李錦錦,唐善虎,李思寧,李瓊帥,莫 然
(西南民族大學(xué)食品科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,四川 成都 610041)
牦牛是青藏高原及其毗鄰地區(qū)特有牛種,能適應(yīng)高海拔地區(qū)缺氧、高寒和牧草匱乏等極端惡劣環(huán)境,是高原畜牧業(yè)最重要的優(yōu)勢畜種,對(duì)我國西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。但由于高海拔地區(qū)運(yùn)輸不便、季節(jié)性放牧、牦牛加工技術(shù)落后等原因,有關(guān)牦牛肉制品加工的研究報(bào)道較少,僅有少數(shù)牦牛肉制品實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化。為了豐富牦牛肉制品的種類,迎合肉制品市場和消費(fèi)者的需求,開發(fā)生產(chǎn)新型牦牛肉產(chǎn)品意義重大。乳化型肉制品營養(yǎng)豐富、口感柔嫩多汁,深受廣大消費(fèi)者的青睞。因此,開發(fā)生產(chǎn)乳化型牦牛肉制品對(duì)牦牛肉產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要促進(jìn)作用。但是,乳化型肉制品中富含脂肪和蛋白質(zhì),在自由基、金屬離子、不飽和脂肪酸等促氧化因子作用下,容易發(fā)生氨基酸殘基的氧化修飾、肽鏈主鏈的斷裂、蛋白交聯(lián)聚合物的形成和羰基衍生物的形成等一系列共價(jià)修飾作用,使蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。此外,乳化體系在熱力學(xué)上不穩(wěn)定,肉乳化體系的穩(wěn)定性主要受到肉中蛋白質(zhì)本身的性質(zhì)(疏水性、分子質(zhì)量和構(gòu)象等)及外源物質(zhì)添加或外力作用的影響。因此,研究外源添加物對(duì)肉中蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能特性的影響對(duì)乳化型肉制品具有重要意義。
肌原纖維蛋白(myofibrillar protein,MP)占肌肉總蛋白的55%~65%,是肉中主要的內(nèi)源乳化劑,對(duì)肉制品中乳化凝膠以及肉制品的質(zhì)地和結(jié)構(gòu)特征的形成有重要作用。研究表明,蛋白質(zhì)氧化會(huì)導(dǎo)致MP的電荷、表面疏水性和分子結(jié)構(gòu)等發(fā)生變化,從而對(duì)MP的乳化性能產(chǎn)生負(fù)面影響。因此,如何減少肉制品中蛋白質(zhì)氧化反應(yīng)以及改善由氧化造成的蛋白質(zhì)功能特性損傷,是乳化型肉制品生產(chǎn)和貯藏過程中需要考慮的問題。大蒜作為人們?nèi)粘I钪谐S玫南阈亮希怨乓詠砭蛷V受歡迎,各種蒜香味食品也是深受消費(fèi)者喜愛。但是,目前還沒有大蒜類添加劑用于肉制品的添加標(biāo)準(zhǔn)。少量有關(guān)大蒜在肉制品中應(yīng)用的研究報(bào)道,均是大蒜保鮮和延長食品貨架期作用的研究,未涉及大蒜對(duì)肉中蛋白質(zhì)功能特性的影響。真空冷凍干燥(vacuum freeze-dried,VFD)大蒜粉穩(wěn)定、易儲(chǔ)存,保留了大蒜中原始的所有成分,可作為香辛料添加劑用于肉及肉制品,具有良好的工業(yè)實(shí)用性。前期研究發(fā)現(xiàn),VFD大蒜粉中含有8 種可清除1,1-二苯基苦基苯肼自由基的生物活性成分,且當(dāng)添加量為0.5%時(shí),VFD大蒜粉對(duì)Fenton體系中的牦牛肉MP的保護(hù)效果較強(qiáng)。但是,VFD大蒜粉作為外源添加物是否影響牦牛肉MP乳化特性尚不清楚。
