四种常用香辛料对牛肉盐溶蛋白热诱导凝胶特性的影响.pdf

中 自 内 类 珐 C 究 EN 中 TE mR C H I N A M E A T R E S E A R C H C E N T E R W W W cm r c COB On 肉类研究 M E RES EARCH 2 0 09 1 0 四种常用香辛料对 牛肉盐溶蛋白热诱导凝胶特性的影响 周俭，蒋爱民，郭善广，万芝力，张献伟 ，叶慧兰 ( 华南农业大学食品学院，广 州 5 1 0 6 4 2 ) 摘要：肌 肉盐溶蛋白热诱导凝胶成型是低温 肉制品加工的技术核心，凝胶成型的好坏 决定最终产 品的品质。本实验以牛 肉为原材料提取 盐溶蛋 白，添加蒜、胡椒、辣椒和 生姜粉被常用在低 温西式 肉制品 中的四种香辛料 于牛 肉盐溶蛋 白中，制备牛 肉盐溶蛋 白热诱导凝胶 。通过测定蛋 白凝胶硬 度 、弹性、剪切力和保 水性 ，以及S D S -P A G E电泳分析 ，首次研 究了蒜 、胡椒 、辣椒和生姜粉对牛 肉盐溶蛋 白热诱导凝胶特性 的影响并初 步探讨其作 用机理 ，旨在为牛 肉低温制品加工提供一定理论 依据 。结果表明 ，蒜粉 明显改善牛 肉盐溶蛋 白热诱导凝胶特性 ，通过S D S - P A G E电泳分析，蒜粉增 加 了盐溶蛋 白溶解性，增加 了蛋白含量，并发现一种分子量介于 1 4 3 -&6 5 K D a , 的未知蛋 白质 ；添加 生姜粉后蛋白含量降低 ，同时肌球 蛋 白轻链L C 和L C 消失，从 而导致蛋 白凝胶特 性劣化 ，；辣椒粉 对蛋 白热诱导凝胶特性有一 定影响 ；胡椒粉对牛 肉盐溶蛋 白热诱导凝胶特性无显著影响。 关键词：盐溶蛋白 热诱导凝胶 蒜粉 生姜粉 辣椒粉 胡椒粉 S t ud y o n t h e Ef f e c t o f S pi c e s o n He a t I n du c e d Ge l Pr o p e r t i e s o f S a l t S o l u bl e Pr o t e i ns f r o m Be e f Z HOU Qu a n ， J I ANG Ai mi n ，GUO S h a n g g u a n g， WAN Z h i l i ， Z HANG Xi a n we i ， Y E Hu i l a n ( C o l l e g e o fF o o dS c i e n c e , S o u t h C h i n a A g r i c u l t u r e o fU n i v e r s i t y , G u a n g z h o u ， 5 1 0 6 4 2 C h i n a ) Ab s t r a c t ：Fo r mi n g o f h e a t i n d u c e d g e l of s a l t s o l u b l e p r o t e i n f r o m mus c l e wa s t he c o r e p r o c e s s i n g t e c h n o l o g y o f l o w t e mp e r a t u r e me a t p r o d u c t s Th e q u a l i t y o f p r o d u c t s d e pe n d e d o n t h e t h e q u a l i t y o f g e 1 Th e h e a t i n d u c e d g e l f u n c t i o n a l p r o p e r t i e s o f s a l t s o l u b l e p r o t e i n s t r e a t e d wi t h s p i c e s f r o m b e e f wa s s t u d i e d b y d e t e r mi n i n g