6种增加肉制品凝胶性的蛋白介绍

目前增强凝胶性的蛋白添加剂有大豆分离蛋白、花生蛋白、小麦蛋白、乳清蛋白、蛋清蛋白以及各种动物的血浆蛋白等非肌肉蛋白。这些蛋白添加剂都可以有效地提高肉制品的凝胶强度，但机理有所不同。一般认为蛋清蛋白、乳清蛋白、大豆蛋白等对肉制品凝胶的改良作用主要是通过其自身的凝胶作用来实现。动物血浆蛋白对凝胶的改良作用则主要是因为血浆蛋白中含有的多种酶蛋白抑制剂和谷氨酰胺转氨酶。主要蛋白添加剂性质比较见表1。

01

大豆分离蛋白

大豆分离蛋白是一种植物蛋白，具有胆固醇含量低、营养价值高以及生产成本低等优势。大豆分离蛋白的蛋白质含量在90%以上，其中7S 和11S球蛋白是主要组分，对大豆分离蛋白的加工特性起主导作用。7S 和11S都具有形成凝胶的能力，但在形成过程中11S形成较多的二硫键，所以其形成凝胶的能力更强，更具有韧性。

蛋白质浓度是凝胶能否形成的关键因素，只有蛋白质质量分数在8%以上才能形成硬质凝胶，低于8%时仅加热不能形成凝胶，但是通过改变离子强度、PH值、改性等手段可以使大豆分离蛋白形成凝胶的浓度发生改变。

此外，在大豆分离蛋白中加入不同类型和浓度的脂质，添加的脂质作为蛋白凝胶的填充颗粒，会与蛋白质聚集体发生相互作用，促进蛋白质凝结。大豆分离蛋白热致凝胶形成过程分为3步，第一步大豆蛋白变性去折叠；第二步变性的大豆蛋白聚集；第三步，大豆蛋白聚集体交联形成网状结构。在热诱导中，二硫键是维持大豆分离蛋白凝胶网络结构的主要作用力。适量大豆分离蛋白能提高凝胶强度和保水性，维持产品风味，改善肉制品保水保湿。如在木质化鸡肉中添加适量，可以改变其蛋白结构，有效改善凝胶的质构和保水性。但大量添加易引起产品质构变软，产生不良风味。过量的大豆分离蛋白会黏附在肌球蛋白凝胶网络上，形成厚的丝和孔，阻碍肌球蛋白的交联。

pH 值会影响氨基酸侧链电荷的数量及分布情况，改变蛋白质的分子结构及蛋白质间的疏水相互作用，进而改变蛋白质功能特性，所以pH 对大豆分离蛋白凝胶网络结构的形成具有较大的影响。在研究pH对11S 球蛋白凝胶的影响时发现，pH3以下以及pH 4.4~6.4时均无法形成凝胶，且酸性条件下和碱性条件下形成的凝胶外观和内部结构均有差异。

大豆分离蛋白在自由状态下分子间的相互作用比较弱，因此纯大豆分离蛋白一般不能直接使用，需要采用一定的改性手段或方法来满足需求。在加工过程中可以先对大豆分离蛋白进行处理，目前对于大豆分离蛋白预处理方面的研究主要在超声波处理、机械剪切、热处理、化学处理等方面。据研究发现，超声波具有产生空穴效应、机械剪切作用以及热作用的特性，能够破坏大豆分离蛋白分子中维持高级结构的次级键，使链变得疏松，提高蛋白质-水之间作用。

有学者研究超声结合大豆分离蛋白处理对鱼糜凝胶特性的影响，发现鱼糜的硬度、凝胶强度和保水性显著提高，并且超声处理后的鱼糜凝胶孔洞更小，网络结构更加致密、稳定。化学处理主要采用聚乙二醇对大豆分离蛋白进行改性，能大大提高自身的凝胶性。

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花生蛋白

花生是四大油料作物之一，其蛋白质的含量仅次于大豆，为22%~30%，包括两种主要成分：花生球蛋白和伴花生球蛋白。花生蛋白的功能特性类似于大豆蛋白，具有出色的保水性和乳化性、凝胶性等特性，这些特性既受蛋白质本身性质(如分子结构、分子质量)的影响，也与环境因素相关，如蛋白质热处理、pH、离子强度、加热时间、超高压、超声处理等。

研究表明随着花生蛋白的添加，蛋白分子间的作用增强，形成均匀紧密的网络结构。当花生蛋白添加量为2.5%或3%时，蛋白凝胶效果最好3%。pH值为3时花生蛋白凝胶具有最大的凝胶硬度、持水性和储能模量，疏水作用在凝胶形成过程中发挥主要作用。

然而，若花生蛋白添加量过多，凝胶效果反而会受到影响，这种现象可能是由于盐溶蛋白凝胶中较多的水抵消因花生蛋白添加所带来的凝胶效应增强。常规的花生蛋白制品的功能性质无法满足食品加工的需求，因此，对花生蛋白的深度开发离不开花生蛋白改性的研究。目前研究比较多的改性技术包括酶、超高压、超声等。

碱性蛋白酶水解可以提高花生球蛋白的热稳定性，并且在酶解的过程中，疏基减少，二硫键迅速增加，从而大大提高了花生分离蛋白的溶解度和凝胶性能。超高压处理主要对蛋白质三、四级结构产生影响，压力40 MPa的条件下，均质处理对花生蛋白的水溶性产生了显著的影响，导致蛋白质的水溶性、发泡性和持水性都显著的增强。

花生蛋白经超声处理得到的偶联物中α-螺旋偏少、β-折叠偏多，由于三级结构整体较为松散，因此其表面疏水性较高。改性后的花生蛋白比直接添加具有更好的效果，可以显著改善猪肉肌原纤维凝胶体系的凝胶强度、保水性能和流变特性。

