Regulation and Control of Wheat Protein on the Comprehensive Quality of Low-salt Sausage Substitued Partly by KCl
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摘要: 目的:为研究小麦蛋白对低盐猪肉熏煮香肠品质的调控规律,确定低盐条件下小麦蛋白的适用范围。方法:采用单因素实验,设计0~50%的KCl替代水平,添加0~8%的小麦蛋白,测定产品质构、色泽、出品率、保水性等品质指标;借助于方差分析、相关分析、主成分分析、回归分析等多元分析方法,研究小麦蛋白对低盐产品品质的影响规律,探讨熏煮香肠品质指标间的关系,构建综合品质评价方法,并进行应用研究。结果:在20%~30%等KCl低替代食盐比例下,6%~8%的小麦蛋白显著提高产品出品率和保水率;构建了小麦蛋白调控低盐猪肉香肠综合品质评价模型:Y4=0.342×(0.127×Z1+0.169×Z2+……−0.110×Z10−0.108×Z11)+0.230×(0.328×Z1−0.185×Z2+……+0.115×Z10+0.249×Z11)+0.146×(−0.088×Z1+0.315×Z2+……+0.367×Z10+0.308×Z11);找到了小麦蛋白调控低盐猪肉香肠的最佳条件,即氯化钾替代食盐量为40%,小麦蛋白添加量为6%。结论:利用多元分析方法,构建小麦蛋白对熏煮香肠综合品质的预测模型,可以指导实际生产,进行产品品质调控。Abstract: Objective: The aim of this paper was to study the effect of wheat protein on the quality of low-NaCl pork sausage and find the suitable range of wheat protein under different NaCl conditions. Methods: By single factor experiment, 0~50% KCl substitution levels and 0~8% wheat protein adding levels were applied. The texture, color, yield and water-holding capacity of products were determined. And then all the data were processed by means of variance analysis, correlation analysis, principal component analysis and regression analysis to study the effects of wheat protein on the quality of low-NaCl products, discuss the relationship between the quality indexes, establish the comprehensive quality evaluation model and find the optimum addition of wheat protein under different KCl substitution levels with the established model. Results: When KCl substituted level was 20%~30%, 6%~8% wheat protein significantly increased the product yield and water-holding capacity. The comprehensive quality evaluation model of low-NaCl pork sausage controlled by wheat protein was established: Y4=0.342×(0.127×Z1+0.169×Z2+...−0.110×Z10−0.108×Z11)+0.230×(0.328×Z10−0.185×Z2+...+0.115×Z10+0.249×Z11)+0.146×(−0.088×Z1+0.315×Z2+...+0.367×Z10+0.308×Z11). The optimum condition of wheat protein regulating low-NaCl pork sausage was 40% KCl substitution, and wheat protein addition was 6%. Conclusion: Construction of the prediction model of wheat protein addition to the quality of smoked and cooked sausage by multivariate analysis methods could guide the actual production and control the product quality.
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Keywords:
- low-salt minced meat products /
- KCl /
- wheat protein
