大豆蛋白在肉制品加工中的应用

大豆蛋白在肉制品加工中的应用

近年来，随着人们健康饮食的追求，植物食品的爱赏性与日俱增，尤其是植物蛋白食品。市场上出现了大量的植物蛋白产品。大豆蛋白是典型的植物蛋白,其广泛地应用于肉制品中,大豆中含有的各种丰富的植物性蛋白质成分所具有的功能特性,在肉制品加工中发挥着独特的作用。因此,大豆蛋白在肉品工业生产中的应用前景是非常乐观的,在肉制品中添加大豆蛋白不仅使得原有产品的营养价值得到了很大程度的提升,产品的感官品质也得到了一定程度的改善,从市场经济的角度考虑,通过在肉制品中添加植物蛋白质来代替部分动物蛋白,也使得制品的成本大幅降低。1影响肉制品品质的因素大豆蛋白的功能特性除营养性质外,还有溶解性、组织形成性、持水性、膨润性、乳化性、持油性、粘度、胶凝性、起泡性等。这些理化特性在不同的产品生产中表现出不同的作用。在肉制品生产中,大豆蛋白的溶解性、持水性、乳化性、凝胶性和黏性是影响肉制品品质的主要因素,例如:大豆蛋白可以促进乳液形成并提高其稳定性;通过对脂肪和水分的束缚,减小蒸煮损失和汁液流失;防止油脂分离析出;促进肉粒之间的粘性;改善持水性和口感;改善凝胶的硬度、柔韧性和质构;在一定程度上发挥抗氧化作用;增加营养价值。1.1功能特性分析工业上生产的大豆蛋白在理化性质上通常会受到一定程度的改变,这种变化的程度不同,所以在食品加工中通常要具体分析其功能特性,所得到的结果往往具有时效性,通常不是非常精确,因此,绝大多数使用者都通过氮溶解指数(NSI)或蛋白质分散系数(PDI)来快速测定大豆蛋白的溶解度。影响大豆蛋白溶解性的因素很多,包括所使用的方法和环境条件(如:pH值和离子强度),这与蛋白质的来源,加工工艺,溶剂组成成分和条件有关。1.2原料肉的制备大豆蛋白的吸水性和持水性在肉品生产中发挥着及其重要的作用,特别是在肉糜制品加工过程中吸收、结合并束缚水的能力是非常重要的,不仅能够留住原料肉的汁液,增加制品的口感和风味,还能增加产品的出品率。蛋白质的吸水性可以通过一个特定条件下的水分活度的测定来准确获得。蛋白质的吸水性和持水性同样受到很多因素的影响,如:pH值、离子强度和温度。马宇翔等研究了大豆分离蛋白的加入对盐溶肌肉蛋白热诱导凝胶的影响,实验结果表明:大豆分离蛋白的加入,使混合蛋白凝胶的超微结构变得粗糙,降低混合蛋白凝胶的强度,但凝胶的持水能力有所提高。1.3蛋白质表面活性剂乳化液中的脂肪和水是不稳定的,因为由界面张力产生的自由能大于零,乳液滴之间因脂肪球表面形成的带点层和/或溶质在脂肪球表面形成的胶体膜等形成相互排斥的稳定体系,蛋白质在体系中的作用就是降低界面能,阻止脂肪球的聚集。当原料界面形成一层水化层后,这种作用还将会加强。蛋白质的表面活性与其降低油水间(乳液)和水空气间(泡沫)的界面张力的能力有关。张根生等研究了Acalase酶水解分子量1000～2000Da的大豆蛋白肽添加到乳化肠中的乳化机理,通过扫描电镜发现大豆蛋白肽可在脂肪球表面形成亲水蛋白膜,从而起到乳化作用。1.4凝胶体的功能蛋白质凝胶由部分相连的多肽构成的三维网络空间结构将水包埋在其中而形成,凝胶体具有相对高的黏性、弹性和可塑性。蛋白质形成凝胶并提供立体结构空间来保留水分、风味物质、糖和食品配料的功能被用于食品生产和新产品的开发。