多糖協(xié)同超聲波處理對低鹽雞肉糜凝膠特性的影響

高廷軒，鄧紹林，趙 雪，周光宏

（南京農(nóng)業(yè)大學食品科學技術(shù)學院，肉品加工與質(zhì)量控制教育部重點實驗室，江蘇 南京 210095）

食鹽在加工肉制品中扮演著重要作用，除提供咸味、補充人體必需礦物質(zhì)外，高鹽環(huán)境還可抑制微生物的生長，延長產(chǎn)品的保存時間。對于肉糜制品而言，食鹽可以促進肌原纖維蛋白（myofibrillar protein，MP）為主的鹽溶性蛋白溶出。由于MP是形成蛋白凝膠網(wǎng)絡(luò)、保持水分及維持乳化體系穩(wěn)定性的主要蛋白質(zhì)，因此食鹽添加對保證肉糜制品的品質(zhì)至關(guān)重要[1]。然而，研究證明長期攝入過量鈉離子會導致心血管疾病以及腎臟相關(guān)疾病的風險增加[2]。對于肉糜制品，如香腸、肉丸和肉餅等，降低鹽含量不僅會導致產(chǎn)品出現(xiàn)結(jié)構(gòu)松散、出水出油等問題，也會使風味降低[1]。因此開發(fā)低鈉肉制品已是近年來肉類科學家的研究重點。當前肉制品中常見的減鈉方法主要有鈉鹽替代[3]、添加植物蛋白（如鷹嘴豆分離蛋白或大豆分離蛋白）[4-5]，或添加多糖類物質(zhì)（如海藻粉、刺槐豆膠、卡拉膠和膳食纖維）[6-9]等。然而鈉鹽替代常會產(chǎn)生苦味和金屬味，嚴重影響產(chǎn)品風味，因此限制了其添加量。同時，相比植物蛋白，添加多糖可以降低成本，增加產(chǎn)量，提高保水保油性，同時還是潛在的脂肪替代物[2,10]。

多糖是一類由單糖聚合而成的重要的大分子物質(zhì)，來源于多種動植物和微生物。活性多糖如香菇多糖、銀耳多糖和黃芪多糖因其生物學特性在醫(yī)藥領(lǐng)域發(fā)揮重要作用；而非活性多糖如淀粉、樹膠和纖維素等則通常作為食品和化妝品的添加劑[11]。多糖按其離子特性可分為陰離子多糖、陽離子多糖和中性多糖，不同種類的多糖依據(jù)其特殊的離子特性或凝膠特性對肌肉肉糜體系產(chǎn)生影響。殼聚糖（chitosan，CH）是由甲殼素脫乙酰形成的分子質(zhì)量在10～1 000 kDa的線性多糖。它由β-(1-4)-D-葡糖胺（脫乙?；瘑卧┖蚇-乙?；?D-葡糖胺（乙?；瘑卧┙M成，酸度系數(shù)接近pH 6.5[12]，在酸性環(huán)境中，分子中氨基可與氫質(zhì)子結(jié)合使自身攜帶正電荷，因此CH是一種陽離子多糖，也是自然界中唯一的陽離子多糖。研究發(fā)現(xiàn)，帶正電的CH在肉糜體系中能夠與帶負電的蛋白質(zhì)相締合，并主要依靠靜電作用力和氫鍵與蛋白質(zhì)相互作用，改變蛋白凝膠特性[13-14]。瓜爾豆膠（guar gum，GG）提取自瓜爾豆，是一種廣泛使用且廉價的中性多糖。由于GG主鏈存在大量羥基，在水中可以與水分子間形成大量氫鍵，因而即使很微量的GG也可以顯著增加體系表觀黏度[15]。GG性質(zhì)穩(wěn)定，對pH值和一價金屬離子都不敏感，常用作食品增稠劑和持水劑[15-16]。GG常在肉制品中作為脂肪替代物來改善低脂導致的產(chǎn)品品質(zhì)劣變[17]，或作為穩(wěn)定劑來穩(wěn)定乳化體系[18]。雖然通過添加多糖改善肉制品品質(zhì)已得到廣泛研究，然而針對低鹽肉制品，由于添加量的限制使得單一的多糖添加不足以彌補減鹽帶來的品質(zhì)劣變。因此需要尋找可以與添加多糖協(xié)同作用的處理方式。

