大豆分離蛋白-黃原膠乳液替代脂肪對煎制雞肉餅理化特性的影響

摘 要：

為開發蛋白質-多糖基復合乳液在低脂肉制品中的應用，優化了以大豆分離蛋白（SPI）、黃原膠（XG）和大豆油為原料的大豆分離蛋白-黃原膠（SPI-XG）乳液的制備工藝，并探究不同替代量的SPI-XG乳液對雞肉餅理化特性的影響。結果表明：當pH值為9時，最佳的SPI-XG乳液配方為SPI 6％、XG 0.2％、油液比3∶1。使用該乳液替代脂肪，當替代量為75％時，雞肉餅的煎制損失率降至最低。隨替代量的增加，雞肉餅的水分含量逐漸升高，蛋白質含量顯著增加，同時脂肪含量降低。此外，添加SPI-XG乳液使得雞肉餅的硬度下降，內聚性提高，L*值升高，a*和b*值有所下降。總之，SPI-XG乳液作為一種脂肪替代物，能有效提升雞肉餅的營養價值和烹飪性能，為未來脂肪替代物的開發提供了參考。

關鍵詞：

大豆分離蛋白;黃原膠;乳液;脂肪替代;雞肉餅

中圖分類號： TS 972.132 ""文獻標志碼： A ""文章編號：

2095-8730（2024）04-0046-07

為降低肉制品中動物脂肪含量，食品工業常用植物蛋白、膳食纖維、液態植物油等替代脂肪。然而，這些傳統的脂肪替代物往往會導致食物風味和口感不佳。近年來，蛋白質-多糖基乳液已被廣泛用于脂肪替代研究［1-4］。鄭爽等［5］發現將南瓜籽蛋白-卡拉膠乳液作為脂肪替代物加入肌原纖維蛋白復合凝膠，可顯著降低凝膠的蒸煮損失率，使其保持良好的質構和流變特性。以改性豌豆蛋白和殼聚糖制備的Pickering乳液部分或完全替代香腸中的脂肪，可降低香腸的蒸煮損失率與TBARS值［6］。

大豆分離蛋白（soybean protein isolate，SPI）是一種重要的植物蛋白質資源，不含脂肪，對人體健康有益［7］;黃原膠（xanthan gum，XG）作為一種天然多糖，具有降低血糖和增加飽腹感的作用［8］。研究發現，以SPI和XG制備的乳液具有良好的乳化穩定性和流變特性［9］，作為脂肪替代物的潛力巨大。因此，本研究通過單因素結合響應面試驗優化SPI-XG乳液的制備工藝，并分析不同SPI-XG乳液替代量對煎制雞肉餅品質的影響，旨在為研制低脂、營養均衡、質地優良的肉制品提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

雞胸肉（黃羽肉雞）、豬肥膘（大白豬的肚腩皮下脂肪）、洋蔥、姜、白胡椒粉、玉米淀粉、料酒、食鹽、大豆油：購于哈爾濱市松北區大潤發超市;大豆分離蛋白（純度gt;90％）、黃原膠：商丘佳凝貿易有限公司;硫酸、鹽酸、氫氧化鈉、硼酸、石油醚、溴甲酚綠、甲基紅：天津市風船化學試劑科技有限公司，均為分析純。

1.2 儀器與設備

L535-1醫用離心機、FE28 pH計：梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司;MAPADA紫外分光光度計：上海元析儀器有限公司;TLE204E電子天平：艾本德（上海）國際貿易有限公司;T25數顯型分散機：上海珂淮儀器有限公司;HX-PB1058料理機：佛山市海迅電器有限公司;BPG-9070A精密鼓風干燥箱：湖南湘儀實驗室儀器開發有限公司;JJ-1精密增力電動攪拌器：國華（常州）儀器制造有限公司;CM-600d分光測色計：柯尼卡美能達辦公系統（中國）有限公司;SZF-06A 索氏提取器：杭州托普儀器有限公司;K9860 全自動凱氏定氮儀：山東海能科學儀器有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 SPI-XG乳液的制備

