动态高压微射流技术(dynamic high-pressure microjet technology,DHPM)是一种新型的均质化技术。与传统的均质化方法相比,DHPM的特点是增加流体的能量密度,并有助于流体在相当短的处理时间内完成均质化过程[1]。DHPM处理物料有乳化、均质、细化的效果,还有改性温度低、处理时间短、营养损失小等优点,使该技术在食品加工中得到了广泛的应用[2]。
在采用乳液模板法构建油凝胶过程中,中间产物的乳液应具有粒径小且稳定性佳的特点,以构建更牢固的结晶网络结构,截留住更多油滴。目前,DHPM在乳液制备过程中有广泛的研究,如YU等[3]采用DHPM技术对大豆分离蛋白-芦丁的复合物进行了处理,发现DHPM对大豆分离蛋白理化性质的改善有明显的促进作用;YU等[4]采用DHPM技术制备了富含共轭亚油酸的油凝胶乳液;ZHENG等[5]利用DHPM技术制备了莲子分离蛋白-葡聚糖复合物,在乳化能力和稳定性上有良好改变。
饱和脂肪可以为火腿肠等各种肠类提供特别的风味与口感,在肠的制备中有重要作用。因此,在各类肠的加工生产中,往往会向其中加入油脂来达到增色添香的目的,一般肉糜制品中含30%脂肪[6]。但是油脂中饱和脂肪酸和反式脂肪的过量摄入会对身体健康产生影响。油凝胶具有低饱和脂肪酸和低反式脂肪的特点,满足人们对健康的追求,且因油凝胶具有独特的固体状态,含有与动物油脂相似的理化特性和感官特性,可以作为动物油脂的良好替代[7]。目前,利用油凝胶来替代肉制品中的动物油脂越来越受到人们的关注,有关的研究也越来越多。王卉等[8]研究了大豆蛋白-葵花籽油油凝胶在肉糜中的应用,随着油凝胶替代比例的增加,肉糜蒸煮得率提高;李恩泽等[9]研究了5种油凝胶替代植物肉饼中动物脂肪的应用,发现单甘酯与小烛树蜡复配比为3∶7时制备的油凝胶可以很好替代肉饼中的脂肪。
本实验采用基于微射流的乳液模板法构建油凝胶,选择羟丙基甲基纤维素(hydroxypropyl methyl cellulose,HPMC)以及卡拉胶(carrageenan, CAR)为凝胶剂,高速剪切乳化作为预乳化方式,通过研究动态高压微射流的射流压力和循环次数对乳液的微观结构、粒径、ζ-电位和流变等指标的影响,对经乳液构建的虾油凝胶的硬度、流变、油损失率和傅里叶变换红外光谱等指标的影响,来优化构建虾油凝胶的微射流工艺参数。
虾油是大豆油浸提虾头中风味物质所得,是一种风味调味品,可以给菜肴增添风味,将制备的虾油凝胶替代猪油应用到复合龙虾肠中,对龙虾肠的品质进行分析,选择最合适的替代比例,以期制作健康且独具风味的龙虾肠产品。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
虾油,实验制备;小龙虾,市售;阿拉斯加狭鳕鱼糜,于-18 ℃冻藏,漯河益邦商贸有限公司;猪油,市售;羟丙基二淀粉磷酸酯,上海仟味实业有限公司;大豆分离蛋白、谷氨酰胺转氨酶、卡拉胶,浙江一诺生物科技有限公司;羟丙基甲基纤维素,上海麦克林生化科技有限公司;精制食用盐,云南省盐业有限公司昆明盐矿;胶原蛋白肠衣,柳州市宏升胶原蛋白肠衣有限公司。
1.2 仪器与设备
SPCH-EP-IC-16-30高压均质微射流仪,上海晟岐仪器科技有限公司;MCR301型流变仪,奥地利安东帕公司;CHRIST ALPHA1-2真空冷冻干燥机,德国Marin Christ公司;LYNX 4000高速冷冻离心机,美国Thermo Fisher公司;Zetasizer Nano-ZS 90纳米粒度测定仪,英国马尔文公司;Nicoletis-50傅立叶变换红外光谱仪,赛默飞世尔科技(中国) 有限公司;TCS SP8激光共聚焦显微镜,Leica德国公司;QSJ-B02R1斩拌机,小熊电器有限公司;HH-6数显恒温水浴锅,上海力辰邦西仪器科技有限公司;CR-400色彩色差计,日本柯尼卡美能达(中国)仪器有限公司。
1.3 实验方法
1.3.1 乳液和虾油凝胶的制备
参考耿宏庆等[10]的方法并稍作修改。取8份虾油(将龙虾头与大豆油以质量比1∶1,在160 ℃浸提温度下浸提8 min制得)、0.8% HPMC和0.3% CAR放置于容器中,通过10 000 r/min,剪切1 min,间歇30 s,循环3次的高速剪切制备初乳液。再经过高压微射流二次乳化制备乳液,高压微射流压力设为40、80、120、160 MPa;确定射流压力后,改变高压微射流循环次数:1、3、5、7次,制备乳液。将乳液放入真空冷冻干燥机中干燥48 h,获得虾油凝胶。
1.3.2 复合龙虾肠的制备
参考王颂博等[11]的方法,并稍作修改,为了更好显示虾油凝胶风味,调节猪油比例至虾鱼主料的10%(质量分数)。将小龙虾糜和鳕鱼糜(通过预实验确定虾糜-鱼糜按质量比3∶4添加)混合斩拌1 min,再加入3%食盐斩拌1 min,加入添加剂 (羟丙基二淀粉磷酸酯 2%、大豆分离蛋白7%、谷氨酰胺转氨酶0.6%)斩拌4 min,加入猪油/虾油凝胶斩拌1 min,灌入肠衣成型,进行二段式加热 (40 ℃水浴30 min,90 ℃水浴20 min),冷却后放入4 ℃冰箱。
