碱性氨基酸调控对牦牛肉糜制品品质特性的影响

王新颖1,李俊熙1,毛云1,兰道亮2,王立娜1,郝刚1,王琳琳1*

1(西南民族大学 食品科学与技术学院,四川 成都,610041)2(西南民族大学 畜牧兽医学院,四川 成都,610041)

摘 要 为探究氨基酸种类及其添加量对牦牛肉糜制品品质特性的影响,并得到能改善牦牛肉糜制品品质的最佳氨基酸类别及添加量,该文以添加不同比例L-赖氨酸(Lys)、L-精氨酸(Arg)和L-组氨酸(His)的牦牛肉糜为试验对象,测定分析牦牛肉糜的食用品质、乳化特性、流变性及微观结构等指标。结果表明,0.60%(质量分数)的Lys、Arg、His能增加牦牛肉糜的色泽、保水性、质构特性,以及牦牛肉糜的乳化稳定性和流变性(储能模量和损耗模量)(P<0.05);低场核磁结果显示,Lys、Arg、His能使牦牛肉糜的自由水向不易流动水或结合水转变,其中以Lys的效果最好;扫描电子显微镜显示Lys、Arg、His能使牦牛肉糜的微观结构从结构松散、空隙较大转变为结构致密、空隙较小,Lys和Arg的效果较好。综合来看,0.60%的Lys对牦牛肉糜的品质改善效果最佳。

关键词 碱性氨基酸;牦牛肉糜制品;品质特性;微观结构

牦牛起源于中国,主要生活在青海、西藏、四川、甘肃等靠近于青藏高原的严寒地区。青藏高原独特的气候条件和生存环境赋予了牦牛肉独特的风味和口感,同时还具有丰富的蛋白质和氨基酸,脂肪含量低,胡萝卜素以及铁、锌、钙等微量元素含量较高[1]。钠盐和磷酸盐是传统肉制品常用的添加剂。适量的钠盐可以减少微生物的滋生[2],延长肉制品的贮藏时间,提高肉制品的质地、风味和口感等。根据《中国居民营养与健康状况调查报告》可知,我国居民的钠含量摄入超标[3],钠离子主要通过钠盐来摄入,而食盐在肉制品的加工过程中必不可少,否则会降低肉制品的风味和口感,品质也会受到一定程度影响。磷酸盐可以提高肉制品的色泽、保水性,降低肉制品的酸败速度。但是过量的磷酸盐会导致食物产生不良味道,影响消费者的口感,而且会产生腹泻、腹痛、骨骼钙化等病症。

随着我国消费者健康意识和营养意识的提高,人们更倾向于消费低盐低脂的肉制品。因此,从事肉制品研究的相关人员在钠盐和磷酸盐的替代物方面已经开展很多研究。JIA等[4]研究了不同添加量L-精氨酸(Arg)对乳化肉糜品质的影响,发现0.2% Arg可以降低肉糜的蒸煮损失,0.8% Arg可以增加肉糜的保水能力。DA SILVA等[5]分别向博洛尼亚香肠(用KCl替代60%NaCl)添加0.2% L-赖氨酸(Lys)和0.1% Arg,发现添加这2种物质均能有效改善因加入KCl所导致肉制品保水性变差和品质下降的情况。李丛胜等[6]发现将Lys、L-组氨酸(His)、柠檬酸钠复配可以降低牛肉的蒸煮损失。ZHANG等[7]向干腌猪里脊肉中分别加入Lys和Arg,发现加入这2种物质可以降低里脊肉的过氧化值和硫代巴比妥酸反应物值,表明这2种物质具有抑制脂肪氧化的作用。然而目前的研究主要集中在猪肉糜、鸡肉糜和鸭肉糜等常见肉糜制品当中,而在牦牛肉糜制品加工过程中氨基酸是否能够起替代钠盐和磷酸盐的作用,不同种类及添加量的氨基酸对牦牛肉糜制品品质特性有何影响,相关研究尚未见报道且具体机制尚不清楚。

因此,本文以添加不同量(0.08%、0.15%、0.30%、0.60%,质量分数)的Lys、Arg、His的牦牛肉糜为研究对象,测定处理后的牦牛肉糜的食用品质、乳化特性、流变性及微观结构等指标。探究不同种类的碱性氨基酸及添加量对牦牛肉糜品质特性的潜在影响,通过流变行为和微观结构图像的研究,阐明其对肉糜品质影响的潜在机理,为氨基酸提高肉糜稳定性的应用提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

牦牛肉、牛肠衣,开文牛羊肉商店;L-赖氨酸(99%,食品级)、L-精氨酸(99%,食品级)、L-组氨酸(99%,食品级),河南万邦化工科技有限公司;马铃薯淀粉(食品级),东莞东美食品有限公司;食盐(食品级),中盐长江盐化有限公司;鸡精(食品级),四川国莎实业有限公司。