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小麦蛋白

小麦蛋白主要组成是醇溶蛋白和麦谷蛋白，其质量分数约为小麦蛋白质的80%。醇溶蛋白结构紧密，主要靠氢键、疏水键、分子内二硫键相互作用形成球形三维结构，延展性大但缺乏弹性；麦谷蛋白之间通过链间二硫键形成聚合物，是影响弹性的决定性因素。两者共同作用时，赋予小麦蛋白和其它植物蛋白相比独特的黏弹性。该蛋白具有与其他蛋白不同的独特黏弹性和延展性，正是这两种特性的存在才使得小麦蛋白在凝胶类食品加工中发挥着作用。

然而，小麦蛋白具有高度的疏水性，在溶液体系中容易发生黏性聚集，这限制了其在乳液凝胶体系中的应用。小麦蛋白含有较多疏基，加热会使疏基与二硫键相互转化，从而使二硫键含量增加作用增强，形成网状结构。对添加小麦蛋白的猪肉熏香肠的研究发现，6%小麦蛋白的添加胶着性显著高于其他处理组，并且小麦蛋白的添加对产品颜色的黄度值和红度值影响较。

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乳清蛋白

乳清蛋白是牛乳清蛋白中一种营养价值较高的优质蛋白，其必需氨基酸种类齐全、含量较高且比例适当。乳清蛋白具有凝胶性、乳化性、发泡性、配体结合和多糖复合等多种性质，在改善食品的加工条件、质构、风味等具有重要作用。

乳清蛋白增强肉制品的凝胶性主要是由其自身的凝胶性来实现的。乳清蛋白的凝胶特性主要是由蛋白质的电荷密度以及疏水平衡决定的。研究表明，如果pH 4.6-5.8时，乳清蛋白最容易形成凝胶乳清蛋白中主要的蛋白是β-乳球蛋白，它的结构和分子量决定了其功能特性。适当的物理或化学方法改进可以进一步提高和改善其功能特性，扩大其应用范围，但化学方法涉及了化学试剂，潜在毒性不适合应用食品工业中，影响在食品中的安全性。

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蛋清蛋白

蛋清蛋白主要存在于蛋清液中，在生活中主要以蛋清粉的形式存在，具有多种功能性质(如凝胶性、起泡性、乳化性等)，其中凝胶性通常被广泛应用于肉制品中。禽蛋蛋清固形物中90%以上为蛋白质，丰富的蛋白质组成为其凝胶的形成奠定了物质基础。由于蛋清蛋白质良好的凝胶性能，它对相关食品的质构、形态、持水力、稠度和黏结性等方面都会产生影响。

蛋清蛋白和大豆分离蛋白、乳清蛋白增强肉制品凝胶性的机理类似，都是通过改变自身凝胶性来间接实现。

目前对于蛋清蛋白国内外的研究比较少，大多数研究侧重于对蛋清蛋白质进行改性，以提高肉制品的凝胶性能。目前常用的方法就是进行强碱处理，在碱性条件下，随着溶液 pH的升高，蛋白分子变性，相互交联形成凝固体，蛋白分子浓度升高，分支间的相互作用增加，形成的凝胶质构更好，黏性更大，网络结构更有序。

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血浆蛋白

血浆蛋白是一种经济廉价的营养蛋白质资源，能与肌肉共同作用形成优质凝胶，从而显著改善肉制品的品质。近年来，关于血浆蛋白加工特性的研究备受人们关注，如改善肉制品的质构。欧美许多国家在乳化香肠、猪肉糜中添加血浆蛋白，在冷却和加热，甚至杀菌时的高温处理过程中，产品凝胶结构比不添加血浆蛋白的更加稳定。

哺乳动物血浆可以提高蛋白的凝胶特性主要是其含有蛋白酶抑制剂和谷氨酰胺转氨酶。蛋白酶抑制剂例如半胱氨酸蛋白酶抑制剂、肌球蛋白重链降解酶抑制剂，可以抑制蛋白酶的活性，避免其降解蛋白质，从而增加蛋白质浓度增强凝胶性。

谷氨酰胺转氨酶是一种硫醇酶，能够促使蛋白质分子间交联以及蛋白质和氨基酸之间的交联。热诱导对于血浆蛋白增强肉制品凝胶性尤为重要，有研究证明，血浆蛋白可以显著提高肌原纤维蛋白的凝胶强度，在加热的过程中形成热诱导凝胶，促进蛋白形成更加致密的三维网络结构，这种质构改善在保持水分和改善风味方面有很好的效果。高温处理的鱼糜制品随着羊血浆蛋白的添加，体系中氢键和非二硫共价键的含量以及凝胶品质都得到了提高。

随着血浆蛋白质浓度的增加，形成的凝胶强度也随之增强。牛血浆蛋白形成凝胶的最低浓度为4.0%，随着蛋白质浓度的升高，分子间接触的几率会增大，更容易产生凝胶作用。蛋白质的组成也对血浆蛋白的凝胶性具有重要影响。血浆是由几种蛋白质构成的混合物，这些蛋白质包括了血清白蛋白、多种球蛋白和纤维蛋白原等，血清蛋白在凝胶剂的形成过程中起着关键作用。除增强凝胶强度外，将经美拉德反应修饰后的猪血浆蛋白水解物添加到生猪肉糜中，能够抑制脂肪的氧化、延长肉类的保质期，从而起到抗氧化剂的效果，同时提高产品的营养和安全性。

文章来源： 李志杰等《蛋白添加剂增强肉制品凝胶性研究进展》，仅用于学习交流用，如涉及侵权，请联系小编！

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