添加劑對高水分擠壓組織化復合蛋白理化性質的影響

劉艷香，譚 斌，劉 明，田曉紅，鄭先哲，汪麗萍，吳娜娜，高 琨，翟小童，劉金明，孫 勇※

添加劑對高水分擠壓組織化復合蛋白理化性質的影響

劉艷香1,2，譚 斌2，劉 明2，田曉紅2，鄭先哲1，汪麗萍2，吳娜娜2，高 琨2，翟小童2，劉金明3，孫 勇1※

（1. 東北農業大學工程學院，哈爾濱 150030；2. 國家糧食局科學研究院，北京 100037； 3. 黑龍江八一農墾大學信息技術學院，大慶 163319）

為了改善高水分擠壓組織化復合蛋白肉感不強，肉質紋理結構差的問題，該文以小麥蛋白為主要基料，采用雙螺桿高水分擠壓技術，研究了添加劑對高水分擠壓組織化復合蛋白產品特性的改善效果，并探討了高水分擠壓組織化復合蛋白與市場上熟肉制品質構特性的差異。結果表明，不同種類添加劑對高水分擠壓組織化復合蛋白產品特性的影響呈現差異性，其中，大豆磷脂、卡拉膠加入不利于高水分擠壓組織化復合蛋白成型及網絡狀纖維結構的形成；氯化鈉添加0.5%時，可改善其纖維結構，加大添加量，色澤差異較小，組織化度，硬度及咀嚼度呈下降趨勢，不利于復合組織化蛋白網絡狀纖維結構的形成；碳酸氫鈉添加0.2%～0.4%時，可改善其品質特性；-半胱氨酸添加0.03%～0.09%時，其組織化度、硬度、咀嚼度均呈增加趨勢, 碳酸氫鈉、-半胱氨酸的添加均有利于復合組織化蛋白網絡狀纖維結構的形成。由各指標相關性評價可知，感官評分、值、組織化度、咀嚼度可作為其代表性評價指標。高水分復合蛋白的微觀結構可直觀地剖析添加劑對其組織化結構的影響效果。其中，大豆磷脂、卡拉膠加入時均未形成較多的網絡狀纖維結構。并與市場上熟肉制品的質構存在較大的差異性，其中硬度、彈性、聚結性、咀嚼度明顯增加。適量添加氯化鈉、碳酸氫鈉、-半胱氨酸，并結合市場上熟肉制品的質構特性，以感官評分、*值、組織化度、咀嚼度為評價指標，將為創制肉感較強、具有肉質紋理的仿肉制品提供基礎理論依據。

添加劑；組織；水分；高水分擠壓技術；組織化蛋白

劉艷香，譚 斌，劉 明，田曉紅，鄭先哲，汪麗萍，吳娜娜，高 琨，翟小童，劉金明，孫 勇. 添加劑對高水分擠壓組織化復合蛋白理化性質的影響[J]. 農業工程學報，2019，35(1)：294－302. doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2019.01.036 http://www.tcsae.org

Liu Yanxiang, Tan Bin, Liu Ming, Tian Xiaohong, Zheng Xianzhe, Wang Liping, Wu Nana, Gao Kun, Zhai Xiaotong, Liu Jinming, Sun Yong. Effects of food additives on physicochemical properties of high moisture extrusion textured composite protein[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2019, 35(1): 294－302. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2019.01.036 http://www.tcsae.org

0 引 言

小麥是中國產量和消費量最大的糧食作物，總產量在1億t以上。隨著小麥淀粉工業和酒精工業的不斷發展，小麥蛋白作為小麥工業加工副產物年產量已達30萬t，并呈現逐年增加的趨勢，被應用于面制品、肉類及人造肉類食品中[1-2]。目前，加工擠壓組織化蛋白是小麥蛋白應用的新途徑。小麥蛋白加工能耗、水耗較高，采用高水分物料開發組織化蛋白制品將是降低企業成本，提高附加值的有效途徑。高水分擠壓組織化蛋白是指蛋白物料水分高于40%，經雙螺桿擠壓制備的組織化蛋白，其纖維結構致密，組織化度高、具有動物肉的咀嚼感、即食、即用、營養成分損失少等優點[3-5]。與動物蛋白相比，單一植物蛋白的營養均有一定的缺陷，采用多蛋白復配可提高蛋白的營養效價，改善組織化蛋白的組織結構和質構[6-9]。然而，目前高水分組織化蛋白仍存在結構疏松，拉絲效果不佳，嚼膠感強、肉感不強等問題。Liu等[10]發現非共價鍵和二硫鍵對組織化蛋白的纖維狀結構的形成起到關鍵作用。Li等[11]研究發現在擠壓過程中，二硫鍵的交聯作用引起小麥蛋白亞基發生聚集，且擠壓溫度越高，交聯反應越劇烈。魏益民等[12]認為在花生蛋白擠壓過程中，疏水相互作用和氫鍵是影響組織化蛋白纖維狀結構形成的主要作用力。研究表明通過添加乳化劑、鹽類、氧化劑、還原劑等可改變蛋白質分子內或分子間的作用力，改變蛋白質空間結構的穩定性，改善擠壓組織化蛋白的感官品質、質構特性和微觀結構[13]。目前已開展了較多的研究。添加少量的碳酸氫鈉可提高小麥組織化蛋白的組織化度；加大碳酸氫鈉的添加量可引起組織化蛋白的巰基含量降低，過量添加不利于大豆濃縮蛋白與谷朊粉復配粉的組織化結構的形成[14]。添加劑復配比例對不同筋力谷朊粉的組織化特性影響存在差異[15]。添加NaCl可顯著影響大豆蛋白組織化特性和微觀結構[16]。添加少量溴酸鉀可改善花生蛋白的組織化特性，添加-半胱氨酸的作用不顯著[17]。添加-半胱氨酸、單甘酯使小麥組織化蛋白彎曲變形，膨脹率、組織化度下降[18]，另有研究學者認為添加-半胱氨酸可顯著提高小麥組織化蛋白的組織化度、硬度及咀嚼度，使其口感更接近動物肉[19]。Koh等[20]發現添加-半胱氨酸可改善小麥粉擠壓產品的纖維狀組織結構。

