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肉的重组技术起源于20世纪60年代,它是指借助于机械和添加辅料(食盐、食用复合磷酸盐、动植物蛋白、淀粉、卡拉胶等)以提取肌肉纤维中基质蛋白和利用添加剂的粘合作用使肉颗粒或肉块重新组合,经冷冻后直接出售或者经预热处理保留和完善其组织结构的肉制品的加工技术。
目前,重组肉加工技术已广泛应用于鱼肉和畜肉制品加工中。根据重组肉的粘结机理,可以将重组技术分为酶法加工技术、化学法加工技术、物理法加工技术,现分别介绍其加工原理。 1.1酶法加工技术 酶法加工技术是指利用酶催化肉的肌原纤维蛋白和酶的最适底物,如酪蛋白(casein)、大豆分离蛋白(SPI)等同源或异源蛋白质的基团之间发生聚合和共价交联反应,提高蛋白质的凝胶能力和凝胶的稳定性,从而将肉片、肉块在外界合适的条件下粘结在一起的技术。酶法加工技术主要使用转谷氨酰胺酶(简称TG),TG能够催化蛋白质分子内部或蛋白质分子之间的酰基转移反应,产生共价交联。肌肉中的肌球蛋白和肌动蛋白正是谷氨酰胺转氨酶作用的最适底物之一,经TG的催化,肌肉蛋白分子间形成致密的三维网状结构,从而将不同粒度大小的碎肉粘结在一起,改善了肉制品的品质,提高了产品的附加值。目前,日本千叶制粉公司、日本味之素公司生产的TG粉已广泛应用于鱼肉和畜肉加工的模拟食品中。除了TG粉外,还研制出血浆纤维蛋白粘合剂,其粘结机理是模拟血凝的最后阶段反应。以Ca2 激活纤维蛋白原形成半刚性纤维蛋白单体,单体自发形成以氢键相连接的可溶性多聚体,多聚体通过物理作用与化学键粘合周围碎肉以形成大片肉或大块肉。黄耀江等人还通过鲜羊血制备出纤维蛋白原溶液,通过凝血酶的催化交联作用,使碎肉充分粘结。通过与正常肉的成片性和煮后状态的对比试验,结果表明,此法粘结的重组肉与正常肉在这两方面无差别。这种血浆纤维蛋白粘合剂的加工技术现已申请专利。 1.2化学法加工技术 由于TG粉的价格较贵,为了降低重组肉的生产成本,保证产品质量,人们研究使用了化学方法,如使用海藻酸钠和氯化钙的方法,此方法已被申请专利。此法依据的原理是海藻酸钠的羧基活性较大,可以与镁和汞以外的二价以上金属盐形成凝胶,重组肉的生产则利用海藻酸钠与Ca2 形成海藻酸钙凝胶,其凝胶强度取决于溶液中Ca2 的含量和温度,从而获得从柔软至刚性的各种凝胶体;Means等人证实海藻酸盐和Ca2 可形成热不可逆凝胶,并将碎肉粘结起来。另据Imeson等学者研究发现某些阴离子多糖如海藻酸盐可以通过静电作用力与肌球蛋白、牛血清蛋白等蛋白质相互作用。此外,还有使用结冷胶的方法,在加热状态下,结冷胶呈不规则的线形存在,在凝胶促进因子Ca2 、Mg2 等离子存在下,将其冷却后即可形成刚性的双螺旋凝胶,并通过凝胶促进因子而使螺旋体聚集在一起。张慧昊研究将海藻酸钠与结冷胶复合后,考察其对凝胶性质的影响,结果发现海藻酸钠的添加量对各种性质的影响较大。 1.3物理法加工技术 重组肉加工技术除了使用酶法、化学方法外,常用的生产技术还有加热技术,它是通过盐、磷酸盐和机械的作用从肉中抽提肌纤维蛋白形成凝胶而达到将肉粘结的目的,但加热法会产生令人不愉快的气味和难以接受的褪色。为了克服加热法生产重组肉的缺点,能够生产具有鲜肉特征的重组肉,现在已出现非热加工物理法加工技术手段———高压处理技术(压力>200MPa),其通过提高水分-蛋白质或蛋白质-蛋白质之间的相互作用以提高肉制品的功能特性。Hong等人的研究结果表明在200MPa条件下,添加0.25%的食盐和0.75%的δ-葡萄糖内酯和0.75%的卡拉胶在4℃条件下加压30min,虽然肉的颜色有点像蒸煮过的褪色,但肉的结合力增强,并且证实δ-葡萄糖内酯和卡拉胶可以作为食盐的替代物,满足消费者的需求。 2、重组肉技术发展趋势 2.1安全性与稳定性 在人们生活水平日益提高的今天,人们不仅关心自身的健康,同时也关注食品的安全性。重组肉是在降低生产成本、减少资源浪费的前提下产生的,因此,重组肉尽管存在诸多优点,但是为了提高重组肉的保水性、质构、口感等指标,使消费者易于接受,在生产重组肉时加入了食盐、磷酸盐、TG粉等食品添加剂。