因此,本實(shí)驗(yàn)研究添加不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)VFD大蒜粉對(duì)Fenton氧化體系中牦牛肉MP的活性巰基含量、表面疏水性、蛋白溶解度等理化指標(biāo)的影響,并采用化學(xué)及物理方法評(píng)價(jià)VFD大蒜粉對(duì)牦牛肉MP的乳化活性、乳液穩(wěn)定性、乳液微觀結(jié)構(gòu)等乳化特性的影響,以期為VFD大蒜粉在乳化型肉制品中的應(yīng)用提供參考價(jià)值。
牦牛肉來自四川省阿壩州紅原縣自然放牧的3歲半健康無病公牦牛的背最長肌。牦牛在紅原縣本地屠宰場屠宰后,-20 ℃凍結(jié),用冷藏車-4 ℃運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室,于-20 ℃的環(huán)境中貯藏5 個(gè)月;VFD大蒜粉為本實(shí)驗(yàn)室前期參考胡晗艷等的方法制備而成,置于帶蓋棕色試劑瓶中,0~4 ℃環(huán)境儲(chǔ)存2 個(gè)月,大蒜品種為四川溫江紫皮獨(dú)頭蒜。
氯化鈉(NaCl)、過氧化氫(HO)、牛血清白蛋白、乙二胺四乙酸-二鈉(ethylenediaminetetraacetic acid disodium salt,EDTA-2Na)、乙二醇雙(2-氨基乙基醚)四乙酸(ethylenebis(oxyethylenenitrilo) tetraacetic acid,EGTA)、十二水磷酸氫二鈉(NaHPO·12HO)、二水磷酸二氫鈉(NaHPO·2HO)、氯仿、甲醇、溴酚藍(lán)、抗壞血酸 成都科隆化學(xué)品有限公司;氯化鎂(MgCl) 天津佰倫斯生物技術(shù)有限公司;十二烷基硫酸鈉(sodium dodecyl sulfate,SDS) 德國BioFroxx公司;氯化鐵(FeCl) 天津市大茂化學(xué)試劑公司;氫氧化鈉 成都金山化學(xué)試劑有限公司。
5804R冷凍離心機(jī) 德國Eppendorf公司;UV1810S紫外分光光度計(jì) 上海佑科儀器儀表有限公司;T-25高速勻漿機(jī) 德國IKA公司;PL303分析天平 梅特勒-托利多國際股份有限公司;LD510電子天平 沈陽龍騰電子有限公司;DISCOVERY HR-1旋轉(zhuǎn)流變儀 美國TA儀器公司;LUMiSizer 611穩(wěn)定性分析儀 德國LUM公司;XDS-1B倒置生物顯微鏡 重慶光電儀器有限公司。
1.3.1 牦牛肉MP和脂肪的提取
取冷藏解凍后的牦牛肉背最長肌,用刀剔除牦牛肉上多余的筋膜、脂肪后,將牦牛肉切成均勻的小塊并用絞肉機(jī)攪碎后制得肉糜。參考Park等的方法并略作修改進(jìn)行牦牛肉MP的提取。向牦牛肉糜中加入4 倍體積于4 ℃冰箱預(yù)冷的提取緩沖液(0.1 mol/L NaCl、2 mmol/L MgCl、1 mmol/L EGTA、20 mmol/L NaHPO·12HO,pH 7.0),依次勻漿(10 000 r/min,3 min,冰水?。㈦x心(4 ℃、2 500×,15 min),棄上清液,取沉淀。重復(fù)上述步驟3 遍后,向所得沉淀中加入4 倍體積于4 ℃冰箱預(yù)冷的0.1 mol/L NaCl洗液,勻漿離心,棄上清液,沉淀重復(fù)洗滌3 次,第3次加洗液勻漿后,用4 層紗布過濾以除去結(jié)締組織,濾液用0.1 mol/L HCl溶液調(diào)pH 6.2后,4 ℃、2 500×離心15 min,棄上清液,所得膏狀物即為MP。將提取的MP置于4 ℃保存,并在12 h內(nèi)使用。