目前，在國內，采用高水分擠壓技術加工高仿肉仍處于試驗階段。為解決組織化蛋白肉感不強的問題，進一步提升高水分組織化蛋白的肉絲咀嚼效果，本文以小麥蛋白、花生蛋白、豌豆蛋白（質量比為65.5∶13.5∶21）為原料，擬分別添加大豆磷脂、卡拉膠、碳酸氫鈉（小蘇打）、氯化鈉、-半胱氨酸，研究其對小麥高水分組織化蛋白品質特性的影響規律，以期為提高仿肉類產品品質，推動高水分組織化蛋白技術成果轉化提供支撐，同時為進一步研究直接利用高水分面筋開發小麥組織化蛋白制品提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

谷朊粉，安徽瑞福祥食品有限公司；花生蛋白，河南亮健科技有限公司；豌豆蛋白，煙臺東方蛋白科技有限公司；-半胱氨酸，鄭州天海生物科技有限公司；大豆磷脂、卡拉膠、碳酸氫鈉、氯化鈉，市售。其中蛋白粉的基本組分見表1。

表1 原料的基本組分

1.2 儀器設備

FMHE36-24型（螺桿直徑36 mm，長徑比24，總功率25 kW，設備產能5～45 kg/h）高扭矩雙螺桿擠壓裝備，湖南富馬科食品工程技術有限公司；Minota CR-400色差計，日本Minota Co.,Ltd.；TA－XT型物性儀，英國Stable Microsystems；S-300N 型掃描電鏡，日本Hitachi公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 擠壓試驗

以小麥蛋白、花生蛋白、豌豆蛋白（質量比為65.5∶13.5∶21）復合蛋白為基料，添加大豆磷脂質量分數（0、0.20%、0.40%、0.60%、0.80%、1.00%）、卡拉膠質量分數（0、0.02%、0.04%、0.06%、0.08%、0.10%）、碳酸氫鈉質量分數（0、0.20%、0.40%、0.60%、0.80%、1.00%）、氯化鈉質量分數（0、0.50%、1.00%、1.50%、2.00%、2.50%）及-半胱氨酸質量分數（0、0.03%、0.06%、0.09%、0.12%、0.15%），采用FMHE 36-24型高扭矩雙螺桿擠壓裝備，開展蛋白組織化擠壓試驗。在前期大量擠壓組織化蛋白試驗的基礎上，設定擠壓操作參數：含水率49%，喂料速度11 kg/h，螺桿轉速330 r/min，擠壓機T2、T3、T4、T5、T6各區溫度分別設置為60、100、170、140、100 ℃，冷卻段采用60 ℃循環水冷卻[21-22]，待擠壓操作參數穩定后，截取每段約10 cm長的復合組織化蛋白，用于產品指標測定。

1.3.2 指標測定

1）色澤測定

采用X-Rite SP60系列積分球式分光光度儀測定樣品色澤，并記錄、、、D值。

2）組織化度測定

采用HDP/BS探頭對樣品（長20 mm，寬10 mm，高5 mm）進行剪切，設置測試前速度1 mm/s，測試速度1 mm/s，測試后速度1 mm/s，剪切程度為樣品厚度的75%，組織化度為橫向剪切力所做的功與縱向剪切力所做的功的比值[23]。

3）質構特性

采用TA-XT Plus型物性測試儀（TPA模式，P/36R探頭）[24]，測定組織化蛋白的硬度、黏著性、彈性等。將樣品切成邊長為15 mm，高為3 mm的正方體，置于測試臺中央，測試前速度1 mm/s，測試速度1 mm/s，測試后速度1 mm/s，下壓程度50%，間隔時間3 s，往復2次。

4）組織化蛋白感官評價[25]

根據8人評定小組品嘗擠壓組織化蛋白產品后，提出高水分組織化蛋白的評價指標及比重。其中，色澤(0.1)、表觀狀態(0.1)、組織化度（0.4）、韌性（0.1）、彈性（0.1）、咀嚼感（0.1）、和風味(系數0.1)，每項目滿分為10分。感官評分表詳見表2，擠壓組織化蛋白的感官得分計算公式如式（1）。