將按所需濃度配制的SPI溶液攪拌至蛋白質完全溶解，然后在4 ℃冰箱中靜置過夜。待溶液pH值調整后，以4 500 r／min離心30 min，取上清液，并在室溫下按油液比添加大豆油，經14 000 r／min均質2 min，制成SPI乳液。隨后，將XG加入均質后的SPI乳液中，以14 000 r／min均質2 min，得到SPI-XG乳液，在 4 ℃保存備用。

1.3.2 單因素實驗設計

研究SPI濃度（4％、5％、6％、7％、8％，w／v）、XG濃度（0.10％、0.15％、0.20％、0.25％、0.30％，w／v）、油液比（2∶1、5∶2、3∶1、7∶2、4∶1，v／v）、pH值（7、8、9、10、11）對SPI-XG乳液穩定性的影響。

1.3.3 響應面優化試驗設計

基于單因素實驗結果，以SPI濃度（A）、XG濃度（B）和pH值（C）為自變量，乳液的乳析指數（CI）為響應值，采用Box-Behnken響應面設計試驗，以進一步優化SPI-XG乳液的制備工藝條件。具體設計見表1。

1.3.4 煎制雞肉餅的制備

雞肉餅的制備流程如附圖1所示。精確稱取5份雞胸肉（80 g）和豬肥膘（0、5、10、15、20 g），分別用料理機打成肉糜，按豬肥膘稱量順序將雞胸肉和豬肥膘肉糜混合為五組樣品，并將20、15、10、5、0 g SPI-XG乳液按順序分別加入混合后的肉糜中，以替代豬肥膘（乳液和豬肥膘混合后總量為20 g），再加入鹽等輔料混勻。用模具將肉餡制成直徑為45 mm、厚度為10 mm的雞肉餅，每個雞肉餅的質量為20 g。在電餅鐺中加入大豆油，待油燒熱（190 ℃）后，將雞肉餅兩面各煎制2 min，取出后冷卻至室溫。樣品以乳液替代量命名，分別記為100％、75％、50％、25％和對照組。

1.3.5 乳化穩定性

取SPI-XG乳液加入SDS溶液中，參考LI等［10］的方法測定乳化穩定指數（ESI）。

1.3.6 乳析指數

將SPI-XG乳液和大豆油按1∶1（v／v）加入試管，以14 000 r／min均質1 min后，常溫密封放置24 h，參考DING等［11］的方法計算乳析指數（CI）。

1.3.7 肉餅煎制損失率測定

參考DE LIMA GUTERRES等［12］的方法測定煎制損失率。

1.3.8 主要組分測定

熟制雞肉餅冷卻至室溫后，控干表面水分，切碎至細末狀進行組分測定。參照《食品安全國家標準 食品中水分的測定》（GB 5009.3—2016）中的直接干燥法檢測水分含量;參照《食品安全國家標準 食品中脂肪的測定》（GB 5009.6—2016）中的索式提取法檢測脂肪含量;參照《食品安全國家標準 食品中蛋白質的測定》（GB 5009.5—2016）中的凱式定氮法檢測蛋白質含量。

1.3.9 質構特性測定

參考李翔等［13］的方法并略做修改，將熟肉餅切成1 cm×1 cm×1 cm小塊，測定其硬度、彈性、內聚性和咀嚼性。采用P50探頭，“2次壓縮”模式，參數設置為：力量感應元250 N，起始力0.1 N，測前速率1 mm／s，測后速率60 mm／s，回程距離25 mm，壓縮形變量30％。

1.3.10 雞肉餅pH值測定

將雞肉餅切碎后精確稱取1 g，加入10 mL蒸餾水，以10 000 r／min均質30 s，靜置10 min，使用pH計測定其上清液的pH值。

1.3.11 雞肉餅色差分析

采用CM-600d分光測色計對雞肉餅的L*、a*和b*值進行測定。

1.3.12 雞肉餅感官評價

表2為煎制雞肉餅的感官評分標準，選擇10名經過培訓的人員（男女各5名），分別對雞肉餅的外觀、口感、風味、組織狀態進行感官評定。

1.4 數據處理

所有實驗均重復3次，結果以平均值±標準差表示。使用SPSS進行單因素實驗數據處理，LSD法進行多重比較分析，Design-Expert 13.0.1進行響應面分析，Origin 2021進行制圖。