凝胶类似产品—豆腐就是在钙盐引导凝固剂的作用下加热使蛋白质凝固而形成的。1.5蛋白质系的持水性黏性是评价流体食品和肉糜产品中大豆蛋白之间相互作用力的重要指标。蛋白质分散体系的黏性受到蛋白质组分的水化性质的影响。如:分子质量、大小、尺寸比例、水化和摩擦比以及分子形状。这些因素又受到温度、pH值、离子强度和加工工艺条件的影响。蛋白质变性会导致大豆蛋白黏性增加,碱处理同样会使蛋白质变性而导致黏性增大。2大豆蛋白在肉品加工厂商添加量大豆蛋白在东西方饮食消费上存在明显的差异,在美国,大豆蛋白是作为一种新型开发产品应用于食品加工中,如:汉堡、西式香肠、乳制品、面包、甜点等(见表1)。在中国大豆蛋白在食品消费中已经有上千年的历史了,但不幸的是,最初的大豆蛋白在肉制品中的滥用造成了消费者的反感,以至于肉品加工的标准和法规重新修订后,限制甚至禁止添加大豆蛋白。尽管如此,肉品加工厂商对大豆蛋白的青睐依旧没有改变,这主要是因为:(1)大豆蛋白质能够改善制品的食用品质和功能特性;(2)生产者学会了科学使用大豆蛋白,一定的添加量即能够满足消费者对品质的需求;(3)在不影响制品品质的情况下,大豆蛋白还能降低产品的成本;(4)消费者越来越注重食品的营养价值,这使得越来越多的人们开始接受大豆蛋白作为产品的功能性添加成分。随着人们对肉类产品的需求量的增加,生产者不断地探索和研究各种工艺和配方,以求获得更加丰富多样的产品,而影响肉糜产品品质的因素主要有以下几点:原料肉品种的挑选、分割和破碎、破碎的程度、成品的形状和大小、加工工艺条件。大豆蛋白被认为是肉品加工中纯天然的添加成分,主要有以下几个原因:(1)大豆蛋白的功能性,即其具有乳化性和结合性,可以亲和肉汁,从而减小蒸煮损失,提高产品的品质和风味。(2)大豆蛋白的经济性,它是性价比最高的蛋白质。(3)大豆蛋白的营养性,大豆蛋白具有较高的营养价值,可以补充肉类蛋白的不足。2.1在肉制品加工和贮藏过程中的应用大豆粉是精细的大豆蛋白产品,在香肠制品和面包制品中已经有非常悠久的历史了,主要的作用是作为肉制品的补充剂,相对而言,大豆粉是一种廉价而富有营养价值的产品。最初对大豆粉的研究发现,其优点是不仅可以减少汁液流失,还能抑制脂肪的析出,但缺点是口感和风味不理想,因此其应用受到了一定的限制。Arun等在大豆颗粒和去腥全脂大豆粉末(FFSP)在肉制品添加中的作用做了对比研究,结果表明,大豆蛋白(大豆颗粒和FFSP)的加入对肉制品的成品率、pH值、水分和脂肪含量没有显著的影响,但添加15%的FFSP对制品的蛋白质含量和持水性有显著的影响,在风味和感官总体可接受性方面大豆颗粒和FFSP没有显著的差异,但对肉制品冻藏过程中的理化性质、微生物和感官品质的稳定性有一定的作用。大豆粗粒与大豆粉在组成成分上是一样的,只是粒径不同而已,大豆粗粒在香肠生产中也有一定的应用,但主要应用产品是质地较为粗糙的肉制品,如:汉堡类食品和馅饼。相比之下,大豆粗粒不像大豆粉那样在口感和风味上存在缺陷,这有可能是因为受试者的期望水平不同。2.2乳液原料的选择因子分析SPC含有70%(湿重)的蛋白质,在肉糜制品中应用更为广泛,其优点是品质稳定,蛋白质含量高。由于SPC有较高的结合水的能力,所以通常用在更高档次的产品加工中。