許春明 張根生* 韓冰 劉志鑫 楊慧鐸
摘 要:為探究非肉蛋白和轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶(glutamine transaminase,TG)的添加量對(duì)鴨肉餅物性及感官的影響,以鴨胸肉為原料,通過(guò)單因素試驗(yàn)考察大豆分離蛋白、卵清蛋白、酪蛋白酸鈉和TG添加量以及反應(yīng)時(shí)間對(duì)生煎調(diào)理鴨肉餅質(zhì)構(gòu)和感官品質(zhì)的影響,并利用響應(yīng)面法優(yōu)化工藝條件。結(jié)果表明:3 種蛋白和TG的添加量以及反應(yīng)時(shí)間對(duì)鴨肉餅的硬度及感官均影響顯著(P<0.05),3 種蛋白的添加比例為大豆分離蛋白、卵清蛋白、酪蛋白酸鈉質(zhì)量比5∶4∶2;加工生煎調(diào)理鴨肉餅的最佳工藝參數(shù)為T(mén)G添加量1.25%、反應(yīng)時(shí)間155 min、反應(yīng)溫度4 ℃、復(fù)合蛋白添加量2.25%,所得產(chǎn)品硬度1 723.37 g、彈性0.83、咀嚼性1 683 g、膠著性2 036.40 g、黏聚性1.18、回復(fù)性0.49、感官評(píng)分41.23 分,產(chǎn)品硬度適宜,感官評(píng)價(jià)較好。
關(guān)鍵詞:鴨肉餅;非肉蛋白;轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶;質(zhì)構(gòu);感官評(píng)價(jià)
中圖分類(lèi)號(hào):TS251.5? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1001-8123(2019)02-0032-06
Abstract: This study was undertaken to explore the effects of non-meat protein and transglutaminase (TG) on the texture and sensory properties of duck patties. The texture and sensory quality were investigated as a function of soybean protein isolate (SPI), ovalbumin, sodium caseinate and transglutaminase addition and reaction time using one-factor-at-a-time method and response surface methodology. The results showed that all above variables has a significant influence on the hardness and sensory quality of duck patties (P < 0.05). SPI, ovalbumin and sodium caseinate mixed at a mass ratio of5:4:2 were added to duck patties. The optimum processing parameters were as follows: TG concentration 1.25%, reaction time 155 min, reaction temperature 4 ℃ and protein mixture concentration 2.25%. The product produced under the optimized conditions had moderate hardness of 1 723.37 g and high scored sensory evaluation (41.23 points) and its texture properties were as follows: elasticity 0.83, chewiness 1 683 g, adhesiveness 2 036.40 g, cohesiveness 1.18, and resilience 0.49.