近年來，超聲波因其低成本、低污染和高效率的特點在食品加工領(lǐng)域廣泛使用[19-20]。超聲波是指頻率高于人類聽覺閾值的機械波，主要分為高頻和低頻兩種。高頻超聲波由于低能量高靈敏度常用于食品的無損檢測，而低頻高能量超聲波則依靠其物理或化學效應(yīng)廣泛用于食品加工[21]。超聲波處理（ultrasound treatment，UT）能夠在液體介質(zhì)中形成聲空化效應(yīng)，促進氣泡形成并瞬間膨脹爆破，釋放高能量，從而在固體表面形成微射流，并催化水分子分解成自由基。UT可以增強化學反應(yīng)，引起蛋白質(zhì)的交聯(lián)[22]。許多研究表明UT是一種高效的雞肉凝膠品質(zhì)改善方法。Zhang Ziye[23]和Wang Jingyu[24]等分別探究了不同超聲時間和不同超聲功率對MP功能特性的影響，并分別在6 min或600 W處理下得到最佳的質(zhì)構(gòu)特性、保水效果、MP溶解度和微觀結(jié)構(gòu)。采用超聲波處理魚MP-黃原膠復合體系能夠促進MP和黃原膠的絡(luò)合，并有效改善MP的凝膠乳化性能[25]。UT還被證明是改善異質(zhì)肉糜或低鹽肉糜凝膠性質(zhì)的有效方法[26-27]。雖然超聲波技術(shù)已經(jīng)在肉品加工中得到廣泛研究，然而針對低鹽制品的UT往往需要更高的處理強度和更長處理時間，因此其在低鈉產(chǎn)品中的應(yīng)用仍需要進一步探索[28]。

綜上所述，綜合性探究添加多糖與UT的協(xié)同作用并研究其作用機制對低鈉肉糜制品的開發(fā)具有深遠意義。本研究采用多糖協(xié)同超聲波處理（polysaccharideutrasonic treatment，PS-UT）技術(shù)手段對低鹽雞胸肉糜體系進行處理，通過比較添加不同多糖并協(xié)同或不協(xié)同UT對低鹽雞胸肉糜體凝膠特性的變化，為闡明不同PS-UT協(xié)同處理機制提供理論基礎(chǔ)，為提高低凝膠類雞肉制品品質(zhì)，保證產(chǎn)品價值提供新的思路。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮雞胸肉 泰森華東食品發(fā)展有限公司；殼聚糖（中黏度：200～400 mPa·s） 上海阿拉丁生化科技股份有限公司；瓜爾豆膠和質(zhì)量分數(shù)2.5%戊二醛固定液上海源葉生物科技有限公司；氯化鈉、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、乙醇和冰乙酸（均為分析純） 中國醫(yī)藥集團有限公司；二喹啉甲酸（bicinchoninic acid，BCA）蛋白定量試劑盒 中國賽默飛世爾科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

VC750超聲波細胞破碎儀 美國SONICS有限公司；Type HM100絞肉機 北京格瑞德曼儀器設(shè)備有限公司；Avanti J-26S XP離心機 美國貝克曼庫爾特有限公司；PD500勻漿機 英國PEIMA儀器有限公司；FiveEasy Plus臺式pH計 梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；TW20水浴鍋 德國優(yōu)萊博有限公司；XY105MW水分含量測定儀 常州市幸運電子設(shè)備有限公司；TA-XT2i質(zhì)構(gòu)儀 英國Stable Micro Systems公司；Physical MCR 301流變儀 奧地利Anton Paar公司；MesoMR23-060H-I弛豫分析和磁共振一體核磁成像分析儀 上海紐邁電子有限公司；CR-400色差儀 日本Konica Minolta公司；SU8100掃描電子顯微鏡 日立（中國）有限公司。

1.3 方法

1.3.1 多糖溶液的制備

取CH 2.5 g溶于100 mL質(zhì)量分數(shù)1%的乙酸溶液，攪拌至完全溶解，4 ℃密封保存。取GG 2.5 g溶于100 mL去離子水，80 ℃下攪拌至完全溶解，4 ℃密封保存過夜。

1.3.2 低鹽雞胸肉糜多糖體系的制備

取500 g新鮮雞胸肉，擦去表面水分，剔除脂肪和結(jié)締組織，切成邊長約1 cm的正方體，用Type HM100絞肉機在3 000 r/min下斬拌20 s。采用XY105MW水分含量測定儀測定肉糜水分含量，采用BCA試劑盒測定肉糜蛋白質(zhì)量分數(shù)。將多糖溶液、肉糜、NaCl及去離子水按比例混合，使最終體系蛋白質(zhì)量分數(shù)為6%，多糖質(zhì)量分數(shù)為0.5%，NaCl質(zhì)量分數(shù)為1%，空白組用去離子水代替多糖溶液。將混合后的體系至于碎冰中，用PD500勻漿機以5 000 r/min冰浴勻漿30 s/次，勻漿3 次，每次間隔1 min。為避免不同pH值對結(jié)果的干擾，采用2 mol/L NaOH和2 mol/L HCl調(diào)整各處理組pH值至6.0。

