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    重组肉中的黏结剂:TG酶类、海藻酸盐类、纤维蛋白等

    放大字体  缩小字体 发布日期:2021-01-15  来源:食品研发与生产  浏览次数:218
    核心提示:国外肉制品市场上,尤其是发达国家,重组肉制品占有相当大的比例。根据加工方式和分割程度,重组肉一般可分为三大类:大块肌肉的成形加工、小块肌肉的成形加工和薄片肌肉的成形加工。产品形式主要包括牛排、排骨、烤肉等。根据重组肉的黏结机理,可以将重组技术分为化学法加工、酶法加工和物理法加工。
      来源:食品研发与生产 整理,转载请注明来源。
     
      肉及肉制品的重组技术起源于20世纪60年代,它是通过机械作用使各种价格便宜的胴体部位重新结合成为不同形状的新的结构形式。这种技术有利于增加碎肉利用率、提高产品的价值、可食用性,尤其是制品的嫩度和风味。重组肉已经成为一种被大众认可的新型产品,如汉堡包中的肉饼、常见的牛排及羊排,低成本的碎肉经过修剪重组后还可以提高产品的经济价值。
     

      01、重组肉制品的概述
     
      肉的重组黏结技术一般包括2 种,比较常见的是热凝结技术,即添加含有盐类的物质使肌肉中的肌原纤维蛋白析出,然后通过加热在高温条件下形成蛋白凝胶,以达到重组的目的;另一种是冷凝结技术,指在低温条件下通过酶、黏结剂及机械外力使碎肉达到重组的目的,其优点是可以减少含盐物质添加。
     
      在冷凝结的研究进展中,最早使用的黏结剂是由微生物产生的转谷氨酰胺酶(transglutaminase,TGase或TG酶),它作为黏结剂通过产生酶蛋白交联达到碎肉重组目的。
     
      国外肉制品市场上,尤其是发达国家,重组肉制品占有相当大的比例。根据加工方式和分割程度,重组肉一般可分为三大类:大块肌肉的成形加工、小块肌肉的成形加工和薄片肌肉的成形加工。产品形式主要包括牛排、排骨、烤肉等。根据重组肉的黏结机理,可以将重组技术分为化学法加工、酶法加工和物理法加工。
     
      然而,由于转谷氨酰胺酶成本高的限制,重组肉不能大规模生产,因此新型黏结剂的开发已成为一种趋势,本文对近几年国内外在重组肉中的黏结剂的发展进行综述,并对其发展趋势进行展望。
     
      02、重组肉中黏结剂的研究及应用
     
      重组肉中黏结剂的研究及应用早期人们认为重组肉制品加工中最主要的作用成分是食盐,食盐有一定的防腐效果,又可以用来提取肌肉中盐溶性的肌原纤维蛋白,特别是肌球蛋白和肌动蛋白,这些蛋白具有很高的黏度,可以提高肉块之间的黏合性。但由于钠盐与高血压等一些疾病有直接关系,消费者更趋向低盐产品。
     
      新黏结剂的开发将成为一种趋势。TG酶为最早使用的黏结剂,因为它具有可以催化蛋白质分子产生共价交联的功能性而被应用在重组技术中。目前,日本味之素公司和千叶制粉公司生产的TG粉已广泛应用于畜肉和鱼肉的模拟食品中。然而我国于2011年才将TG酶的适用范围略调整到仅限于大豆制品中。
     
      海藻酸钠盐和氯化钙也是重组肉技术中较为常用的黏结剂,因为海藻酸钠盐可以与二价金属离子形成凝胶,并将碎肉黏结起来。葡萄糖内酯和卡拉胶复配的黏结剂出现的时期较晚,并且可以作为食盐的替代物,虽然肉的颜色品质不是很好,有点像肉类煮制后发生褪色的颜色,但重组肉制品的黏结能力得到显著增强,也可以很好地满足消费者的需求。
     
      2.1 TG酶类黏结剂
     
      TG酶可催化蛋白中谷氨酰胺和赖氨酸残基发生酰基转移反应,使蛋白质之间发生交联。肌肉中的肌球蛋白和肌动蛋白也是TG酶作用的适合底物之一,经TG酶的催化肌肉蛋白分子间形成致密的三维网状结构,从而将小块碎肉黏结起来,达到重组的目的。经研究发现同时使用TG酶与酪蛋白酸钠效果最佳。
     
      Serrano等在低温条件下通过添加不同含量的核桃粉、2%氯化钠和0.3%复合磷酸盐,以TG酶和酪蛋白酸钠作为黏合剂制作重组牛排,可以达到正常的牛排感官特性,而且添加核桃粉可以减少解冻以及蒸煮损失、增加产品的贮藏时间。该研究证明TG酶作为重组牛排的黏结剂可以提供稳定的机械性能。Dimitrakopoulou等利用TG酶作为黏合剂制作重组猪肉,并得出当TG酶含量是0.15%、盐含量为1%时,72 ℃加热65 min后熟制的重组猪肉具有较好的感官评价。
     
