《食品科学》:郑州轻工业大学白艳红教授等:膳食纤维对低盐鸡胸肉糜凝胶特性的影响
时间: 2024-06-06 00:12:12 |   作者: 新闻中心

  鸡有高蛋白质、低脂肪、低胆固醇等优点,其肉糜制品口感好、风味佳、营养成分保留高,深受消费者喜爱。食盐是肉糜制品加工中必不可少的辅料,添加量一般为2%~3%。食盐除能提供咸味、补充人体必需矿物质、延长保质期外,还能提升产品的持水性(WHC)和质构特性。但是,人体过量摄入钠盐会增加高血压和心血管疾病的发生风险。直接降低肉糜制品中的食盐含量,会导致产品出现WHC下降、多汁性减少、组织架构松散等品质问题。膳食纤维是不易被人体消化的营养素,对人体健康具有非消极作用。近年来,膳食纤维作为一类重要的功能成分,在肉糜制品加工中的作用受到研究人员的关注。

  郑州轻工业大学食品与生物工程学院的王昱、白艳红*等人从谷类、豆类、果蔬类食品原料中选取燕麦、豌豆和苹果膳食纤维,首先分析3种膳食纤维的理化特性差异,然后考察低盐(含质量分数1%NaCl)鸡胸肉糜凝胶特性(WHC、质构)对3种膳食纤维的响应规律,并通过研究肉糜流变学特性、水分流动性及分布状态、微观结构及蛋白质的二级结构变化,探讨膳食纤维影响低盐鸡胸肉糜凝胶特性的机制,旨在为科学筛选膳食纤维开发高品质低盐肉糜制品提供理论依据。

  由表2可知,苹果、豌豆膳食纤维的WHC和膨胀性均明显高于燕麦膳食纤维(P<0.05);燕麦、豌豆膳食纤维的持油性无显著差异(P>0.05),但均明显高于苹果膳食纤维(P<0.05)。3种膳食纤维WHC、持油性、膨胀性的差异可能与纤维表面积、密度、颗粒的疏水性、可溶性和不溶性膳食纤维含量等有关。

  如图1所示,C组的蒸煮得率最低。这是因为在低盐条件下,MP不能充分溶解,后续加热过程中难以形成交联度高、连续性好、稳定性强的三维凝胶网络结构,从而不利于肉凝胶对水分的保持。与C组相比,O、A、P组的蒸煮得率非常明显升高(P<0.05),3个处理组蒸煮得率由大到小排列,依次为P组>A组>O组;由此说明,3种膳食纤维的添加均能显著改善低盐鸡胸肉糜凝胶的WHC,它们的改善效果由大到小排列,依次为豌豆膳食纤维>苹果膳食纤维>燕麦膳食纤维,这与3种膳食纤维WHC、膨胀性(表2)的大小顺序一致。膳食纤维含有较多的亲水基团,因此有着非常强的WHC和膨胀性,添加到肉糜中,能形成一定的腔室结构填充到MP凝胶孔洞中,减少MP凝胶网络中“水通道”的形成,起到稳定水相的作用,由此提高肉糜凝胶的WHC。

  由表3可知,与C组相比,O、A、P组的硬度和咀嚼性非常明显升高(P<0.05);3个处理组对低盐鸡胸肉糜凝胶硬度和咀嚼性的提升程度由大到小排列,依次为P组>A组>O组;A、P组的弹性明显高于C组(P<0.05),3种膳食纤维对内聚性无显著影响(P>0.05)。上述根据结果得出,3种膳食纤维均能有效改善低盐鸡胸肉糜凝胶的质构特性,且豌豆、苹果膳食纤维的改善效果优于燕麦膳食纤维。