2 結果與分析

2.1 SPI濃度、XG濃度、油液比和pH值對乳液穩定性的影響

圖1.A顯示，隨著SPI濃度的增加，ESI逐漸升高，在6％濃度時達到最大值;當濃度超過6％時，ESI稍有下降（Pgt;0.05）。在較低濃度（4％～5％）時，由于蛋白質顆粒之間的作用力較弱，乳液顆粒分散不均，導致乳液穩定性降低，因此ESI相對較低。CI隨濃度增加先下降后上升，在6％時達到最低值（1.19％），且與5％和7％濃度相比無顯著性差異（Pgt;0.05）。過高的蛋白質含量會導致乳液中蛋白質顆粒發生絮凝和聚集，因此在8％濃度下，盡管ESI較高，但CI達到最大值，表明乳液相對不穩定。當SPI濃度為4％時，由于蛋白質含量過低，乳液出現分層現象，降低其穩定性［14］。綜上，選擇5％、6％、7％的SPI濃度進行后續研究。

圖1.B顯示，當XG濃度為0.10％時，ESI達到最小值，而CI達到最大值，表明乳液在此濃度下最不穩定。隨著XG濃度增加至0.20％，ESI顯著上升至最大值（Plt;0.05），同時CI降低至最小值，說明乳液的穩定性最佳。當濃度超過0.20％后，ESI逐漸下降，而CI逐漸上升，這可能是高濃度XG導致了分子間的聚集，從而降低乳液的穩定性。綜上，選擇0.15％、0.20％、0.25％的XG濃度進行后續研究。

圖1.C顯示，當油液比在2∶1～4∶1范圍內變化時，ESI和CI均無顯著變化（Pgt;0.05），其中ESI值在60.54～61.45 min，CI值在1.10％～1.14％，表明在此范圍內的油液比可有效維持乳液的穩定性。較高的油水比會形成更加均勻的內部網絡，并增強表觀穩定性［15］。因此，在后續實驗中將選擇3∶1的油液比，并且不將油液比作為響應面設計的考察因素進行研究。

SPI在pH值接近中性時水溶性最差［16］。如圖1.D所示，在pH=8時，ESI達到最低值;在pH=9時，ESI值最高，且與pH值為10和11時的ESI值相比，無顯著差異（Pgt;0.05）。在pH=8時，CI值最高;而在pH=9時，CI值最低，且與pH值為7、10、11時的CI值無顯著差異（Pgt;0.05）。這是因為制備乳液的大豆油呈弱酸性，當其與pH值為8的水相混合后，乳液整體pH值接近中性，導致SPI的水溶性變差，從而促進了油水分離。綜上，選擇pH值為9、10、11進行后續研究。

2.2 響應面優化試驗分析

基于單因素實驗結果，選取SPI濃度（A）、XG濃度（B）以及pH值（C）三個因素，以CI（Y）為響應值，進行響應面試驗。表3顯示Box-Behnken響應面試驗結果，采用Design-Expert 13.0.1對數據進行多元回歸擬合，得到CI（Y）的回歸方程：Y=1.46-0.04A+0.01B-0.01C+0.17AB-0.12AC-0.02BC+0.54A2+0.19B2-0.15C2。該模型的多元回歸方差分析結果如附表1所示，模型P=0.000 9lt;0.01， P失擬項=0.189 9gt;0.05，說明回歸模型顯著，且擬合效果好。決定系數R2=0.949 4，表明回歸方程能解釋94.94％的CI變化。由F值得，各因素對CI影響的主次順序為：Agt;Bgt;C。

如附圖2所示，SPI濃度和XG濃度、SPI濃度和pH值相互作用對CI有顯著影響，曲面最低點表示此條件下乳液最穩定。當XG濃度和pH值相互作用時，隨著XG濃度的增加和pH值的減小，CI越大，乳液穩定性越差。

根據預測分析得到SPI-XG乳液的最佳制備工藝：SPI濃度為6.02％、XG濃度為0.19％、pH值為9.03。在此條件下，CI預測值為1.336 7％。考慮實際生產條件，將乳液的制備工藝參數調整為：SPI濃度6％、XG濃度0.2％、pH值9。按照上述參數進行驗證試驗，得到乳液CI值為（1.328 4±0.027 4）％，與預測模型的誤差為0.620 9％，表明該模型能夠有效地預測SPI-XG乳液的最佳制備工藝。

