毕业设计（论文）-谷氨酰胺转氨酶在重组鸡排的应用.doc

论 文 题 目：谷氨酰胺转氨酶在重组 鸡排的应用 专 业 名 称： 食品科学与工程 学 生 姓 名： 指导教师姓名： 指导教师职称： 院 系 （点）： 日 期： 2011 年 4 月 26 日I摘 要谷氨酰胺转氨酶是一种催化酰基转移反应的转移酶，它可以使蛋白质分子间和分子内形成共价交联反应，从而把细小块状组分粘合起来。本文研究了的谷氨酰胺转氨酶重组鸡排加工工艺，以感官评价和质构分析为指标，通过单因素实验分析TG酶添加量、反应时间和反应温度对鸡排品质的影响，根据单因素实验结果设计正交试验，以得出鸡排的较优生产工艺条件。研究结果表明:TG酶添加量、反应时间和反应温度分别为0.3、4h、35。根据最佳工艺得到的产品肉质细腻，有弹性，嫩度正好，表面为金黄色，具有鸡肉制品特有的香味。关键词：谷氨酰胺转氨酶；重组鸡排；工艺条件AbstractGlutamine transaminase is a catalytic acyl transfer reaction of transferase, it can make protein intermolecular and intramolecular covalent cross linking reaction, thus the small block components together. This paper studies the glutamine transaminase recombinant chicken processing technology, with sensory evaluation and quality and structure analysis of indicators, through the single factor experiment analysis of TG enzyme addition amount, reaction time and reaction temperature on the influence of the chicken quality, according to the results of single factor experiment design of orthogonal test, to chicken better production process conditions are obtained. The results show that the TG enzyme addition amount, reaction time and reaction temperature were 0.3%, 4 h, 35 . According to the optimum product fleshy delicate, elastic, tenderness, at the right moment, the surface is golden yellow, with the distinctive flavor of a chicken products.Key words：Glutamine transaminase; Recombinant chicken; Process conditions目 录摘 要.关键词.Abstract.第1章 前言.1第2章 材料与方法.第1节 碎肉重组鸡排.2.1.1材料与设备.2.1.1.1实验材料.2.1.2.2仪器设备.2.1.2实验方法.2.1.2.1产品工艺流程.2.1.2.2产品工艺操作要点.第2节 试验设计.2.2.1单因素试验方法.2.2.1.1TG酶最适添加量的确定.2.2.1.2TG酶反应时间的确定.2.2.1.3TG酶反应温度的确定.2.2.1.4最佳工艺优化.第3节 产品质量指标的检测.2.3.1测定方法.2.3.2感官评分标准.2.3.3质构测定.2.3.4理化卫生指标检测.2.3.5微生物指标检测.第3章 结果与分析.第1节 最佳配方的单因素试验.3.1.1TG酶添加量对鸡排物性以及感官评分的影响.3.1.2TG酶反应时间对鸡排物性以及感官评分的影响.3.1.3TG酶反应温度对鸡排物性的影响.3.1.4工艺优化（正交试验.