h a r d n e s s ， s p r i n g i n e s s ， f r a c t u r a b l i t y， t h e W HC o f t h e g e l ， a n d S DS - P AGE t e c h n i q u e ，S O t h i s p a p e r i n o r d e r t o p r o v i d e a t h e o r e t i c a l b a s i s f o r l o w t e mp e r a t u r e b e e f p r o d u c t s Th e ma i n r e s e a r c h c o n t e n t s we r e a s f o l l o we d ：g a r l i c p o we r i mp r o v e d h e a t i n d u c e d g e l p r o p e r t i e s o f s a l t s o l u b l e p r o t e i n s f r o m b e e f , g a r l i c p o we r i n c r e a s e d t h e s a l t s o l u b l e p r o t e i n s o l u b i l i t y， S O i n c r e a s e d o f p r o t e i n c o n t e n t ， f o u n d a n u n k n o wn p r o t e i n t h a t t h e mo l e c u l ar we i g h t b e t we e n 1 4 3 a n d 6 5 KDa； F r e s h Gi n g e r d e t e r i o r a t e d h e a t i n d u c e d g e l p r o p e r t i e s o f s a l t s o l u b l e p r o t e i n s f r o m b e e f , r e d u c e d p r o t e i n c o n t e n t ， d i s s o l v e d my o s i n l i g h t c h a i n LC1 a n d LC2 ； Ch i L i p o wd e r h a d a c e r t a i n i n fl u e n c e o n t h e g e l p r o p e rti e s o f s a l t s o l u b l e p r o t e i n s f r o m b e e f ； p e p p e r 收 稿 日期 基 金 项 目 作者 简介 通讯作者 20 09 08 一 1 广 东省教育部产 学研项 目 ( 2 0 0 7 B 0 9 0 4 0 0 0 3 0 )； 广 东省 国际合作项 目 ( 2 0 0 6 B 5 0 1 0 6 0 0 1 ) 周俭( 1 9 8 5 一)，女 ，华南农业 大学食品学院在读硕士 。研 究方向低 温 肉制品加工 及质 量安 全控 制 E m a il ： j ia ,n g a, im in 2 0 0 0 0 1 6 5 c o rn 蒋 爱民，华南农业大学食品学院教授 ，研 究方 向畜禽食 品加工及质量安全控制 2 0 0 0 耳 犟1 0 期 总 第1 2 8 舷 3 9 。 。 质 量 j j =! =!兰= = = = _ = _二 =竺 != = ：!兰：!