1.2 仪器与设备

CM-700D色差仪,柯尼卡美能达股份有限公司;HH-6数显恒温水浴锅,国华(常州)仪器制造有限公司;FA114A电子天平,上海豪晟科学仪器有限公司;L00-9240A电热恒温鼓风干燥箱,上海龙跃仪器设备有限公司;TA-XT-Plus食品物性分析仪,英国Stable Micro System公司;PH-STAR手持pH计,德国麦斯特有限公司;Inspect扫描电子显微镜,美国FEI。

1.3 实验方法

1.3.1 样品处理

原料肉预处理:剔除新鲜牦牛肉的筋腱、血块和脂肪,将牦牛肉用绞肉机绞碎,添加食盐2.5%、水15%、五香粉0.5%、马铃薯淀粉7%、鸡精0.4%,并按照表1添加不同种类的氨基酸,所有辅料的添加量均为牦牛肉糜总和的质量分数,于4 ℃下腌制24 h。

表1 氨基酸添加种类及添加量试验设计 单位:%(质量分数)
Table 1 Design of amino acid type and proportion test

编号Lys添加量Arg添加量His添加量00.000.000.0010.080.080.0820.150.150.1530.300.300.3040.600.600.60

灌肠:将腌制好的肉馅填充于天然牛肠衣中,两端打扣。将灌好的牦牛肉糜放置于20 ℃的水浴锅中,升温至80 ℃后,再加热50 min,待肉糜完全冷却以后,放于冰箱的4 ℃下保存。

1.3.2 测定指标

1.3.2.1 pH值

参照GB 5009.237—2016,测定样品pH。每个肉样测定3次,取平均值作为最终结果。

1.3.2.2 色泽

利用经白板校正后的色差仪进行测定,通过色差仪测量得L*值、a*值和b*值,每个肉样测定3个不同的位置,取平均值作为最终结果。

1.3.2.3 保水性

a)解冻损失(thawing loss,TL):参考杜婷婷等[8]的方法并略作修改,将牦牛肉肠切成薄片称重后放入冰箱中冷冻过夜,第2天取出,于4 ℃解冻4 h后用滤纸擦干表面水分称其质量,每种牦牛肉肠取3个平行。解冻损失的计算如公式(1)所示:

(1)

式中:TL为解冻损失,%;m0为冷冻前的切片质量,g;m1为解冻后的切片质量,g。

b)蒸煮损失(cooking loss,CL),参照唐月利等[9]的方法,并略有修改。将样品置于烧杯中,蒸煮前称量空烧杯的质量(m5)与加入到烧杯中的样品与烧杯的总质量(m6);置于恒温水浴锅中,以1 ℃/min的速率由20 ℃升温至80 ℃,并在80 ℃加热20 min,蒸煮后除去可见水分,称取蒸煮后的样品与烧杯的总质量(m7),所得蒸煮损失表示样品在蒸煮过程中损失重量占原重的百分比计算如公式(2)所示:。

(2)

式中:CL为蒸煮损失,%;m5为蒸煮前空烧杯的质量,g;m6为样品和烧杯的质量,g;m7为蒸煮后样品和烧杯的质量,g。

1.3.2.4 低场核磁共振弛豫时间(T2)测量

水分分布按照HAN等[10]的低场核磁方法,取适量样品于核磁管中,放入半径为7.5 mm的测试管中测试。参数设置为:温度调整为32 ℃,自旋-弛豫时间采用CPMG序列,参数τ值(90°~180°脉冲之间的时间)设定为0.40 ms,进行8次重复扫描,回波数为104,2次扫描之间重复时间为4 000 ms,通过仪器自带软件进行反演获得弛豫时间(T2)值。

1.3.2.5 质构特性

参考王文艳等[11]的方法并适当修改。将牦牛肉糜制品切成2 cm高的柱体,切面保持平整,通过物性仪来测定牦牛肉糜制品的质构。参数设定如下:采用P/0.5的探头,测前速度、测中速度、测后速度分别为2.00、1.00、1.00 mm/s,触发力为5 g,间隔时间为5 s,触发类型选用Strain,压缩比为40%。测定弹性、内聚性、黏性、硬度、咀嚼性5个指标。

1.3.2.6 乳化稳定性(emulsification stability,ES)

参考ABBASI等[12]的方法,并做适当修改。取适量生肉糜样品于离心管中,以4 500 r/min离心60 s,于70 ℃下水浴30 min,再以4 500 r/min离心5 min。取出沉淀并称重,将上清液倒入坩埚中,于80 ℃下干燥12 h。总可表达流体(total expressible fluid,TEF)和可表达脂肪(expressible fat,EFAT)的计算如公式(3)和公式(4)所示:

(3)

(4)

式中:TEF为流出液体的百分比;EFAT为流出脂肪的百分比;M0为样品初始质量,g;M1为离心管和样品初始质量,g;M2为离心管和沉淀质量,g;M3为空坩埚质量,g;M4为干燥后的坩埚质量,g。

