地皮菜添加量對雞胸肉糜凝膠特性的影響

李寧寧，李 釗，趙圣明，馬漢軍，張文振，康壯麗，朱明明，王正榮，何鴻舉

（河南科技學院食品學院，國家豬肉加工技術研發專業中心，河南省畜禽產品精深加工與質量安全控制工程技術研究中心，河南 新鄉 453003）

近年來，雞肉消費市場發展迅速，在全球禽肉銷量中居于前列。雞肉因其營養豐富、蛋白含量高、脂肪和膽固醇含量低等深受消費者喜愛[1-2]。隨著人們對雞肉產品多樣化的需求增加，雞肉糜產品也在不斷被開發。肉糜凝膠的形成主要是蛋白質在熱力作用下通過聚集和交聯形成結構致密均勻、穩定的三維網絡結構，肉糜凝膠品質的好壞直接決定肉糜產品的保水性、質地、出品率和口感。而雞肉糜在加工過程中，因雞肉的肌原纖維蛋白形成的凝膠彈性較差，導致其出品率、質地和口感往往不能滿足工業化生產要求和消費者的需求，因此，改善雞肉糜制品的凝膠品質已成為當前研究的熱點[3-4]。目前，提高雞肉糜產品的凝膠品質主要采用優化加工工藝、引進新技術和加入添加劑等方法[5-7]，國內外研究較多的是加入添加劑的方法，如向雞肉糜中添加豬血漿蛋白[8]、豌豆蛋白[9]、海藻酸鈉[10]、結冷膠[11]、魔芋膠[12]和鹽類[13-14]等。Kachanechai等[15]研究發現，向雞肉鹽溶蛋白中添加殼聚糖，凝膠的流變特性、質構特性與微觀結構均得到顯著改善。Zhu Dongyang等[13]研究表明，0.5%碳酸氫鈉替代1%氯化鈉可以改善雞肉糜的蒸煮得率、pH值和凝膠質構等。計紅芳等[9]研究發現豌豆蛋白能夠改善雞肉糜凝膠的品質，提高雞肉糜的蒸煮得率、保水性、質構特性和微觀結構等。

地皮菜又稱地耳、地踏菜、地木耳、地軟等，屬于可食性陸生藍藻植物，含有豐富的營養物質，其主要成分為蛋白質、多糖和礦物質[16]。地皮菜中的蛋白質含量達干質量的22.8%～28.7%[17]，是膳食蛋白很好的來源。地皮菜中的多種水溶性多糖質量分數達到7.54%～13.75%，研究表明地皮菜多糖具有預防衰老、抗腫瘤、抑菌、抗氧化損傷和免疫調節等功能[18-20]。中醫學認為地皮菜性味平和，具有滋補益氣等功效。地皮菜在世界各地分布廣泛，營養豐富，價格便宜，深受廣大消費者的喜愛。目前，國內外關于地皮菜研究較多的是多糖的分離純化和提取工藝優化，而對地皮菜的應用研究報道較少。鮮見地皮菜添加到肉糜制品中考察其對肉糜凝膠特性影響的相關研究。本實驗以地皮菜為研究原料，經清洗、烘干、超微粉碎后添加到雞胸肉糜中，研究不同添加量對雞胸肉糜凝膠特性和流變特性的影響，為提高雞肉凝膠產品品質提供理論依據和實踐指導。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

雞胸肉 河南省新鄉市洪門農貿市場；食鹽 新鄉易購華聯超市；地皮菜采摘自新鄉市南太行山區；三聚磷酸鈉（分析純） 天津科密歐化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

XY系列精密電子天平 常州幸運電子設備有限公司；CR-400色差儀 日本美能達公司；HH-42水浴鍋 常州國華電器有限公司；TA-XT plus質構儀英國Stable Micro Systems公司；HAAKE MARS流變儀、離心機 美國Thermo Scientific公司；掃描電子顯微鏡美國FEI公司。

