高水分?jǐn)D壓花生蛋白素腸制備及貯藏特性研究

朱 嵩，劉 麗，王 強(qiáng)

（中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品加工綜合性重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193）

花生蛋白含有8種人體必需氨基酸，富含精氨酸、谷氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸和天門(mén)冬氨酸[1-2]?；ㄉ鞍谞I(yíng)養(yǎng)價(jià)值與動(dòng)物蛋白接近，并且食用營(yíng)養(yǎng)價(jià)值研究證明，花生蛋白的生物價(jià)為59，蛋白質(zhì)的凈利用率為51%[3-4]。我國(guó)花生蛋白資源豐富，常被作為添加劑應(yīng)用于肉制品、乳制品、焙烤食品、調(diào)味品及保健食品中，改善了產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，但是缺少花生蛋白新產(chǎn)品[4-5]。因此，發(fā)展適合于食品工業(yè)生產(chǎn)的深加工花生蛋白產(chǎn)品尤為重要。

擠壓技術(shù)是一項(xiàng)融合了輸送、壓縮、混合、蒸煮、變性、殺菌、成型等多單元操作于一體的食品加工技術(shù)，能有效改善食品的質(zhì)地和口感[6-7]。高水分?jǐn)D壓組織化植物蛋白具有類似動(dòng)物肉的纖維結(jié)構(gòu)和口感，不僅能滿足消費(fèi)者的食肉欲，還可以降低患高血壓等“現(xiàn)代文明病”的風(fēng)險(xiǎn)[8-10]，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)已成功研發(fā)出高水分花生蛋白素腸，色澤均勻亮白，無(wú)豆腥味，纖維狀結(jié)構(gòu)豐富，纖維絲強(qiáng)度較高，可作為肉類蛋白的替代物，用于手撕肉、素肉等產(chǎn)品的加工[11]?；ㄉ鞍姿啬c中水分含量高達(dá)50%，蛋白含量約30%，其貯藏特性的研究是產(chǎn)品從實(shí)驗(yàn)室到產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)必不可少的環(huán)節(jié)，目前鮮有關(guān)于高水分組織蛋白貯藏特性的報(bào)道[12-14]。

試驗(yàn)以低溫脫脂花生蛋白粉為原料，采用高水分?jǐn)D壓技術(shù)制備花生蛋白素腸，探究不同殺菌方式對(duì)花生蛋白素腸質(zhì)構(gòu)的影響，分析不同貯藏條件下花生蛋白素腸質(zhì)構(gòu)、色澤和菌落總數(shù)等變化規(guī)律，為花生蛋白素腸產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

低溫脫脂花生蛋白粉，青島長(zhǎng)壽食品有限公司提供；大豆分離蛋白，山東谷神生物科技有限公司提供；谷朊粉，封丘縣華豐粉業(yè)有限公司提供；山梨酸鉀，北京索萊寶科技有限公司提供；食鹽，中國(guó)鹽業(yè)總公司提供；紅曲紅，廣東科隆生物科技有限公司提供；菌落總數(shù)試紙片，美國(guó)3M公司提供；大腸菌群培養(yǎng)基，北京索萊寶科技有限公司提供。

1.2 儀器與設(shè)備

雙螺桿擠壓機(jī)，湖南富馬科食品工程技術(shù)有限公司產(chǎn)品；分析天平，德國(guó)Sartorius公司產(chǎn)品；TATX2i型質(zhì)構(gòu)儀，英國(guó)Stable Micro System公司產(chǎn)品；CS-580型色彩色差計(jì)，杭州彩譜科技有限公司產(chǎn)品；真空包裝機(jī)，荷蘭Henkelman公司產(chǎn)品；立式壓力蒸汽滅菌鍋，上海申安醫(yī)療器械廠產(chǎn)品；立式反壓滅菌鍋，山東創(chuàng)美設(shè)備有限公司產(chǎn)品；家用冰箱，中國(guó)美菱公司產(chǎn)品；超凈工作臺(tái)，日本AirTECH公司產(chǎn)品；生化培養(yǎng)箱，哈爾濱市東明醫(yī)療儀器廠產(chǎn)品。

1.3 方法

1.3.1 原料混合

按照比例準(zhǔn)確稱取原料，均勻混粉，平衡24 h。其中花生蛋白粉70%，大豆分離蛋白20%，谷朊粉10%，食鹽0.3%，紅曲紅0.04%。

1.3.2 擠壓試驗(yàn)

