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1第六章肌肉蛋白质的功能特性和肉的食用品质冯紫艳肉品加工与质量控制2概念：蛋白质的功能特性蛋白质的溶解性蛋白质的凝胶性蛋白质的乳化性蛋白质的起泡性一肌肉蛋白质的功能特性影响食品蛋白质功能性质的因素蛋白质的功能特性：蛋白质所具有的影响最终产品质量的特性，具体地讲蛋白质功能特性是蛋白质在食品加工中对食品产生特征的物理、化学性质。蛋白质功能特性分为四类：1.水合性质（蛋白与水的相互作用）：溶解度、吸水性及保持能力、湿润性、溶胀性、粘着性、分散性和黏度2.蛋白质——蛋白质相互作用，蛋白的沉淀作用和凝胶作用3.表面性质：乳化及乳化稳定性，起泡及稳定性4.感官性质：色泽、风味、咀嚼性、爽滑感和浑浊度、蛋白质功能性质具体分类见p125，表6-1蛋白质的功能特性肌肉蛋白质的功能特性对食品发热的作用表现为：1.增强均值乳化系的形成和稳2.凝胶作用提高产品的韧度、韧性和组织性3.使产品切片光滑4.蛋白质的吸水以及保水、保油性、使烹制食品减少油水的流失量，防止食品收缩5.防止脂分离6.促使肉糜结合，不需要黏合剂7.改善口感8.加强抗氧化作用蛋白质的溶解性：蛋白质与蛋白质或者蛋白质与溶剂相互作用达到平衡的热力学表现形式。肌肉蛋白质的溶解性是指在一定条件下，肌肉中有可进入溶液的蛋白质，且这部分溶解的蛋白质在一定的离心力下不应发生沉淀。肌肉蛋白质根据其溶解性分为三类：1.水溶性肌浆蛋白：肌肉中存在的天然可溶性蛋白2.盐溶性肌原纤维蛋白:有盐存在（离子强度0.4）时进行斩拌和混合有良好的溶解性。3.不溶性基质蛋白蛋白质溶解性评价:水溶性蛋白（WSP），水可分散性蛋白（WDP）,蛋白质分散性指标（PDI）,氮溶解性指标（NSI），其中PDI和（NSI）是美国油脂协会采用的法定评价方法。溶解性肌肉蛋白质的大多数功能特性与蛋白质的溶解性有关，而蛋白质的功能性只有在蛋白质处于高度溶解状态时才能表现出来，如蛋白质的凝胶作用、乳化作用、保水作用，以及其它功能。影响蛋白质溶解性的因素：1.结构：大多数肌浆中的蛋白是球形，体积相对较小（分子量在30000-65000之间），高度亲水性。2.pH:肌原纤维蛋白等电点相对较低，在PH5-6之间，在生理条件下或低离子强度下难溶。3.盐浓度：肌原纤维蛋白在离子强度大于0.5的条件下溶解。生产中盐浓度增加到0.5mol/L(约为2%的食盐)。蛋白质的凝胶性：其形成可定义为蛋白质分子的聚集现象，在这种聚集过程中，吸引力和排斥力处于平衡状态，以至于形成能保持水分的高度有序的三维结构或基体。吸引力主导时，水分排出；排斥力占主导时，难以形成网状结构。在结构上是介于固体和液体之间的中间形式，通过线状或链状的交联，产生一个可以存在于液体介质中肉眼可见的连续网状结构。所有动物蛋白中，肌原纤维蛋白的热诱导凝胶能力最强，0.5%的添加量就足以产生凝胶。凝胶性肌肉蛋白质形成凝胶的机理：肌原纤维蛋白受热使非共价键解离引起构象改变形成肌球蛋白和肌丝，使反应基团暴露出来，特别是肌球蛋白的熟睡基因的暴露有利于蛋白质之间的相互作用，然后受热变性展开的蛋白质分子之间相互排斥作用而形成较大分子的凝胶体。肌原纤维蛋白凝胶的形成是变性蛋白分子间相互排斥和吸引力等作用力平衡的结果。形成和维持蛋白凝胶的作用力：疏水作用、氢键、硫基、二硫键等。肉类食品中蛋白质凝胶化的作用：对肉糜形成凝胶以及对熟制香肠制品的质地起着主导作用:蛋白质凝胶在肉品加工中除了可以使蛋白质结合在一起外，也有助于乳状液的稳定、保水能力提高和嫩度的改善。食品中蛋白质凝胶作用除形成固体弹性凝胶，还能增稠，提高吸水性、颗粒粘结性、乳浊液或者泡沫的稳定性。影响肌肉蛋白质凝胶的因素（p127，表6-2）食品中蛋白质凝胶分类：1.加热后再冷却形成的凝胶2.在热条件下形成的凝胶3.与金属盐络合形成的凝胶4.不加热而经部分水解或pH调整形成的凝胶等乳化性：指两种以上的互不相容的液体，例如油和水，经机械搅拌或添加乳化液，形成乳浊液的性能。