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中国是世界上肉类生产和消费大国,低温肉糜制品以其独特的质地和口感深受消费者喜爱[1]。为了保障肉制品货架期以其风味、口感等品质,肉制品中一般添加2%~3%的食盐,肉糜制品钠含量平均在700~1200 mg/100 g,肉制品已经成为钠的主要膳食来源之一[2]。过多的钠摄入,会增加居民肥胖、癌症、心脏病等疾病的发生率[3]。
为了降低肉糜制品中的钠含量,研究人员利用直接降低食盐添加量的方法以及非钠盐替代等方法来控制肉制品中的钠含量。直接降低食盐使用量,不仅不能满足消费者对风味和口感的需求,也大大降低了产品的出品率,影响企业经济效益[4]。而钾盐替代法受到广泛关注,尤其是KCl替代法,不仅可作为营养强化剂,又具有食盐的相似结构和功能。相关研究表明,不同KCl的替代量给不同类型的肉制品品质带来不同的影响[5],甚至是色泽的差异性[6],高浓度的替代可能出现口味上难以接受[7]。也有不同的研究人员利用膳食纤维[8]、氨基酸[7]、大豆蛋白[9]等不同外源添加物来改善由于低盐或者钾盐替代带来的品质问题。有关小麦蛋白调控低盐肉糜制品品质的研究报道较为少见。
小麦蛋白是生产小麦淀粉时的副产物,其氨基酸组成较齐全,是一种营养丰富、物美价廉的植物性蛋白源,主要包含清蛋白、球蛋白、麦谷蛋白和醇溶蛋白等,其中,麦谷蛋白和醇溶蛋白占面筋蛋白的80%[10]。麦谷蛋白水合物具有粘结性和弹性,而醇溶蛋白水合物具有粘性和延伸性。小麦蛋白在肉制品中添加,对产品胶粘性和内聚性均有明显改良作用[11]。但在KCl替代条件下,对产品质构、保水性、色泽等方面研究较为少见。
在肉制品消费过程中,消费者更关注产品的整体可接受度,即其综合品质,但是对于产品的综合品质评价方法比较少见。而多元分析方法,尤其是主成分分析法能够在复杂的品质指标中找到少数几个关键的评价指标,利用它们对主成分的不同贡献,构建函数模型,进行综合评价,形成综合品质调控方法,对产品开发和品质评价进行科学指导[12-13]。
因此,本研究将以熏煮香肠为载体,利用小麦蛋白的营养特性[14]、结构、功能特性等特点[15],结合多元分析手段和方法[16],研究低钠盐条件下不同KCl替代水平时,小麦蛋白对肉糜制品的品质改善作用,同时构建基于综合品质模型的产品品质评价模型,优化和寻找小麦蛋白的添加水平,为企业进行低钠盐产品开发及品质控制提供参考。
1. 材料与方法
1.1 材料与仪器
新鲜猪后腿肉、猪肥膘、食盐 购自双汇超市;小麦蛋白 购自江苏科泰小麦蛋白科技有限公司;复合磷酸盐(六偏磷酸钠30%,三聚磷酸钠40%,焦磷酸钠30%)、异抗坏血酸钠等 购自湖南天泰食品有限公司。
ZE-6000电子色差仪 日本电色工业株式会社;TA.XTplus 物性测试仪 英国 SMS 公司;HR7620型飞利浦斩拌机 珠海飞利浦家庭电器有限公司;YQ-22型绞肉机 中国永强有限公司。
1.2 实验方法
1.2.1 熏煮香肠基础配方
熏煮香肠加工基础配方见表1。其中,原料肉中瘦肉:肥膘为4:1,食盐添加量为2.5%,其中氯化钾替代食盐量依据实验设计进行。冰水的添加比例可根据季节进行调整。
表 1 香肠加工配方(以1 kg原料肉计)Table 1. Recipe of sausages (in total raw muscle of 1 kg)名称 含量(g) 名称 含量(g) 名称 含量(g) 冰水 450 白胡椒粉 1.5 异抗坏血酸钠 0.5 白砂糖 15 味精 3 亚硝酸盐 0.15 生姜粉 1.5 鸡精 2 八角粉 1 复合磷酸盐 3 1.2.2 熏煮香肠的制作工艺
熏煮香肠加工工艺[17]:原料肉选择→预处理→绞碎腌制→斩拌→灌制→烘烤→煮制→冷却→冷藏。
操作要点:原料肉去筋膜、剔除可见脂肪,用15 mm孔板绞碎,在0~4 ℃下分开腌制瘦肉和肥膘;24 h后,把腌制好的肉用绞肉机(Φ6 mm孔板)分别绞碎;斩拌过程中加入小麦蛋白、冰水、调味料等。整个斩拌过程温度控制在12 ℃以下。灌制好的每节肠15 cm左右,先在65~68 ℃烘烤60 min左右,再在80~85 ℃水温下,煮制40 min。在0~4 ℃下冷藏过夜备用。
1.2.3 出品率测定
出品率的测定按照文献[18]中方法进行。
1.2.4 保水率(water-holding rate,WHR)测定
按GB 5009.3-2016 食品安全国家标准 食品中水分的测定方法测得香肠煮制后和烘烤前的水分含量X1(%)和X2(%),保水率计算公式如下:
WHR(%)=m1×X1m2×X2×100 式中:m1为煮制后熏煮香肠质量,g;m2为烘烤前熏煮香肠质量,g。
1.2.5 质构特性分析
质构特性的测定采用文献[19]的方法进行,样品预前处理为高1.5 cm,直径2.4 cm的圆柱体,每组测量10次。主要参数:探头:P/50;测前速度:2 mm/s;测试速度1.2 mm/s;测试后速度1.2 mm/s;触发类型:自动;压缩比60%,时间5 s,测量环境温度:20 ℃。
1.2.6 色差测定
色差的测定按照参考文献[20]的方法进行,测量前样品去除两端,使用模具将其切成1.5 cm厚的肠片。色差仪经标准比色板比对校准后,测定记录其L*值(亮度)、a*值(红度)、b*值(黄度)。测量时样品应选用不同部位,重复测量6次。
1.2.7 单因素实验设计
利用单因素实验方法,设计空白实验,具体实验处理见表2。
表 2 实验设计因素水平Table 2. Factors and levels for test实验
处理KCl替代食
盐量(%)小麦蛋白
添加量(%)实验
处理KCl替代食
盐量(%)小麦蛋白