对照组:猪油 10%;处理组:油凝胶分别替代猪油添加量的25%、50%、75%和100%。
1.3.3 乳液激光共聚焦显微镜(confocal laser scanning microscope,CLSM)观察
参考孙雅晖等[12]的方法并稍作修改,尼罗红和尼罗蓝染料(20 μL,质量分数为0.1%)与1.0 g样品充分涡旋,分别染色油相和水相,在激发波长为 488 nm 和633 nm 下选择合适的视野进行拍照。
1.3.4 乳液粒径和ζ-电位测定
参考ZHANG等[13]的方法,对乳液的粒径和电位进行测定,每个样品重复3次。
1.3.5 乳液和虾油凝胶流变特性测定
参考周小悦等[14]和WANG等[15]的实验方法,对乳液和油凝胶样品进行表观黏度、应变扫描以及温度扫描,记录储能模量(G′)、损耗模量(G″)。
1.3.6 虾油凝胶硬度分析
参考杨玉琪等[16]的实验方法,利用质构仪对虾油凝胶进行硬度分析。
1.3.7 虾油凝胶油损失率的测定
参考王莉倩[17]的实验方法,用离心法测定油损失率计算如公式(1)所示:
油损失率
(1)
式中:m1为离心前虾油凝胶质量;m2为离心后虾油凝胶质量。
1.3.8 虾油凝胶傅里叶变换红外光谱分析
参考WU等[18]的实验方法,虾油凝胶的化学结构通过FTIR光谱仪表征,并且在4 000～400 cm-1的波数范围内以4 cm-1的分辨率收集结果。
1.3.9 复合龙虾肠凝胶强度的测定
测定方法参考李慧等[19]并进行适当修改。将复合龙虾肠切成为2.5 cm的柱状样品,选用P/5 s球形探头进行测试。
1.3.10 复合龙虾肠持水性的测定
将复合龙虾肠样品切成0.5 cm薄片,称重记为m1,再用滤纸将样品包裹,放进离心机在4 ℃下,10 000 r/min离心10 min,取出样品称重记为m2。按公式(2)计算持水性:
持水性
(2)
1.3.11 复合龙虾肠蒸煮损失的测定
将复合龙虾肠样品切块至2 g左右,称重记为m1,放入蒸煮袋中密封,90 ℃水浴加热20 min后取出称重,记为m2。按公式(3)计算蒸煮损失:
蒸煮损失
(3)
1.3.12 复合龙虾肠色泽的测定
将样品切成大小均一的薄片,使用 CR-400色差计测量样品的L*、a*和b*值。
1.3.13 复合龙虾肠质构的测定
参考李慧等[19]的方法并稍作修改,测试前先将复合龙虾肠从4 ℃冰箱中取出常温下放置30 min,然后进行测试。
1.3.14 复合龙虾肠动态流变性的测定
参考MORENO等[20]的方法,对斩拌好的复合小龙虾糜进行温度扫描,测定弹性模量G′的变化曲线。
1.3.15 复合龙虾肠感官评定
感官评价方法参考NY/T 1327—2018《绿色食品 鱼糜制品》并稍作修改,由 10 名经培训具有感官评定经验的食品专业学生组成感官评价小组,对样品的组织形态、色泽、风味、口感 4 个感官指标进行评价(表1)。
表1 感官评分标准
Table 1 Criteria for sensory evaluation
指标0～25 分26～50 分51～75 分76～100分组织形态组织松散,弹性较差,不能完整切片,气孔大组织一般致密,切片小气孔较多组织较致密,切片较小,气孔较少组织致密,可完整切片,无气孔色泽色泽不均匀,无光泽色泽一般,光泽度低色泽比较均匀,略有光泽色泽均匀,富有光泽风味无小龙虾风味,腥味重小龙虾风味较淡,稍有腥味小龙虾风味适宜,腥味少小龙虾风味明显,无腥味口感肉质松软,无弹性,完全无小龙虾风味肉质一般,轻微弹性,轻微小龙虾风味肉质较好,弹性较好,小龙虾风味较明显肉质紧实,弹性很好,小龙虾风味良好
1.4 数据处理
使用SPSS 27对数据进行显著性分析,Origin 2023软件绘图。
2 结果与分析
2.1 射流压力对乳液的微观结构和粒径分布分析
图1中红色为水相,绿色为油相,球状/近球状油滴分散在连续水相中,表明乳液形成了O/W 型结构。由图2可知,随着射流压力的增加,乳液粒径逐渐减小,粒径变化趋势与CLSM图变化趋势一致,其中射流压力为120 MPa和160 MPa时制备的乳液粒径无显著差异(P>0.05)。这与韩冬辉[21]的研究结果一致,这可能是由于随着射流压力的增大,剪切作用力及碰撞作用力逐渐增大,乳液分子链的断裂程度增加,乳液粒径变小。
a-40 MPa;b-80 MPa;c-120 MPa;d-160 MPa
图1 不同射流压力制备乳液的CLSM
Fig.1 CLSM of emulsions prepared with different jet pressures
图2 不同射流压力的乳液的油滴粒径
Fig.2 Oil droplet size of emulsions with different jet pressures
2.2 射流压力对乳液的ζ-电位分析
图3为不同射流压力对乳液ζ-电位的影响情况,随着射流压力的增加,乳液电位的绝对值增大,射流压力为40 MPa和80 MPa组乳液样品的电位变化显著(P<0.05),射流压力为120 MPa和160 MPa组乳液样品的电位变化无显著性差异(P>0.05),与乳液粒径变化一致,这是因为当乳液粒径相对较小时,乳液处于比较稳定的状态。
