加工工艺对酱牛肉中蛋白质降解及风味物质的影响

酱牛肉是我国传统酱卤肉制品之一，已有上千年的历史，产品肉质鲜嫩，香味浓郁，营养丰富，高蛋白低脂肪，同时富含维生素和矿物质，深受消费者喜爱。酱牛肉风味是影响消费者选择的重要因素之一，酱牛肉加工过程中，蛋白质和脂质的降解、氨基酸的Strecker降解、氨基酸与还原糖之间的Maillard反应、香辛料及辅料等的复杂反应，共同形成和影响酱牛肉的风味，蛋白质降解对挥发性风味物质的形成具有很重要的作用。

中国肉类食品综合研究中心，北京食品科学研究院，肉类加工技术北京市重点实验室的吴倩蓉、朱 宁*等人对加工过程及不同杀菌温度酱牛肉（原料肉，滚揉、煮制、90 ℃、105 ℃、110 ℃、120 ℃杀菌样品）中蛋白质量浓度、氮含量、蛋白粒径、蛋白表面疏水性进行测定分析，并进行SDS-PAGE分析，同时采用HS-SPME结合GC-MS技术对挥发性风味物质进行检测分析，以期确定对风味物质影响最小的杀菌温度及样品蛋白降解、挥发性风味物质变化规律，为传统酱牛肉的工业化以及风味调控以及进一步研究蛋白降解与风味形成机制的关系提供一定理论依据。

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全肌肉蛋白、水溶性蛋白和盐溶性蛋白含量测定

如图1所示，原料肉中3 种蛋白质量浓度均为最高，随加工过程而显著下降（P＜0.05），这可能是由于加热使蛋白质发生降解，生成氨基酸；同时蛋白质的不可逆变性，使其发生沉淀，溶解度下降。后期随着杀菌温度的升高，全肌肉蛋白质量浓度有所增加，而水溶性蛋白和盐溶性蛋白的质量浓度均有所下降，但变化不显著，这可能是由于加热过程中蛋白受热变性，生成不溶于水和盐的蛋白凝胶所致。

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总氮、水溶性氮、非蛋白氮含量变化

图2a、b表明，酱牛肉加工过程中总氮含量高于水溶性氮和非蛋白氮含量。随着加工过程的进行，总氮含量明显下降（P＜0.05），这可能是由于热反应使样品中的蛋白质受热分解生成小肽、游离氨基酸及其他含氮的物质造成的；杀菌温度越高，总氮含量越低，说明高温加剧了蛋白质的降解。水溶性氮和非蛋白氮的变化趋势基本一致，滚揉后样品中水溶性氮和非蛋白氮含量均略有降低，这可能是由于滚揉液的加入有一定的稀释作用，引起水溶性蛋白的流失，使氮含量有所下降；随着加工过程的进行，样品中蛋白质发生降解等一系列的变化，使水溶性氮和非蛋白氮含量有所增加。如图2c所示，随着加工过程的进行，蛋白质降解程度逐渐增加，杀菌温度的升高加速蛋白质的降解。随着杀菌温度的升高，蛋白降解指数的增加速度减慢，这可能是由于杀菌使酱牛肉的质构发生显著变化，水分活度下降、pH值发生改变等，抑制了蛋白质的降解。

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SDS-PAGE结果

如图3a、b所示，经过蒸煮以及不同温度杀菌后的酱牛肉中水溶性蛋白和盐溶性蛋白的SDS-PAGE图谱具有明显的变化，但2 种蛋白的谱图变化规律相似。未经加热处理样品（A和B）中蛋白的SDS-PAGE图谱蛋白质量浓度高，基本呈连续分布且条带颜色深，说明未经加热处理的样品中存在多种分子质量的蛋白质，且未发生热变性，蛋白质分子中的不耐热化学键未发生断裂。经过杀菌的样品中蛋白质发生热变性，大多数不耐热的化学键发生断裂，电泳条带明显变少。如图3a所示，水溶性蛋白经过热加工后已完全变性，基本没有明显条带，但G组条带变深，这可能是由于过高的杀菌温度使蛋白发生过度聚合，形成了新的聚集体；盐溶性蛋白SDS-PAGE图表明，热处理后样品中大部分蛋白质已完全降解，只有分子质量约为35 kDa的肌联蛋白和45 kDa的肌动蛋白（热稳定蛋白）依然存在，但随着温度的升高，条带颜色逐渐减弱。