1.3.2.7 流变性

参照栗俊广等[13]的方法并做适当修改,取适量生肉糜样品均匀涂布于测试平台上,用硅油将肉糜密封,采用40 mm的夹具测试。测定参数设置为:狭缝0.5 mm,频率1 Hz,应变0.25%,样品以2 ℃/min的速度从20 ℃升温至85 ℃,记录肉糜的储能模量(G′)和损耗模量(G″)随温度升高的变化情况。

1.3.2.8 微观结构

参照高廷轩等[14]的方法,并适当修改。从Lys、Arg、His组中选取添加量为0.30%的肉糜样品,将其切成1.0 cm×1.0 cm×1.0 cm正方体肉样,放置在质量分数为2.5%的戊二醛固定液中,放置在4 ℃的条件下固定。将样品取出,用up水洗涤2次,每次5 min,用系列梯度酒精脱水,30%、50%、70%、80%、90%、95%、100%(体积分数),每梯度10 min。将样本轻轻粘在导电胶上,离子溅射喷镀,最后在扫描电子显微镜下选择合适位置,放大1 000倍进行观察。

1.4 数据处理分析

以上数据均取3次重复测定的平均值,并用“平均值±标准差”表示。利用SPSS 20.0对数据进行统计分析获得平均值和标准差,采用Duncan多重比较进行显著性方差分析,显著性水平P<0.05。作图采用Origin 2021软件。

2 结果与分析

2.1 Lys、Arg、His对牦牛肉糜pH值的影响

pH值是影响肉制品的一个重要指标,它可以影响肉制品的货架期、颜色、风味、色泽等品质。Lys、Arg、His对牦牛肉糜pH的影响如图1所示,所有试验组的pH均高于空白组,而且随着氨基酸添加量的增加,pH也呈递增趋势,这与WANG等[15]的研究结果一致,表明3种氨基酸均能使肉制品的pH变高,原因可能是3种氨基酸均为碱性氨基酸,自身pH较高,进而使蛋白质分子的净电荷增加。综上可知,添加Lys、Arg、His均可以增加牦牛肉糜的pH,且添加量越多pH值越高,其中0.60% Lys组pH值变化最大。

图1 Lys、Arg、His对牦牛肉糜pH值的影响
Fig.1 Effect of Lys, Arg, and His on pH value of minced yak meat
注:图中不同小写字母表示同一氨基酸处理组不同添加量差异显著(P<0.05);不同大写字母表示不同氨基酸在同一添加量处理组差异显著(P<0.05)(下同)。

2.2 Lys、Arg、His对牦牛肉糜色泽的影响

肉的颜色主要取决于肌肉中血红蛋白和肌红蛋白的含量与变化状态,还受添加剂和水分含量等影响。Lys、Arg、His对牦牛肉糜色泽的影响如图2所示。如图2-a所示,除0.08% Lys组L*值高于空白对照组外,3种氨基酸会使肉糜L*值降低。一方面,Lys能够有效地抑制脂质和蛋白质的氧化,这可能促使L*值增加[16]。另一方面,HONG等[17]发现肉制品水分含量的增加会导致颜色变浅,L*值的变化与猪肉的水分含量呈负相关。Lys、Arg和His的添加均显著降低了CL值,增加了水分含量,这种增加导致L*值降低。

a-L*;b-a*;c-b*
图2 Lys、Arg、His对牦牛肉糜色泽的影响
Fig.2 Effect of Lys, Arg, and His on color of minced yak meat

如图2-b所示,3种氨基酸加入后肉糜a*值均有所上升,且随着Lys添加量增加呈现递增趋势,原因可能是Lys、Arg和His具有抗氧化和螯合金属阳离子的特性,这可能有助于a*值增加。Lys和Arg可以将高铁肌红蛋白还原成氧合肌红蛋白,促使亚硝基肌红蛋白形成,从而导致a*值上升[18];His的咪唑基团能与血红素中的亚铁离子生成稳定的配位复合物,从而使a*值上升[18]。如图2-c所示,总体来看,3种氨基酸均能使肉糜的b*值下降,呈现递减的趋势。

综上可知,3种氨基酸的添加均能使肉糜的L*b*值下降,a*值上升,此结果与ZHOU等[19]结果相似,表明Lys、Arg、His可以防止Mb(Fe2+)氧化,这有助于增强肉制品的感官颜色。