图3 射流压力对乳液 ζ-电位的影响
Fig.3 Effect of jet pressure on the ζ -potential of emulsions
注:不同小写字母代表有显著差异(P<0.05)(下同)。
2.3 不同射流压力制备乳液的表观黏度分析
如图4所示,乳液呈剪切稀化现象。剪切速率相同时,乳液黏度随射流压力的增加而增大,射流压力为160 MPa的乳液有更好的黏度特性。这与程淼淼[2]的研究结果一致,随着DHPM处理压力的增大,乳液粒径减小,乳液结构更加紧密,使得油滴之间的相互作用强度增加,相对运动阻力增大,乳液黏度随之增加。
图4 不同射流压力制备乳液的表观黏度图
Fig.4 Apparent viscosity plots of emulsions prepared with different jet pressures
2.4 不同射流压力虾油凝胶硬度分析
硬度反映了样品的凝胶强度以及凝胶网络结构是否致密[22]。不同射流压力所构建虾油凝胶的硬度如图5所示,油凝胶硬度随射流压力的增加呈升高趋势,在160 MPa时达到最高值为(10.55±0.27) N。4种射流压力构建的虾油凝胶硬度具有显著性差异。
图5 不同射流压力所制虾油凝胶的硬度
Fig.5 Hardness of crayfish oil gels produced by different jet pressures
2.5 不同射流压力构建虾油凝胶的流变特性分析
2.5.1 应变扫描
应变扫描可确定油凝胶的线性黏弹区,G′和G″之间的差异、线性黏弹区中G′以及线性黏弹区的长度3个因素可以来判断样品的凝胶强度。由图6可知,在不同射流压力条件下,制备的虾油凝胶样品在 0.1%～1%的应变扫描范围内,G′均大于G″,样品表现出凝胶行为,且在这一范围内随着应变的增加,G′与G″无显著变化。之后随着应变值的增加,虾油凝胶的G′明显下降,出现应力屈服点[23]。从图6中可以看出,射流压力为 160 MPa和120 MPa时制备的虾油凝胶的虾油凝胶G′更高,这可能是因为高射流压力下构建的虾油凝胶三维网络结构更加紧密,凝胶结构强[24]。但160 MPa射流压力制备的虾油凝胶G′下降速度更快,这可能是该压力下油滴周围薄膜不牢固,容易导致虾油凝胶结构被破坏而引起油的泄露。
图6 不同射流压力构建虾油凝胶的应变扫描图像
Fig.6 Strain scan images of crayfish oil gels constructed with different jet pressures
2.5.2 温度扫描
温度扫描可显示虾油凝胶的热稳定性。由图7可知,随着扫描温度的升高,虾油凝胶的G′均随着扫描温度的增加而降低,在40～60 ℃急剧降低。这可能是由于随着扫描温度的升高,虾油凝胶的部分晶体结构熔化,导致三维晶体网络结构被破坏[25]。
图7 不同射流压力构建虾油凝胶的温度扫描图像
Fig.7 Temperature of crayfish oil gels constructed with different jet pressures
2.6 不同射流压力构建虾油凝胶的油损失率
油损失率可以衡量虾油凝胶的油结合能力。由图8可知,随着射流压力的增加,油损失率呈下降趋势,最高值为18.06%,120 MPa时油损失率最低为6.27%,射流压力为120 MPa和160 MPa构建的油凝胶油损失率无显著性差异(P>0.05)。这与油凝胶的硬度结果成反比,这是因为硬度更高的油凝胶,其凝胶分子自组装形成了紧凑的三维结构和凝胶体系框架结构,因此结合的液态油较多,则油损失率更低[26]。结合实际生产,选择射流压力为120 MPa进行后续实验。
图8 不同射流压力制备得到虾油凝胶的油损失
Fig.8 Oil loss from crayfish oil gels prepared with different jet pressures
2.7 循环次数对乳液的微观结构和粒径分布分析
由图9和10可知,随着循环次数的增加乳液粒径先减小后增大,粒径变化趋势与CLSM图变化趋势一致。当循环次数为5次时,粒径达到最小值。这是因为随着循环次数的增加,乳液的破碎程度变大,更多的大液滴变为小液滴,再进行循环处理时,液滴粒径变小,但是液滴间的相互作用力增加,且DHPM处理使其碰撞机会也增加,导致液滴间团聚作用增加,液滴聚合变成大液滴,乳液粒径增加。这与耿啸[27]的研究结果一致,其采用DHPM制备微纳乳剂时发现随循环次数增加时,乳剂粒径先减小后增大,当循环次数增加到第10次时,粒径变化无明显规律。
a-1次;b-3次;c-5次;d-7次
图9 不同循环次数制备乳液的CLSM
Fig.9 CLSM of emulsions prepared with different number of jets
图10 不同循环次数的乳液的油滴粒径