添加量(%)1 0 0 11 30 6 2 0 4 12 30 8 3 0 6 13 40 0 4 0 8 14 40 4 5 20 0 15 40 6 6 20 4 16 40 8 7 20 6 17 50 0 8 20 8 18 50 4 9 30 0 19 50 6 10 30 4 20 50 8 1.3 数据处理
采用SPSS19.0对实验数据进行方差分析、相关性分析、主成分分析和回归分析,差异显著性P<0.05。
2. 结果与分析
2.1 小麦蛋白对低钠盐猪肉香肠出品率和保水率的影响
图1和图2分别是不同小麦蛋白添加量对低盐猪肉香肠出品率和保水率的影响结果。从图1和图2可以看出,小麦蛋白的添加对低盐产品的出品率和保水率均有显著影响(P<0.05)。在未进行KCl替代时,和空白组相比,8%添加水平时出品率显著高于其他处理组(P<0.05);在KCl替代50%食盐添加量时,4%~6%添加范围内,产品出品率显著高于空白和8%添加水平(P<0.05)。小麦蛋白本身具有吸水性和凝胶特性,能够提高产品的出品率和保水性,但是在高KCl替代时,出现较大的保水性波动,出现这种情况的主要原因可能是盐离子水平和种类不同带来的小麦蛋白结构和功能特性的改变[21]。
图 1 小麦蛋白对低钠盐猪肉香肠出品率的影响注:不同小写字母表示不同小麦蛋白添加量间差异显著(P<0.05),图2同。Figure 1. Effect of wheat protein on the yield of low-salt pork sausage2.2 小麦蛋白对低钠盐猪肉香肠质构特性的影响
食品质构的感官模拟可以利用质构仪的TPA(Texture Profile Analysis,质地多面剖析法)来准确反映质构参数,如硬度、脆性、弹性等[2]。
表3是小麦蛋白对低盐猪肉香肠质构的影响结果,从结果可以看出,小麦蛋白的添加对不同KCl替代水平下产品的质构特性均有显著的影响(P<0.05)。
表 3 小麦蛋白添加量对低钠盐猪肉香肠质构特性的影响Table 3. Effect of wheat protein addition on texture of low-salt pork sausage氯化钾替代量(%) 小麦蛋白添加量(%) 硬度(g) 弹性 内聚性 胶着性(g) 咀嚼性(g)
回复性0 0 2882.13±285.52b 0.80±0.05a 0.28±0.03a 820.33±147.43c 653.77±129.04b 0.09±0.01ab 4 3886.55±499.97a 0.79±0.08a 0.27±0.03ab 957.04±274.97b 784.21±222.09a 0.10±0.01a 6 3851.93±436.51a 0.78±0.07a 0.26±0.03b 1026.48±219.24a 794.01±147.92a 0.09±0.01ab 8 4050.90±381.83a 0.73±0.06b 0.23±0.03c 974.77±182.53b 815.05±172.81a 0.08±0.01c 20 0 2987.75±340.12b 0.77±0.08a 0.30±0.03a 888.19±118.02ab 684.37±132.82 0.09±0.02b 4 3210.90±383.51ab 0.70±0.07b 0.22±0.03b 723.81±153.05b 707.99±126.42 0.07±0.01c 6 3514.20±947.07a 0.81±0.04a 0.28±0.04a 966.22±295.90a 784.82±240.34 0.11±0.02a 8 3363.49±854.96ab 0.81±0.05a 0.28±0.02a 868.82±256.21ab 702.22±211.00 0.11±0.01a 30 0 1936.03±311.58c 0.76±0.06a 0.38±0.03a 739.32±143.63 549.66±121.42b 0.14±0.01a 4 2307.77±433.63b 0.78±0.05a 0.31±0.03b 707.97±156.70 551.78±128.56b 0.11±0.01b 6 3167.49±438.52a 0.70±0.07b 0.24±0.03c 754.08±141.74 637.95±124.65a 0.07±0.01c 8 2945.87±271.78a 0.67±0.06b 0.23±0.02c 675.33±100.16 613.35±84.22a 0.07±0.01c 40 0 2558.89±337.63c 0.72±0.06 0.29±0.0.02a 734.52±127.21 534.02±120.67b 0.08±0.00a 4 3342.13±440.56b 0.68±0.08 0.23±0.0.03b 662.01±162.19 587.74±122.78a 0.07±0.01b 6 3803.64±595.99a 0.70±0.07 0.22±0.0.02b 772.60±208.73 642.69±179.28a 0.07±0.01b 8 3450.75±277.71b 0.66±0.06 0.23±0.0.02b 719.00±127.73 578.38±112.52a 0.07±0.01b 50 0 2859.41±310.51c 0.76±0.04 0.30±0.03a 849.67±136.66 648.61±112.87 0.09±0.01a 4 3365.51±321.30ab 0.73±0.07 0.26±0.04b 876.12±198.96 640.77±151.47 0.08±0.01b 6 3221.86±491.26b 0.71±0.08 0.25±0.03b 815.23±200.66 584.95±178.62 0.08±0.01b 8 3233.39±442.10a 0.75±0.06 0.24±0.03b 892.25±192.84 664.31±146.19 0.08±0.01b 注:平均值±标准差;同列不同字母表示差异显著(P<0.05),表4同。 