= 一 _ j p o we r h a d n o s i g n i fi c a n t i n fl u e n c e Ke y wo r d s ：s a l t s o l u b l e p r o t e i n s ； h e a t i n d u c e d g e l ； g a r l i c po we r ； fle s h g i n g e r p o wd e r ；c h i l i p o wd e r p e p p e r p o we r 中图分类号 ： T S 2 0 5 文献标识码 ：B 文章编号 ： 1 0 01 8 1 2 3 ( 2 0 0 9 ) 1 0 0 0 3 9 0 5 低温西式肉制 品在加工过程 中，蛋白质适度变 性 ，产品鲜嫩 可 口，最大限度地保持了原有营养和 固 有 的风味 ，是现代 肉制品发展的主要方向。该制品 在加工中，肌肉盐溶蛋白溶解并分散于肉片间 ，加热 条件下盐溶蛋白有序聚集而成三维网络结构 ， 相互交联 形成凝胶 ，对制品中的其他成分起到束缚作用 ，凝 胶成犁的好坏决定最终产 品的品质。肌肉盐溶蛋白凝 胶成型是低温 肉制品加 工的技术核心。影响其凝胶成 型的因素众多 ，国内外对盐溶蛋白的形成机理以及各 种盐类对它的影响研究透彻。广泛应用于低温西式 肉 制品的香辛料必然影响盐溶蛋 白蛋白网络结构形成 ， 从而影响蛋白凝胶成型 ，而香辛料对肌肉蛋白质凝胶 特性影响未见报道。 常用于低温西式 肉制品的香辛料有蒜 、姜、辣椒 和胡椒等。蒜 叮去除 肉腥味，解油腻和增加制 品蒜香 味 ，它主要用于各类烟熏香肠 ；姜有独特的辛辣气味 和爽快风味，用于除腥调味；胡椒有调味、增香和增 辣的作用 ；辣椒则有增红、点缀与调味作用。这四种 香辛料被广泛地用于低温西式 肉制品中，而 它们对肌 肉蛋白凝胶特性和制品质构的影响有待研究。 本实验首次研究了蒜、胡椒、辣椒和生姜粉对牛 肉盐溶蛋白热诱导凝胶特性的影响并初步探讨其作用 机理，旨在为牛肉低温制品加工提供一定理论依据。 2 材料与方法 2 1 材料 牛背最 长肌购买于新 余肉类食 品有 限公司 ；蒜 粉 、姜粉 、辣椒粉和 胡椒粉由雨润食品产业集团有限 公司提供 2 2 试剂 一 化学试剂均为分析纯 2 3 仪器 TA XT 2 i 型物性分析 仪 、DYY一8 C电泳仪 、 D一7 8 5 3 2 高速冷冻离心机、7 5 2 分光光度计 、F J 一2 0 0 高速分散均质机 、HH一4 数显恒温水浴锅、P L2 0 3 电 子天平 2 4试验方法 2 4 1 牛肉盐溶蛋白热凝胶的制备 ( 1 )牛肉预处理 ：牛肉一切块一剔除筋膜一绞 肉一称量( 2 0 g 份) 一真空包装一冷冻备用 ( 一 2 4 C)。 蔓 一 ( 2 )盐溶蛋白的提取( 参照C h e rt 等的方 法并略 作修改 )：取样 一解冻( 4 )一加入肉液重量比l： 5 提取液( 0 6 mo l 1 Na C 1 溶液 、磷酸盐缓冲溶液) 一匀浆 3 0 s 一1 0 Na OH溶液调p H至7 0 4 静置2 4 h一离心 纯化( I O 0 0 0 RC F，5 mi n ) 一纱布过滤一取上清液一加入 上清液体积5 倍的去离子水沉淀蛋 白一静置2 h 一离心 取沉淀一盐溶蛋 白。 ( 3 )凝胶的制备 ：加入提取液溶解盐溶蛋白 ( 调节蛋白浓度为3 0 mg m1 )一加入香辛料 一匀浆一 4 C静置1 2 h 一分装一水浴加热( 升温速度：l mi n 。c， 5 2 保温5 mi n ，继续升温至7 0 保温5 m i n ) 一冷却。 2 4 2 测定方法 2 4 2 1 蛋 白质含量的测定 本试验采用双缩脲法测定蛋白质含量 。 2 4 2 2 质构的测定吲 将 牛 肉盐 溶 蛋 白 热 诱导 凝 胶 放 在 TA XT2 i 型 活 扬 仪 载 样 台 的 中 央 做 质 构 剖 面 分 析 ( T e x t u r e P r o f i l e An a l y s i s ，简称T P A分析)。基本 参数是 ：圆柱形探头R0 5 ，直径 1 0 ram，测试前速度 1 0 mm s ，测试速度1 0 mm s ，测试后速度1 0 mm s ， 试样变形4 0 ，两次压缩 中停顿5 s 。