柑橘纤维与菊粉添加量对羊肉蛋白结构及肉糜品质的影响

马可心; 相海峤; 于潇; 潘德胤; 李昌博; 陈洪生; 刁静静

doi:10.13386/j.issn1002-0306.2024040084

柑橘纤维与菊粉添加量对羊肉蛋白结构及肉糜品质的影响

马可心^{1, 2,},
相海峤¹,
于潇^{1, 2},
潘德胤^{1, 2, 3},
李昌博^{1, 2, 3},
陈洪生^{1, 2, 3, ,},
刁静静^4, ,

1.
黑龙江八一农垦大学食品学院，黑龙江大庆 163319
2.
黑龙江省食品与生物技术创新研究中心（国际合作），黑龙江大庆 163319
3.
黑龙江八一农垦大学牡丹江食品与生物技术创新研究院，黑龙江牡丹江 157000
4.
黑龙江八一农垦大学国家杂粮工程技术研究中心，黑龙江大庆 163319

基金项目: 黑龙江省自然科学基金（SS2022C002）；黑龙江省“百千万”工程科技重大专项（2021ZX12B05）。

详细信息

作者简介:
马可心（2001−），女，硕士研究生，研究方向：畜产品加工，E-mail：2399778958@qq.com

通讯作者:
陈洪生（1979−），男，博士，教授，研究方向：畜产品加工，E-mail：hsch0608@163.com。

刁静静（1981−），女，博士，研究员，研究方向：食品科学，E-mail：diaojing62@163.com。

中图分类号: TS251.6
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出版历程
- 收稿日期: 2024-04-08
- 网络出版日期: 2025-02-10
- 刊出日期: 2025-04-14

Effects of Citrus Fiber and Inulin Addition on the Lamb Protein Structure and Mince Quality

MA Kexin^{1, 2,},
XIANG Haiqiao¹,
YU Xiao^{1, 2},
PAN Deyin^{1, 2, 3},
LI Changbo^{1, 2, 3},
CHEN Hongsheng^{1, 2, 3, ,},
DIAO Jingjing^4, ,

1.
College of Food Science, Heilongjiang Bayi Agricultural University, Daqing 163319, China
2.
Heilongjiang Food and Biotechnology Innovation and Research Center (International Cooperation), Daqing 163319, China
3.
Heilongjiang Bayi Agricultural University Mudanjiang Institute of Food and Biotechnology, Mudanjiang 157000, China
4.
National Coarse Grains Engineering Research Center, Heilongjiang Bayi Agricultural University, Daqing 163319, China

摘要

摘要: 为了探究柑橘纤维与菊粉对羊肉蛋白结构及肉糜品质的影响。本文分别考察了柑橘纤维（0.5%、1.0%、1.5%、2.0%）与菊粉（2.0%、3.0%、4.0%、5.0%）的添加对羊肉蛋白质构象、水分分布、质构和微观结构等指标的影响。结果表明：添加2.0%柑橘纤维显著（P<0.05）提高了二硫键含量（增加12%）、疏水相互作用（增加14%），并增加了蛋白质β-折叠含量（增量8.14%）和无规则卷曲含量（增量1.29%）。添加2.0%柑橘纤维使蛋白质内部结构发生交联，提高了不易流动水的相对含量，促进形成有序、致密、连续的蛋白质三维网络结构，显著提升了肉糜的保水性和硬度（P<0.05）。当菊粉添加量为3.0%时，蛋白质的β-折叠含量显著增加了8.68%（P<0.05），无规则卷曲含量增加了0.31%，显著提高了肉糜的保水性。然而，与柑橘纤维不同的是，3.0%的菊粉添加，促进了色氨酸残基的暴露且对二硫键以及酪氨酸残基无显著影响（P>0.05）。综上，2.0%柑橘纤维与3.0%菊粉均可不同程度地修饰蛋白质结构，有效地提高肉糜的保水性、改善肉制品品质。
- 柑橘纤维 /
- 菊粉 /
- 羊肉 /
- 蛋白结构 /
- 保水性
Abstract: In this study, the effects of adding citrus fiber (0.5%, 1.0%, 1.5%, and 2.0%) and inulin (2.0%, 3.0%, 4.0%, and 5.0%) were investigated on the lamb mince quality, water distribution, texture, the protein conformation and the microstructure of lamb protein. Results showed that adding 2.0% citrus fiber significantly increased the disulfide bond content (by 12%) and hydrophobic interactions (by 14%), along with increments in the β-folding content (increment of 8.14%) and irregular curling content (increment of 1.29%). The incorporation of 2.0% citrus fiber facilitated protein cross-linking through disulfide bonding, which elevated the immobilized water fraction. This structural modification promoted the development of a continuous three-dimensional protein network characterized by enhanced density and molecular ordering. The structural modifications induced by 2.0% citrus fiber supplementation significantly enhancd water-holding capacity and textural hardness within the meat matrix (P<0.05). The addition of 3.0% inulin significantly augmented β-sheet content by 8.68% (P<0.05) while inducing a marginal 0.31% increase in random coil structures, concomitant with a statistically significant improvement in water-holding capacity. However, unlike citrus fibers, 3.0% inulin addition promoted the exposure of tryptophan residues and had no significant effect on disulfide bonds and tyrosine residues (P>0.05). In summary, both 2.0% citrus fiber and 3.0% inulin supplementation demonstrated beneficial structural modifications in meat proteins, effectively improving water-holding capacity of minced meat and enhancing the quality of meat products.
- citrus fiber /
- inulin /
- lamb /
- protein structure /
- water retention