其中,未进行KCl替代处理时,和空白相比,4%~8%的小麦蛋白的添加对硬度、胶着性、咀嚼性具有显著增强作用(P<0.05);4%~8%处理水平时,硬度和咀嚼性组间无显著差异性(P>0.05);6%处理时,胶着性显著高于其他各处理(P<0.05);小麦蛋白8%的添加对内聚性、弹性以及回复性具有显著降低作用(P<0.05)。在KCl替代20%~50%食盐添加量时,各小麦蛋白添加范围内,产品硬度有显著增大现象(P<0.05)。在KCl替代30%食盐添加量时,6%~8%的处理对回复性和弹性有显著降低作用(P<0.05),对产品咀嚼性有显著增大作用(P<0.05)。在KCl替代40%~50%食盐添加量时,小麦蛋白的添加显著降低产品回复性(P<0.05)。
出现这种情况,是由于小麦蛋白的加入,其中的二硫键等作用力对产品的硬度、弹性和稳定性具有较大的贡献[11];在KCl替代40%~50%食盐添加量时,钠离子浓度对麦谷蛋白的构象和分子间作用力影响较大[2],产品的硬度、弹性、咀嚼性发生较大变化。
2.3 小麦蛋白对低钠盐猪肉香肠色泽的影响
表4是小麦蛋白对低盐猪肉香肠产品色泽的影响,从结果可以看出不同KCl替代处理下,产品颜色均有显著改变(P<0.05)。在未进行KCl替代时,产品亮度值均未发生显著改变(P>0.05);产品红度值、黄度值显著提高(P<0.05);进行KCl替代20%~50%食盐添加量时,产品亮度值均未发生显著改变(P>0.05);红度值显著升高(P<0.05);黄度值未见明显变化规律。30%KCl替代量时,6%~8%处理组红度值显著低于其他处理组(P<0.05)。主要原因可能是黄度值来自小麦蛋白的颜色,没有KCl替代,黄度值随添加量增加而升高;KCl替代后,钾离子可能改变了小麦蛋白的结构特性,导致黄度值下降,红度值升高。因此,低盐产品开发时,考虑小麦蛋白对产品色泽的影响,可适量添加。
表 4 小麦蛋白添加量对低钠盐猪肉香肠色泽的影响Table 4. Effect of wheat protein on the color of low-salt pork sausage氯化钾替
代量(%)小麦蛋白添
加量(%)L* a* b*
00 68.28±1.96 2.98±0.43b 8.77±1.20c 4 68.33±2.07 3.55±0.28a 10.12±0.36b 6 69.23±1.73 3.80±0.27a 10.48±0.60b 8 69.54±0.82 3.61±0.17a 12.05±0.35a
200 68.93±0.84 3.96±0.41 9.17±0.66b 4 69.41±0.64 3.77±0.34 11.34±0.87a 6 70.60±1.56 3.66±0.32 11.09±0.88a 8 69.99±2.26 3.46±0.19 11.44±0.57a
300 68.19±4.74 3.89±0.25a 9.80±0.83b 4 69.99±5.42 3.88±0.65a 10.62±0.80ab 6 74.14±1.16 3.05±0.27b 10.31±0.56ab 8 71.39±3.66 3.12±0.24b 10.77±0.39a 0 73.49±1.47 2.85±0.51 8.37±0.95b 40 4 73.08±1.80 2.74±0.26 9.85±0.78a 6 74.18±2.15 2.45±0.13 10.46±0.55a 8 71.88±1.44 2.43±0.25 11.08±1.24a 0 70.87±1.94 3.84±0.29a 9.22±0.66b 50 4 71.16±1.51 3.56±0.10a 11.39±0.53a 6 71.98±3.50 3.11±0.30b 9.95±0.82b 8 72.76±1.53 3.65±0.15a 11.20±0.52a 2.4 低盐猪肉香肠品质指标相关性分析
表5是不同低盐猪肉香肠品质指标的相关性分析结果。从表5可以看出,多数品质指标间存在显著,甚至是极显著的相关关系,如硬度和内聚性、亮度具有极显著负相关性(P<0.01),和胶着性、咀嚼性、黄度值间具有极显著正相关性(P<0.01);弹性和内聚性、胶着性、回复性、咀嚼性、红度值具有极显著正相关性(P<0.01),和亮度值具有极显著负相关性(P<0.01)等。这为后期进行主成分分析以及综合品质评价模型的构建奠定基础。