表2 組織化蛋白感官評分

5）產品微觀結構觀察

掃描電鏡：用鋒利單面刀片切取樣品，經冷凍干燥，黏在樣品臺上，樣品噴20 nm金粉后，通過S-300N 型掃描電鏡觀察并照相（15 kV）。

1.4 統計分析

采用Excel進行數據分析，結果以均值±SD表示； 采用SPSS 21軟件Duncan進行多重比較及雙變量相關 分析。

2 結果與分析

2.1 添加劑對高水分擠壓組織化復合蛋白產品特性的影響

2.1.1 大豆磷脂對高水分擠壓組織化復合蛋白產品特性的影響

添加大豆磷脂對小麥高水分擠壓組織化復合蛋白品質特性的影響結果見表3。隨著大豆磷脂添加量的增加，小麥高水分組織化蛋白的值D在添加量0.8%～1.0%時差異顯著。原因可能由于大豆磷脂本身呈黃褐色，導致*、*值增加；另一方面，大豆磷脂作為乳化劑，對蛋白具有包埋、絡合作用，阻礙了美拉德反應，導致*值增加。隨著大豆磷脂添加量的增加，組織化度呈先增加后降低的趨勢，在添加量0.4%時達最高值。原因可能是適量添加大豆磷脂可與蛋白質發生水合反應，有利于蛋白分子間發生交聯，提高產品的組織化度；過量添加大豆磷脂使蛋白質分子的疏水基結合達到飽和，其乳化作用使蛋白在擠壓機內與螺桿的摩擦力和剪切力降低，腔體壓力不足，蛋白質熔融不充分，在模頭處定向排列時，纖維結構形成較少。隨著大豆磷脂添加量的增加，硬度、彈性、咀嚼度降低；感官評分無顯著性差異（>0.05），分值較低。由感官評價可知，添加大豆磷脂使組織化蛋白的外觀成型較差，表面出現較多雜亂的斜縱向裂紋，結構軟塌、無質感。該結論與賈旭[26]添加卵磷脂不利于蛋白質的網絡結構形成，不利于谷朊粉、大豆蛋白復配粉的擠壓組織化相一致。

2.1.2 卡拉膠對高水分擠壓組織化復合蛋白產品特性的影響

添加卡拉膠對小麥高水分擠壓組織化復合蛋白品質特性的影響結果見表4。較未添加時，產品的值（除添加量0.06%時無顯著差異外）、（除添加量0.08%時無顯著差異外）、值（除添加量0.02%時，無顯著差異外）及D值（除添加量0.02%時無顯著差異外）均顯著增加，且隨卡拉膠添加量的增加，產品色澤較為穩定。隨著卡拉膠添加量的增加，組織化度呈先增加后降低的趨勢，且在添加量0.08%時達最大值2.15。該結論與賈旭[26]添加卡拉膠對組織化度影響較小存在偏差。較未添加時，產品硬度、咀嚼度在卡拉膠添加量0.02%時呈無顯著差異，在添加量大于0.02%時顯著降低。原因可能由于卡拉膠是一種帶有負電荷的高分子多糖，分子上帶有半硫酸酯基團，與蛋白質分子的長鏈作用，使蛋白質網絡結構增強；隨著添加量的增加，在高水分條件下，易與極性水分子作用，充填蛋白網絡中，不易于纖維結構的形成，導致組織化度、硬度、咀嚼度顯著下降。添加卡拉膠，產品感官評分無顯著性差異，但分值較低。由感官評價可知，添加卡拉膠使組織化蛋白在擠出口處外觀成型差，彈性強，結構軟塌，纖維狀結構形成較少?？梢?，添加卡拉膠不利于復合蛋白組織化結構的形成。

表3 大豆磷脂添加量對高水分擠壓組織化復合蛋白產品特性的影響

注：同一指標字母不同表示有顯著差異（<0.05），、、、D為亮度值、紅綠度、黃藍度、總色差，下同。

Note: Different letters in the same indicators indicate significant differences(<0.05);,,andDare brightness, red and green degree, yellow and blue degree, total color difference, the same as below.