第2节 产品质量检测结果.3.2.1产品质量检测.3.2.1.1感官指标.3.2.1.2理化卫生指标检测结果.3.2.1.3微生物指标检测结果.第4章结论与展望.致谢.参考文献.V第1章 前言谷氨酰胺酶1，又称转谷氨酰胺酶（TG酶），能催化蛋白质分子内的交联、分子间的交联、蛋白质和氨基酸之间的连接以及蛋白质分子内谷氨酰胺基的水解，提高蛋白质的营养价值。它可以催化酪蛋白，乳球蛋白、肌球蛋白、大豆蛋白等蛋白质的谷氨酰氨基上的酰胺基和赖氨基上的(谷氨酰基)赖氨酸共价键，赋予蛋白质特有的质构和口感。1989年，世界上首次报道发现微生物转谷氨酰胺酶MTG，与动物来源的谷氨酰胺酶相比，利用微生物所产生的酶，产酶周期短及纯化工艺简单，因而酶制剂的生产成本较低，有利于它在食品工业与其他行业中的应用。微生物转谷氨酰胺酶以其独特的优势，在提高加工食品的口感、质地、外观、营养等功能方面得到广泛应用，为广大消费者提供健康、环境友好型产品，具有广阔的市场发展前景。早期就有使用谷氨酰胺转胺酶生产重组碎肉的方法。把碎牛肉、碎猪肉和其它原料包括谷氨酰胺转胺酶、面粉、奶粉、品质改良剂等，混合、成型，放入耐压容器内杀菌。可用此方法生产汉堡包、肉丸、烧卖等；后来又开发出另一种新方法生产新鲜重组肉制品，该方法不需加热，只需加入食盐或磷酸盐，在谷氨酰胺转胺酶作用下将碎肉粘结在一起；近几年又有新的应用方法，用谷氨酰胺转胺酶可以代替磷酸盐的方法。将冻猪肉解冻后，斩拌、加入食盐、调味料、香辛料及0.1谷氨酰胺转胺酶，混合、包装、杀菌，结果显示加入谷氨酰胺转胺酶的比加磷酸盐的凝胶强度以及粘着力好。谷氨酰胺转胺酶交联的蛋白质还可以用作脂肪替代物，生产低脂肉制品。把酪蛋白凝胶作为脂肪替代物，应用到色拉米肠中代替了50脂肪。从上面可以看出，在重组肉制品时使用谷氨酰胺转胺酶可以充分利用肉制品加工中的副产品(如脱骨碎肉、明胶、血蛋白等)；可以在低温条件下发生交联反应，进行进重组；并且可以将各种非肉蛋白质交联到肉蛋白质上，从而提高肉制品口感、风味、组织结构和营养性2。目前我国肉制品加工还存在许多问题，主要原因是原料肉的价格高居不下，从而导致肉制品的价格偏高。而且肉制品加工中，剔骨肉或碎肉由于品质上的原因，无法将其完全利用。肉制品的质量主要是指其风味质地口感色泽等，肉制品的色泽和风味主要是其中的辅料决定的，通过加入添加剂，生产出色泽诱人，香味浓厚的产品不成问题。质地和口感则由其主料即肉的添加量来决定，肉的添加量多，质地和口感必然不错，但多加肉必然会增加成本，消费者也难以接受价格太贵的产品。而根据统计，近年来肉类食品的消费在逐年增加，特别是在发展中国家。数据显示在2020年前世界的人均消费肉类食品将达到40kg1。同时，随着消费人群对健康食品认识的不断提高，在一定程度上促进了肉类食品在营养方面的改进。在肉制品加工中如何利用低价值的碎肉，如何提高肉制品的外观、风味和质构、提高产品的附加值是一个大问题。谷氨酰胺转胺酶在解决这个问题时发挥重要的作用，谷氨酰胺酶（TG酶）作为一种新型的食品添加剂，它能使产品在减少肉的添加量时，还维持原来的质地和口感。一些碎肉经TG酶从组后，可以完全被利用，并恢复或与普通肉相同的功能性质。因此，在肉制品中应用TG酶可提高原料肉的利用率及改善肉制品的品质。因此使用谷氨酰胺转胺酶应用最多的是肉制品加工业。本试验以碎鸡肉为原料，利用重组技术以及谷氨酰胺酶在低温条件下发生交联反应，将小分子蛋白聚合成大分子化合物的能力，使鸡肉粘合成鸡排，可以充分利用食品加工中产生的副产品，变废为宝。它还可以将人体必需的氨基酸（如赖氨酸，甲硫氨酸)通过共价交联到蛋白质产品上，防止美拉德反应时对氨基酸的破坏，达到提高蛋白质营养价值的目的,还可以改善和提高鸡排的硬度和弹性。第2章 材料与方法第1节 碎肉重组鸡排2.1.1材料与设备2.1.1.1实验材料碎鸡肉（符合食品安全卫生要求），TG酶（泰兴市一鸣生物制品有限公司），食用盐，白沙糖，味精，白胡椒粉，淀粉，鸡蛋，植物油（大豆色拉油）2.1.2.2仪器设备BVRJ-30型真空滚揉机：杭州艾博科技工程有限公司；美国FTC TMS-touch质构分析仪：北京盈盛恒泰科技有限公司；HPX-9162MBE型电热恒温培养箱:上海博迅实业有限公司医疗设备；EL3002型电子天平：梅特勒-拖利多仪器（上海）有限公司；美的电磁炉；模具（江苏牧院畜产品加工实验室提供）2.1.2实验方法2.1.2.1产品工艺流程碎鸡肉（冻品）解冻整理腌渍真空滚揉成型、酶反应灭酶上蛋液蘸面粉油炸速冻成品2.1.2.2产品工艺操作要点（1）解冻。