海藻酸钠-钙凝胶特性及其在低脂猪肉糜中应用的研究.pdfVIP

374 罗阳， 张连富* ( 江南大学食品学院， 江苏无锡 214122) 摘要: 海藻酸钠钙凝胶具有良好凝胶强度且热不可逆， 可改善肉糜、 香肠类产品的质构及持水性。实验以凝胶强度 为指标， 采用不同种类的海藻酸钠， 碳酸钙作为钙源， 葡萄糖酸内酯( GDL) 控制钙离子的释放， 优化配比， 并将其用于 猪肉糜， 研究其对肉糜蒸煮损失、 冻融损失和质构性质的影响。结果表明， 粘度为 800cps 的高古罗糖醛酸型海藻酸钠 凝胶效果最好， 最佳配比( 重量) 为: 55.6% 海藻酸钠， 13.9% 碳酸钙， 30.6% 葡萄糖酸内酯。将以上比例的添加剂添加 到低脂猪肉糜中， 结果显示在总添加剂量为原料重量( 低脂猪肉) 1.0% 1.5% 时， 肉糜在质构性质、 蒸煮损失和冻融损 失方面有较好的改进效果。 关键词: 海藻酸钠， 凝胶强度， 低脂猪肉糜， 质构 Study on the gelling properties of sodiumcalcium alginate and its application in lowfat Pork LUO Yang， ZHANG Lianfu* ( School of Food Science and Technology， Jiangnan University， Wuxi 214122， China) Abstract: Sodium alginatecalcium gel is a hot irreversible gel with high strength and it can be used to improve water holding capacity and texture properties of meat paste and sausage.Using gel strength as the index， calcium carbonate as sources of calcium and GluconoDeltaLactone( GDL) to release calcium， types of sodium alginate were screened in this study.And then， the mixed ingredients were used in the lowfat pork paste to study their influence on the cookingloss， freezethaw loss and texture properties.The results showed when high guluronic acid type of sodium alginate with the viscosity of 800cps was used， together with calcium carbonate as calcium source and GluconoDeltaLactone( GDL) as calcium releasing agent， the pork paste existed highest strength.The optimal ratio of each material was 55.6% sodium alginate， 13.9% calcium carbonate and 30.6% GluconoDelta Lactone( GDL) .We used this additive in lowfat pork and found that when the amount of additive was 1.0% to 1.5%， it had a good effect on the cooking loss， freezethaw loss and texture properties of lowfat pork. Key words: sodium alginate; gel strength; lowfat pork; texture 中图分类号: TS202.3文献标识码: A 文 章 编 号: 10020306( 2012) 06037404 收稿日期: 20110616* 通讯联系人 作者简介: 罗阳( 1987) ， 男， 硕士研究生， 研究方向: 食品科学与工程。 