中温杀菌对乳化香肠蛋白质变化的影响

赵冰?周慧敏?张顺亮?李素?潘晓倩?赵燕?王辉?李家鹏?陈文华?曲超?艾婷?许典

摘 要：通过检测不同温度下猪肉肌原纤维蛋白的羰基含量、凝胶强度和保水性等热凝胶特性的变化规律，研究中温杀菌对乳化香肠质构特性的影响。结果表明：随着杀菌温度的升高，肌原纤维蛋白凝胶结构破坏程度逐渐增加，产品在低于100 ℃的杀菌条件下，质构保持良好，高于100 ℃的杀菌温度对产品的质构破坏明显。因此，100 ℃的中温杀菌可以良好地保持乳化香肠的质构特性。

关键词：中温杀菌；肌原纤维蛋白；凝胶；乳化香肠

Effect of Medium-Temperature Sterilization on the Changes of Protein in Emulsified Sausages

ZHAO Bing， ZHOU Huimin， ZHANG Shunliang， LI Su， PAN Xiaoqian， ZHAO Yan*， WANG Hui， LI Jiapeng， CHEN Wenhua，

QU Chao， AI Ting， XU Dian

（Beijing Key Laboratory of Meat Processing Technology， China Meat Research Center， Beijing Academy of Food Sciences，

Beijing 100068， China）

Abstract： The effect of heat treatments at different temperatures （80–120 ℃） on carbonyl content， gel strength and water-holding capacity of pork myofibrillar protein gels was examined as well as the effect of medium-temperature sterilization on texture properties of emulsified sausages. The results showed that with increasing sterilization temperature， the structure of heat-induced pork myofibrillar protein gels was damaged more obviously. The texture of sausages was maintained well during sterilization at a temperature lower than 100 ℃ but was substantially damaged when sterilization temperature was higher than 100 ℃. Therefore， sterilization at medium temperature （100 ℃） can effectively maintain the texture of emulsified sausages， having good application prospects in the meat processing industry.

Key words： medium-temperature sterilization； myofibrillar protein； gel； emulsified sausage

DOI：10.15922/j.cnki.rlyj.2016.03.002

中图分类号：TS251.1 文献标志码：A 文章编号：1001-8123（2016）03-0005-05

引文格式：

赵冰， 周慧敏， 张顺亮， 等. 中温杀菌对乳化香肠蛋白质变化的影响[J]. 肉类研究， 2016， 30（3）： 5-9. DOI：10.15922/j.cnki.rlyj.2016.03.002. http：//rlyj.cbpt.cnki.net

ZHAO Bing， ZHOU Huimin， ZHANG Shunliang， et al. Effect of medium-temperature sterilization on the changes of protein in emulsified sausages[J]. Meat Research， 2016， 30（3）： 5-9. （in Chinese with English abstract） DOI：10.15922/j.cnki.rlyj.2016.03.002. http：//rlyj.cbpt.cnki.net

西式香肠由于口感细腻、方便食用、适合于各阶段的人群，得到广大消费者的喜爱，在市场中占据着重要的份额。随着社会的进步和科技的发展，消费水平也快速提高，在解决了“吃得饱”的问题以后，“吃的好”正在成为流行的趋势，营养和健康越来越得到消费者的关注。

目前，市场上的西式香肠主要有两种：第1种是低温西式香肠，这部分西式香肠在蒸煮、包装后采用低温巴氏杀菌，杀死产品中的微生物，然后低温保藏，保质期约在30～45 d；第2种是高温西式香肠，这部分香肠不经过蒸煮直接高温杀菌，杀菌后的产品可以常温保藏，保质期可以达到180 d以上。但是这两种西式香肠产品都存在一定的问题：低温巴氏杀菌的西式香肠可以保持良好的口感和营养，但是产品需要低温保藏，且保质期较短；高温杀菌的产品虽然可以常温保藏，但是高温会严重破坏产品的质构和营养，同时产生不良的风味[1-2]。如何解决高温和低温肉制品存在的问题，寻找一种合适的杀菌方式，已经成为肉制品产业急需解决的难题。