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肉羊产业是我国畜牧业发展的重要组成部分，2023年我国羊肉产量达到531万吨，预计在2024年达556.7万吨^[1−2]。羊肉富含营养物质，但过多摄入红肉和经过加工的肉类制品，会导致肠道疾病的发病风险明显上升^[3]。膳食纤维虽不能在胃和小肠中被吸收，但是在大肠中可以被发酵，从而产生一些对健康有益的产物，能够降低结肠癌发病率、促进血脂代谢、调节肠道菌群等^[4]。因此在肉制品中添加膳食纤维不仅可以弥补低膳食饮食结构的缺陷，还可以增强肉制品保水性、乳化稳定性、提高抗氧化能力以改善肉制品的品质^[5]。

目前，膳食纤维可分为水溶性膳食纤维（soluble dietary fiber，SDF）和不溶性膳食纤维（insoluble dietary fiber，IDF）。其中，SDF主要包括树脂、果胶等，含有较多的亲水基团，因此具有较高的结合水的能力；IDF包括纤维素、半纤维素、木质素等，可以消除产品凝胶结构内部的水通道，有效提高凝胶网络的聚合度，改善产品品质^[6−10]。柑橘纤维与菊粉是肉糜制品中市场潜力较大的两种膳食纤维^[11−12]。柑橘纤维主要是从柑橘类皮渣中提取的IDF，其保水、保油特性可以使产品具有润滑的口感^[13]。Cristina等^[14]研究发现适量添加柑橘纤维能够降低猪肉水分流失率，且低浓度的柑橘纤维不会显著影响肉制品的硬度。菊粉是一种天然功能性膳食纤维，是存在于菊苣、大蒜、洋葱和芦笋等植物中的SDF。添加菊粉有助于改善保水性、乳化稳定性、润滑性和质构等肉制品的功能特性。Tamer等^[15]发现添加菊粉的低脂牛肉汉堡含水量为75%，显著高于对照组的汉堡，且菊粉作为脂肪替代物添加到汉堡中，不会对其感官特性产生负面影响。近年来，柑橘纤维与菊粉在肉品中的应用已有一些报道，但研究两种膳食纤维与羊肉的相互作用，探讨其对羊肉蛋白构象及保水性影响机制还鲜见报道。

目前柑橘纤维与菊粉对羊肉的蛋白质构象影响以及保水机制还不明确。因此，本试验以柑橘纤维与菊粉在肉制品中应用的实际需求为导向，以拉曼、水分分布、扫描电镜以及保水性、质构、感官等指标进行分析。通过羊肉糜蛋白质构象变化以及微观结构阐述柑橘纤维与菊粉对羊肉糜保水性以及品质的影响。弥补了当前高碳水化合物、高脂、低膳食纤维的饮食模式，为SDF与IDF在肉制品中的蛋白质构象变化、持水性改善提供理论支持。

1. 材料与方法

1.1 材料与仪器

公羊 2~4岁　原料采购于黑龙江省大庆市龙大屠宰场，屠宰后2 h内取后腿肉，每块分装约500 g，置于−20 ℃；腌制料（食盐、白砂糖、香辛料）　采购于黑龙江省大庆市龙凤区华联生鲜超市；天然菊粉（92%，菊芋、菊苣根）　丰宁平安高科技实业有限公司；柑橘纤维（80%，柑橘皮）　梅州金柚康健康科技有限公司；以上所用试剂均为食品级。

DM2700M Ren RL/TL共聚焦显微拉曼光谱仪　德国Renishaw公司；NMI 20-15 低场核磁共振成像仪　苏州纽迈分析仪器股份有限公司；S3400 N扫描电镜　日本日立公司；Centrifuge5430 R高速冷冻离心机　德国Epp endorf公司；TA-XT plus质构仪　英国SMS公司。

1.2 实验方法

1.2.1 原料肉的预处理

将新鲜羊后腿肉洗净并剔除明显筋膜、筋腱，切成3 cm×3 cm左右的立方块，加入冰水等配料于碗装绞肉机中混匀，斩拌1 min，斩拌后的肉糜分成9组，1组为对照组，其他8组分别按照表1所示加入柑橘纤维与菊粉，9组分别搅拌2 min，直至配料充分混匀，羊肉糜呈现出浆状，肉料稳定而富有弹性^[16]。处理结束的羊肉糜密封后置于4 ℃冰箱中冷藏腌制24 h，用于下一步测量。

表 1 腌制羊肉糜的配方组成（g）

Table 1. Formula composition of marinated lamb mince (g)

组别	羊肉糜	食盐	白砂糖	香辛料	柑橘纤维	菊粉	冰水
对照组	100	1.0	1.5	0.75	−	−	20
0.5%柑橘纤维	100	1.0	1.5	0.75	0.5	−	20
1.0%柑橘纤维	100	1.0	1.5	0.75	1.0	−	20
1.5%柑橘纤维	100	1.0	1.5	0.75	1.5	−	20
2.0%柑橘纤维	100	1.0	1.5	0.75	2.0	−	20
2.0%菊粉	100	1.0	1.5	0.75	−	2.0	20
3.0%菊粉	100	1.0	1.5	0.75	−	3.0	20
4.0%菊粉	100	1.0	1.5	0.75	−	4.0	20
5.0%菊粉	100	1.0	1.5	0.75	−	5.0	20
注：表中−表示添加量为0.00 g。

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1.2.2 添加两种膳食纤维羊肉蛋白拉曼光谱的测定

参考杨裕如等^[17]的方法，具体操作步骤如下：将肉样切成3 mm薄片放置在载玻片上，采用波长为785 nm的离子激光器，功率100 mW，20倍聚焦镜头聚焦，拉曼光谱扫描范围在500~2500 cm⁻¹。测试完成后用LabSpec5 对光谱进行平滑和基线校准，根据苯丙氨酸1003 cm⁻¹的谱带进行光谱的归一化处理。利用Peakfitv 4.12 计算蛋白质不同二级结构对应的子峰面积和相对含量。