1.3 方法

1.3.1 地皮菜預處理

取1 000 g地皮菜清洗后除去地皮菜根部和其他雜質，經干燥后粉碎，過200 目篩即得地皮菜粉，密封放入4 ℃冰箱待用。

1.3.2 雞胸肉糜凝膠的制備

去除新鮮雞胸肉多余的脂肪和結締組織，分割成小塊，取200 g雞胸肉放入斬拌機中，1 500 r/min斬拌2 min，分3 次加入質量分數0.4%的三聚磷酸鈉、2%的NaCl、20%的冰水和不同質量分數的地皮菜粉（0%、0.3%、0.6%、0.9%、1.2%、1.5%），每次添加后1 500 r/min斬拌3 min，斬拌過程中肉糜的中心溫度低于10 ℃。取40 g左右斬拌好的肉糜置于50 mL離心管中，500 r/min、4 ℃離心15 min除去氣泡，80 ℃水浴鍋中加熱30 min，室溫冷卻后4 ℃靜置過夜待用。

1.3.3 雞胸肉糜凝膠蒸煮得率的測定

參照Kang Zhuangli等[21]的方法略作修改，蒸煮前肉糜樣品稱質量，記為m1，樣品置于離心管蒸煮之后冷卻到室溫，4 ℃冰箱靜置過夜后取出，室溫條件下回溫2 h，從離心管中取出肉糜凝膠，用濾紙吸干肉糜凝膠表面的水分后稱質量，記為m2。公式如下：

1.3.4 雞胸肉糜凝膠保水性的測定

參照Xia Xiufang等[22]的方法略作修改，將樣品切成15 mm厚的圓柱體，稱取樣品的質量記為m1，用三層濾紙包裹樣品，放入離心管中，經4 ℃、6 000 r/min離心10 min，取出樣品，用濾紙吸干樣品表面水分，稱取質量為m2。通過下式計算肉糜的保水性：

1.3.5 雞胸肉糜凝膠色差的測定

使用CR-400色差儀對雞胸肉糜凝膠中心位置進行測定，記錄樣品的L*值、a*值和b*值。

1.3.6 雞胸肉糜凝膠質構和凝膠強度的測定

參照Kang Zhuangli等[23]的方法略作修改，將雞胸肉糜凝膠樣品放置到室溫條件下回溫2 h，切成直徑2.5 cm，高2 cm的圓柱體，使用TA-XT plus質構儀測定。質構的測定：選用TPA模式，探頭為P/36R，測前速率5 mm/s，測中速率和測后速率均為2 mm/s，壓縮比為50%，觸發力為5 g，間隔時間為5 s，類型為自動。凝膠強度的測定：在Return To Start模式下測定，探頭為P/0.5，測前速率和測中速率均為1 mm/s，測后速率為5 mm/s，穿透比為40%，觸發力為5 g，類型為自動。

1.3.7 雞胸肉糜流變特性的測定

參照王希希等[24]的方法略作修改，取斬拌好的雞胸肉糜樣品進行測定，測定時兩板之間的間隙為1 mm，選用P35 TiL平板探頭，選擇升溫程序，雞胸肉糜置于2 個平板之間，硅油密封，樣品在20 ℃平衡10 min，然后從20 ℃升溫到80 ℃，溫度上升速率為2 ℃/min，振蕩頻率為0.1 Hz。動態頻率掃描測定：在0.1～20.0 Hz頻率范圍下掃描，應變力為0.1%，記錄測定過程中存儲模量G’值的變化。

1.3.8 雞胸肉糜凝膠微觀結構分析

將樣品切成長和寬均為2 mm、高為1.5 mm的小長方體，用戊二醛（質量分數2.5%）浸泡15 h。用0.1 mol/L磷酸緩沖液（pH 6.8）浸泡3 次，每次浸泡15 min，再依次用50%、70%、90%乙醇脫水，每次脫水時間為15 min。之后用無水乙醇脫水30 min，每10 min換一次無水乙醇。氯仿脫脂1 h后依次用叔丁醇與無水乙醇以1∶1比例混合的溶液、叔丁醇置換，各15 min。真空干燥后用掃描電子顯微鏡觀察凝膠的微觀結構[25]。