鴨胸肉中含有豐富的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)、維生素、微量元素,且脂肪和膽固醇含量低,是一種既營(yíng)養(yǎng)又保健的肉類(lèi)食品加工原料[1]。我國(guó)是鴨肉生產(chǎn)大國(guó),鴨肉產(chǎn)量豐富,國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示,2015年我國(guó)禽肉產(chǎn)量1 818 萬(wàn)t,同比增長(zhǎng)3.8%。鴨肉與豬肉和雞肉相比價(jià)格更為低廉,但是鴨肉產(chǎn)品的加工還處于比較初級(jí)的階段[2-3]。目前,整鴨產(chǎn)品是市場(chǎng)上主要的深加工產(chǎn)品,而鴨肉分割后的深加工產(chǎn)品品種較為單一,且市場(chǎng)占有率較低,國(guó)外已經(jīng)開(kāi)始研究用鴨肉替代豬肉加工肉制品[4]。因此,開(kāi)發(fā)一種以鴨肉為原料制成的調(diào)理肉餅,不僅能夠提升原料的附加價(jià)值,還能夠擴(kuò)大鴨肉制品種類(lèi),延伸鴨肉產(chǎn)業(yè)鏈條[5]。
非肉蛋白通過(guò)填充或改變凝膠系統(tǒng)的構(gòu)造影響肉制品的結(jié)構(gòu),提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)地特性,提高原料肉的保形性,改善產(chǎn)品的感官品質(zhì)、適口性和消化吸收率[6]。轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶(glutamine transaminase,TG)作為一種催化蛋白質(zhì)分子內(nèi)與分子間交聯(lián)反應(yīng)的生物酶,可以促進(jìn)蛋白質(zhì)形成緊致的凝膠結(jié)構(gòu),增強(qiáng)對(duì)基質(zhì)內(nèi)水分的束縛力[7]。總之,通過(guò)添加TG及非肉蛋白不僅可以改善產(chǎn)品的商品性,而且還可以降低成本,使產(chǎn)品在質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性之間得到平衡。目前,卵清蛋白、大豆分離蛋白、酪蛋白等非肉蛋白常被添加到各種肉制品(如豬肉[8]、羊肉[9]、牛肉[10]、魚(yú)肉[11])中,用于改善肉制品的保水性、乳化性、營(yíng)養(yǎng)性并降低生產(chǎn)成本,對(duì)于改善肉制品的品質(zhì)具有重要意義。已經(jīng)有大量研究把注意力集中在這些非肉蛋白在肉制品中的應(yīng)用[12-14]。
本研究的目的是以鴨胸肉[15]為原料,利用TG在低溫條件下與非肉蛋白、肌溶蛋白共同發(fā)生交聯(lián)反應(yīng),將小分子蛋白聚合成大分子化合物的能力,使小塊鴨胸肉黏合重組成鴨肉餅,從而探討不同的非肉蛋白及TG添加量對(duì)重組鴨肉制品物理特性、感官品質(zhì)等指標(biāo)的影響,為后續(xù)的重組鴨肉制品加工及工業(yè)化提供理論指導(dǎo)和技術(shù)支持。
1 材料與方法
1.1 材料與試劑
去皮鴨胸肉 哈爾濱千鶴冷凍食品有限責(zé)任公司;復(fù)合磷酸鹽(焦磷酸鈉、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉質(zhì)量比3∶4∶2)(分析純)、卵清蛋白、酪蛋白酸鈉、大豆分離蛋白、食鹽(均為食品級(jí))、TG(100 U/g) 江蘇一鳴生物股份有限公司。
1.2 儀器與設(shè)備
CS-B5A打蛋機(jī) 廣東市番禺區(qū)昌盛機(jī)電設(shè)備有限公司;TA-XT2i質(zhì)構(gòu)儀 英國(guó)Stable Micro System公司;SU506手動(dòng)U型打卡機(jī) 衡水鴻昊企業(yè)有限責(zé)任公司;ALC-210.2電子天平 德國(guó)賽多利斯科學(xué)儀器有限公司;Fluke 572-2雙激光便攜式高精度手持紅外測(cè)溫儀 福祿縱橫(上海)網(wǎng)絡(luò)科技有限公司。
1.3 方法