1.2.3 添加两种膳食纤维羊肉糜水分分布的测定

参考程天赋等^[18]的实验方法稍作修改，具体操作步骤如下：使用油样管标品校正后，将腌制后的肉样制成规则小块（2.0 cm×0.5 cm×0.5 cm），放入15 mm核磁管内，在23.2 MHz的共振频率下使用CPMG序列进行测量，扫描16次，拟合0.01~1000 ms的弛豫时间。

1.2.4 添加两种膳食纤维羊肉糜微观结构的测定

参考张明成等^[19]的方法制备用于扫描电子显微镜的样品。选择羊肉糜样品，制成2 mm×2 mm×2 mm的规则块状，用2.5%戊二醛浸泡24 h，然后用0.1 mol/L磷酸缓冲液浸泡3次，每次20 min。然后用30%、50%、70%、80%、90%、100%体积分数的乙醇进行梯度脱水，每次15 min。最后经过冷冻干燥和喷金处理，在扫描电子显微镜下观察羊肉糜的微观结构状态，加速电压为15 kV，放大倍率为2000×。

1.2.5 添加两种膳食纤维羊肉糜蒸煮损失的测定

参考张杰等^[20]的研究方法，具体步骤如下：将处理好的羊肉肉糜称量约10 g放入蒸煮袋，于80 ℃下水浴10 min至肉中心温度达到70±2 ℃（即肉煮熟），放至室温冷却后，用滤纸擦干表面水分并称量。

${\text{X}}_{\text{1}} {(\text{%})} = \frac{{\mathop {\text{Z}}\nolimits_{\text{1}} - \mathop {\text{Z}}\nolimits_{\text{2}} }}{{\mathop {\text{Z}}\nolimits_{\text{1}} }} \times {\text{100 }}$

(1)

式中，X₁：蒸煮损失，%；Z₁：煮前肉重，g；Z₂：煮后肉重，g。

1.2.6 添加两种膳食纤维羊肉糜离心损失的测定

参考张骏龙^[21]的研究方法，取肉糜样品称重记为Z₃，在4 ℃ 11760×g条件下离心30 min，倒置2 h去除水分后，称重记为Z₄。每组设3个平行。

$\mathop {\text{X}}\nolimits_{\text{2}} ( {\text{%}} ) = \frac{{\mathop {\text{Z}}\nolimits_{\text{3}} - \mathop {\text{Z}}\nolimits_{\text{4}} }}{{\mathop {\text{Z}}\nolimits_{\text{3}} }} \times {\text{100}}$

(2)

式中：X₂：离心损失，%；Z₃：离心前肉重，g；Z₄：离心后肉重，g。

1.2.7 添加两种膳食纤维羊肉糜持水力的测定

主要参考张杰等^[20]的方法，具体步骤如下：水分含量的测定：取羊肉糜3 g，在105 ℃恒温干燥箱中干燥10 h，于干燥器中冷却至室温，精确称量，再放入干燥箱中烘1 h，直到连续两次称量差不超过0.02 g。水分含量计算公式如下：

$\mathop {\text{X}}\nolimits_{\text{3}} ( {\text{%}} ) = \frac{{\mathop {\text{Z}}\nolimits_{\text{5}} - \mathop {\text{Z}}\nolimits_{\text{6}} }}{{\mathop {\text{Z}}\nolimits_{\text{5}} }} \times {\text{100}}$

(3)

式中，X₃：水分含量，%；Z₅：干燥前肉重，g；Z₆：干燥后肉重，g。

取腌制好的肉糜10 g，于80 ℃恒温水浴中水浴加热10 min，冷却至室温后，4140×g离心5 min，倒掉渗出水分，称量。持水力的计算公式如下：

$\begin{split} &持水力(\text{%})= \left(\frac{离心前肉样质量\times {{\text{X}}}_{\text{3}}}{离心前肉样质量}-\right.\\ &\left.\frac{离心前肉样质量-离心后肉样质量}{离心前肉样质量}\right)\times \text{100} \end{split}$

(4)

1.2.8 添加两种膳食纤维羊肉丸质构特性的测定

参考望运滔等^[22]的方法，将样品制成半径为10 mm的球形，探头类型P/50，测试速率2 m/s，触发力5 g。探头校准高度30 mm，返回速率为10 mm/s。将样品放置在测试平台中央，压缩比50%。测量结果以硬度、弹性、内聚性、回复力、咀嚼性表示。

1.2.9 添加两种膳食纤维羊肉丸感官评价的测定

感官评价指标的测定，羊肉丸的感官评价由10名（男女各半、年龄在20~25岁之间）经过专业培训的食品学院同学共同完成。0~5分：不可接受；6~7分：较难接受；8~10分：可接受程度良好。感官评价标准见表2^[23]。

表 2 羊肉丸感官评价标准

Table 2. Sensory evaluation standards for mutton meatballs

指标	0~5 分	6~7 分	8~10 分
滋味	味道欠佳且存在异味	味道正常、香气不足、无异味	有明显肉香味和鲜味、无异味
组织状态	指压表面会破裂，切面粗糙，有分布不均匀的大气孔	指压不裂开，较快恢复原状，切面细密，有分布均匀的较大气孔	指压不裂开，能迅速恢复原状，切面致密，有分布均匀的小气孔
酸败味	有强烈酸败味	无明显酸败味	无酸败味
总体可接受程度	可接受性低	可接受性适中	可接受性高