1.3.3 雞胸肉糜處理

將1.3.2節(jié)制備好的各組樣品轉(zhuǎn)移至100 mL燒杯中，用VC750超聲波細胞破碎儀處理，處理過程中用冰水浴冷卻燒杯，保持樣品溫度為4～8 ℃。所用探頭直徑6 mm，超聲頻率為20 kHz，功率450 W，探頭的位置放置于距樣品表面1.5 cm深處，脈沖持續(xù)2 s，停止4 s，處理1 min后置于冰水浴中降溫2 min，然后再次進行1 min間歇超聲處理，重復3 次。實驗共設(shè)置6 個組，分別為CON（空白對照組）、UT（只進行UT）、GG（添加GG未進行UT）、GG-UT（添加GG并協(xié)同UT）、CH（添加CH未進行UT）、CH-UT（添加CH并協(xié)同UT）組。

1.3.4 熱誘導雞胸肉糜凝膠的制備

將1.3.3節(jié)處理后的每組樣品靜置平衡8 h后，分裝至50 mL離心管，每管約20 g，用Avanti J-26S XP離心機低速離心（500×g、3 min）除去氣泡，于TW20恒溫水浴鍋中，以1 ℃/min速率由20 ℃升溫至80 ℃，并在80 ℃保溫20 min，熱誘導制備肉糜凝膠，隨后置于4 ℃冷卻8 h后待測。

1.3.5 質(zhì)構(gòu)特性的測定

肉糜凝膠樣品質(zhì)構(gòu)特性的測定參考文獻[29]并略作修改。取1.3.4節(jié)制備的肉糜凝膠樣品，使用平行刀切2.0 cm厚的圓柱體，通過質(zhì)構(gòu)分析儀TA-XT2i的P/50探頭進行質(zhì)構(gòu)測定。測定樣品條件如下：兩次壓縮測試間隔5 s，壓縮量為樣品高度的50%；測定前速率為1 mm/s，測定中速率為5 mm/s，測定后速率為5 mm/s；觸發(fā)力為5.0 g，觸發(fā)類型為自動。測定后使用TA-XT Express軟件計算得出凝膠硬度。

1.3.6 蒸煮損失率的測定

1.3.4節(jié)每只離心管裝入的肉糜體系質(zhì)量為m1/g，將熱誘導制備肉糜凝膠4 ℃冷卻8 h后從離心管中取出，擦干表面水分，稱得質(zhì)量m2/g。按式（1）計算肉糜凝膠的蒸煮損失率。

1.3.7 色澤特性的測定

取1.3.4節(jié)所得肉糜凝膠樣品，采用CR-400便攜式色差計進行色澤特性的測定。色差儀用標準白板校準后，每組凝膠選取5 個點測定紅度a*值、黃度b*值和亮度L*值，并按式（2）計算白度[30]。

1.3.8 流變特性測定

取1.3.3節(jié)肉糜樣品靜置靜置平衡8 h后采用Physical MCR 301流變儀測量肉糜凝膠流變特性，參考Zhao Yingyu等[8]的方法，并略有改動。采用半徑為50 mm的平板探頭，將樣品均勻涂抹于平板上，間距設(shè)定為1 mm，采用溫度掃描模式和剪切速率掃描模式分別測定儲能模量G’和表觀黏度η。

溫度掃描模式：將樣品于20 ℃保溫1 min，隨后從20 ℃升溫至80 ℃，升溫速率為2 ℃/min，振幅1%，頻率1 Hz，用液體石蠟將平板間隙密封，防止水分揮發(fā)。

剪切速率掃描模式：將樣品置于50 mm平板上于25 ℃平衡30 s，達到測試溫度。記錄剪切速率從0.1 s～1 000 s－1的表觀黏度，剪切時間為330 s。

1.3.9 水分分布測定

取1.3.3節(jié)肉糜樣品靜置平衡8 h后各組肉糜體系的水分分布采用MesoMR23-060H-I弛豫分析和磁共振一體核磁成像分析儀測定，參考Han Minyi等的方法[31]，略有改動。取約2 g肉糜樣品放置于直徑為8 mm的核磁管中，密封后于恒溫水浴鍋中，以1 ℃/min速率由20 ℃升溫至80 ℃，并在80 ℃保溫20 min形成凝膠，隨后置于4 ℃冷卻8 h。測量前使樣品恢復至室溫，擦干核磁管表面水分，放入直徑15 mm的測試管中進行測試。樣品測定參數(shù)如下：溫度為32 ℃，自旋-弛豫時間（T2）使用CPMG序列進行測定，所測定使用參數(shù)τ值（90°和180°脈沖之間的時間）為0.40 ms，重復掃描8 次，回波數(shù)10 000，兩次掃描之間重復時間為4 000 ms，通過儀器自帶的MultiExp Inv分析軟件進行反演獲得T2值。反演的結(jié)果為弛豫圖和各個弛豫時間（T21、T22、T2b）及其所對應(yīng)的峰面積比例（P21、P22、P2b）。每個處理測定3 次。

