亚硝酸盐替代物对肉糜制品质构的影响

杨慧娟，何悦珊，彭毅，陈黎洪，朱国军，WU Tao，肖朝耿，卢文静，谭芦兰，唐宏刚*，余小领*

(1.浙江省农业科学院 食品科学研究所，浙江 杭州 310021； 2.河南农业大学 食品科学技术学院，河南 郑州 4500023；3.义乌市苏溪镇农业服务中心，浙江 义乌 322009； 4.美国田纳西州立大学，诺克斯维尔 37996)

1 材料与方法

1.1 材料

肉糜原料为超市购买新鲜猪肉。甜菜粉、糖基化酰基血红蛋白均为实验室自制，亚硝酸钠购自四川金山制药公司。

KQ-100E型超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司)；85-2型磁力搅拌器(金坛市江南仪器厂)；DK-S26型电热恒温水浴锅(上海精宏试验设备有限公司)；ALB-224型电子天平(塞多利斯科学仪器(北京)有限公司)；3 nh型色差仪(深圳市三恩驰科技有限公司)；FE-20型pH计(梅特勒-托利多仪器有限公司)；Themo Scientific型冷冻离心机(美国赛默飞公司)；UV-6100型紫外可见分光光度计(上海元析仪器有限公司)；TA.XT Plus型质构仪(英国Stable Micro Systems公司)；BJ-150型高速多功能剪切机(拜杰公司)。

1.2 方法

1.2.1 肉糜的制备

新鲜猪肉1 000 g(肥瘦比1∶4)。用绞肉机将猪肉搅碎后，按比例分成1个对照组和2个处理组。第Ⅰ组为对照组，添加100 mg·kg-1亚硝酸钠；第Ⅱ组添加0.5%甜菜粉+50 mg·kg-1亚硝酸钠，第Ⅲ组添加0.1%甜菜粉+0.06%糖基化酰基血红蛋白。混匀后，置于4 ℃冰箱腌制24 h[6]。

1.2.2 肉糜保水性的测定

参考文献[7]。准确称量离心管质量记为m0。取5～8 g肉糜置于离心管，质量记为m1，在4 ℃、3 000 r·min-1条件下离心10 min，离心后用滤纸吸干离心管中析出的水分，称重后质量记为m2。每组样品进行3次平行试验，取平均值。保水性计算公式：[(m2-m0)/(m1-m0)]×100。

照顾幼童，清扫整理，烹煮洗刷，一日三餐。在屋前屋后种植玫瑰、百里香、迷迭香、薄荷、石楠。有时想起童年花园里的凤仙、牵牛、忍冬、腊梅、兰草，这里的植物都是不一样的。亲自动手做面包。推车带孩子们去镇上超级市场购物，归途时在街边小咖啡店坐下，抽根烟，喝杯咖啡，孩子们笨拙地给店里鹦鹉喂食。有时孩子都入睡，她深夜做工，用各色花布缝制包袋，枕头，垫子，带着孩子们去集市上售卖玩耍，当做一种消遣。

1.2.3 肉糜凝胶的制备

取肉糜35 g左右置于离心管中，4 ℃下500g离心5 min，然后放置在70 ℃条件下水浴加热30 min，取出后放置室温下冷却后放入4 ℃冰箱贮藏，每次分析前需静置30 min。

1.2.4 凝胶强度的测定

用TA.XT Plus质构仪测定肉糜凝胶的质构特性。质构仪分析参数如下：测定模式选择下压距离，测试前速度为5 mm·s-1，测试速度为2 mm·s-1，测试后速度为2 mm·s-1，下压距离是凝胶高度的4 mm，引发力55g，探头型号P/0.5。将待测样品放置于测定平台上，在室温下测定，每组样品测定3次，取平均值。

1.2.5 肌原纤维蛋白的提取方法

肌原纤维蛋白的提取参考Park[8]的方法进行。分别取3份肉样各20 g，加入4倍体积缓冲液(10 mmol·L-1Na3PO4、0.1 mol·L-1NaC1、2 mmol·L-1MgCl2和1 mmol·L-1EGTA，pH 7.0)，匀浆90 s。2 500g冷冻离心15 min。取沉淀重复上述步骤2次，得到粗提的肌原纤维蛋白。后取此沉淀加入4倍体积的0.1 mol·L-1NaCl溶液匀浆90 s，2 500g冷冻离心15 min。重复此操作1遍，取沉淀加4倍体积的0.1 mol·L-1NaC1溶液匀浆90 s，4层纱布过滤，取上清液。用0.1 mol·L-1HCl调节pH值至6.0。2 500g冷冻离心15 min。沉淀即为提纯的肌原纤维蛋白，4 ℃冷藏备用。以上操作均在4 ℃进行。用双缩脲法测定蛋白质浓度，牛血清蛋白作为标准蛋白。

