摘要:利用酶堿聯(lián)合嫩化工藝處理豬大腸平滑肌樣品, 通過(guò)測(cè)定水分、 脂肪、 氨基酸、 蛋白質(zhì)和灰分等指標(biāo)分析評(píng)價(jià)其營(yíng)養(yǎng)成分變化, 測(cè)定pH值、 色差和水分分布等指標(biāo)分析評(píng)價(jià)其食用品質(zhì)變化, 以期為酶堿聯(lián)合嫩化工藝在實(shí)際生產(chǎn)中的合理應(yīng)用提供一定的理論依據(jù). 結(jié)果表明: 豬大腸平滑肌的氨基酸評(píng)分較高, 甜味氨基酸量最高, 占總氨基酸量的31.00%. 酶堿聯(lián)合嫩化工藝可以顯著改善色澤、 提高水分含量、 改善豬大腸平滑肌嫩度和質(zhì)構(gòu)特性, 引起豬大腸平滑肌營(yíng)養(yǎng)成分發(fā)生變化, 且不同嫩化工藝均會(huì)使豬大腸平滑肌中結(jié)合水和不易流動(dòng)水增加, 自由水減少, 使得水分子與底物結(jié)合更緊密.
關(guān) 鍵 詞:豬大腸平滑??; 嫩化; 營(yíng)養(yǎng)成分; 食用品質(zhì)
中圖分類號(hào):
S879.5; TS251.51
文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
文章編號(hào):16739868(2024)07002009
Changes in the Quality Characteristics of
Porcine Large Intestine Smooth Muscle during
Combined Enzyme-alkaline Tenderization
CHENG Chengpeng HE Zhifei LI Hongjun
1. College of Food Science, Southwest University, Chongqing 400715, China;
2. Chongqing Key Laboratory of Special Food Co-built by Sichuan and Chongqing, Chongqing 400715, China
Abstract: The combined enzyme-alkali tenderization process was used to treat porcine large intestine smooth muscle samples, and the changes in nutrients composition were analyzed by determining moisture, fat, amino acids, protein and ash, and the changes of edible quality were analyzed and evaluated by measuring pH, colour difference and moisture distribution. The results are intended to provide a theoretical basis for the rational application of the combined enzyme-alkali tenderization process in practical production. The results showed that the amino acid score of porcine large intestine smooth muscle was high, with the highest sweet amino acid content, accounting for about 31.00% of the total amino acid content. The combined enzyme-alkali tenderisation process can significantly improve the colour, water content, tenderness and textural properties of porcine large intestine smooth muscle, and cause changes in the nutritional composition of porcine large intestine smooth muscle. The different tenderisation processes all resulted in an increase in bound and immobile water and a decrease in free water in porcine large intestine smooth muscle, resulting in tighter binding of water molecules to the substrate.
Key words: porcine large intestine smooth muscle; tenderization; nutrient composition; eating quality
豬大腸在我國(guó)食用歷史悠久, 因其獨(dú)特的風(fēng)味和口感深受消費(fèi)者的喜愛(ài), 是中國(guó)飲食文化中不可缺少的特色食品原料, 因此研究其加工工藝以及在加工過(guò)程中的品質(zhì)變化十分重要[1]. 我國(guó)作為豬肉生產(chǎn)大國(guó), 以豬大腸為代表的含平滑肌內(nèi)臟副產(chǎn)品的綜合利用還存在諸多問(wèn)題, 如生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊、 對(duì)豬大腸加工工藝參數(shù)的優(yōu)化以及加工前后的理化指標(biāo)研究較少、 缺乏數(shù)據(jù)支撐等, 因此, 有必要針對(duì)性地深入研究豬大腸等含平滑肌內(nèi)臟副產(chǎn)物的嫩化工藝對(duì)于品質(zhì)的影響.
