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与其它肉类资源相比,猪肝是一种来源丰富的廉价副产物,富含多种蛋白质、维生素及矿物质,脂质含量较少,营养价值极高。但由于猪肝腥味重、味甘苦、弹性和切片性差及容易褐变等缺点,在食品工业中的应用范围较窄,资源没有得到合理利用。猪肝蛋白中水溶性蛋白不仅含量多,而且具有良好的乳化性,商业利用和开发价值较高,关于水溶性猪肝蛋白乳化特性却缺乏较为系统的研究。本课题以水溶性猪肝蛋白为研究对象,探讨和比较热处理、超声波处理和微波处理三种常见的物理方法对水溶性猪肝蛋白乳化特性的改进效果及机理,最后将改善后的水溶性猪肝蛋白溶液与大豆油形成的预乳化液应用到低盐低脂肉糜制品中,研究预乳化液替代比例对乳化肉糜凝胶特性的影响,为猪肝的开发利用和水溶性猪肝蛋白在乳化型肉制品中的应用提供理论依据。主要研究结果如下:
1、利用水溶法提取的猪肝蛋白粉是多种成分的混合物,以蛋白成分为主,含量为85.15%;其次是灰分,含量为7.69%;水分约为4.82%;脂肪约为1.45%。水溶性蛋白粉必需氨基酸含量占总氨基酸的含量大于40%,必需氨基酸占非必需氨基酸的67%,符合WHO/FAO提出的参考标准,属于较为理想的蛋白源。
2、随着热处理温度的升高和加热时间的延长,水溶性猪肝蛋白的乳化活性和乳化稳定性均呈先增加后减小的趋势;乳析指数呈先减小后增加的趋势且各组样品乳析指数在储藏1 d后均超过50%。当加热温度为60℃,时间为30 min时,EAI值和ESI值均最大,分别为40.42 m2/g和52.36%。出现这种变化的原因是:在适当范围内,随着温度升高和加热时间延长,水溶性猪肝蛋白表面疏水性显著降低,界面蛋白吸附量逐渐增加,乳化颗粒粒径逐渐减小,乳化层蛋白的α-螺旋含量逐渐降低,β-折叠含量先增加后减小,无规则卷曲和β-转角结构含量增加,二级结构明显发生变化。
3、随着超声波功率升高和处理时间的延长,水溶性猪肝蛋白的乳化活性和乳化稳定性均呈先增加后减小的趋势,乳析指数呈先减小后增加的趋势。当超声功率为420 W、时间为7 min时改性效果最好,EAI值和ESI分别为45.55 m2/g和93.32%。综合各项指标分析机理如下:在一定范围内,当功率升高和时间延长时,蛋白在油水界面伸展能力增加,乳液界面张力减小,热力学稳定性增加,界面蛋白吸附量增加(吸附蛋白种类没有明显变化),乳液液滴粒径分布曲线更加集中且粒径逐渐减小,且维持乳液稳定的主要作用力是二硫键和非特异性交联作用。
4、随着微波功率的升高和处理时间的延长,乳化性及乳化稳定性呈先增加后减小的趋势,乳析指数呈相反趋势变化。在160 W、25 s时,EAI和ESI均达到了最佳值,分别为39.69 m2/g和83.09%。从测得的与蛋白乳化特性有关的多个指标可以看出:当微波功率升高和处理时间延长时,乳液的界面张力值和液滴粒径先减小后增加,界面蛋白含量变化呈相反趋势。化学作用力分析结果为:乳化液中蛋白质的非特异性交联作用力随着微波功率的升高和时间的延长先降低后基本维持不变,离子键作用力先升高后基本维持不变,氢键、疏水作用力和二硫键含量先增加后减小然后基本维持不变。
5、比较以上三种物理改性方法可以得出:当超声功率和时间分别为420 W及7 min时,水溶性猪肝蛋白乳化液的乳化活性指数和乳化稳定性均达到最大值,分别为45.55 m2/g和93.32%,且乳化液在放置过程中分层稳定性较好;从改性机理来看,此超声条件处理后乳化液的界面蛋白吸附量最大,液滴粒径最小,表面张力较小,改性效果最佳。从处理效果、安全性和物理方法的成本等角度综合考虑:用超声改性方法(420 W、7 min)比较适宜。