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1.3 数据处理

所有实验至少重复三次，数据表示为平均值±标准差;使用软件Origin 2022作图，实验数据用SPSS 26软件做单因素方差分析（ANOVA），采用Duncan多重比较法对数据进行显著性分析，P<0.05表示差异显著。

2. 结果与分析

2.1 添加两种膳食纤维对羊肉蛋白的拉曼光谱影响

拉曼光谱可以提供有关蛋白质的重要信息，通过监测特征拉曼谱带频率和强度变化，在肌肉食物系统中进行结构修饰（如氨基酸残基侧链的微环境和蛋白质的二级结构）。为解析柑橘纤维与菊粉对羊肉糜影响的分子机制，通过拉曼光谱分析了肉糜蛋白质构象的变化。图1A与图1B为拉曼光谱图（500~2500 cm⁻¹），其中拉曼光谱的区域（500~550 cm⁻¹）被指定为不同二硫键构象的振动。760、830和850 cm⁻¹附近的拉曼谱带分别对应于色氨酸（Trp）残基的伸缩振动、酪氨酸（Tyr）环的伸缩振动以及CH₂的弯曲振动。这些拉曼谱带变化可以提供关于蛋白质中疏水相互作用和氢键的信息^[24]。酰胺I带（1600~1700 cm⁻¹）频率和强度变化主要用于确定蛋白质二级结构的变化^[25]。

图 1 不同添加量柑橘纤维与菊粉对羊肉糜拉曼光谱（500~2500 cm⁻¹）和二级结构的影响

注：A与C分别为柑橘纤维组拉曼光谱图与二级结构含量图；B与D分别为菊粉组拉曼光谱图与二级结构含量图；图C与D中不同小写字母表示组内差异显著（P<0.05）。

Figure 1. Effects of different addition levels of citrus fiber and inulin on the Raman spectra (500~2500 cm⁻¹) and secondary structure of lamb mince

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如表3所示，545 cm⁻¹附近条带被指定为二硫键中的反—左—反（t—g—t）构象。二硫键在维持蛋白质的三级结构中是重要的，并且肉蛋白质凝胶形成与t—g—t构象相关。随着柑橘纤维浓度的不断增大，545 cm⁻¹附近条带的强度逐渐增加，这可能是由于柑橘纤维可以使蛋白质变性，促进了二硫键生成^[24]。相比于对照组，当柑橘纤维浓度在2.0%时，760 cm⁻¹条带的强度增加了0.13。造成这一现象的原因可能是随着柑橘纤维的添加，其锁水能力增强，与蛋白质争夺水分子，导致蛋白质过度聚集，表面疏水性增加^[26]。此结果与Song等^[27]研究不同浓度柑橘纤维对低脂法兰克福香肠保水性的影响中结果一致。

表 3 不同添加量柑橘纤维与菊粉对羊肉糜拉曼归一化拉曼强度的影响

Table 3. Effects of different addition levels of citrus fiber and inulin on the normalized Raman intensity of lamb mince

组别	I₅₄₅/I₁₀₀₃	I₇₆₀/I₁₀₀₃	I₈₅₀/I₈₃₀
对照组	0.49±0.01^D	0.85±0.01^D	0.97±0.01^B
0.5%柑橘纤维	0.56±0.01^C	0.86±0.01^D	1.01±0.03^B
1.0%柑橘纤维	0.59±0.01^B	0.90±0.02^C	1.06±0.01^A
1.5%柑橘纤维	0.59±0.01^AB	0.95±0.02^B	1.09±0.03^A
2.0%柑橘纤维	0.61±0.01^A	0.99±0.01^A	0.98±0.01^B
对照组	0.49±0.01^a	0.85±0.01^b	0.97±0.01^a
2.0%菊粉	0.50±0.02^a	1.05±0.01^a	0.98±0.01^a
3.0%菊粉	0.50±0.03^a	1.01±0.02^a	1.00±0.02^a
4.0%菊粉	0.50±0.03^a	1.02±0.03^a	0.99±0.02^a
5.0%菊粉	0.49±0.02^a	1.02±0.04^a	0.99±0.01^a
注：同列不同大、小写字母分别表示组内差异显著（P<0.05），表4同。

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I₈₅₀/I₈₃₀比值一般在0.3～2.5范围内，各处理组中的I₈₅₀/I₈₃₀均大于0.9，表明肉糜蛋白质中酪氨酸残基的酚羟基暴露在极性水环境中^[28]。I₈₅₀/I₈₃₀比值越高，酚羟基暴露越多，与水分子越易形成氢键；而I₈₅₀/I₈₃₀比值越低，则酚羟基埋藏越多，与相邻的蛋白质极性基团形成氢键。随着柑橘纤维浓度的不断增大，I₈₅₀/I₈₃₀比值呈现先增大后减小的趋势。当柑橘纤维添加量在2.0%时，开始下降。这可能是由于柑橘纤维吸附作用促进蛋白质之间交联，使蛋白质内部形成氢键，进一步稳定蛋白质结构，导致保水性升高。对于菊粉添加组，545 cm⁻¹条带的强度无显著变化（P>0.05）。760 cm⁻¹强度远大于对照组（P<0.05）。当菊粉添加浓度为3.0%时，760 cm⁻¹强度为菊粉添加组中最低值，但仍远大于对照组。在疏水性增加的同时，3.0%菊粉能促进肉糜蛋白质色氨酸残基的暴露，使肉蛋白的微环境更加亲水，有利于肉糜内部网络对水分的截留^[28]。Zhang等^[29]研究中表明，菊粉能促进肌球蛋白头部的扩张，暴露出更多的蛋白质内部疏水基团，随着菊粉（1.0%~5.0%）浓度的增大，表面疏水性显著高于无菊粉添加组，呈现先减小后增大趋势，本文结果与之一致。I₈₅₀/I₈₃₀比值无显著变化（P>0.05），但仍呈现先增大后减小的趋势，酚羟基暴露，与周围水分子形成氢键。氢键的形成可能会提高保水性，这还需后续的指标进行证实。以上结果表明，柑橘纤维与菊粉对羊肉蛋白质构象有不同影响，其原因可能是柑橘纤维作为IDF中的一种，具备较强的吸附能力。当添加量达到一定浓度时会使蛋白质聚集，进而显著影响（P<0.05）二硫键及其它构象变化。而菊粉作为SDF中的一种，不具备柑橘纤维的吸附能力，添加到一定浓度时仅会暴露出更多的亲水基团，因此对二硫键及酚羟基无显著影响（P>0.05）。