1.2.6 蛋白质溶解性的测定

蛋白质的溶解性测定按照Joo等[9]的方法略加修改。用pH 7.0的10 mmol·L-1磷酸缓冲溶液配成4 mg·mL-1的蛋白质溶液，量取5 mL于15 mL离心管中，置于4 ℃冰箱中放置2 h，在10 000 r·min-1下冷冻离心20 min。量取1.8 mL上清液，测定蛋白质的浓度。

1.2.7 蛋白质乳化活性及乳化稳定性的测定

将2 mL，4 mg·mL-1的肌原纤维蛋白溶解于pH 6.5、36 mL 0.1 mol·L-1磷酸盐缓冲溶液中，蛋白浓度配制成1 mg·mL-1，将2.0 mL大豆油和8.0 mL蛋白质溶液置于离心管中，于8 000 r·min-1高速匀浆1 min，取匀浆液50 μL加入5 mL 0.1% SDS溶液中，振荡混匀后，测定500 nm处吸光值(A0)；剩下的匀浆静置10 min后，取匀浆液50 μL，加入5 mL 0.1% SDS溶液中，振荡混匀后，测定500 nm处的吸光值(A10)；以0.1% SDS 溶液为空白对照，计算肌原纤维蛋白匀浆液的乳化活力EAI(m2·g-1) 和乳化稳定性ESI(%)。

EAI/(m2·g-1)=[2×2.303/C×(1-Φ)×104]×A0×50；

ESI/%=A10/A0×100。

式中：Φ为油相体积分数(Φ=0.2)；C为蛋白质量浓度(mg·mL-1)。

1.2.8 数据分析

试验结果采用SPSS 20.0软件进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 对肉糜保水性的影响

在肉制品生产加工过程中，蛋白质结合水的能力决定了其保水性，保水性对肉制品的出品率、嫩度、颜色、多汁性及质构都有影响，是评价肉制品的重要指标之一[10]。肉糜保水性可用压榨损失来衡量，压榨损失越小，保水性越好[11]。

由图1可知，3种不同处理对凝胶保水性的影响从高到低依次是Ⅲ、Ⅰ和Ⅱ组，说明添加0.1%甜菜红+0.06%糖基化酰基血红蛋白的肉糜保水性较好。

柱上无相同小写字母表示组间在P<0.05水平差异显著，图2～5同。图1 亚硝酸盐替代物对肌原纤维蛋白凝胶保水性的影响

2.2 对肉糜凝胶强度的影响

凝胶强度是肉及肉制品加工中最重要的功能特性之一，蛋白的热诱导凝胶能力是动物蛋白质中最强的[12]。肌原纤维蛋白诱导凝胶网状结构对脂肪和水都起到稳定效果，从而可以改善肉及肉制品的质构品质，而添加物的不同，凝胶强度也有所不同[13]。

由图2可知，Ⅱ组中质构最大，Ⅰ组显著大于Ⅲ。这是由于糖基化亚硝基血红蛋白中的蛋白质组分在灌肠的质构性质中发挥了明显的作用，作为可溶性蛋白，提高了产品弹性，增加了灌肠切面的硬度，同时咀嚼感良好。

图2 亚硝酸盐替代物对肉糜凝胶强度的影响

2.3 对肌原纤维蛋白溶解性的影响

在肉制品加工中，蛋白质的溶解性具有重要作用，但凝胶性、乳化性和保水性等功能性质只能在蛋白质处于高度溶解状态时才能表现出来[14]。

由图3可知，3种不同处理对肌原蛋白溶解性的影响由高到低依次是Ⅰ>Ⅲ>Ⅱ组，Ⅱ和Ⅲ差异不显著。相比对照组，处理组溶解度均有不同程度的降低，这可能是由于蛋白质的三维结构受到破坏，水合能力降低。但处理组的蛋白溶解性仍在一定范围内，因此，蛋白的凝胶性和保水性能都还较好。

图3 不同亚硝酸盐替代物对肉糜肌原纤维蛋白溶解度影响

2.4 对肌原纤维蛋白乳化特性的影响

肌原纤维蛋白分子属于两性分子，既有亲水基团，又有疏水基团；既有亲油性，又有亲水性；可以降低水和油界面的表面张力，使其形成稳定的乳化体系[15]。在肉糜绞拌过程中，瘦肉组织中的盐溶性蛋白质被盐溶液中的高浓度物质提取出来，降低了油水间的界面张力，从而达到乳化的目的[16]。用乳化活力(EAI)和乳化稳定性(ESI)来平衡蛋白质的乳化性能。