1.3.10 凝膠微觀結(jié)構(gòu)觀察

取1.3.4節(jié)所得肉糜凝膠樣品，將肉凝膠樣品切成2 mm×2 mm×2 mm的立方體，放置于質(zhì)量分數(shù)2.5%戊二醛的固定液中低溫4 ℃下固定48 h。固定好的樣品0.1 mol/L pH 7.4磷酸緩沖液漂洗3 次，每次 15 min。用0.1 mol/L pH 7.4磷酸緩沖液配制質(zhì)量分數(shù)1%鋨酸，室溫避光固定1～2 h。0.1 mol/L pH 7.4磷酸緩沖液漂洗3 次，每次15 min。隨后依次用體積分數(shù)為30%、50%、70%、80%、90%、95%、100%乙醇溶液沖洗，每次15 min，再用乙酸異戊酯脫水15 min。脫水后將樣本放入臨界點干燥儀內(nèi)進行干燥。將干燥后樣本緊貼于導電碳膜雙面膠上放入離子濺射儀樣品臺上進行噴金30 s 左右。使用SU8100掃描電子顯微鏡觀察樣品，并放大800 倍拍照。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

每個實驗至少重復3 次。采用SAS 8.2軟件中的Duncan多重比較進行組間差異顯著性分析，P＜0.05為差異顯著，并分析因素間交互作用，結(jié)果以平均值±標準差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 PS-UT對低鹽雞胸肉糜凝膠蒸煮損失率的影響

PS-UT對低鹽雞胸肉糜凝膠蒸煮損失率的影響如圖1所示。與CON組相比，UT后低鹽雞胸肉糜的蒸煮損失率由29.01%顯著降低至25.36%（P＜0.05），說明UT可以有效減少低鹽雞胸肉糜的汁液流失，這與Li Ke[26]、Nasyiruddin[32]等的研究結(jié)果一致。MP通常被認為不溶于低離子強度（鈉離子濃度小于0.2 mol/L）的溶液，需要高濃度的鹽（鈉離子濃度高于0.3 mol/L））來溶解[33]。UT可使蛋白分子進一步展開，內(nèi)部親水基團暴露，并引起構(gòu)象變化形成可溶性蛋白聚集體，使蛋白在低鹽環(huán)境的溶解度增加[34]。同時也暴露出更多活性基團，有利于加熱過程中蛋白間交聯(lián)程度增加，使蛋白熱凝膠網(wǎng)絡(luò)變得更為牢固，水分更易于保持在凝膠結(jié)構(gòu)內(nèi)部[27]。與CON組相比，添加GG可以顯著降低低鹽雞胸肉糜凝膠的蒸煮損失率（P＜0.05）（由29.01%降低至2.43%），Sajad等[17]在實驗中用GG替代部分動物脂肪同樣發(fā)現(xiàn)GG替代組持水性更優(yōu)。GG分子中大量的羥基可以在水溶液中形成氫鍵，增強持水力[15]。GG-UT組與GG組的蒸煮損失率無顯著差異。可能是由于GG較高的黏稠度限制了UT空化作用在GG-肉糜體系內(nèi)的傳播[35]，因此在超聲后并無顯著變化。與CON組相比，添加CH對低鹽雞胸肉糜的蒸煮損失率降低效果顯著（P＜0.05），可能是因為CH為陽離子多糖，會通過靜電相互作用與帶負電的蛋白質(zhì)結(jié)合而減少水分流失[14]。CH-UT組蒸煮損失率與CH組相比進一步降低，相比UT組有更低的蒸煮損失且差異顯著（P＜0.05），但添加CH不如添加GG對減少蒸煮損失的效果明顯。Zhou Yanzi等[36]在實驗中同樣發(fā)現(xiàn)CH對肌球蛋白凝膠保水性的改善效果弱于中性多糖刺槐豆膠。

圖1 PS-UT對低鹽雞胸肉糜凝膠蒸煮損失率的影響Fig. 1 Effect of polysaccharide combined with ultrasonic treatment on the cooking loss percentage of low-salt chicken breast meat gel

