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超高压条件下亚麻籽胶对猪肉肌原纤维蛋白凝胶特性的影响

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-06-01
核心提示:亚麻籽胶(FG)是亚麻油工业的副产品,是水溶性的阴离子多糖,通常表现出弱的凝胶状特性,在加热过程中形成热可逆凝胶,具有美容、防癌、降低糖尿病和心脏病发病率的保健功效。
   亚麻籽胶(FG)是亚麻油工业的副产品,是水溶性的阴离子多糖,通常表现出弱的凝胶状特性,在加热过程中形成热可逆凝胶,具有美容、防癌、降低糖尿病和心脏病发病率的保健功效。这些优越的性质使其可以替代卡拉胶、膳食纤维等应用于肉制品中。除了添加物和理化条件影响肉制品品质外,一些新型加工处理方式对肉制品品质也有显着地改善作用,其中超高压处理就是一种常用方法。在肉制品开发中,将超高压与多糖添加剂结合已广受关注。然而,不同压力下FG与MP相互作用以及对最终热凝胶特性的影响鲜有报道。
 
  来自南京农业大学食品科技学院、国家肉品质量安全控制工程技术研究中心的刘旺、冯美琴、孙健*、徐幸莲等人对不同压力下添加FG对MP分子间作用力、凝胶特性以及微观结构的影响进行研究,以期为更好地利用FG、肉制品的开发和凝胶类产品品质改善提供理论依据。
 
  1、不同压力下FG对MP保水性的影响
 
  经100~200 MPa处理后,对照组MP凝胶的保水性从65.1%显着上升至81.5%(P<0.05)。随着压力升高到300 MPa,MP凝胶的保水性从81.5%降低至75.2%(P<0.05)。当压力从300 MPa上升至400 MPa时,MP凝胶保水性变化不显着(P>0.05)。在加热过程中,变性的MP无法保留更多的水分,导致凝胶保水性下降。相比于对照组,添加FG后凝胶保水性在0.1~400 MPa压力下均显着提高(P<0.05) 。经200 MPa处理后,MP-FG的保水性从91.2%上升至最大值95.8%(P<0.05)。
 
  2、不同压力下FG对MP凝胶强度的影响
 
  在未添加FG条件下,MP经100~400 MPa高压处理后,能显着降低其凝胶强度(P<0.05);经100、200 MPa处理的MP凝胶强度变化不明显。在0.1、100 MPa压力下,添加FG均显着降低了MP的凝胶强度(P<0.05),同样的结果也出现在不同加热温度FG对MP凝胶强度影响的研究中,温度达到80 ℃时,添加FG显着降低了MP凝胶强度。当压力大于200 MPa后,MP-FG凝胶强度显着高于MP凝胶(P<0.05)。随着压力继续增大,MP-FG凝胶强度逐渐降低(P<0.05)。这是因为压力增大使蛋白质与多糖之间相互作用增强,形成聚合物,在蛋白质加热时抑制蛋白质变性,从而降低了MP-FG凝胶强度。
 
  3、不同压力下FG对MP凝胶流变特性的影响
 
  当压力小于200 MPa时,MP与MP-FG凝胶在43~50 ℃范围内均出现明显的热变性峰。此阶段开始形成较为疏松的凝胶结构。出现第1个峰普遍接受的解释为肌球蛋白头部受热部分变性接合,从而导致了G’上升。而50~60 ℃时,G’急剧下降,肌球蛋白进入凝胶减弱阶段。从整体上看,添加FG并不会改变G’曲线的形状。且随着压力的增大,MP和MP-FG凝胶的G’与G’’逐渐降低。100~200 MPa条件下,MP和MP-FG凝胶加热过程中存在明显热特性峰;而300~400 MPa时,G’与G’’随温度的增加而增加,原有的特征峰变得不明显甚至消失,表明蛋白质已经发生了变性。当压力达到200 MPa后,G0’与G0’’急剧下降,说明高压导致了体系流动性增加和黏度变小。在0.1、100 MPa时,添加FG显着降低了MP在40~80 ℃时的G’和G’’。然而,当压力大于200 MPa时,MP-FG凝胶的G’与G’’高于MP凝胶,这与凝胶强度的结果吻合。
 