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水溶性蛋白、盐溶性蛋白粒径分析

如图4所示，酱牛肉样品中水溶性蛋白与盐溶性蛋白粒径变化规律基本一致，滚揉后牛肉（B）中水溶性蛋白和盐溶性蛋白粒径显著增加（P＜0.05），这可能是由于滚揉过程使盐溶蛋白大量析出，与滚揉液中卡拉胶等其他成分结合形成凝胶体系，蛋白分子间的黏结性增大，交联作用增加，从而导致蛋白粒径增加；熟制过程使蛋白质变性，蛋白分子间不耐热的化学键断裂，交联作用减弱，蛋白粒径随之显著降低；加热后蛋白粒径大小有所波动，但整体变化不大。

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水溶性蛋白和盐溶性蛋白表面疏水性分析

如图5所示，滚揉过程使蛋白质表面疏水性明显上升，这可能是由于滚揉过程破坏了维持α-螺旋结构稳定的氢键，而促使其向其他结构转化，表面疏水性增强；同时，滚揉液中所含的食盐，也会使蛋白质表面疏水性增大，这与Melander等的研究结果一致。熟制过程中蛋白质发生变性，暴露的疏水面互相作用而发生聚集，使蛋白分子比表面积减小，表面疏水性显著降低（P＜0.05）。C～G，随着杀菌温度的升高，用于维持蛋白质空间构象的作用力逐渐减弱，氢键、范德华力、二硫键等遭到破坏，蛋白质的二级、三级结构发生改变，原先位于分子内部的一些疏水性基团暴露在蛋白质分子的表面，从而使蛋白质表面疏水性增加。

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酱牛肉加工过程中挥发性风味物质含量变化

结果可知，原料肉中挥发性风味物质种类最少，为42 种，且物质总量最低（79.21 μg/kg）；滚揉后样品中挥发性物质种类增加至50 种，总量增加至107.82 μg/kg，这是由于滚揉液的加入，增加了挥发性风味物质的种类和含量，但变化并不显著（P＞0.05）。热加工过程中，由于蛋白质受热降解，生成的氨基酸发生脱氨、脱羧反应生成挥发性的醇、醛、硫化物等，糖和氨基酸的混合物在加热时发生Maillard反应以及Strecker降解，生成一系列挥发性风味物质，以及煮制料的加入，使热处理后的酱牛肉样品（C）中酯类、醇类、醛类、醚酮类、烷烃类和杂环类物质含量显著增加（P＜0.05），酸类物质含量显著下降。未杀菌样品（C）中挥发性风味物质含量最高，达613.49 μg/kg，不同温度杀菌后样品中总挥发性风味物质含量均有所降低，这可能是由于杀菌过程使样品中酯类、醇类、醛类物质进一步发生降解、氧化等反应，使含量发生变化。

结 论

对加工过程及不同杀菌温度酱牛肉样品（原料肉、滚揉、煮制、90 ℃、105 ℃、110 ℃、120 ℃杀菌）水溶性蛋白和盐溶性蛋白浓度、蛋白降解指数、SDS-PAGE、蛋白粒径、表面疏水性以及样品挥发性风味物质进行检测分析。结果表明，7 组样品中分别检测出挥发性风味物质42、50、79、70、75、79、74 种，包括酯类、醇类、醛类、醚类等物质，总量分别为79.21、107.82、613.49、458.81、577.68、483.58、385.85 μg/kg。滚揉过程以及滚揉液的加入，使蛋白质量浓度下降，粒径和表面疏水性增加，蛋白降解程度不明显，风味物质的增加主要来源于香辛料的作用。热加工过程使蛋白质构象发生改变，蛋白质量浓度及蛋白粒径、表面疏水性显著下降，蛋白质降解生成风味物质或风味前体物质，使煮制样品中挥发性风味物质含量显著增加。经过杀菌后，各组样品挥发性风味物质总量均有所降低，蛋白降解指数显著增加但增加速率逐渐减慢，结合SDS-PAGE结果，过高的杀菌温度可能造成蛋白的过度变性，形成新的聚合体，挥发性风味物质总量有所降低。综上，酱牛肉加工过程中，加工过程能够促进蛋白质降解及挥发性风味物质的形成，但过高的杀菌温度会影响酱牛肉中蛋白质的过度变性及氧化，105 ℃杀菌的酱牛肉风味与未杀菌样品最为接近，显著高于（P＜0.05）其他杀菌温度的样品，为传统酱牛肉产品的工业化及风味调控提供理论依据，为进一步研究蛋白降解与风味形成机制的关系提供一定理论基础。

本文《加工工艺对酱牛肉中蛋白质降解及风味物质的影响》来源于《食品科学》2021年42卷12期76-84页，作者：吴倩蓉，朱宁，陈松，周慧敏，李素，赵冰，刘梦，潘晓倩，张顺亮，乔晓玲。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20200518-206。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。