由图1C可知，随着柑橘纤维浓度的不断增大，α-螺旋含量逐渐降低。相比于对照组，2.0%柑橘纤维组降低了8.66%。当柑橘纤维浓度在1.0%时，α-螺旋含量降低，无规则卷曲与β-折叠含量升高。β-折叠和无规则卷曲的含量与肉的保水性具有正相关性，是蛋白质聚集并稳定肉糜体系的基础^[30]。因此柑橘纤维添加量达到1.0%时，持水率显著提高（P<0.05）。随着添加浓度的增大，无规则卷曲逐渐向β-折叠转化，β-折叠又是稳定的蛋白质结构。所以当柑橘纤维添加量为2.0%时，提高保水性同时又能稳定蛋白质结构。图1D所示，当菊粉浓度在3.0%时，α-螺旋含量最低为31.66%，β-折叠与无规则卷曲含量最高。无规则卷曲含量高意味着其蛋白质空间结构展开有更多的水结合位点，有益于保水性的提高^[31]。

2.2 添加两种膳食纤维对羊肉糜水分分布的影响

通过弛豫时间T₂反映肉糜中水分的3种状态：结合水、不易流动水和自由水。如图2所示，0.1~10 ms为结合水（T_2b）；10~100 ms为不易流动水（T₂₁）；100~1000 ms为自由水（T₂₂）。由图2A与图2C可知，当添加0.5%柑橘纤维时自由水未检测到。这可能是由于柑橘纤维的吸附性能将肉糜中游离的自由水吸收。当添加量为1.0%柑橘纤维时，T₂₁弛豫时间变短（左移），所对应的峰面积（P₂₁）开始增加。T₂₁弛豫时间缩短与P₂₁变大均说明水分子流动性小，水分对于基质的结合能力强。当柑橘纤维添加量到2.0%时，P₂₁达到最大值（96.70%），相比于对照组增加了0.97%；P₂₂达到最小值（0.17%），相比于对照组降低了0.16%。这可能是由于当柑橘纤维添加量达到一定浓度时，促使蛋白质结构中的二硫键以及疏水相互作用增强，肉糜中的结合水与自由水均向不易流动水转化。由图2B与图2D所示，当菊粉添加量为3.0%时，T₂₁弛豫时间最短、P₂₁峰面积最大，较对照组增加了1.21%，P₂₂峰面积较对照组降低了0.12%。菊粉添加量过大时，P₂₁开始降低，保水性变差。菊粉与许多多糖类似，结构中含有丰富的羟基与水分子结合也能极大的改善肉糜制品的持水性，使不易流动水比例增加^[32]。以上结论与前文拉曼光谱预测的保水效果相一致，同时也与后文保水性结果相对应。

图 2 不同添加量柑橘纤维与菊粉对羊肉糜水分分布的影响

注：A与C分别为柑橘纤维组水分分布图与水分相对含量图；B与D分别为菊粉组水分分布图与水分相对含量图。

Figure 2. Effects of different addition levels of citrus fiber and inulin on the water distribution of lamb mince

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2.3 添加两种膳食纤维对肉糜微观结构的影响

一般而言，连续而均匀的蛋白质结构是形成稳定肉糜的条件。如图3所示，与对照组相比，添加2%柑橘纤维的肌纤维结构更加紧密、空隙较小、排布均匀。添加柑橘纤维可以使肉糜表面结构变得细腻，使肉糜内部凝胶网络结构增强，进一步提高保水效果。添加3%菊粉形成均匀规律的蜂窝状孔洞，在加热过程中使蛋白质聚集，孔洞内截留的水分以提升保水性。

图 3 不同添加量柑橘纤维与菊粉对羊肉糜微观结构的影响

注：对照为2000×倍；A为2.0%柑橘纤维组2000×倍；B为3.0%菊粉组2000×倍。

Figure 3. Effects of different addition levels of citrus fiber and inulin on the microstructure of lamb mince

