茶多酚對(duì)大豆蛋白素肉質(zhì)構(gòu)性質(zhì)和結(jié)構(gòu)特性的影響

胡 瑩，江睿生，霍金杰，李 航，蘇 爽，肖志剛，高育哲

（沈陽(yáng)師范大學(xué)糧食學(xué)院，遼寧沈陽(yáng) 110034）

近年來(lái)，隨著人們生活水平的提高，肉類產(chǎn)品銷售量與日俱增，據(jù)預(yù)測(cè)，截至2050 年肉類消耗量將比2005 年高70%[1-2]，雖然受到消費(fèi)者喜愛(ài)，但動(dòng)物飼養(yǎng)會(huì)占用大量土地、糧食和水分，產(chǎn)生大量糞便、二氧化碳，加劇溫室效應(yīng)。以大豆分離蛋白等植物蛋白為主要原料，通過(guò)擠壓擠術(shù)制成具有類似動(dòng)物蛋白品質(zhì)的素肉產(chǎn)品[3]，具有低脂肪、高蛋白[4]的特點(diǎn)，同時(shí)可以減少由于過(guò)量食用肉類而引發(fā)的高血壓、高血脂[5]等相關(guān)疾病的發(fā)病率。美國(guó)從2010 年開(kāi)始，Beyond Meat、Impossible Foods 等許多公司已將人造肉產(chǎn)業(yè)化，截至2018 年，Beyond Meat 公司已經(jīng)在360 個(gè)店鋪售賣(mài)新型人造素肉[6]，我國(guó)素肉雖尚未普及，但不能否認(rèn)其是一個(gè)具有潛在價(jià)值的研究方向[7-8]。

茶多酚又稱維多酚、抗氧靈，是茶葉中兒茶素類、丙酮類、酚酸類和花色素化合物的總稱，并且是形成茶葉色、香、味的主要成分之一，不僅具有抑制心血管疾病、抗菌、延緩衰老等功效[9]，而且耿文學(xué)等人[10]研究表明，茶多酚可以抑制癌細(xì)胞的增生，且在部分動(dòng)物器官模型上均得到了證實(shí)。劉勤勤等人[11]利用熒光光譜、紫外-可見(jiàn)光譜等方法就茶多酚與大豆蛋白相互作用進(jìn)行研究，證實(shí)茶多酚會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。

通過(guò)在擠壓過(guò)程中加入不同含量茶多酚，其作為良好的還原劑會(huì)與大豆中某些物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)，同時(shí)大豆基素肉部分質(zhì)構(gòu)性質(zhì)也可能會(huì)發(fā)生相應(yīng)改變。將試驗(yàn)得到的大豆基素肉基料進(jìn)行質(zhì)構(gòu)性質(zhì)測(cè)定和結(jié)構(gòu)性質(zhì)測(cè)定，并對(duì)其結(jié)果進(jìn)行分析。通過(guò)以上研究，為探索大豆基素肉研究開(kāi)辟新途徑和發(fā)展方向，有利于大豆基素肉得到大規(guī)模推廣。

1 材料與儀器

1.1 試驗(yàn)材料

大豆分離蛋白粉，山東禹王生態(tài)食業(yè)有限公司提供；茶多酚，陜西嘉禾生物科技股份有限公司提供。

1.2 試驗(yàn)儀器

DS 56-Ⅲ型雙螺桿擠壓膨化機(jī)，濟(jì)南賽信鵬華機(jī)械有限公司產(chǎn)品；質(zhì)構(gòu)測(cè)定儀，英國(guó)Stable MicroSystems 公司產(chǎn)品；色度儀，深圳三恩馳有限公司產(chǎn)品；電子秤，深圳邁寶樂(lè)實(shí)業(yè)有限公司產(chǎn)品。

2 試驗(yàn)方法

2.1 大豆蛋白素肉制作

2.1.1 工藝流程

大豆分離蛋白→不同含量茶多酚→進(jìn)料→擠壓膨化→素肉基料→冷卻→備用。

2.1.2 操作要點(diǎn)

（1） 進(jìn)料。大豆分離蛋白與茶多酚共5 kg，放入攪拌機(jī)內(nèi)混合均勻。 （茶多酚添加量分別為0，2%，4%，6%，8%）。

（2） 擠壓。混合均勻的原料喂水速度14.5 kg/h，固體進(jìn)料速度8.5 kg/h，蒸煮溫度160 ℃，螺桿轉(zhuǎn)速280 r/min，高溫蒸煮后經(jīng)50～60 ℃雙模頭冷卻，制成素肉基料。