中温杀菌技术是结合巴氏杀菌和高温杀菌的优势，采用100 ℃左右的杀菌温度，同时采用芽孢诱导技术、靶向抑菌技术等，杀灭和抑制产品中细菌营养体和芽孢的生长，从而达到常温保藏的目的。这样既解决了低温肉制品保质期短的问题，又解决了高温肉制品品质破坏的问题，具有重要的意义和良好的应用前景。

蛋白质是肉制品中非常重要的物质，蛋白质关系到产品的质构、凝胶特性和营养等品质，蛋白质的降解、氧化和凝胶特性对西式香肠的品质具有决定性的作用。本实验以西式乳化香肠为研究对象，研究杀菌温度对西式乳化香肠蛋白质的影响，以期能为中温杀菌技术在西式香肠中的应用提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

猪四号肉 市售。

1.2 仪器与设备

半自动凯氏定氮仪 意大利Velp公司；TA-XT Plus型质构仪 英国Stable Micro Systems公司。

1.3 方法

1.3.1 肌原纤维蛋白的提取

将解冻后的猪四号肉绞碎后置于匀浆机中，加入10 倍体积的缓冲液（0.1 mol/L NaCl、2 mmol/L MgCl2、1 mmol/L乙二胺四乙酸（ethylene diaminetetraacetic acid，EDTA）、10 mmol/L K2HPO4，pH 7.0）匀浆后2 000×g离心10 min，重复4 次，并在第4次离心前用4 层纱布过滤。并将滤液的pH值调为6.0，最后将离心得到的蛋白膏状物质保存于冰盒中0 ℃备用[3-5]。

1.3.2 肌原纤维蛋白羰基的测定

将1.3.1节提取的蛋白配制成2 mg/mL的蛋白溶液，分别取1 mL置于旋口的玻璃管中，然后分别在80、90、100、110、120 ℃条件下加热20 min，迅速冰水冷却，每管中加入1 mL、10 mmol/L 二硝基苯腙（dinitrophenyl hydrazone，DNPH），室温静置1 h，（每15 min漩涡振荡1次），添加2 mL、20%的三氯乙酸溶液，10 000×g离心5 min，弃上清液，用2 mL乙酸乙酯-乙醇（1∶1，V/V）

溶液沉淀3 次，再加入3 mL、6 mol/L盐酸胍溶液，37 ℃条件下保温15 min溶解沉淀，10 000×g条件下离心5 min除去不溶性物质，然后在370 nm波长处测定吸光度，使用分子吸光系数22 000 L/（mol·cm）计算羰基含量，单位是nmol/mg蛋白质，蛋白质浓度用BCA（bicinchoninic acid）法测定[6-8]。

1.3.3 肌原纤维蛋白凝胶的制备

将50 g、30 mg/mL肌原纤维蛋白溶液置于平底玻璃管中（60 mm×25 mm），离心（800×g，1 min，4 ℃）除去气泡，然后置于超级恒温水浴中，从30 ℃以1.2 ℃/min

的速率升温，分别至80、90、100、110、120 ℃时取出，迅速置于冰浴中冷却[9-10]。

1.3.4 肌原纤维蛋白凝胶强度的测定

制备的蛋白凝胶在4 ℃过夜后，将凝胶先放置于25 ℃的恒温水浴中保温平衡1 h，采用TA-XT Plus型质构仪进行检测，在凝胶强度的模式下采集数据，实验参数如下：探头：P/0.5；测量模式：压缩；测试前速率：1.0 mm/s；测试速率：0.5 mm/s；返回速率：10.0 mm/s；触发力：5.0 g；测试循环次数：1；测试距离：10 mm，测定不同温度条件下制备的蛋白凝胶的凝胶强度[11-12]。

1.3.5 肌原纤维蛋白凝胶持水性的测定[13-14]

将4 ℃过夜后的蛋白凝胶（约5 g，m1）移至50 mL离心管中并记录总质量（m2），4 ℃条件下10 000×g离心15 min，倒掉离出的水分，将含有样品的离心管倒置于铺有吸水纸的桌面上，15 min后称质量（m3）。蛋白凝胶的持水性按公式（1）计算。