2.3 L-Lys、L-Arg、L-His对牦牛肉糜保水性的影响

Lys、Arg、His对牦牛肉糜保水性的影响如图3所示。肉经过解冻后会有汁液流失,如果汁液流失过多,说明肉的稳定性和解冻后的肉质量越差。由图3-a可知,3种氨基酸均能显著降低牦牛肉糜的TL值(P<0.05)和CL值,且总体上会随着添加量增加呈递减趋势。此结果与刘广娟等[20]结果相似。除0.08% His组以外,其余试验组均显著低于空白组(P<0.05)。研究表明CL值的增加与pH值的增加有关[21]。与2.1节中pH的变化结果一致。分析原因可能是3种氨基酸均为碱性氨基酸,可以使肉糜pH上升,促使肌原纤维蛋白(myofibrillar protein,MP)偏离了自身的等电点,从而使蛋白之间的静电斥力增强,扩大了肌纤维间距,促进了蛋白质和水的相互作用[22]。此外,可能是质构参数增加所致。原因可能是氨基酸与内源性金属离子形成复合物,导致肌动球蛋白在肉蛋白中的解离,从而提高肉的凝胶强度[23]

a-TL;b-CL
图3 Lys、Arg、His对牦牛肉糜保水性的影响
Fig.3 Effect of Lys, Arg, and His on water retention of minced yak meat

其中,0.60% His组的解冻损失最低,0.60% Lys组对降低牦牛肉糜的蒸煮损失效果最好。Lys、Arg、His均能降低乳化肉糜的CL值,表明3种氨基酸能提高牦牛肉糜的保水性,有利于改善肉制品的品质。

2.4 Lys、Arg、His对牦牛肉糜水分分布情况的影响

利用低场核磁测定水分的T2弛豫信息,可以定量分析肌肉中3种状态水的分布及组成。结合水是通过静电引力与蛋白质紧密结合的水,占总水分的3%左右;不易流动水是存在于有序的肌纤维蛋白基质内部的水分,占总水分的90%以上;自由水是能自由流动在胞外的水,是汁液流失的来源。Lys、Arg、His对牦牛肉水分分布的影响规律如图4所示。各组均得到3个峰,分别对应着结合水T21(0~10 ms)、不易流动水T22(10~300 ms)、自由水T23(>300 ms)。

a-Lys组;b-Arg组;c-His组
图4 Lys、Arg、His对牦牛肉糜水分分布情况的影响
Fig.4 Effect of Lys, Arg, and His on moisture distribution in minced yak meat

将图谱进行反演后得到Lys、Arg、His对牦牛肉水分分布及组成见表2。3种氨基酸加入以后,牦牛肉糜的自由水相对含量均显著下降(P<0.05),有研究表明自由水相对含量和蒸煮损失相对应[10],此结果与2.3节的实验结果相对应;辜雪冬等[24]从分子水平探索牦牛冷鲜肉贮藏品质特性,牦牛肉在冰温和冷藏过程中,其自由水含量在1.5%~3%,与本文数据一致。其中Lys组下降幅度最大,Arg组和His组下降幅度相近。Lys组和His组牦牛肉糜不易流动水显著增加(P<0.05),其中His组牦牛肉糜不易流动水随着添加量呈现递增趋势。0.60% Lys组、0.30% His组和Arg组结合水含量上升,其余组均下降。结果表明,3种氨基酸均使牦牛肉糜中水的流动性下降,从而增加牦牛肉糜的保水性,其中Lys组中以0.30% Lys组、0.60% Lys组效果最好。

表2 Lys、Arg、His对牦牛肉糜水分分布及组成
Table 2 Water distribution and composition of Lys, Arg, and His on minced yak meat

氨基酸种类添加量/%结合水相对含量/%不易流动水相对含量/%自由水相对含量/%Lys0.002.15±0.03b95.62±0.11d2.34±0.18a0.082.07±0.24Cd96.26±0.17Ab1.67±0.20Bb0.302.88±0.05Cc96.26±0.03Aa0.86±0.02Cc0.603.08±0.06Ba95.68±0.10Bc1.24±0.01CcArg0.002.48±0.03d96.29±0.11a1.23±0.18a0.082.48±0.07Ac96.29±0.00Cb1.23±0.03Aa0.302.76±0.05Ab96.28±0.10Cb0.97±0.11Ab0.602.57±0.01Aa96.24±0.01Cc1.19±0.03BcHis0.002.48±0.03b97.01±0.11d0.51±0.18a0.082.30±0.13Bc96.32±0.01Bc1.37±0.09Ab0.302.32±0.00Ba95.82±0.11Bb1.85±0.11Bc0.602.56±0.03Cd96.57±0.00Aa0.86±0.09Ac

