肉的重組技術(shù)起源于20世紀(jì)60年代,它是指借助于機(jī)械和添加輔料(食鹽、食用復(fù)合磷酸鹽、動(dòng)植物蛋白、淀粉、卡拉膠等)以提取肌肉纖維中基質(zhì)蛋白和利用添加劑的粘合作用使肉顆粒或肉塊重新組合,經(jīng)冷凍后直接出售或者經(jīng)預(yù)熱處理保留和完善其組織結(jié)構(gòu)的肉制品的加工技術(shù)。
1、重組肉加工技術(shù)
目前,重組肉加工技術(shù)已廣泛應(yīng)用于魚肉和畜肉制品加工中。根據(jù)重組肉的粘結(jié)機(jī)理,可以將重組技術(shù)分為酶法加工技術(shù)、化學(xué)法加工技術(shù)、物理法加工技術(shù),現(xiàn)分別介紹其加工原理。
1.1酶法加工技術(shù)
酶法加工技術(shù)是指利用酶催化肉的肌原纖維蛋白和酶的最適底物,如酪蛋白(casein)、大豆分離蛋白(SPI)等同源或異源蛋白質(zhì)的基團(tuán)之間發(fā)生聚合和共價(jià)交聯(lián)反應(yīng),提高蛋白質(zhì)的凝膠能力和凝膠的穩(wěn)定性,從而將肉片、肉塊在外界合適的條件下粘結(jié)在一起的技術(shù)。酶法加工技術(shù)主要使用轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶(簡稱TG),TG能夠催化蛋白質(zhì)分子內(nèi)部或蛋白質(zhì)分子之間的?；D(zhuǎn)移反應(yīng),產(chǎn)生共價(jià)交聯(lián)。肌肉中的肌球蛋白和肌動(dòng)蛋白正是谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶作用的最適底物之一,經(jīng)TG的催化,肌肉蛋白分子間形成致密的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),從而將不同粒度大小的碎肉粘結(jié)在一起,改善了肉制品的品質(zhì),提高了產(chǎn)品的附加值。目前,日本千葉制粉公司、日本味之素公司生產(chǎn)的TG粉已廣泛應(yīng)用于魚肉和畜肉加工的模擬食品中。除了TG粉外,還研制出血漿纖維蛋白粘合劑,其粘結(jié)機(jī)理是模擬血凝的最后階段反應(yīng)。以Ca2 激活纖維蛋白原形成半剛性纖維蛋白單體,單體自發(fā)形成以氫鍵相連接的可溶性多聚體,多聚體通過物理作用與化學(xué)鍵粘合周圍碎肉以形成大片肉或大塊肉。黃耀江等人還通過鮮羊血制備出纖維蛋白原溶液,通過凝血酶的催化交聯(lián)作用,使碎肉充分粘結(jié)。通過與正常肉的成片性和煮后狀態(tài)的對比試驗(yàn),結(jié)果表明,此法粘結(jié)的重組肉與正常肉在這兩方面無差別。這種血漿纖維蛋白粘合劑的加工技術(shù)現(xiàn)已申請專利。
1.2化學(xué)法加工技術(shù)
由于TG粉的價(jià)格較貴,為了降低重組肉的生產(chǎn)成本,保證產(chǎn)品質(zhì)量,人們研究使用了化學(xué)方法,如使用海藻酸鈉和氯化鈣的方法,此方法已被申請專利。此法依據(jù)的原理是海藻酸鈉的羧基活性較大,可以與鎂和汞以外的二價(jià)以上金屬鹽形成凝膠,重組肉的生產(chǎn)則利用海藻酸鈉與Ca2 形成海藻酸鈣凝膠,其凝膠強(qiáng)度取決于溶液中Ca2 的含量和溫度,從而獲得從柔軟至剛性的各種凝膠體;Means等人證實(shí)海藻酸鹽和Ca2 可形成熱不可逆凝膠,并將碎肉粘結(jié)起來。另據(jù)Imeson等學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)某些陰離子多糖如海藻酸鹽可以通過靜電作用力與肌球蛋白、牛血清蛋白等蛋白質(zhì)相互作用。此外,還有使用結(jié)冷膠的方法,在加熱狀態(tài)下,結(jié)冷膠呈不規(guī)則的線形存在,在凝膠促進(jìn)因子Ca2 、Mg2 等離子存在下,將其冷卻后即可形成剛性的雙螺旋凝膠,并通過凝膠促進(jìn)因子而使螺旋體聚集在一起。張慧昊研究將海藻酸鈉與結(jié)冷膠復(fù)合后,考察其對凝膠性質(zhì)的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn)海藻酸鈉的添加量對各種性質(zhì)的影響較大。