Fig.10 Oil droplet size of emulsions with different number of jets
2.8 循环次数对乳液的ζ-电位分析
图11为不同循环次数对乳液ζ-电位的影响情况。随着循环次数的增加,乳液电位的绝对值先增大再减小,与乳液粒径变化规律一致,循环次数为5次时,乳液电位绝对值最大。
图11 循环次数对乳液 ζ -电位的影响
Fig.11 Effect of the number of jets on the ζ -potential of emulsions
2.9 不同循环次数制备乳液的表观黏度分析
如图12所示,乳液呈剪切稀化现象。剪切速率相同时,乳液黏度随循环次数的增加呈现先增大后减小的趋势,循环次数为5次时,乳液初始黏度最高,有更好的黏度特性。
图12 不同循环次数制备乳液的表观黏度图
Fig.12 Apparent viscosity plots of emulsions prepared with different number of jets
2.10 不同循环次数虾油凝胶硬度分析
不同循环次数所构建虾油凝胶的硬度如图13所示,油凝胶硬度随循环次数的增加呈先升高后降低的趋势,在循环次数为5次时达到最高值(13.38±0.48) N。4种循环次数构建的虾油凝胶硬度具有显著性差异(P<0.05)。
图13 不同循环次数所制虾油凝胶的硬度
Fig.13 Hardness of crayfish oil gels produced with different number of jets
2.11 不同循环次数构建虾油凝胶的流变特性分析
2.11.1 应变扫描
由图14可知,在不同循环次数条件下,制备的虾油凝胶样品在 0.1%～1% 的应变扫描范围内,G′均大于G″,样品表现出凝胶行为,且在这一范围内随着应变值的增加,G′与G″无显著变化。之后随着应变值的增加,虾油凝胶的G′明显下降,出现应力屈服点,循环次数为 5次时制备的虾油凝胶备的G′更高,虾油凝胶三维结构更紧密。
图14 不同循环次数构建虾油凝胶的应变扫描图像
Fig.14 Strain scan images of crayfish oil gels constructed with different number of jets
2.11.2 温度扫描
温度扫描可虾油凝胶的热稳定性。由图15可知,随着扫描温度的升高,虾油凝胶的G′均随着扫描温度的增加而降低,在40～60 ℃急剧降低。这可能是由于随着扫描温度的升高,虾油凝胶的部分晶体结构熔化,导致三维晶体网络结构被破坏。虾油凝胶的初始G′随着剪切速度的增加先增加后降低。
图15 不同循环次数构建虾油凝胶的温度扫描图像
Fig.15 Temperature of crayfish oil gels constructed with different number of jets
2.12 不同循环次数构建虾油凝胶的油损失率
由图16可知,随着循环次数的增加,油损失率先降低再升高,最高值为16.08%,循环5次时油损失率最低为6.30%,循环次数为5次和7次时构建的油凝胶油损失率无显著性差异(P>0.05)。结合实际生产,选择循环次数为5次时构建的油凝胶进行后续实验。
图16 不同循环次数制备得到虾油凝胶的油损失
Fig.16 Oil loss from crayfish oil gels prepared at different shear rates
2.13 傅里叶变换红外光谱分析
油凝胶中分子间化学键的相互作用可以通过傅立叶变换红外光谱来表征。由图17可知,虾油凝胶样品在3 500～3 000 cm-1附近处出现与—OH基团的伸缩振动有关吸收峰;在3 100～2 800 cm-1的条带是由C—H伸缩振动引起的[28];1 750～1 690 cm-1为C
O的伸缩振动峰;C—H弯曲振动峰在1 500～1 300 cm-1附近;1 300～910 cm-1为单键伸缩振动区;870～675 cm-1为C—H伸缩振动引起的。傅里叶红外光谱分析发现构建的虾油凝胶的网络结构以碳氢键为主。
图17 油凝胶的傅里叶红外谱图
Fig.17 Fourier infrared spectra of oleogels
2.14 复合龙虾肠凝胶强度分析
凝胶强度是评价虾肠质量的关键指标[29]。由图18可知,随着虾油凝胶替代量的增加,复合龙虾肠的凝胶强度逐渐降低。当虾油凝胶替代量为25%时,凝胶强度最大,此时凝胶强度为288.11 g·cm,与对照组无显著性差异(P>0.05)。这可能是因为虾油凝胶替代量的增加会引起油的渗漏,导致复合小龙虾糜的黏度下降,进而影响虾肠的硬度,这与MOGHTADAEI等[30]的研究结果一致,其研究发现采用蜂蜡基油凝胶部分替代牛肉汉堡中的脂肪时,25%替代量制作的牛肉肉饼效果最好。
图18 虾油凝胶替代量对复合小龙虾肠凝胶强度的影响
Fig.18 Effect of crayfish oil-gel substitution on the gel strength of compound crayfish sausage