注:图中不同小写字母表示同一氨基酸处理组不同添加量差异显著(P<0.05);不同大写字母表示不同氨基酸在同一添加量处理组差异显著(P<0.05)(下同)。

2.5 Lys、Arg、His对牦牛肉糜质构特性的影响

Lys、Arg、His对牦牛肉糜质构特性的影响如表3所示。总体来看,添加了氨基酸的各个质构特性(硬度、弹性、内聚性、黏结性和咀嚼性)均增加,且均随着添加量的增加呈现递增的趋势,此研究结果与ZHOU等[19]研究结果相同。产生的原因一方面可能是这3种氨基酸改变了MP的构象,增加了活性巯基的数量;也有可能是改变了MP的胶凝行为[25]。另一方面,研究发现,凝胶强度的变化与pH有关,其中pH值从6.0增加到6.3,鸡胸肌匀浆的凝胶强度增加了51%[26],这与2.1节中随着氨基酸含量的增加,pH值增加的结果相对应。His组在添加量为0.60%时,牦牛肉糜的硬度、黏结性和咀嚼性较其他处理组达到最大,且和空白组相比差异显著(P<0.05),表明His组对于改善牦牛肉糜的质构特性效果最好。

表3 Lys、Arg、His对牦牛肉糜质构特性的影响
Table 3 Effects of Lys, Arg, and His on texture characteristics of minced yak meat

氨基酸种类添加量/%硬度/g弹性/mm内聚性/(N·s)黏结性/N咀嚼性/mJLys0.001 143.69±94.03b0.84±0.00a0.70±0.03a803.78±35.44c677.73±31.72c0.081 199.60±61.82Ab0.85±0.01Aa0.71±0.01Aa849.81±56.02Ac721.62±57.33Ac0.151 258.73±43.56Ab0.86±0.01Aa0.71±0.03Aa899.58±61.79Ac770.82±60.44Ac0.301 399.10±82.57Aa0.86±0.00Aa0.72±0.02Aa1 009.49±61.57Ab869.72±54.24Ab0.601 512.95±49.47Ba0.87±0.02Aa0.74±0.01Aa1 114.90±37.22Ba966.62±34.34BaArg0.001 143.69±94.03d0.84±0.00c0.70±0.03a803.78±35.44e677.73±31.72e0.081 193.11±13.91Acd0.84±0.01Ac0.71±0.01Aa849.71±22.47Ad715.46±13.76Ad0.151 252.15±24.05Abc0.85±0.01Abc0.72±0.02Aa899.16±19.65Ac761.84±18.05Ac0.301 327.59±21.85Ab0.86±0.01Aab0.73±0.01Aa962.86±7.83Ab829.25±9.73Ab0.601 482.35±31.32Ba0.87±0.01Aa0.73±0.01Aa1 084.66±5.52Ba942.55±4.73BaHis0.001 143.69±94.03d0.84±0.00a0.70±0.03a803.78±35.44d677.73±31.72d0.081 222.00±38.79Acd0.85±0.01Aa0.71±0.01Aa869.15±35.55Ac738.25±39.72Ac0.151 268.25±17.97Ac0.85±0.02Aa0.72±0.01Aa910.94±10.91Ac777.67±23.21Ac0.301 383.69±41.59Ab0.86±0.01Aa0.73±0.02Aa1 006.39±32.36Ab865.72±33.27Ab0.601 617.68±28.12Aa0.86±0.01Aa0.74±0.01Aa1 190.40±5.96Aa1 029.55±18.25Aa

2.6 Lys、Arg、His对牦牛肉糜乳化稳定性的影响

乳化稳定性可以用来评估肉制品质量,表征肉制品在加工过程中保持水分和脂肪的能力。TEF和EFAT这2种因素直接影响着油滴周围蛋白层的结构特性,进而影响到凝胶网络的致密性。Lys、Arg、His对牦牛肉糜乳化稳定性的影响如图5所示,3种氨基酸试验组的TEF值和EFAT值均低于空白组,且随着添加量增加呈递减趋势。添加量为0.30%、0.60%时,3种氨基酸组组内试验组的TEF均显著低于0.08%、0.15%的试验组(P<0.05),且显著低于空白组(P<0.05)。3种氨基酸添加量为0.15%的试验组的EFAT均显著高于添加了0.30%、0.60%的试验组(P<0.05),且显著低于0.08%的试验组(P<0.05)。此结果与ZHU等[27]结果相似。原因可能是3种氨基酸均是碱性氨基酸,可以提高pH来增强液滴间的静电斥力,降低油和水之间的界面张力,从而提高牦牛肉糜的乳化稳定性。此外,加入氨基酸后,促进了肌原纤维蛋白的溶出,增大了蛋白质间的交互作用,使其更加致密,而且随着氨基酸含量不断提高,盐溶蛋白溶出量也越多,表明乳化稳定性越好。综上可知,添加量为0.60%的3种氨基酸组均有较好的乳化稳定性。

a-TEF;b-EFAT
图5 Lys、Arg、His对牦牛肉糜乳化稳定性的影响
Fig.5 Effect of Lys, Arg, and His on emulsifying stability of minced yak meat

