方称取原料→4℃腌制过夜→斩拌6min→灌肠→煮制(80℃，40min)→冷却至室温于4℃条件下保存。

实验过程：将猪瘦肉切块，用食盐、亚硝酸钠和复合磷酸盐拌匀，在4℃条件下腌制过夜后进行斩拌，斩拌1min，投入其他辅料继续斩拌3min，加入已干混均匀的亚麻籽胶与淀粉混合物斩拌2min，肉馅最终温度不超过12℃，灌肠，称质量，在80℃条件下蒸煮40min，冷却至室温，于4℃条件下保存。

1.3.4 保水性测定(WHC)

保水性测定参照Gon~i等[9]的方法并加以修改。将样品切成3mm厚切片，称质量放入60℃恒温干燥箱，每隔20min称量一次，计算保水性。保水性计算公式如式(1)。

式中：m0为平皿质量/g；m1为样品干燥前质量/g；m2为样品干燥后质量/g。

1.3.5 脂肪损失测定

参照汪岩等[10]的方法，并略做修改。将样品切成2mm厚切片，称质量后放入蒸发皿中，倒入等量乙醚浸泡，每隔20min取出样品，将蒸发皿放入通风橱，等乙醚挥发完后称量皿质量，增重即为浸出脂肪量，计取平均值。

式中：m0为平皿质量/g；m1为样品浸提前质量/g；m2为样品浸提乙醚挥发后平皿质量/g。

1.4 统计分析

实验中测定所得的数据统计使用Design Expert7.0软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 保水性测定结果

2.1.1 60℃条件下干燥20min保水性

表2 猪肉肠60℃条件下干燥20min后的保水性Table 2 Analysis of variance for water retention of sausages after drying for 20 min at 60 ℃

图1 亚麻籽胶和酪蛋白对猪肉肠保水性的影响Fig.1 Effects of FG and casein on water retention of sausages

由表2和图1可知，随着亚麻籽胶质量分数的增加，猪肉肠的保水能力逐渐增加，亚麻籽胶对猪肉肠的保水能力有极显著的影响(P＜0.01)。随酪蛋白质量分数的增加，猪肉肠的保水能力逐渐增加，酪蛋白对猪肉肠的保水能力有极显著的影响(P＜0.01)。亚麻籽胶和酪蛋白对猪肉肠保水性的影响没有显著的交互作用。

2.1.2 60℃条件下干燥40min保水性

表3 猪肉肠60℃条件下干燥40min保水性影响Table 3 Analysis of variance for water retention of sausages after drying for 40 min at 60 ℃

图2 亚麻籽胶对猪肉肠保水性的影响Fig.2 Effect of FG on water retention of sausages

图4 亚麻籽胶和大豆分离蛋白对猪肉肠保水性的影响Fig.4 Effects of FG and SPI on water retention of sausages

由表3、图2～4可知，随着亚麻籽胶质量分数的增加，猪肉肠的保水能力逐渐增加，但保水能力没有显著的影响(P＞0.05)。随着酪蛋白质量分数的增加，猪肉肠的保水能力逐渐增加，酪蛋白对猪肉肠的保水能力有显著的影响(P＜0.05)。随着大豆分离蛋白质量分数的增加，大豆分离蛋白对猪肉肠的保水能力逐渐下降，无显著性影响，亚麻籽胶与大豆分离蛋白有显著性交互作用(P＜ 0.05)。

2.2 脂肪损失测定结果

2.2.1 乙醚浸提20min脂肪浸出量

表4 乙醚浸提猪肉肠20min后的出油量Table 4 Analysis of variance for oil retention of sausages after immersion in diethyl ether for 20 min

由表4和图5可知，随着亚麻籽胶质量分数的增加，猪肉肠用乙醚浸提20min的脂肪浸出量逐渐减少，保油性逐渐增加，亚麻籽胶对猪肉肠用乙醚浸提20min的脂肪浸出量有显著性的影响(P＜0.05)。随着大豆分离蛋白质量分数的增加脂肪浸出量逐渐减少，猪肉肠的保油性逐渐增加，但没有显著性影响，酪蛋白对保油性没有显著性影响，亚麻籽胶与大豆分离蛋白对保油性有显著的协同增效作用(P＜0.05)。

图5 亚麻籽胶和大豆分离蛋白对猪肉肠浸提5min脂肪浸出量的影响Fig.5 Effects of FG and SPI on fat loss of sausages after immersion in diethyl ether for 20 min

2.2.2 乙醚浸提40min脂肪浸出量

表5 乙醚浸提猪肉肠40min出油量影响Table 5 Analysis of variance for oil retention of sausages after immersion in diethyl ether for 40 min

图6 亚麻籽胶和大豆分离蛋白对猪肉肠脂肪浸出量的影响Fig.6 Effects of FG and SPI on fat loss of sausages after immersion in diethyl ether for 40 min

图7 亚麻籽胶和酪蛋白对猪肉肠脂肪浸出量的影响Fig.7 Effects of FG and casein on fat loss of sausages after immersion in diethyl ether for 40 min

图8 大豆分离蛋白和酪蛋白对猪肉肠脂肪浸出量的影响Fig.8 Effects of SPI and casein on fat loss of sausages after immersion in diethyl ether for 40 min

由表5、图6～8可知，随着亚麻籽胶、大豆分离蛋白和酪蛋白质量分数的增加，猪肉肠用乙醚浸提40min的脂肪浸出量逐渐减少，保油性逐渐增加，亚麻籽胶、大豆分离蛋白和酪蛋白对猪肉肠用乙醚浸提40min的脂肪浸出量有显著性的影响(P＜0.05)。但除了亚麻籽胶和酪蛋白有显著的协同增效作用外(P＜0.05)，亚麻籽胶和大豆分离蛋白、大豆分离蛋白和酪蛋白没有显著的交互作用。