根據(jù)Folch等的方法,稍作修改,取10 g牦牛肉肥膘置于100 mL氯仿-甲醇溶液(2∶1,/)中,以6 000 r/min均質(zhì)30 s。靜置5 min后真空抽濾,濾液移至分液漏斗后加入30 mL的0.9% NaCl溶液,搖勻后靜置3 h。氯仿的下層即是脂肪的提取物,然后將提取物移至旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)瓶中,旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)進(jìn)行濃縮(50 r/min,45 ℃),以得到濃縮的脂肪。將提取的牦牛肉脂肪置于4 ℃保存,用于牦牛肉MP乳液的制備,使用前用40 ℃溫水加熱融化,待冷至室溫后使用。
1.3.2 牦牛肉MP的氧化
參考李玲等的方法并稍作修改構(gòu)建Fenton體系,反應(yīng)過程:抗壞血酸+Fe→Fe;Fe+HO→·OH。用20 mmol/L磷酸鹽緩沖溶液(pH 7.0)將1.3.1節(jié)提取的牦牛肉MP稀釋至所需質(zhì)量濃度,隨后向稀釋好的MP溶液中分別添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0%、0.2%、0.5%、1.0%的VFD大蒜粉(以蛋白計(jì)),并加入FeCl、抗壞血酸、HO溶液構(gòu)建Fenton體系,使每組MP溶液最終含有以下成分:10 mg/mL牦牛肉肌原纖維蛋白、0.01 mmol/L FeCl、0.1 mmol/L抗壞血酸、10 mmol/L HO和一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的VFD大蒜粉。以未加VFD大蒜粉和未構(gòu)建Fenton體系的MP溶液為空白對(duì)照。然后,將MP溶液均于4 ℃恒溫環(huán)境中氧化12 h,用1 mL的1 mmol/L EDTA-2Na終止氧化反應(yīng),并將終止反應(yīng)后的MP溶液于4 ℃、4 000 r/min離心10 min,所得沉淀即為氧化后的牦牛肉MP,0~4 ℃貯藏,備用,24 h內(nèi)用完。
1.3.3 活性巰基的測定
采用Ellman法并稍加修改,測定1.3.2節(jié)終止氧化后的牦牛肉MP的活性巰基含量,使用分子吸光系數(shù)13 600 L/(mol·cm)計(jì)算牦牛肉MP中的活性巰基含量。
1.3.4 溶解性的測定
用20 mmol/L的磷酸鹽緩沖液(含0.6 mol/L NaCl,pH 7.0)將1.3.2節(jié)終止氧化后的牦牛肉MP稀釋至2 mg/mL,取4 mL于離心管中,離心(4 ℃、5 000 r/min,20 min)后用雙縮脲法測定上清液的蛋白質(zhì)量濃度,蛋白質(zhì)的溶解性按式(1)計(jì)算:
1.3.5 表面疏水性的測定