表4 卡拉膠添加量對高水分擠壓組織化復合蛋白特性的影響

2.1.3 氯化鈉對高水分擠壓組織化復合蛋白產品特性的影響

添加氯化鈉對小麥高水分擠壓組織化復合蛋白品質特性的影響結果見表5。隨著氯化鈉添加量的增加，產品的值、D除在1.0%時顯著增加外，均無顯著性差異（> 0.05）。添加氯化鈉，產品值、值顯著增加（<0.05），在添加量0.5%～2.5%時無顯著差異（>0.05）。在高溫高壓高剪切環境下，蛋白呈熔融狀態利于發生美拉德反應，導致產品色澤加深。隨著氯化鈉添加量的增加，引起蛋白質周圍離子濃度過高，阻礙了美拉德反應，使產品色澤呈穩定狀態。與未添加氯化鈉相比，產品的組織化度在添加量0.5%時顯著增加（<0.05），在添加量大于0.5%時，均無顯著差異（>0.05）；產品的硬度在氯化鈉添加量0.5%時無顯著差異（>0.05），隨著添加量的繼續增加，呈顯著下降趨勢。隨著氯化鈉添加量的增加，產品的咀嚼度在添加量0.0%～1.5%時呈顯著下降趨勢；在添加量大于1.5%時，趨于一致。添加氯化鈉，產品的感官評分增加，在添加量0.5%～2.5%時無顯著差異（>0.05）。由感官評價可知，適量添加氯化鈉，組織化蛋白在擠出口處呈現色澤均一，表面光滑，結構緊密，質地均勻的品質，具有較明顯的纖維化結構。已有研究表明在高溫高水分環境，蛋白充分熔融，氯化鈉參與蛋白質分子由無序狀態重新排列形成纖維狀的結構，使蛋白網狀結構更加緊密，利于組織化[26]。過量添加氯化鈉引起蛋白質周圍離子濃度過高，溶解度下降，形成穩定的球蛋白結構，阻礙蛋白結構展開和功能性基團的暴露，不利于蛋白分子的交聯作用，導致組織化蛋白結構軟塌，質感降低，組織化度、咀嚼度降低。該結論與Kitabatake等[16]研究的氯化鈉對大豆蛋白高水分組織化特性的影響相一致?？梢?，適量添加氯化鈉有利于提高蛋白組織化程度。

2.1.4 碳酸氫鈉對高水分擠壓組織化復合蛋白產品特性的影響

添加碳酸氫鈉對小麥高水分擠壓組織化復合蛋白品質特性的影響結果見表6。隨著碳酸氫鈉添加量的增加，產品的值先增加后降低，并趨于一致，其中在添加量0.2%時達最高值；*值呈無顯著性差異（>0.05）；產品的*值呈顯著下降趨勢（<0.05），在添加量0.6%～1.0%時較為穩定；產品的D值在添加量0.0%～0.8%時無顯著性差異（>0.05），在添加量1.0%時，顯著降低（<0.05）。碳酸氫鈉本身呈堿性，添加過量時，在高水分堿性環境下易發生美拉德反應，使色澤加深。隨著碳酸氫鈉添加量的增加，產品的組織化度呈先增加后降低的趨勢，其中添加量0.4%～0.6%時，其組織化度較高，該結論與徐添等[14]研究小蘇打對谷朊粉擠壓產品的組織化度變化趨勢相近。隨著碳酸氫鈉添加量的增加，產品的硬度、咀嚼度呈下降趨勢，其中在添加量0.0%～0.4%及1.0%時顯著降低（<0.05），在添加量0.4%～0.8%時呈無顯著性差異（>0.05）。該結論與賈旭[15]研究小蘇打對大豆蛋白、谷朊粉復合蛋白組織化特性的影響相一致。原因可能是由于適量添加碳酸氫鈉時，碳酸氫鈉在擠壓過程中發生分解產生二氧化碳氣體，該氣體在模頭處迅速從蛋白熔融體中溢出，引起組織化蛋白形成較多的空隙和纖維狀結構；當碳酸氫鈉添加過量時，大量包裹在蛋白熔融體中的二氧化碳在擠出口處瞬間釋放，引起纖維狀結構斷裂，弱化了組織化度、硬度和咀嚼度。在添加量0.2%～0.4%時，產品的感官評分較高，復合組織化蛋白的堿味不明顯。

表5 氯化鈉添加量對高水分擠壓組織化復合蛋白產品特性的影響

表6 碳酸氫鈉添加量對高水分擠壓組織化復合蛋白產品特性的影響

2.1.5-半胱氨酸對高水分擠壓組織化復合蛋白產品特性的影響

添加-半胱氨酸對小麥高水分擠壓組織化復合蛋白品質特性的影響結果見表7。添加-半胱氨酸，產品的值顯著降低（<0.05），值顯著增加（<0.05），產品色澤加深。隨著-半胱氨酸添加量的增加，值呈下降趨勢（<0.05），其中在添加量0.03%～0.09%時呈無顯著差異（>0.05）；值呈增加趨勢，其中在添加量0.03%～0.12%時呈無顯著差異（>0.05）；D呈下降趨勢，其中在0.03%～0.12%時呈無顯著差異（>0.05）。原因可能是由于-半光氨酸是一種含巰基氨基酸，參與美拉德反應，導致色澤加深。隨著-半胱氨酸添加量的增加，產品的組織化度呈先增加后降低的趨勢，其中在添加量0.09%時達最大值2.24；產品硬度、咀嚼度呈顯著增加趨勢（< 0.05）；在添加量0.03%～0.12%時，產品的感官評分差異不顯著（>0.05）。該結論可能是適量添加-半胱氨酸，有利于增強蛋白質之間的交聯程度，結構更加緊密，形成較明顯的纖維結構，另一方面-半胱氨酸作為一種還原劑，可破壞蛋白質之間的二硫鍵，導致組織化蛋白呈現軟塌，纖維結構減少，質感下降的現象。綜合評價可知，-半胱氨酸適宜的添加量為0.03%～0.09%。

