計紅芳，李莎莎，張令文,*，王雪菲，康壯麗，陳復(fù)生，馬漢軍

（1.河南科技學(xué)院食品學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453003；2.河南工業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程博士后流動站，河南 鄭州 450001）

雞肉營養(yǎng)豐富，以高蛋白、低脂肪、低膽固醇著稱，其肉糜加工成的產(chǎn)品，如香腸、肉丸、肉餅等深受消費(fèi)者歡迎。這些產(chǎn)品的品質(zhì)取決于肉糜成凝膠的性能，而肉糜成凝膠的性能又受到原料肉本身、加工工藝，以及添加劑種類等的影響，如超高壓[1]、微波[2]、谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶（transglutaminase，TGase）[3]、非肉蛋白[4]、淀粉[5]、多糖[6-8]、鹽類[9-10]等。白登榮等[3]研究表明，γ-聚谷氨酸和TGase對雞肉肌原纖維蛋白凝膠特性具有明顯的改善作用，將二者復(fù)合使用后對凝膠特性的改善作用更為明顯。Zhang Xiaowei等[11]研究發(fā)現(xiàn)，納米纖維素與TGase可以協(xié)同增強(qiáng)雞肉鹽溶蛋白凝膠流變特性，提高硬度與咀嚼性。Kachanechai等[12]研究表明，殼聚糖可以改善雞肉鹽溶性蛋白凝膠質(zhì)構(gòu)、流變特性和微觀結(jié)構(gòu)。

豌豆是世界第2大豆類作物，目前世界上生產(chǎn)干豌豆的國家有60多個。我國具有豐富的豌豆資源，年產(chǎn)量約為150萬 t，約占世界總產(chǎn)量的8%[13]。豌豆蛋白占干豌豆的23%～25%，其中清蛋白比例為18%～25%，球蛋白比例為55%～65%。清蛋白含有較多的賴氨酸、蘇氨酸、色氨酸和含硫氨基酸；球蛋白含有較多的亮氨酸、精氨酸、苯丙氨酸和異亮氨酸。豌豆球蛋白按沉降系數(shù)分為legumin（11S，六聚體，分子質(zhì)量350～400 kDa）、vicillin（7S，三聚體，分子質(zhì)量150～180 kDa）、convicilin（分子質(zhì)量71～75 kDa）[14-15]。整體而言，豌豆蛋白富含賴氨酸，缺乏含硫氨基酸，氨基酸組成比較平均，接近聯(lián)合國糧農(nóng)組織/世界衛(wèi)生組織推薦的標(biāo)準(zhǔn)模式，是一種較好的必需氨基酸來源[16]。豌豆蛋白不存在過敏源，且具有降低肥胖、動脈粥樣硬化、惡性腫瘤等發(fā)病率的功效[17-18]。豌豆蛋白具有良好的溶解性、乳化性、起泡性、膠凝性，在食品加工領(lǐng)域中的應(yīng)用前景十分廣闊[19-21]。豌豆蛋白是生產(chǎn)豌豆淀粉的副產(chǎn)物，主要用作動物飼料或飼料添加劑，相對于大豆蛋白，豌豆蛋白存在應(yīng)用領(lǐng)域窄、附加值低的問題，極大地浪費(fèi)了這一優(yōu)質(zhì)資源，尤其在肉制品中應(yīng)用有限。白一凡等[19]研究發(fā)現(xiàn)，4%以下的豌豆蛋白可以對乳化香腸的品質(zhì)產(chǎn)生較好影響。楊震等[13]研究表明，豌豆組織蛋白添加量為4%時，香腸顏色、質(zhì)構(gòu)和感官品質(zhì)比較理想。Su等[20]研究了豌豆蛋白預(yù)乳化脂肪對法蘭克福香腸質(zhì)地和功能特性的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，添加豌豆蛋白的香腸熱穩(wěn)定性和剪切硬度較好。目前，鮮見有豌豆蛋白在雞肉肉糜中應(yīng)用的研究報道。豌豆蛋白是否具有類似大豆蛋白改善雞肉凝膠品質(zhì)的性能值得研究。因此，本研究考察豌豆蛋白對雞肉糜共混熱誘導(dǎo)凝膠特性的影響，旨在為改善雞肉糜凝膠品質(zhì)，提高豌豆蛋白的附加值，拓寬豌豆蛋白在食品工業(yè)中的應(yīng)用領(lǐng)域提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