将经兽医检验合格的碎鸡肉，拆去包装塑料袋，放在24下解冻。（2）整理。将碎肉整理,即除去碎肉表面脂肪，骨渣等，再将其清洗干净。（3）腌渍。将按比例称好的盐、糖和味精、白胡椒粉，加于己称好的碎肉中,搅拌均匀后在04下，静止放置20min，以利于肉对盐水的充分吸收入味。（4）真空滚揉。将鸡肉（加入TG酶）放在滚揉机里，盖好盖子，真空度0.07pa，正转20min，反转20min，共40min。真空滚揉3，碎肉在滚筒内上下翻动，从而达到按摩、腌渍作用。腌渍液被肉充分吸收，增强肉的结合力和保水性，提高产品弹性及出品率。通过抽真空，能排出肉品原料及其渗出物间的空气，这样在以后的热加工中不致产生热膨胀现象破坏产品的结构。多年来采用真空加工设备的实践表明，长时间连续生产过程中不会发生氧化反应。但真空度也不宜太高，否则在高真空度下碎肉中的水分极易被抽出来，一般真空度要求在-0.06-0.08MPa。（5）成型、酶反应。将鸡碎肉进行真空包装,将6个包装好的肉样放入模具中压模成型，在一定的温度和时间内，进行黏合反应，每块鸡排50g。（6）灭酶。70，15min内或80，1min即可使酶失活。（7）上蛋液。裹好淀粉的鸡排在蛋液里滚一下。（8）蘸淀粉。成型后的鸡排取出，均匀的蘸上一层薄淀粉。（9）油炸。首先对锅里的油进行预热，油温五六成热，油面泡沫基本消失，搅动时有响声，有少量的青烟从锅四周向锅中间翻动，也可以放几粒面包糠到油里，周围泛小泡且能快速浮起，则油温合适，放入鸡排，油炸后的颜色呈浅黄色，产品中心温度4550。（10）速冻。温度控制在18以下，速冻30min以上。（11）成品。第2节 试验设计2.2.1单因素试验方法2.2.1.1TG酶最适添加量的确定将鸡排样品分成6组，每组50g，分别添加TG酶为0.1、0.2、0.3、0.6、1、1.5，在温度为10下反应4h,对鸡排进行感官评定和质构分析，以选出TG酶的添加量。2.2.1.2TG酶反应时间的确定根据2.2.1.1得到的TG酶最佳添加量，TG酶反应温度为10的条件下，TG酶反应时间分别为1h、2h、4h、5h、7h、8h,对鸡排进行感官评定和质构分析，以选出最佳的TG酶反应时间。2.2.1.3TG酶反应温度的确定根据2.2.1.1和2.2.1.2得到的结果，TG酶反应温度分别为20、25、30、35、40及50，对鸡排进行感官评定和质构分析，以选出最佳的TG酶的反应温度。2.2.1.4最佳工艺优化选取TG酶的添加量，TG酶反应时间，TG酶反应温度作为考察因素，在单因素试验基础上采用三因素三水平的正交试验。第3节 产品质量指标的检测2.3.1测定方法鸡排油炸冷却到室温后，鸡排质量评分为感官评分。再用质构分析仪进行测试，计算产品硬度、弹性、咀嚼性。2.3.2感官评分标准感官检测方法参考“SB/T10379-2012速冻调制食品”。感官评分由随机抽取的5位人士组成，均为由感官评价经验的预培训人员，将成品置于洁净、干燥的白瓷盘中，用目测检查鸡排的外观、色泽，然后用餐刀按四分法切开，观察质地、杂质、外观品尝口感与滋味，按照以下标准观察品尝打分，最后求出5位评定人员的平均值为最终结果，满分为100分。具体标准如表2-1。表2-1产品综合评定标准项目及分值评分标准得分色泽（满分10分）表面为金黄色且有光泽，色泽均匀710表面为深黄色，色泽比较均匀27表面色泽不均匀2口感与滋味（满分30分）鸡排味道纯正，具有油炸后特有的风味，无异味，咀嚼性好，细腻，有回味2130鸡排味道味道纯正，具有油炸后特有的风味，无异味，咀嚼性较好，较细腻1221鸡排味道一般，有异味，咀嚼性较差，不细腻12质地（满分30分）鸡排酥软，有弹性，切块后无断裂2130鸡排较酥软，较有弹性，切块后无断裂1221鸡排较硬，无弹性，切块后有断裂12外观（满分20分）无明显焦糊，表面无破损1420较少焦糊，表面较少破损414较多焦糊，表面破损大4外表及内部均无肉眼可见杂质710杂质（满分10分）外表有及内部无肉眼可见杂质27外表及内部有较多肉眼可见杂质22.3.3质构测定TPA质构测试又被称为2次咀嚼测试（two bite test),主要是通过模拟人口腔咀嚼食物的运动过程，装在测量杆上的探头以一定的速度挤压试样或刺入试样,然后以一定的速度缩回,停留几秒钟后再进行第二次的压缩和收缩过程，对样品进行2次压缩，测试与微机连接，通过界面输出质构测试曲线，从中可以分析质构特性参数：硬度、弹性、内聚性、胶粘性、咀嚼性和回复性等。