2.7 L-Lys、L-Arg、L-His对牦牛肉糜流变性的影响

肉糜的流变性可以反映MP变性对凝胶结构的影响[],G′的高低代表着MP形成凝胶的好坏。Lys、Arg、His对牦牛肉糜G′的影响如图6-a~图6-c所示。总体来看,3个氨基酸处理组对G′值的影响趋势均为先下降后上升。G′值首次下降可能是肌凝蛋白空间结构的变化从而引起分子流动性的增强而造成[28];G′值上升,是因为MP分子已经全部展开,以及MP分子之间交联形成稳定的凝胶结构;添加量为0.15%和0.60%的Arg组在80~85 ℃略有下降,可能是温度过高导致蛋白三维网络结构遭到破坏。Lys组和Arg组在30 ℃以后牦牛肉糜的G′均高于空白组,表明Lys和Arg的添加有利于MP凝胶的形成。G″值可以反映物质的黏性。Lys、Arg、His对牦牛肉糜G″影响规律如图6-d~图6-f所示。加热过程中G′值变化趋势与G″值变化趋势相似。这也可能与脂肪的减少和网状凝胶的形成有关。

a-Lys-G′;b-Arg-G′;c-His-G′;d-Lys-G″;e-Arg-G″;f-His-G
图6 Lys、Arg、His对牦牛肉糜流变性的影响
Fig.6 Effect of Lys, Arg, and His on rheological properties of minced yak meat

2.8 Lys、Arg、His对牦牛肉糜微观结构的影响

Lys、Arg、His对牦牛肉糜微观结构的影响如图7所示。空白组的结构松散,且有多个较大的空隙,这可能和此状态下牦牛肉MP溶解度较小有关系,无法形成致密均匀的三维网状结构[29]。而且有研究表明,松散疏松的凝胶网状结构会降低肉糜的质构和保水性,这与前文空白组的牦牛肉糜保水性和质构特性都相对较差所对应。Lys组和Arg组肉糜凝胶微观结构明显变得更加紧凑均匀,但仍有部分的空隙;His组结构比空白组微观结构更加致密均匀,空隙也较小,表明Lys和Arg比His能使牦牛肉糜凝胶微观结构变得更加致密均匀,原因可能是这3种氨基酸均能提升牦牛肉糜MP的溶解度,而Arg还可以抑制MP聚集[30],这些特性可能促使肉糜凝胶变得更加致密均匀。综上可知,牦牛肉糜的微观结构很好地解释了牦牛肉糜的质构和保水性,这3种氨基酸的添加均能使牦牛肉糜凝胶微观结构变得更加致密均匀,Lys组和Arg组效果较好,His组效果较差。

a-空白组;b-Lys组;c-Arg组;d-His组
图7 Lys、Arg、His对牦牛肉糜微观结构的影响
Fig.7 Effect of Lys, Arg, and His on microstructure of minced yak meat

3 结论

综上所述,0.30%、0.60%的Lys、Arg、His均能增加牦牛肉糜的流变性(G′和G″)和质构特性,以及牦牛肉糜的色泽、保水性和乳化稳定性(P<0.05)。综合来看,0.60% Lys组的牦牛肉糜品质均优于其他组。3种氨基酸均能使肉糜的自由水向不易流动水或结合水转变,其中以Lys的效果最好,Arg次之,His的效果最差,Lys组中又以0.30% Lys组、0.60% Lys组的效果最好。Lys、Arg、His均能使牦牛肉糜的微观结构从结构松散和空隙较大转变为结构致密均匀空隙较小。

参考文献

[1] 洛松卓嘎. 西藏牦牛改良技术推广问题与对策[J].畜禽业, 2021, 32(10):100-101.LUO S.Problems and countermeasures of improving technology popularization of Tibetan yak[J].Livestock and Poultry Industry, 2021, 32(10):100-101.

[2] DELGADO-PANDO G, FISCHER E, ALLEN P, et al.Salt content and minimum acceptable levels in whole-muscle cured meat products[J].Meat Science, 2018, 139:179-186.

[3] SUBASINGHE A K, ARABSHAHI S, BUSINGYE D, et al.Association between salt and hypertension in rural and urban populations of low to middle income countries:A systematic review and meta-analysis of population based studies[J].Asia Pacific Journal of Clinical Nutrition, 2016, 25(2):402-413.

[4] JIA G L, ORLIEN V, LIU H J, et al.Effect of high pressure processing of pork (Longissimus dorsi) on changes of protein structure and water loss during frozen storage[J].LWT, 2021, 135:110084.

[5] DA SILVA S L, LORENZO J M, MACHADO J M, et al.Application of arginine and histidine to improve the technological and sensory properties of low-fat and low-sodium bologna-type sausages produced with high levels of KCl[J].Meat Science, 2020, 159:107939.

[6] 李丛胜, 罗雨, 刘馨雨, 等.L-组氨酸、L-赖氨酸、柠檬酸钠复配对牛肉糜保水性的影响[J].食品研究与开发, 2020, 41(18):29-34.LI C S, LUO Y, LIU X Y,et al.Effect of mixture of L-histidine,L-lysine and sodium citrate on the water holding capacity of beef batters [J].Food Research and Development,2020,41(18):29-34.