6、随着预乳化液代替猪背膘比例的增加,肉糜中的水分和蛋白质含量明显增加,脂肪含量显著降低;肉糜的总汁液损失率随预乳化液替代比例的增加呈现先减小后增加的趋势,与其它试验组相比,50%和75%的替代处理组肉糜蒸煮损失率均较小;肉糜凝胶的L*值和a*值随预乳化液替代比例的增加明显增加,而b*值随预乳化液替代比例的增加逐渐增大,但变化不显著;凝胶的硬度、咀嚼性及弹性随预乳化液替代比例的增加呈现先增加后减小的趋势,内聚性和胶着性随乳化液替代比例的增加变化不显著;贮能模量G,随预乳化液替代比例的增加呈现先上升后减小的趋势,替代比例为50%时乳化肉糜凝胶的G,显著增加。综合各项指标得出:水溶性猪肝蛋白-大豆油预乳化液替代猪背膘的比例为50%时,肉糜凝胶的色泽、乳化稳定性、口感和风味较佳,且肉糜的营养价值得到提升。
1、利用水溶法提取的猪肝蛋白粉是多种成分的混合物,以蛋白成分为主,含量为85.15%;其次是灰分,含量为7.69%;水分约为4.82%;脂肪约为1.45%。水溶性蛋白粉必需氨基酸含量占总氨基酸的含量大于40%,必需氨基酸占非必需氨基酸的67%,符合WHO/FAO提出的参考标准,属于较为理想的蛋白源。
2、随着热处理温度的升高和加热时间的延长,水溶性猪肝蛋白的乳化活性和乳化稳定性均呈先增加后减小的趋势;乳析指数呈先减小后增加的趋势且各组样品乳析指数在储藏1 d后均超过50%。当加热温度为60℃,时间为30 min时,EAI值和ESI值均最大,分别为40.42 m2/g和52.36%。出现这种变化的原因是:在适当范围内,随着温度升高和加热时间延长,水溶性猪肝蛋白表面疏水性显著降低,界面蛋白吸附量逐渐增加,乳化颗粒粒径逐渐减小,乳化层蛋白的α-螺旋含量逐渐降低,β-折叠含量先增加后减小,无规则卷曲和β-转角结构含量增加,二级结构明显发生变化。
3、随着超声波功率升高和处理时间的延长,水溶性猪肝蛋白的乳化活性和乳化稳定性均呈先增加后减小的趋势,乳析指数呈先减小后增加的趋势。当超声功率为420 W、时间为7 min时改性效果最好,EAI值和ESI分别为45.55 m2/g和93.32%。综合各项指标分析机理如下:在一定范围内,当功率升高和时间延长时,蛋白在油水界面伸展能力增加,乳液界面张力减小,热力学稳定性增加,界面蛋白吸附量增加(吸附蛋白种类没有明显变化),乳液液滴粒径分布曲线更加集中且粒径逐渐减小,且维持乳液稳定的主要作用力是二硫键和非特异性交联作用。
4、随着微波功率的升高和处理时间的延长,乳化性及乳化稳定性呈先增加后减小的趋势,乳析指数呈相反趋势变化。在160 W、25 s时,EAI和ESI均达到了最佳值,分别为39.69 m2/g和83.09%。从测得的与蛋白乳化特性有关的多个指标可以看出:当微波功率升高和处理时间延长时,乳液的界面张力值和液滴粒径先减小后增加,界面蛋白含量变化呈相反趋势。化学作用力分析结果为:乳化液中蛋白质的非特异性交联作用力随着微波功率的升高和时间的延长先降低后基本维持不变,离子键作用力先升高后基本维持不变,氢键、疏水作用力和二硫键含量先增加后减小然后基本维持不变。
5、比较以上三种物理改性方法可以得出:当超声功率和时间分别为420 W及7 min时,水溶性猪肝蛋白乳化液的乳化活性指数和乳化稳定性均达到最大值,分别为45.55 m2/g和93.32%,且乳化液在放置过程中分层稳定性较好;从改性机理来看,此超声条件处理后乳化液的界面蛋白吸附量最大,液滴粒径最小,表面张力较小,改性效果最佳。从处理效果、安全性和物理方法的成本等角度综合考虑:用超声改性方法(420 W、7 min)比较适宜。
6、随着预乳化液代替猪背膘比例的增加,肉糜中的水分和蛋白质含量明显增加,脂肪含量显著降低;肉糜的总汁液损失率随预乳化液替代比例的增加呈现先减小后增加的趋势,与其它试验组相比,50%和75%的替代处理组肉糜蒸煮损失率均较小;肉糜凝胶的L*值和a*值随预乳化液替代比例的增加明显增加,而b*值随预乳化液替代比例的增加逐渐增大,但变化不显著;凝胶的硬度、咀嚼性及弹性随预乳化液替代比例的增加呈现先增加后减小的趋势,内聚性和胶着性随乳化液替代比例的增加变化不显著;贮能模量G,随预乳化液替代比例的增加呈现先上升后减小的趋势,替代比例为50%时乳化肉糜凝胶的G,显著增加。综合各项指标得出:水溶性猪肝蛋白-大豆油预乳化液替代猪背膘的比例为50%时,肉糜凝胶的色泽、乳化稳定性、口感和风味较佳,且肉糜的营养价值得到提升。