表 5 低钠盐猪肉香肠品质指标相关性分析结果Table 5. Correlation analysis results of quality indexes of low-salt pork sausage硬度 弹性 内聚性 胶着性 回复性 咀嚼性 保水性 L* a* b* 出品率 硬度 1 弹性 0.072 1 内聚性 −0.248** 0.420** 1 胶着性 0.750** 0.285** 0.340** 1 回复性 −0.093 0.345** 0.829** 0.340** 1 咀嚼性 0.667** 0.545** 0.413** 0.942** 0.376** 1 保水性 −0.094 −0.140 −0.102 −0.108 −0.321* −0.121 1 L* −0.251** −0.313** −0.191* −0.323** −0.274** −0.368** 0.372** 1 a* −0.012 0.439** 0.392** 0.184* 0.385** 0.301** −0.089 −0.524** 1 b* 0.410** −0.086 −0.262** 0.178 −0.072 0.121 0.020 −0.057 0.047 1 出品率 0.204 −0.169 −0.274* 0.068 −0.372** 0.011 0.653** 0.447** −0.328* 0.294* 1 注:*表示在0.05级别(双尾)相关性显著;**表示在0.01级别(双尾)相关性极显著。 2.5 熏煮肉肠质构、色泽等品质指标的主成分分析
在众多肉制品的品质评价指标中,不同的指标反映了肉制品品质的不同方面,但是,这些品质指标间不是孤立的,不仅是有必然的联系,而且还可能存在重叠[12]。如果利用主成分分析的降维方法,把复杂的品质指标归结为几个主成分,通过不同品质指标对主成分的贡献,构建综合品质评价模型,并进行应用,为产品开发和品质控制提供指导[22]。
表6是低钠盐小麦蛋白猪肉香肠品质指标主成分分析结果。从主成分分析结果可以看出,前三个主成分的特征值为3.760、2.527、1.610,均大于1,且累积贡献率超过70%,达到71.791%,能够代表低盐猪肉香肠品质指标的大部分信息,因此提取三个主成分进行分析,主成分1主要代表咀嚼性和胶着性,主成分2主要代表硬度,主成分3主要代表保水性。
表 6 低钠盐猪肉香肠品质指标主成分分析结果Table 6. Principal component analysis results of quality indexes of low-salt pork sausage品质指标 主成分载荷 1 2 3 硬度 0.479 0.829 −0.142 内聚性 0.635 −0.468 0.507 胶着性 0.750 0.604 0.110 咀嚼性 0.839 0.462 0.219 回复性 0.723 −0.359 0.175 L* −0.607 0.023 0.538 a* 0.469 −0.255 −0.253 b* −0.097 0.578 −0.438 弹性 0.636 −0.181 0.318 保水性 −0.415 0.290 0.591 出品率 −0.405 0.630 0.497 特征值 3.760 2.527 1.610 方差贡献率(%) 34.180 22.975 14.636 累计方差贡献率(%) 34.180 57.155 71.791 2.6 低钠盐猪肉香肠综合品质调控模型的构建及应用
结合主成分分析结果,先计算各主成分的特征向量(见表7),由表7中各自变量载荷除以各主成分特征值的算术平方根,然后以特征向量为系数,主成分为因变量,各品质指标为自变量,即可获得三个主成分的函数表达式。
表 7 低钠盐猪肉香肠品质指标特征向量Table 7. Characteristic vector of quality index of low-salt pork sausage变量 代表指标 主成分特征向量 1 2 3 Z1 硬度 0.127 0.328 −0.088 Z2 内聚性 0.169 −0.185 0.315 Z3 胶着性 0.199 0.239 0.068 Z4 咀嚼性 0.223 0.183 0.136 Z5 回复性 0.192 −0.142 0.109 Z6 L* −0.161 0.009 0.334 Z7 a* 0.125 −0.101 −0.157 Z8 b* −0.026 0.229 −0.272 Z9 弹性 0.169 −0.072 0.197 Z10 保水性 −0.110 0.115 0.367 Z11 出品率 −0.108 0.249 0.308 Y1=0.127×Z1+0.169×Z2+⋯−0.110×Z10−0.108×Z11 Y2=0.328×Z1−0.185×Z2+⋯+0.115×Z10+0.249×Z11 Y3=−0.088×Z1+0.315×Z2+⋯+0.367×Z10+0.308×Z11 其中:Y1、Y2和Y3代表主成分1、2 、3;Z1~Z11分别代表硬度等品质指标。
再根据三个主成分的方差贡献率,再结合主成分分析的结果,以方差贡献率为系数,以综合品质为因变量(Y4),各主成分的分值为自变量,通过回归分析,建立出低盐猪肉香肠综合品质评价模型Y4。
Y4=0.342×Y1+0.230×Y2+0.146×Y3 将实验所测各指标的均值分别代入得出的函数式和模型,得到20组实验因素下各主成分的得分和综合得分,见表8。
表 8 基于本实验的模型应用结果Table 8. Model application results based on this experiment实验
组别主成分得分 综合
得分Y4得分