  4、不同压力下FG对MP凝胶水分状态的影响
 
  通过对弛豫时间T2进行指数拟合,出现了3 个部分。它们对应的时间分别为T2b(1~10 ms)、T21(100~1000 ms)和T22(1000~4328 ms),分别对应与蛋白分子结合最为紧密的结合水(T2b)、具有弱流动性的不易流动水(T21)和中度可移动的自由水(T22),其对应的峰面积所占比例分别记为PT2b、PT21和PT22。常压下,添加FG显着增加了PT2b和PT21,降低了PT22(P<0.05)。说明添加FG显着降低了自由水比例,自由水比例降低导致了凝胶保水性的增加。压力上升到200 MPa时,MP与MP-FG凝胶的PT21均升高,而PT22降低。这表明适当的压力可以使凝胶网络更加致密,最终导致自由水向不易流动水转化。当压力大于200 MPa时,MP与MP-FG凝胶的PT2b、PT21下降,PT22上升。300、400 MPa条件下,添加FG的MP凝胶PT21显着高于对照组,PT22低于对照组,这与保水性的变化趋势基本保持一致,说明不同压力下,FG可以提高MP凝胶中不易流动水的比例,同时降低自由水比例,从而提高其保水性。
 
  5、不同压力下FG对MP凝胶疏水性的影响
 
  常压下,添加FG显着增加了MP的疏水性(P<0.05)。MP和MP-FG凝胶疏水性均随着压力的升高而升高。当压力升至200、300 MPa时疏水性增加幅度较大。当压力达到400 MPa时,MP和MP-FG凝胶的疏水性不再增加。
 
  6、不同压力下FG对MP凝胶活性巯基含量的影响
 
  压力达到100 MPa时并不能引起活性巯基含量的显着变化(P>0.05),同样的现象出现在100 MPa处理肌动球蛋白-海藻酸钠混合体系中。随着压力的增大(100~300 MPa),活性巯基含量整体呈上升趋势,且压力从100 MPa升至200 MPa时活性巯基含量变化幅度较大(P<0.05),这与疏水性的变化基本一致。这说明压力的升高使得蛋白质变性展开,埋在蛋白内部的巯基暴露到表面。当压力上升至400 MPa后,活性巯基含量与300 MPa时没有显着性差异(P>0.05),这说明300 MPa处理可能已经引起了蛋白质内部巯基充分暴露。相比于对照组,在不同压力下,添加FG并未显着改变MP凝胶的活性巯基含量(P>0.05)。
 
  7、不同压力下FG对MP凝胶微观结构的影响
 
  0.1 MPa压力下MP凝胶微观结构存在较大孔洞,形成的交联链较粗且松散。添加FG后,FG填充到蛋白凝胶孔隙中,经过加热最终导致MP-FG凝胶表面空洞减少,形成相对致密的凝胶结构。当压力增加到200 MPa时,MP与MP-FG凝胶形成孔径较小、交联较细的致密网状结构。相比于对照组,MP-FG凝胶形成的网络结构呈片状,孔隙也相对较多。
 
  结 论
 
  0.1~100 MPa处理时,亚麻籽胶显着提高了肌原纤维蛋白凝胶WHC,使肌原纤维蛋白储能模量(G’)、损耗模量(G’’)下降,显着降低了肌原纤维蛋白凝胶强度(P<0.05);压力升高至200 MPa时,亚麻籽胶进一步提高了肌原纤维蛋白凝胶WHC,增加了其G’、G’’和结合水的峰面积,形成的凝胶微观结构交联致密,显着提高了肌原纤维蛋白凝胶硬度(P<0.05);300~400 MPa处理时,随着压力进一步增加,亚麻籽胶对肌原纤维蛋白凝胶WHC和凝胶强度的提高作用下降。0.1~400 MPa时,随着压力增加,对照组与处理组疏水性和活性巯基含量均显着增加(P<0.05),亚麻籽胶对其基本无影响。以上结果表明,200 MPa处理条件下,亚麻籽胶对肌原纤维蛋白凝胶特性的改善达到最佳,是亚麻籽胶发挥其作用的最适处理压力。
 
 
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