2.2 高水分擠壓組織化復合蛋白各品質指標相關性評價

高水分擠壓組織化復合蛋白品質指標較多，為了簡化評價指標，采用相關性分析，綜合所有試驗，開展各指標間的相關性分析，結果見表8。由表8可知，感官評分與高水分復合組織化蛋白產品的組織化度、黏著性呈顯著正相關（<0.05）；*值與硬度、彈性、聚結性、咀嚼度呈極顯著負相關（<0.01）；*值與硬度、聚結性、咀嚼度呈顯著正相關（<0.05）；*值與*值、E值呈極顯著正相關（<0.01），均與硬度、彈性、咀嚼度呈顯著負相關（< 0.05）；組織化度與彈性呈顯著正相關（<0.05）；硬度、聚結性、咀嚼度彼此呈顯著正相關。綜合評價可知，感官評分、*值、組織化度、咀嚼度可作為高水分組織化蛋白品質特性的代表性評價指標[27]。

表7 添加L-半胱氨酸對高水分擠壓組織化復合蛋白產品特性的影響

表8 高水分擠壓組織化復合蛋白產品特性指標之間的相關性

注:*代表相關性顯著,（<0.05）。

Note:* means the correlation is significant , (<0.05).

2.3 高水分擠壓組織化復合蛋白產品的微觀結構

圖1是高水分組織化蛋白的微觀結構。由圖1可知，零添加時，小麥組織化蛋白結構致密，網絡狀纖維結構少，拉絲效果差。大豆磷脂、卡拉膠均未呈現較多的網絡狀纖維結構。添加氯化鈉引起組織化蛋白呈現較多的交織網絡狀纖維結構。其中，添加0.50%的氯化鈉時，組織化蛋白具有較多均勻的孔隙，孔隙中纖維化結構交織呈網絡狀，具有較好的拉絲效果，添加量大于0.5%時，網絡狀纖維結構呈減少的趨勢。碳酸氫鈉添加0.20%～0.40%時，堿性條件賦予了組織化蛋白較多的網絡狀纖維結構，在添加量大于0.4%時組織化蛋白的結構中形成較多大的孔隙，網絡狀纖維結構減少。該結論與Li等[28]添加堿可引起蛋白質發生交聯，適量添加可改善蛋白的紋理結構，形成較多纖維狀微觀結構相一致。-半光氨酸使組織化蛋白呈層狀，結構緊密，該結論與Li等[29]研究發現添加半胱氨酸的小麥粉擠壓產品的微觀結構孔隙尺寸減小相一致。

圖1 添加劑對高水分組織化蛋白微觀結構的影響

2.4 高水分擠壓組織化復合蛋白與市場熟肉制品的質構品質差異性評價

為了科學地評價高水分擠壓組織化復合蛋白產品與熟肉制品的品質差異性，開展了市場上熟肉制品的質構品質分析，結果見表9。綜合分析不同添加劑的高水分擠壓組織化復合蛋白的質構品質，可知，高水分組織化蛋白的組織化度的變幅為1.70～2.38，介于市場上熟肉制品的組織化度0.79～3.74之間，高于牛肉的組織化度1.35、1.53，分布于豬肉、雞肉的組織化度范圍（其中豬肉的組織化度0.79、1.69、3.35，雞肉的組織化度分別為1.58、2.25、3.74）。由差異性分析可知，牛肉制品的組織化度無顯著差異（>0.05），不同部位的豬肉、雞肉的組織化度差異較大（< 0.05）。高水分擠壓組織化復合蛋白的硬度值變幅為13 869～26 044 g，為熟肉制品（硬度值變幅5 135～13 348 g）的2倍以上，其中一款豬肉的硬度較高，達13 348 g，其他熟肉制品分布于5 135 ～7 252 g。由差異性分析可知，除叉燒肉（豬肉）硬度較高外，其他熟肉制品硬度無顯著性差異（>0.05）。高水分擠壓組織化復合蛋白的彈性均不低于0.91，聚結性均不低于0.82，均高于熟肉制品的彈性和聚結性，其中熟制牛肉的彈性、聚結性分別為0.91、0.62～0.67，豬肉的彈性、聚結性分別為0.74～0.91、0.40～0.75，雞肉的彈性、聚結性分別為0.74～0.78、0.61～0.67。由差異性分析可知，雞肉的彈性較低于牛肉、豬肉（除醬肘子）。高水分擠壓組織化復合蛋白的咀嚼度在10 707～21 853 g之間，為市場上熟肉制品的3倍以上，其中熟肉制品的咀嚼度變幅為2 007～9 784 g，除了一款豬肉的咀嚼度較高，為9 784 g，其他分布于2 007～3 697 g。綜上所述，高水分擠壓組織化復合蛋白的質構特性與市場上的熟肉制品存在較大的差異性，其中硬度、彈性、聚結性、咀嚼度明顯增加。