本试验采用美国FTC TMS-touch质构分析仪进行TPA模式测定得出的硬度、弹性和咀嚼性为质构指标。将重组鸡排平放于载物台中央,使用质构仪进行测定,其测定参数设定如下：测试探头下降速度50mm/min，探头距被测物体表面高度为20mm，被测物体变形量为70，感应力1.5N。室温下进行检测，每个样品测定三次，计算平均值。硬度：对产品实施两次挤压（TPA)时，第一个峰的峰值，定义为产品的硬度，即产品发生一定程度形变时产生的最大应力，单位为N。弹性：食品两次挤压，第二次挤压所检测到的高度与第一次挤压所检测高度的比值。2.3.4理化卫生指标检测根据速度调制食品SB/T10379-2012的要求，对工艺优化过的鸡排进行检测，具体方法见表2-2。表2-2理化卫生指标检测方法检验项目标准过氧化值GB/T5009.37-2003砷GB/T5009.11-2003铅GB/T5009.12-2010汞GB/T5009.17-2003镉GB/T5009.15-20032.3.5微生物指标检测根据速度调制食品SB/T10379-2012的要求，对工艺优化过的鸡排进行检测，具体方法见表2-3。表2-3微生物指标检测方法检测项目标准菌落总数GB4789.2-2010大肠菌群GB4789.3-2010致病菌金黄色葡萄球菌GB4789.10-2010沙门氏菌GB4789.4-2010第3章 结果与分析第1节 最佳配方的单因素试验3.1.1TG酶添加量对鸡排质构特性以及感官评分的影响TG酶添加量分别为0.1、0.2、0.3、0.6、1、1.5，在TG酶反应时间和TG酶反应温度相同时，并与不加TG酶的空白对照进行比较，研究TG酶添加量与鸡排质构特性的关系，以及添加量与鸡排感官评分的关系，结果见图3-1和图3-2。图3-1TG酶添加量与鸡排质构特性的关系从图3-1中可以看出，当TG酶添加量在0.10.3范围内，鸡排的硬度直线上升，且弹性也随之提高。说明鸡排质构变化很大，TG酶作用非常明显。当酶添加量在0.31.5时，鸡排弹性和硬度变化趋于平稳几乎无变化，主要原因是因为蛋白质底物的浓度是一定的，虽然TG酶添加量增大了，但蛋白质底物浓度没有相应增大而不能促进更多蛋白质分子交联，硬度也就没有显著提高。所以出于成本综合考虑，确定TG适宜添加量为0.3。图3-2TG酶添加量与鸡排感官评分的关系从图3-2中可以看出，随着TG酶添加量的增加，鸡排的感官评分都呈现明显的变化，在添加量为0.3时，鸡排的感官评分是最高的，鸡排的口感也是最好的，继续增加TG酶添加量，鸡排口感下降，感官评分降低。综合图3-1分析，本实验选择酶添加量为0.3。3.1.2TG酶反应时间对鸡排质构特性以及感官评分的影响在TG酶的添加量为0.3(以总重计)，反应温度为10的条件下，分别设定酶催化作用时间1h、2h、4h、5h、7h和8h，研究TG酶反应时间与鸡排质构特性的关系，以及反应时间与鸡排感官评分的关系，结果见图3-3和图3-4。图3-3TG酶反应时间与鸡排质构特性的关系从图3-3中可以看出，加入0.3的TG酶后，随着反应时间的延长，弹性和硬度逐渐增大，从图中可以看出，在1h4h之间，鸡排硬度直线上升，说明鸡排质构变化很大，TG酶作用很明显。当反应时间为4h之后，鸡排的硬度和弹性变化趋于平稳，说明TG酶有效反应时间已过，鸡排质构已经无大的变化。说明酶促反应的反应时间并非越长越好4，所以，从节约成本的角度考虑，确定最佳反应时间为4h。图3-4TG反应时间与鸡排感官评分的关系从图3-4中可以看出，随着反应时间的延长，感官评分呈现先上升后下降趋势，反应4h时感官评分是最高的，其口感也是最好的，随着反应时间达到5h，感官评定分数呈下降趋势。综合以上分析，本实验选择的反应时间为4h。