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同時保持產品的總體可接受性

时间:2025-05-05 06:41:03来源:

肌原纖維蛋( myofibrillar protein,多糖动物蛋白的研MP) 是替代肌肉中肌原纖維的主要蛋白質( 占肌肉總蛋白 50% ~ 55% ) ,其功能特性對肉製品品質有重要的脂肪作用状影響。在肉類加工尤其是肌原究现肉糜類製品( 如香腸、乳化腸、纤维相互火腿腸等) 的多糖动物蛋白的研加工中,脂肪類物質的替代存在能夠減少烹飪損失並提供適當的風味物質,從而賦予產品良好的脂肪作用状品質及感官特性,在提高產品風味、肌原究现多汁性及嫩度等方麵發揮著重要的纤维相互作用。肉糜類製品中的多糖动物蛋白的研脂肪可以與肌原纖維蛋白相互作用形成乳化液滴,以共聚物或填充物的替代形式被束縛在蛋白質三維網狀凝膠結構中,減小乳化肉糜類凝膠的脂肪作用状空隙率。傳統肉糜類製品通常含有 15% ~ 30% 的肌原究现富含膽固醇和飽和脂肪酸的動物脂肪。然而,纤维相互動物脂肪攝入過多會導致高血壓、肥胖症以及心血管疾病的發病率上升。許多消費者對攝入過多動物脂肪的擔心影響了傳統肉製品的消費量,使其市場份額下降,尤其是脂肪含量接近 30% 的乳化腸。因此,為了減少此類肉製品中動物脂肪含量,同時保持產品的總體可接受性,使用脂肪替代品是相對經濟和有效的方法。

多糖類物質具有營養功能、價格低廉且有良好的加工特性,被認為是脂肪替代品的首選添加劑,能夠提高低脂肉類產品的質量和總體可接受性,改善產品的結構特性和平衡膳食營養。目前,多糖作為脂肪替代物已被廣泛應用於低脂肉製品配方中,使產品蒸煮損失率減少、保水性增強、質構性能改善、冷凍穩定性提高以及成本降低。根據多糖的水化特性,低脂肉製品中添加的多糖類物質主要分為三大類: 澱粉、食用膠及不溶性膳食纖維。各種多糖來自於不同的植物物種和植物部位,具有多種物理和化學特性。在肉糜類製品中,澱粉和食用膠的填充或填料效應以及不溶性膳食纖維的水分穩定作用都可以改善 產 品 的 凝 膠 特性並賦予產品良好的品質。

本文綜述了三類多糖作為脂肪替代物與MP 相互作用的機理以及多糖類添加物在肉製品中的應用,為 MP 的研究和開發以及多糖類添加物能夠更好應用於肉製品加工提供依據和參考。 

1 肌原纖維蛋白及其功能特性

MP 是肌肉中重要的功能性結構蛋白群,主要由肌動蛋白、肌球蛋白、肌動球蛋白、原肌球蛋白和肌鈣蛋白組成。這些蛋白質在一定離子濃度的鹽溶液中具有很高的溶解性,因此又稱為鹽溶性蛋白,影響著肉的嫩度和保水性,同時也影響著肉製品的黏彈性、持水性和質構特性。在 MP 的多種功能特性中,乳化和凝膠特性對肉製品品質具有很大的影響。

肉糜類製品加工對原料肉進行絞碎和斬拌時, MP 從肌肉中溶出,在保持一定黏度的同時將脂肪球包裹於蛋白網絡結構中,形成穩定的乳化物。在這一混合體係中,細小的脂肪球為分散相,蛋白質鹽溶液為連續相,形成了水包油型( O/W) 的乳化體係。由 於 MP 分子中氨基酸殘基的極性和非極性基團共同存在,它們通過親水和疏水的特性將水和油連接,降低了兩相的表麵張力,具有一定的乳化作用,因此在該係統中 MP 充當乳化劑,它與脂肪的乳化結合是保證肉糜穩定的重要因素。 MP 在加熱條件下具有很強的凝膠能力,蛋白濃度為 0. 5% 時就可形成網狀的凝膠結構。肉糜類製品中,MP 形成的凝膠網絡結構對產品的質構、持水性和持油性具有重要的影響。在形成凝膠過程中,蛋白質分子的展開和聚集的相對速度影響著凝膠的空間結構及理化特性,展開速度快於聚集速度,則蛋白分子充分伸展,基團之間相互作用形成致密有序的半透明凝膠,當展開速度低於聚集速度,形成粗糙、無序、不透明的凝膠。 

2 多糖及其特性

多糖是一類天然高分子聚合物,包括澱粉、纖維素、果膠、植物膠以及微生物多糖等,普遍存在於眾多食品原料中。由於構成各種多糖高聚物的單糖種類、單糖間的化學鍵、分子排列方式、聚合度、以及取代基團等的不同,導致不同的多糖在性質上既有共性又有各自的特性,包括溶解性、黏度、凝膠性、耐熱性以及對電解質和其他物質的兼容性等,因此,也能夠對食品的特性產生多種影響。

多糖作為食品添加劑,具有增稠、填充、保水和黏合等作用,可與蛋白質形成組織結構良好的複合物,因此是肉製品中的主要添加組分之一,能夠使肉製品保持良好的乳化、持水、凝膠和質構特性。多糖作為穩定劑能夠促使包裹油滴的蛋白質層厚度增加,因此在乳化液中蛋白質與多糖的相互作用能夠抑製油滴的聚集,提高乳化液的乳化能力。多糖還可以使蛋白質在形成凝膠過程中的聚集方式發生改變,並能調節蛋白凝膠的網絡結構,從而改變凝膠的質構特性。 