1.3物理法加工技術(shù)
重組肉加工技術(shù)除了使用酶法、化學(xué)方法外,常用的生產(chǎn)技術(shù)還有加熱技術(shù),它是通過鹽、磷酸鹽和機(jī)械的作用從肉中抽提肌纖維蛋白形成凝膠而達(dá)到將肉粘結(jié)的目的,但加熱法會產(chǎn)生令人不愉快的氣味和難以接受的褪色。為了克服加熱法生產(chǎn)重組肉的缺點(diǎn),能夠生產(chǎn)具有鮮肉特征的重組肉,現(xiàn)在已出現(xiàn)非熱加工物理法加工技術(shù)手段———高壓處理技術(shù)(壓力>200MPa),其通過提高水分-蛋白質(zhì)或蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)之間的相互作用以提高肉制品的功能特性。Hong等人的研究結(jié)果表明在200MPa條件下,添加0.25%的食鹽和0.75%的δ-葡萄糖內(nèi)酯和0.75%的卡拉膠在4℃條件下加壓30min,雖然肉的顏色有點(diǎn)像蒸煮過的褪色,但肉的結(jié)合力增強(qiáng),并且證實(shí)δ-葡萄糖內(nèi)酯和卡拉膠可以作為食鹽的替代物,滿足消費(fèi)者的需求。
2、重組肉技術(shù)發(fā)展趨勢
2.1安全性與穩(wěn)定性
在人們生活水平日益提高的今天,人們不僅關(guān)心自身的健康,同時(shí)也關(guān)注食品的安全性。重組肉是在降低生產(chǎn)成本、減少資源浪費(fèi)的前提下產(chǎn)生的,因此,重組肉盡管存在諸多優(yōu)點(diǎn),但是為了提高重組肉的保水性、質(zhì)構(gòu)、口感等指標(biāo),使消費(fèi)者易于接受,在生產(chǎn)重組肉時(shí)加入了食鹽、磷酸鹽、TG粉等食品添加劑。這些物質(zhì)的加入,不僅應(yīng)保證產(chǎn)品具有化學(xué)安全性,同時(shí)還應(yīng)保證產(chǎn)品的衛(wèi)生安全性。肉是微生物的天然培養(yǎng)基,碎肉感染微生物的幾率大于整塊肉,而重組肉將碎肉粘結(jié)起來,感染微生物的幾率就大大增加,因此采取低溫加工、冷殺菌等手段控制重組肉中的微生物,以保證重組肉的衛(wèi)生安全性、延長重組肉的貨架期是十分必要的。重組肉將碎肉粘結(jié)的過程中,會增加產(chǎn)品中氧的含量,而氧化是食品變質(zhì)的一個(gè)重要因素?？刂浦亟M肉的氧化變化是增強(qiáng)產(chǎn)品穩(wěn)定性的一個(gè)重要措施,國外學(xué)者在這方面也作了一些研究。RajendranThomas等人研究發(fā)現(xiàn)重組的水牛肉塊在冷藏期間脂肪的氧化和微生物腐敗很少,感官評價(jià)者認(rèn)為在需氧冷藏條件下用聚丙烯包裝的肉糜和重組肉塊保存20d,產(chǎn)品質(zhì)量依然良好。Akashi等人研究現(xiàn)蛋清蛋白中的溶菌酶對維也納香腸的保存性有良好的延長效果。Modi等人研究的含豆莢粉的水牛肉碎肉餅,在-16 2℃條件下冷凍4個(gè)月,依然可以保證產(chǎn)品的風(fēng)味質(zhì)量。國內(nèi)學(xué)者在此方面的研究至今未見報(bào)道,但在日益重視食品安全的今天,這應(yīng)該是一個(gè)新的研究課題。
2.2.功能性
