肉糜体系成分对淀粉老化特性的影响

曹苏文 张沫 杨玉玲 游远

摘 要：利用流变仪研究肉糜体系中4 种成分（肌原纤维蛋白、脂肪、食盐和大豆蛋白）在贮藏过程中对淀粉老化的影响。结果表明：肌原纤维蛋白和食盐对淀粉糊老化的抑制效果均随质量分数增加而增强，并随着贮藏时间延长，其抑制老化的效果更加明显，脂肪和大豆蛋白对淀粉糊老化的抑制效果在不同贮藏时间下均随质量分数增加先上升后下降；通过正交试验可知，添加1.00%肌原纤维蛋白、1.50%脂肪、4.00%食盐和4.00%大豆蛋白时，淀粉糊的总体老化程度最低，影响淀粉糊总体老化程度的主次因子依次是食盐、肌原纤维蛋白、脂肪和大豆蛋白。

关键词：淀粉；老化；肌原纤维蛋白；脂肪；食盐；大豆蛋白

Effects of Ingredients in Chicken Breast Surimi on Starch Retrogradation

CAO Su-wen， ZHANG Mo， YANG Yu-ling*， YOU Yuan

（Jiang su Provincial Key Laboratory of Quality Controls and Further Processing of Grain and Oils， College of Food Science and Engineering， Nanjing University of Finance and Economics， Nanjing 210046， China）

Abstract： A rheometer was employed to study the effects of four ingredients in chicken surimi （myofibrillar protein， fat， starch， salt and soy protein） on starch retrogradation during storage. Myofibrillar protein and fat at higher levels exhibited a greater inhibitory effect on starch retrogradation； this effect was more evident with prolonged storage time. After different storage times， the inhibitory effect of fat and soy protein rose at first and then dropped with increasing levels. From orthogonal array experiments， it was found that the lowest extent of starch retrogradation was obtained when 1.00% myofibrillar protein， 1.50% fat， 4.00% salt and 4.00% soy protein were added. In addition， the importance of the ingredients followed the decreasing order： salt， myofibrillar protein， fat and soy protein.

Key words： starch； retrogradatin； myofibrillar protein； fat； salt； soy protein

中图分类号：TS201.7 文献标志码：A 文章编号：1001-8123（2014）03-0005-05

淀粉是肉糜制品中常用配料，尤其是在价格相对低廉的火腿肠、盐水火腿等产品中，淀粉作为填充剂被大量使用[1]。淀粉添加到肉糜制品中可明显改善肉制品和灌肠制品等的组织结构、嫩度、保水性和黏着力等加工特性，但是淀粉在贮藏过程中会发生老化现象，从而会导致肉制品感官质量下降[2]。淀粉老化除受淀粉分子本身的组成和结构影响外，也会受到肉制品中常见成分的影响。在糜类肉制品中主要成分有肌肉蛋白、脂肪、大豆蛋白和食盐等，这些成分都可能影响淀粉老化。

肌原纤维蛋白（myofibrillar protein，MP）是肌肉中最主要的蛋白质，其成胶性能对肉制品的产量、黏着力、质构、脂肪含量以及保水性等有重要的影响[3-5]。吴满刚等[1]研究了马铃薯、玉米、木薯和大米淀粉对肌原纤维蛋白流变性和凝胶持水性的影响。杨明等[6]研究了不同糊化温度和不同马铃薯淀粉质量分数对鲤鱼肌原纤维蛋白凝胶硬度和弹性的影响。以上均是前人对添加淀粉后肌原纤维蛋白凝胶的特性研究，但尚未见有关肉制品中肌原纤维蛋白对淀粉老化特性影响的研究报道。肉制品中的脂肪能提供良好的风味，改善肉制品的口感以及提高嫩度[7]。有文献报道了淀粉中的微量脂肪存在能影响淀粉的老化特性，但外源性脂肪对淀粉老化特性的影响却未见报道。大豆蛋白（soy protein，SP）是肉糜制品中的重要辅料，而大豆蛋白对淀粉的老化也有一定的影响[8-9]。在肉制品加工过程中，添加盐能溶解肌肉蛋白质产生改善肉制品质构、增强风味和抑制微生物生长的作用[10]。而盐对淀粉的糊化及老化也有一定影响，蔡旭冉等[11]研究了不同种类和不同浓度的盐对马铃薯淀粉及马铃薯淀粉-黄原胶复配体系特性的影响。黄金城等[12]研究了添加盐后于玉米淀粉-黄原胶复配体系的糊化性质和流变学性质的变化。关于单一体系中淀粉老化的研究报道较多，但关于淀粉在肉糜制品体系中老化特性却鲜有报道。因此，本实验研究了肌原纤维蛋白、脂肪、食盐和大豆蛋白在贮藏过程中对淀粉糊老化特性的影响，为淀粉在糜类肉制品中的应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

