酶解型大豆分离蛋白在低温烤肉中的应用

杜彩霞，李顺秀，韩丙倩，崔红军，韩亮，王笛*

山东禹王生态食业有限公司（禹城 251200）

研究表明，大豆分离蛋白是植物蛋白中营养价值最高的一种蛋白质[1]，其蛋白质消化率校正氨基酸评分[2-3]（Protein digestibility corrected amino acid score，PDCAAS）是1.0，在营养价值上，可与动物蛋白等同[4]。此外，大豆分离蛋白还具有良好的保健功效，能够降低胆固醇，预防骨质疏松、癌症、肾脏病、更年期不适症等[5-9]。

酶解型大豆分离蛋白是在大豆蛋白提取过程中使用特定酶将其中的大分子蛋白水解成小分子蛋白、低聚肽和氨基酸等成分而得到的。酶解型大豆分离蛋白具有良好的溶解性[10-12]、保水性、吸油性、凝胶性、黏性和结膜性等，是一款专门应用于注射类或滚揉类低温肉制品中的大豆分离蛋白。它不仅能够强化营养、调节风味[13]，而且能够改善肉制品的组织结构、提高出品率[14-15]、降低成本[16-18]以及延长保质期。因此，深受低温肉制品行业和国内外学者的关注和青睐。

目前，酶解型大豆分离蛋白在注射类低温肉制品中的应用过程中还存在一些问题，如蛋白纹理较明显、肉质感不强、出品率较低等。因此，试验通过研究酶解型大豆分离蛋白各项指标对低温烤肉的纹理、口感和出品率等的影响，优化蛋白指标，以期得到最适于低温烤肉的酶解型大豆分离蛋白指标。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 原料

4#猪肉（双汇集团）；酶解型大豆分离蛋白（山东禹王生态食业有限公司）；异VC钠（江西百勤异VC钠有限公司）；复合磷酸盐（云南贝克吉利尼天创磷酸盐有限公司）；卡拉胶（肇庆海星生物科技有限公司）；食盐（山东省盐业集团有限公司）：食糖（山东星光糖业有限公司）；味精（河北梅花味精集团公司）；淀粉（保龄宝生物股份有限公司）；肉味膏（广东美味源香料股份有限公司）。

1.1.2 仪器与设备

电子天平（山东三瑞科技有限公司）；电子秤（济南托利电子成套设备有限公司）；博朗FP3010搅拌机（上海浦美电器有限公司）；DV2T黏度计（广州市博勒飞黏度计质构仪技术服务有限公司）；物性测定仪（Streamline process Co. Limited）；凯氏定氮仪（上海昕瑞仪器仪表有限公司）；制冰机（北京长流科学仪器有限公司）；斩拌机（威迈格食品机械贸易（上海）有限公司）；盐水注射机、真空滚揉机、全自动电加热烟熏炉（河北晓进机械制造股份有限公司）；冷库。

1.2 试验方法

1.2.1 低温烤肉生产工艺流程

原料肉→修肉（剔除筋膜）→称质量→注射液配置→注射（双面注射，压力0.4～0.8 MPa，一次注射频率25 Hz，二次注射频率50 Hz）→滚揉（0～4℃，正滚20 min，间歇10 min，总时间14 h）→切块（300 g/块）→蒸煮（干燥70 ℃ 20 min，蒸煮90 ℃ 70 min，排汽4 min，干燥70 ℃ 40 min）→冷却→称质量→包装→杀菌→入库