3 多糖與肌原纖維蛋白的相互作用

通常認為,多糖與蛋白質之間的相互作用是基於兩種生物大分子上不同的片段、側鏈和基團之間形成的靜電相互作用、疏水相互作用、共價鍵和氫鍵等各種化學作用力及分子間相互纏繞的結果。 

3. 1 澱粉與肌原纖維蛋白的相互作用

澱粉是肉製品中使用最廣泛的添加劑之一,主要是由於澱粉具有很高的膨脹和持水能力,可增強肉製品的凝膠強度、減少肉的用量,同時還能提高肉製品的穩定性。對一定濃度的澱粉水溶液進行加熱時,會破壞澱粉顆粒的晶體結構,使直鏈澱粉和支鏈澱粉分子中的羥基暴露出來,與水分子通過氫鍵相互作用,從而提高了澱粉的膨潤能力和溶解度。澱粉可以通過改善 MP 乳化液的乳化活性而改變澱粉-蛋白複合物的流變學特性,進而改善複合物的凝膠特性。

目前普遍認為,澱粉與 MP 相互作用是基於熱誘導過程中澱粉顆粒通過吸水膨脹填充於 MP 三維網絡凝膠結構形成複合凝膠,從而使複合凝膠的凝膠特性得到加強和改善,進一步深入研究澱粉的功能特性對複合凝膠特性的影響以及複合凝膠內部的化學作用力及水分分布狀態,從而得到澱粉與肌原纖維蛋白的相互作用機理。

周鳳超等研究了原料馬鈴薯澱粉、不同濃度次氯酸鈉( 活性氯濃度分別為 0.2% 和 2.0% 每 100 g 澱粉) 氧化處理以及濕熱和壓熱處理的改性馬鈴薯澱粉對 MP 乳化及凝膠特性的影響,在相同處理條件下( 乳化液均質: 10 000 r/min,1 min; 熱誘導凝膠: 水浴 70、75、80 ℃,20 min) 0. 2% 氧化劑處理的馬鈴薯澱粉( 0. 2% OTPS) 相比於原料和其他改性馬鈴薯澱粉能夠顯著提高和增強 MP 的乳化活性和凝膠特性,0.2% OTPS-MP 複合凝膠內部的主要分子作用力為氫鍵和疏水相互作用,低場核磁結果顯示 0. 2% OTPS 與 MP 具有更快的相互結合速度和更穩固的相互作用,能夠有效提高複合凝膠的持水性,並使複合凝膠內部的水分分布更加穩定; 由於氧化處理在澱粉分子中形成了帶負電荷的羧基,促使吸附在油滴表麵及油滴間的氧化澱粉顆粒形成了更大的靜電排斥和空間位阻作用,從而使乳化液平均粒徑降低,進一步穩定了乳化體係,同時羧基基團也可以與水分子結合形成氫鍵,從而穩固複合凝膠。

WU 等在 MP 濃度2% 的蛋白溶膠中加入質量分數 2% 的不同植物( 馬鈴薯、木薯、大米和玉米) 澱粉製備複合凝膠,提出澱粉對 MP 凝膠的增強作用與澱粉的糊化溫度和糊化後的彈性具有直接相關性,澱粉在加熱過程中的吸水膨脹作用對蛋白凝膠網絡造成壓力,使蛋白質凝膠網絡變得更加緊湊和牢固,其中馬鈴薯澱粉和木薯澱粉在相同熱處理條件下( 熱誘導凝膠: 水浴60、70、80 ℃,20 min) 對提高 MP 凝膠的持水性及凝膠強度均優於大米澱粉和玉米澱粉,這可能是由於大米和玉米澱粉在 80 ℃時仍沒有完全糊化,因此無法在複合凝膠中吸收足夠的水。此外,馬鈴薯澱粉中的磷酸鹽基團與支鏈澱粉通過共價連接,可以提高親水性,這有助於形成一種更牢固的熱誘導蛋白凝膠結構。 

ZHUANG 等研究了不同濃度的交聯乙酰化木薯澱粉( 質量分數 0. 5% 、1. 0% 、1.5% 和 2. 0% ) 對 MP ( 濃度為 2% 的蛋白溶膠) 凝膠特性的影響,澱粉濃度大於 1. 0% 後 MP 凝膠強度和凝膠持水性顯著增加,並分析指出交聯乙酰化木薯澱粉顆粒在糊化溫度下吸收遊離水分,並滯留在 MP 三維網絡凝膠中,從而使複合凝膠中遊離水的比例顯著下降,同時糊化溫度下溶脹的澱粉顆粒也可以對 MP 凝膠網絡施加壓力,使凝膠結構更加致密。

在澱粉-MP 複合物的熱誘導過程中,原料澱粉或改性澱粉對肌原纖維蛋白三維網絡凝膠填充作用的充分與否取決於各類澱粉自身以及改性處理後的理化特性,主要是澱粉與水結合以及穩固水分的能力,如澱粉在熱誘導過程中是否充分糊化吸水、改性澱粉分子中引入新的基團、是否通過化學鍵與水分子穩固結合等。

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