1.3.1 生煎調(diào)理鴨肉餅制作工藝流程食鹽、復(fù)合磷酸鹽、非肉蛋白、TG、水鴨胸肉→解凍→切塊→攪拌→滾揉→灌裝→冷藏→預(yù)凍→切片→冷凍→成品將冷凍狀態(tài)的去皮鴨胸肉放置于4 ℃的冰箱中緩化24 h后,剔除可見(jiàn)脂肪和結(jié)締組織;然后把鴨胸切成規(guī)格大致為2 cm×2 cm×1.5 cm的肉塊放入攪拌機(jī)內(nèi),同時(shí)加入食鹽及復(fù)合磷酸鹽,轉(zhuǎn)速調(diào)至80 r/min,攪拌20 min,并控制溫度在15 ℃以下,目的是在不影響肉品質(zhì)的條件下將肉中的鹽溶性肌原纖維蛋白質(zhì)溶解出來(lái);將稱(chēng)量好的非肉蛋白與12%(占肉質(zhì)量的百分比)的水混合攪拌均勻后[16]加入預(yù)滾揉的肉塊繼續(xù)滾揉30 min,使原、輔料充分混合均勻;滾揉結(jié)束后將肉塊裝入折徑(通過(guò)吹塑法成型的薄膜,將其以管坯的周長(zhǎng)為單位進(jìn)行折疊,折疊后的長(zhǎng)度即為折徑)12 cm的塑料腸衣中,排除其中的空氣,防止氣泡的阻隔對(duì)肉塊黏結(jié)產(chǎn)生影響;待上述操作完成后,將肉置于4 ℃的冰箱中冷藏,使TG與肉塊及非肉蛋白充分反應(yīng),起到較好的黏結(jié)效果,然后放入-18 ℃冰箱中進(jìn)行預(yù)凍處理;將預(yù)凍后的肉切掉兩頭結(jié)扎部分,取剩余部分將其切成8 mm厚的肉片放入冰箱冷凍24 h;將肉餅緩化后置于170 ℃左右的油中,煎30 s左右后翻面,用測(cè)溫儀監(jiān)測(cè)油溫,重復(fù)操作2~3 次即可。
1.3.2 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)
經(jīng)前期實(shí)驗(yàn)結(jié)果初步確定本研究的調(diào)理鴨肉餅基本配方為D-異抗壞血酸鈉0.03%、姜粉0.2%、食鹽0.14%、花椒0.5%、桂皮0.5%、丁香0.2%、復(fù)合磷酸鹽0.3%、水12%、葡萄糖0.5%、卡拉膠0.3%、β-環(huán)狀糊精0.08%。在文獻(xiàn)[17-18]不同非肉蛋白在肉制品中的最適添加量基礎(chǔ)上根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行非肉蛋白添加量及TG添加量的單因素試驗(yàn)。
在以上配方的基礎(chǔ)上,以鴨胸肉為原料,測(cè)定其硬度及感官評(píng)分,分別進(jìn)行單因素試驗(yàn):1)不同大豆蛋白添加量(0.6%、0.8%、1.0%、1.2%、1.4%),添加卵清蛋白1.0%、酪蛋白0.3%、TG 1.0%,反應(yīng)時(shí)間2 h;2)不同酪蛋白酸鈉添加量(0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%),添加大豆分離蛋白1.0%、卵清蛋白1.0%、TG 1.0%,反應(yīng)時(shí)間2 h;3)不同卵清蛋白添加量(0.6%、0.8%、1.0%、1.2%、1.4%),添加大豆分離蛋白1.0%、酪蛋白0.3%、TG 1.0%,反應(yīng)時(shí)間2 h;4)不同TG添加量(0.6%、0.8%、1.0%、1.2%、1.4%),添加大豆分離蛋白1.0%、卵清蛋白1.0%、酪蛋白酸鈉0.3%,反應(yīng)時(shí)間2 h;5)不同酶反應(yīng)時(shí)間(1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 h),添加大豆分離蛋白1.0%、卵清蛋白1.0%、酪蛋白酸鈉0.3%、TG 1.0%。
1.3.3 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)
1.3.4 質(zhì)構(gòu)測(cè)定
根據(jù)文獻(xiàn)[19-20]稍作調(diào)整,制成的肉餅緩化后切成3.0 cm×2.5 cm×0.8 cm的方塊,用質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定其硬度、彈性、咀嚼性、膠著性、黏聚性和回復(fù)性。TPA采用P35探頭,測(cè)定前探頭速率2.0 mm/s,測(cè)試探頭速率1.0 mm/s,