2.2 PS-UT對低鹽雞胸肉糜凝膠質(zhì)構(gòu)特性的影響

PS-UT對低鹽雞胸肉糜凝膠質(zhì)構(gòu)特性的影響如圖2所示。與CON組相比，UT可以顯著提高低鹽雞胸肉糜凝膠的硬度（P＜0.05）。由于UT促進蛋白溶解，使參與凝膠形成的蛋白含量增多[34]，因此得到更均一穩(wěn)定的三維凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，Xing Tong等[37]也在實驗中發(fā)現(xiàn)UT可以增加低鹽雞胸肉糜凝膠的硬度。與CON組相比，添加GG會使低鹽肉糜凝膠的硬度顯著增加（P＜0.05）。GG由于其較高的黏度和良好的保水性將更多成分留存在凝膠網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部，提升了凝膠硬度。費立天[18]、邱春強[38]等通過添加0.1%～1.0%的GG同樣提升了MP凝膠的質(zhì)構(gòu)特性。與CON組相比，添加CH對低鹽雞胸肉糜凝膠硬度無顯著影響（P＞0.05）。在類似研究中添加0.5% CH到鹽溶性雞肉蛋白質(zhì)凝膠對硬度提升效果顯著[12]，因此推測導致這一差異的原因可能是由于低鹽環(huán)境下蛋白溶出量不足[33]，CH陽離子基團雖可與蛋白質(zhì)發(fā)生交聯(lián)形成更為致密的凝膠網(wǎng)絡(luò)，但也一定程度影響了蛋白分子間的交聯(lián)，因此對硬度提升并不顯著。對添加多糖組進行UT可以進一步提升其硬度。與UT組相比，GG-UT組硬度顯著增加（P＜0.05），但相較于UT組和CH-UT組，GG-UT組硬度增加較小。這可能是由于UT增加了雞肉蛋白在CH-肉糜體系內(nèi)的鹽溶性，并且在聲空化作用下蛋白分子進一步展開暴露更多活性基團[23]，有利于加熱過程中蛋白間交聯(lián)程度增加，因此提升顯著。而GG自身黏度過高，限制了超聲作用在多糖-肉糜體系內(nèi)的傳遞效率。

圖2 PS-UT對低鹽雞胸肉糜凝膠質(zhì)構(gòu)特性的影響Fig. 2 Effect of polysaccharide combined with ultrasonic treatment on the texture properties of low-salt chicken breast meat gel

2.3 PS-UT對低鹽雞胸肉糜凝膠色澤的影響

PS-UT對低鹽雞胸肉糜凝膠色澤的影響如表1所示。肉糜凝膠的色澤是由肌紅蛋白和血紅蛋白的含量與其余添加物的色澤所共同決定的[39-40]。與CON組相比，UT組低鹽雞胸肉糜凝膠的L*值、a*值和b*值無顯著變化（P＞0.05）。與CON組相比，添加GG后低鹽雞胸肉糜凝膠L*值、a*值和b*值無顯著變化（P＞0.05），但協(xié)同UT后L*值顯著增加（P＜0.05），a*值和b*值仍無顯著變化（P＞0.05）；添加CH會使凝膠L*值顯著降低（P＜0.05），協(xié)同UT后L*值、a*值、b*值無顯著變化（P＞0.05）。相反，Amiza等[41]則在實驗中發(fā)現(xiàn)隨著CH的添加量增加，鯰魚魚糜凝膠的L*值和白度增加，這一差異可能是所用原料不同導致。通過比較各組的白度可以發(fā)現(xiàn)，相比CON組，添加GG可以顯著提升肉糜凝膠的白度（P＜0.05），添加CH則會顯著降低低鹽肉糜凝膠的白度（P＜0.05）。協(xié)同UT對各組的白度無顯著影響（P＞0.05）?？赡苁怯捎诒狙芯克褂玫腉G溶液為米白色，且GG可以使凝膠的水分含量增高，增強光散射性，提升白度。而CH溶液為暗黃色，且對蒸煮損失率影響不大，因此會使白度降低。

表1 PS-UT對低鹽雞胸肉糜凝膠色澤的影響Table1 Effect of polysaccharide combined with ultrasonic treatment on the color properties of low-salt chicken breast meat gel

2.4 PS-UT對低鹽雞胸肉糜凝膠流變特性的影響

對低鹽雞胸肉糜凝膠進行溫度掃描動態(tài)流變測試，可得到其儲能模量G’，表征肉糜體系彈性的變化。如圖3所示，CON組呈現(xiàn)典型的低鹽肉糜流變曲線[37]，其特點是G’升溫曲線在48 ℃左右的峰不明顯或消失。在正常鹽濃度條件下由于肌球蛋白頭部展開結(jié)合，形成具有一定彈性的結(jié)構(gòu)，使G’上升，隨后又由于肌球蛋白輕鏈變性導致體系流動性增加，G’小幅下降[42-43]。在溫度超過55 ℃以后，蛋白結(jié)構(gòu)大量展開，相互不可逆交聯(lián)形成穩(wěn)固的凝膠彈性網(wǎng)絡(luò)，使G’持續(xù)增加。低鹽條件下由于鹽溶性蛋白溶出量不足，影響了肌球蛋白頭部和尾部的展開及結(jié)構(gòu)變化導致峰的消失，且在后續(xù)加熱過程中雖然達到蛋白變性溫度但未能立即開始形成凝膠結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)為CON組在60 ℃左右G’才開始增加。