1.2.2 注射液黏度测定

取300 g注射液，静置30 min，用黏度计检测黏度。

1.2.3 溶解时间测定

取200 mL自来水倒入玻璃烧杯中，加入10 g大豆分离蛋白样品，用玻璃棒快速搅拌至完全溶解，记录所需时间。

1.2.4 注射凝胶测定

取500 mL蒸馏水倒入搅拌机，加入100 g蛋白样品，高速搅拌3 min。挤入直径65 mm肠衣中封口，保持肠体长度8 cm。将肠体放入56 ℃水浴锅中，调节温度至90 ℃，于56～90 ℃水浴30 min后取出，常温水降至室温，转入4 ℃条件下冷藏2 h。取出肠体，去掉肠衣，小心切取高度为50 mm的样品，用物性测定仪检测凝胶强度。T.A.XT参数设置为：校准高度50 mm、测前速度2.0 mm/s、检测速度1.0 mm/s、测后速度10.0 mm/s、下压距离35 mm、探头P/0.5R、触力5.0 g。

1.2.5 水解度测定

取5.0 g蛋白样品置于250 mL烧杯中，加入200 mL的蒸馏水，置于磁力搅拌器上40 ℃低速搅拌1 h。将搅拌完毕的液体转移至250 mL的容量瓶中，冷却至室温后定容。将定容液充分摇匀倒入离心管中，以3 000 r/min离心10 min，将离心液用快速滤纸过滤，收集滤液于锥形瓶中。吸取50 mL滤液置于250 mL烧杯（已加入50 mL 10%的三氯乙酸溶液）中，轻轻搅拌2～3圈，然后静置30 min，再置于离心管中，以3 000 r/min离心10 min，将上清液过滤，用50 mL移液管取50 mL过滤液，利用凯氏定氮法测定蛋白含量。

式中：V2表示滴定吸收液时消耗标准HCl溶液的体积，mL；V1表示滴定空白时消耗标准HCl溶液的体积，mL；C表示标准HCl溶液摩尔浓度，mol/L；K表示蛋白质系数，大豆分离蛋白国内通用6.25；M表示蛋白粉质量，g。

1.2.6 出品率计算

1.2.7 感官评价

采用GB/T 22210—2008《肉与肉制品感官评定规范》中的方法对蒸煮冷却后的烤肉进行感官评价，感官评价指标为烤肉的蛋白纹理、组织结构和口感，感官评分标准见表1。

2 结果与分析

2.1 单因素试验

2.1.1 注射液黏度对低温烤肉出品率和感官评分的影响

注射液黏度对低温烤肉出品率和感官评分的影响如图1所示。随着黏度的增大，低温烤肉出品率和感官评分均呈现先升高后降低的趋势。其中，出品率的变化趋势更加明显，当黏度为400和1 200 mPa·s时，感官评分差距不明显。当黏度为1 200 mPa·s时，出品率和感官评分均达到最高值（48%和30分）。因此综合评价得出，黏度的最适值初步确定为1 200 mPa·s。

表1 感官评价评分标准

图1 注射液黏度对出品率和感官指标的影响

2.1.2 溶解时间对低温烤肉出品率和感官评分的影响溶解时间对低温烤肉出品率和感官评分的影响如图2所示。随着溶解时间的延长，低温烤肉的出品率呈现先升高后降低的趋势，当溶解时间为20 s时出品率达到最高值（50.5%）。感官评分随溶解时间的延长呈下降趋势，溶解时间超过20 s以后，烤肉中的蛋白纹理较明显，感官评分呈明显下降趋势。因此，最适溶解时间初步确定为20 s。

图2 溶解时间对出品率和感官指标的影响

2.1.3 注射凝胶对低温烤肉出品率和感官评分的影响注射凝胶对低温烤肉出品率和感官评分的影响如图3所示。随着注射凝胶值的增大，低温烤肉的出品率呈现先升高后降低的趋势，当注射凝胶值为1 200 g时，出品率达到最高值（53.5%）。低温烤肉的肉质感随着注射凝胶质的升高而得到明显改善，因此感官评分呈现上升趋势，当注视凝胶值达到1 200 g以后，感官评分逐渐趋于平稳。因此，初步确定注射凝胶的最适值为1 200 g。