參考Chelh等的方法,并稍作修改。以溴酚藍(lán)結(jié)合量表征MP的表面疏水性,兩者呈正相關(guān)。用20 mmol/L磷酸鹽緩沖溶液(含0.6 mol/L NaCl,pH 7.0)將1.3.2節(jié)終止氧化后的牦牛肉MP稀釋至2 mg/mL。取1 mL MP溶液,加入1 mg/mL的溴酚藍(lán)溶液200 μL,混合均勻,25 ℃反應(yīng)10 min后,3 000 r/min離心15 min,將上清液稀釋10 倍,于595 nm波長處測吸光度。以磷酸鹽緩沖液代替MP溶液為空白,以磷酸鹽緩沖液作為調(diào)零。溴酚藍(lán)結(jié)合量按式(2)計(jì)算:
式中:為空白吸光度;為樣品吸光度。
1.3.6 MP乳液的制備
參考Zheng Jinyue等的方法,并稍作修改。用20 mmol/L磷酸鹽緩沖溶液(含0.6 mol/L NaCl,pH 7.0)將1.3.2節(jié)終止氧化后的MP制成5 mg/mL的MP溶液。取MP溶液20 mL,加入1.3.1節(jié)提取的牦牛肉脂肪1 mL,在5 000 r/min均質(zhì)3 min,將牦牛肉脂肪乳化。制備好的MP乳液裝于密封的小瓶中,于4 ℃相互作用2 h后,進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)的測量。
1.3.7 乳化活性測定
參考Ramirez-Suárez等的方法并稍作修改。取50 μL MP乳液與5 mL 0.1%的SDS溶液振蕩混勻,在500 nm波長處測其吸光度。乳化活性按式(3)計(jì)算:
式中:為乳化前的蛋白質(zhì)量濃度/(g/mL);為乳液中油的體積比;為稀釋倍數(shù);為乳液在500 nm波長的吸光度。
1.3.8 界面吸附蛋白百分比的測定
參考Liang Hanni等的方法,并稍作修改進(jìn)行測定。取4 mL MP乳液于離心管中,以4 ℃、13 000×離心15 min。然后用注射器將底部的水相移出,并用0.22 μm的過濾器過濾。使用牛血清蛋白作為標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì),通過雙縮脲法測定過濾液中的蛋白質(zhì)含量()。取初始蛋白質(zhì)溶液4 mL于離心管中,4 ℃、13 000×離心15 min,并測量上清液中的蛋白質(zhì)含量()。界面吸附蛋白百分比按式(4)計(jì)算:
式中:為蛋白質(zhì)溶液的初始質(zhì)量濃度(5 mg/mL)。
1.3.9 乳液黏度測定
使用旋轉(zhuǎn)流變儀測定乳液的黏度。儀器經(jīng)自校后,將樣品置于流變儀的測試平臺(tái)上,采用夾具直徑為40 mm平行板,涂布均勻,擦去夾具外多余樣品后用硅油封住兩平板邊緣。測定參數(shù)設(shè)置為:測時(shí)溫度25 ℃,間隙0.5 mm,剪切速率范圍為0.01~1 000 s,總剪切時(shí)間為310 s。
1.3.10 乳液穩(wěn)定性分析
用LUM穩(wěn)定性分析儀測定乳液的穩(wěn)定性,儀器參數(shù)為普線條數(shù)300、時(shí)間間隔10 s、轉(zhuǎn)速2 500 r/min、溫度20 ℃。使用SEPView 6軟件分析數(shù)據(jù),得到澄清指數(shù)、積分透光率和沉降速率。
1.3.11 乳液顯微鏡觀察
用1%的SDS溶液將乳液稀釋4 倍,振蕩混勻后吸取20 μL樣液滴到載玻片上,蓋上蓋玻片,用倒置生物顯微鏡觀察樣品,目鏡和物鏡的放大倍數(shù)分別為10和40。選擇視野清晰、液滴分布較均勻的區(qū)域進(jìn)行拍照記錄。