排名Y1 Y2 Y3 1 646.0841 1294.214 −32.0967 513.944 16 2 765.9907 1517.099 −48.3637 603.8405 5 3 795.6868 1598.718 −72.3754 629.2633 2 4 779.8768 1605.297 −94.547 622.1324 3 5 678.9354 1351.75 −29.7239 538.7586 11 6 635.0935 1353.959 −85.1661 516.1784 14 7 783.448 1561.979 −57.2907 618.83 4 8 726.3665 1474.586 −61.5238 578.5897 6 9 486.3306 946.0832 32.31281 388.6419 20 10 526.896 1061.847 −0.09311 424.4096 19 11 641.263 1352.715 −72.637 519.8313 13 12 578.6913 1246.26 −70.0334 474.3272 17 13 559.1226 1147.402 −19.8029 452.2313 18 14 670.0069 1407.528 −80.3282 541.1458 9 15 813.3013 1653.249 −85.7992 645.8696 1 16 657.4814 1426.139 −109.706 536.8534 12 17 646.7199 1293.972 −25.4735 515.0727 15 18 714.2957 1465.536 −69.5674 571.2057 7 19 671.1944 1393.606 −67.5053 540.2221 10 20 693.1419 1397.355 −44.6086 551.9333 8 模型应用结果显示,综合得分最高的实验组为氯化钾替代食盐量为40%,小麦蛋白添加量为6%;排名靠前的处理分布在低KCl替代处理组;未进行KCl替代的实验组,小麦蛋白添加量都可以提高产品的综合品质。20% KCl替代处理时,6%~8%的小麦蛋白添加量有助于提高产品综合品质。
3. 讨论
麦谷蛋白分子是自然界最大的蛋白质分子之一,富含谷氨酰胺(Gln)、半胱氨酸(Cys)和甘氨酸(Gly)以及脯氨酸(Pro)[10]。分子中含大量的β-折叠结构,分子中的重链亚基和轻链亚基如同“扩链剂”一样,通过链间的S-S键增大聚合体,也可以和其他分子以二硫键、氢键、离子键、疏水作用形成稳定的网络结构。醇溶蛋白分子无亚基结构,单肽依靠分子内二硫键和分子间的氢键、范德华力、静电力及疏水键连结,形成较紧密的三维结构,其氨基酸组成多为非极性[10]。未进行降盐处理时,4%~8%的小麦蛋白的添加对硬度、胶着性、咀嚼性具有显著增强作用(P<0.05)。正是因为小麦蛋白的加入,使得产品具有更强的硬度、粘性、弹性和稳定性,其中麦谷蛋白以二硫键等作用力对产品的硬度、弹性和稳定性具有较大的贡献[11];醇溶蛋白与产品的粘性和延展性有关,但是对产品硬度没有直接影响。在KCl替代40%~50%食盐添加量时,小麦蛋白的添加对产品内聚性有显著降低作用,对产品硬度有显著增加作用(P<0.05)。主要原因可能是进行低钠盐处理时,钠离子浓度对麦谷蛋白的构象和分子间作用力影响较大[23],产品的硬度、弹性、咀嚼性发生较大变化。
4. 结论
KCl替代部分食盐情况下,小麦蛋白的添加可以提高产品的出品率和保水率,改善产品硬度、胶着性、咀嚼性等,尤其是20%~30%替代时,4%~8%的小麦蛋白作用显著;小麦蛋白的添加对产品颜色影响较大,尤其时黄度值和红度值。
利用构建的小麦蛋白调控低盐猪肉香肠综合品质评价模型:Y4=0.342×(0.127×Z1+0.169×Z2+……−0.110×Z10−0.108×Z11)+0.230×(0.328×Z1−0.185×Z2+……+0.115×Z10+0.249×Z11)+0.146×(−0.088×Z1+0.315×Z2+……+0.367×Z10+0.308×Z11),找到了小麦蛋白调控低盐猪肉香肠的最佳条件,即氯化钾替代食盐量为40%,小麦蛋白添加量为6%;在0~30%的低KCL替代处理时,6%~8%的小麦蛋白添加均可以提高产品的综合品质。
-
图 1 小麦蛋白对低钠盐猪肉香肠出品率的影响
注:不同小写字母表示不同小麦蛋白添加量间差异显著(P<0.05),图2同。
Figure 1. Effect of wheat protein on the yield of low-salt pork sausage
表 1 香肠加工配方(以1 kg原料肉计)
Table 1 Recipe of sausages (in total raw muscle of 1 kg)
名称 含量(g) 名称 含量(g) 名称 含量(g) 冰水 450 白胡椒粉 1.5 异抗坏血酸钠 0.5 白砂糖 15 味精 3 亚硝酸盐 0.15 生姜粉 1.5 鸡精 2 八角粉 1 复合磷酸盐 3 表 2 实验设计因素水平
Table 2 Factors and levels for test
实验
处理KCl替代食
盐量(%)小麦蛋白
添加量(%)实验
处理KCl替代食
盐量(%)小麦蛋白
添加量(%)1 0 0 11 30 6 2 0 4 12 30 8 3 0 6 13 40 0 4 0 8 14 40 4 5 20 0 15 40 6 6 20 4 16 40 8 7 20 6 17 50 0 8 20 8 18 50 4 9 30 0 19 50 6 10 30 4 20 50 8 表 3 小麦蛋白添加量对低钠盐猪肉香肠质构特性的影响
Table 3 Effect of wheat protein addition on texture of low-salt pork sausage
氯化钾替代量(%) 小麦蛋白添加量(%) 硬度(g) 弹性 内聚性 胶着性(g) 咀嚼性(g)
