卡拉膠對肉制品質構特性及保水性的影響機制研究

摘 要：目的：研究卡拉膠對肉制品質構及保水性的影響機制。方法：通過實驗測定探究不同類型和濃度的卡拉膠對肉制品硬度、彈性、內聚性和保水性的影響。結果：2%的κ-卡拉膠可顯著提高肉制品硬度約50%，且保水率增至85%。結論：卡拉膠通過形成凝膠網絡等機制，顯著改善肉制品的品質。

關鍵詞：卡拉膠；肉制品；質構特性

Abstract： Objective： To study the mechanism of the effect of carrageenan on the texture characteristics and water retention of meat products. Method： The effects of different types and concentrations of carrageenan on the hardness， elasticity， cohesion and water retention of meat products were investigated by experimental determination. Result： 2% κ-carrageenan significantly increased the hardness of meat products by about 50%， and the water retention rate increased to 85%. Conclusion： Carrageenan can significantly improve the quality of meat products through the formation of gel network and other mechanisms.

肉制品在人們的日常飲食中占據重要地位，其品質的優劣直接影響到消費者的購買意愿和食用體驗。質構特性和保水性是衡量肉制品品質的關鍵指標，良好的質構特性能賦予肉制品獨特的口感；而出色的保水性則有助于保持肉制品的鮮嫩多汁，減少加工和儲存過程中的汁液流失，提高出品率和經濟效益[1]。卡拉膠具有良好的凝膠性、增稠性和持水性，在食品工業中得到廣泛應用。在肉制品加工中，卡拉膠常被用作品質改良劑。然而，目前關于卡拉膠對肉制品質構特性和保水性的影響機制的研究還不夠完善。不同類型的卡拉膠由于化學結構的差異，可能對肉制品質構特性和保水性產生不同的影響；卡拉膠的添加濃度也可能與肉制品質構和保水性能之間存在復雜的關系[2]。因此，深入研究卡拉膠對肉制品質構特性及保水性的影響機制，對于優化肉制品加工工藝、提高肉制品品質具有重要的意義。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮的豬里脊肉：購自當地正規屠宰場，要求肉色鮮艷、質地緊密、無異味；卡拉膠：κ-卡拉膠、ι-卡拉膠、λ-卡拉膠，均為食品級；其他試劑：氯化鈉、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉等，均為分析純。

1.2 儀器與設備

TA XTPlus物性測試儀、TDL-5-A離心機、電子天平（精度0.001 g）、HH-S2恒溫水浴鍋、攪拌機以及真空包裝機等。

1.3 實驗方法

1.3.1 卡拉膠溶液的配制

分別準確稱取適量的κ-卡拉膠、ι-卡拉膠、λ-卡拉膠，置于不同的燒杯中，加入適量蒸餾水，在80 ℃恒溫水浴鍋中攪拌溶解，配制成濃度為0.5%、1.0%、1.5%、2.0%的卡拉膠溶液，冷卻至室溫備用。

1.3.2 樣品制備

將豬里脊肉剔除筋膜和脂肪，切成小塊，用攪拌機絞碎。將絞碎后的肉分成若干組，每組約200 g。分別向各組肉樣中加入不同類型和濃度的卡拉膠溶液，同時添加2%的氯化鈉和0.3%的復合磷酸鹽（磷酸二氫鈉∶磷酸氫二鈉=1∶1，體積比），攪拌均勻。將混合好的肉樣裝入真空包裝袋中，抽真空密封后，在4 ℃冰箱中腌制24 h。

1.3.3 質構測定

使用物性測試儀對腌制后的肉制品進行質構測定。測試參數設置：P/50圓柱探頭，測試前速度2.0 mm·s-1，測試速度1.0 mm·s-1，測試后速度1.0 mm·s-1，壓縮比50%，觸發力5.0 g。每個樣品平行測定5次，取平均值。測定指標包括硬度（g）、彈性、內聚性等。

1.3.4 保水性測定

采用離心法測定肉制品的保水性。稱取約10 g腌制后的肉樣，放入離心管中，在3 000 r·min-1的轉速下離心15 min，計算離心前后肉樣的質量變化[保水率=（離心后樣品質量-離心前樣品質量）×100%]，每個樣品平行測定3次，取平均值。

2 結果與分析

2.1 卡拉膠對肉制品質構特性的影響

2.1.1 硬度

不同類型和濃度的卡拉膠對肉制品硬度的影響如表1所示。隨著卡拉膠濃度的增大，肉制品的硬度總體呈上升趨勢。整體來看，κ-卡拉膠對硬度的提升效果最為明顯，在2.0%濃度下，κ-卡拉膠的硬度值達到（158.0±8.5）g，相比對照組有明顯提升；添加1.5%κ-卡拉膠的產品硬度為（175.6±7.4）g，硬度過大，可能會使產品口感不佳。κ-卡拉膠在提升肉制品硬度方面表現出更為穩定和顯著的效果，這可能是因為κ-卡拉膠在肉制品中能夠形成較為緊密的凝膠網絡結構，該結構能有效支撐肉制品的結構，從而使硬度增加。

2.1.2 彈性

不同類型和濃度的卡拉膠對肉制品彈性的影響如圖1所示。適當濃度的卡拉膠能夠提高肉制品的彈性。對于κ-卡拉膠，當其濃度為1.0%時，肉制品的彈性達到最大值[3]。這是因為此時卡拉膠與肉制品中的蛋白質形成了適宜的網絡結構，在受力時能夠較好地恢復原狀。當卡拉膠濃度過高時，彈性反而下降，可能是由于過度交聯的網絡結構限制了彈性的發揮。ι-卡拉膠和λ-卡拉膠也表現出類似的變化趨勢，但彈性提升效果與κ-卡拉膠有所不同。