肉品的營(yíng)養(yǎng)、 色澤和質(zhì)構(gòu)等品質(zhì)特性與肉的可消費(fèi)性息息相關(guān). 目前關(guān)于豬大腸平滑肌的嫩化工藝的研究以及嫩化工藝對(duì)豬大腸平滑肌品質(zhì)的影響研究鮮有報(bào)道. 本課題組前期篩選出了酶堿聯(lián)合嫩化的最佳工藝參數(shù), 證明該方法能有效提高豬大腸平滑肌的嫩度和保水性, 而研究豬大腸平滑肌酶堿聯(lián)合嫩化過(guò)程中的品質(zhì)變化規(guī)律對(duì)于其合理應(yīng)用更具現(xiàn)實(shí)意義. 本研究利用酶堿聯(lián)合嫩化工藝處理豬大腸平滑肌樣品, 通過(guò)測(cè)定水分、 脂肪、 氨基酸、 蛋白質(zhì)和灰分等指標(biāo)分析評(píng)價(jià)其營(yíng)養(yǎng)成分變化, 測(cè)定pH值、 色差和水分分布等指標(biāo)分析評(píng)價(jià)其食用品質(zhì)變化, 以期為酶堿聯(lián)合嫩化工藝在實(shí)際生產(chǎn)中的合理應(yīng)用提供一定的理論依據(jù).
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)材料
1.1.1 試驗(yàn)原料
三元豬的豬大腸由四川高金實(shí)業(yè)集團(tuán)股份有限公司提供, 置于-18 ℃的環(huán)境下貯藏. 試驗(yàn)時(shí)將豬大腸置于4 ℃恒溫恒濕試驗(yàn)箱中解凍12 h, 去除表面可見(jiàn)脂肪, 清洗干凈即可獲得豬大腸平滑肌, 將其切分為質(zhì)量約3.5 g的肉塊.
1.1.2 試驗(yàn)藥品與試劑
試驗(yàn)主要藥品與試劑見(jiàn)表1.
1.1.3 試驗(yàn)儀器與設(shè)備
試驗(yàn)所用主要儀器與設(shè)備見(jiàn)表2.
1.2 試驗(yàn)方法
1.2.1 樣品嫩化方法
將清洗干凈的豬大腸切分均勻, 每塊質(zhì)量約3.5 g, 每10 g豬大腸為1組; 之后按照1∶10(g/mL)的料液比先放入盛有2%的木瓜蛋白酶(50 000 u/g)的燒杯中, 36 ℃恒溫水浴55 min, 隨后在質(zhì)量濃度為1.4 g/L的食品級(jí)NaOH中41 ℃恒溫水浴26 min[1].
1.2.2 水分含量的測(cè)定
按《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測(cè)定: GB 5009.3—2016》[2]方法測(cè)定.
1.2.3 灰分含量的測(cè)定
按《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中灰分的測(cè)定: GB5009.4—2016》[3]方法測(cè)定.
1.2.4 蛋白質(zhì)含量的測(cè)定
按《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定: GB5009.5—2016》[4]方法測(cè)定.
1.2.5 脂肪含量的測(cè)定
按《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中脂肪的測(cè)定: GB5009.6—2016》[5]方法測(cè)定.
1.2.6 膽固醇含量的測(cè)定
稱取4.0 g組織樣本, 加入40 mL無(wú)水乙醇進(jìn)行冰浴勻漿, 再在10 000 r/min, 4 ℃條件下離心15 min, 取上清液用總膽固醇含量試劑盒和酶標(biāo)儀測(cè)定豬大腸中總膽固醇含量.
1.2.7 氨基酸含量的測(cè)定
按《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中氨基酸的測(cè)定: GB5009.124—2016》[6]方法測(cè)定.
1.2.8 氨基酸評(píng)分(Amino Acid Score, 用SAA表示)
氨基酸評(píng)分是指樣品中蛋白質(zhì)的必需氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)與理想模式中相應(yīng)必需氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的比例, 其中理想氨基酸模式參考FAO(Food and Agriculture Organization)模式.
SAA=C樣品/C模式
式中: C樣品為樣品中蛋白質(zhì)的必需氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)(mg/g); C模式為FAO/WHO評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)模式中相應(yīng)必需氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)(mg/g).