这些物质的加入,不仅应保证产品具有化学安全性,同时还应保证产品的卫生安全性。肉是微生物的天然培养基,碎肉感染微生物的几率大于整块肉,而重组肉将碎肉粘结起来,感染微生物的几率就大大增加,因此采取低温加工、冷杀菌等手段控制重组肉中的微生物,以保证重组肉的卫生安全性、延长重组肉的货架期是十分必要的。重组肉将碎肉粘结的过程中,会增加产品中氧的含量,而氧化是食品变质的一个重要因素。控制重组肉的氧化变化是增强产品稳定性的一个重要措施,国外学者在这方面也作了一些研究。RajendranThomas等人研究发现重组的水牛肉块在冷藏期间脂肪的氧化和微生物腐败很少,感官评价者认为在需氧冷藏条件下用聚丙烯包装的肉糜和重组肉块保存20d,产品质量依然良好。Akashi等人研究现蛋清蛋白中的溶菌酶对维也纳香肠的保存性有良好的延长效果。Modi等人研究的含豆荚粉的水牛肉碎肉饼,在-16 2℃条件下冷冻4个月,依然可以保证产品的风味质量。国内学者在此方面的研究至今未见报道,但在日益重视食品安全的今天,这应该是一个新的研究课题。 2.2.功能性 目前,由于人们生活水平的不断提高,人们对肉和肉制品的需求也在逐年增加,但是肉类食品摄入过多会引起高血压、高血脂、肥胖病等疾病,因此为了满足人们对肉中完全蛋白质及脂类物质和维生素的摄取要求,开发保健型肉制品将是今后肉类食品工业发展的一个重要领域,而重组肉加工技术则是开发保健型肉制品的有效途径。 2.2.1膳食纤维类的功能性肉制品 根据美国膳食委员会,对成年人推荐的纤维摄入量范围为25～30g/d或10～13g/1000kcal,不溶解的和溶解的比例应为3∶1,但是在发展中国家范围是60～120g/d。膳食纤维主要具有防止冠心病,控制、治疗肥胖病等重要的生理功。Borderas等对膳食纤维在食品中的作用进行了综述,讨论了不同来源的膳食纤维,包括植物来源的(谷物、水果)、动物来源的(壳聚糖)不同特点,及其被用作重组鱼肉制品成分时的功能作用。Kritz等人也对果胶的功能进行了研究,结果表明果胶这种可溶性的膳食纤维可降低高血脂症患者的胆固醇水平;患有II型糖尿病的患者可通过减少碳水化合物的吸收来降低进食后血液中葡萄糖升高的危险。a’nchez-Alonso等人将3%的小麦膳食纤维添加到重组鱼肉制品中,结果发现制品的质地硬度和粘度得到改善,这些研究表明开发膳食纤维类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体内有害自由基,防止脂质过氧化,防止自由基对生物大分子的氧化损伤,保证细胞结构与功能的正常。常见的具有抗氧化性的物质有大豆肽及氨基酸、茶多酚、葡萄籽等物质。Sa’nchez-Alonso等人将具有抗氧化作用的白葡萄渣纤维添加到重组鱼肉制品中,在冷冻条件下贮藏6个月,结果表明白葡萄渣纤维能有效阻止氧化,并可作为食品中的一种功能性成分。在肉制品中添加具有抗氧化的成分,不仅可以延长食品的货架期,还有益于消费者的健康。 2.2.3强化不饱和脂肪酸的功能性肉制品 在发达国家,心血管疾病已经成为人类死亡的主要原因,而饮食不合理是心血管疾病的主要原因之一。流行病学研究表明经常食用坚果,尤其是核桃,能减少心肌梗死或心血管疾病导致的死亡几率。因此,向重组肉中添加天然营养成分,强化不饱和脂肪酸含量具有非常重要的意义。Serrano等人使用微生物谷氨酰胺转氨酶和酪蛋白酸钠作为冷粘结剂,将核桃粉添加到重组牛排中,结果表明重组牛排不仅具有良好的风味特征和理化特性,产品还具有良好的机械加工特性。 重组肉制品加工技术现在广泛应用于肉制品加工业,生产的产品以熟制品居多。在未来,以生产生鲜状态为主的重组肉制品,如冷冻调理食品、强化某种营养成分适合特殊人群食用的产品将成为一个主要发展方向,其功能性和耐存性将会有更大的改善与提高;此外,随着人们研究的不断深入,重组肉制品的化学安全性、微生物安全性都会得到评估,并通过技术手段保证其货架期的稳定性。 |
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