2.1.3 內聚性

不同類型和濃度的卡拉膠對肉制品內聚性的影響如表2所示。在對照組中，無論何種類型的卡拉膠，肉制品的內聚性均為0.28±0.02。隨著卡拉膠濃度的增加，各類卡拉膠對肉制品內聚性的增強效果逐漸顯現。對比3種卡拉膠，κ-卡拉膠在增強內聚性方面的效果較為突出。這主要歸因于其形成的凝膠網絡結構具有更高的穩定性，使得卡拉膠分子與蛋白質分子之間的相互作用更強，極大地增加了肉制品內部的結合力，促使肉顆粒之間的連接更為緊密。總體而言，隨著卡拉膠濃度的增加，肉制品的內聚性逐漸增強，且κ-卡拉膠在提升內聚性上的表現更為優異。

2.2 卡拉膠對肉制品保水性的影響

不同類型和濃度的卡拉膠對肉制品保水性的影響如圖2所示。隨著卡拉膠濃度的增加，肉制品保水率普遍呈現上升趨勢。其中，κ-卡拉膠的保水效果最為明顯，在濃度為2.0%時，保水率相較于對照組提高了約41.7%。這一現象歸因于卡拉膠的高度親水性，其能夠有效結合并鎖定大量水分[4-5]。具體而言，κ-卡拉膠濃度在0%～2.0%時，保水率從60%增加到85%，表現出明顯的保水性能。而不同濃度的ι-卡拉膠和λ-卡拉膠也表現出一定的保水能力（在相同的濃度范圍內，ι-卡拉膠的保水率從60%增至77%，λ-卡拉膠的保水率從60%增至71%），但保水效果不如κ-卡拉膠。從保水性角度看，κ-卡拉膠因其獨特的分子結構和凝膠特性，在提升肉制品保水性方面表現最優。

3 討論

本研究顯示，不同類型和濃度的卡拉膠對肉制品的硬度、彈性和內聚性均有較大的影響。具體而言，κ-卡拉膠在提升肉制品硬度方面表現最為突出，當κ-卡拉膠濃度為2.0%時，肉制品硬度可提高約50%。這一結果可能與κ-卡拉膠形成的緊密凝膠網絡結構有關，該結構有效支撐了肉制品，增強了其硬度。在彈性方面，適量濃度的不同類型卡拉膠均能提高肉制品的彈性，但過高濃度反而會導致其彈性下降。對于κ-卡拉膠，其濃度在1.0%～1.5%時肉制品的彈性表現良好。這可能是因為在此濃度范圍內，卡拉膠與蛋白質形成的網絡結構既足夠穩定，又具有一定的柔韌性，能夠在受力時較好地恢復原狀。而當濃度過高時，過度交聯的網絡結構會限制彈性的發揮。內聚性的增強則與卡拉膠分子與蛋白質分子之間的相互作用有關。隨著卡拉膠濃度的增加，這種相互作用增強，使得肉顆粒之間的連接更加緊密，從而提高了內聚性。κ-卡拉膠在增強內聚性方面效果較為突出，這進一步證實了其形成的凝膠網絡結構的穩定性較好。

保水性是衡量肉制品品質的重要指標之一。本研究發現，隨著卡拉膠濃度的增加，肉制品的保水率普遍呈上升趨勢。其中，κ-卡拉膠的保水效果最好，在濃度為2.0%時，保水率提高了約41.7%。這一結果可以歸因于卡拉膠的高度親水性。卡拉膠分子中含有大量的硫酸基團和羥基，這些基團能夠與水分子形成氫鍵，從而有效結合并鎖定大量水分。此外，卡拉膠形成的凝膠網絡結構也能夠起到固定水分的作用，防止水分在加工和儲存過程中流失。

4 結論

綜上所述，本研究通過實驗數據證實了卡拉膠對肉制品質構特性和保水性的顯著影響。不同類型的卡拉膠由于化學結構的差異，對肉制品質構特性和保水性的影響也有所不同。而卡拉膠的添加濃度則與肉制品質構和保水性能之間存在復雜的關系。因此，在肉制品加工中，應根據具體需求和產品類型選擇合適的卡拉膠類型和濃度，以優化肉制品的品質。本研究為卡拉膠在肉制品中的應用提供了理論依據和實踐指導。

參考文獻

[1]陳欣冉.κ-卡拉膠改善鉀鹽部分替代鈉鹽的魚糜凝膠特性與感官品質的機制研究[D].廣州：華南理工大學，2023.

[2]葛鑫禹，楊澤莎，張立君，等.基于硒化卡拉膠的富硒豬肉脯制備工藝及品質評估[J].安徽農業大學學報，2022，49（2）：344-351.

[3]羅璨.K型卡拉膠堿處理強度對魚糜制品性質的影響[D].廈門：集美大學，2020.

[4]杭琳悅.高酰基結冷膠、κ-卡拉膠對低脂乳化腸品質改良及熱誘導凝膠機理研究[D].杭州：浙江工商大學，2022.

[5]郝俊宇，孫玉姣，姚佳軒，等.不同食品加工條件對卡拉膠結構特性的影響[J].食品研究與開發，2024，45（23）：1-8.

作者簡介：林瑞君（1990—），男，福建漳州人，碩士，工程師。研究方向：食品膠體復配和肉制品加工應用。