活性巰基是位于蛋白質(zhì)分子表面的巰基,其含量的增加能加強(qiáng)蛋白質(zhì)之間的相互作用,有利于界面蛋白膜的形成,提高界面膜厚度,從而有效防止液滴之間發(fā)生聚集及絮凝,提高穩(wěn)定脂肪的能力。因此,活性巰基可以作為評(píng)價(jià)肌肉蛋白乳化特性的指標(biāo)。由圖1可知,氧化處理組的活性巰基含量均顯著低于空白對(duì)照(<0.05);氧化未加VFD大蒜粉組的活性巰基含量僅為6.08 nmol/mg,與空白對(duì)照組(32.84 nmol/mg)相比降低了81.49%,說明氧化會(huì)使蛋白質(zhì)的活性巰基含量損失嚴(yán)重。Morzel等研究表明,體外氧化會(huì)使骨骼肌MP的活性巰基含量損失80%;Fu Qingquan等研究表明,體外氧化會(huì)使牦牛肉MP的活性巰基含量損失89.05%,與本研究結(jié)果一致。在氧化處理組中,添加VFD大蒜粉組的活性巰基含量均顯著高于未加VFD大蒜粉組(<0.05),說明VFD大蒜粉對(duì)氧化條件下牦牛肉MP的活性巰基有保護(hù)作用,可以顯著減少活性巰基的損失;且保護(hù)效果與添加量有關(guān),在添加量為0.5%時(shí),與氧化未加VFD大蒜粉組相比,其活性巰基含量增加了1.55 倍,說明0.5%的VFD大蒜粉對(duì)牦牛肉MP活性巰基的保護(hù)效果較強(qiáng)。但是,當(dāng)VFD大蒜粉添加量為1.0%時(shí),牦牛肉MP的活性巰基含量顯著低于VFD大蒜粉添加量為0.5%組(<0.05)。這是由于VFD大蒜粉中的某些酚類抗氧化物在提供電子和氫原子后,其自身被氧化為相應(yīng)的半醌或醌類物質(zhì),而這些具有氧化性的物質(zhì)促進(jìn)了巰基向二硫鍵的轉(zhuǎn)化,從而導(dǎo)致活性巰基含量損失。
圖1 VFD大蒜粉對(duì)牦牛肉MP活性巰基的影響Fig.1 Effect of VFD garlic powder on the active sulfhydryl group of yak meat MP
MP是鹽溶性蛋白,通過疏水相互作用包圍在脂肪顆粒周圍,形成脂肪球外圍蛋白質(zhì)吸附界面膜。蛋白溶解性越大,越有利于蛋白質(zhì)分子迅速擴(kuò)散并吸附在油水界面形成蛋白膜包裹脂肪球,阻止脂肪球之間的聚合,從而起到乳化效果。故MP的溶解性也是評(píng)價(jià)其乳化特性的一個(gè)重要指標(biāo)。如圖2所示,氧化后牦牛肉MP的溶解性為17.62%,顯著低于空白對(duì)照(<0.05)。氧化導(dǎo)致MP溶解性下降可歸因于兩方面:1)氧化導(dǎo)致MP結(jié)構(gòu)展開、疏水基團(tuán)暴露,使蛋白分子間疏水相互作用增強(qiáng),蛋白聚集導(dǎo)致溶解性下降;2)氧化導(dǎo)致巰基向二硫鍵轉(zhuǎn)化,從而引起蛋白質(zhì)聚集,導(dǎo)致MP溶解性降低。在氧化處理組中,添加VFD大蒜粉組的牦牛肉MP的溶解性均顯著高于未添加VFD大蒜粉組(<0.05);VFD大蒜粉添加量為0.5%時(shí),MP溶解性為21.02%,顯著高于其他氧化處理組(<0.05)。但是,當(dāng)添加1.0% VFD大蒜粉后,MP溶解性下降,這與上述活性巰基結(jié)果一致。添加1.0% VFD大蒜粉后,MP溶解性下降的原因可能有兩方面:1)VFD大蒜粉中酚類抗氧化物被氧化后促進(jìn)了巰基向二硫鍵的轉(zhuǎn)化,從而引起蛋白質(zhì)聚集,導(dǎo)致MP溶解性下降;2)多酚-蛋白質(zhì)復(fù)合物的形成使蛋白質(zhì)溶解性降低。