回复性0 0 2882.13±285.52b 0.80±0.05a 0.28±0.03a 820.33±147.43c 653.77±129.04b 0.09±0.01ab 4 3886.55±499.97a 0.79±0.08a 0.27±0.03ab 957.04±274.97b 784.21±222.09a 0.10±0.01a 6 3851.93±436.51a 0.78±0.07a 0.26±0.03b 1026.48±219.24a 794.01±147.92a 0.09±0.01ab 8 4050.90±381.83a 0.73±0.06b 0.23±0.03c 974.77±182.53b 815.05±172.81a 0.08±0.01c 20 0 2987.75±340.12b 0.77±0.08a 0.30±0.03a 888.19±118.02ab 684.37±132.82 0.09±0.02b 4 3210.90±383.51ab 0.70±0.07b 0.22±0.03b 723.81±153.05b 707.99±126.42 0.07±0.01c 6 3514.20±947.07a 0.81±0.04a 0.28±0.04a 966.22±295.90a 784.82±240.34 0.11±0.02a 8 3363.49±854.96ab 0.81±0.05a 0.28±0.02a 868.82±256.21ab 702.22±211.00 0.11±0.01a 30 0 1936.03±311.58c 0.76±0.06a 0.38±0.03a 739.32±143.63 549.66±121.42b 0.14±0.01a 4 2307.77±433.63b 0.78±0.05a 0.31±0.03b 707.97±156.70 551.78±128.56b 0.11±0.01b 6 3167.49±438.52a 0.70±0.07b 0.24±0.03c 754.08±141.74 637.95±124.65a 0.07±0.01c 8 2945.87±271.78a 0.67±0.06b 0.23±0.02c 675.33±100.16 613.35±84.22a 0.07±0.01c 40 0 2558.89±337.63c 0.72±0.06 0.29±0.0.02a 734.52±127.21 534.02±120.67b 0.08±0.00a 4 3342.13±440.56b 0.68±0.08 0.23±0.0.03b 662.01±162.19 587.74±122.78a 0.07±0.01b 6 3803.64±595.99a 0.70±0.07 0.22±0.0.02b 772.60±208.73 642.69±179.28a 0.07±0.01b 8 3450.75±277.71b 0.66±0.06 0.23±0.0.02b 719.00±127.73 578.38±112.52a 0.07±0.01b 50 0 2859.41±310.51c 0.76±0.04 0.30±0.03a 849.67±136.66 648.61±112.87 0.09±0.01a 4 3365.51±321.30ab 0.73±0.07 0.26±0.04b 876.12±198.96 640.77±151.47 0.08±0.01b 6 3221.86±491.26b 0.71±0.08 0.25±0.03b 815.23±200.66 584.95±178.62 0.08±0.01b 8 3233.39±442.10a 0.75±0.06 0.24±0.03b 892.25±192.84 664.31±146.19 0.08±0.01b 注:平均值±标准差;同列不同字母表示差异显著(P<0.05),表4同。 表 4 小麦蛋白添加量对低钠盐猪肉香肠色泽的影响
Table 4 Effect of wheat protein on the color of low-salt pork sausage
氯化钾替
代量(%)小麦蛋白添
加量(%)L* a* b*
00 68.28±1.96 2.98±0.43b 8.77±1.20c 4 68.33±2.07 3.55±0.28a 10.12±0.36b 6 69.23±1.73 3.80±0.27a 10.48±0.60b 8 69.54±0.82 3.61±0.17a 12.05±0.35a
200 68.93±0.84 3.96±0.41 9.17±0.66b 4 69.41±0.64 3.77±0.34 11.34±0.87a 6 70.60±1.56 3.66±0.32 11.09±0.88a 8 69.99±2.26 3.46±0.19 11.44±0.57a
300 68.19±4.74 3.89±0.25a 9.80±0.83b 4 69.99±5.42 3.88±0.65a 10.62±0.80ab 6 74.14±1.16 3.05±0.27b 10.31±0.56ab 8 71.39±3.66 3.12±0.24b 10.77±0.39a 0 73.49±1.47 2.85±0.51 8.37±0.95b 40 4 73.08±1.80 2.74±0.26 9.85±0.78a 6 74.18±2.15 2.45±0.13 10.46±0.55a 8 71.88±1.44 2.43±0.25 11.08±1.24a 0 70.87±1.94 3.84±0.29a 9.22±0.66b 50 4 71.16±1.51 3.56±0.10a 11.39±0.53a 6 71.98±3.50 3.11±0.30b 9.95±0.82b 8 72.76±1.53 3.65±0.15a 11.20±0.52a 表 5 低钠盐猪肉香肠品质指标相关性分析结果
Table 5 Correlation analysis results of quality indexes of low-salt pork sausage