质构特性是衡量肉制品品质的重要指标 1 ， 目前 市场上销售的肉制品质构改良剂主要有非肌肉蛋白 和亲水胶体等， 非肌肉蛋白会降低产品硬度， 使用成 本较高且操作繁琐; 相比较而言， 亲水胶体更为有 效 2 。目前使用较多的亲水胶体有卡拉胶、 黄原胶、 海藻酸钠等， 其中卡拉胶在凝胶过程中需要加热， 并 且其凝胶为热可逆凝胶， 黄原胶形成的凝胶强度较 低 37 。海藻酸钠( Sodium alginate) 是一类从褐藻中 提取， 由 D甘露糖醛酸和 L古罗糖醛酸组成的天然 线性多糖。海藻酸钠具有降血压、 降血脂、 预防脂肪 肝， 有助于排除体内重金属等功能 8 。海藻酸钠溶液 在 Ca2 +作用下， 可在常温或低温下形成具有良好凝 胶强度的热不可逆凝胶。海藻酸钠的粘度和 L古罗 糖醛酸含量会对凝胶强度产生影响， 另外其凝胶强 度还与海藻酸钠浓度和 Ca2 +浓度有关9 。根据海藻 酸钠低温凝胶和凝胶热不可逆的性质， 可将海藻酸 盐用于低温、 高膳食纤维的营养保健型肉制品的研 发。一般制备海藻酸盐凝胶需要将海藻酸钠和钙盐 各自溶解， 然后再将溶液混合， 主要原因是海藻酸钠 溶解速度较慢， 较早溶解出的海藻酸钠会与 Ca2 +反 应， 使形成的凝胶不均匀 1012 。葡萄糖酸内酯能在水 中水解， 产生温和的酸性， 碳酸钙难溶于水， 但葡萄 糖酸内酯存在条件下， 能缓慢释放出 Ca2 +13 。本研 究采用不同种类的海藻酸钠， 碳酸钙作为钙源， 葡萄 糖酸内酯控制钙离子的释放， 以凝胶强度为指标， 优 化配比， 然后将其用于低脂猪肉糜， 考察其对肉糜蒸 375 煮损失、 冻融损失和质构性质的影响。 1材料与方法 1.1材料与设备 猪肉市售; 海藻酸钠青岛明月生物科技， 食 品级; 碳酸钙建德市新安江永合塑胶厂， 食品级; 葡萄糖酸内酯安徽兴宙医药食品有限公司， 食 品级; 食盐江苏盐业公司， 食品级。 FA25 型高剪切乳化机上海弗鲁克流体机械 制造有限公司; TA.XT Plus 型物性测试仪英国 Stable MicroSystems 公司; AB104N 型微量电子天 平瑞士 METTLER 公司; SK2015 型电磁炉中国 美的集团; cm14 型斩拌机西班牙 MAINCA 公司。 1.2实验方法 1.2.1海藻酸钠种类的选择海藻酸钠的种类一共 有 6 种， 分为高古罗糖醛酸型( 高 G) ， 粘度 400、 600、 800cps 和高甘露糖醛酸型( 高 M) ， 粘度 400、 600、 800cps， 后面此 6 种海藻酸钠分别记为 G4、 G6、 G8、 M4、 M6、 M8。在实验中， 6 种海藻酸钠均取 1.0g， 碳 酸钙取 0.10、 0.20、 030g， 葡萄糖酸内酯过量( 0.75g) ， 加入 100g 去离子水， 用剪切乳化机搅拌 5min( 盘转 速 22000r/min) ， 在 4条件下静置 24h 后用物性仪 测其凝胶强度。 1.2.2配比的确定确定选定的海藻酸钠、 碳酸钙 和葡萄糖酸内酯之间的比例。首先， 每次称取前面 选定的海藻酸钠( X 类型) 1g， 碳酸钙分别取 0.10、 0.15、 0.20、 0.25、 0.30、 0.35、 0.40g， 葡萄糖酸内酯过量， 加入 100g 去离子水， 用剪切乳化机搅拌 5min( 盘转 速 22000r/min) ， 在 4条件下静置 24h 后用物性仪 测其凝胶强度。然后确定葡萄糖酸内酯的用量， 每 次取 1g 海藻酸钠( X 类型) ， 前面选定的碳酸钙添加 量( Yg) 0.40、 0.45、 0.50、 0.55、 0.60、 0.75g( 0.75g 为过 量) ， 加入 100g 去离子水， 用剪切乳化机搅拌 5min ( 盘转速 22000r/min) ， 在 4条件下静置 24h 后用物 性仪测其凝胶强度。 1.2.3肉糜的制备去除新鲜猪肉可见的脂肪、 筋 腱和结缔组织， 切块， 加入 10% 的冰块， 用斩拌机慢 斩5min( 盘转速10r/min， 刀转速1500r/min) ， 然后快 斩 5min( 盘转速 20r/min， 刀转速 3000r/min) 。称取 110g 肉糜， 20g 水， 1.5g 盐以及一定量的添加剂( 添 加剂以之前得出的结论为配比) ， 添加剂总量分别为 0.00( 空白) 、 0.36、 0.72、 1.08、 1.44、 1.80g。