2.3 SPI-XG乳液替代量對煎制雞肉餅理化特性的影響

2.3.1 煎制損失率

如圖2所示，與對照組相比，加入SPI-XG乳液能顯著降低雞肉餅的煎制損失率，當替代量達到75％時，煎制損失率最低，且與替代50％的情況無顯著差異（Pgt;0.05），然而，當替代量增至100％時，煎制損失率反而升高。這是因為在煎制過程中高溫熱處理導致SPI-XG乳液的乳化性能下降［17］，使部分油相流失。總之，SPI-XG乳液的加入有助于降低雞肉餅的煎制損失率。

2.3.2 主要營養組分分析

如表4所示，隨著SPI-XG乳液替代脂肪的比例增加，雞肉餅的水分含量呈現顯著上升的趨勢（Plt;0.05）。這是因為SPI-XG乳液的連續相為水相，所以替代量越大，生肉餡中的水分含量也就越大。由于SPI是乳液的基礎成分，隨著替代量的增加，雞肉餅的蛋白質含量也隨之增加。同時，雞肉餅中的脂肪含量顯著降低。通過添加SPI-XG乳液不僅改善了雞肉餅的營養組成，還實現了低脂目標。

2.3.3 質構分析

由表5可知，隨著SPI-XG乳液替代量的增加，雞肉餅的硬度呈顯著下降趨勢，而彈性則表現為波動變化，且乳液替代組的彈性顯著低于對照組。在內聚性方面，替代組高于對照組，但各替代組之間無顯著差異。在咀嚼性方面，替代組最高可達263.34 mJ，但在完全替代脂肪時下降至190.81 mJ，這可能是由于過多的乳液增加了水分含量［18］，導致雞肉餅結構疏松，從而使其韌性下降。總體而言，乳液部分替代脂肪能夠提升雞肉餅的口感，滿足消費者的需求，但若完全替代則可能對雞肉餅的質構產生負面影響。

2.3.4 雞肉餅的pH值

由圖3可知，在不同SPI-XG乳液替代量條件下，雞肉餅的pH值在5.92～6.08之間波動。與對照組相比，SPI-XG乳液替代量分別為25％和50％時，雞肉餅的pH值顯著下降（Plt;0.05）。而當替代量為75％和100％時， pH值相對較高，且均與對照組無顯著差異（Pgt;0.05）。總體而言，SPI-XG乳液的替代對雞肉餅的pH值并未造成較大影響，仍符合鮮制肉制品pH值的標準（pH 5.81～6.2）［19-20］。

2.3.5 肉餅色澤

由表6可知，隨著乳液替代量的增加，雞肉餅的L*值呈逐漸上升趨勢。這可能是由于含乳液的雞肉餅的油滴直徑小于動物脂肪產生的油滴直徑，從而產生更大的光反射，導致更高的亮度值［21］。在替代量為25%時，a*值達到峰值;而在50％～100％替代范圍內，a*值逐漸下降，且低于對照組。隨著替代量的增加，b*值呈現下降的趨勢，但是在50％、75％、100％替代量條件下，并未出現顯著差異。DE SOUZA PAGLARINI等［22］使用以SPI為主要成分的乳液凝膠替代博洛尼亞香腸中的部分脂肪，增加了香腸的L*值，同時降低了a*和b*值，與本研究的結果相似。因此，SPI-XG乳液的加入改善了雞肉餅的色澤。

2.3.6 感官評價

感官評價反映了消費者對于產品的可接受程度［23］。圖4顯示不同SPI-XG乳液替代量對雞肉餅感官評分的影響。總體來看，相較于對照組，替代量為25％和50％時對感官特性的影響較小。但當替代量超過50％時，所有感官指標評分均下降。當乳液大部分或完全替代脂肪時，由于脂肪減少，水分含量增多，導致肉餅組織變得疏松，進而影響其外觀、口感、組織狀態和彈性。這表明在雞肉餅的脂肪替代應用中，SPI-XG乳液的替代量應謹慎控制，不宜過高。適量的替代量（如25％、50％）對感官特性的影響較小，而較高的替代比例則會顯著降低產品的感官品質。