1.2.9 色澤的測(cè)定
采用測(cè)色儀測(cè)定色澤, 測(cè)色儀需先用校正板校正, 再將豬大腸樣品緊扣在鏡口, 測(cè)定樣品的亮度值(L*)、 紅度值(a*)、 黃度值(b*), 每個(gè)樣品選擇3個(gè)位置測(cè)定, 每個(gè)位置重復(fù)測(cè)定3次, 取平均值.
1.2.10 pH值的測(cè)定
準(zhǔn)確稱取2 g 樣品剪碎, 再加入20 mL 7.5%氯化鉀溶液, 在10 000 r/min的條件下均質(zhì)處理, 之后將pH計(jì)電極插入, 穩(wěn)定后讀數(shù). 每個(gè)肉樣重復(fù)測(cè)定3次, 取平均值[7].
1.2.11 水分分布分析
豬大腸平滑肌水分狀態(tài)的測(cè)定參考Zheng等[8]的處理方法并稍作修改, 用LF-NMR分析儀測(cè)定不同嫩化工藝處理的豬大腸平滑肌樣品的水分狀態(tài). 磁體強(qiáng)度、 磁體溫度和質(zhì)子共振頻率分別為0.5 T, 32 ℃和22.4 MHz, 其余NMR參數(shù)包括: SF為21 MHz, RG1為10.0 db, P2為12.48 uS, SW為100 KHz, P1為6.00 μs, RFD為0.020 ms, DRG1為4, PRG-2, TW為3 000.000 ms, NECH為2 000, NS為8, TE為1.500 ms, TD為300 048, 測(cè)量豬大腸平滑肌水分的橫向弛豫時(shí)間T2與峰面積.
1.3 數(shù)據(jù)處理
采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行單因素方差分析, 采用Origin 2018繪圖, 采用Excel 2016繪制表格.
2 結(jié)果與分析
2.1 酶堿聯(lián)合嫩化工藝對(duì)豬大腸平滑肌營(yíng)養(yǎng)成分的影響
表3顯示, 新鮮豬大腸平滑肌中水分量為72.48%. 本研究中, 酶堿聯(lián)合處理組的豬大腸平滑肌中的水分量顯著高于酶處理組或堿處理組(p<0.05), 其中酶處理組的豬大腸平滑肌平均水分量為71.74%, 堿處理組的豬大腸平滑肌平均水分量為80.19%; 新鮮豬大腸平滑肌中脂肪量為14.26%, 酶堿聯(lián)合處理組中脂肪量為9.60%, 這與Metzger等[9]的研究結(jié)果類似. Hoffman等[10]研究表明肉中的脂肪量和水分量一般存在著一定程度的負(fù)相關(guān). 蛋白質(zhì)作為平滑肌和骨骼肌的主要組成成分, 其含量和存在方式與肉的品質(zhì)密切相關(guān), 在宰后老化過(guò)程中影響肉的嫩度和持水性[11], 從而影響消費(fèi)者對(duì)肉制品的接受度[12]. 從表3中可以看出, 酶堿聯(lián)合處理組的豬大腸平滑肌中蛋白質(zhì)量顯著低于其余組(p<0.05), 這可能是不同嫩化工藝處理組中水分量的差異造成的, 水分在總營(yíng)養(yǎng)成分中所占比例的變化會(huì)間接影響其營(yíng)養(yǎng)成分的比例[9]. 不同嫩化處理工藝也會(huì)對(duì)豬大腸平滑肌中的灰分量產(chǎn)生影響, 酶堿聯(lián)合處理組豬大腸平滑肌中的灰分量為0.50%, 與堿處理組比較, 差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義, 與酶處理組和空白組比較顯著降低(p<0.05). 酶處理組灰分變化與空白組比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義. 膽固醇是食物中最常見(jiàn)的甾醇, 這種類固醇由于B環(huán)不飽和, 容易氧化. 食物中的膽固醇主要以游離或酯化的形式存在, 在熱處理和儲(chǔ)存過(guò)程中, 膽固醇和其他甾醇會(huì)發(fā)生降解、 氧化和聚合等變化[13]. 膽固醇的氧化產(chǎn)物已被證明對(duì)人體有不良影響, 例如具有細(xì)胞毒性、 凋亡和促炎作用. 一些研究還表明, 膽固醇參與了動(dòng)脈粥樣硬化和神經(jīng)退行性病變過(guò)程[14]. 從表3中可以看出, 與空白組對(duì)比, 酶處理組、 堿處理組以及酶堿聯(lián)合處理組均能顯著降低總膽固醇量(p<0.05), 但堿處理組和酶堿聯(lián)合處理組降總膽固醇能力差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義, 其中酶堿聯(lián)合處理組降總膽固醇能力最強(qiáng), 可使豬大腸平滑肌中膽固醇量從0.28%降低到0.14%.