參考王強(qiáng)等人[11]報(bào)道的方法，擠壓操作參數(shù)設(shè)定為擠壓溫度130℃，水分含量60%，螺桿轉(zhuǎn)速210 r/min，喂料速度6 kg/h。

取樣包裝袋進(jìn)行紫外殺菌30 min，樣品擠出時(shí)，在出口處將樣品用切刀裁剪成長(zhǎng)約13 cm的長(zhǎng)條，取樣時(shí)包裝袋打開(kāi)連接冷卻?？诔隹谔帲咳?0包，手套噴灑酒精1次。

1.3.3 貯藏試驗(yàn)

各組處理每3 d取樣，進(jìn)行彈性、硬度、咀嚼度、色澤和安全指標(biāo)的測(cè)定，并實(shí)時(shí)檢測(cè)其感官品質(zhì)的變化，質(zhì)構(gòu)測(cè)定取3個(gè)獨(dú)立包裝共6根樣品，微生物測(cè)定取3個(gè)獨(dú)立包裝共3根樣品，取樣點(diǎn)為腸體內(nèi)部橫截面，包括腸體表面和內(nèi)部。

（1）質(zhì)構(gòu)分析。樣品裁剪成約15 mm高的圓柱體。物性測(cè)試儀探頭選擇P36r，程序?yàn)門(mén)PA模式，操作參數(shù)為前速度2.0 mm/s，測(cè)試速度1.0 mm/s，后速度2.0 mm/s，下壓程度50%[15]?？傻玫接捕?、彈性和咀嚼度，每個(gè)樣品進(jìn)行5次平行測(cè)定，去掉異常值，取平均值。

（2）組織化度。樣品裁剪成約20 mm厚的半圓柱體。物性測(cè)試儀探頭選擇A/CKB，程序?yàn)镠ardness模式，操作參數(shù)為前速度2.0 mm/s，測(cè)試速度1.0 mm/s，后速度2.0 mm/s，剪切程度75%[15]，剪切方向?yàn)榇怪庇跀D壓方向。每個(gè)樣品進(jìn)行5次平行測(cè)定，去掉異常值，取平均值。用平行于擠壓方向的剪切力與垂直于擠壓方向的剪切力的比值定量表示產(chǎn)品纖維程度的大小，即組織化度。

（3）色澤。參考Mancini R A等人[16]的方法，采用色差儀，同時(shí)測(cè)定L*值，a*值和b*值。每個(gè)樣品進(jìn)行5次平行測(cè)定，去掉異常值，取平均值。

（4）安全品質(zhì)測(cè)定。菌落總數(shù)標(biāo)準(zhǔn)參照GB20371—2016食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品加工用植物蛋白[17]，檢測(cè)結(jié)果滿足30 000 CFU/g，測(cè)定使用3M試紙片參照國(guó)標(biāo)GB 4789.2—2016食品微生物學(xué)檢驗(yàn)菌落總數(shù) 測(cè)定[18]。

大腸菌群的測(cè)定，參照國(guó)標(biāo)GB 4789.3—2016食品微生物學(xué)檢驗(yàn)大腸菌群計(jì)數(shù)[19]。

每個(gè)樣品稀釋3個(gè)梯度，每梯度兩平行。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用SSPS16.0和Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析及作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 高水分?jǐn)D壓花生蛋白素腸的制備

高水分?jǐn)D壓花生蛋白素腸制備工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 高水分?jǐn)D壓花生蛋白素腸制備工藝流程

在實(shí)驗(yàn)室完成原料準(zhǔn)備至切割工藝，切割后裝入真空包裝袋。采用同類產(chǎn)品常用的包裝、殺菌處理方式。

2.2 不同殺菌方式對(duì)花生蛋白素腸質(zhì)構(gòu)的影響

殺菌處理是食品工業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)之一，根據(jù)素食及肉類加工企業(yè)對(duì)素食及腸類食品常用的殺菌方式，選擇高溫殺菌（121℃，20 min），低溫殺菌（100℃，20 min）作為2種處理方式，并以未殺菌處理作為對(duì)照組，對(duì)比殺菌方式對(duì)高水分?jǐn)D壓花生蛋白素腸質(zhì)構(gòu)的影響。