（1）

1.3.6 肌原纤维蛋白微观结构的观察

将1.3.3节制备的蛋白凝胶切成2 mm×5 mm的小条，用体积分数为2.5%、pH 7.2的戊二醛4 ℃浸泡过夜固定，再用0.1 mol/L、pH 6.8的磷酸盐缓冲液洗涤3 次，每次10 min，然后分别用体积分数为50%、70%、80%、90%的乙醇进行脱水处理，每次10 min，再用100%的乙醇脱水处理3 次，每次10 min，再用氯仿脱脂1 h，再分别用同体积100%乙醇-叔丁醇（1∶1，V/V）和叔丁醇进行置换各1次，每次15 min，用冷冻干燥机进行干燥，然后喷金处理，扫描电镜观察[15]。

1.3.7 乳化香肠的制备

以猪四号肉为原料，将其修整去除筋膜和脂肪，猪脂肪按照比例（8∶2，m/m）添加，绞肉机绞碎，与脂肪、大豆分离蛋白、玉米淀粉、卡拉胶等辅料斩拌机斩拌后灌肠、蒸煮、包装和杀菌备用，杀菌温度为80、90、100、110、120 ℃，杀菌时间为20 min。

1.3.8 乳化香肠蛋白质降解指数的测定

按照GB/T 9695.11—2008《肉与肉制品氮含量测定》检测粗蛋白的含量，表示为总氮含量（TN）。

将样品剔除脂肪和筋膜，绞碎后称取10 g左右（精确到0.001 g），加入50 mmol/L pH 6.0的柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液40 mL，在冰浴中22 000 r/min匀浆3 次，每次10 s，间隔10 s，在4 ℃条件下放置2 h后，4 ℃条件下12 000×g离心15 min，快速滤纸过滤，然后用缓冲液定容至50 mL。准确吸取40 mL蛋白溶液，再加入等体积的10%三氯乙酸溶液，在4 ℃条件下放置过夜，然后5 000×g离心5 min，去上清液用缓冲液定容至100 mL，准确吸取20 mL，按照GB/T 9695.11—2008《肉与肉制品氮含量测定》检测非蛋白氮（NPN）的含量[16-18]。蛋白质降解指数（PI）按公式（2）计算。

（2）

式中：NPN为非蛋白氮含量/%；TN为总氮含量/%。

1.3.9 乳化香肠质构的测定

将1.3.7节制作的不同温度杀菌的乳化香肠进行质地剖面分析（texture profile analysis，TPA）测定，测定不同杀菌温度条件下乳化香肠的质构特性。

2 结果与分析

2.1 不同杀菌温度蛋白氧化程度分析

蛋白羰基的产生是蛋白质氧化的标志之一，通常是由蛋白质发生α-酰胺化或者谷氨酰侧链的氧化而裂解形成多肽，并在其N端形成α-酮酯酰衍生物；也可能是由氨基酸侧链残基直接氧化生成，或者与脂类过氧化产生的醛类物质或还原糖氧化生成的羰基衍生物反应生

成[19-20]。加热处理会使蛋白质的羰基加快暴露出来，加速蛋白质的氧化。由图1可知，肌原纤维蛋白羰基的含量随着加热温度的升高而升高，这可能是由于温度处理可以使蛋白质发生变性，蛋白质结构发生变化，加速了羰基的暴露和形成。因此，加热温度越高，蛋白质的氧化程度越高。

2.2 不同杀菌温度肌原纤维蛋白凝胶强度分析

肌原纤维蛋白是肉制品中凝胶结构形成的重要组分之一，肌原纤维蛋白凝胶的强度关系到产品的质构特性。由图2可知，不同温度条件下制备的肌原纤维蛋白凝胶的凝胶强度不同，随着杀菌温度的上升，凝胶强度不断提高，这与目前通常所理解的杀菌温度越高，凝胶结构越遭受破坏的理论不一致；但是通过分析可知，该体系中仅有肌原纤维蛋白和水两种组分，在加热的过程中，由于后期凝胶结构遭到破坏，凝胶体系的保水能力降低，随着温度的提高，蛋白凝胶失去大量的水分，使蛋白凝胶的质地变得坚硬。而产品中由于有大豆蛋白、淀粉和卡拉胶的协同作用，使凝胶结构具有良好的保水性，温度对凝胶结构的破坏体现在质构方面，因此，该实验得到的结果并不与传统的观念矛盾。