2.15 复合龙虾肠持水性分析
持水性反映复合小龙虾肠对水分的保持能力,保持能力强,说明其构成的三维网络结构更紧密,对水分的束缚性更强,则持水性越好[31]。由图19可知,随着虾油凝胶替代量的增加,虾肠的持水性逐渐降低。当虾油凝胶替代量为25%时,持水性最好,此时持水性为92.90%,与对照组无显著性差异(P>0.05)。
图19 虾油凝胶替代量对复合小龙虾肠持水性的影响
Fig.19 Effect of crayfish oil-gel substitution on the water holding capacity of compound crayfish sausage
2.16 复合龙虾肠蒸煮损失分析
蒸煮损失与凝胶结构和水结合能力有关,水分流失是复合龙虾肠产生蒸煮损失的主要原因。蒸煮损失越小,说明水分流失越少,其凝胶性更好[32]。由图20可知,随着虾油凝胶替代量的增加,复合龙虾肠的蒸煮损失增加,替代量为25%时,蒸煮损失与对照组无显著性差异(P<0.05),这与持水性的分析结果一致。
图20 虾油凝胶替代量对复合小龙虾肠蒸煮损失的影响
Fig.20 Effect of crayfish oil-gel substitution on cooking loss of compound crayfish sausage
2.17 复合龙虾肠色泽分析
由表2可知,油凝胶部分替代脂肪对虾肠的L*和b*值无显著性影响(P>0.05)。由于油凝胶本身呈浅橘色,随着虾油凝胶替代量的增加,虾肠的a*值增大,替代量为25%时与对照组无显著性差异(P>0.05),剩余4组与对照组均差异显著(P<0.05)。
表2 不同虾油凝胶替代量对复合小龙虾肠色泽的影响
Table 2 Effect of different crayfish oil-gel substitution on the color of compound crayfish sausage
虾油凝胶替代量/%L∗a∗b∗075.79±0.36ab8.82±0.13a17.30±0.22a2575.06± 0.10b9.05±0.10ab17.42±0.29a5075.22±0.18b9.35±0.12b17.72±0.21ab7575.86±0.17ab10.54±0.02c17.78±0.02ab10076.35±0.20a10.64±0.04c18.34±0.21b
注:不同小写字母代表有显著差异(P<0.05)(下同)。
2.18 复合龙虾肠质构分析
质构测定主要是是经过对样品的2次压缩来模拟人类的咀嚼运动,从而分析样品的质构特性[33]。由表3 可知, 除对照组虾肠的硬度与添加了虾油凝胶的4组有显著性差异外,弹性、内聚性、胶黏性、咀嚼性和回复性均无显著性差异(P>0.05)。这与MARTINS等[34]的研究结果一致。
表3 不同虾油凝胶替代量对复合小龙虾肠质构的影响
Table 3 Effect of different crayfish oil-gel substitutions on the texture of compound crayfish sausage
替代量/%硬度/g弹性/%内聚性胶黏性咀嚼性/g回复性04 780.71±64.51a0.902±0.007a0.765±0.020a3 659.80±135.68a3 296.44±137.34a0.459±0.018a254 351.99±53.03b0.884±0.015a0.687±0.072a2 911.31±379.26ab2 593.50±360.97ab0.452±0.009a504 085.27±13.73c0.906±0.005a0.744±0.010a2 969.57±69.59ab2 674.01±62.64ab0.449±0.067a753 838.79±55.65d0.896±0.005a0.752±0.011a2 889.94±76.21ab2 590.76±62.61ab0.458±0.013a1003 443.92±65.23e0.902±0.004a0.737±0.016a2 742.91±181.92b2 474.79±166.20b0.447±0.009a
2.19 复合龙虾肠流变特性分析
不同虾油凝胶替代量对虾肠流变特性的影响如图21所示。5组样品都显示,20～40 ℃时,G′逐渐降低,因为虾糜自溶酶降解,使得肌纤维蛋白尾部膨胀,造成蛋白网络和氢键在加热过程中被破坏[35]。50～90 ℃时,G′值升高,代表弹性凝胶的生成。添加虾油凝胶的虾肠G′走势与对照组相同,但是G′值低于对照组,表明添加虾油凝胶的复合龙虾糜具有较小的刚性和弹性,其最终产品硬度值下降也证明了这一变化。这与王颂博等[11]的研究一致,这可能是由于虾油凝胶的添加使得盐溶蛋白的溶出降低, 影响了蛋白质凝胶网络和基质的形成。
图21 不同虾油凝胶替代量对复合小龙虾糜流变性的影响