玉米淀粉 南京海得利口碱厂；鸡胸肉 市购；大豆蛋白 山东三维大豆蛋白有限公司；脂肪、食盐 市售；KCl、K2HPO4、MgCl2、乙二醇-双-（2-氨基乙基醚）四乙酸、二硫苏糖醇、NaN3、酒石酸钾钠、CuSO4·5H2O、Na3N试剂均为分析纯，牛血清蛋白（bovine serum albumin，BSA） 国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

MCR302型流变仪 奥地利安东帕有限公司；数显恒温水浴锅 国华电器有限公司；AM300L-P实验室电动搅拌机 上海昂尼仪器仪表有限公司。

1.3 方法

1.3.1 肌原纤维蛋白的提取

取一定用量冷冻放置的鸡胸肉，室温下解冻，切除发白外层，同时剔除结缔组织及脂肪，低温（4 ℃）提取MP[13-15]。得到提纯的肌原纤维蛋白沉淀在4 ℃条件下保存，3 d内使用，用双缩脲法测定MP浓度。蛋白浓度用双缩脲法测定，以BSA为标准蛋白[16]。

1.3.2 肌原纤维蛋白对淀粉老化特性的影响

将MP沉淀溶解于少量缓冲液（KCl、K2HPO4、Na3N）中，配制成质量分数为0.00%、0.25%、0.50%、0.75% MP溶液100 mL，分别加入10.00 g淀粉，用实验室电动搅拌机边搅拌均匀后再边搅拌边加热，待样品至糊化完全，冷却后放入4 ℃冰箱贮藏，贮藏时间分别为7、14、21 d和28 d。

1.3.3 脂肪对淀粉老化特性的影响

精确称取10.00 g玉米淀粉，分别加入0.00、1.00、2.00 g和3.00 g脂肪，各加入100 mL质量分数为0.02% Na3N溶液，用实验室电动搅拌机均匀后再边搅拌边加热，待样品至糊化完全，冷却后放入4 ℃冰箱贮藏，贮藏时间分别为7、14、21 d和28 d。

1.3.4 大豆蛋白对淀粉老化特性的影响

精确称取10.00 g玉米淀粉，分别加入0.00、2.00、4.00 g和6.00 g大豆蛋白，各加入100 mL质量分数为0.02% Na3N溶液，用实验室电动搅拌机边搅拌边加热，待样品至糊化完全，冷却后放入4 ℃冰箱贮藏，贮藏时间分别为7、14、21 d和28 d。

1.3.5 食盐对淀粉老化特性的影响

精确称10.00 g玉米淀粉，分别加入0.00、1.00、2.00 g和3.00 g食盐，各加入100 mL质量分数为0.02% Na3N溶液，用实验室电动搅拌机边搅拌边加热，待样品至糊化完全，冷却后放入4 ℃冰箱贮藏，贮藏时间分别为7、14、21 d和28 d。

1.3.6 正交试验设计

选用L9（34）正交表设计肉制品中4种常见成分对淀粉老化特性影响的流变实验（表1）。

表 1 淀粉流变特性的正交试验因素水平表

Table 1 Factors and levels used in orthogonal array design

%

水平 A食盐 B大豆蛋白 C脂肪 D肌原纤维蛋白

1 2.00 3.00 1.50 0.50

2 3.00 4.00 2.00 0.75

3 4.00 5.00 2.50 1.00

1.3.7 淀粉老化程度的测定

用动态流变仪测定淀粉的长期老化程度。测定条件为直径50 mm的平板模具，狭缝间隙1.0 mm，应变5%，频率1 Hz。将样品放在测试台上，启动程序使平板进入设置间隙，待平板到达指定间隙后，刮掉平板周围多余的样品，并在周围加上硅油（防止水分蒸发），加上盖板。启动温度扫描程序，20 ℃升温到100 ℃，升温速率5 ℃/min[17-19]。

1.4 数据处理

实验重复3 次，数据采用统计软件SPSS 19进行分析。

2 结果与分析

2.1 添加肌原纤维蛋白对淀粉长期老化特性的影响

a、b、c、d分别为贮藏时间7、14、21d和28 d。下同。

图 1 长期贮藏过程中不同质量分数的MP对淀粉糊G的影响

Fig.1 Effect of different MP contents on starch G during long-time storage

利用流变仪测定淀粉糊的贮能模量G变化曲线反映淀粉的老化程度时，可用样品G的初始值表示淀粉的总体老化程度。G曲线中随着温度增加会出现2段迅速下降区域，第1阶段为支链淀粉老化的有序排列被破坏产生的；第2阶段为直链淀粉老化的有序结构被破坏导致的[17]。本实验仅讨论淀粉糊的总体老化程度。