混合均匀 后， 将肉糜灌入肠衣中， 在 4条件下放置 24h。 1.2.4样品的检测 凝胶强度的测定将准备的凝胶切成直径 20mm、 高 20mm 的圆柱体， 在物性仪上， 用 P/0.25S 的球状不锈钢探头以 1.0mm/s 的速度去压凝胶， 测 出的最大阻力即为凝胶强度， 每个样品重复三次 14 。 蒸煮损失( CL) 的测定在放置后的肉糜中 称取质量 A 放入沸水中蒸煮 10min， 取出在常温下放 置 5min， 擦去表面游离水， 测得质量 B， 每组实验重 复三次， 按照下列公式计算 CL 值 14 。 CL( % )= ( AB) /A 100% 冻融损失的测定在放置后的肉糜中称取 质量 A 放入18的冰箱中冻结 24h， 测其质量 B， 然 后将其放入4条件下解冻12h， 擦去表面游离水， 测 其质量 C， 每组实验重复三次， 按照下列公式计算冻 结损失和融化损失。 冻结损失( % )= ( AB) /A 100% 融化损失( % )= ( BC) /B 100% 肉糜质构的测定将放置后的肉糜放入沸 水中蒸煮 10min 后， 取出将其切成直径 20mm、 高 20mm 的圆柱体， 在物性仪上， 用 P/36R 探头对肉糜 进行全质构分析( TPA) ， 样品压缩形变量设置为 30% ， Protest Speed， Test Speed， Posttest Speed 均为 1.0mm/s， 每组实验重复三次 15 。 2结果与分析 2.1不同粘度对海藻酸钠凝胶强度的影响 由图 1、 图 2 可知， 无论是高甘露糖醛酸型还是 高古罗糖醛酸型， 在三种碳酸钙用量下， 高粘度的海 藻酸钠都会产生凝胶强度较好的凝胶。高粘度的海 藻酸钠具有更长的分子链， 在 Ca2 +作用下发生交联， 形成凝胶时， 分子间的结合更加紧密， 从而使凝胶强 度增 强， 所 以 选 择 粘 度 较 高 的 海 藻 酸 钠 ( 粘 度 800cps， G8 和 M8 两种) 进行下一步的实验。 图 1不同碳酸钙用量下高甘露糖醛酸型 海藻酸钠随粘度的凝胶强度变化 Fig.1Effects of different amount of calcium carbonate and different viscosity of high mannuronic acid type of sodium alginate on gel strength 图 2不同碳酸钙用量下高古罗糖醛酸型 海藻酸钠随粘度的凝胶强度变化 Fig.2Effects of different amount of calcium carbonate and different viscosity of high guluronic acid type of sodium alginate on gel strength 2.2不同类型海藻酸钠( G/M 比例) 对凝胶强度的 影响 由图 3 可知， 在三种碳酸钙用量下， 高古罗糖醛 酸型海藻酸钠的凝胶强度都要大于高甘露糖醛酸型 376 海藻酸钠。在海藻酸钠大分子中， 单体以嵌段区形 式存在， 分为 M 段( 聚甘露糖醛酸) 和 G 段( 聚古罗 糖醛酸) 。研究发现， 海藻酸钠中 G 段含量较高的更 加适用于制备凝胶， 其形成凝胶具有更强的凝胶强 度， 所以选择粘度为 800cps， G 段含量较高的海藻酸 钠( G8) 作为实验原料。 图 3不同碳酸钙用量下高甘露糖醛酸型、 高古罗糖醛酸型的凝胶强度变化 Fig.3Effects of different amount of calcium carbonate on high guluronic acid type of sodium alginate and high mannuronic acid type of sodium alginate s gel strength 2.3碳酸钙用量对凝胶强度的影响 由图 4 可知， 随着碳酸钙用量的增大， 凝胶强度 也不断变大， 但在碳酸钙用量超过 0.25g 时， 凝胶强 度增大的趋势明显变小。当 Ca2 +用量过多时， 凝胶 可能会收缩脱水， 并且可能使形成的凝胶不均匀或 者产生沉淀 16 ， 所以碳酸钙用量选择 0.25g。 