3.1.3TG酶反应温度对鸡排质构特性以及感官评分的影响在加酶量为0.3，反应时间为4h的条件下，分别在20、25、30、35、40及50下进行酶催化反应，研究了TG酶反应温度与鸡排质构特性的关系，以及反应温度与鸡排感官评分的关系，结果见图3-5和图3-6。图3-5TG酶反应温度与鸡排质构特性的关系如图3-5可以看出，随着温度的升高，鸡排的硬度和弹性逐渐逐渐增加，在2035时，鸡排的硬度和弹性迅速增加，说明鸡排TG酶反应迅速，温度达到40以后，鸡排的弹性和硬度开始下降，是因为TG酶活性受到温度的影响，在高温条件下，TG酶活性受到影响，导致鸡排在高温条件下蛋白质过快地解链,使得蛋白质分子还没有来得及进行定向的排列,即形成无序的粗糙的凝胶结构,从而也会导致硬度下降。综合各方面考虑，确定最佳反应温度为35。图3-6TG酶反应温度与鸡排感官评分的关系如图3-6可以看出，随着温度的升高，感官评分也随之增大，35时鸡排的感官评分是最高的。温度过高，一方面TG酶逐渐失活，另一方面，温度过高会使蛋白质变性，这样体系的水分活度下降，对TG酶的反应造成一定的空间阻碍，会造成鸡排口感不好。所以本实验选择的合适反应温度为35。3.1.4工艺优化（正交试验为探求鸡排的工艺条件，根据单因素试验结果本试验选取TG酶的添加量，TG酶反应时间，TG酶反应温度作为三因素为试验指标作为三因素三水平三水平的正交试验因素见表3-1，正交试验结果见表3-2。表3-1正交试验因素与水平设计因素水平ATG酶的添加量()BTG酶反应时间(h)CTG酶反应温度()10.122020.343030.6735表3-2L9(33)正交试验因素水平及试验结果试验编A/TG酶的添加量()B/TG酶反应时间(h)C/TG酶反应温度()总评分11(0.1)1(2)1(20)72212(4)2(30)76313(7)3(35)8242(0.3)127952238462318273(0.6)1375832170933277K176.66675.33374.666K81.66679.00077.333K374.00080.33380.333R7.66655.667最优组合A2B2C3因素主次ACB正交试验结果见表3-2，由表中的R值可见，各因素对鸡排影响程度为ACB,即TG酶的添加量对鸡排的影响最大，其次是TG酶反应温度，然后是TG酶反应时间。由表3中综合分析鸡排的最佳工艺为A2B2C3,因此鸡排的最佳工艺条件为TG酶的添加量0.3，TG酶反应时间4h，TG酶反应温度为35。用选出的最佳工艺进行验证实验,碎肉经重组后，做出的鸡排质量好，鸡排紧密度恰好，口感细腻酥软，有弹性，切块后无断裂具有鸡排的典型风味，感官评分为84分。本研究中确立的碎肉重组工艺可获得与原料肉一样的口感，表明碎肉经重组后可作为肉制品的原料进行后续加工和产品开发。第2节 产品质量检验结果3.2.1产品质量检测根据正交优化试验所得的最佳工艺条件，做出一组产品，然后对该产品进行质量检测。3.2.1.1感官指标表3-3鸡排的感官指标项目感官评价口感肉质细腻，有弹性，嫩度正好外观表面为金黄色，无焦糊组织形态内部紧密度好风味具有肉制品特有的香味3.2.1.2理化卫生指标检测结果表3-4理化指标检测结果表项目指标检测结果过氧化值（以脂肪计）/（g/100g)0.250.12砷(以As计）/(mg/kg)0.50.06铅(mg/kg)0.50.06汞(mg/kg)0.050.01镉(mg/kg)0.10.01经检测理化卫生指标符合速度调制食品SB/T10379-2012的要求。3.2.1.3微生物指标检测结果表3-5微生物指标检测结果表检测项目指标检测结果菌落总数（CFU/g)150010大肠菌群(MPN/100g)3030致病菌金黄色葡萄球菌不得检出未检出沙门氏菌不得检出未检出经检测微生物指标符合速度调制食品SB/T10379-2012的要求。第4章 结论与展望4.1结论在碎肉重组鸡排中添加TG酶，可以有效的使碎肉发生交联作用，重组成整块肉，既提高了蛋白质的营养价值，也赋予了鸡排特有的质构和口感。在确定鸡排工艺条件的条件下，通过对关键因素进行单因素和正交试验，最终得出以下结论：TG酶的最佳添加量为0.3，反应时间为4h，反应温度为35时，鸡排的口感最好，生产出的鸡排质量最好，鸡排呈金黄色