1.4 數據處理

實驗數據處理采用SPSS 20.0軟件進行分析，所有實驗重復3 次，結果以表示，顯著性分析采用Duncan檢驗。

2 結果與分析

2.1 地皮菜添加量對雞胸肉糜蒸煮得率和保水性的影響

圖1 地皮菜添加量對雞胸肉糜蒸煮得率的影響Fig. 1 Effect of N. commune addition on the cooking yield of chicken breast meat batters

圖2 地皮菜添加量對雞胸肉糜保水性的影響Fig. 2 Effect of N. commune addition on the water-holding capacity of chicken breast meat batters

由圖1可知，隨著地皮菜添加量的增加，雞胸肉糜凝膠的蒸煮得率呈先上升后下降的趨勢（P＜0.05）。當添加量達到1.2%時，蒸煮得率最高，達到95.71%。結果表明適量添加地皮菜可以增加雞胸肉糜凝膠的蒸煮得率，提高肉糜產品的出品率。地皮菜中含有大量的蛋白質和多糖，有研究表明，蛋白和多糖均能提高肉糜制品的蒸煮得率[26-28]，提高產品出品率。肉糜在加熱過程中，蛋白質-多糖體系的結合能力增強，同時多糖充斥在蛋白質形成的三維網絡凝膠結構中，冷卻期間蛋白質網絡結構可束縛更多的水分，增強了肉糜凝膠的保水性，同時提高了肉糜凝膠的蒸煮得率[27-28]。保水性是影響肉糜制品品質的一個重要指標，保水性越好，證明肉蛋白與水的交聯能力越強，肉糜凝膠的三維網絡結構越均勻致密，尤其凝膠制品的彈性與口感會變的更好[29]。由圖2可知，與空白組相比，添加地皮菜能夠顯著提高雞胸肉糜凝膠的保水性（P＜0.05），且隨著地皮菜添加量的增加呈先上升后下降的趨勢，當添加量為1.2%時，保水性達到最高為95.33%。與蒸煮得率的結果一致。地皮菜中的多糖可能屬于陰離子多糖[26]，帶大量負電的多糖與蛋白質側鏈帶正電的基團相互作用，提高了肉糜凝膠的保水性。吳海濤等[27]研究表明，改性蕓豆蛋白可顯著提高香腸的蒸煮得率。張雪花等[28]研究表明，結冷膠作為一種多糖部分替代豬背膘，能有效提高豬肉糜的蒸煮得率。白榮登等[29]研究發現，γ-聚谷氨酸添加量0.6‰可提高雞肉糜凝膠的保水性，與空白對照比保水性提高了5%，而本研究添加地皮菜后雞胸肉糜的保水性提高了8.87%，因此添加地皮菜可以有效改善雞胸肉糜凝膠制品的保水性，進而可以提高產品的出品率。

2.2 地皮菜對雞胸肉糜色澤的影響

表1 地皮菜添加量對雞胸肉糜色澤的影響Table 1 Effect of N. commune addition on color of chicken breast meat batters

色澤是肉制品品質的一個重要感官指標。從表1可知，與空白對照相比，添加地皮菜的雞胸肉糜凝膠的L*值、a*值和b*值均呈下降趨勢（P＜0.05）。這可能是由于地皮菜粉末中含有色素類物質，本身呈黑褐色，添加到肉糜中降低了雞胸肉糜凝膠的L*值、a*值和b*值。這與Barbut等[30]研究一致，添加0.6%深色的馬蹄膠顯著降低了雞胸肉糜的亮度、紅度和黃度值。

2.3 地皮菜添加量對雞胸肉糜質構和凝膠強度的影響

表2 地皮菜添加量對雞胸肉糜質構特性的影響Table 2 Effect of N. commune addition on textural properties of chicken breast meat batters

圖3 地皮菜添加量對雞胸肉糜凝膠強度的影響Fig. 3 Effect of N. commune addition on gel strength of chicken breast meat batters