图 4不同碳酸钙用量对凝胶强度的影响 Fig.4Effects of different amount of calcium carbonate on gel strength 2.4葡萄糖酸内酯用量对凝胶强度的影响 由图 5 可知， 葡萄糖酸内酯用量在 0.55g 以下 时， 凝胶强度和葡萄糖酸内酯基本呈正相关关系， 超 过 0.55g 时， 凝胶强度略有下降， 可能是因为葡萄糖 酸内酯用量过多， 使 Ca2 +释放加快， 形成的凝胶不够 均匀， 所以葡萄糖酸内酯用量选择 0.55g 为宜。 根据前面的实验， 确定出了添加剂的配比: 海藻 酸钠 55.6% ， 碳酸钙 13.9% ， 葡萄糖酸内酯 30.6% 。 2.5不同添加剂用量对低脂肉糜品质的影响 由图 6、 图 7 可知， 随着添加剂用量的增大， 低脂 肉糜的弹性和内聚性有一定程度的提高， 硬度和咀 嚼性有较大的提高。由图 6 可知， 添加剂用量在 1.44g 以下时， 硬度和咀嚼性上升趋势较为明显， 在 用量为 1.44g 时， 硬度和咀嚼性提高了一倍左右。弹 性和内聚性均为相对值， 弹性代表第一次下压后样 品的高度与原始高度的比值， 内聚性代表第二次下 图 5不同葡萄糖酸内酯用量对凝胶强度的影响 Fig.5Effects of different amount of GluconoDeltaLactone on gel strength 压与第一次下压机器所做的功的比值， 所以弹性和 内聚性的提高程度相对较小。 图 6不同添加剂量对低脂肉糜硬度和咀嚼性的影响 Fig.6Effects of different amount of additive on hardness and chewiness of low fat 图 7不同添加剂量对低脂肉糜弹性和内聚性的影响 Fig.7Effects of different amount of additive on springiness and cohesiveness of low fat 由图 8、 图 9 可知， 随着添加剂用量的增大， 低脂 肉糜的蒸煮损失( CL) 、 冻结损失、 融化损失、 解冻后 蒸煮损失( CL2) 均有一定程度的下降， 其中蒸煮损失 ( CL) 下降最为明显， 从 34.8% ( 添加剂用量为 0.00g) 下降到了 8.2% ( 添加剂用量为 1.08g) 。在添加剂量 大于 1.08g 时， 四个指标趋于不变。根据以上结果， 添加剂用量为原料重量( 低脂猪肉) 1.0% 1.5% 时， 能够明显改善低脂肉糜的品质， 效果良好。 3结论 通过对海藻酸钠种类、 添加剂配比的选择以及 添加剂在低脂肉糜中的应用效果研究， 结果表明粘 度为 800cps 的高古罗糖醛酸型海藻酸钠凝胶效果最 好， 最佳配比为: 海藻酸钠 55.6% ， 碳酸钙 13.9% ， 葡 萄糖酸内酯 30.6% 。当添加剂用量为原料重量( 低 脂猪肉) 1.0% 1.5% 时， 能够明显改善低脂肉糜的质 构性质和加工中的损失， 效果良好。 ( 下转第 385 页) 385 and temperature on the colour and oxidative stability of processed cheese J .International Dairy Journal， 2001( 11) : 837843. 12刘会平， 宗学醒， 郭林海 . 不同包装材料对贮藏期 Mozzarella 干酪功能特性的影响J .中国乳品工业， 2009， 37 ( 3) : 3034. 13阚建全 .食品化学M.北京: 中国农业大学出版社， 2008: 32. 14 食品安全国家标准: GB5009.32010.食品中水分的测定 S .北京: 中国标准出版社， 2010. 15 黎源倩， 孙长颢， 叶蔚云， 等 .食品理化检验 M .北京: 人 民卫生出版社， 2006: 100106. 16 Okpala O R C， Piggott J R， Schaschke C J.In?uence of high pressure processing( HPP) on physico chemical properties of fresh cheese J. 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