圖3 PS-UT對低鹽雞胸肉糜凝膠儲能模量G’的影響Fig. 3 Effect of polysaccharide combined with ultrasonic treatment on the storage modulus (G’) of low-salt chicken breast meat gel

與CON組相比，UT組的初始G’始終高于CON組，可能是由于UT使肉糜中的蛋白分子解折疊并碎片化，導致內(nèi)部基團暴露[23]，相互之間交聯(lián)結(jié)合使得體系初始狀態(tài)下具有較高的彈性特征。隨著溫度升高，UT組蛋白質(zhì)逐漸發(fā)生變性，交聯(lián)狀態(tài)被破壞，G’下降至與CON組相近。在60 ℃附近開始逐漸形成凝膠網(wǎng)絡(luò)，最終在加熱終點時G’高于CON組，表明形成了更好的彈性網(wǎng)絡(luò)。這一結(jié)果與質(zhì)構(gòu)特性測定結(jié)果一致。Li Ke[44]、Xing Tong[37]等在UT低鹽雞胸肉糜體系后都發(fā)現(xiàn)了相比空白對照組G’的增加。原因可能是UT一方面增加了蛋白溶解度[34]，使參與凝膠形成的蛋白含量增加；另一方面使其結(jié)構(gòu)展開，暴露更多基團，增強了蛋白之間的交聯(lián)強度，使其凝膠結(jié)構(gòu)更為堅固[23]。

添加GG和CH均可明顯提升低鹽雞胸肉糜凝膠的G’，在80 ℃時獲得遠高于未添加組的G’。相比于CON組和UT組，添加GG和CH可以使得分子間交聯(lián)更早開始形成，表現(xiàn)為G’在52 ℃左右開始持續(xù)增加，而CON組和UT組的G’則在60 ℃左右才開始持續(xù)增加。觀察G’可以發(fā)現(xiàn)，添加GG可獲得最高的G’值，在協(xié)同UT后G’進一步提升，這與硬度的結(jié)果一致。添加CH同樣有明顯的改善效果，但在協(xié)同UT后G’值反而有所下降，這一結(jié)果與硬度趨勢不完全一致。研究顯示蛋白凝膠在降溫過程中G’會進一步增加[36,45]，因此這一差異可能是測量時的溫度差異導致的。由于硬度測試時已恢復至室溫，并低溫靜置過夜使凝膠網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)固，因此與CH組相比，CH-UT組雖然硬度增加，但在80 ℃時G’降低。

不同PS-UT下的表觀黏度隨剪切速率的變化情況如圖4所示。黏度代表流體的流動阻力，取決于組分之間的相互作用[46]。與CON組相比，UT可以提升低鹽肉糜體系黏度。這一結(jié)果與Amiri等[45]的研究結(jié)果相反，其研究表明隨著超聲處理時間延長和功率的增加，牛肉MP的黏度降低，這一差異可能是蛋白種類和鹽含量等不同導致。在低鹽環(huán)境下，UT使蛋白溶解量增加，結(jié)構(gòu)展開，增加了蛋白間的交聯(lián)，使黏度增加。相比CON組，添加GG使黏度顯著增大，GG側(cè)鏈含有大量羥基，溶于水后形成氫鍵，增稠效果顯著[16]，常被用于食品中的增稠劑，因此添加GG組呈現(xiàn)出最大的體系黏度。協(xié)同UT后，聲空化作用除作用于蛋白分子外，也可使GG更均勻的分散于肉糜體系中，降低蒸煮損失率的同時也使GG-肉糜體系黏度進一步增加。然而，與CON組相比，添加CH會明顯降低體系黏度，并且在協(xié)同UT后黏度進一步降低。可能是由于在pH 6.0環(huán)境下，帶正電荷的CH與帶負電的MP通過靜電相互作用發(fā)生締合，使容留水分的空隙部分減小，因此導致水分滲出，降低了體系黏度。協(xié)同UT能夠加強CH與蛋白的交聯(lián)程度，容留水分的空隙部分進一步減小，降低體系黏度，對于這一猜想還需進一步驗證。