測(cè)定后探頭速率1.0 mm/s,測(cè)定距離20.00 mm,壓縮比40%,探頭2 次測(cè)定時(shí)間間隔5.00 s,每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)定3 次。經(jīng)預(yù)實(shí)驗(yàn)及文獻(xiàn)[21-23]得出硬度為肉餅物性檢測(cè)中的重要代表性指標(biāo),因此,實(shí)驗(yàn)中主要以硬度作為物性指標(biāo)。
1.3.5 感官評(píng)價(jià)
邀請(qǐng)10 名食品專(zhuān)業(yè)的研究生組成評(píng)定小組,男女各半,作為感官評(píng)定員,參照GB/T 22210—2008《肉與肉制品感官評(píng)定規(guī)范》[24]的要求,在室溫條件下,分別對(duì)肉餅外觀、嫩度、口感、風(fēng)味和總體可接受度進(jìn)行評(píng)分。感官評(píng)分采用9點(diǎn)快感標(biāo)度法,每次評(píng)定由每個(gè)感官評(píng)定人員單獨(dú)進(jìn)行,相互之間不交流,樣品評(píng)定前后用清水漱口。全部評(píng)定結(jié)束后,收集每位品評(píng)人員的評(píng)定結(jié)果,進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,采用折線圖表示。鴨肉餅的感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。
1.4 數(shù)據(jù)處理
通過(guò)SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件和Excel軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和顯著性分析(單因素方差分析)。
2 結(jié)果與分析
2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果
2.1.1 大豆分離蛋白添加量對(duì)鴨肉餅品質(zhì)的影響小寫(xiě)字母不同,表示差異顯著(P<0.05)。圖2~5同。
由圖1可知,隨著大豆分離蛋白添加量的增加,鴨肉餅的硬度總體上呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì),當(dāng)大豆分離蛋白的添加量為1.0%時(shí),對(duì)鴨肉餅硬度的影響顯著(P<0.05),而繼續(xù)增加大豆分離蛋白添加量至1.2%、1.4%時(shí),鴨肉餅的硬度無(wú)顯著性差異(P>0.05)。研究表明,產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)性能的提升是由于大豆分離蛋白可以促進(jìn)蛋白凝膠網(wǎng)絡(luò)的形成,使肉糜的黏連更加牢固[25];但隨著大豆分離蛋白添加量的繼續(xù)增加,鴨肉餅硬度反而有所減小,這可能與大豆分離蛋白的吸水性有關(guān)[26-27]。故表現(xiàn)為在大豆分離蛋白添加量超過(guò)1.0%時(shí),鴨肉餅的硬度有所降低。鴨肉餅的感官評(píng)分也隨著大豆分離蛋白添加量的增加呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì),大豆分離蛋白添加量對(duì)感官評(píng)分的影響差異顯著(P<0.05)。當(dāng)大豆分離蛋白的添加量超過(guò)1.0%后,鴨肉餅的感官評(píng)分明顯減低,這可能是由于大豆分離蛋白的過(guò)量添加導(dǎo)致肉餅產(chǎn)生了令人不悅的異味,說(shuō)明過(guò)量添加大豆分離蛋白會(huì)影響鴨肉餅的口感及風(fēng)味。
2.1.2 酪蛋白酸鈉添加量對(duì)鴨肉餅品質(zhì)的影響