（3） 素肉基料。制成的素肉基料可按照預(yù)計(jì)大小，測(cè)定質(zhì)構(gòu)性質(zhì)和結(jié)構(gòu)性質(zhì)，將剩余基料冷凍保存。

2.2 質(zhì)構(gòu)性質(zhì)測(cè)定

（1） 硬度、內(nèi)聚性、彈性、膠著性、咀嚼性。將樣品切成長(zhǎng)25 mm，寬25 mm，高10 mm 的長(zhǎng)方體小塊，設(shè)置質(zhì)構(gòu)儀操作參數(shù)：TPA 模式，探頭選用TA-5，測(cè)試前速度1.0 mm/s，測(cè)試速度1.0 mm/s，測(cè)試后速度1.0 mm/s，下壓程度15%。每組樣品測(cè)3 次，取平均值。

（2） 拉伸強(qiáng)度。將樣品切成規(guī)定形狀，厚度為5 mm，設(shè)置質(zhì)構(gòu)儀操作參數(shù)：張力模式，探頭選用TA-DGA，測(cè)試速度1.0mm/s，形變量15%，初負(fù)載5 g。每組樣品測(cè)6 次，取平均值。記錄峰值負(fù)數(shù)、功。

（3） 組織化度。將樣品切成規(guī)定形狀，厚度為10 mm。設(shè)置質(zhì)構(gòu)儀操作參數(shù)：探頭TA-SB 單刀剪切夾具，測(cè)試速度1.0 mm/s，壓縮程度為樣品厚度的25%。組織化度為2 個(gè)方向剪切力功的比值[12]。平行切力方向?yàn)樗厝鈹D出方向，垂直平行切力方向?yàn)榇怪鼻辛Ψ较颉Ｃ拷M樣品測(cè)3 次，取平均值。記錄壓縮循環(huán)功、目標(biāo)負(fù)載。

2.3 色澤測(cè)定

參照郭曉菲等人[13]的測(cè)定方法，將樣品切成長(zhǎng)25 mm，寬25 mm，高10 mm 的長(zhǎng)方體小塊，設(shè)置Lab 色度儀參數(shù)：觀察者角度為10°，顏色空間CIELAB，采用CIE L*a*b*，L*表示明度值，a*表示紅/綠值，b*表示黃/藍(lán)值。以茶多酚零添加量為空白對(duì)照，ΔL、Δa、Δb 分別表示各組樣品L*、a*、b*與對(duì)照組之差。每組樣品測(cè)3 次，取平均值。

2.4 掃描電鏡觀察

取不同茶多酚添加量的大豆基素肉產(chǎn)品，切成大小適宜的條狀，浸泡在戊二醛溶液中24 h，再用pH 值為2.7 的磷酸鹽緩沖溶液沖洗3 次，每次10 min 左右；分別用30%，50%，70%，85%，95%，100%的乙醇溶液清洗；將樣品切片，放入冷凍干燥機(jī)中，干燥后的樣品置于液氮中斷開(kāi)，放入掃描電子顯微鏡下觀察其結(jié)構(gòu)[14]。

2.5 大豆素肉紅外掃描電鏡分析

3 結(jié)果與分析

3.1 不同茶多酚添加量對(duì)質(zhì)構(gòu)特性的影響

3.1.1 硬度、內(nèi)聚性、彈性、膠著性、咀嚼性

不同茶多酚添加量素肉的質(zhì)構(gòu)性質(zhì)表1。

由表1 可知，隨著茶多酚含量的增加，素肉的硬度、膠著性和咀嚼性都呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢(shì)（p<0.05）；王未君[15]研究發(fā)現(xiàn)，茶多酚作為活性基團(tuán)，可以與蛋白質(zhì)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)形成更為穩(wěn)定的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使大豆素肉硬度得到提升。內(nèi)聚性和彈性由于無(wú)顯著性差異（p>0.05），基本不受茶多酚的影響。

表1 不同茶多酚添加量素肉的質(zhì)構(gòu)性質(zhì)