圖4 PS-UT對低鹽雞胸肉糜凝膠表觀黏度的影響Fig. 4 Effect of polysaccharide combined with ultrasonic treatment on the apparent viscosity of low-salt chicken breast meat gel

2.5 PS-UT對低鹽雞胸肉糜凝膠水分分布特性的影響

為進一步探究PS-UT對低鹽雞胸肉糜凝膠水分分布的影響，對各處理組凝膠進行低場核磁共振測定。低場核磁共振波譜基于對橫向水質(zhì)子弛豫時間的測量，并已被用于檢測食品在冷凍貯存或加工過程中發(fā)生的性質(zhì)變化[47]。根據(jù)圖5可以看出，各組均得到3 個明顯的峰，分別為T2b（1～21 ms）、T21（100～230 ms）和T22（1 800～2 900 ms）。其中，T2b代表結(jié)合水，代表與蛋白緊密結(jié)合的水分；T21代表不易流動水，對應(yīng)存留在凝膠結(jié)構(gòu)內(nèi)部的水；T22代表自由水，表現(xiàn)出很高的流動性，對應(yīng)于蒸煮損失的水分[31]。Han Minyi等[31]也在研究中得到相似的水分分布圖。

圖5 PS-UT對低鹽雞胸肉糜凝膠不同組分水分弛豫時間的影響Fig. 5 Effect of polysaccharide combined with ultrasonic treatment on the relaxation time of water protons in low-salt chicken breast meat gel

由表2可知，低鹽肉糜凝膠中65%以上的水分為不易流動水，其次為自由水，結(jié)合水含量最少。CON組自由水相對含量最高，但在經(jīng)過UT后由32.80%減少到20.99%（P＜0.05），結(jié)合水未出現(xiàn)明顯變化。與CON組相比，添加GG可以顯著降低自由水含量（P＜0.05），并在協(xié)同UT后進一步降低，這些結(jié)果均與蒸煮損失率變化趨勢一致。添加CH后P22為所有組別中最低，僅3.35%，但在協(xié)同UT后卻顯著增加至11.05%（P＜0.05），P21則由92.22%下降至87.57%。由圖5可以看出，低鹽肉糜凝膠大部分水分的弛豫時間集中在低于200 ms的范圍。對于CON組，UT并沒有使其弛豫時間發(fā)生改變。與CON組相比，添加GG后T21峰變寬并向右延長，而T22峰并沒有發(fā)生移動，在協(xié)同UT后其弛豫時間未發(fā)生改變；添加CH不會影響其弛豫時間，但在協(xié)同UT后其峰弛豫時間均向左遷移。

表2 PS-UT對低鹽雞胸肉糜凝膠不同組分水分弛豫時間峰面積百分比的影響Table2 Effect of polysaccharide combined with ultrasonic treatment on the area percentages of relaxation time peaks of water protons inlow-salt chicken meat gel

峰頂點向更低弛豫時間遷移時代表水分流動性減弱，峰變寬則代表的成分的復雜化[48]。相比于CON組，UT通過其空化作用明顯改變了低鹽雞胸肉糜凝膠中水分分布，但并未影響水分與蛋白的結(jié)合程度，這與Zhang Ziye等[23]的研究結(jié)果一致。GG有良好的保水性能，將更多水分留存在了凝膠內(nèi)部。GG組T21峰變寬說明P21中的水分成分變復雜，即除存留在凝膠網(wǎng)絡(luò)中的水分外，還包含GG分子膨脹吸收的水分，使P21顯著增加。且水分-GG結(jié)合程度低于水分-蛋白結(jié)合程度，因此T21弛豫時間延長。費立天將0.1%～0.5%的GG添加到MP凝膠中同樣發(fā)現(xiàn)，隨著GG添加量增加，凝膠的T21延遲[18]。CH組及CH-UT組核磁共振氫譜結(jié)果與蒸煮損失率結(jié)果無法形成對照。Zhou Yanzi等[36]通過對比3 種離子性多糖同樣發(fā)現(xiàn)CH組有較高的P21和較低的保水性。實驗中觀察發(fā)現(xiàn)，不同于其他組別，CH及CH-UT組肉糜凝膠從離心管中取出后，部分水分以緩慢滲出形式流失（“滲出水”），在一定時間后達到平衡狀態(tài)。因此猜測，在進行核磁共振氫譜測試時，由于未從核磁管中取出肉糜凝膠，CH組低鹽肉糜凝膠中“滲出水”仍存留在凝膠體系內(nèi)部，因此表現(xiàn)為不易流動水。協(xié)同UT增強了CH與蛋白之間的交聯(lián)程度，增加凝膠網(wǎng)絡(luò)矩陣的網(wǎng)絡(luò)密度，一方面，由于凝膠網(wǎng)絡(luò)密度增加，容留水分的空隙部分減小，使“滲出水”轉(zhuǎn)化為自由水，表現(xiàn)為P22顯著增加；另一方面，UT能夠使得網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分布更加均勻，增加了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)毛細管作用力，增加了水分結(jié)合程度，表現(xiàn)為T21和T22降低，蒸煮損失率降低。