約42 日齡的白羽公雞，購于河南新鄉(xiāng)世紀(jì)華聯(lián)超市，宰殺后無菌條件分割取胸肉，剔除可見脂肪和結(jié)締組織，冷卻排酸8 h后備用；豌豆蛋白（干基化學(xué)成分：蛋白81.5%、灰分5.7%、脂肪6.7%、碳水化合物6.1%）購于山東金都塔林食品有限公司。

氯化鈉、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、25%戊二醛、無水乙醇、叔丁醇、氯仿均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

PQ001臺式核磁共振分析儀 上海紐邁電子有限公司；TA-XT plus質(zhì)構(gòu)儀 英國Stable Micro Systems公司；UMC-5C斬拌機(jī) 德國Stephan公司；絞肉機(jī)山東嘉信食品機(jī)械有限公司；AUY120電子天平 日本島津公司；臺式高速冷凍離心機(jī)、Haake Mars 60旋轉(zhuǎn)流變儀 德國Thermo Fisher Scientific公司；T25高速分散器 德國IKA公司；WFG7200型可見分光光度計 上海尤尼柯儀器有限公司；CR-400色差儀 日本Konica Minolta公司；Quanta 200掃描電子顯微鏡 美國FEI公司。

1.3 方法

1.3.1 雞肉糜凝膠的制備

將切碎的雞肉每份200 g置于斬拌機(jī)中，分別添加2%的NaCl、25%的冰水和不同量的豌豆蛋白（0、8、16、24 g，添加量占肉質(zhì)量的0%、4%、8%和12%），1 500 r/min斬拌2 min，停3 min，3 000 r/min斬拌2 min，中心溫度始終低于10 ℃。取35 g混合肉糜裝入50 mL離心管，3 000 r/min離心10 min去除氣泡，然后放入85 ℃水浴中保溫30 min，冷卻，4 ℃放置12 h備用。

1.3.2 凝膠色度測定

采用CR-400便攜式色差儀，以標(biāo)準(zhǔn)白板作為對照進(jìn)行色差測定，記錄L*、a*、b*值，分別為樣品的亮度值、紅度值、黃度值[22]，重復(fù)6 次實驗取平均值。標(biāo)準(zhǔn)白板X為94.51，Y為100.06，Z為109.13。

1.3.3 凝膠蒸煮得率測定

參考Kang Zhuangli等[23]的方法并稍作改動。將肉糜樣品裝入50 mL離心管，稱質(zhì)量，即為蒸煮前質(zhì)量。將此樣品在85 ℃保持30 min，煮制后冷卻至室溫，4 ℃條件下放置12 h，室溫環(huán)境下回溫2 h，用濾紙吸干表面水分，稱質(zhì)量并記錄，即為蒸煮后質(zhì)量。蒸煮得率按式（1）計算：

1.3.4 凝膠保水性測定

參考Hong等[24]的方法并稍作修改。將凝膠切成直徑15 mm、高20 mm的圓柱體，稱質(zhì)量記為m1。置于離心管中，6 000hg離心10 min，用濾紙吸干表面水分后再次稱質(zhì)量，記為m2。保水性按式（2）計算：

1.3.5 凝膠質(zhì)構(gòu)測定

將凝膠樣品（Φ 2.5 cmh2 cm）室溫放置2 h后用TA-XT plus質(zhì)構(gòu)儀質(zhì)構(gòu)剖面分析模式測定，探頭為P/36R，具體參數(shù)：測試速率與測試后速率均為2 mm/s，壓縮比40%，時間5 s，觸發(fā)力5 g，類型為自動，測得硬度、彈性、咀嚼性、恢復(fù)性等指標(biāo)。每組樣品測定6 次求平均值[25]。