由圖2可知,隨著酪蛋白酸鈉添加量的增加,鴨肉餅的硬度總體上呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì),當(dāng)酪蛋白酸鈉的添加量為0.3%、0.4%時(shí),鴨肉餅的硬度顯著高于其他組(P<0.05),酪蛋白酸鈉添加量為0.5%時(shí),鴨肉餅硬度與添加量為0.2%時(shí)無(wú)顯著性差異(P>0.05)。Youssef等[28]發(fā)現(xiàn),使用酪蛋白酸鈉可以增加肉糜制品的硬度,并且會(huì)促進(jìn)形成一個(gè)更加穩(wěn)定的肉基質(zhì)。酪蛋白酸鈉對(duì)于生煎鴨肉餅的感官評(píng)分影響較大,鴨肉餅的感官評(píng)分也隨著酪蛋白酸鈉添加量的增加呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì),其對(duì)感官評(píng)分的影響顯著(P<0.05)。在0.2%~0.4%范圍內(nèi),加大酪蛋白酸鈉添加量使得鴨肉餅的口感及風(fēng)味顯著高于添加量為0.1%和0.5%時(shí);當(dāng)酪蛋白酸鈉添加量超過(guò)0.4%后,鴨肉餅的感官評(píng)分明顯降低。與梁海燕等[29]對(duì)羊肉黏合特性研究中酪蛋白添加量為0.2%時(shí)差異不大,這可能是由于她使用的是碎羊肉,與本研究的原料鴨胸肉不同。
2.1.3 卵清蛋白添加量對(duì)鴨肉餅品質(zhì)的影響
由圖3可知:隨著卵清蛋白添加量的增加,鴨肉餅的硬度總體上呈現(xiàn)先急劇上升后緩慢下降的趨勢(shì),當(dāng)卵清蛋白的添加量為0.8%、1.0%時(shí),鴨肉餅的硬度顯著高于其他組(P<0.05);繼續(xù)增加卵清蛋白添加量至1.2%、1.4%時(shí),鴨肉餅的硬度與添加量為0.6%時(shí)無(wú)顯著性差異(P>0.05),此結(jié)果與施珍珍等[30]的結(jié)論一致。卵清蛋白對(duì)于生煎鴨肉餅的感官評(píng)分影響較大,當(dāng)卵清蛋白添加量為0.8%和1.0%時(shí),鴨肉餅的感官評(píng)分顯著高于添加量為0.6%和1.2%時(shí)(P<0.05)。這可能是由于卵清蛋白添加量的增加導(dǎo)致鴨肉餅產(chǎn)生了令人不適的黏牙口感。而且卵清蛋白對(duì)于鴨肉餅硬度的改善效果比大豆分離蛋白更顯著,與孔保華等[31]的研究結(jié)果相符。
綜上所述,通過(guò)TG與各非肉蛋白的共同作用使鴨肉餅的硬度及感官評(píng)分顯著提高,可以確定鴨肉餅中大豆分離蛋白、卵清蛋白及酪蛋白酸鈉的添加比例為5∶4∶2,添加量為鴨胸肉質(zhì)量的2.2%。鴨肉餅的感官評(píng)分變化趨勢(shì)與硬度大致相同,能夠較好地反應(yīng)出肉餅的綜合品質(zhì)。鴨肉餅感官評(píng)分最高時(shí)的硬度為1 500~1 700 g。
2.1.4 TG添加量對(duì)鴨肉餅品質(zhì)的影響
由圖4可知,隨著TG添加量的增加,由于酶的催化作用,鴨肉餅的硬度得到增強(qiáng),總體上呈現(xiàn)先急劇上升后緩慢下降的趨勢(shì)。當(dāng)TG添加量為1.0%、1.2%、1.4%時(shí),鴨肉餅的硬度顯著高于其他組(P<0.05);在TG添加量為1.2%時(shí)硬度達(dá)到最大值,為2 147.33 g。段茂華等[32]
利用TG的交聯(lián)作用對(duì)牛肉原料進(jìn)行處理,結(jié)果表明,與對(duì)照組相比,經(jīng)TG處理后的牛肉表現(xiàn)出較好的質(zhì)構(gòu)強(qiáng)度。張衛(wèi)佳[33]發(fā)現(xiàn),在一定的TG添加條件下,蛋白質(zhì)凝膠強(qiáng)度達(dá)到最大值,說(shuō)明維系蛋白質(zhì)凝膠網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定所需共價(jià)鍵的數(shù)目具有一定的飽和性,TG添加量過(guò)度反而不利于凝膠的空間網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定。
2.1.5 TG反應(yīng)時(shí)間對(duì)鴨肉餅品質(zhì)的影響