  如图2所示,各组鸡肉糜凝胶均呈现4个T 2 峰,大多分布在在0.1~1、1~10、10~100 ms和100~10000 ms,分别对应强结合水(T 2a )、弱结合水(T 2b )、不易流动水(T 21 )和自由水(T 22 )。强结合水与蛋白分子结合最为紧密,弱结合水与蛋白分子结合程度次之,不易流动水截留在凝胶网络内部,自由水游离在凝胶间隙或吸附在蛋白表面,与蒸煮损失的水分有关。由图2可知,与C组相比,A、P组T 21 对应的峰值位置向T 2 偏移,O、A、P组T 22 对应的峰值位置均向低T 2 偏移。T 2 缩短,表明水分的流动性减弱。因此,3种膳食纤维均能减弱低盐鸡胸肉糜凝胶中自由水的流动性,而苹果、豌豆膳食纤维还可使不易流动水的流动性变差。这原因是膳食纤维能消除蛋白凝胶间的部分互连“水通道”,间接促进了蛋白质之间的交联,有利于MP形成密实的凝胶网络结构,进而限制水分子移动。

  P2a、P2b、P21、P22分别代表强结合水、弱结合水、不易流动水和自由水的相对含量。由表4可知,3种膳食纤维对P2a无显著影响(P>0.05);O、A、P组的P2b、P21均明显高于C组(P<0.05),而P22明显低于C组 (P<0.05);P组具有最高的P21和最低的P22。这一根据结果得出,3种膳食纤维能促进自由水向不易流动水和弱结合水转化,利于提高低盐鸡胸肉糜凝胶的WHC,且豌豆膳食纤维的作用效果最强,这与蒸煮得率(图1)的变化趋势一致。

  如图3所示,所有组均呈现典型的低盐肉糜流变曲线特征,即G 升温曲线 ℃附近的肌球蛋白头部变性峰不明显或消失,说明低盐条件减弱了肌球蛋白头部的受热聚集能力。C组G 在40 ℃开始下降,55 ℃左右降至最低值,55 ℃后持续上升,并在73 ℃达到最高值,随后保持稳定。G 在55 ℃以后的上升主要是由于肌球蛋白分子相互交联、聚集,形成永久性、不可逆的弹性三维网络结构。O、A、P组G 随温度的升高均呈先下降后上升趋势。与C组相比,G 上升的起始温度在O、P组中均有所升高,而其在A组中出现显而易见地下降。这原因是不同膳食纤维与肌球蛋白发生不同的相互作用,进而影响了肌球蛋白在加热时变性、构象的展开以及活性基团之间的交联反应。

  由图3可知,肉糜凝胶初始G 值由大到小排列,依次为P组>A组>O组>C组,整个加热过程中,各组G 值大小仍符合此顺序,这一根据结果得出,3种膳食纤维可以在一定程度上促进鸡胸肉糜凝胶弹性网络结构的形成,且豌豆膳食纤维的推动作用最好。本实验中各组肉糜G 值结果也与凝胶硬度(表2)的变化趋势一致。

  如图4A所示,对照组凝胶呈粗糙、疏松状,存在较多相互交联、大小不均匀的“水通道”。这是因为在低盐条件下,MP溶解度较小,加热时MP分子间的相互作用较弱,不能形成交联度高的凝胶网络。肉糜凝胶中大量“水通道”是肉糜中MP受热变性导致吸附的水分渗出,转变为自由水所形成,这也与对照组具有较低蒸煮得率(图1)的结果相吻合。如图4B~D所示,可以观察到“束状”膳食纤维结构镶嵌在蛋白凝胶网络中,表明膳食纤维参与了肉糜凝胶结构的形成,且相互交叉“水通道”的数量和大小相较对照组均明显减少。豌豆膳食纤维处理组凝胶结构密实性、连续性最好,体积较小的小腔室均匀分布在凝胶网络中,这样的凝胶结 构有利于保持水分,增强质构。因此,3种膳食纤维能通过减少低盐肉糜凝胶中“水通道”的产生,促进形成致密、连续的凝胶结构,来提升了凝胶的蒸煮得率(图1)和质构特性(表3)。