2.2 酶堿聯(lián)合嫩化過(guò)程中豬大腸平滑肌氨基酸組成的變化
作為構(gòu)成蛋白質(zhì)分子的基本單位, 氨基酸是人體內(nèi)最基本的物質(zhì)之一. 根據(jù)氨基酸的含量和種類, 可判斷該蛋白質(zhì)是否優(yōu)質(zhì), 或者營(yíng)養(yǎng)健康以及口感方面的品質(zhì)[15-17]. 表4顯示, 酶處理、 堿處理、 酶堿聯(lián)合處理對(duì)豬大腸平滑肌中大部分氨基酸的含量都有顯著影響(p<0.05). 與空白組相比, 酶處理組的豬大腸平滑肌中含有較高的Asp(天門(mén)冬氨酸)、 Thr(蘇氨酸)、 Ser(絲氨酸)、 Glu(谷氨酸)、 Gly(甘氨酸)、 Ala(丙氨酸)、 Val(纈氨酸)、 Ile(異亮氨酸)、 Leu(亮氨酸)、 Tyr(酪氨酸)、 Phe(苯丙氨酸)、 Lys(賴氨酸)、 His(組氨酸)和Arg(精氨酸), 較低的Cys(半胱氨酸)和Met(甲硫氨酸). 堿處理組和酶堿聯(lián)合處理組的豬大腸平滑肌中的所有氨基酸含量都降低. 豬大腸平滑肌中氨基酸含量較為豐富, 不同樣品中均檢出了16種氨基酸, 其中Asp, Glu, Gly, Leu為主要的氨基酸. 經(jīng)過(guò)堿處理和酶堿聯(lián)合處理的豬大腸平滑肌中的人體必需氨基酸(*)含量、 藥用氨基酸(#)含量均有不同程度的降低, 而酶處理的氨基酸含量大都上升. 導(dǎo)致這種變化的原因一方面是因?yàn)閴A處理和酶堿聯(lián)合處理會(huì)較大程度地增加豬大腸平滑肌的水分含量, 從而間接地導(dǎo)致其他組分含量降低; 另一方面說(shuō)明相較與酶處理, 堿處理可以分解豬大腸平滑肌中的蛋白質(zhì), 氨基酸溶于堿中, 導(dǎo)致氨基酸含量降低, 這與李敬等[17]的研究結(jié)果一致.
蛋白質(zhì)中產(chǎn)生的各種肽類和游離氨基酸是肉類產(chǎn)生特色風(fēng)味的前體物質(zhì), 同時(shí)這些物質(zhì)還具有呈味作用. 風(fēng)味氨基酸可分為鮮味氨基酸(Glu, Asp, Lys)、 苦味氨基酸(Val, Ile, Met, Leu, Arg)、 芳香族氨基酸(Tyr, Cys, Phe)和甜味氨基酸(Thr, Ala, Ser, His, Pro) 4類[18]. 表5為酶堿聯(lián)合嫩化過(guò)程中豬大腸平滑肌不同風(fēng)味氨基酸的變化. 經(jīng)過(guò)酶處理、 堿處理和酶堿聯(lián)合處理后, 豬大腸平滑肌中除了甜味氨基酸以外的其余3種風(fēng)味氨基酸占總氨基酸的比例大都呈降低趨勢(shì). 空白組豬大腸平滑肌中甜味氨基酸量最高, 占總氨基酸量的31.00%, 其次為苦味氨基酸、 鮮味氨基酸和芳香族氨基酸, 分別占總氨基酸量的29.31%, 20.23%和9.34%. 甜味氨基酸和苦味氨基酸量約占總氨基酸量的60%, 這與豬大腸平滑肌的風(fēng)味直接相關(guān)[19].