硬度 弹性 内聚性 胶着性 回复性 咀嚼性 保水性 L* a* b* 出品率 硬度 1 弹性 0.072 1 内聚性 −0.248** 0.420** 1 胶着性 0.750** 0.285** 0.340** 1 回复性 −0.093 0.345** 0.829** 0.340** 1 咀嚼性 0.667** 0.545** 0.413** 0.942** 0.376** 1 保水性 −0.094 −0.140 −0.102 −0.108 −0.321* −0.121 1 L* −0.251** −0.313** −0.191* −0.323** −0.274** −0.368** 0.372** 1 a* −0.012 0.439** 0.392** 0.184* 0.385** 0.301** −0.089 −0.524** 1 b* 0.410** −0.086 −0.262** 0.178 −0.072 0.121 0.020 −0.057 0.047 1 出品率 0.204 −0.169 −0.274* 0.068 −0.372** 0.011 0.653** 0.447** −0.328* 0.294* 1 注:*表示在0.05级别(双尾)相关性显著;**表示在0.01级别(双尾)相关性极显著。 表 6 低钠盐猪肉香肠品质指标主成分分析结果
Table 6 Principal component analysis results of quality indexes of low-salt pork sausage
品质指标 主成分载荷 1 2 3 硬度 0.479 0.829 −0.142 内聚性 0.635 −0.468 0.507 胶着性 0.750 0.604 0.110 咀嚼性 0.839 0.462 0.219 回复性 0.723 −0.359 0.175 L* −0.607 0.023 0.538 a* 0.469 −0.255 −0.253 b* −0.097 0.578 −0.438 弹性 0.636 −0.181 0.318 保水性 −0.415 0.290 0.591 出品率 −0.405 0.630 0.497 特征值 3.760 2.527 1.610 方差贡献率(%) 34.180 22.975 14.636 累计方差贡献率(%) 34.180 57.155 71.791 表 7 低钠盐猪肉香肠品质指标特征向量
Table 7 Characteristic vector of quality index of low-salt pork sausage
变量 代表指标 主成分特征向量 1 2 3 Z1 硬度 0.127 0.328 −0.088 Z2 内聚性 0.169 −0.185 0.315 Z3 胶着性 0.199 0.239 0.068 Z4 咀嚼性 0.223 0.183 0.136 Z5 回复性 0.192 −0.142 0.109 Z6 L* −0.161 0.009 0.334 Z7 a* 0.125 −0.101 −0.157 Z8 b* −0.026 0.229 −0.272 Z9 弹性 0.169 −0.072 0.197 Z10 保水性 −0.110 0.115 0.367 Z11 出品率 −0.108 0.249 0.308 表 8 基于本实验的模型应用结果
Table 8 Model application results based on this experiment
实验
组别主成分得分 综合
得分Y4得分
排名Y1 Y2 Y3 1 646.0841 1294.214 −32.0967 513.944 16 2 765.9907 1517.099 −48.3637 603.8405 5 3 795.6868 1598.718 −72.3754 629.2633 2 4 779.8768 1605.297 −94.547 622.1324 3 5 678.9354 1351.75 −29.7239 538.7586 11 6 635.0935 1353.959 −85.1661 516.1784 14 7 783.448 1561.979 −57.2907 618.83 4 8 726.3665 1474.586 −61.5238 578.5897 6 9 486.3306 946.0832 32.31281 388.6419 20 10 526.896 1061.847 −0.09311 424.4096 19 11 641.263 1352.715 −72.637 519.8313 13 12 578.6913 1246.26 −70.0334 474.3272 17 13 559.1226 1147.402 −19.8029 452.2313 18 14 670.0069 1407.528 −80.3282 541.1458 9 15 813.3013 1653.249 −85.7992 645.8696 1 16 657.4814 1426.139 −109.706 536.8534 12 17 646.7199 1293.972 −25.4735 515.0727 15 18 714.2957 1465.536 −69.5674 571.2057 7 19 671.1944 1393.606 −67.5053 540.2221 10 20 693.1419 1397.355 −44.6086 551.9333 8 -
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