Fig.21 Effect of different crayfish oil-gel substitution on the rheology of compound crayfish minced
2.20 复合龙虾肠感官评价
由图22可知,5组样品总分无显著性差异;色泽方面虾油凝胶替代量50%组得分最高,与对照组得分最为接近;口感和风味方面,随着虾油凝胶替代量的增加,得分也随之增加,说明虾油凝胶的加入给虾肠带来了良好风味;组织形态方面,对照组与虾油凝胶替代量25%组得分接近,替代量为100%时得分较低,可能是因为虾油凝胶替代量过高,油脂析出影响体系黏度,使得虾肠硬度降低,肠体变软。综上,虾油凝胶替代量为25%和50%时可以部分替代虾肠中的猪油。
图22 虾油凝胶替代量对复合小龙虾肠感官评价的影响
Fig.22 Effect of crayfish oil-gel addition on the sensory evaluation of compound crayfish sausage
3 结论与讨论
本实验旨在研究动态高压微射流的射流压力和循环次数对构建虾油凝胶的影响以及虾油凝胶在复合龙虾肠中的应用。随着射流压力的增加,乳液粒径和油凝胶油损失率逐渐减小,电位绝对值和油凝胶硬度逐渐增大,射流压力为120 MPa和160 MPa时各指标无显著性差异,考虑到实际生产加工的经济效益,选择 120 MPa 对乳液进行处理;随着循环次数的增加,乳液粒径和油凝胶油损失率呈现先减小后增大的趋势,电位绝对值和油凝胶硬度呈现先增大后减小的趋势,在循环次数为5次时各指标效果达到最佳,油凝胶硬度为(13.38±0.48) N,油损失率为6.30%;通过对虾肠的凝胶强度、持水性、蒸煮损失、质构、色泽、流变特性、感官品质等进行测定,对比了4种不同虾油凝胶比例替代猪油对复合小龙虾肠品质的影响。结果表明,虾油凝胶替代动物脂肪会降低虾肠的硬度、咀嚼性,对L*和b*的影响不显著,a*影响显著,虾油凝胶替代量为25%时,与对照组的凝胶强度、持水性和蒸煮损失无显著性差异,但在风味评分中略高于对照组。因此,虾油凝胶替代量为25%时,更适合作为复合龙虾肠中动物脂肪的替代品。后期可继续探讨虾油凝胶对虾油挥发性风味物质的缓释作用,及虾油凝胶应用方式。
[1] GE Z Z, ZHANG Y Y, JIN X Y, et al. Effects of dynamic high-pressure microfluidization on the physicochemical, structural and functional characteristics of Eucommia ulmoides Oliv. seed meal proteins[J]. LWT, 2021, 138:110766.
[2] 程淼淼. 基于动态高压微射流处理的燕麦蛋白高内相乳液体系的构建及DHA藻油的负载[D]. 无锡: 江南大学, 2023.
CHENG M M. Construction of oat protein high internal phase emulsion system based on dynamic high-pressure microfluidization and loading of DHA algal oil[D]. Wuxi: Jiangnan University, 2023.
[3] YU D Y, XING K W, WANG N, et al. Effect of dynamic high-pressure microfluidization treatment on soybean protein isolate-rutin non-covalent complexes[J]. International Journal of Biological Macromolecules, 2024, 259:129217.
[4] YU D Y, LI N, WANG R, et al. Preparation of conjugated linoleic acid-rich oleogel emulsions by dynamic high-pressure microfluidization technology[J]. Journal of Food Engineering, 2024, 362:111755.
[5] ZHENG Y M, LI Z Y, LU Z Y, et al. Structural characteristics and emulsifying properties of lotus seed protein isolate-dextran glycoconjugates induced by a dynamic high pressure microfluidization Maillard reaction[J]. LWT, 2022, 160:113309.
[6] 徐聃, 孔保华, 武晗. 脂肪替代品在肉制品中的研究与应用进展[J]. 食品研究与开发, 2007, 28(3):163-166.