目前,由于人們生活水平的不斷提高,人們對肉和肉制品的需求也在逐年增加,但是肉類食品攝入過多會引起高血壓、高血脂、肥胖病等疾病,因此為了滿足人們對肉中完全蛋白質(zhì)及脂類物質(zhì)和維生素的攝取要求,開發(fā)保健型肉制品將是今后肉類食品工業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要領(lǐng)域,而重組肉加工技術(shù)則是開發(fā)保健型肉制品的有效途徑。
2.2.1膳食纖維類的功能性肉制品
根據(jù)美國膳食委員會,對成年人推薦的纖維攝入量范圍為25～30g/d或10～13g/1000kcal,不溶解的和溶解的比例應(yīng)為3∶1,但是在發(fā)展中國家范圍是60～120g/d。膳食纖維主要具有防止冠心病,控制、治療肥胖病等重要的生理功。Borderas等對膳食纖維在食品中的作用進(jìn)行了綜述,討論了不同來源的膳食纖維,包括植物來源的(谷物、水果)、動(dòng)物來源的(殼聚糖)不同特點(diǎn),及其被用作重組魚肉制品成分時(shí)的功能作用。Kritz等人也對果膠的功能進(jìn)行了研究,結(jié)果表明果膠這種可溶性的膳食纖維可降低高血脂癥患者的膽固醇水平;患有II型糖尿病的患者可通過減少碳水化合物的吸收來降低進(jìn)食后血液中葡萄糖升高的危險(xiǎn)。a’nchez-Alonso等人將3%的小麥膳食纖維添加到重組魚肉制品中,結(jié)果發(fā)現(xiàn)制品的質(zhì)地硬度和粘度得到改善,這些研究表明開發(fā)膳食纖維類功能性肉制品是可行的。
2.2.2抗氧化性的功能性肉制品
抗氧化性是指能有效清除體內(nèi)有害自由基,防止脂質(zhì)過氧化,防止自由基對生物大分子的氧化損傷,保證細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能的正常。常見的具有抗氧化性的物質(zhì)有大豆肽及氨基酸、茶多酚、葡萄籽等物質(zhì)。Sa’nchez-Alonso等人將具有抗氧化作用的白葡萄渣纖維添加到重組魚肉制品中,在冷凍條件下貯藏6個(gè)月,結(jié)果表明白葡萄渣纖維能有效阻止氧化,并可作為食品中的一種功能性成分。在肉制品中添加具有抗氧化的成分,不僅可以延長食品的貨架期,還有益于消費(fèi)者的健康。
2.2.3強(qiáng)化不飽和脂肪酸的功能性肉制品
在發(fā)達(dá)國家,心血管疾病已經(jīng)成為人類死亡的主要原因,而飲食不合理是心血管疾病的主要原因之一。流行病學(xué)研究表明經(jīng)常食用堅(jiān)果,尤其是核桃,能減少心肌梗死或心血管疾病導(dǎo)致的死亡幾率。因此,向重組肉中添加天然營養(yǎng)成分,強(qiáng)化不飽和脂肪酸含量具有非常重要的意義。Serrano等人使用微生物谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶和酪蛋白酸鈉作為冷粘結(jié)劑,將核桃粉添加到重組牛排中,結(jié)果表明重組牛排不僅具有良好的風(fēng)味特征和理化特性,產(chǎn)品還具有良好的機(jī)械加工特性。
重組肉制品加工技術(shù)現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于肉制品加工業(yè),生產(chǎn)的產(chǎn)品以熟制品居多。在未來,以生產(chǎn)生鮮狀態(tài)為主的重組肉制品,如冷凍調(diào)理食品、強(qiáng)化某種營養(yǎng)成分適合特殊人群食用的產(chǎn)品將成為一個(gè)主要發(fā)展方向,其功能性和耐存性將會有更大的改善與提高;此外,隨著人們研究的不斷深入,重組肉制品的化學(xué)安全性、微生物安全性都會得到評估,并通過技術(shù)手段保證其貨架期的穩(wěn)定性。
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