圖2 VFD大蒜粉對(duì)牦牛肉MP溶解性的影響Fig.2 Effect of VFD garlic powder on the solubility of yak meat MP
蛋白質(zhì)表面的疏水性結(jié)構(gòu)對(duì)其功能性質(zhì)存在較大作用,一般表示為與溴酚藍(lán)的結(jié)合量,并判斷蛋白質(zhì)在氧化過程中的變性程度。由圖3可知,氧化未添加VFD大蒜粉組的牦牛肉MP表面疏水性顯著高于空白對(duì)照(<0.05),表明牦牛肉MP經(jīng)羥自由基處理后,肌原纖維蛋白被氧化導(dǎo)致蛋白解折疊,有更多的疏水性氨基酸暴露在分子表面,使MP表面疏水性增加。崔文斌等研究表明,牦牛肉MP經(jīng)10 mmol/L的羥自由基氧化體系氧化12 h后,其表面疏水性顯著增加。這與本研究結(jié)果一致。在氧化處理組中,隨著VFD大蒜粉的添加,MP的表面疏水性呈現(xiàn)先下降后增加的趨勢;與氧化未加VFD大蒜粉組相比,添加0.5% VFD大蒜粉組MP表面疏水性降低了25.41%,而其他兩組與氧化未加VFD大蒜粉組無顯著差異(>0.05)。說明VFD大蒜粉對(duì)處于氧化體系中的牦牛肉MP具有一定的保護(hù)作用,但VFD大蒜粉的這種功能性質(zhì)與其添加量相關(guān),當(dāng)VFD大蒜粉添加量為0.5%時(shí)的保護(hù)作用較強(qiáng)。當(dāng)VFD大蒜粉添加量為1.0%時(shí),MP的表面疏水性顯著增加(<0.05)。這是由于VFD大蒜粉中的酚類化合物與MP的非共價(jià)結(jié)合,使MP的表面變得更加非極性。
圖3 VFD大蒜粉對(duì)牦牛肉MP表面疏水性的影響Fig.3 Effect of VFD garlic powder on the surface hydrophobicity of yak meat MP
乳液的界面吸附蛋白百分比可以作為評(píng)價(jià)乳液穩(wěn)定性的重要指標(biāo)。由圖4可知,氧化未加VFD大蒜粉組MP乳液的界面吸附蛋白百分比顯著低于空白對(duì)照(<0.05)。說明MP經(jīng)氧化處理后,蛋白質(zhì)的界面吸附能力減弱。這是由于過度的氧化,使蛋白與蛋白之間形成過量的強(qiáng)共價(jià)鍵,蛋白難以附著到乳液界面或易于脫離乳液界面,從而使界面蛋白吸附量減少。在氧化處理組中,添加VFD大蒜粉組MP乳液的界面吸附蛋白百分比均顯著高于未加VFD大蒜粉組(<0.05)。結(jié)合活性巰基和溶解性結(jié)果可知,添加VFD大蒜粉組界面吸附蛋白百分比的升高歸因于VFD大蒜粉對(duì)氧化條件下牦牛肉MP的保護(hù)作用。當(dāng)VFD大蒜粉添加量為0.5%時(shí),牦牛肉MP界面吸附蛋白百分比(23.00%)顯著高于空白對(duì)照(21.67%)(<0.05)。這是由于VFD大蒜粉添加量為0.5%時(shí),其對(duì)牦牛肉MP的保護(hù)作用較強(qiáng),蛋白質(zhì)的氧化程度較低。有研究表明,輕度氧化導(dǎo)致蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)部分展開,促進(jìn)蛋白質(zhì)疏水基團(tuán)的暴露以及蛋白柔性的增加,同時(shí)由于蛋白質(zhì)分子間相互作用力的改變,使得更多的蛋白質(zhì)吸附在乳液表面。當(dāng)VFD大蒜粉添加量為0.5%和1.0%時(shí),兩組牦牛肉MP的界面吸附蛋白百分比差異不顯著(>0.05)。這是由于當(dāng)VFD大蒜粉添加量為1.0%時(shí),較多的大蒜多糖物質(zhì)吸附于液滴表面,增加了界面膜的厚度,提高了乳液的黏稠度,在乳液中形成凝膠結(jié)構(gòu)提供空間屏障,降低液滴的運(yùn)動(dòng)速率,從而提高了界面吸附蛋白含量。