XU D, KONG B H, WU H. Development of research and applications of fat replacers in meat products[J]. Food Research and Development, 2007, 28(3):163-166.
[7] 袁冬雪, 常婧瑶, 殷永超, 等. 油凝胶替代动物脂肪在肉制品中应用的研究进展[J]. 食品工业科技, 2022, 43(14):467-474.
YUAN D X, CHANG J Y, YIN Y C, et al. Recent advances in the application of oleogel as fat replacers in meat products[J]. Science and Technology of Food Industry, 2022, 43(14):467-474.
[8] 王卉, 邵东旭, 陈献达. 大豆蛋白稳定乳液油凝胶的制备及其在肉糜中的应用[J]. 食品研究与开发, 2024, 45(3):131-136.
WANG H, SHAO D X, CHEN X D. Emulsion oil gel stabilized by soybean protein isolate: Preparation and application in minced meat[J]. Food Research and Development, 2024, 45(3):131-136.
[9] 李恩泽, 吴静雯, 贾心悦, 等. 油凝胶替代脂肪的研究及在植物肉饼中的应用[J]. 食品科学, 2024, 45(8):45-54.
LI E Z, WU J W, JIA X Y, et al. Study of oleogel as fat substitute and its application in plant-based meatloaf[J]. Food Science, 2024, 45(8):45-54.
[10] 耿宏庆, 康梦瑶, 杨凯麟, 等. 高压微射流处理对微晶纤维素-猪油Pickering乳液的影响[J]. 食品与发酵工业, 2022, 48(22):60-67.
GENG H Q, KANG M Y, YANG K L, et al. Effect of high-pressure microfluidization treatment on microcrystalline cellulose-lard Pickering emulsion[J]. Food and Fermentation Industries, 2022, 48(22):60-67.
[11] 王颂博, 马传国, 司天雷, 等. 不同玉米油凝胶作为火腿肠中脂肪替代品[J]. 中国油脂, 2021, 46(7):121-126.
WANG S B, MA C G, SI T L, et al. Different corn oil gel as a substitute for ham sausage fat[J]. China Oils and Fats, 2021, 46(7):121-126.
[12] 孙雅晖, 韩立娟, 苏凌志, 等. κ-卡拉胶对蜂蜡基乳液凝胶微观结构和性质的影响[J]. 食品科学, 2023, 44(12):25-33.
SUN Y H, HAN L J, SU L Z, et al. Effect of κ-carrageenan on the microstructure and properties of beeswax-based emulsion gels[J]. Food Science, 2023, 44(12):25-33.
[13] ZHANG F Y, WANG P, HUANG M Y, et al. Modulating the properties of myofibrillar proteins-stabilized high internal phase emulsions using chitosan for enhanced 3D-printed foods[J]. Carbohydrate Polymers, 2024, 324:121540.
[14] 周小悦, 姚丽娜, 陶文初, 等. 微晶纤维素含量对板栗浆悬浊液稳定性的影响[J]. 食品工业科技, 2023, 44(6):121-127.
ZHOU X Y, YAO L N, TAO W C, et al. Effects of microcrystalline cellulose concentration in complex colloidal system on stability of chestnut suspension[J]. Science and Technology of Food Industry, 2023, 44(6):121-127.
[15] WANG N, WU L R, HUANG S, et al. Combination treatment of bamboo shoot dietary fiber and dynamic high-pressure microfluidization on rice starch: Influence on physicochemical, structural, and in vitro digestion properties[J]. Food Chemistry, 2021, 350:128724.
[16] 杨玉琪, 王福超, 刘龙龙, 等. 紫苏油凝胶的制备及贮藏特性研究[J]. 延边大学农学学报, 2022, 44(3):52-60.
YANG Y Q, WANG F C, LIU L L, et al. Study on perilla oleogel preparation and storage characteristic[J]. Agricultural Science Journal of Yanbian University, 2022, 44(3):52-60.
[17] 王莉倩. 三种木本油凝胶的制备及特性分析[D]. 杨凌: 西北农林科技大学, 2022.
WANG L Q. Preparation and characteristic analysis of three woody oleogels[D]. Yangling: Northwest A &F University, 2022.
[18] WU M, XUE Z, WANG C X, et al. Smart antibacterial nanocellulose packaging film based on pH-stimulate responsive microcapsules synthesized by Pickering emulsion template[J]. Carbohydrate Polymers, 2024, 323:121409.
[19] 李慧, 陈百科, 金素莱曼, 等. 油脂对虾糜凝胶品质的影响[J]. 食品与发酵工业, 2022, 48(8):143-149.
LI H, CHEN B K, JIN S, et al. Effect of grease and oil on the quality of minced shrimp gel[J]. Food and Fermentation Industries, 2022, 48(8):143-149.
[20] MORENO H M, BARGIELA V, TOVAR C A, et al. High pressure applied to frozen flying fish (Parexocoetus brachyterus) surimi: Effect on physicochemical and rheological properties of gels[J]. Food Hydrocolloids, 2015, 48:127-134.
