重组肉制品研究进展
(1)重组肉制品的定义
重组肉是通过提取肌肉纤维中的基质蛋白,并利用添加剂的黏合作用,改变了肉类原有的自然结构,使肌肉组织、脂肪组织和结缔组织得以合理的分布和转化,使肉颗粒和肉块重新组合形成凝胶,经冷冻后直接出售或者经预热处理保留和完善其组织结构的肉制品。
(2)重组肉制品的加工原理
相关报道指出制作重组肉的方法有热黏结法和冷黏结法两种。热黏结法是必须经过加热才能将碎肉重组形成凝胶的方法,在生肉或冷冻状态下不能形成重组肉的完整形态。在热黏结法中重组过程中还可加入脂肪、淀粉、亲水胶体、非肉蛋白等配料,以形成一种主要由变性的肌球蛋白或肌动球蛋白形成的凝胶网状结构—多组分凝胶。冷黏结法则不需要经过加热,在生肉或冷藏冷冻等状态下即可把碎肉黏结起来。目前冷黏结法主要是利用海藻酸钙凝胶将碎肉网络起来或利用转谷氨酰胺酶分解蛋白质,使蛋白质之间发生交联,从而赋予产品特有的质地和黏合特性。这两种方法形成的凝胶均是热稳定性凝胶,这种凝胶在随后的蒸煮过程中不会溶化。
(3)重组肉加工技术分类
目前,重组肉加工技术已广泛应用于畜、禽肉和鱼肉制品加工中。根据重组肉的黏结机理,可以将重组技术分为酶法、化学法和物理法加工技术。
酶法加工技术是指利用酶催化肉的肌原纤维蛋白和酶的最适底物,如脱脂大豆分离蛋白、小麦胚芽蛋白、酪蛋白酸钠等同源或异源蛋白质的基团之间发生聚合和共价交联反应,提高蛋白质的凝胶能力和凝胶的稳定性,从而将肉在外界合适的条件下黏结起来的技术。化学法加工技术是指利用物质间的化学作用形成稳定的结构而制作肉制品的方法。如使用海藻酸钠和氯化钙,其中海藻酸钠的羧基活性较大,可以与镁和汞以外的二价以上金属盐形成凝胶,利用海藻酸钠与Ca2 形成海藻酸钙凝胶,其凝胶强度取决于溶液中Ca2 的含量和温度,从而获得从柔软至刚性的各种凝胶。物理法加工技术是通过盐、磷酸盐和机械的作用从肉中抽提肌纤维蛋白,再通过加热、高压处理等物理性措施使肌纤维蛋白形成凝胶达到将肉黏结的方法。
(1)谷氨酰胺转氨酶对重组肉制品品质的影响
谷氨酰胺转氨酶又称转谷氨酰胺酶(TG酶)是由331个氨基组成的分子量约38000Da的具有活性中心的单体蛋白质。其可催化蛋白质多肽发生分子内和分子间共价交联,通过对蛋白质发泡性,乳化性,乳化稳定性,热稳定性、保水性和凝胶能力等性能的影响,进而改善食品的风味、口感、质地和外观等。此外,TG酶还可以替代部分通常肉制品加工中添加的品质改良剂,生产低盐肉制品。
谷氨酰胺转胺酶的作用机理是通过催化酰基转移,使蛋白分子形成共价交联,形成凝胶从而赋予食品各种优良的性能。谷氨酰胺转胺酶催化形成的异肽键属于共价键,在一般的非酶催化条件下很难断裂。用该酶处理成型后的重组肉,经冷冻、切片、烹调等处理也不会重新散开,使重组肉具有固定的形态。此外,大量试验表明用谷氨酰胺转胺酶处理的食品对人是安全的。一方面由于它广泛存在于动物组织,人们一直就在食用含有ε-(γ-谷氨酰基)赖氨酸异肽键的食物,γ-谷氨酰赖氨酸完全能被人体吸收利用;另一方面赖氨酸是人体8种必需氨基酸之一,是食品加工过程中最容易损失的一种氨基酸,所以赖氨酸常成为食品中的限制性氨基酸,而ε-(γ-谷氨酰基)赖氨酸异肽键的生成可以防止赖氨酸发生副反应。可见谷氨酰胺转氨酶不仅对人体无害,而且还可以保证赖氨酸的摄入。
(2)非肉蛋白对重组肉制品品质的影响
非肉蛋白如大豆分离蛋白、脱脂小麦胚芽蛋白、酪蛋白酸钠等已被广泛应用于肉制品中来提高其凝胶特性、成品率和改善肉制品的组织结构及乳化特性,就它们在重组肉中的应用再作简要介绍。
①大豆分离蛋白对重组肉制品的影响