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2.4 添加两种膳食纤维对羊肉糜保水性的影响

在肉制品加工中，蒸煮损失、离心损失及持水率均是评价肉制品保水性的重要指标。如图4A所示，随着柑橘纤维添加量的增大，蒸煮损失整体呈下降趋势（P<0.05）。添加1.0%柑橘纤维组蒸煮损失开始显著降低，添加浓度到2.0%时达到最低值21.32%，相比于对照组降低了9.81%。蒸煮损失的降低可能是由于柑橘纤维本身具有吸水膨胀特性，在腌制过程中与蛋白质结合，填充了蛋白质三级结构，加热后，蛋白质与水结合更紧密进而保留住更多水分。由图4C可知，添加0.5%柑橘纤维与对照组之间离心损失结果差异不显著（P>0.05），导致这一现象的原因可能是添加0.5%柑橘纤维时，柑橘纤维浓度偏低，不足以引起蛋白质结构中色氨酸以及酚羟基的变化，因此在离心时锁水能力没有在蒸煮过程中强。其它柑橘纤维组结果显示，离心损失率与蒸煮损失趋势一致，2.0%柑橘纤维组离心损失率较对照组降低了4.07%。这可能是由于腌制过程中，当柑橘纤维到达一定浓度时，柑橘纤维改变蛋白质内部结构的同时本身又具有吸水性能，将肉糜中不易流动水含量提高、游离的自由水吸收，使得在离心过程中水分损失较少。如图4E所示，持水率的结果与蒸煮损失和离心损失趋势相对应，添加2.0%柑橘纤维组相比于对照组增加了2.01%。持水性越高，表明肉糜保持内部不易流动水分的能力越强。以上结果与Song等^[27]研究的在低脂法兰克福香肠中添加柑橘纤维（0.0%~3.0%）的保水性影响的结果一致。对于菊粉来说，随着浓度的增大，蒸煮损失率与离心损失率均呈现先降低，后略有升高的趋势。如图4B、D、F所示，当菊粉浓度达到3.0%时，蒸煮损失率最小为25.42%，离心损失率最小为20.04%，持水率最大为44.29%。菊粉作为可溶性膳食纤维，不具备柑橘纤维的强吸附性，但可以通过大量的羟基，具有较强的结合水分的能力，改变蛋白质的二级结构，使亲水基团外露，暴漏出更多的水结合位点，从而提高了肉的保水性^[33]。

图 4 不同添加量柑橘纤维与菊粉对羊肉糜保水性的影响

注：A、C、E分别为柑橘纤维组蒸煮损失、离心损失率、持水率；B、D、F分别为菊粉组蒸煮损失、离心损失率、持水率；图中不同小写字母表示组内差异显著（P<0.05）。

Figure 4. Effects of different addition levels of citrus fiber and inulin on the water-holding capacity of lamb mince

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2.5 添加两种膳食纤维对羊肉糜质构特性的影响

如表4所示，当柑橘纤维添加量达到1.0%时，肉糜样品的硬度、弹性、胶着性等均显著增大（P<0.05），当添加到2%时达到最大值，回复性无显著差异（P>0.05）。当柑橘纤维浓度为0.5%时，弹性有一定程度的下降，但与对照组相比不显著（P>0.05），这可能是由于腌制过程中肉糜中的游离自由水被吸收，在其内部形成孔隙，在蒸煮过程中破坏了蛋白质之间交联，导致弹性略变低。这与Mckenna等^[34]研究的柑橘纤维可以代替三聚磷酸盐中的弹性、硬度结果一致。在菊粉添加组中，随着菊粉浓度的不断增大弹性无显著变化（P>0.05），硬度、内聚性、咀嚼性逐渐增大，当浓度达到4.0%时内聚性、咀嚼性无显著变化（P>0.05）。当菊粉添加到一定浓度时，会显著影响产品的质地，引起质构变化，增强内部结构。这可能是因为它被纳入肉糜基质，促进和加强凝胶网络之间的联系^[35]。

表 4 不同添加量柑橘纤维与菊粉对羊肉丸质构的影响

Table 4. Effects of different addition levels of citrus fiber and inulin on the texture properties of lamb meatballs

组别	硬度（g）	弹性	内聚性	胶着性	咀嚼性	回复性
对照组	1134.93±37.65^C	0.77±0.03^AB	0.43±0.03^B	487.97±52.13^C	378.73±56.60^C	0.16±0.02^A
0.5%柑橘纤维	1219.82±53.95^C	0.74±0.02^B	0.45±0.01^AB	543.62±13.71^C	404.95±16.75^C	0.16±0.01^A
1.0%柑橘纤维	1474.8±137.72^B	0.79±0.01^A	0.45±0.02^AB	672.23±50.61^B	530.67±30.04^B	0.16±0.01^A
1.5%柑橘纤维	1538.17±97.54^B	0.77±0.01^AB	0.44±0.01^B	673.02±57.98^B	517.76±44.09^B	0.16±0.01^A
2.0%柑橘纤维	1817.9±116.69^A	0.80±0.02^A	0.48±0.02^A	876.94±49.02^A	697.31±51.80^A	0.17±0.01^A
对照组	1134.93±37.65^d	0.77±0.03^a	0.43±0.03^b	487.98±52.13^d	378.73±56.60^d	0.16±0.01^b
2.0%菊粉	1512.49±12.50^c	0.78±0.02^a	0.44±0.01^b	671.27±26.48^c	522.06±12.85^c	0.16±0.01^b
3.0%菊粉	1671.11±11.45^b	0.78±0.03^a	0.47±0.01^ab	790.34±16.41^b	618.89±20.15^b	0.17±0.00^a
4.0%菊粉	1743.57±40.80^a	0.78±0.01^a	0.48±0.04^ab	828.83±71.39^ab	643.62±49.60^ab	0.16±0.00^b
5.0%菊粉	1754.22±30.95^a	0.78±0.01^a	0.52±0.02^a	909.05±45.51^a	711.01±33.93^a	0.18±0.01^a