1.3.6 凝膠流變特性測定

參考Westphalen等[26]的方法并稍作修改。校準(zhǔn)機(jī)器并調(diào)好參數(shù)，不銹鋼圓形平板探頭50 mm，間隙0.6 mm，樣品均勻涂抹于2 個平板探頭之間，外涂薄的硅油，避免水分蒸發(fā)。先20 ℃保溫10 min，后從20 ℃升溫至80 ℃，加熱速率2 ℃/min。加熱過程在一個固定頻率為0.1 Hz和一個振蕩模式下對樣品進(jìn)行連續(xù)剪切，記錄儲能模量G’的變化。

1.3.7 凝膠微觀結(jié)構(gòu)觀察

將凝膠樣品切成2 mm的小條，用2.5%的戊二醛溶液（pH 6.8）浸泡過夜。先用0.1 mol/L pH 6.8的磷酸緩沖液洗3 次，每次15 min，再用50%～90%的乙醇脫水，每次15 min，無水乙醇脫水3 次，每次10 min。最后，采用氯仿進(jìn)行脫脂1 h，無水乙醇∶叔丁醇=1∶1（V/V），以及叔丁醇各進(jìn)行一次置換，每次15 min。真空干燥后進(jìn)行掃描觀察[27]。

1.3.8 凝膠核磁共振自旋-自旋馳豫時間（T2）測定

參考李可等[28]的方法并稍作修改。將質(zhì)量約為2 g的凝膠放入直徑15 mm核磁管。溫度32 ℃，質(zhì)子共振頻率22.6 MHz，采樣頻率100 kHz，半回波時間τ-值（90°脈沖和180°脈沖間的時間）200 μs，重復(fù)掃描32 次，間隔時間110 ms，掃描12 000 個回波，自旋-自旋弛豫時間T2用CPMG序列測量，得到指數(shù)衰減圖形。CPMG指數(shù)衰減曲線用儀器自帶的Multi Exp Inv Analysis軟件進(jìn)行反演，得到弛豫時間T2。反演的結(jié)果為對應(yīng)的時間常數(shù)（峰值）及其所占面積比例、峰起始時間和結(jié)束時間等。每個樣品測定6 個重復(fù)，結(jié)果取平均值。

1.4 數(shù)據(jù)處理

每組實驗除特殊說明外均重復(fù)3 次，結(jié)果以fs表示。利用Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)整理、作圖。采用SPSS 19.0進(jìn)行方差分析，并使用最小顯著差異法進(jìn)行均值差異顯著性分析，P＜0.05，差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 豌豆蛋白對雞肉糜凝膠色度的影響

圖1 豌豆蛋白添加量對凝膠色澤的影響Fig. 1 Effect of pea protein addition on color of chicken batter gel

由圖1可知，隨豌豆蛋白添加量的增加，雞肉糜凝膠L*、a*值整體均呈下降趨勢。L*值在添加量為4%時與對照相比差異不顯著（P＞0.05），隨后急劇下降（P＜0.05），添加12%時達(dá)到最小值，為78.06；a*值在添加量處于4%～12%之間差異不顯著（P＞0.05）；凝膠b*值顯著增加，添加量為12%時達(dá)到最大，是對照的1.62 倍。豌豆蛋白添加量為8%時，亮度適中、色澤適宜。有研究表明，肌紅蛋白是影響肉色的關(guān)鍵性蛋白，肌紅蛋白在加熱過程中受熱變性，含量下降，轉(zhuǎn)化為褐色的高鐵肌紅蛋白等復(fù)雜產(chǎn)物，而致使紅度下降[29-30]，這可能是豌豆蛋白-雞肉糜共混凝膠a*值下降的原因之一。另外，豌豆蛋白本身呈淡黃色，添加量越大，肉糜凝膠的顏色就越黃越暗。

2.2 豌豆蛋白對雞肉糜凝膠蒸煮得率的影響

圖2 豌豆蛋白添加量對凝膠蒸煮得率的影響Fig. 2 Effect of pea protein addition on cooking yield of chicken batter gel