乳化的对肉制品的影响：在肉制品加工过程中，借助斩拌机、滚揉按摩机等设备的作用，使肌肉中的盐溶性蛋白充分溶出，粘合脂肪，来防止脂肪分离，改善产品的组织状态和品质。乳化性1.肉的乳化：指两由脂肪粒子和瘦肉组成的分散体系，其中脂肪是分散相，可溶性蛋白质、水、细胞分子和各种调味料组成连续相。乳化肉糜：指由肌肉和结缔组织纤维（或纤维片段）的基质悬浮于包含有可溶性蛋白质和其他可溶性肌肉组分的水介质内构成的，分散相是固体或液体的脂肪球，连续相是溶解（或悬浮）盐和蛋白质的水溶液。充当乳化剂的是连续相中的盐溶性蛋白。肉糜的乳化见p128.图6-2。2.影响乳化的因素：影响肉乳化的因素很多，除和蛋白质种类、胶原蛋白含量有关以外，还与斩拌的温度和时间、脂肪颗粒的大小、pH、可溶性蛋白质的数量和类型、乳化物的黏度和熏蒸烧煮等过程有关。（1）乳化的温度：适当的升高温度可以帮助盐溶性蛋白质的溶出、加速腌制色的形成、增加肉糜的流动性。温度过高会导致：A.盐溶性蛋白质变性而失去乳化作用；B.降低乳化物的黏度，是分散相中相对密度较小的脂肪颗粒向肉糜乳化物表面移动，降低乳化物稳定性；C.使脂肪颗粒融化成更小的颗粒物，表面积剧增，以至于可溶性蛋白质不能完全将其包裹，是脂肪不能被完全乳化。斩拌温度：肌球蛋白最是提取温度为4-8℃。斩拌的温度不宜过高，需要加入冰或者冰水来吸热，防止蛋白质过热，有助于蛋白质对脂肪的乳化。斩拌时间：不易过长，防止脂肪颗粒物变小。（2）原料肉的质量：粘着性低的蛋白质，肌胶原蛋白含量低，肌纤维蛋白质含量较低。胶原纤维加热后会收缩，受热到75℃时，会收缩到原长的1/3,继续加热会变成明胶。瘦肉与胶原蛋白失调时，肌球蛋白含量少，在乳化过程中，脂肪颗粒一部分被肌球蛋白包裹形成乳化，另一部分被胶原蛋白包裹。胶原蛋白受热收缩，失去吸水膨胀能力，脂肪颗粒游离出来形成脂肪团或一层脂肪覆盖物。改进方法：1.改进方法：调整配方，增加瘦肉量2.尽可能了利用热鲜肉。热鲜肉的肌原纤维蛋白数量比冷鲜肉高，脂肪含量较高。3.僵尸后的肉，在乳化之前将原料肉加冰、盐、腌制剂进行斩拌，然后再0-4℃放置12小时，有助于蛋白的提取。（3）脂肪颗粒的大小：脂肪颗粒适当。颗粒太小：表面积太大，以至于可溶性蛋白不能将其完全包裹，脂肪易于聚集，无法完全乳化；颗粒太大：不利于分散和稳定肉的部位：内脏脂肪含量较高，脂肪细胞较大，细胞壁较薄，需要乳化剂较多。因此，做乳化肠最好用背膘脂肪。如果脂肪处于冻结状态，在斩拌或切碎过程中，会有更多的脂肪游离出来，而未冻结的肉游离的脂肪较少。（4）盐溶性蛋白质的数量和类型：盐溶性蛋白质（肌原纤维蛋白）越多，肉糜乳化物的稳定性越好，而且肌球蛋白越多，乳化能力越强。pH:pH值较高时，提取的蛋白较多，乳化物稳定性好。（5）加热条件：制作肉制品时（香肠等），熏蒸烧煮的时候加热过快或温度过高，易于引起乳化液脂肪的游离。快速加热：脂肪周围的可溶性蛋白凝固变成固体连续加热：脂肪颗粒膨胀，蛋白质凝固受热收缩，脂肪颗粒外层收缩而内部膨胀，导致凝固蛋白囊的崩解，脂肪滴游离，使产品外部挂油。（6）其它内在因素：Ph、离子强度、温度、低相对分子质量的表面活性剂、糖、油体积分数、蛋白质类型和使用油的熔点等；外在因素：制备乳状液的设备类型、几何形状、能量输入强度和剪切力速速等。3.乳化中常出现的问题及解决方法：（1）斩拌时温度过高：解决方法：A.斩拌过程中加冰；B.斩拌时加过固体的CO2(干冰)C.斩拌时加一部分冻肉（2）斩拌过度：脂肪颗粒太小，盐溶性蛋白无法将全部脂肪颗粒完全包裹，脂肪易于聚集，无法完全乳化。解决方法：调整工艺（3）瘦肉量少，盐溶性蛋白（肌原纤维蛋白）提取不足：部分脂肪颗粒被肌球蛋白和胶原蛋白包裹，胶原蛋白受热后收缩形成明胶液滴流走，脂肪颗粒裸露。