大豆分离蛋白是以低温脱脂大豆粕为原料生产的一种全价蛋白类食品添加剂。大豆分离蛋白中蛋白质含量在90%以上,其营养丰富,不含胆固醇,氨基酸种类有近20种,并含有人体必需氨基酸,是植物蛋白中为数不多的可替代动物蛋白的品种之一。大豆分离蛋白还具有乳化性、水合性、吸油性、凝胶性、发泡性、结膜性等功能性质,被广泛应用于肉类制品、鱼糜制品、乳制品和面制品中。在高档肉制品中加入大豆分离蛋白,不但可以改善肉制品的质构和增加风味,而且还可以提高蛋白含量,强化维生素。在肉制品加工中,它能够保留或乳化肉制品中的脂肪,结合水分,并改进组织,使制品内部组织细腻,黏结性好,富有弹性,切片性好,光滑细腻,嫩度提高;使脂肪乳化,提高肉的保水性和出品率。马宇翔等研究表明,在火腿肠中添加一定量的大豆分离蛋白可以明显提高火腿肠的得率、增加火腿肠的持水性和持油性。
②酪蛋白酸钠对重组肉制品的影响
酪蛋白酸钠是酪蛋白和钠的加成化合物。它是用碱性物(如氢氧化钠)处理酪蛋白凝乳,将水不溶性的酪蛋白转变成可溶性形式所得到的一种白色或淡黄色颗粒或粉末。酪蛋白酸钠无臭、无味,略有香气,不溶于醇,易溶于热水,pH为中性,其水溶液加酸可生成酪蛋白沉淀。酪蛋白具有很好的生理功能,它可被胃肠道内的酶分解产生氨基酸和肽类物质,有的肽类具有促进钙吸收,提高机体免疫力、降低血压、抗过敏、抗血栓或调解胃、肠道活动,降低胃酸分泌,减缓胃肠道蠕动等功能。酪蛋白酸钠是一种天然食品,无毒、无害,可作为增稠剂、乳化剂、稳定剂和营养强化剂用于各种食品,尤其适用于肉制品和冰淇淋的生产,可显著提高制品的结着力和持水性,使油脂乳化而不析出,从而大大提高制品的质量。
③脱脂小麦胚芽蛋白对重组肉制品的影响
小麦胚芽是小麦籽粒的一部分,有极其丰富和优质的蛋白质、脂肪、多种维生素、矿物质及一些尚未确知的微量生理活性组分,被营养学家们誉为“人类天然的营养宝库”。脱脂后的小麦胚芽中人类第一限制氨基酸——赖氨酸含量相当高,另外还含有多种维生素、矿物质、膳食纤维和谷胱甘肽等生理活性物质,对人体有突出的营养和保健作用。小麦胚芽中的蛋白质具有黏着、乳化、胶凝、结合水等功能特性,既可强化食品营养,又可以改善某些食品的结构和口感。小麦胚芽蛋白的应用研究主要集中在法兰克福香肠,有报道指出,在法兰克福香肠中加入3.5%的小麦胚芽蛋白粉,加水量与对照组相同的情况下,肉糜黏度略有增加,黏附力上升,持水能力和稳定性显著增强,蒸煮损失下降,得率较对照组增加5.76%,法兰克福香肠质构上的改变表现为坚固性和内聚力的增加,颜色和感官品质也有所改变。
(3)卡拉胶对重组肉制品品质的影响
卡拉胶,又称为鹿角菜胶、角叉菜胶,是从某些红藻类海草中提炼出来的亲水性胶体,它的化学结构是由半乳糖及脱水半乳糖所组成的多糖类硫酸酯的钙、钾、钠、铵盐。由于其中硫酸酯结合形态的不同,可分为κ型、ι型、λ型。在食品工业中主要作为增稠剂和凝胶形成剂,广泛应用于果蔬加工、饮料制作和人造蛋白纤维等方面。卡拉胶不同类型的结构特点决定了其具有水溶性、黏结性、乳化稳定性和凝胶形成性等多方面的功能,应用于肉制品中可增稠保水、防止脱液收缩,作为黏结剂可提高产品的切片性和弹性。
(4)食盐对重组肉制品品质的影响
食盐最初在肉制品中的应用是防腐调味。新鲜的肉中加入食盐是增加适口性,腌制肉中使用盐以防腐为主。随着对肉制品加工的深入研究,研究人员又发现食盐和磷酸盐间存在着显著的交互作用。食盐对体系中磷酸盐作用的充分发挥有促进作用。食盐还是肌肉中盐溶性功能性蛋白的重要提取剂,随着食盐添加浓度提高,可带来凝胶性能的增加,从而获得质地良好的制品。但是当食盐添加浓度对于功能性蛋白的提取有一定的饱和作用,当达到饱和状态后食盐浓度的提高不再带来肌肉蛋白溶出量的明显增加,而是保持在一个相对稳定的状态。