      风干火腿在国外很受欢迎,de ávila等利用一定量的复合盐(NaCl、KNO3、NaNO2)处理过的去骨生肉与TG酶作用,在7 ℃条件下真空包装,然后进行风干,并证明了随着风干时间的增加,重组风干火腿机械性能越稳定,并且第8周黏结力达到最大,扫描电镜观察到蛋白质交联程度最好。同时,Fulladosa等认为当高压技术与TG酶协同作用制作重组风干火腿时,可以明显提高产品的pH值、红度值、亮度值及剪切力,但产品的持水能力和弹性发生了降低,而稳定性增加,且改善了产品的风味。
     
      在国内TG酶主要应用于产品工艺改良上。潘红梅等利用TG酶催化牛肉、豆腐交联制备重组肉,并得出最佳工艺,确定了酶的添加量以及最适温度,产品感官评分达到94.5 分。
     
     
     
      2.2 海藻酸盐类黏结剂
     
      海藻酸盐是利用其水溶性的黏性,起到增稠、稳定的作用,其黏结性主要取决于D-甘露糖醛酸与L-谷洛糖醛酸含量、温度及pH值等。另一方面海藻酸盐可与二价阳离子形成凝胶,比较常见的是Ca2+。
     
      张慧旻等认为海藻酸盐类除可以作为黏结剂外,还有其他的优点,如海藻酸盐已经被证实可以作为一种具有水溶性及黏性的纤维来源添加在食品中。Brownlee等主要研究了海藻酸盐作为膳食补充剂,维护正常的健康或减轻某些心血管或胃肠道疾病的用量。此外,Wilcox等认为海藻酸盐类还可以调节胰脂肪酶活性。
     
      在重组肉的应用方面,Boles等对黏合剂海藻酸盐和纤维蛋白原的黏结性进行了对比,结果表明,海藻酸盐在生肉中黏结性比较好,纤维蛋白原在熟肉中黏结效果好。
     
      Devatkal等研究了重组猪肉体系中乳酸钙盐与磷酸盐以及海藻酸钙盐复配凝胶的效果,结果表明,用海藻酸钙盐所得到的重组产品有较好的质量特性,并且添加乳酸钙盐还可以改善产品风味及延长货架期。
     
      罗阳在以海藻酸钠为主要改良剂应用于肉制品的研究中发现,海藻酸钠、Ca(OH)2与土豆纤维按一定比例复配所得到肉糜的硬度和弹性较好、蒸煮损失及解冻损失比较少。
     
      杨琴等在海藻酸钠盐在肉制品的应用也提到,其作为黏结剂和保水剂应用于肉制品中,可以控制水分子的流动性,能增加肉制品的黏着性、持水性和嫩度,减少营养成分损失,提高了产品质量。
     
      2.3 纤维蛋白黏结剂
     
      在人体中,纤维蛋白黏结剂是血浆来源的复合制剂,它模拟血凝的最后反应阶段,以凝血酶激活纤维蛋白原形成半刚性纤维蛋白凝块,得到凝块具有黏合创口,可以起到防水剂的作用,使组织或材料保持所需的构形,并起到止血及愈合的作用。在重组肉中,纤维蛋白可以形成纤维蛋白凝胶,从而起到黏结的作用。
     
      李敏康等利用纤维蛋白原在低温下可形成絮状沉淀的性质,采用冻融法从猪血中提取纤维蛋白原,并确定了最佳的提取条件。Herero等利用流变学及拉曼光谱技术对冷冻结合肉进行分析,制得的添加含有纤维蛋白的重组肉具有较好的硬度、弹性及黏结力,纤维蛋白的添加减少了α-螺旋及无序结构,肉的蛋白质结构也得到了改变。Herero等还利用核磁共振成像技术对冷冻结合肉进行分析,结果表明,NaCl的添加对纤维蛋白也有一定的影响,没有添加NaCl的重组肉有较好的硬度、黏结性及弹性。核磁分析显示添加NaCl的重组肉增加了水分子的移动性及扩散系数。
     
      de ávila等利用纤维蛋白-凝血酶复合制剂为黏结剂制备重组牛肉,并确定了生产最佳pH值、温度、盐浓度及凝胶时间。通过扫描电镜观察纤维蛋白形成的凝胶,可以观察到较高的密度及交联度的纤维网状结构。
     
      de ávila等利用纤维蛋白制作重组猪肉风干火腿,并确定了不同盐浓度对其稳定性的影响,结果显示,添加纤维蛋白粉或覆盖经盐溶的纤维蛋白溶液于重组肉的表面与比没有经过额外处理或浸过盐溶液的重组干火腿相比,具有较高的黏结率和黏结力。随着风干时间的增大结合力也随之增大,当风干时间达到4 周后结合力达到最大。
     