表9 市場熟肉制品的品質評價

3 結 論

1）不同添加劑對高水分擠壓組織化復合蛋白產品特性的影響顯著。其中，大豆磷脂、卡拉膠加入均時不利于高水分擠壓組織化復合蛋白產品成型及網絡狀纖維結構的形成；氯化鈉添加0.5%時，可改善其纖維結構，加大添加量，色澤差異較小，組織化度，硬度及咀嚼度呈下降趨勢，感官評分呈上升趨勢；碳酸氫鈉添加0.2%～0.4%時，可改善其品質特性，值、感官評分較高；-半胱氨酸添加0.03%～0.09%時，其組織化度、硬度、咀嚼度均呈增加趨勢。

2）感官評分、值、組織化度、咀嚼度可作為高水分組織化蛋白產品特性的代表性評價指標。其中高水分組織化蛋白的感官評分與組織化度、粘著性呈顯著正相關；色澤值、值與硬度、彈性、咀嚼度呈極顯著負相關；值與硬度、咀嚼度呈顯著正相關；組織化度與彈性呈顯著正相關；硬度、聚結性、咀嚼度彼此呈顯著正相關。

3）高水分復合蛋白的微觀結構可直觀地剖析添加劑對復合蛋白組織化結構的影響規律。其中，大豆磷脂、卡拉膠加入時均未形成較多的網絡狀纖維結構；氯化鈉、碳酸氫鈉分別添加0.50%、0.20%～0.40%時，均有利于復合組織化蛋白形成網絡狀纖維結構，產生較好的拉絲效果；-半胱氨酸使組織化復合蛋白定向結構排列緊密。

4）高水分擠壓組織化復合蛋白的質構特性與市場上熟肉制品存在較大的差異性，其中硬度、彈性、聚結性、咀嚼度明顯增加。

總之，適量添加氯化鈉、碳酸氫鈉、-半胱氨酸，并結合市場上熟肉制品的質構特性，以感官評分、*值、組織化度、咀嚼度為評價指標，將對創制肉感較強、具有肉質紋理的仿肉制品提供理論依據。

[1] 趙宇生，卞科，毋江. 谷朊粉的研究與應用[J]. 食品科技，2007, 33(6): 31－34. Zhao Yusheng, Bian Ke, Wu Jiang.Research and application of wheat gluten powder[J]. Food Science and Technology, 2007, 33(6): 31－34. (in Chinese with English abstract)

[2] 趙學敬. 谷朊粉開發與產量控制[J]. 糧食科技與經濟，2013, 38(5): 50－51.Zhao Xuejing. Development and yield control of gluten[J]. Grain Science and Technology and Economy, 2013, 38(5): 50－51. (in Chinese with English abstract)

[3] 張金闖，魏益民，張波，等. 組織化大豆蛋白生產工藝研究與應用進展[J]. 中國糧油學報，2015，30(10)：135－139. Zhang Jinchuang, Wei Yimin, Zhang Bo, et al. The research on production technology and application process of textured soybean protein[J]. Journal of the Chinese Cereals and Oils Association, 2015, 30(10): 135－139. (in Chinese with English abstract)

[4] Akdogan H. High moisture food extrusion[J]. International Journal of Food Science and Technology, 1999, 34(3): 195－207.

[5] 孫照勇，陳鋒亮，張波，等. 植物蛋白高水分擠壓組織化技術研究進展[J]. 農業工程學報，2009, 25(3): 308－312. Sun Zhaoyong, Chen Fengliang, Zhang Bo, et al. The current situation and development of vegetable protein's high moisture extrusion technology organization[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2009, 25(3): 308－312. (in Chinese with English abstract)

[6] 莫重文. 質構化蛋白及仿肉食品研制[J]. 鄭州工程學院學報，2001, 29(3): 9－13. Mo Zhongwen. Preparation on textured protein and imitation meat products[J]. Journal of Zhengzhou Grain College, 2001, 29(3): 9－13. (in Chinese with English abstract)

[7] 丘豐，周益眾，舒永興，等. 幾種植物蛋白粉及不同配比后的蛋白質功效比分析[J]. 實用預防醫學, 2004, 11(3): 593－594. Qiu Feng, Zhou Yizhong, Shu Yongxing, et al. Study on the PER of several plant protein powders and their different proportion[J]. Practical Preventive Medicine, 2004, 11(3): 593－594. (in Chinese with English abstract)

[8] 孫照勇，魏益民，張波，等. 大豆花生復合擠壓組織化蛋白質構特性的研究[J]. 農產品加工(學刊)，2009(3): 13－16.Sun Zhaoyong, Wei Yimin, Zhang Bo, et al. Study on texture properties of soybean and peanut blend extrusion products[J]. Academic Periodical of Farm Products Processing, 2009(3): 13－16. (in Chinese with English abstract)

[9] Liu K S, Hsieh F H. Protein–protein interactions during high-moisture extrusion for fibrous meat analogues and comparison of protein solubility methods using different solvent systems[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2008, 56(8): 2681－2687.