由表2可知，隨著地皮菜添加量的增加，雞胸肉糜凝膠的硬度、內聚性和咀嚼性與空白對照比均顯著增加（P＜0.05）。當添加量大于0.9%時，與空白對照比彈性均顯著增加（P＜0.05），而添加量低于0.9%時彈性變化與空白對照比差異不顯著（P＞0.05）。添加量1.5%與1.2%比，硬度變化差異不顯著（P＞0.05）；硬度在添加量為1.5%時達到最大值為7 344.561 g。當添加量為1.5%時，內聚性和咀嚼性均達到最大值，分別為0.746 g和4 956.57 g。添加地皮菜導致雞胸肉糜凝膠質構發生變化，可能是因為地皮菜中多糖親水性較強，可與蛋白質和水分子結合的更緊密，限制水分子移動，促進凝膠形成更加致密均勻的三維網絡凝膠結構[31]，從而可以提高肉糜制品的保水性，增加肉糜的硬度。隨著地皮菜的增加，地皮菜中的多糖物質在熱力學特性條件下可能影響蛋白的凝膠形成能力，導致形成的凝膠網絡結構結合力更強；同時地皮菜吸水后，凝膠網絡結構在地皮菜分子間氫鍵的相互作用下變得更加穩固[32-33]，導致硬度、彈性、內聚性和咀嚼性增大。如圖3所示，不同添加量地皮菜均能顯著提高雞胸肉糜凝膠強度（P＜0.05），隨著添加量的增加凝膠強度呈增加的趨勢，當添加量為1.5%時，凝膠強度達到最大為2 831.34 g，與添加量1.2%時無顯著性差異（P＞0.05），與表2中的硬度結果一致。Youssef等[34]研究發現，非肉蛋白與油脂加入到肉糜制品中，可以明顯提高肉糜凝膠的硬度、彈性、咀嚼性和回復性，因此，也可能是由于在熱力學作用下地皮菜含有的蛋白分子參與到肉糜蛋白分子間的共價和非共價相互作用[31]，束縛更多游離水分，形成更加穩定、緊密的凝膠結構，有助于提高雞胸肉糜凝膠的質構特性。

2.4 地皮菜添加量對雞胸肉糜G’的影響

圖4 地皮菜添加量對雞胸肉糜G’的影響Fig. 4 Effect of N. commune addition on storage modulus of chicken breast meat batters

圖5 在升溫過程中雞胸肉糜G’的變化Fig. 5 Change in storage modulus of chicken breast meat batters with different levels of N. commune addition during heating

不同振蕩頻率條件下的G’表示該頻率周期所儲存的能量值，儲存的能量越高，說明肉糜體系中的相互作用力越強，彈性穩定性越好，肉糜的凝膠強度越高[35-36]。由圖4可知，雞胸肉糜的G’隨振蕩頻率的升高而增大，頻率在0～1.6 Hz的范圍內增大速率較快，隨后增大速率緩慢，這與王希希等[24]的研究結果一致。在相同的頻率下，雞胸肉糜的G’隨著地皮菜添加量的增加呈先上升后下降趨勢，當添加量為1.2%時達到最大值。說明添加適量的地皮菜可能會增強地皮菜中的多糖與蛋白質之間的相互作用力，同時地皮菜具有吸水性，能夠增加雞胸肉糜的黏彈性，使具有弱凝膠網狀結構的肉糜變得更穩定緊湊[1]。當地皮菜添加量高于1.2%時，相同頻率下G’值呈下降趨勢，這可能是添加過量的地皮菜，消耗肉糜中更多的水分，黏稠度減小，穩定性下降，從而導致G’值下降[32]。