每个样品重复测 定5 次 ，取平均值。 2 4 2 3 保水性的测 将制 备好的盐溶 蛋白质热凝胶以 3 0 0 0 r p m离心 5 rai n 后 ， 按照下式计算凝胶的保水性 ： 保水性( wHc) =( W厂W) ( w， 一 W) 1 0 0 w， 离心管+ 离心后的凝胶重( g ) w ： 离心管+ 未离心的凝胶重( g ) w ： 离心管重( g ) 2 4 2 4 盐溶蛋白质的S D S P A G E 分析 参 照Y L Xi o n g 等 的方法 并略作修 改 。将 盐 溶蛋 白质溶液 进行十 二烷基磺 酸 钠一 聚 丙烯酰胺 凝 胶 电泳( S DS PAGE ) ，将盐 溶 蛋 白质溶液 用含 5 S DS， 0 1 巯基乙醇溶液稀释到1 0 倍 ，8 0 C水浴l h， l：l 力 口 入2 倍样品稀释液 ，沸水浴3 rai n，1 2 0 0 0 转分 离一 , 5 mi n，每个试样的上样量为2 0 l ，实验所采用的 浓缩胶和分离胶的浓度分别为4 H 1 0 。 2 5 统计分析 本实验数据经软件e x c e l l S A S 9 O AN O VA 方差 2 0 0 9 举 篓t 0 裳 怠 第 f 2 8 期 分析处理 ，并用D u n c a n 法进行多重比较分析。 3 结果与分析 3 1 双缩脲 法测蛋 白质含量的标准 曲线 o 4 5 o 4 O 3 5 0 3 0 2 5 O 2 O 1 5 0 1 0 0 5 O 牛 血 清蚩 臼_般 匿mg ml B o v i n e s e r u mp r o t e i n c o n c e n t r a t i o n 图 1 双 缩脲 法 测蛋 白质含 量 的标 准曲 线 F ig 1 S t a n d a r d C u r v e o f Me a s u r in g t h e P r o t e i n C o n t e n t b y Bi u r e t 3 2 四种 香辛 料对 牛 肉盐溶 蛋 白热诱 导凝 胶特 性 的影响 3 2 1 四种香辛料对牛肉盐溶蛋白热诱导凝胶硬度的 影响 香辛 料舔 加 量 图2 香辛料对牛 肉盐溶蛋 白热诱导凝胶硬度 的影响 F i g 2 E f f e c t s o f a d d i n g s p i c e s o n h a r d n e s s o f s a lt -s o lu b l e p r o t e i n o f b e e f g e l 硬度是评价凝胶质构特性的重要指标 ，对 肉制品 品质有很重要 的影响 。根据食用可接受范 围确定香 辛料添加量 ，从图2 可知 ，不同香辛料以及同种香辛料 不同浓度对牛肉盐溶蛋白凝胶特性影 响存在差异。添 加蒜粉使得蛋白硬度增加极显著( P 值 0 0 0 1 )，当 添加蒜粉量为3 时 ，凝胶硬度最高为8 1 6 1 g，是不添 加时的1 9 倍；随着生姜粉的添加 量增加蛋白硬度呈现 先降后增加 的趋势 ，但都 明显 低于 未 添加 生姜 粉 的 ( P 值 0 O 0 1 )；随 着辣椒粉 添加蛋 白硬度呈现 先 降后 升 的趋势 ，当辣椒 粉 添加 量 大于 1 2 时 ，蛋 白硬 度显 著高于 未添加 辣椒 粉 的( P 值 = 0 0 0 2 )； 胡椒粉 对蛋 白硬 度影响小 于其他 三种香 辛料的影 响 ( P 值= 0 0 3 5 )。 3 2 2 四种香辛料对牛肉盐溶蛋 白热诱导凝胶弹性的 影响 香辛 料 添加 量 图5 香辛料对牛 肉盐溶蛋 白热诱导凝胶弹性的影响 F ig 5 E f f e c t s o f a d d i n g s p ic e s o il s p r in g in e s s o f s a l t -s o lu b l e p r o t e i n o f b e e f g e l 四种香辛料添加后 ，蛋白凝胶弹性都有所下降 ， 蒜粉 、辣椒粉和胡椒粉对蛋 白弹性影响极显著( P 值 都 小于0 0 0 0 1 )，胡椒粉影 响最小( P = O 4 8 9 4 )如 图3 。