在生产中如果没有添加足够的水,则会使制品显得较为干燥。在香肠和面包中,添加适量的SPC可以得到风味和品质更佳的产品:(1)SPC在低脂肪,高水分的乳液中更能发挥出其特性;(2)产品的总体可接受性随蛋白质含量的增加而提高;(3)添加了SPC的产品在多汁性和感官质构上和普通产品没有明显差异;(4)SPC乳液的导致的热收缩略优于普通产品。在碎肉制品(如肉饼)中添加SPC的量在6%～10%的范围,加水量是总重的2.5～3倍,可以明显降低脂肪含量,热收缩,并降低成本。研究发现,6%～10%的SPC和20%的脂肪是综合考虑感官品质、营养和成本的最佳选择。由于原料肉的价格相对较高,促使肉类行业大量使用各种大豆蛋白生产出更多符合消费者需求的肉类产品,发展至今这类产品已经逐步商品化,西方国家则更早就使肉制品商品化了,美国联邦政府1978年就颁布了肉制品中蛋白质最低不少于18%的限制标准。在大多数发展中国家,大豆蛋白作为肉制品中的添加物已经是习以为常的事情了,Abdel-Aziz等在对埃及市场上的四种牛肉制品中SPC含量进行调查研究,结果表明,所有肉制品中都含有不同浓度的SPC,四种产品中SPC含量从10%到25%不等。2.3作为肉制品原料的改性可溶性大豆分离蛋白因其具有稳定的乳化能力,在适当的温度和浓度条件下,ISP表现出一定的黏性,会在水中形成凝胶。因此常在肉类灌肠、乳化肉制品和低脂肉制品中添加ISP,在高档肉类罐头食品中,由于ISP在高温加热处理过程中不会产生不良影响,所以经常用作保护肉类蛋白质在过热条件下产生的不利影响。而在一些肉制品加工过程中,ISP可以在高温、短时加热处理原料时,起到保护制品的脂肪不流失的作用。在乳化肉糜制品中,添加一定比例的ISP还可以起到稳定乳液的作用。表2是ISP在香肠中的应用,两种配方ISP的添加量分别为10%和11%。两种配方的产品中,2%的ISP代替了1%的肉类蛋白。在最初的生产应用研究中,ISP在肉制品中的添加量仅为2%,主要的功能就是提高产品出品率、持水性和持油性,降低成本,以期获得更高的经济效益。除此之外,还有报道称ISP在罐头包装肉制品中发挥的效果异常出色。Herrero等结果表明,添加ISP的肉丸在加热煮制后(70℃,30min)穿透力、硬度和韧性有所增加,通过拉曼光谱分析得出,肌肉蛋白质的持水性和组织结构与其二级结构上的改变有一定的相关性。2.4tsp的添加量大豆组织蛋白(TexturedSoyProteins,TSP)在肉品加工中的应用非常广泛,主要在肉类灌肠制品,如西式肉制品和干腌香肠中的使用较多,在欧洲肉品研究工作者会议上,有研究者认为TSP是“Tee”和“Sremska”等干腌香肠的最佳添加配料,因为其特殊的色泽能够与香肠的肉色相互融合。使用前,需要先用65%的水将TSP溶解,8%～10%的TSP添加量对最终产品没有显著的负面影响。添加TSP的产品在干腌过程中,仅有2.0%～2.6%的质量损失,与对照组相比具有更低的脂肪含量、pH值和更好的外观,在风味上与对照组相比没有显著的差异。从市场经济的角度考虑,TSP在肉制品中的应用使得干腌香肠的成本降低了约3%,同时也将质量损失降低了约2%,缩短了生产周期约1～2d。尽管如此,TSP在肉制品中的作用并非有利无害。Hardeep等研究发现