由图1可知，添加MP后的淀粉在贮藏相同时间时，其淀粉的总体老化程度与对照样比有所下降，说明添加MP降低了淀粉糊的老化程度。这可能是肌原纤维蛋白的羟基与淀粉分子的羟基之间形成了氢键，从而减少了淀粉分子之间的氢键作用，且淀粉分子和MP之间产生氢键作用后降低了淀粉分子的迁移速率，进而延缓了淀粉的老化。在相同温度下，均为未添加MP的淀粉G最大、其次为添加0.25%、0.50%MP的淀粉样品，质量分数为0.75%MP的淀粉样品G最小，因此添加0.75%MP对降低淀粉糊的老化效果最好。说明MP对淀粉糊老化的抑制效果在不同贮藏时间下均随质量分数增加而增大。

在第7天时，添加0.25%MP和0.50%MP的淀粉糊的G曲线几乎重合，说明在第7天时，添加0.25%MP和0.50%MP对淀粉糊的老化无明显差别。在14、21 d和28 d时随着添加MP质量分数的增加，淀粉糊的G逐渐降低，即淀粉糊的老化程度逐渐降低，说明MP随着贮藏时间延长其抑制老化的效果更加明显。

2.2 添加脂肪对淀粉长期老化特性的影响

由图2可知，在贮藏7 d时，添加1.00%脂肪的淀粉糊与空白淀粉糊曲线基本重合，说明添加1.00%脂肪对淀粉糊老化几乎没有影响。添加2.00%和3.00%脂肪的淀粉糊的G均低于空白，从G′的变化曲线上看，2.00%脂肪的抗老化的效果要比3.00%脂肪好。在贮藏14 d时，添加脂肪均能使淀粉糊的老化程度降低，其中添加2.00%脂肪的效果最好、3.00%脂肪的效果次之、1.00%脂肪的效果最小。在贮藏21 d时，添加脂肪均能使淀粉糊的老化程度降低，且降低程度较大。添加量为1.00%和2.00%时效果基本相同，添加3.00%时效果最差。在贮藏28 d时，1.00%脂肪对淀粉糊的老化几乎没有影响，2.00%脂肪能降低淀粉糊老化，而3.00%脂肪却使淀粉糊老化加速。有关脂肪在较高质量分数下贮藏较长时间时加速淀粉老化的机理尚不明确。一般认为，淀粉中的微量脂肪能抑制淀粉老化是因为脂肪中的极性脂分子与直链淀粉形成的直链-脂质复合物抑制了淀粉分子的结晶，从而推迟了淀粉的老化[18-19]。但对外源性脂肪的研究确没有报道。本试验对脂肪不同质量分数在不同贮藏时间段对淀粉老化特性的影响发现，添加2.00%脂肪在所有贮藏时间内对降低淀粉糊的老化效果最好。

图 2 长期贮藏过程中不同质量分数的脂肪对淀粉糊G的影响

Fig.2 Effect of different fat contents on starch G during long-time storage

2.3 添加食盐对淀粉长期老化特性的影响

图 3 长期贮藏过程中不同质量分数的食盐对淀粉糊G的影响

Fig 3 Effect of different salt contents on starch G during long-time storage

由图3可知，在贮藏相同时间时，其淀粉的总体老化程度明显低于未添加食盐的淀粉糊样品，说明添加食盐降低了淀粉糊的老化程度。原因可能是食盐在水中分解的氯离子和钠离子与水产生了偶极离子相互作用，这种作用大于水与水和水与淀粉间的作用，降低了水的流动性；钠离子与淀粉分子中的羟基结合形成羟基钠，从而减少了淀粉分子之间的氢键作用，降低了淀粉分子的迁移速率，尽而延缓了淀粉的老化[20]。在相同温度下，均为未添加食盐的淀粉G最大，其次为添加1.00%、2.00%食盐的淀粉样品，质量分数为3.00%食盐的淀粉样品G最小，因此添加3%食盐对抑制淀粉糊的老化效果最好。说明食盐对淀粉糊老化的抑制效果在不同贮藏时间下均随质量分数增加而增大。