当添加 1 蒜粉时 ，蛋白凝胶弹性 由1 0 1 下 降为 0 3 6 ，当添加量继续增加时蛋 白弹性 变化不 明显 ；当 添加 1 2 辣椒粉时，蛋 白凝胶弹性下 降为不添加辣椒 粉时的0 3 4 倍 ，添加量再增加 蛋白弹性变化不显著 ； 当添加生姜粉量高达 1 5 时 ，弹性下降为0 6 5 ，随着 添加量减少蛋 白凝胶弹性变化不明显。 3 2 3 四种香辛料对牛 肉盐溶蛋 白热诱导凝胶剪切力 的影响 香辛料添加量 图4 香辛料对牛 肉盐溶蛋 白热诱导凝胶剪切力的影响 F ig 4 E f f e c t s o f a d d i n g s p i c e s o n f r a c t u r a b il i t y o f s a l t - s o lu b l e p r o t e i n o f b e e f ge l 由图4 可知 ， 随蒜粉和生姜粉添加量增加蛋白凝 胶剪切力呈先增后减的变化 ，但均高于未添加香辛料 的 ，其影响显著( P 值分别为0 O 0 0 3 N O 0 0 0 1 )，而 胡椒粉和辣椒粉对 蛋 白凝 胶的剪切力影 响不明显 ( P 值分别为0 1 0 3 8 F 1 0 1 9 5 8 )。 3 2 4 四种香辛料对牛肉盐溶蛋白热诱导凝胶保水性 的影响 由图5 可 以看出 ，蒜粉对 蛋白凝 胶保水性影响不 显著( P = O 0 1 0 3 )；随着添加量的增加 ，其他几种香 辛料 使得保水性 显著变化( P 都小于0 O 1 ) ，变化趋 势为先增后减。 2 0 0 9 再 第7 0 额 总 藜f 2 8 期 堪皿趟 j 质 量 安 誊 芒 正 娼 图5 香辛料对牛 肉盐溶蛋 白热诱导凝胶保 水性的影响 F i g 5 E f f e c t s o f a d d i n g s p ic e s O i l WH C o f s I t -s o lu b l e p r o t e i n o f b e e f g e l 综上所述 ，当添加蒜粉量为3 时，凝胶硬度最高 为8 1 6 1 g，提高了1 9 倍 ，虽蒜粉添加弹性下降 ，但 对蛋白凝胶品质影响不大，而其他质构指标和保水性 影响不显著，整体评价蒜粉极大改善了蛋 白凝胶质构 特性 。当辣椒粉添加量为1 2 时 ，蛋 白凝胶硬 度、剪 切力和保水性增加 ，弹性变化不明显 ，蛋 白凝胶质构 明显改善 ，而其他添加量使 蛋白凝胶 质构劣化 。虽添 加一定量生姜粉使得蛋 白凝胶剪切 力和保水性有所增 加 ，但使得蛋白凝胶硬度下 降显著 ，凝胶质构特性变 差。胡椒粉对蛋白凝胶硬度、弹性 、剪切力和保水性 影响不显著。 3 3 香辛料对牛 肉盐溶蛋白蛋白含量和组分的影响 四种香辛料对牛 肉盐溶蛋 白热诱导凝胶特性影响 不同。蒜粉和辣椒粉添加后凝胶特性有所改善 ，但添 加量过大 ，使得凝胶特性变差 。生姜粉使得蛋白凝胶 品质变差 ，胡椒粉对盐溶蛋白热诱导凝胶品质无显著 影响。这可能是香辛料的添加改变 了盐溶蛋白的含量 和组分所引起。 众 多学者研究表 明 ，盐溶蛋 白浓度 和组分 足影响蛋白热绣导凝胶特性 的重要因素 ，蛋白含量尤 其是肌球 蛋白含量 越高 ，凝胶保水 性和硬 度越高 。 分析对牛 肉盐 溶蛋 白热诱导 凝胶特性 有显著影 响的 蒜 、生姜和 辣椒粉 对牛 肉盐溶 蛋白含量和组 分的影 响，如 6 。 