脂肪颗粒聚集在产品表面成脂肪包解决方法：调整工艺，提高原料肉的瘦肉量；添加非肉蛋白组织蛋白、血清蛋白、大豆分离蛋白等，帮助提高肉的乳化效果（4）加热过快或蒸煮温度过高：调整工艺参数（5）乳化物放置时间过长：乳化好的肉糜应尽快灌装，因为乳化物的稳定性时间大约是几小时，时间过长则乳化好的肉糜结构会崩溃，并在随后的加热过程中出现出油等现象。4.乳化剂应用原理：灌肠加工中使用的乳化剂一般为植物性蛋白质、血粉、奶粉等，他们和肌肉中的蛋白质一样，也由氨基酸组成，并带有各种亲水和亲油基的侧链。灌肠加工中，原料肉的脂肪含量为20%-25%，所得产品的质量较好。脂肪超过30%则需要添加乳化剂。（1）乳化剂选择要求：加热可使蛋白质变性，肌肉收缩，含水量降低；脂肪以微油滴形式流出。因此，乳化剂需要耐高温，既有保水性又有保油性，符合工艺要求和国家标准选择乳化剂应注意的问题：A.乳化液有稳定和耐高温B.食用后对人体健康无害，无任何副作用；C.不会影响产品的味道、颜色、气味和口感D.使用方便，并不显著增加产品成本E.不影响脂肪化学性质，不与其他配料有不良反应（2）测定蛋白乳化性质的方法：A.乳化能力B.乳化活性指数；C.乳状液的稳定性典型的乳化型肉类制品有：法兰克福香肠、维也纳香肠、波罗尼亚香肠、乳化型火腿肠等。肉糊：在乳化剂中存在各种可溶性及不可溶性的成分，使肉糜乳化成有黏性的半固体糊状，因此也称其为“肉糊”。肉乳化成的肉糊状物是有由蛋白质和蛋白质的凝胶基质所固定的肉类成分，主要指脂肪和水分。5.肉类乳化物稳定的评价：肉类乳化物的稳定性：指肉在加工和煮制过程中保留水和脂肪的能力，通过其粘结强度来表示。评价肉的粘结能力的方法很多，最基础最简单的是——乳化稳定性测试（方法：将一定量的肉的乳化物装入试管中，从50℃加热到70℃，将加热释放出来的液体轻轻倒出，再测定脂肪和水的含量。此方法已用于肉制品加工企业，以确定肉类乳化时斩拌的最适合温度。）其他方法还有正己烷萃取法、肉类乳化物离心力、网状试验法、光线探针法等。正己烷萃取法：将乳化物在研钵中粉碎，脂肪从破裂的脂肪细胞中选择型的萃取出来，所萃取的脂肪量与煮制过程中分离的脂肪量有较好的相关性。肉类乳化物离心力：通过在较高离心力下对肉糜乳化物进行离心，或在相对较低的离心力下对煮熟的肉类乳化物离心测定。网状试验法：将煮熟的肉类乳化物样品置于一个网状离心管中，经离心后，记下所释放的液体体积，并测出脂肪和水的含量。光线探针法：光线传感器可在乳化组织达到断裂点时即可测定出其变化。在特定波长下，通过测定破碎原料的内在反射系数而实现。以斩拌时间为变量，则光线探针读数和猪肉乳化物稳定性间存在明显的相关性。6.乳化肉制品发展的趋势：低脂和低盐肉制品是未来发展趋势。可利用乳化剂提高产品的品质，而不增加脂肪或盐含量。常用的增稠剂和乳化剂有：大豆蛋白、乳蛋白、淀粉及食物纤维。(1).用蛋白质代替脂肪有时会使肉制品有橡胶样的感觉，可在肉糜混合过程中让一定量的空气进入凝基质中可以减轻这种现象;可以添加不能形成凝胶的一些成分，例如，未改性的大米淀粉(2).为降低脂肪和胆固醇的含量，也可以用植物油部分代替动物脂肪对于低脂（脂肪含量10%）、极低脂（脂肪含量5%）及无脂（脂肪含量10%)肉类乳化产品，与正常脂肪含量（脂肪含量25%）的肉类乳化产相比，蛋白基质形成的凝胶性质要比乳化界面膜的形成更为重要。低脂肉类乳化制品的稳定性主要取决于凝胶基质的持水能力，而不是脂肪聚集的趋势。加入非肉蛋白和多糖可形成稳定的、组织细腻的产品。例如，大豆蛋白和部分水解的大豆蛋白可与盐溶性肌原纤维蛋白形成一种复合的凝胶体系，这种复合凝胶是由大豆蛋白和肌肉交互作用形成的。在低脂类肉制品中也经常添加无脂乳固体、酪蛋白及乳清蛋白浓缩物。蛋白质起泡的评价指标：泡沫的密度、泡沫的强度、气泡的平均直径和直径分布、蛋白质气泡能力和泡沫的稳定性，最常用的是蛋白质的起泡性及其稳定性。以泡沫为基础的非肉制食品有：蛋奶酥、人造黄油、冰激凌和发酵的面包制品等；以泡沫为基础的肉制食品：含肉奶油点心泡沫形成机制：在泡沫界面的蛋白质结构发生变化要比在乳化界面中的要大。泡沫形成过程中，蛋白质最初被分散到空气——液体（水）的界面，