作為生物體的必需物質(zhì), 必需氨基酸經(jīng)常被用來(lái)評(píng)價(jià)食物蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[20]. 本研究中, 將樣品中蛋白質(zhì)的必需氨基酸含量與理想模式中相應(yīng)必需氨基酸含量進(jìn)行對(duì)比, 從而得出氨基酸的評(píng)分. 表6顯示, 豬大腸平滑肌中的必須氨基酸評(píng)分較高, 在空白組中, 亮氨酸(Leu)評(píng)分最高, 達(dá)到113.47. 經(jīng)過(guò)酶堿聯(lián)合處理之后, 氨基酸評(píng)分有所下降. 這與甜甜等[15]的研究結(jié)果類似. 基于此, 可根據(jù)蛋白質(zhì)的互補(bǔ)理論, 將經(jīng)堿酶聯(lián)合處理后的豬大腸食品與其他肉類的蛋白質(zhì)進(jìn)行相互補(bǔ)充, 從而提高各種食品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值.
2.3 酶堿聯(lián)合嫩化過(guò)程中豬大腸平滑肌色差的變化
由表7可以看出, 酶堿聯(lián)合嫩化前后的豬大腸平滑肌亮度值(L*)、 紅度值(a*)、 黃度值(b*)差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p<0.05), 說(shuō)明酶、 堿以及酶堿聯(lián)合嫩化工藝對(duì)豬大腸平滑肌的色澤都有較大的影響. 李洪軍等[21]研究發(fā)現(xiàn), 豬大腸平滑肌在加工和貯藏過(guò)程由于不當(dāng)操作經(jīng)常會(huì)引起豬大腸發(fā)生紅變和黃變. 常見(jiàn)的引起豬大腸平滑肌發(fā)生紅變或黃變的原因有: 貯藏時(shí)脂肪氧化發(fā)黃、 肌肉組織內(nèi)毛細(xì)血管中的肌紅蛋白和血紅蛋白使腸衣變紅、 微生物糞便膽汁污染等. 酶堿聯(lián)合嫩化過(guò)程中, 豬大腸平滑肌的L*值呈顯著增高, a*, b*值均呈顯著下降趨勢(shì)(p<0.05), 說(shuō)明豬大腸平滑肌在處理過(guò)程中亮度增加, 色澤逐漸變淡, 紅度和黃度減弱. 由此可見(jiàn), 酶堿聯(lián)合嫩化可有效改善豬大腸平滑肌的色澤.
2.4 酶堿聯(lián)合嫩化過(guò)程中豬大腸平滑肌pH值的變化
pH值可以反映豬大腸平滑肌的酸堿度, 是豬大腸平滑肌在加工及貯藏過(guò)程中變化較為明顯的指標(biāo)之一, 它與肉的色澤、 嫩度以及風(fēng)味都有密切的關(guān)系. 由圖1可知, 單獨(dú)用酶嫩化, 對(duì)豬大腸pH值變化影響不明顯, 堿處理組和酶堿聯(lián)合處理組中, 豬大腸平滑肌pH值均有升高(p<0.05). 嫩化之后, 豬大腸平滑肌pH值的升高主要是由食品級(jí)NaOH引起的. pH值的變化會(huì)導(dǎo)致肌肉和結(jié)締組織腫脹, 這種腫脹與膠原蛋白的溶解有關(guān)[22], 因此可以通過(guò)提高肉的pH值, 協(xié)助膠原蛋白溶解或通過(guò)提高肉的保水性來(lái)改善其嫩度[23].