由 图 6可 以 看 出 添 加 蒜 粉 后 肌 球 蛋 白 重 链 ( M HC： mY O s i n h e a v y c ha i n)、肌 动 蛋 白 ( A c t i n)、原肌球 蛋 白 ( t r o my o s i n )、肌 钙蛋白 ( t r o p o n i n )、肌球蛋 白轻链L C l # U L C 2 的条带变宽 _ - 颜色变深 ，表明蒜粉使盐溶蛋 白溶解性增加 ；同时 较未添加香 辛料 的蛋 白多出一种分子量 介于 1 4 3 , u 6 5 D K a 的蛋白质，蒜 中含有大量的蛋 白，约占干重的 l 0 ” ，这种蛋白可能为蒜蛋白。 添加生姜粉后 ，蛋白条带颜色变浅 ，说明蛋白含 量低，同时肌球蛋白轻链I C 和L C ， 消失 ，从而蛋白凝 互 翌 4 2 _ 胶品质变差 。Na v e e n a e t a 1 ，唐晓珍等人 。 研究表 明生姜中生姜蛋白酶能促进分解肌球蛋 白，而肌球蛋 白是影响盐溶蛋白热诱导凝胶形成的重要蛋白，由此 生姜影响盐溶蛋 白网络结构形成 ，从而凝胶 质构特性 变差。 添加辣椒粉后 ，蛋白电泳条带没有显著变化 ，辣 椒粉对盐溶蛋 白无明显影响。而辣椒粉粉粒填充在盐 溶蛋 白网络结构之 中，影响了蛋 白网络结构 ，从而影 响了蛋白凝胶品质。 M I】 2 00 ； 辑 蝴 静 j 赫 赫 。 l_ I * 露 ill 麓 囊 _ _ M 一 标 准蛋 白；1一空 白 ；2 添加 5 蒜 粉 ；5一 添 加0 8 生姜粉 ；4一添 加 1 2 辣椒 粉 ； 图6 添加香辛料牛肉盐溶蛋 白S D S -P A G E 图谱 F i g 6 S D S - P A GE o f s a lt s o l u b le p r o t e in s t r e a t e d w i t h s p ic e s f r o m b e e f 4 结论 1 蒜粉明显改善牛肉盐溶蛋 白热诱导凝胶特性 ， 从S DS P AGE图谱可知 ，添加蒜粉提高了盐溶蛋 白 溶解性 ，并发现一种分子量介于1 4 3 , a 6 5 KD a 的未 知蛋 白质。 因此 可推测蒜粉添加 在低温 西式肉制 品 中不仅仅是改善风味 ，而且对提 高制品质构 品质有改 善效果。 2 生姜粉劣化牛 肉盐溶蛋白热诱导凝胶特性 ，从 S D S -P A G E 图谱 中，添加生姜粉后盐溶蛋白蛋白条带 颜色变浅 ，并发现肌球蛋 白轻链LC 和LC 消失。因此 低温西式 肉制品中不宜添加添加生姜粉。 3 辣椒粉虽对盐溶蛋白含量和组分无影响，但是 对蛋白热诱导凝胶特性有所影响 ，因此在低温西式 肉 制品加工过程应适量添加辣椒粉 。 4 胡椒粉对牛肉盐溶蛋白热诱导凝胶特性无显著 影响 ，因此在低温西式肉制品加 工过程 中仅考虑其对 风味的影响确定添加量。 2 0 0 0 耳 鐾 l 0 期 患 藜 2 8 纛 囊墨 _ 赣曩尊 囊 曩翟 糍薯 譬麓薯 囊 嚣搿 曩 _ 爱 舞 一量 麓曩_ 一 _ | l _ 曩_叠 舞 毒 曩lll 薯 一 1 】 2 】 3 4 】 【 5 】 6 】 【 7 】 【 8 】 参考文献 姚伟艳 浅谈低温 肉类制品的发展 趋势I I 1 _ 肉类3 - 业 2 0 0 6 9 ( 3 0 5 ) ： 3 9 4 0 杨龙江 ，南庆贤 肌 肉蛋 白质的热诱导凝胶特性及 其影响因素 1 1 肉类工业，2 0 0 1 ，( 1 0 ) ： 3 9 4 2 CHEN H H X U S Y W AN G Z I n t e r a c t i o n b e t we e n fl a x s e e d g u m a n d me a t p r o t e i n J J o u r n a l o o o d E n g i n ee r i ng， 2 007， 8 0： 1 0511 05 9 徐幸 莲等 磷 酸盐 对肌球 蛋 白热凝胶 硬 度 、保 水性和超微 结构的影响【 I 】 食品科 学，2 0 0 5 ，2 6 ( 3)： 4 24 6 李继红 不 同种类 肉盐溶蛋 白凝胶特性的研 究 硕 士学位论文2 0 0 4 6 祖 海珍转谷氨酸胺酶对大豆分 离蛋 白和肌原纤 维混合蛋 白成胶