图4和5是不同处理对肌原纤维蛋白的EAI和ESI的影响。3种处理对乳化活力EAI的影响由高到低依次是Ⅰ>Ⅲ>Ⅱ组，Ⅰ、Ⅲ间差异不显著；对ESI的影响大小依次是Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ组，Ⅱ、Ⅲ间差异不显著。总体来说，Ⅲ组即添加0.1%甜菜红+0.06%糖基化酰基血红蛋白的肉糜的乳化活性和乳化稳定性均相对较优，这进一步说明0.1%甜菜红+0.06%糖基化酰基血红蛋白组中的水溶性蛋白有助于肉糜整体乳化性能的提高，这对最终肉糜产品的保水性和凝胶性能的提高都起到积极作用。

图4 亚硝酸盐替代物对肌原纤维蛋白乳化活力的影响

图5 亚硝酸盐替代物对肌原纤维蛋白乳化稳定性的影响

3 讨论

目前关于肉糜制品中亚硝酸盐的研究方面多集中于消除亚硝酸盐，寻找天然食品与亚硝酸盐反应以减少亚硝胺合成。用于减少亚硝酸盐的材料多为各种果蔬、中草药和一些天然物质，主要利用其中的还原性物质如维生素C、维生素E、酚类物质和黄酮等成分。果蔬对亚硝胺生成的阻断机理是通过还原发生亚硝化的物质，生成N2、NO或清除NO+来实现阻断[17]。亚硝酸盐中N元素的化合价为+3，处于中间价态，故该物质既有氧化性也有还原性。亚硝酸盐在酸性介质中氧化性大于还原性，在酸性条件和还原剂的作用下，亚硝酸及其盐可被还原[18]。因此，还原性物质和含有多种抗氧化成分的食物均可消减亚硝酸盐。

红叶甜菜属藜科甜菜属，别名“牛皮菜”，原产于欧洲，主要种植于北美、中美洲和印度[19]。可作为蔬菜食用，含有丰富的红色素，天然甜菜色素有降血脂和保护眼睛的作用。目前，大约红甜菜的10%的产量用来提取纯化甜菜红色素，发酵法和凝胶层析提取法可从红甜菜粉末中水提取甜菜色素，这两种方法作为食品染色剂的技术已逐渐成熟，广泛应用于食品、医药、化妆品及保健品等行业领域，具有较好的研发价值[20]。此外，甜菜红色素色泽鲜红，着色均匀，无异味，是较好的着色剂。用甜菜红色素与壳聚糖清除香肠中亚硝酸盐的试验研究中发现，壳聚糖有良好的保水性，但清除亚硝酸盐的能力较差；而甜菜红色素能较好的清除亚硝酸盐，故在香肠生产的过程中甜菜红色素可作为香肠的着色剂，又可作为亚硝酸盐的清除剂[21]。

亚硝基血红蛋白在光照条件下易发生分解和褪色。血液中的血红蛋白与肌肉中的肌红蛋白分子结构相似，血红蛋白与肌红蛋白均与亚硝基有较强的结合能力[22]。血红蛋白与亚硝酸钠先反应生成亚硝基血红蛋白，制成粉后应用于肉制品中，肌肉中的肌红蛋白与亚硝基血红蛋白竞争亚硝基使其生成更稳定的亚硝基肌红蛋白，使肉制品呈鲜红色，残留的亚硝基则与血红蛋白结合[23-24]。以畜禽血液为原料生产腌制色素，能使腌肉发色的物质是加热时形成的亚硝基亚铁血色原，可由血红蛋白制备，也可由肌红蛋白转变而成[25-27]，因此，亚硝基亚铁血色素被称为腌肉色素[28]。由血液中的血红素制备的亚硝基血红蛋白在肉制品加工中可使肉制品的色泽、口感以及营养等特性更好，是一种安全的着色剂。关于甜菜粉糖基化酰基血红蛋白等替代物对色泽的影响在之前的研究中都有揭示[29-30]，本文从质构品质角度揭示替代物对肉糜品质的影响，以期为替代物的工业化应用提供机理研究。

4 小结

由上述分析可知，对猪肉糜进行的配方处理结果表明，0.1%甜菜粉和0.06%糖基化酰基血红蛋白添加量组中的凝胶性、乳化活性和乳化稳定性较优，保水性最好。综合各项指标可以得出，添加0.1%甜菜粉和0.06%糖基化酰基血红蛋白的肉糜品质最好。