殺菌方式對(duì)高水分?jǐn)D壓花生蛋白素腸質(zhì)構(gòu)的影響見(jiàn)圖2。

由圖2可知，與未殺菌的高水分?jǐn)D壓花生蛋白素腸相比，殺菌方式對(duì)彈性無(wú)顯著影響，高溫殺菌后其硬度、咀嚼度顯著增大，組織化度即產(chǎn)品各向異性顯著降低；低溫殺菌后，硬度增大不顯著，咀嚼度無(wú)顯著性變化，組織化度顯著降低，但降低程度小于高溫殺菌。這是因?yàn)楦邷貧⒕趬毫Φ淖饔孟?，蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)發(fā)生重排，造成蛋白的變性，凝膠特性增強(qiáng)，硬度、咀嚼度顯著增大[20]；且高溫殺菌后，花生蛋白素腸中豆腥味加重，而采用低溫殺菌能較好地維持花生蛋白素腸初始狀態(tài)的質(zhì)構(gòu)特性。因此，選用100℃水浴殺菌20 min作為花生蛋白素腸的殺菌方式。

圖2 殺菌方式對(duì)高水分?jǐn)D壓花生蛋白素腸質(zhì)構(gòu)的影響

2.3 不同貯藏條件對(duì)花生蛋白素腸品質(zhì)的影響

基于殺菌方式對(duì)高水分花生蛋白素腸質(zhì)構(gòu)的影響，試驗(yàn)選擇4組處理。

貯藏試驗(yàn)處理見(jiàn)表1。

表1 貯藏試驗(yàn)處理

表2 高水分?jǐn)D壓花生蛋白素腸貯藏中菌落總數(shù)的檢測(cè)

表3 高水分?jǐn)D壓花生蛋白素腸貯藏中大腸菌群的檢測(cè)

其中，第4組參考國(guó)標(biāo)GB 2760—2014中豆制品可添加山梨酸鉀的添加量[21]。

2.3.1 不同貯藏條件下花生蛋白素腸安全指標(biāo)變化規(guī)律

高水分?jǐn)D壓花生蛋白素腸貯藏中菌落總數(shù)的檢測(cè)見(jiàn)表2，高水分?jǐn)D壓花生蛋白素腸貯藏中大腸菌群的檢測(cè)見(jiàn)表3。

花生蛋白素腸第0天的檢測(cè)為各組對(duì)應(yīng)條件下貯藏0.5 d后取樣。4組不同處理花生蛋白素腸的大腸菌群均呈陰性，即未檢出，符合標(biāo)準(zhǔn)。

對(duì)照組初始菌落總數(shù)為50 CFU/g，在第3天達(dá)到31 700 CFU/g，超出國(guó)標(biāo)允許最低范圍（3 000 CFU/g）。第2組未殺菌，4℃貯藏，初始菌落總數(shù)為11 CFU/g，第3，6，9天的菌落總數(shù)分別為4，567，8 220 CFU/g，在第12天達(dá)到204 300 CFU/g，超出國(guó)標(biāo)允許最低范圍（3 000 CFU/g），此條件下9 d之內(nèi)安全指標(biāo)符合國(guó)標(biāo)。第3組低溫殺菌，4℃貯藏，初始菌落總數(shù)為0 CFU/g，檢測(cè)的60 d內(nèi)，菌落總數(shù)最高達(dá)到46 CFU/g，均符合國(guó)標(biāo)要求（3 000 CFU/g）；其貯藏過(guò)程中第60天的菌落總數(shù)為2 CFU/g，遠(yuǎn)低于國(guó)標(biāo)限制的30 000 CFU/g。第4組添加山梨酸鉀，低溫殺菌，室溫貯藏，初始菌落總數(shù)為30 CFU/g，在第9天樣品在稀釋的濃度范圍內(nèi)，菌落總數(shù)不可計(jì)數(shù)，超出國(guó)標(biāo)允許最低范圍（3 000 CFU/g），此條件下安全指標(biāo)在6 d之內(nèi)符合國(guó)標(biāo)。