[10] Liu K S, Hsieh F H. Protein-protein interactions in high moisture-extruded meat analogs and heat-induced soy protein gels[J]. Journal of American Oil Chemists' Society, 2007, 84(8): 741－748.

[11] Li M, Lee T C. Relationship of the extrusion temperature and the solubility and disulfide bond distribution of wheat proteins[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 1997, 45(7): 2711－2717.

[12] 魏益民，張汆，張波，等. 花生蛋白高水分擠壓組織化過程中的化學鍵變化[J]. 中國農業科學，2007, 40(11): 2575－2581. Wei Yimin, Zhang Cuan, Zhang Bo, et al. Changes of chemical bonds in peanut protein high moisture extrusion texturization[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2007, 40(11): 2575－2581. (in Chinese with English abstract)

[13] 鄭一哲，杜進堂，李艷梅. 生命體系中的氫鍵[J]. 大學化學，2007, 22(2): 27－33. Zhen Yizhe, Du Jintang , Li Yanmei. Hydrogen bonds in living systems[J]. University Chemistry, 2007, 22(2): 27－33. (in Chinese with English abstract)

[14] 徐添，趙妍嫣，袁蓓蕾，等. 雙螺桿擠壓處理對小麥蛋白組織化程度的影響[J]. 食品工業科技，2013, 34(15): 87－90，96. Xu Tian, Zhao Yanyan, Yuan Beilei, et al. Effect of extrusion processing on wheat protein organization characteristics[J]. Science and Technology of Food Industry, 2013, 34(15): 87－90, 96. (in Chinese with English abstract)

[15] 賈旭. 堿性條件對組織化蛋白品質的影響[J]. 肉類工業，2016, 37(8): 24－26，30. Jia Xu. Effect of alkaline condition on quality of textured protein[J]. Meat Industry, 2016, 37(8): 24－26, 30. (in Chinese with English abstract)

[16] Kitabatake N, Megard D, Cheftel J C. Continuous gel formation by HTST extrusion-cooking: Soy proteins[J]. Journal of Food Science, 1985, 50(5): 1260－1265.

[17] 張汆，魏益民，張波，等. 蛋白質含量對花生粕組織化產品質量的影響[J]. 中國農業科學，2007, 48(8): 1753－1759. Zhang Cuan, Wei Yimin, Zhang Bo, et al. Effect of protein contents on the quality properties of texturized peanut protein products[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2007, 48 (8): 1753－1759. (in Chinese with English abstract)

[18] 李誠. 小麥蛋白雙螺桿擠壓組織化工藝及機理研究[D]. 合肥：合肥工業大學，2015. Li Cheng. Texturization Processing of Wheat Gluten Using a Twin Screw Extruder and Mechanism Involved [D]. Hefei: Hefei University of Technology, 2015. (in Chinese with English abstract)

[19] 馬寧. 小麥組織化蛋白品質改良及應用研究[D]. 無錫：江南大學，2013. Ma Ning. Study on the Modification and Application of Textured Wheat Gluten[D]. Wuxi: Jiangnan University, 2013. (in Chinese with English abstract)

[20] Koh B K, Karwe M V, Schaich K M. Effects of cysteine on free radical production and protein modification in extruded wheat flour [J]. Cereal Chemistry, 1996, 73(1): 115－122.

[21] 劉明，蔣華彬，譚斌，等. 淀粉對高水分擠壓組織化小麥蛋白產品特性的影響[J]. 糧油食品科技，2018, 26(1): 7－12. Liu Ming, Jiang Huabin, Tan Bin, et al. Effect of starches on the properties of textured wheat protein with high moisture[J]. Science and Technology of Cereals, Oils and Foods, 2018, 26(1): 7－12. (in Chinese with English abstract)

[22] 蔣華彬. 小麥蛋白高水分擠壓組織化特性研究[D]. 哈爾濱：東北農業大學，2017. Jiang Huabin.The Properties of High Moisture Textured Wheat Protein [D].Harbin: Northeast Agricultural University, 2017. (in Chinese with English abstract)

[23] Shiau S, Yeh A. On-line measurement of rheological properties of wheat flour extrudates with added oxido- reductants, acid, and alkali[J]. Journal of Food Engineering, 2004, 62(2): 193－202.

[24] 耿永然，李文軍，王奕云，等. 復合蛋白原料組成對擠壓組織化產品特性的影響[J]. 天津科技大學學報，2016，31(1): 17－21. Geng Yongran, Li Wenjun, Wang Yiyun, et al. Effect of compound protein compositions on extrusion texturization[J]. Journal of Tianjin University of Science & Technology, 2016, 31(1): 17－21. (in Chinese with English abstract)

[25] 蔣華彬，劉明，劉艷香, 等. 不同來源蛋白對谷朊粉擠壓組織化產品特性的影響[J]. 糧油食品科技，2017, 25(3)：17－22. Jiang Huabin, Liu Ming, Liu Yanxiang, et al.Effects of various proteins on the properties of extruded texture of wheat gluten[J]. Science and Technology of Cereals, Oils and Foods, 2017, 25(3): 7－22. (in Chinese with English abstract)