茶多酚添加量為2%～4%時(shí)，素肉的硬度、膠著性和咀嚼性數(shù)值均過(guò)小，這種情況素肉品質(zhì)較差，不推薦。當(dāng)茶多酚添加量為6%～8%時(shí)，硬度、膠著性和咀嚼性數(shù)值均高于不添加茶多酚的大豆素肉。8%時(shí)數(shù)值達(dá)到最高值，此時(shí)硬度為2 748.0 g，膠著性為2 382.4 g，咀嚼性為81.9 mJ。

3.1.2 組織化度

不同茶多酚添加量素肉的組織化度見(jiàn)圖1。

圖1 不同茶多酚添加量素肉的組織化度

由圖1 可知，隨著茶多酚添加量的增加，大豆素肉組織化度逐漸下降。添加量為0～2%時(shí)，組織化度迅速下降。繼續(xù)添加至4%～8%時(shí)，雖總體呈下降趨勢(shì)，但數(shù)值相差不大。這說(shuō)明茶多酚抑制大豆素肉組織化形成。在茶多酚添加量為8%時(shí)，組織化度達(dá)到最小值。

3.1.3 拉伸強(qiáng)度

不同茶多酚添加量素肉的拉伸強(qiáng)度見(jiàn)圖2。

圖2 不同茶多酚添加量素肉的拉伸強(qiáng)度

由圖2 可知，大豆素肉拉伸強(qiáng)度呈先下降后上升的變化趨勢(shì)。當(dāng)茶多酚添加范圍為0～4%時(shí)，拉伸強(qiáng)度下降至最低值。繼續(xù)添加茶多酚，數(shù)據(jù)呈回升趨勢(shì)，逐漸上升，最終當(dāng)茶多酚添加量為8%時(shí)，拉伸強(qiáng)度到最大值且高于未添加茶多酚的大豆蛋白素肉。

3.2 不同茶多酚添加量對(duì)素肉色澤的影響

不同茶多酚添加量素肉的Lab 色度見(jiàn)表2。

由表2 可知，L*表示亮白程度，數(shù)值越大，顏色越成亮白色；a*表示紅綠色，正值傾向紅色，反之傾向綠色；b*值表示黃藍(lán)色，正值傾向黃色，反之傾向綠色；ΔE*表示素肉與白色版色差，數(shù)值越大，顏色與白色版相差越大。在相同處理?xiàng)l件下的Lab 色度測(cè)定中，添加茶多酚后得到的植物基素肉亮度即L*值呈下降趨勢(shì)，黃藍(lán)色調(diào)b*值也顯著減少，逐漸偏藍(lán)，而紅綠色調(diào)即Δa*值顯著增加至空白對(duì)照組的3 倍，逐漸變紅，且ΔE*的數(shù)值逐漸增大到55 左右，顏色逐漸變暗。

表2 不同茶多酚添加量素肉的Lab 色度

不同茶多酚添加量素肉見(jiàn)圖3。

圖3 不同茶多酚添加量素肉

3.3 不同茶多酚添加量大豆素肉掃描電鏡分析

不同茶多酚添加量大豆素肉掃描電鏡圖見(jiàn)圖4。

圖4 不同茶多酚添加量大豆素肉掃描電鏡圖片

由圖4 可知，大豆素肉經(jīng)添加大量茶多酚時(shí)，形成不規(guī)則圓型小孔，表面凹凸不平。而添加少量茶多酚的大豆素肉表面較為平整呈明顯纖維狀拉伸結(jié)構(gòu)。這與魏益民等人[16]報(bào)道的大豆組織相似，表明適量的茶多酚可優(yōu)化大豆素肉組織結(jié)構(gòu)。

4 結(jié)論

在素肉擠壓過(guò)程中，茶多酚添加量對(duì)大豆蛋白素肉的質(zhì)構(gòu)、色澤和微觀結(jié)構(gòu)等方面均有影響。素肉的硬度、膠著性、咀嚼性及拉伸強(qiáng)度均隨著茶多酚添加量的增加呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢(shì)，且在添加量為6%～8%時(shí)，質(zhì)構(gòu)特性高于未添加茶多酚的大豆素肉。茶多酚添加量與大豆蛋白素肉的組織化度呈負(fù)相關(guān)，隨著茶多酚含量的增加，組織化逐漸降低，添加量為4%～8%時(shí)雖然呈降低趨勢(shì)。茶多酚含量越高，素肉顏色越深，當(dāng)添加量為8%時(shí)，顏色最深已接近褐色，影響美觀，同時(shí)纖維結(jié)構(gòu)也不理想。