  如图5所示,酰胺Ⅰ带(1 600~1 700cm-1)能提供蛋白质二级结构特征信息,主要由酰胺基C=O伸缩振动和C—N伸缩振动产生。对酰胺Ⅰ带进行二阶求导、分峰、拟合后,能够得到蛋白二级结构(α-螺旋、β-折叠、β-转角、无规卷曲)的相对含量,结果如表5所示。3种膳食纤维对低盐鸡胸肉糜蛋白二级结构的影响存在很明显差异。与C组相比,O组的α-螺旋、β-折叠含量明显降低(P<0.05);O、A组的β-转角含量非常明显升高(P<0.05);P组的β-折叠含量非常明显升高(P<0.05), 而β-转角含量明显降低(P<0.05)。α-螺旋含量的降低代表蛋白质分子的展开和有序结构的减少,而β-折叠含量的升高代表蛋白质聚集程度的增加。膳食纤维能起到“活性脱水剂”的作用,或作为水的受体,使水分从蛋白凝胶中释放开来,从而引起蛋白二级结构的变化。通常,α-螺旋含量的降低,β-折叠、β-转角含量的升高有利于形成良好的凝胶结构,从而改善凝胶品质,这可能是3种膳食纤维提高低盐鸡胸肉糜凝胶蒸煮得率及质构特性的原因。

  3种膳食纤维改善低盐鸡胸肉糜蒸煮得率、硬度和咀嚼性能力的大小顺序依次为豌豆膳食纤维>苹果膳食纤维>燕麦膳食纤维,这正好与3种膳食纤维WHC、膨胀性的大小顺序一致。3种膳食纤维可增强蛋白凝胶形成能力,减少凝胶内部水分的流动性,促进自由水向不易流动水、弱结合水转化,减少凝胶中“水通道”的产生,促进形成致密、连续的凝胶结构,并且3种膳食纤维引起的这些变化程度同样遵循豌豆膳食纤维>苹果膳食纤维>燕麦膳食纤维的大小顺序。3种膳食纤维对蛋白质二级结构的影响不一样,其中,豌豆膳食纤维明显地增加β-折叠的相对含量(P<0.05),而苹果膳食纤维和燕麦膳食纤维均明显地增加β-转角的相对含量(P<0.05)。综上,3种膳食纤维自身理化特性的差别及其对低盐鸡肉糜流变学特性、水分流动性及分布状态、微观结构、二级结构等的不同影响是低盐鸡肉糜凝胶WHC和质构特性对3种膳食纤维响应差异的根本原因。从应用的角度来说,豌豆、苹果膳食纤维相比燕麦膳食纤维更适宜用于开发高品质低盐肉糜制品。本研究结果为低盐肉制品的品质提升提供了新的解决方案。

  本文《膳食纤维对低盐鸡胸肉糜凝胶特性的影响》来源于《食品科学》2023年44卷第8期16-22页,作者:王昱, 袁晶晶, 赵电波, 白高伟, 李可, 栗俊广, 白艳红。DOI:10.7506/spkx0811-128 。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

  实习编辑:宁波大学食品与药学学院 俞逸岚 ;责任编辑:张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。 图片来源于文章原 文及摄图网。

  为进一步深入研究食品产业科学技术创新基础理论,保障食品安全质量与安全,研发具有营养和保健功能的食品,推动食品科学研究的进步,带动食品产业的技术创新,更好地保障人类身体健康和提高生活质量,北京食品科学研究院和中国食品杂志社《食品科学》杂志、《Food Science and Human Wellness》杂志在成功召开前十届“食品科学国际年会”和四届“食品科学与人类健康国际研讨会”及二十余次食品专题研讨会的基础上,将与国际谷物科技协会(ICC)、南京农业大学、南京财经大学、南京师范大学、南京工业大学、东南大学、江苏省农业科学院、徐州工程学院、昆明理工大学于 2023年8月6-8日在 中国江苏南京共同举办“ 第十一届食品科学国际年会”。