2.3.2 不同貯藏條件花生蛋白素腸質(zhì)構(gòu)及感官品質(zhì)變化規(guī)律

各組處理質(zhì)構(gòu)的變化見(jiàn)圖3。

圖3 各組處理質(zhì)構(gòu)的變化

由圖3可知，對(duì)照組在第3天菌落總數(shù)超出國(guó)標(biāo)最低范圍，因此未監(jiān)測(cè)對(duì)照組貯藏過(guò)程中的質(zhì)構(gòu)變化。趨勢(shì)線是低溫殺菌，4℃貯藏組每相鄰兩點(diǎn)平均值的連線，可以反映出花生蛋白素腸在低溫殺菌后，4℃貯藏過(guò)程中的變化趨勢(shì)，得出隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，花生蛋白素腸的彈性呈減小趨勢(shì)，但變化趨勢(shì)較小，這與王春葉、卜宇芳的研究結(jié)果一致[22-23]。硬度和咀嚼度呈增大趨勢(shì)，這可能是由于在貯藏過(guò)程中，花生蛋白素腸中水分逐漸從內(nèi)部向外部遷移，內(nèi)部水分含量減少，或者包裝材料具有一定的透濕透氣性，在4℃及室溫不同的貯藏環(huán)境中，使花生蛋白素腸的水分有不同程度的蒸發(fā)，隨著水分的減少，使蛋白凝膠強(qiáng)度增大，進(jìn)而硬度和咀嚼度呈增大趨勢(shì)。另一個(gè)可能的原因是，在微生物分解作用下，使花生蛋白素腸的硬度和咀嚼度有所增大。

各組處理色澤的變化見(jiàn)圖4。

圖4 各組處理色澤的變化

由圖4可知，對(duì)照組在第3天菌落總數(shù)超出國(guó)標(biāo)最低范圍，因此未監(jiān)測(cè)對(duì)照組貯藏過(guò)程中的色澤變化。趨勢(shì)線是低溫殺菌，4℃貯藏下，每相鄰兩點(diǎn)平均值的連線，可以反映出花生蛋白素腸在低溫殺菌后，4℃貯藏期間色澤的變化趨勢(shì)，得出在此條件下，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，高水分?jǐn)D壓花生蛋白素腸的亮度值（L*）減小，說(shuō)明花生蛋白素腸在貯藏過(guò)程中亮度會(huì)逐漸降低；紅綠值（a*）逐漸減小，說(shuō)明花生蛋白素腸在貯藏過(guò)程中紅色度會(huì)逐漸降低；黃藍(lán)值（b*）降低，說(shuō)明花生蛋白素腸在貯藏過(guò)程中黃色度也會(huì)逐漸降低。

花生蛋白素腸100℃殺菌20 min后4℃貯藏下關(guān)鍵時(shí)間點(diǎn)表觀狀態(tài)見(jiàn)圖5。

圖5 花生蛋白素腸100℃殺菌20 min后4℃貯藏下關(guān)鍵時(shí)間點(diǎn)表觀狀態(tài)

選取100℃殺菌20 min，4℃貯藏條件下的花生蛋白素腸，對(duì)貯藏期間關(guān)鍵時(shí)間點(diǎn)的表觀狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，如圖5所示。各組處理關(guān)鍵時(shí)間點(diǎn)的表觀狀態(tài)表明，低溫殺菌貯藏第60天，真空包裝膜雖貼合腸體，但花生蛋白素腸表面開(kāi)始出現(xiàn)“出水”現(xiàn)象，雖然安全指標(biāo)尚在國(guó)標(biāo)允許的范圍內(nèi)，但產(chǎn)品表面開(kāi)始發(fā)黏，出現(xiàn)品質(zhì)劣變，且花生蛋白素腸彈性較差，可能是在貯藏過(guò)程中，蛋白保水力減弱，導(dǎo)致花生蛋白素腸內(nèi)部的水外滲；另一方面可能由于花生蛋白素腸中的蛋白乳化力下降[22]。

3 結(jié)論

以高水分?jǐn)D壓花生蛋白素腸為對(duì)象，研究了不同殺菌方式和貯藏方式對(duì)花生蛋白素腸品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，121℃下處理20 min后花生蛋白素腸硬度、咀嚼度顯著增大；100℃下處理20 min后，花生蛋白素腸硬度和咀嚼度無(wú)顯著性變化。比較了不同貯藏條件下花生蛋白素腸質(zhì)構(gòu)、色澤和菌落總數(shù)等變化規(guī)律，其中100℃殺菌20 min，4℃貯藏的條件下為更適合高水分?jǐn)D壓花生蛋白素腸的殺菌及貯藏方式。在監(jiān)測(cè)的60 d內(nèi)，花生蛋白素腸菌落總數(shù)最高達(dá)到46 CFU/g，均符合國(guó)標(biāo)要求（3 000 CFU/g），貯藏過(guò)程中花生蛋白素腸硬度和咀嚼度呈增大趨勢(shì)，彈性呈減小趨勢(shì)。