在第7天时，添加1.00%食盐和未填加食盐的淀粉糊的G曲线几乎重合，说明在第7天时，1.00%食盐对淀粉糊的老化无明显差别。在14、21 d和28 d时添加1.00%食盐的淀粉糊的G明显低于未添加的淀粉糊的G，即淀粉糊的老化程度低与未添加的淀粉糊，说明随着贮藏时间延长其抑制老化的效果更加明显。

2.4 添加大豆蛋白对淀粉长期老化特性的影响

由图4可知，在贮藏相同时间时，其淀粉的总体老化程度有所下降，说明添加大豆蛋白降低了淀粉糊的老化程度。这可能是大豆蛋白的羟基与淀粉分子的羟基之间形成了氢键，从而减少了淀粉分子之间的氢键作用，并且淀粉分子和大豆蛋白之间产生氢键作用后降低了淀粉分子的迁移速率，尽而延缓了淀粉的老化。在相同温度下，均为未添加大豆蛋白的淀粉G最大，其次为添加2.00%、6.00%大豆蛋白淀粉样品，质量分数为4.00%大豆蛋白的淀粉样品G最小，因此添加4.00%大豆蛋白对抑制淀粉糊的老化效果最好。说明大豆蛋白对淀粉糊老化的抑制效果在不同贮藏时间下均随质量分数的增加先上升再下降。

图 4 长期贮藏过程中不同质量分数的大豆蛋白对淀粉糊G的影响

Fig.4 Effect of different soy protein contents on starch G during

long-time storage

在14、21 d和28 d时，添加2.00%大豆蛋白和6.00%大豆蛋白的淀粉糊的G′曲线几乎重合，说明在长期贮藏过程中2.00%和6.00%大豆蛋白降低淀粉糊老化的效果无显著差别。4.00%大豆蛋白降低淀粉糊老化的效果，随着贮藏时间的延长其抑制老化的效果更加明显。

2.5 4 种糜类肉制品中主要成分对淀粉老化特性的影响

表 2 正交试验设计与结果（20 ℃）

Table 2 Orthogonal array design and experimental results for starch G （20 ℃）

试验号 A B C D G/Pa

1 1 1 1 1 2 985

2 1 2 2 2 1 794

3 1 3 3 3 2 182

4 2 1 2 3 1 399

5 2 2 3 1 1 851

6 2 3 1 2 2 152

7 3 1 3 2 1 330

8 3 2 1 3 1 099

9 3 3 2 1 1 526

k1 2 320.333 1 904.667 2 078.667 2 120.667

k2 1 800.667 1 581.333 1 573.000 1 758.667

k3 1 318.333 1 953.333 1 787.667 1 560.000

R 1 002.000 372.000 505.667 560.667

由表2可知，在正交试验的9 个试验号中，第8号试验所得的淀粉总体老化程度最小，因此8号试验所得的淀粉糊老化程度最低，此时条件为1%肌原纤维蛋白、1.5%脂肪、4%食盐和4%大豆蛋白。

比较各因素k值发现，食盐质量分数和肌原纤维蛋白质量分数均为k3，大豆蛋白质量分数和脂肪质量分数均为k2时，即当食盐质量分数4.00%、大豆蛋白质量分数4.00%、脂肪质量分数2.00%和肌原纤维蛋白质量分数1.00%时，淀粉糊的总体老化程度最低，因此最佳组合为A3B2C2D3。此条件与正交表中最佳试验号第8号条件（A3B2C1D3）基本一致。验证试验证明此最佳组合A3B2C2D3样品的总体老化程度与第8号试验结果基本相同。由于脂肪添加量大对健康不利，因此，确定其最佳条件为1.00%肌原纤维蛋白、1.50%脂肪、4.00%食盐和4.00%大豆蛋白。影响淀粉糊总体老化程度的主次因子依次是：食盐、肌原纤维蛋白、脂肪和大豆蛋白。

3 结 论

MP和食盐对淀粉糊老化的抑制效果随质量分数增加而增大。并且随着贮藏时间延长其抑制老化的效果更加明显。脂肪和大豆蛋白对淀粉糊老化的抑制效果在不同贮藏时间下均随质量分数增加先上升后下降。MP和大豆蛋白抑制淀粉老化的原因在于蛋白质分子上的羟基与淀粉分子上的羟基之间形成了氢键，从而减少了淀粉分子之间的氢键作用。

添加1.00%肌原纤维蛋白、1.50%脂肪、4.00%食盐和4.00%大豆蛋白时，淀粉糊的总体老化程度最低，影响淀粉糊总体老化程度的主次因子依次是食盐、肌原纤维蛋白、脂肪和大豆蛋白。

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