2.2.3 乙醚浸提60min脂肪浸出量

表6 乙醚浸提猪肉肠60min出油量影响Table 6 Analysis of variance for oil retention of sausages after immersion in diethyl ether for 60 min

图9 亚麻籽胶对猪肉肠脂肪浸出量的影响Fig.9 Effect of FG on fat loss of sausages after immersion in diethyl ether for 60 min

图10 亚麻籽胶与大豆分离蛋白对猪肉肠脂肪浸出量的影响Fig.10 Effect of FG and SPI on fat loss of sausages after immersion in diethyl ether for 60 min

由表6和图9、10可知，随着亚麻籽胶质量分数的增加，猪肉肠乙醚浸提60min的脂肪浸出量不断减少，猪肉肠的保油性逐渐增加，亚麻籽胶对乙醚浸提60min的脂肪浸出量有极显著性影响(P＜0.01)，随着大豆分离蛋白质量分数的增加，脂肪浸出量不断减少，猪肉肠的保油性逐渐增加，大豆分离蛋白对猪肉肠乙醚浸提60min的脂肪浸出量没有显著性影响(P＞0.05)。但是，亚麻籽胶与大豆分离蛋白有极显著的交互作用(P＜0.01)。通过图10可以看出，随着大豆蛋分离白质量分数的不断增加，大豆分离蛋白保油效果比亚麻籽胶更强。

3 结论与讨论

析因试验结果表明，保水能力上，从高到低顺序为：酪蛋白、亚麻籽胶、大豆分离蛋白。酪蛋白保水能力强于亚麻籽胶可能是由于二者的量相差很大的原因。酪蛋白保水能力强于大豆分离蛋白，这是肉品体系中pH值状态表现出来的特定结果，该结果与徐志宏等[11]的研究结果相同。徐志宏等[11]研究认为，在pH6～7弱酸条件下，酪蛋白的持水性较大；pH7的中性条件下，大豆分离蛋白的持水性较强。不同蛋白质持水性与其组成结构及存在的条件如pH值、离子浓度有很大的关系[12]。肉糜中的pH值在6左右，在这样的条件下有利于酪蛋白保水性的提高，酪蛋白等电点在pH值4.6附近[13]，而大豆蛋白等电点在pH值4附近，在pH值大于等电点时，蛋白质分子带净余的负电荷，与亚麻籽胶之间存在斥力。但是，亚麻籽胶上带负电基团的电密度大，而且蛋白质在其处于带净负电状态时，其分子上某些区域带正电，蛋白质与亚麻籽胶胶存在局部的静电作用[14]。由于在所研究的猪肉肠的pH值条件下，大豆分离蛋白基本呈球形，结构不能完全舒展[15]，亚麻籽胶和大豆分离蛋白的作用有限，而在pH6～7弱酸条件下，酪蛋白的结构充分舒展，亚麻籽胶和酪蛋白的作用比较充分，亚麻籽胶和酪蛋白通过分子长链的相互交联形成一种能将水或其他液体固定在其中，能抵御外界压力而阻止体系流动的坚固致密的三维网络结构，为水分提供了大量的存留空间，从而提高肉制品的保水性[16-17]。保油能力上，大豆分离蛋白强于酪蛋白，亚麻籽胶与大豆蛋白有极显著的协同增效作用。

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Interactions of Flaxseed Gum, Soy Protein Isolate and Casein in Pork Sausages

SUN Jian1，FENG Mei-qin1,2，WANG Peng1，XU Xing-lian1,*，ZHOU Guang-hong1
(1. College of Food Science and Technology, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China；2. College of Animal Science and Technology, Jinling Institute of Technology, Nanjing 210038, China)

This study aimed to investigate the interactions among flaxseed gum (FG), soy protein isolate (SPI) and casein in pork sausages. Factorial design was applied to study the effects of different levels of added FG, SPI and casein on the water retention and oil retention of pork sausages. Our results indicated that FG addition had highly significant effect on the water retention of sausages after drying for 20 min at 60 ℃ (P＜0.01), but showed no significant effect on water retention after drying for 40 min at 60 ℃ (P＞0.05). Casein addition also affected the water retention of sausages after drying for 20 or 40 min at 60 ℃(P＜0.01). Casein had the most significant effect on the water retention of sausages, followed by FG; the effect of SPI was the weakest. FG addition had significant effect on the oil retention of sausages after immersion in diethyl ether for 20, 40 or 60 min(P＜0.05), and similar results were observed when SPI or casein was added. SPI addition showed highly significant influence on the oil retention of sausage after immersion in diethyl ether for 60 min (P＜0.01) and there was a significant interaction between FG and SPI on the water retention of sausages after drying for 60 min at 60 ℃ (P＜0.05). SPI was superior to casein in terms of oil retention.

pork sausage；flaxseed gum；soy protein isolate；casein；water holding capacity；oil holding capacity

TS251.6

A

1002-6630(2012)15-0019-05

2012-05-18

国家自然科学基金面上项目(31171707)；南京农业大学青年科技创新基金项目(KJ2010019)

孙健(1973—)，男，副教授，博士，研究方向为肉制品加工与质量控制。E-mail：sunjian01@njau.edu.cn

*通信作者：徐幸莲(1962—)，女，教授，博士，研究方向为肉制品加工与质量控制。E-mail：xlxu@njau.edu.cn