從圖2可知，雞肉糜凝膠的蒸煮得率隨豌豆蛋白添加量的增加，呈持續(xù)上升趨勢。添加量為8%時，為93.72%，是對照的1.12 倍，但與12%相比，差異不顯著（P＞0.05），表明豌豆蛋白添加量在8%時就能充分降低肉糜凝膠中水分損失，提高蒸煮得率。在加熱過程中，豌豆蛋白與雞肉中的鹽溶蛋白結(jié)構(gòu)充分展開，相互作用增強(qiáng)，并發(fā)生變性與聚集，使水分子運(yùn)動受到束縛，進(jìn)而形成了致密的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了凝膠的保水性，提高了凝膠的蒸煮得率?？祲邀惖萚31]研究表明，添加大豆分離蛋白乳化豬背膘顯著提高豬肉肉糜的蒸煮得率。Chen Lin等[32]也報道了雞血漿蛋白乳化大豆油可部分替代豬背膘，顯著增加法蘭克福香腸產(chǎn)品出品率。

2.3 豌豆蛋白對雞肉糜凝膠保水性的影響

圖3 豌豆蛋白添加量對凝膠保水性的影響Fig. 3 Effect of pea protein addition on water-holding capacity of chicken batter gel

由圖3可知，所有添加豌豆蛋白的肉糜凝膠保水性均優(yōu)于空白對照，且豌豆蛋白添加量在8%時達(dá)到最大值，為96.63%，與12%相比差異不顯著（P＞0.05），與對照相比，增加了3.76%。表明少量的豌豆蛋白就可以與肉糜形成均勻致密、高度有序的三維網(wǎng)絡(luò)凝膠結(jié)構(gòu)，使水分子的運(yùn)動受到束縛，水分有效地截留于凝膠網(wǎng)絡(luò)體系中。因此，凝膠的保水性得到了較大幅度的提高。馮婷等[33]研究發(fā)現(xiàn)，添加一定濃度的花生蛋白可以改善雞肉鹽溶蛋白的保水性。當(dāng)添加量為2.5%時保水性達(dá)到最大值94.60%，顯著高于未添加組的90.21%（P＜0.05）。Chen Xing[34]與Yao Jing[35]等研究認(rèn)為，海藻酸鈉的親水性和它與肉蛋白間形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是凝膠保水性提高的主要原因。

2.4 豌豆蛋白對雞肉糜凝膠質(zhì)構(gòu)的影響

表1 豌豆蛋白添加量對肉糜凝膠質(zhì)構(gòu)的影響Table 1 Effect of pea protein addition on texture properties of chicken batter gel

從表1可知，隨豌豆蛋白添加量的增加，凝膠的硬度、咀嚼性均呈持續(xù)上升趨勢，在添加量為12%時最大，分別為7 351、4 378 g，是對照的1.53、1.94 倍，且差異顯著（P＜0.05）；凝膠的彈性與恢復(fù)性均隨豌豆蛋白添加量的增加，呈先升高后下降趨勢，在添加量為8%時最大，分別為0.892、0.288，比對照增加了9.05%和28.57%。由于豌豆蛋白具有較強(qiáng)的乳化性與膠凝性，隨豌豆蛋白添加量的增加，不僅能使單位體積內(nèi)形成凝膠的蛋白分子數(shù)量增加，而且能使蛋白分子間的碰撞機(jī)率增加，促進(jìn)了與雞肉中鹽溶蛋白分子間的交聯(lián)，形成了穩(wěn)定細(xì)膩、富有彈性的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，束縛了肉糜中大量游離水分，顯著改善了肉糜凝膠的質(zhì)構(gòu)特性。在豌豆蛋白添加量為8%時，形成的肉糜凝膠質(zhì)構(gòu)特性最好。馮婷[33]和Feng[36]等研究發(fā)現(xiàn)，花生蛋白、大豆分離蛋白可以明顯改善雞肉鹽溶蛋白與肌原纖維蛋白凝膠的質(zhì)構(gòu)特性，與本研究結(jié)果類似，更好的凝膠結(jié)構(gòu)具有更高的硬度與蒸煮得率[9]。