[7] ZHANG Y Y, ZHANG D J, HUANG Y J, et al.Effects of basic amino acid on the tenderness, water binding capacity and texture of cooked marinated chicken breast[J].LWT, 2020, 129:109524.

[8] 杜婷婷, 张莉, 徐泽权, 等.不同成熟方式对哈萨克羊肉冻藏品质的影响[J].现代食品科技, 2023, 39(10):170-177.DU T T, ZHANG L, XU Z Q, et al.Effects of different aging methods on the quality of Kazakh mutton during frozen storage[J].Modern Food Science and Technology, 2023, 39(10):170-177.

[9] 唐月利, 贾娜, 杨松涛, 等.亚麻籽胶-亚麻籽油乳液替代脂肪对乳化肠品质特性的影响[J].食品科学, 2023, 44(10):64-72.TANG Y L, JIA N, YANG S T, et al.Effect of flaxseed gum-linseed oil emulsion as a fat substitute on the quality characteristics of emulsified sausage[J].Food Science, 2023, 44(10):64-72.

[10] HAN M Y, WANG P, XU X L, et al.Low-field NMR study of heat-induced gelation of pork myofibrillar proteins and its relationship with microstructural characteristics[J].Food Research International, 2014, 62:1175-1182.

[11] 王文艳, 陈睿璇, 魏贞, 等.超声波辅助菠萝蛋白酶对牛肉嫩度的影响[J].食品科技, 2023, 48(6):110-116.WANG W Y, CHEN R X, WEI Z, et al.Effect of ultrasound-assisted bromelain on tenderness of beef[J].Food Science and Technology, 2023, 48(6):110-116.

[12] ABBASI E, AMINI SARTESHNIZI R, AHMADI GAVLIGHI H, et al.Effect of partial replacement of fat with added water and tragacanth gum (Astragalus gossypinus and Astragalus compactus) on the physicochemical, texture, oxidative stability, and sensory property of reduced fat emulsion type sausage[J].Meat Science, 2019, 147:135-143.

[13] 栗俊广, 张旭玥, 李冰洁, 等.脱乙酰魔芋葡甘聚糖对反复冻融猪肉糜凝胶特性的影响[J].食品研究与开发, 2023, 44(11):1-6;20.LI J G, ZHANG X Y, LI B J,et al.Effect of deacetylated konjac glucomannan on the gelatin properties of chopped pork during repeatedly freeze-thaw cycles[J].Food Research and Development,2023,44(11):1-6;20.

[14] 高廷轩, 邓绍林, 赵雪, 等.多糖协同超声波处理对低盐鸡肉糜凝胶特性的影响[J].食品科学, 2021, 42(19):148-156.GAO T X, DENG S L, ZHAO X, et al.Synergistic effects of polysaccharide and ultrasonic treatment on gel properties of low-salt minced chicken meat[J].Food Science, 2021, 42(19):148-156.

[15] WANG Y, HU Y, LI Y K, et al.Individual effects of L-arginine or L-lysine on stability of pork or chicken emulsion sausages with partial replacement of porcine backfat by soybean oil[J].International Journal of Food Science &Technology, 2021, 56(12):6742-6751.

[16] XU P, ZHENG Y D, ZHU X X, et al.L-lysine and L-arginine inhibit the oxidation of lipids and proteins of emulsion sausage by chelating iron ion and scavenging radical[J].Asian-Australasian Journal of Animal Sciences, 2018, 31(6):905-913.

[17] HONG G P, PARK S H, KIM J Y, et al.The effects of high pressure and various binders on the physico-chemical properties of restructured pork meat[J].Asian-Australasian Journal of Animal Sciences, 2006, 19(10):1484-1489.

[18] NING C, BAO P Q, ZHANG D J, et al.Reduction and coordination properties of L-lysine/L-arginine/L-cysteine for the improvement of the color of cured sausage[J].Food Chemistry, 2020, 312:126122.

[19] ZHOU C L, LI J, TAN S J.Effect of L-lysine on the physicochemical properties of pork sausage[J].Food Science and Biotechnology, 2014, 23(3):775-780.

[20] 刘广娟, 徐泽权, 邢世均, 等.复合无磷保水剂的配方优化及对PSE猪肉贮藏品质的影响[J].核农学报, 2021, 35(4):854-862.LIU G J, XU Z Q, XING S J, et al.Formula optimization of compound non-phosphorus water-retention agent and its effects on storage quality of PSE pork[J].Journal of Nuclear Agricultural Sciences, 2021, 35(4):854-862.

[21] PUOLANNE E J, RUUSUNEN M H, VAINIONP J I.Combined effects of NaCl and raw meat pH on water-holding in cooked sausage with and without added phosphate[J].Meat Science, 2001, 58(1):1-7.