在動態流變測定中，G’可以作為評價肉糜凝膠強度的一個重要指標，反映肉糜中肌原纖維蛋白變性對肉糜制品凝膠結構的影響[37]。高的G’表明形成的凝膠結構較好，而低的G’表明凝膠結構較差[3,38]。如圖5所示，不同地皮菜添加量雞胸肉糜在加熱過程中G’均高于空白對照組，且隨著地皮菜添加量的增多呈上升的趨勢，這與肉糜的凝膠強度和硬度的變化一致。凝膠的網絡結構是蛋白質變性的結果，其導致分子間的共價和非共價相互作用，包括二硫鍵和疏水作用[39]。地皮菜中的多糖可能會促進肌球蛋白和肌動蛋白鏈的有序聚集之前的解鏈，形成良好的凝膠網絡結構和更高的保水性[31,40]。隨著溫度的升高，添加地皮菜組與空白對照組肉糜的G’變化趨勢相似，在這個過程中肉糜經歷了3 個階段，分別是形成弱凝膠、削弱凝膠和增強凝膠。第1階段，隨著溫度的升高，G’在20～46 ℃緩慢下降，主要是因為絞肉過程中產生溶解和溶脹的肌原纖維蛋白受熱發生折疊，形成弱凝膠，致使G’下降[41]。第2階段，在47～56 ℃范圍內G’值的下降速率加快，主要是因為部分肌球蛋白尾部展開，導致肌球蛋白頭部分離，破壞已經形成的弱凝膠[42]。第3階段，G’值在57～80 ℃之間快速上升，與Kang Zhuangli等[43]研究的流變結果一致，G’值高表示肉糜所形成的凝膠硬度大，與硬度結果保持一致，主要是因為溫度升高促進蛋白質進一步聚集和交聯，在受熱過程中由半溶膠轉變為彈性膠體，在此過程中，將溶膠狀態具有黏彈性的肉糜轉化為網絡結構致密、富有彈性的凝膠體[43]。

2.5 地皮菜添加量對雞胸肉糜微觀結構的影響

由圖6可知，加入不同量地皮菜的雞胸肉糜形成凝膠后，與空白對照組相比，肉糜凝膠的內部結構更加規則致密，孔洞更小，分布更加均勻。添加不同量地皮菜形成的肉糜凝膠，總體能夠獲得更加規則的網絡結構。隨著地皮菜添加量的增加，雞胸肉糜的凝膠結構得到了不同程度的改善。當添加量為1.2%時，形成的凝膠網絡結構最好，規則緊湊，均勻有序，孔徑基本消失，這種凝膠網絡結構可以束縛更多的水分，增強肉糜凝膠保水性。當添加量達到1.5%時，由于地皮菜本身具有較強的吸水性，過量的地皮菜與雞肉蛋白爭奪水分，降低了雞肉蛋白與水之間的相互作用，地皮菜中的蛋白和多糖已不能更好的與雞肉蛋白結合，形成的凝膠網絡結構變得粗糙不夠均勻，凝膠變硬。Lin等[44]研究報道，添加玉米胚芽蛋白可以改善法蘭克福香腸的微觀結構，使凝膠肉制品的結構更均勻致密，本實驗與之相比較，添加地皮菜的肉糜凝膠結構更加均勻致密。

圖6 地皮菜添加量對雞胸肉糜微觀結構的影響Fig. 6 Effects of N. commune addition on the microstructure of chicken breast meat batters

3 結 論

本研究通過添加地皮菜，提高了雞胸肉糜形成凝膠的能力，改善了雞胸肉糜凝膠制品的品質。添加地皮菜對雞胸肉糜凝膠的保水性影響較大，保水性先上升后下降，添加量1.2%時最大。隨地皮菜添加量的增加，L*值、a*、和b*值均顯著下降；硬度、彈性、內聚性和咀嚼性持續升高；凝膠強度呈上升趨勢，添加量1.2%以后變化不顯著。蒸煮得率隨地皮菜的添加先增大后減小，添加量1.2%時最大。動態頻率掃描過程中，相同頻率振蕩下，肉糜的G’隨地皮菜的添加而升高。升溫過程中，20 ℃和80 ℃的G’隨地皮菜添加量的增加而升高，且均高于未添加組；掃描電鏡觀察結果顯示，添加地皮菜的雞胸肉糜凝膠比未添加地皮菜組具有更均勻、緊湊的微觀結構。本實驗對地皮菜全粉改善雞胸肉糜凝膠特性和流變特性進行了研究，為提高雞胸肉糜凝膠產品品質提供理論依據。