3 結論

本研究以大豆分離蛋白和黃原膠制備的復合乳液替代雞肉餅中的脂肪，顯著降低了雞肉餅的煎制損失率和脂肪含量，同時提高了雞肉餅中的蛋白質和水分含量，從而優化了雞肉餅中的營養成分比例，并進一步改善其感官品質。以SPI-XG乳液替代肉制品中的脂肪，能夠滿足消費者對于低脂肉制品的需求。然而，由于影響最佳替代量的因素較多（如乳液的熱穩定性、脂肪替代后對不同感官屬性的權衡等），目前本研究還無法確定最佳的替代量。為了進一步提升SPI-XG乳液在低脂肉制品中的應用效果，未來研究將著重探討不同替代量對感官和營養指標的綜合影響，以期在質構、風味和營養價值之間找到一個最佳的平衡點。

參考文獻：

［1］ HOU W B，LONG J，ZHANG C M，et al.Effect of β-sitosterol and oil phase on gel properties，microstructure and sensory characteristics of pea protein/carrageenan emulsion gels as solid fat substitutes［J］.Food Hydrocolloids，2025，160：110751.

［2］ ZHU T W，CUI W，JIANG H Y，et al.Characterization of soybean protein isolate-chitosan-based emulsion template-oleogel as fast-frozen special fat substitute and its mechanism on the quality improvement of fast-frozen food［J］.LWT，2024，205：116485.

［3］ KAMER D D A.Synergistic formulation approach for developing pea protein and guar gum enriched olive oil-in-water emulsion gels as solid fat substitutes：formulation optimization，characterization，and molecular simulation［J］.International Journal of Biological Macromolecules，2024，257：128718.

［4］ WEI W，CUI L J，MENG Z.The potential of protein-polysaccharide-based O/W and W/O emulsion gels strengthened by solid fat crystallization as realistic fat analogs［J］.Food Chemistry，2025，464：141889.

［5］ 鄭爽，李艷青，李博，等.南瓜籽蛋白-卡拉膠乳液脂肪替代物對肌原纖維蛋白凝膠特性的影響［J］.食品工業科技，2024，45（16）：138-145.

［6］ LI C Q，XIE W R，ZHANG X，et al.Pickering emulsion stabilized by modified pea protein-chitosan composite particles as a new fat substitute improves the quality of pork sausages［J］.Meat Science，2023，197：109086.

［7］ HAN L，LI J L，JIANG Y T，et al.Changes in the structure and functional properties of soybean isolate protein：effects of different modification methods［J］.Food Chemistry，2024，432：137214.

［8］ 繆雨雁，欒藝，顧晨，等.瓜爾膠與黃原膠在預制肉糜類食品中的應用［J］.美食研究，2022，39（4）：71-78.

［9］ KRSTONOI V，PAVLOVI N，NIKOLI I，et al.Physicochemical properties and stability of oil-in-water emulsions stabilized by soy protein isolate and xanthan gum［J］.International Journal of Biological Macromolecules，2024，260（Pt 2）：129610.

［10］ LI Y Y，KONG B H，LIU Q，et al.Improvement of the emulsifying and oxidative stability of myofibrillar protein prepared oil-in-water emulsions by addition of zein hydrolysates［J］.Process Biochemistry，2017，53：116-124.

［11］ DING J J，LI Y X，WANG Q B，et al.Pickering high internal phase emulsions with excellent UV protection property stabilized by Spirulina protein isolate nanoparticles［J］.Food Hydrocolloids，2023，137：108369.

［12］ DE LIMA GUTERRES L，PINTON M B，DOS SANTOS B A，et al.Hydrogelled emulsion from linseed oil and pea protein as a strategy to produce healthier pork Burgers with high technological and sensory quality［J］.Meat Science，2023，195：109028.

［13］ 李翔，張文韜，伍一有，等.青花椒香菇醬夾心香腸的制備及品質研究［J］.美食研究，2023，40（4）：64-71.

［14］ 劉香玲，李真，王金廂，等.大豆分離蛋白顆粒穩定的鰱魚油Pickering乳液的制備及其性能表征［J］.食品研究與開發，2023，44（18）：1-10.

［15］ 雷群，張玉榮，羅健輝，等. 高濃度乳液穩定性評價方法及其應用［J］.物理化學學報，2019，35（4）：415-421.