圖4 VFD大蒜粉對(duì)乳液界面吸附蛋白百分比的影響Fig.4 Effect of VFD garlic powder on the percentage of adsorbed protein at the emulsion interface
乳液黏度反映乳液的流動(dòng)性,乳液黏度越大,其穩(wěn)定性越好。由圖5可知,各組乳液均表現(xiàn)出明顯的剪切稀化行為,黏度隨著剪切速率的增加而降低。這是由于在低剪切速率下,拉伸的水膠體分子相互纏繞形成聚集體,由于連續(xù)相的流動(dòng)阻力,具有較高的表觀黏度。增加剪切速率后破壞了布朗運(yùn)動(dòng)和蛋白質(zhì)分子之間的相互作用力,導(dǎo)致乳液在一定剪切速率下流動(dòng)更加有序,降低了剪切抗性,使總體黏度降低。與空白對(duì)照相比,氧化未加VFD大蒜粉組的乳液黏度顯著降低;氧化添加VFD大蒜粉組的乳液黏度均顯著大于氧化未添加VFD大蒜粉組(<0.05)。說明氧化會(huì)降低MP乳液的穩(wěn)定性,而VFD大蒜粉能夠顯著增加MP乳液的穩(wěn)定性(<0.05)。添加1.0% VFD大蒜粉組的乳液黏度顯著高于空白對(duì)照組(<0.05),這進(jìn)一步證實(shí)了高濃度VFD大蒜粉(1.0%)對(duì)牦牛肉MP乳液的增稠作用。
圖5 牦牛肉MP乳液黏度變化曲線Fig.5 Viscosity versus shear rate curves of yak meat MP emulsion
乳液是兩種不相溶液體的懸浮液,通常從乳化能力和乳化穩(wěn)定性兩方面討論其乳化特性,并應(yīng)用各種理化方法衡量乳液這兩方面的性能。澄清指數(shù)、積分透光率和沉降速率可以衡量乳液的穩(wěn)定性。在相同條件下,澄清指數(shù)接近于1、積分透光率和沉降速率較高,說明乳液分離較快,乳液不穩(wěn)定。
由表1可知,與空白對(duì)照組相比,牦牛肉MP經(jīng)氧化處理后,乳化活性顯著降低(<0.05);澄清指數(shù)、積分透光率和沉降速率顯著升高(<0.05)。說明氧化處理降低了牦牛肉MP的乳化活性和乳化穩(wěn)定性。這是由于氧化破壞了蛋白結(jié)構(gòu)的完整性,使其發(fā)生變性,蛋白無法形成穩(wěn)定的界面膜,蛋白與脂肪交聯(lián)的能力下降,從而使其乳化活性及乳化穩(wěn)定性下降。在氧化處理組中,添加0.5%和1.0% VFD大蒜粉組的乳化活性均顯著高于未加VFD大蒜粉組和添加0.2% VFD大蒜粉組(<0.05);添加VFD大蒜粉組的澄清指數(shù)、積分透光率和沉降速率均顯著低于未加VFD大蒜粉組(<0.05)。表明VFD大蒜粉能夠提高牦牛肉MP在氧化條件下的乳化活性和乳化穩(wěn)定性,且與VFD大蒜粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)相關(guān),較高質(zhì)量分?jǐn)?shù)(0.5%、1.0%)的VFD大蒜粉作用顯著。與未添加VFD大蒜粉組相比,添加1.0% VFD大蒜粉組的乳化活性提高了49.80%,澄清指數(shù)、積分透光率以及沉降速率分別降低了17.06%、37.44%和50.79%。這與界面吸附蛋白百分比和黏度結(jié)果一致,再次證明了VFD大蒜粉添加量為1.0%時(shí),對(duì)牦牛肉MP乳液有顯著的增稠作用,從而增加了乳液的穩(wěn)定性。