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2.6 添加两种膳食纤维对羊肉感官评价的影响

添加不同浓度柑橘纤维与菊粉对羊肉糜凝胶感官特性（外观、气味、弹性、滋味和喜爱度）的影响。如图5A所示，由于羊肉具有膻味等特殊气味，因此对照组总体可接受度差。与对照相比，添加柑橘纤维后，滋味与组织状态、总体可接受度均提高，酸败味无明显变化。这可能是由于柑橘纤维添加量不足以改变羊肉风味，会增加芳香类气味，但不会增强其他不良风味。由图5B可知，当菊粉浓度达到3.0%时，减少羊肉中存在的膻味，滋味与总体可接受度最高。张玉梅^[36]研究表明，菊粉含量的增加有利于部分醛类和醇类等挥发性风味物质的释放，进而提高羊肉糜的风味特性。

图 5 不同添加量柑橘纤维与菊粉对羊肉糜感官特性的影响

注：A为柑橘纤维组感官评定图；B为菊粉组感官评定图。

Figure 5. Effects of different addition levels of citrus fiber and inulin on the sensory properties of lamb mince

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3. 结论

本文研究了不同添加量的柑橘纤维与菊粉对羊肉蛋白结构及肉糜品质的影响。随着柑橘纤维的添加，改变了蛋白质的结构，显著提高了二硫键含量和表面疏水性（P<0.05），促进了蛋白质交联，形成三维网络结构，进而提高了肉糜的保水性，柑橘纤维添加量为2.0%时效果最好。而菊粉的添加使蛋白质二级结构中β-折叠与无规则卷曲含量显著升高（P<0.05），暴露出了更多结合水的位点，同时，菊粉可通过自身的亲水基团，使肉糜中的自由水转化为不易流动水，改善了肉糜的保水性，菊粉的最适添加量为3.0%。本研究显示，菊粉在提高保水性的同时又能够赋予羊肉糜更好的风味及质构特性，但其保水能力不如柑橘纤维强。因此，两种膳食纤维均有各自的优缺点，后续可将两种膳食纤维进行复合，进一步探究其对羊肉糜保水性等功能特性的改善效果。

图 1 不同添加量柑橘纤维与菊粉对羊肉糜拉曼光谱（500~2500 cm⁻¹）和二级结构的影响

Figure 1. Effects of different addition levels of citrus fiber and inulin on the Raman spectra (500~2500 cm⁻¹) and secondary structure of lamb mince

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图 2 不同添加量柑橘纤维与菊粉对羊肉糜水分分布的影响

注：A与C分别为柑橘纤维组水分分布图与水分相对含量图；B与D分别为菊粉组水分分布图与水分相对含量图。

Figure 2. Effects of different addition levels of citrus fiber and inulin on the water distribution of lamb mince

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图 3 不同添加量柑橘纤维与菊粉对羊肉糜微观结构的影响

注：对照为2000×倍；A为2.0%柑橘纤维组2000×倍；B为3.0%菊粉组2000×倍。

Figure 3. Effects of different addition levels of citrus fiber and inulin on the microstructure of lamb mince

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图 4 不同添加量柑橘纤维与菊粉对羊肉糜保水性的影响

Figure 4. Effects of different addition levels of citrus fiber and inulin on the water-holding capacity of lamb mince

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图 5 不同添加量柑橘纤维与菊粉对羊肉糜感官特性的影响

注：A为柑橘纤维组感官评定图；B为菊粉组感官评定图。

Figure 5. Effects of different addition levels of citrus fiber and inulin on the sensory properties of lamb mince

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表 1 腌制羊肉糜的配方组成（g）

Table 1 Formula composition of marinated lamb mince (g)

组别	羊肉糜	食盐	白砂糖	香辛料	柑橘纤维	菊粉	冰水
对照组	100	1.0	1.5	0.75	−	−	20
0.5%柑橘纤维	100	1.0	1.5	0.75	0.5	−	20
1.0%柑橘纤维	100	1.0	1.5	0.75	1.0	−	20
1.5%柑橘纤维	100	1.0	1.5	0.75	1.5	−	20
2.0%柑橘纤维	100	1.0	1.5	0.75	2.0	−	20
2.0%菊粉	100	1.0	1.5	0.75	−	2.0	20
3.0%菊粉	100	1.0	1.5	0.75	−	3.0	20
4.0%菊粉	100	1.0	1.5	0.75	−	4.0	20
5.0%菊粉	100	1.0	1.5	0.75	−	5.0	20
注：表中−表示添加量为0.00 g。

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表 2 羊肉丸感官评价标准

Table 2 Sensory evaluation standards for mutton meatballs

指标	0~5 分	6~7 分	8~10 分
滋味	味道欠佳且存在异味	味道正常、香气不足、无异味	有明显肉香味和鲜味、无异味
组织状态	指压表面会破裂，切面粗糙，有分布不均匀的大气孔	指压不裂开，较快恢复原状，切面细密，有分布均匀的较大气孔	指压不裂开，能迅速恢复原状，切面致密，有分布均匀的小气孔
酸败味	有强烈酸败味	无明显酸败味	无酸败味
总体可接受程度	可接受性低	可接受性适中	可接受性高

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表 3 不同添加量柑橘纤维与菊粉对羊肉糜拉曼归一化拉曼强度的影响

Table 3 Effects of different addition levels of citrus fiber and inulin on the normalized Raman intensity of lamb mince