［16］ O′ FLYNN T D， HOGAN S A， DALY D F M， et al. Rheological and solubility properties of soy protein isolate［J］. Molecules， 2021， 26（10）： 3015.

［17］ 朱秀清，高穎，宣希寰，等. 熱處理對大豆蛋白結構的影響及其乳液的研究進展［J／OL］.食品工業科技，1-13［2024-11-01］.https：／／doi.org／10.13386／j.issn1002-0306.202407198.

［18］ LIU Y，HUANG Y Z，WANG Y，et al.Application of cod protein-stabilized and casein-stabilized high internal phase emulsions as novel fat substitutes in fish cake［J］.LWT，2023，173：114267.

［19］ 高岳，潘語，宋京城，等.迷迭香提取物對等離子體處理雞胸肉餅脂質氧化及品質影響研究［J］.食品科技，2021，46（3）：99-104.

［20］ 劉樹萍，彭秀文，張佳美，等.大豆分離蛋白與茶多酚穩定的高內相Pickering乳液替代脂肪對肉丸品質的影響［J］.食品工業科技，2024，45（6）：59-66.

［21］ LI X L，MENG R，XU B C，et al.Function emulsion gels prepared with carrageenan and zein／carboxymethyl dextrin stabilized emulsion as a new fat replacer in sausages［J］.Food Chemistry，2022，389：133005.

［22］ DE SOUZA PAGLARINI C，DE FIGUEIREDO FURTADO G，HONRIO A R，et al.Functional emulsion gels as pork back fat replacers in Bologna sausage［J］.Food Structure，2019，20：100105.

［23］ SANTHI D，KALAIKANNAN A，SURESHKUMAR S.Factors influencing meat emulsion properties and product texture：a review［J］.Critical Reviews in Food Science and Nutrition，2017，57（10）：2021-2027.

Effect of soybean protein isolate-xanthan gum emulsion on the physicochemical properties of fried chicken patties

LIU Shuping1， GUO Xing1， JIANG Yue1， PENG Xiuwen1， ZHANG Jiamei1， LI Peizhao1， ZHU Kaixian2

（1.College of Tourism and Cuisine， Harbin University of Commerce， Harbin， Heilongjiang 150028， China;

2. Sichuan Province Key Laboratory of Cuisine Science， Sichuan Tourism University， Chengdu， Sichuan 610100， China）

Abstract：

To develop the application of protein-polysaccharide-based composite emulsions in low-fat meat products， the preparation process of soybean protein isolate-xanthan gum （ SPI-XG ） emulsion with soybean protein isolate （SPI）， xanthan gum （XG） and soybean oil as raw materials was optimized， the effects of different substitution amounts of SPI-XP emulsion on the physicochemical characteristics of chicken patties was investigated. The results showed that at a pH of 9， the optimal formulation of SPI-XG emulsion was SPI 6％， XG 0.2％， and an oil-to-liquid ratio of 3∶1. Using this emulsion to replace fat， when the replacement amount is 75％， the frying loss rate of chicken patties is reduced to the lowest. With the increase of replacement amount， the moisture and protein content of chicken meat were increased， and the fat content was decreased. Meanwhile， the addition of SPI-XG emulsion made the hardness of chicken patties decrease， the cohesiveness and L* value increase， and the a* and b* values decline. In short， SPI-XG emulsion， as a fat substitute， can effectively improve the nutritional value and cooking performance of chicken patties， and provide a reference for the subsequent development of fat substitutes.

Key words：

soybean protein isolate; xanthan gum; emulsion; fat-replace; chicken patty

（責任編輯：曹文磊）

收稿日期：2024-05-05

基金項目：黑龍江省自然科學基金項目（LH2021B015）;烹飪科學四川省高等學校重點實驗室2023年度資助項目（PRKX2023Z05）;2021年哈爾濱商業大學教師“創新”項目支持計劃項目（LH2021B015）;第二批國家級職業教育教師教學創新團隊課題研究項目（ZH2021080101）

作者簡介：

劉樹萍，女，哈爾濱商業大學旅游烹飪學院教授，博士，主要從事傳統烹飪工業化研究，E-mail：liusp201@163.com;

郭 興，男，哈爾濱商業大學旅游烹飪學院碩士研究生，主要從事傳統烹飪工業化研究，E-mail：xxguoxing@163.com。