表1 VFD大蒜粉對(duì)牦牛肉MP乳化特性的影響Table 1 Effect of VFD garlic powder on the emulsification characteristics of yak meat MP
由圖6可知,經(jīng)過乳化處理后,牦牛油滴被MP粒子包裹,形成穩(wěn)定或不穩(wěn)定的乳液,且各組乳液的顯微結(jié)構(gòu)有明顯區(qū)別。與空白對(duì)照相比,氧化未加VFD大蒜粉組的液滴聚集在一起,導(dǎo)致油滴結(jié)合形成大團(tuán)塊,說明氧化降低了牦牛肉MP的乳化活性和乳液穩(wěn)定性,這與上述活性巰基、表面疏水性、乳化特性等結(jié)果一致。這是由于氧化破壞了蛋白結(jié)構(gòu)的完整性,使蛋白質(zhì)發(fā)生聚集、變性,連續(xù)相中沒有足夠的蛋白質(zhì)完全包裹住脂肪滴,表現(xiàn)出乳化穩(wěn)定性下降的趨勢。當(dāng)VFD大蒜粉添加量為0.2%時(shí),液滴的絮凝程度減小,液滴變大。這是因?yàn)?.2%的VFD大蒜粉雖然表現(xiàn)出了抗氧化性,但是抗氧化效果不顯著,無法阻止液滴進(jìn)一步聚集成大液滴。當(dāng)VFD大蒜粉添加量繼續(xù)增大至0.5%和1.0%時(shí),乳液的液滴大小和絮凝程度明顯減小,其中添加1.0% VFD大蒜粉組的絮凝程度最低,且液滴大小較為均勻。說明高添加量VFD大蒜粉(0.5%、1.0%)能顯著改善由蛋白質(zhì)氧化導(dǎo)致的乳液穩(wěn)定性下降,其中VFD大蒜粉添加量為1.0%時(shí)牦牛肉MP乳液的穩(wěn)定性較好,這與乳液界面吸附蛋白百分比、黏度和穩(wěn)定性分析結(jié)果一致。
圖6 VFD大蒜粉對(duì)牦牛肉MP乳化液微觀結(jié)構(gòu)的影響(×400)Fig.6 Effect of VFD garlic powder on the microstructure of yak MP emulsion (×400)
本研究發(fā)現(xiàn)較高添加量的VFD大蒜粉能顯著增強(qiáng)Fenton體系中牦牛肉MP的黏度、乳化活性、乳化穩(wěn)定性,并使乳液中油相分布均勻一致;其中,添加0.5%的VFD大蒜粉對(duì)Fenton體系中牦牛肉MP的保護(hù)效果較強(qiáng),能使牦牛肉MP的活性巰基含量增加1.55 倍、蛋白質(zhì)溶解性增加19.00%、表面疏水性降低25.41%;添加1.0%的VFD大蒜粉時(shí),對(duì)Fenton氧化體系中牦牛肉MP的乳化特性改善作用較強(qiáng),能使牦牛肉MP乳化液的黏度增加1.02 倍、乳化活性增加49.80%,澄清指數(shù)、積分透光率以及沉降速率分別降低17.06%、37.44%和50.79%。說明高添加量的VFD大蒜粉(0.5%、1.0%)可以顯著改善Fenton氧化體系中牦牛肉MP的乳化特性,改善途徑有兩方面:1)VFD大蒜粉對(duì)Fenton氧化體系中牦牛肉MP的保護(hù)作用,增加了牦牛肉MP的活性巰基含量、蛋白質(zhì)溶解性,降低了表面疏水性,改善了牦牛肉MP的乳化特性;2)VFD大蒜粉對(duì)牦牛肉MP乳液的增稠作用,使乳液的界面膜厚度增加、黏稠度提高,在乳液中形成凝膠結(jié)構(gòu)提供空間屏障,降低了液滴的運(yùn)動(dòng)速率,改善了牦牛肉MP的乳化特性。