[21] 韩冬辉. 动态高压微射流均相制备甘蔗渣纳米纤维素工艺研究[D]. 武汉: 华中农业大学, 2013.
HAN D H. Homogenerous preparation of bagasee nanocellulose by dynamic high pressure microfluidization[D]. Wuhan: Huazhong Agricultural University, 2013.
[22] 张婷. 大豆蛋白-壳聚糖乳液模板油凝胶的制备及其应用研究[D]. 郑州: 河南工业大学, 2023.
ZHANG T. Study on preparation and application of emulsion-templated oleogels with soybean protein-chitosan[D]. Zhengzhou: Henan University of Technology, 2023.
[23] 唐彩利, 胡建兵, 郭时印, 等. 凝胶剂种类对双低菜籽油基凝胶油结构及性能的影响[J]. 中国油料作物学报, 2022, 44(3):667-677.
TANG C L, HU J B, GUO S Y, et al. Influence of different gelators on structure and performance of double-low rapeseed oil-based organogels[J]. Chinese Journal of Oil Crop Sciences, 2022, 44(3):667-677.
[24] TAVERNIER I, PATEL A R, VAN DER MEEREN P, et al. Emulsion-templated liquid oil structuring with soy protein and soy protein: κ-carrageenan complexes[J]. Food Hydrocolloids, 2017, 65:107-120.
[25] 管小庆. 单硬脂酸甘油酯/单月桂酸甘油酯大豆油凝胶性质、微观结构及贮藏稳定性的研究[D]. 南京: 南京农业大学, 2020.
GUAN X Q. Studies on the properties, microstructure and storage stability of glyceryl monostearate/glyceryl monolaurate soybean oleogel[D]. Nanjing: Nanjing Agricultural University, 2020.
[26] 孙苹. 基于β-谷甾醇复合凝胶剂的油凝胶制备、表征及其在巧克力中的应用[D]. 合肥: 合肥工业大学, 2022.
SUN P. Oleogel prepared by β-sitosterol composite gelling agent: Characterization and its application in chocolate[D]. Hefei: Hefei University of Technology, 2022.
[27] 耿啸. 高压微射流制备微纳乳剂的实验与数值模拟研究[D]. 济南: 齐鲁工业大学, 2016.
GENG X. The experiment and numerical simulation study on the preparation of micro-nano emulsions by high pressure microfluidization[D]. Jinan: Qilu University of Technology, 2016.
[28] 武州. 林蛙油凝胶特性的研究及应用[D]. 长春: 吉林大学, 2017.
WU Z. Study on gel properties and application of Oviductus Ranae[D]. Changchun: Jilin University, 2017.
[29] 王聪. 淀粉和亲水胶体对白鲢鱼鱼糜凝胶特性的增效作用研究[D]. 锦州: 渤海大学, 2019.
WANG C. Synergistic effect of starch and hydrocolloid on gel properties of silver carp surimi[D]. Jinzhou: Bohai University, 2019.
[30] MOGHTADAEI M, SOLTANIZADEH N, GOLI S A H. Production of sesame oil oleogels based on beeswax and application as partial substitutes of animal fat in beef burger[J]. Food Research International, 2018, 108:368-377.
[31] 李睿智, 王嵬, 仪淑敏, 等. 白鲢鱼鱼糜凝胶过程中水分及凝胶特性的变化[J]. 现代食品科技, 2016, 32(5):91-97; 198.
LI R Z, WANG W, YI S M, et al. Changes in water and gel properties of silver carp (Hypophthalmichthys molitrix) surimi during gelation process[J]. Modern Food Science and Technology, 2016, 32(5):91-97; 198.
[32] 刘欣, 姜鹏飞, 傅宝尚, 等. 高压均质化改性竹笋膳食纤维对虾糜凝胶特性及化学作用力的影响[J]. 食品科学, 2024, 45(11):192-200.
LIU X, JIANG P F, FU B S, et al. Effects of high-pressure homogenization modified bamboo shoot dietary fiber on the gelation properties and chemical forces of shrimp surimi[J]. Food Science, 2024, 45(11):192-200.
[33] TAN Z F, YANG X Q, WANG Z M, et al. Konjac glucomannan-assisted fabrication of stable emulsion-based oleogels constructed with pea protein isolate and its application in surimi gels[J]. Food Chemistry, 2024, 443:138538.
[34] MARTINS A J, LORENZO J M, FRANCO D, et al. Omega-3 and polyunsaturated fatty acids-enriched hamburgers using sterol-based oleogels[J]. European Journal of Lipid Science and Technology, 2019, 121(11): 1900111.
[35] HUANG J L, YE B B, WANG W, et al. Incorporation effect of inulin and microbial transglutaminase on the gel properties of silver carp (Hypophthalmichthys molitrix) surimi[J]. Journal of Food Measurement and Characterization, 2021, 15(1):1-11.