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(1.长江大学生命科学学院,湖北荆州 434023;2.湖北省农业科学院农产品加工与核农技术研究所,湖北武汉 430064)

鹅血营养价值很高,含有丰富的蛋白质,含量高达19%左右,而且鹅血中含有多种生理活性物质,特别是含有大量的免疫球蛋白IgG、多种功能肽和8种必需氨基酸,具有增强机体的免疫力、抵抗病毒、抗癌、抗感染等功能,是一种宝贵的蛋白质资源[1-3]。鹅血在食品加工中业的利用值得重视。

我国是世界第一的养鹅大国,鹅血资源非常丰富。然而,目前对鹅血的加工利用率却很低,主要的食品加工形式是制成凝胶制品,以及部分干燥成鹅血粉作为食品辅料。而鹅血凝胶制品的主要品质问题就是凝胶内部气孔过多,容易产生蜂窝状,粘弹性不好,易龟裂。目前解决这一问题的主要方法是添加亲水胶体[2]。木薯原淀粉是一种良好的亲水胶体,但其在糊液耐高温、耐酸性、耐剪切性等方面存在不足[4]。木薯改性淀粉是在原淀粉的基础上引入了交联键和亲水基团,获得了许多原淀粉没有的特性[5-6]。引入的亲水基团可减缓淀粉脱水收缩,吸水膨胀快,减少淀粉溶出率,保持稳定的黏度和良好的冻融稳定性[7]。

为此,本实验选用适度改性的淀粉,设计不同比例添加到鹅血中形成凝胶,通过分析凝胶的色泽、保水性、流变特性、差示热量扫描、质构和感官评价等特性,探究不同浓度的木薯改性淀粉对鹅血凝胶品质的影响,旨在为木薯改性淀粉在鹅血凝胶中的应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

新鲜鹅血 购于当地农产品交易市场,市售活鹅现场宰杀,用洁净的烧杯收集鹅血,加入3.8%柠檬酸三钠,用100目筛将鹅血过滤,除去少量血块以及绒毛等杂质,放入冰箱(4±1) ℃保存待用;柠檬酸三钠、氯化钙 分析纯,国药集团药业股份有限公司;木薯改性淀粉(乙酰化磷酸化木薯双淀粉) 天和生物科技有限公司。

DSC差示扫描量热仪 费尔伯恩实业发展(上海)有限公司;锥板型(R/S-CPS)流变仪 广州市博勒飞粘度计质构仪技术服务有限公司;PL303电子分析天平 梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司;高速离心机 美国贝克曼库尔特有限公司;HH-4数显恒温水浴锅 国华电器有限公司;TMS-PRO质构仪 美国FTC公司;CR-400色差计 日本柯尼卡美能达公司。

1.2 实验方法

1.2.1 鹅血凝胶的制备 保持凝胶总体积10 mL,按照血水体积比为3∶2添加,取4 mL清水分别加入0、0.2%、0.4%、0.8%、1.0%的木薯改性淀粉,用磁力搅拌器搅拌使其充分溶解,取6 mL鹅血添加1.2%(g/mL)凝血活化剂氯化钙,相互混合倒入烧杯中,用磁力搅拌器搅拌均匀,静置15 min。用保鲜膜密封烧杯,将之放入85 ℃水浴锅中加热45 min,待鹅血凝胶冷却后切块放入(4±1) ℃待测。

1.2.2 鹅血凝胶色泽的测定 鹅血凝胶表面的色度值(L*和a*)利用CR 400色差计测定[8]。每组随机取三块平行样品,每块样品在固定的某一表面随机选取三个点测定。色差计首先用标准板校对,样品测定的色泽参数包括L*(亮度,较高值表示亮,较低值表示暗);a*(红色度,较低数值表示较绿,较高数值表示较红)。

1.2.3 鹅血凝胶保水性的测定 将制备好的鹅血凝胶在0～4 ℃下离心10 min(10000×g),记录离心前后离心管的重量,离心出液体的重量。保水性用下面的公式进行计算[9]:

式中:m1-离心前肌原纤维蛋白凝胶样品的质量,g;m0-为离心出液体的质量,g。

1.2.4 鹅血凝胶质构的测定 参考姜小苓等[10]的方法,凝胶用质构仪进行测量,设置参数为:探头选择P/36R,测试前速度2.0 mm/s;测试后速度2.0 mm/s;探头两次测定间隔时间3.00 s;形变量80%,起始力0.05 N,最终获得硬度、粘附性、弹性等参数。