[26] 賈旭. 小麥谷朊粉在大豆蛋白擠壓組織化中的應用研究[D]. 鄭州：河南工業大學，2010. Jia Xu. The Studies on the Application of Wheat Gluten to Textured Soy Protein[D]. Zhengzhou: Henan University of Technology, 2010. (in Chinese with English abstract)

[27] 康立寧，田志剛，劉香英, 等. 大豆組織化蛋白產品品質的因子分析和綜合評價研究[J]. 吉林農業科學，2012，37(2): 45－48. Kang Lining, Tian Zhigang, Liu Xiangying, et al. Comprehensive evaluation of textured soybean protein quality based factor analysis[J]. Journal of Jilin Agricultural Sciences, 2012, 37(2): 45－48. (in Chinese with English abstract)

[28] Li T, Guo X N，Zhu K X, et al. Effects of alkali on protein polymerization and textural characteristics of textured wheat protein[J]. Food Chemistry, 2018, 239: 579－587

[29] Li M, Lee T C. Effect of cysteine on the functional properties and microstructures of wheat flour extrudates[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 1996, 44(7): 1871－1880.

Effects of food additives on physicochemical properties of high moisture extrusion textured composite protein

Liu Yanxiang1,2, Tan Bin2, Liu Ming2, Tian Xiaohong2, Zheng Xianzhe1, Wang Liping2, Wu Nana2, Gao Kun2, Zhai Xiaotong2, Liu Jinming3, Sun Yong1※

(1.150030,; 2.100037,; 3.163319,)

High moisture textured protein is a kind of meat analog made by high moisture extrusion technology, which has a multi-layered and fibrous structure, and is regarded as a new product to utilize wheat protein. There were a lot of factors could effect on properties of high moisture textured protein, which includedthe process operation parameter, protein composition, types of plant proteins, and additives. In order to solve the problems of weak meat taste and poor meat textured structure of the high moisture extrusion textured composite protein, this paper took wheat gluten as the main raw material, and the effects of additives (soybean phospholipid, carrageenan, sodium chloride, sodium bicarbonate, and-cysteine) on the textured properties of compound protein by using high-moisturedouble-screw extrusion technology was studied, and the differences of the texture characteristics between high moisture extrusion textured composite protein and the commercial cooked meat were also discussed. Results showed that different types and the addition quantity of additives had differenteffects on properties of high moisture extrusion textured composite protein, where adding soybean phospholipid or carrageenan both was not conducive to form the network fiber structure. Adding 0.5% sodium chloride,*,*, the texturing degree, and the sensory score all increased, which improved the fiber structure of the textured compound protein. Increasing its addition level, the color changed without any difference, and the texturizing degree, the hardness and the chewiness were all decreased. Adding 0.2%-0.4% sodium bicarbonate,, the texturing degree and the sensory score all increased, while the hardness and the chewiness all decreased. Increasing its addition level,,*, the texturing degree, the hardness, the chewiness and the sensory score all decreased. Adding-cysteine,and* decreased,*, the hardness and the chewiness increased. When adding 0.03%-0.09%-cysteine, the texturizing degree, the hardness and the chewiness all increased, and the sensory score changed without any difference. Evaluated the correlation of each index, which showed that the sensory score had positivecorrelation with the texturing degree and the adhesiveness (<0.05).* had very significantly passive correlation with*, △, the hardness, the springiness, the calescence and the chewiness (<0.01).* had significantpositivecorrelation with the hardness, the calescence and the chewiness (<0.05).* had significantpositivecorrelation with △, and both had significantly passive correlation with the hardness, the springiness, and the chewiness. The hardness had significantpositivecorrelation with the calescence and the chewiness. So, the texturing degree and the chewiness could be used as the representative evaluation indices。The effects of additives on the textured properties of compound protein could be directly analyzed by the microstructure. The microstructure showed that adding soybean phospholipid or carrageenan did not appear better network fiber structure. 0.5% sodium chloride or 0.20%-0.40% sodium bicarbonate could formed more network of fibrous structure. Adding- cysteine, the structure was closely arranged. The textured properties had great differences between the high moisture extrusion textured composite protein and the commercial cooked meat. Among the textured properties, the hardness, the springiness, the coalescence, and the chewiness all increased obviously. In a word, adding proper amount of sodium chloride, sodium bicarbonate and-cysteine, with the textured properties of the commercial cooked meat, and taking sensory score,* value, histology degree and chewing degree as evaluation indices to produce the high moisture extrusion textured composite protein, which would provide the basic theoretical basis to create imitation meat products with a strong sense of meat and meat texture.

additives; textures; moisture; high-moisture extrusion technology; textured protein

2018-06-29

2018-11-19

國家重點研發計劃資助2016YFD0400702

劉艷香，博士生，副研究員，研究方向為糧食加工副產物的利用。Email：lyx@chinagrain.org

孫 勇，博士，教授，研究方向為可再生能源開發與利用。Email：Sunyong740731@163.com

10.11975/j.issn.1002-6819.2019.01.036

TS 210.9

A

1002-6819(2019)-01-0294-09