2.5 豌豆蛋白對雞肉糜凝膠流變特性的影響

圖4 豌豆蛋白添加量對肉糜凝膠儲能模量G’的影響Fig. 4 Effect of pea protein addition on storage modulus (G’) of chicken batter gel

肉糜凝膠的形成主要經(jīng)歷兩個過程，首先蛋白受熱變性展開，隨后展開的蛋白因為凝集作用而形成較大分子的凝膠體。儲能模量G’能反映不同溫度下蛋白分子展開和凝集的過程，G’越高表明所形成凝膠的能力越好[37]。如圖4所示，添加豌豆蛋白后，各組的G’隨溫度的變化趨勢基本一致。凝膠在21～42 ℃內(nèi)，G’緩慢下降，隨著溫度的升高，G’在42 ℃左右緩慢增加，并在52 ℃達(dá)到第一個峰值，繼續(xù)加熱，G’急劇下降，在56 ℃左右達(dá)到最小值，接著G’在57～80 ℃內(nèi)快速上升，之后趨于穩(wěn)定。整體過程都經(jīng)歷了凝膠形成、凝膠削弱和凝膠增強(qiáng)3 個階段。有文獻(xiàn)報道，42～52 ℃范圍內(nèi)G’的增大是由于肌球蛋白頭部的結(jié)合，形成了弱的凝膠；52～56 ℃范圍內(nèi)肌球蛋白尾部部分展開，造成肌球蛋白的頭部結(jié)合崩潰瓦解，致使G’下降；57～80 ℃范圍內(nèi)蛋白變性增強(qiáng)并進(jìn)一步聚集和交聯(lián)，由半溶膠受熱轉(zhuǎn)變?yōu)閺椥阅z體，高度有序的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)再次形成，G’持續(xù)增加[38]，這與Kang Zhuangli等[39]的研究結(jié)果一致。G’的初始值和終值均隨豌豆蛋白添加量的增加而升高，且均高于對照（P＜0.05），這可能是豌豆蛋白的添加，進(jìn)一步優(yōu)化了蛋白與蛋白，以及蛋白與水之間的相互作用，促進(jìn)了蛋白形成更為細(xì)致均勻，富有彈性的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。添加量為12%的G’（30.69kPa）＞8%的G’（27.27 kPa）＞4%的G’（25.41 kPa）＞0%的G’（20.77 kPa），G’結(jié)果與質(zhì)構(gòu)中硬度結(jié)果相一致，表明豌豆蛋白可以顯著改善雞肉糜凝膠質(zhì)構(gòu)特性。

2.6 豌豆蛋白對雞肉糜凝膠微觀結(jié)構(gòu)影響

加熱時，折疊的蛋白分子受熱變性，側(cè)鏈結(jié)合鍵斷裂使蛋白結(jié)構(gòu)伸展，活性基團(tuán)暴露，蛋白分子構(gòu)象發(fā)生改變，通過活性基團(tuán)的非共價鍵作用，交聯(lián)聚集成大的凝膠體，從而形成復(fù)雜三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。具有均勻致密的微觀結(jié)構(gòu)的凝膠體系，可以更牢固地保留水分[40]。由圖5可知，未添加豌豆蛋白的肉糜凝膠內(nèi)部結(jié)構(gòu)疏松粗糙、孔洞較多，不夠均勻致密。通過加入不同添加量豌豆蛋白形成的凝膠，總體可以獲得較好的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。隨著豌豆蛋白添加量的增加，凝膠結(jié)構(gòu)得以逐步改善。在添加量為8%時，形成的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)最好，致密均勻、高度有序，孔洞基本消失，具有更好的存留脂肪、保水能力。由于豌豆蛋白自身吸水性較強(qiáng)，添加量為12%時，過量的豌豆蛋白與鹽溶蛋白激烈地競爭水分，阻礙了雞肉鹽溶蛋白和水之間的相互作用，豌豆蛋白已不能與鹽溶蛋白更好地結(jié)合，形成的凝膠結(jié)構(gòu)不夠均勻致密，凝膠較硬，彈性較差。Ullah等[41]研究表明，適量的納豆蛋白可以改善雞肉肌原纖維蛋白凝膠的微觀結(jié)構(gòu)，降低蒸煮損失。