2.5 酶堿聯(lián)合嫩化過(guò)程中豬大腸平滑肌水分分布的變化
由圖2可知, 經(jīng)不同嫩化工藝處理后的豬大腸平滑肌在1~1 000 ms的橫向弛豫時(shí)間上共有3個(gè)峰, 其中T21(0~10 ms), T22(10~100 ms)和T23(100~1 000 ms)分別代表結(jié)合水、 不易流動(dòng)水和自由水(圖2). 研究表明, 橫向弛豫時(shí)間(T2)可以反映食品中水分的自由度, T2越短則底物與水結(jié)合越緊密[24-25]. 此外, Pearce等[26]研究了肌肉中肌原纖維水分的分布和遷移特征, 結(jié)果表明橫向弛豫時(shí)間不僅可以反應(yīng)肌肉的持水性, 還與肉的嫩度密切相關(guān). 由表8可知, 與空白組相比, 酶處理組、 堿處理組和酶堿聯(lián)合處理組的T21和T22值均顯著增加(p<0.05), 而T23值均顯著降低(p<0.05). 酶處理組、 堿處理組和酶堿聯(lián)合處理組的T21由空白組的1.12%分別增加到5.97%, 4.55%和2.27%; T22由空白組的84.25%分別增加到91.76%, 93.94%和93.56%; T23由空白組的14.63%分別降低到2.27%, 1.51%和4.18%.
不同嫩化工藝均會(huì)使豬大腸平滑肌中結(jié)合水和不易流動(dòng)水增加, 自由水減少. 這可能是由于豬大腸平滑肌中自由水轉(zhuǎn)移以及蛋白質(zhì)與水之間的相互作用發(fā)生改變?cè)斐傻模?不同嫩化工藝均可不同程度地破壞蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu), 親水基暴露, 使得自由水轉(zhuǎn)化為不易流動(dòng)水, 以此增加肌肉的吸水性[27]. 這種現(xiàn)象反過(guò)來(lái)也會(huì)影響豬大腸平滑肌中的水分狀態(tài), 并最終影響肉的嫩度以及L*, a*和b*值[28].
3 結(jié)論
通過(guò)測(cè)定水分、 脂肪、 蛋白質(zhì)、 氨基酸組成、 灰分的變化分析豬大腸平滑肌營(yíng)養(yǎng)成分變化, 通過(guò)pH值、 色差分析法和水分分布的測(cè)定分析豬大腸平滑肌食用品質(zhì)的變化. 豬大腸平滑肌中含有豐富的蛋白質(zhì), 氨基酸評(píng)分較高, 是人體必需氨基酸的優(yōu)質(zhì)來(lái)源. 豬大腸平滑肌中的甜味氨基酸含量最高, 占總氨基酸量的31.00%, 其次為苦味氨基酸、 鮮味氨基酸, 分別占總氨基酸量的29.31%和20.23%.
經(jīng)酶堿聯(lián)合嫩化處理的豬大腸平滑肌, 其亮度值增加, 紅度值和黃度值下降. 水分為81.43%, 蛋白質(zhì)為4.85%, 脂肪為9.60%, 灰分為0.50%, 總膽固醇為0.14%, 表明酶堿聯(lián)合嫩化工藝可以顯著改善豬大腸平滑肌的食用品質(zhì)(p<0.05), 具體表現(xiàn)為: 改善了豬大腸平滑肌的色澤、 提高了水分含量、 改善了豬大腸平滑肌嫩度和質(zhì)構(gòu)特性, 引起豬大腸平滑肌營(yíng)養(yǎng)成分發(fā)生變化. 酶處理組、 堿處理組和酶堿聯(lián)合處理組的T2 T22值增加, T23值降低, 說(shuō)明不同嫩化工藝均會(huì)使豬大腸平滑肌中結(jié)合水和不易流動(dòng)水增加, 自由水減少, 從而使水分子與底物結(jié)合更加緊密.
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責(zé)任編輯 周仁惠