      国内对纤维蛋白在肉类中的研究相对比较少,且主要是纤维蛋白的提取工艺优化。于伟通过优化的冷冻沉淀法来提高冷沉淀中纤维蛋白提取量,并将冷沉淀制备成纤维蛋白冻干粉,最后通过对多种肉类黏合剂的黏合效果进行对比,显示纤维蛋白具有较好的黏结性。
     
      
     
      2.4 葡萄糖酸-δ-内酯(delta-Gluconolactone,GDL)黏结剂
     
      葡萄糖酸-δ-内酯(GDL)是一种酸型凝固剂,其本身不能沉淀蛋白质,在加热的条件下水解为葡萄糖酸,使pH值降低,由于酸度增加使蛋白质分子成为兼性离子而沉淀,从而使蛋白质食品产生凝固。
     
      Hong等以GDL及卡拉胶为黏合剂结合高压技术制作重组猪肉并对其理化性质进行评估,通过响应面分析得到NaCl、GDL、卡拉胶的最优添加量,GDL和NaCl的添加对产品的颜色有很大影响,并且随着GDL添加量的增多,虽然黏结性增大了,但是产品的pH值和持水性却减小了。Hong等以海藻酸钠盐及GDL为黏结剂对不同盐浓度下生成纤维蛋白凝胶进行评估,并确定形成肌纤维蛋白凝胶GDL和盐的最佳配比量。Chun等以GDL为黏结剂在一定外界压力制作重组猪肉,其中以GDL为主要黏结剂分别添加大豆分离蛋白、小麦粉、卡拉胶复合,检测添加不同种复合制剂的重组效果,发现复合制剂制作的重组肉与空白对照相比拥有更强的持水性,结合一定的外界压力可以形成更有凝聚力的纹理。
     
      国内将GDL应用于重组肉的研究比较少,主要停留在把GDL作为一种酸性添加剂使用。王红鹰研究工业生产GDL的方法,并提出了合成该化合物的最佳配方,讨论了合成过程中存在的问题。许加超等采用GDL体系缓慢释放钙离子的方法制作褐藻酸钙凝胶食品。结果表明,随着钙离子浓度的增加,体系开始凝胶的时间逐渐缩短、贮藏模量、损耗模量、凝胶强度、复合黏度都逐渐增大。
     
      2.5 亲水胶体黏结剂
     
      亲水胶体一般包括卡拉胶、琼脂和黄原胶等,通常是指能溶解于水,并在一定条件下充分水化形成黏稠、滑腻或胶冻溶液的大分子物质,可以作为增稠剂。黄莉等将TG酶和酪蛋白酸钠作为重组牛肉使用的黏合剂,分别添加卡拉胶、亚麻胶等多种食用胶。通过测定发现亚麻胶和黄原胶都显著降低了重组牛肉的黏结性,且成片性不好;卡拉胶能增加红度值,添加结冷胶、亚麻胶和黄原胶均降低了重组肉的解冻损失和蒸煮损失,而且添加亚麻胶和黄原胶的重组牛肉嫩度最大。
     
      陈海华等通过对盐溶肉蛋白-亚麻籽胶混合凝胶的动态流变性质、凝胶强度、析水率的测定和超微结构的观察,确定了亚麻籽胶和肉蛋白的相互作用力主要是静电作用力,二硫键和氢键是次要作用力。Wu等测定凝胶多糖在重组鱼肉中流变性质的影响,评价了持水性、感官性质及微观结构等,表明添加凝胶多糖可以形成更密集的交联结构。

      03、结 语
     
      我国肉类生产和肉类消费总量很大,随着生活水平的提高,人们将追求更营养、更健康的肉制品。重组肉制品不仅可以把碎肉等进行重组,而且还可以在重组过程中增添其他的营养成分,即可以提高碎肉的利用又可以增加肉制品的附加值。
     
      我国对黏结剂的开发相对起步较晚,虽然发展速度很快,但研究水平不高,开发的层次较低,并且随着人们研究的不断深入,黏结剂的化学安全性、微生物安全性等都应得到重视。我们应在现有的基础上,借鉴国外的研究成果,建立健全黏结剂使用标准,并在研究方向上有所突破,以加速我国的重组肉制品加工的发展。
     
      引用文献:刘兵, 韩齐, 孔保华, 等。 重组肉加工中黏合剂的应用及研究进展[J]. 肉类研究, 2016, 30(11): 33-36. DOI:10.15922/j.cnki.rlyj.2016.11.007.
     
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