图3 注射凝胶对低温烤肉出品率和感官指标的影响

2.1.4 水解度对低温烤肉出品率和感官评分的影响

水解度对低温烤肉出品率和感官评分的影响如图4所示。随着水解度的提高，低温烤肉的出品率呈现先升高后略有降低的趋势，感官评分无明显变化趋势。当水解度达到12%时，出品率达到最高值（56%）。因此，初步确定水解度的最适值为12%。

图4 水解度对低温烤肉出品率和感官指标的影响

2.2 响应面分析

在单因素试验的基础上，选择注射液黏度、溶解时间、注射凝胶、水解度为因素，以出品率Y为响应值，设计响应面Box-Behnken模型试验，因素与水平见表2，试验设计与结果见表3。

利用The SAS System for Windows 9.0软件分析表3数据，得到二次多元回归方程：

回归模型的方差分析结果见表4。模型p=0.000 1，具有高度的显著性，失拟项p=0.191＞0.05，不显著，因此模型适当，无需引入更高次项。校正决定系数R2Adj=99.43%，相关系数R2=99.74%，表明该模型可解释99.43%的低温烤肉出品率的变化，且实测值与理论值之间具有较高的拟合度。X1、X2、X3的p值均小于0.05，X4的p值大于0.05，表明注射液黏度、溶解时间、注射凝胶对低温烤肉出品率的变化具有显著影响，水解度对低温烤肉出品率的变化无明显影响。

表2 因素与水平

表3 试验设计与结果

表4 回归模型的方差分析

利用The SAS System for Windows 9.0软件分析表3数据，得到响应面三维立体图，如图5～图10所示。随着注射液黏度、溶解时间、注射凝胶、水解度的增大，低温烤肉的出品率均呈现先上升后下降趋势，且出品率随注射凝胶变化的趋势相对较缓。

图5 注射液黏度和溶解时间对出品率交互影响的响应面和等高线图

图6 注射液黏度和注射凝胶对出品率交互影响的响应面和等高线图

图7 注射液黏度和水解度对出品率交互影响的响应面和等高线图

图8 溶解时间和注射凝胶对出品率交互影响的响应面和等高线图

图9 溶解时间和水解度对出品率交互影响的响应面和等高线图

图10 注射凝胶和水解度对出品率交互影响的响应面和等高线图

对二次多元回归方程求一阶偏导，整理方程组解得X1=-0.114 6，X2=0.465 3，X3=-0.489，X4=0.006 8。通过换算得出，酶解型大豆分离蛋白应用于低温烤肉中的最适指标为黏度1 154 mPa·s、溶解时间22 s、注射凝胶1 102 g、水解度12%。此外，通过二次多元回归方程求得，最适指标条件下低温烤肉出品率的理论值为57.5%。通过验证试验测得，最适指标条件下低温烤肉出品率的实际值为57.6%，与理论值基本一致。此外，最适指标条件下低温烤肉感官评分可达42.5分，口感细嫩，肉质感较强，蛋白纹理接近肉的正常纹理。

3 结论

试验研究了注射液黏度、酶解型大豆分离蛋白各项指标对低温烤肉出品率和感官评分的影响，得出注射液黏度、溶解时间、注射凝胶对低温烤肉的出品率均有较明显的影响，水解度对低温烤肉出品率影响较小。此外，溶解时间和注射凝胶分别对低温烤肉的蛋白纹理和口感影响较大。其中，溶解时间越短，蛋白纹理越接近肉的正常纹理；注射凝胶值越高，肉质感越强。通过酶解型大豆分离蛋白指标优化得出，当注射液黏度为1 154 mPa·s、溶解时间为22 s、注射凝胶为1 102 g、水解度为12%时，低温烤肉的出品率达到最高值。在最适指标条件下，低温烤肉的实际出品率可达到57.6%，感官评分可达到42.5分，口感细嫩，肉质感较强，蛋白纹理接近肉的正常纹理。