由圖5可知,隨著反應(yīng)時(shí)間的增加,鴨肉餅的硬度總體上呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。當(dāng)反應(yīng)時(shí)間在120~180 min時(shí),鴨肉餅的硬度顯著高于其他組(P<0.05);而反應(yīng)時(shí)間超過(guò)120 min后,鴨肉餅的硬度隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)有所降低。這可能是由于隨著酶促反應(yīng)的進(jìn)行,蛋白質(zhì)的交聯(lián)程度不斷提高,使蛋白質(zhì)分子變大,表現(xiàn)為溶解度不斷下降。隨著反應(yīng)的不斷進(jìn)行,可發(fā)生反應(yīng)的基團(tuán)減少,使得交聯(lián)反應(yīng)難度增大[15]。
2.2 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果
2.2.1 二次回歸方程及方差分析
2.2.2 響應(yīng)面結(jié)果分析
由圖6可知:當(dāng)復(fù)合蛋白添加量一定時(shí),隨著TG添加量的增加,鴨肉餅的硬度呈先急劇增大后緩慢減小的趨勢(shì);當(dāng)TG添加量一定時(shí),鴨肉餅的硬度也呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì),但坡度較緩;等高線圖接近橢圓形,表明TG添加量和復(fù)合蛋白添加量的交互影響比較顯著。
由圖7可知,復(fù)合蛋白添加量及TG反應(yīng)時(shí)間對(duì)鴨肉餅硬度的影響均為隨著復(fù)合蛋白添加量的增大或TG反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng),鴨肉餅的硬度先升高后降低,等高線呈明顯橢圓形,表明復(fù)合蛋白添加量和TG反應(yīng)時(shí)間的交互影響顯著。
2.2.3 工藝優(yōu)化及驗(yàn)證
通過(guò)響應(yīng)面優(yōu)化結(jié)果,得到制作鴨肉餅的最佳工藝為T(mén)G添加量1.24%、反應(yīng)時(shí)間154 min、復(fù)合蛋白添加量2.25%,所得鴨肉餅硬度的理論值為1 745.75 g。考慮到實(shí)際操作條件,將工藝參數(shù)調(diào)整為T(mén)G添加量1.25%、反應(yīng)時(shí)間155 min、復(fù)合蛋白添加量2.25%。按照修正后的方案進(jìn)行3 次驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),鴨肉餅TPA結(jié)果的平均值為硬度1 723.37 g、彈性0.83、咀嚼性1 683 g、膠著性2 036.40 g、黏聚性1.18、回復(fù)性0.49,感官評(píng)分41.23 分,可見(jiàn)此模型能夠較好地預(yù)測(cè)產(chǎn)品硬度,優(yōu)化結(jié)果可靠。
3 結(jié) 論
通過(guò)單因素試驗(yàn),確定出大豆分離蛋白、卵清蛋白、酪蛋白酸鈉和TG添加量以及反應(yīng)時(shí)間對(duì)生煎調(diào)理鴨肉餅質(zhì)構(gòu)和感官品質(zhì)的影響顯著。建立了響應(yīng)面分析優(yōu)化回歸方程模型,經(jīng)分析得出各因素對(duì)鴨肉餅硬度的影響大小為非肉蛋白添加量>TG添加量>反應(yīng)時(shí)間。生煎調(diào)理鴨肉餅加工的最佳工藝條件為T(mén)G添加量1.25%、反應(yīng)時(shí)間155 min、復(fù)合蛋白添加量2.25%,所得產(chǎn)品硬度1 723.37 g、彈性0.83、咀嚼性1 683 g、膠著性2 036.40 g、黏聚性1.18、回復(fù)性0.49,感官評(píng)分41.23 分,產(chǎn)品質(zhì)量好。
目前,在國(guó)內(nèi)外肉制品加工中,非肉蛋白主要以單一蛋白的形式添加在火腿制品中,其他方面的研究相對(duì)較少。本研究采用復(fù)合蛋白的添加方式,不僅可以提高肉制品的蛋白質(zhì)含量,還彌補(bǔ)了單一蛋白過(guò)量添加導(dǎo)致的口感和風(fēng)味的不足,為后續(xù)肉餅及其他低脂禽肉制品的加工提供借鑒。但是大量添加非肉蛋白會(huì)使生煎調(diào)理鴨肉餅的顏色略顯蒼白,其改善方法值得進(jìn)一步研究。
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