(5)磷酸盐对重组肉制品品质的影响
磷酸盐是目前世界各国应用最广泛的肉品品质改良剂,对肉品品质的改良起着重要作用。在肉制品加工过程中应用磷酸盐的主要目的是改善制品的质构,提高制品的保水性和产品出品率。
其机理可归结为:
①添加磷酸盐可使肉的pH上升,高于肉蛋白的等电点,从而提高肉的持水能力。
②磷酸盐能增加肉品的离子强度,有利于肌原纤维蛋白的溶出,并在食盐存在时与肌浆蛋白形成一种特殊的三维网状结构,使水聚集在网格状结构内部,从而提高肉的持水性。
③磷酸盐能螯合与肉蛋白质结合的某些金属离子,如钙、镁离子,从而使羧基被释放出来,由于游离的羧基之间的静电排斥,使蛋白质分子结构松弛,可以使较多的水分子被吸收。
④磷酸盐尤其聚磷酸盐是多价阴离子化合物,能在较低浓度下具有较高的离子强度,使肌动球蛋白在一定离子强度范围内溶解性增加,并转为溶胶状态,从而增加了肉制品的持水性。
(6)加工条件对肉制品品质的影响
肉制品的加工有烧烤、蒸煮、煎炒、油炸等多种加工方式。加工方式会直接影响肉制品的色、香、味和形态结构等感官品质。其中形态结构与重组肉制品凝胶强度有很大关系,可见加工方式也是影响重组肉制品重组效果好坏的重要因素。
(1)重组肉制品的安全性
在食品安全问题日益突出的今天,人们对食品的关注不仅限于色、香、味、形等方面,更多的倾向于对食品安全问题的关注。目前市场上的大多数重组肉制品是利用肉类加工副产品添加黏合剂、植物蛋白等物质加工而成的。这类肉制品在一定程度上增加了肉的利用率,提高了经济效益,但是在安全性方面确存在隐患。这些隐患主要表现在原料肉的安全性问题,生产加工过程中的染菌问题、产品的营养安全性问题以及在产品的贮藏过程中的氧化变质等问题。要促进重组肉制品的发展,就必须解决这些容易导致产品不安全的因素。通过以上分析可知,这些问题都可以通过加强在肉制品生产加工过程中的监管和采取冷杀菌和低温贮藏的方式予以缓解或减少。Rajendran等研究发现重组的水牛肉块在冷藏期间脂肪的氧化和微生物腐败很少,感官评价表明在需氧冷藏条件下用聚丙烯包装的肉糜和重组肉块保存20d,产品质量依然良好。Mod等研究的含豆荚粉的水牛肉碎肉饼,在-16℃±2℃条件下冷冻4个月,依然可以保证产品的风味质量。
(2)重组肉制品的功能性
目前,由于人们生活水平的不断提高,人们对肉和肉制品的需求也在逐年增加,但是肉类食品摄入过多会引起高血压、高血脂、肥胖病等疾病,因此为了满足人们对肉中完全蛋白质及脂类物质和维生素的摄取要求,开发营养平衡型食品将是今后肉类食品工业发展的一个重要领域,而重组肉加工技术则是开发营养平衡型食品的有效途径。向肉制品中添加功能性物质或者将功能性物质与原料肉重组,可形成功能性重组肉制品。Isabel等将3%的小麦膳食纤维添加到重组鱼肉制品中,结果发现制品的质地硬度和黏度得到改善。Sa.nchez-Alonso等将具有抗氧化作用的白葡萄渣纤维添加到重组鱼肉制品中,在冷冻条件下贮藏6个月,结果表明白葡萄渣纤维能有效阻止氧化,并可作为食品中的一种功能性成分。G V Bhaskar等研究表明,向重组羊肉中添加葡萄籽提取物,可明显提高肉制品的抗氧化性和抗微生物感染的能力。在肉制品中添加具有抗氧化的成分,不仅可以延长食品的货架期,还有益于消费者的健康。向肉制品中添加不饱和脂肪酸制作强化不饱和脂肪酸的功能性肉制品。
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