2.6 PS-UT對低鹽雞胸肉糜凝膠微觀結(jié)構(gòu)的影響

為了進一步探究PS-UT對低鹽雞胸肉糜凝膠微觀結(jié)構(gòu)的影響，通過掃描電子顯微鏡觀察各處理組微觀結(jié)構(gòu)。如圖6所示，CON組的凝膠結(jié)構(gòu)疏松，存在較大孔隙，且有明顯的蛋白聚集體。UT后結(jié)構(gòu)相對更為緊湊均一，但仍存在部分孔隙。與CON組相比，添加GG后孔隙無明顯改善，有較為明顯的顆粒，有組分不均勻現(xiàn)象。協(xié)同UT可以明顯改善其均一性，且結(jié)構(gòu)更為致密，孔隙幾乎消失。與CON組相比，添加CH后纖絲狀交聯(lián)結(jié)構(gòu)增加，疏松多孔。協(xié)同UT可使纖絲狀交聯(lián)轉(zhuǎn)變?yōu)閳F簇狀，孔隙縮小，結(jié)構(gòu)更為緊實。

圖6 PS-UT對低鹽雞胸肉糜凝膠微觀結(jié)構(gòu)的影響Fig. 6 Effect of polysaccharide combined with ultrasonic treatment on the microstructure of low-salt chicken breast meat gel

在肉糜體系中，MP在溶脹過程中會吸附大量的水分，但加熱后變性導致吸附的水分滲出，轉(zhuǎn)變成自由水，在流失過程中形成大量水通路[49]，因此CON組大量的孔隙可能是由于水分流失形成的通路。高強度超聲波會造成蛋白的破裂和機械損傷，并分解水分子產(chǎn)生自由基，從而減小顆粒粒徑，并通過聲空化作用改變蛋白聚集[50]。UT組獲得更為均勻的結(jié)構(gòu)，但由于低鹽環(huán)境鹽溶性蛋白溶出量不足，孔隙仍然清晰可見。Li Ke等[27]認為，UT使MP分子粒徑減小，暴露出更多基團，加強了相互交聯(lián)從而改善凝膠品質(zhì)。GG可以通過吸附蛋白變性過程中滲出的水分來降低蒸煮損失率，使水分流失形成的孔隙大量減少，并吸水膨脹壓縮凝膠網(wǎng)絡(luò)使其更為致密。協(xié)同UT可促進GG均勻分散在凝膠網(wǎng)絡(luò)中，孔隙幾乎消失，獲得更低的蒸煮損失率和更高的硬度。CH為陽離子多糖，在pH 6.0的環(huán)境下，MP帶負電，因此CH與肉糜蛋白之間可能發(fā)生了一定程度的相互交聯(lián)，但較為雜亂，不利于水分保持。Zhou Yanzi等[36]同樣在GG-肌球蛋白凝膠中發(fā)現(xiàn)更大腔體和更嚴重的相分離。CH-UT可使交聯(lián)增加，形成井然有序、致密均一的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而有利于提高硬度，降低蒸煮損失率。相關(guān)研究也證明CH-鹽溶性蛋白凝膠可通過靜電相互作用和氫鍵改善復合凝膠的質(zhì)構(gòu)特性、保水性和微觀結(jié)構(gòu)[14]。

3 結(jié) 論

與CON相比，本研究中GG-UT和CH-UT可以顯著提高低鹽雞胸肉糜熱誘導凝膠的硬度（P＜0.05），顯著降低蒸煮損失率，提高儲能模量G’。添加GG會提高凝膠白度，增加體系表觀黏度，使更多自由水轉(zhuǎn)化為不易流動水，減少微觀結(jié)構(gòu)中的孔隙，并在加熱過程中填充至肉糜凝膠網(wǎng)絡(luò)改善其凝膠品質(zhì)。添加CH會降低凝膠白度，降低體系表觀黏度，使水分流動性減弱，微觀結(jié)構(gòu)顯示其與蛋白質(zhì)發(fā)生交聯(lián)改善凝膠品質(zhì)。PS-UT可進一步降低凝膠蒸煮損失率，提升硬度。研究表明PS-UT是一種有效提升低鹽雞胸肉糜凝膠品質(zhì)的方法，研究結(jié)果能夠為低鹽健康雞肉制品的開發(fā)提供參考。