[22] WANG Z H, LI D Y, LIU X Y, et al.Achieving dual functions of texture modification and water retention of shrimp surimi products with the combination of epigallocatechin-3-gallate and γ-cyclodextrin[J].Food Chemistry, 2023, 418:136034.

[23] XIONG Y L, NOEL D C, MOODY W G.Textural and sensory properties of low-fat beef sausages with added water and polysaccharides as affected by pH and salt[J].Journal of Food Science, 1999, 64(3):550-554.

[24] 辜雪冬,孙术国,杨飞艳, 等.冰温或冷藏对牦牛肉贮藏品质及水分迁移的影响[J].农业工程学报,2019,35(16):343-350.GU X D, SUN S G, YANG F Y, et al.Effects of ice temperature or chilled storage on quality and moisture migration of yak meat[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2019, 35(16):343-350.

[25] 曹云刚, 梁光灿, 张鑫, 等.碱性氨基酸调控肌原纤维蛋白加工性能及肉品品质研究进展[J].食品科学, 2022, 43(21):341-348.CAO Y G, LIANG G C, ZHANG X, et al.Basic amino acids regulate the functional properties of myofibrillar protein and the quality of meat products:A comprehensive review[J].Food Science, 2022, 43(21):341-348.

[26] LESIW T, XIONG Y L.Chicken muscle homogenate gelation properties:Effect of pH and muscle fiber type[J].Meat Science, 2003, 64(4):399-403.

[27] ZHU X X, NING C, LI S Y, et al.Effects of L-lysine/ L-arginine on the emulsion stability, textural, rheological and microstructural characteristics of chicken sausages[J].International Journal of Food Science &Technology, 2018, 53(1):88-96.

[28] 贾娜, 孙嘉, 刘丹, 等.槲皮素对氧化条件下猪肉肌原纤维蛋白结构及凝胶特性的影响[J].食品科学, 2021, 42(10):45-51.JIA N, SUN J, LIU D, et al.Effect of quercetin on the structure and gel properties of pork myofibrillar protein under oxidative conditions[J].Food Science, 2021, 42(10):45-51.

[29] SUN J X, WU Z, XU X L, et al.Effect of peanut protein isolate on functional properties of chicken salt-soluble proteins from breast and thigh muscles during heat-induced gelation[J].Meat Science, 2012, 91(1):88-92.

[30] LYUTOVA E M, KASAKOV A S, GURVITS B Y.Effects of arginine on kinetics of protein aggregation studied by dynamic laser light scattering and tubidimetry techniques[J].Biotechnology Progress, 2007, 23(6):1411-1416.

Effects of alkaline amino acids on regulating quality characteristics of yak minced meat products

WANG Xinying1, LI Junxi1, MAO Yun1, LAN Daoliang2, WANG Lina1, HAO Gang1, WANG Linlin1*

1(College of Food Science and Technology, Southwest Minzu University, Chengdu 610041, China)2(College of Animal Science and Veterinary Medicine, Southwest Minzu University, Chengdu 610041, China)

ABSTRACT This study aimed to investigate the effects of amino acid categories and their additive amounts on the quality characteristics of yak minced meat products and to obtain the optimal amino acid categories and additive amounts that can improve the quality of yak minced meat products.In this paper, the edible quality, emulsification characteristics, rheology, and microstructure of yak minced meat were measured and analyzed by using yak minced meat with different ratios of L-lysine (Lys), L-arginine (Arg), and L-histidine (His).Results showed that 0.60% of Lys, Arg, and His increased the color, water retention, textural properties, and organoleptic qualities (tissue state and mouthfeel), as well as the emulsification stability and rheology [storage modulus (G′) and loss modulus (G″)] of minced yak meat (P<0.05).The results of low-field NMR showed that Lys, Arg, and His could transform the free water of yak mince to not easily flowable water or bound water, among which Lys had the best effect.Scanning electron microscopy showed that Lys, Arg, and His could change the microstructure of yak mince from a loose structure with large voids to a dense structure with smaller voids, and the effect of Lys and Arg was better.Taken together, 0.60% Lys had the best effect on improving the quality of yak mince.

Key words basic amino acids; yak minced meat products; quality characteristics; microstructure

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.037570

引用格式:王新颖,李俊熙,毛云,等.碱性氨基酸调控对牦牛肉糜制品品质特性的影响[J].食品与发酵工业,2024,50(22):115-122.WANG Xinying,LI Junxi,MAO Yun, et al.Effects of alkaline amino acids on regulating quality characteristics of yak minced meat products[J].Food and Fermentation Industries,2024,50(22):115-122.

第一作者:硕士研究生(王琳琳讲师为通信作者,E-mail:jiayouwl123@163.com)

基金项目:国家自然科学基金青年基金项目(32001726);国家重点研发计划项目(2021YFD1600205);四川省科技厅青年科学基金项目(2022NSFSC1663)

收稿日期:2023-10-08,改回日期:2024-02-03