组别	I₅₄₅/I₁₀₀₃	I₇₆₀/I₁₀₀₃	I₈₅₀/I₈₃₀
对照组	0.49±0.01^D	0.85±0.01^D	0.97±0.01^B
0.5%柑橘纤维	0.56±0.01^C	0.86±0.01^D	1.01±0.03^B
1.0%柑橘纤维	0.59±0.01^B	0.90±0.02^C	1.06±0.01^A
1.5%柑橘纤维	0.59±0.01^AB	0.95±0.02^B	1.09±0.03^A
2.0%柑橘纤维	0.61±0.01^A	0.99±0.01^A	0.98±0.01^B
对照组	0.49±0.01^a	0.85±0.01^b	0.97±0.01^a
2.0%菊粉	0.50±0.02^a	1.05±0.01^a	0.98±0.01^a
3.0%菊粉	0.50±0.03^a	1.01±0.02^a	1.00±0.02^a
4.0%菊粉	0.50±0.03^a	1.02±0.03^a	0.99±0.02^a
5.0%菊粉	0.49±0.02^a	1.02±0.04^a	0.99±0.01^a
注：同列不同大、小写字母分别表示组内差异显著（P<0.05），表4同。

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表 4 不同添加量柑橘纤维与菊粉对羊肉丸质构的影响

Table 4 Effects of different addition levels of citrus fiber and inulin on the texture properties of lamb meatballs

组别	硬度（g）	弹性	内聚性	胶着性	咀嚼性	回复性
对照组	1134.93±37.65^C	0.77±0.03^AB	0.43±0.03^B	487.97±52.13^C	378.73±56.60^C	0.16±0.02^A
0.5%柑橘纤维	1219.82±53.95^C	0.74±0.02^B	0.45±0.01^AB	543.62±13.71^C	404.95±16.75^C	0.16±0.01^A
1.0%柑橘纤维	1474.8±137.72^B	0.79±0.01^A	0.45±0.02^AB	672.23±50.61^B	530.67±30.04^B	0.16±0.01^A
1.5%柑橘纤维	1538.17±97.54^B	0.77±0.01^AB	0.44±0.01^B	673.02±57.98^B	517.76±44.09^B	0.16±0.01^A
2.0%柑橘纤维	1817.9±116.69^A	0.80±0.02^A	0.48±0.02^A	876.94±49.02^A	697.31±51.80^A	0.17±0.01^A
对照组	1134.93±37.65^d	0.77±0.03^a	0.43±0.03^b	487.98±52.13^d	378.73±56.60^d	0.16±0.01^b
2.0%菊粉	1512.49±12.50^c	0.78±0.02^a	0.44±0.01^b	671.27±26.48^c	522.06±12.85^c	0.16±0.01^b
3.0%菊粉	1671.11±11.45^b	0.78±0.03^a	0.47±0.01^ab	790.34±16.41^b	618.89±20.15^b	0.17±0.00^a
4.0%菊粉	1743.57±40.80^a	0.78±0.01^a	0.48±0.04^ab	828.83±71.39^ab	643.62±49.60^ab	0.16±0.00^b
5.0%菊粉	1754.22±30.95^a	0.78±0.01^a	0.52±0.02^a	909.05±45.51^a	711.01±33.93^a	0.18±0.01^a

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1. 材料与方法
1.1 材料与仪器
1.2 实验方法
1.2.1 原料肉的预处理
1.2.2 添加两种膳食纤维羊肉蛋白拉曼光谱的测定
1.2.3 添加两种膳食纤维羊肉糜水分分布的测定
1.2.4 添加两种膳食纤维羊肉糜微观结构的测定
1.2.5 添加两种膳食纤维羊肉糜蒸煮损失的测定
1.2.6 添加两种膳食纤维羊肉糜离心损失的测定
1.2.7 添加两种膳食纤维羊肉糜持水力的测定
1.2.8 添加两种膳食纤维羊肉丸质构特性的测定
1.2.9 添加两种膳食纤维羊肉丸感官评价的测定
1.3 数据处理
2. 结果与分析
2.1 添加两种膳食纤维对羊肉蛋白的拉曼光谱影响
2.2 添加两种膳食纤维对羊肉糜水分分布的影响
2.3 添加两种膳食纤维对肉糜微观结构的影响
2.4 添加两种膳食纤维对羊肉糜保水性的影响
2.5 添加两种膳食纤维对羊肉糜质构特性的影响
2.6 添加两种膳食纤维对羊肉感官评价的影响
3. 结论

1. 材料与方法
1.1 材料与仪器
1.2 实验方法
1.2.1 原料肉的预处理
1.2.2 添加两种膳食纤维羊肉蛋白拉曼光谱的测定
1.2.3 添加两种膳食纤维羊肉糜水分分布的测定
1.2.4 添加两种膳食纤维羊肉糜微观结构的测定
1.2.5 添加两种膳食纤维羊肉糜蒸煮损失的测定
1.2.6 添加两种膳食纤维羊肉糜离心损失的测定
1.2.7 添加两种膳食纤维羊肉糜持水力的测定
1.2.8 添加两种膳食纤维羊肉丸质构特性的测定
1.2.9 添加两种膳食纤维羊肉丸感官评价的测定
1.3 数据处理
2. 结果与分析
2.1 添加两种膳食纤维对羊肉蛋白的拉曼光谱影响
2.2 添加两种膳食纤维对羊肉糜水分分布的影响
2.3 添加两种膳食纤维对肉糜微观结构的影响
2.4 添加两种膳食纤维对羊肉糜保水性的影响
2.5 添加两种膳食纤维对羊肉糜质构特性的影响
2.6 添加两种膳食纤维对羊肉感官评价的影响
3. 结论

参考文献(36)

施引文献

资源附件(1)

柑橘纤维与菊粉添加量对羊肉蛋白结构及肉糜品质的影响

作者简介: 马可心（2001−），女，硕士研究生，研究方向：畜产品加工，E-mail：2399778958@qq.com

通讯作者: 陈洪生（1979−），男，博士，教授，研究方向：畜产品加工，E-mail：hsch0608@163.com。 刁静静（1981−），女，博士，研究员，研究方向：食品科学，E-mail：diaojing62@163.com。

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