2.3 不同杀菌温度蛋白凝胶持水性分析

蛋白凝胶的持水性对产品的品质具有重要的作用，持水性的高低是评价产品品质的重要指标，持水性越好，说明形成的蛋白凝胶结构越稳定。离心损失是测定蛋白凝胶保水性的重要方法，通过离心的方式使蛋白凝胶中的水分离心出来，从而确定蛋白凝胶的保水效果，离心损失越大，说明蛋白凝胶的保水性越好。由图3可知，不同杀菌温度的蛋白凝胶离心损失随着杀菌温度的升高而降低，说明杀菌温度越高，蛋白凝胶的保水性越差，这与2.2节的论述相一致。

2.4 不同杀菌温度蛋白凝胶微观结构分析

A. 80 ℃；B. 90 ℃；C. 100 ℃；D. 110 ℃；E. 120 ℃。

由图4可知，随着杀菌温度的提高，蛋白质的凝胶空间结构破坏越严重，肌原纤维蛋白束破坏也越严重，80 ℃条件下空间结构有一定的破坏，但是仍具有良好的立体空间结构，随着温度的升高，当温度为120 ℃时，蛋白凝胶的空间结构几乎完全被破坏，肌原纤维蛋白束也遭到严重的破坏，因此，高温对肌原纤维蛋白凝胶结构具有严重的破坏作用。

2.5 不同杀菌温度乳化香肠蛋白质降解指数变化分析

由图5可知，除原料肉外，在加工过程中，蛋白质的降解指数逐渐升高，且蛋白质降解指数随着杀菌温度的升高而增加，这与产品加工的工艺是一致的，原料肉中蛋白质降解指数比较高是因为没有添加卡拉胶、淀粉和水等辅料，使其基数较小造成的。在加工过程中，由于斩拌、蒸煮、杀菌等工艺的处理，使产品中的蛋白质不断发生水解和降解，形成小分子肽和氨基酸等物质。蛋白质水解程度太弱，形成的小分子肽和氨基酸等物质较少，不利于产品风味的形成，造成产品香味、滋味等较弱，降低了产品品质，而蛋白质水解过度，产品会产生质构软化、香气破坏等现象，严重地影响产品品质。

2.6 不同杀菌温度乳化香肠质构分析

由表1可知，不同杀菌温度对乳化香肠的质构特性具有显著的影响，由于产品中加入大豆分离蛋白、淀粉和卡拉胶等辅料，这些物质也具有良好的保水性，可以与肌原纤维蛋白形成良好的凝胶结构，且该凝胶结构比肌原纤维蛋白单独形成的凝胶结构复杂，因此，其质构与肌原纤维蛋白单独形成的凝胶具有较大的差异。低于100 ℃的杀菌温度对产品的质构具有较好的作用，高于100 ℃的杀菌温度对产品的质构破坏严重，120 ℃杀菌条件下硬度、弹性和黏聚性等各项指标下降均非常明显，凝胶结构几乎被完全破坏，质构严重变差，因此，选用100 ℃的杀菌温度仍然可以使产品具有良好的质构。

3 结 论

本实验通过研究不同杀菌温度对肌原纤维蛋白氧化程度、凝胶结构特性和乳化香肠质构等性质的影响，发现杀菌温度对蛋白质及产品品质都有显著影响，主要表现为：1）随着杀菌温度的升高，肌原纤维蛋白凝胶结构破坏程度逐渐增加。2）低于100 ℃条件下的杀菌对产品的质构仍具有较好的作用，高于100 ℃的杀菌温度对产品的质构破坏明显。

通过研究发现，100 ℃的中温杀菌可以使产品具有良好的质构，同时结合靶向抑菌技术等，可以使产品在较低的杀菌条件下实现常温保藏，这样既保持了低温肉制品的感官和营养品质，又实现了产品的常温流通、节省能耗，具有良好的应用前景。

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