圖5 豌豆蛋白添加量對肉糜凝膠微觀結(jié)構(gòu)的影響Fig. 5 Effects of pea protein addition on microstructure of chicken batter gel

2.7 豌豆蛋白對雞肉糜凝膠水分遷移的影響

表2 豌豆蛋白對雞肉肉糜凝膠水分遷移的影響Table 2 Effect of pea protein addition on water mobility in chicken batter gel

質(zhì)子核磁共振測定自旋-自旋弛豫時間（T2），能夠反映出凝膠體系水分分布和遷移情況。豌豆蛋白雞肉肉糜凝膠的T2弛豫分布出現(xiàn)了3 個分峰T2b、T21、T22，峰頂點時間見表2。T2越短，表明水與底物結(jié)合越緊密，反之表明水分越自由。當(dāng)T2弛豫時間在1～10 ms時，這部分水與蛋白質(zhì)大分子結(jié)合得最為緊密，為結(jié)合水，用T2b表示；當(dāng)T2弛豫時間在20～100 ms時，為不易流動水，用T21表示；當(dāng)T2弛豫時間在250～400 ms時，這部分水可以自由移動，屬于自由水，用T22表示[42]。結(jié)果顯示，T2b、T21隨豌豆蛋白添加量的增加，均呈現(xiàn)出峰值向較短時間方向移動，且T21彼此間差異顯著（P＜0.05）；T22也出現(xiàn)向較短時間方向移動的趨勢，豌豆蛋白添加量為8%與12%時差異不顯著（P＞0.05）。已有研究表明，不同狀態(tài)的水弛豫時間越短，其流動性越差，與蛋白凝膠體系結(jié)合得越緊密，反之表示蛋白凝膠中的水分流動性增強(qiáng)，不易流動水逐漸向自由水轉(zhuǎn)化[43]。不同T2區(qū)間的積分面積所占總積分面積的百分比例，可以代表水分組分的相對含量。隨豌豆蛋白添加量的增加，P2b變化不顯著，P21持續(xù)增加，P22持續(xù)下降。添加豌豆蛋白可以降低自由水的峰比例，增加不易流動水的峰比例，表明豌豆蛋白的添加可以增強(qiáng)凝膠中的毛細(xì)管力，將水分束縛于凝膠中，減少水分損失。添加量為8%與12%的P21、P22差異不顯著（P＞0.05），表明添加量為8%的豌豆蛋白就能夠充分降低肉糜凝膠中水分的損失，提高保水性。Verbeken等[44]研究表明，肉制品的T2弛豫時間減小，表征凝膠的保水性增強(qiáng)，本實驗中弛豫時間T2的測定結(jié)果與保水性結(jié)果相一致。L-組氨酸可以降低雞肉肌原纖維蛋白低納凝膠的弛豫時間（T2），提高凝膠的保水性，增強(qiáng)凝膠的形成能力[45]。張秋會等[46]研究11S大豆球蛋白對雞肌球蛋白凝膠品質(zhì)特性的影響時發(fā)現(xiàn)，11S大豆球蛋白的添加顯著降低了凝膠結(jié)合水和自由水的弛豫時間，與本研究結(jié)果一致。

3 結(jié) 論

通過添加豌豆蛋白，提高了雞肉糜凝膠形成能力，使雞肉糜凝膠品質(zhì)得到明顯改善。豌豆蛋白的添加可增加不易流動水的峰比例，降低自由水的峰比例，提高凝膠的蒸煮得率與保水性。隨豌豆蛋白添加量的增加，蒸煮得率與保水性均呈上升趨勢；凝膠硬度、咀嚼性持續(xù)上升；彈性與恢復(fù)性，呈先升高后下降趨勢，添加量為8%時最大；儲能模量G’的初始值和終值隨豌豆蛋白添加量的增加而升高，且均高于對照；豌豆蛋白的添加，有利于均勻細(xì)膩、富有彈性凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的形成。豌豆蛋白添加量為8%時，所形成的雞肉糜凝膠的品質(zhì)最好。