1.2.5 鹅血凝胶流变性的测定 在20 ℃条件下,使用具有0.105 mm间隙的锥形传感器(C50-1,直径为35 mm,角度2 °)和测量板盖(MPC35;222-1549)测量剪切应力/剪切速率旋转斜坡测试。将鹅血凝胶放置在流变仪板上并在25 ℃平衡10 min。 在1～500 s-1的剪切速率下测量MP凝胶的流变特性,一式三份。剪切速率由0.1 增大到500 s-1(曲线上行部分),再由500 s-1降低到 0.1(曲线下行部分),测定剪切速率变化过程中,凝胶剪切应力和表观黏度的变化。其中,上行和下行曲线结合可以判断淀粉糊的触变性[11]。

我跨进牢狱的第一天，小个子就紧紧握住我的手。他是三号牢房的头儿，矮而壮。小伙子还有这样细皮嫩肉的，他摸着我的手看着我说。我的手暗暗加劲。他吃惊地望着我，两人暗中较劲儿，我看着他眼中淫邪的火焰一点点消退，才松开手。他也许没有想到，我是政法大学武术队的，是散打冠军。记得有一次放风，我站在太阳底下望着高墙外的蓝天，心里想着米米，自从入狱就没有她的一点信息。女人让我失望，他蹲在墙角说。我不理他。我从来没对米米失望，即便后来她攀上别人，坐在那人的摩托车上招摇过市。那人家里是搞运输的，有几辆大卡车和一辆帕萨特。我什么都没有。米米会为这吗？我不敢相信，我想她受了那人的诱惑，只是一时鬼迷心窍。

1.2.6 鹅血凝胶的热特性(DSC)分析 称取少量凝胶样品置于小坩埚中,小坩埚置于差示扫描量热仪中,在氮气保护下,从室温开始,以10 ℃/min升温至180 ℃,氮气流速40 mL/min,得到鹅血凝胶的DSC谱图[12]。

1.2.7 感官评定 将鹅血凝胶放置室温切块随机编号,评定员共10位感官评定训练的食品专业学生(5男5女)进行评定。评定人员单独评定,互相不得接触与讨论。评定前为每位评定员随机摆放编号不同的样品,每评定一次,用温水漱口,以消除上个样品对人体感官的影响。选取鹅血凝胶气味、色泽、组织状态及弹性作为感官评定的评价指标，评分标准如表1。用加权法计算总分,色泽的加权系数为0.2,组织状态为0.4,弹性的加权系数为0.4。以10位评定员的平均分为各指标的评分。

表1 感官评分标准Table 1 Sensory evaluation standards of goose blood gel

1.3 数据处理

实验重复三次,采用SPSS进行数据统计分析。

2 结果与分析

2.1 木薯改性淀粉添加量对鹅血凝胶色差的影响

如图1所示,加入木薯改性淀粉后,鹅血凝胶的红度值在淀粉浓度为0.4%时最大，大于0.4%后红度值显著下降(p<0.05)。不同浓度的木薯改性淀粉对鹅血凝胶的表观亮度有一定影响,但没有呈现出依赖浓度的规律性。这可能是因为,木薯改性淀粉的加入引入了一些交联键和亲水基团,改变了体系的乳化状态以及电荷分布,使得内环境体系的存在状态发生了变化,从而影响了血红蛋白的氧化稳定性以及表观色泽[13]。

图1 不同浓度木薯改性淀粉对鹅血凝胶色泽的影响Fig.1 Color change of goose blood gel with different concentrations of modified tapioca starch注:不同小写字母表示差异显著(p<0.05),图2同。

2.2 木薯改性淀粉添加量对鹅血凝胶保水性的影响

木薯改性淀粉添加量对鹅血凝胶的保水性影响结果如图2所示。保水性是评价蛋白质凝胶品质的其中一个主要指标,保水性对凝胶食品的颜色、嫩度和多汁性都有直接的影响[14]。随着木薯改性淀粉浓度的增加,鹅血凝胶保水性呈现出先升高后降低的趋势。当木薯改性淀粉的添加量为0.2%时,凝胶的保水性最高,达到47.36%,与对照相比提高了11.14%。

图2 不同浓度木薯改性淀粉对鹅血凝胶保水性的影响Fig.2 Water holding capacity change of goose blood gel with different concentrations of modified tapioca starch

2.3 木薯改性淀粉添加量对鹅血凝胶质构的影响

从表2看出,加入木薯改性淀粉后,鹅血凝胶的咀嚼性和弹性均随着木薯改性淀粉浓度的升高,呈现先增加后降低的趋势,咀嚼性与弹性极显著相关(表3中相关系数r为0.902)。木薯改性淀粉添加量为0.2%时,咀嚼性和弹性值最大,黏聚性与对照相比,变化不显著(p>0.05)。木薯改性淀粉引入一些亲水基团后容易吸水膨胀,形成淀粉凝胶体系[15],添加适量的木薯改性淀粉,可以形成淀粉鹅血混合凝胶网络体系,提高鹅血凝胶的咀嚼性和弹性。过量添加木薯改性淀粉,反而会破坏鹅血凝胶网络结构,从而使咀嚼性降低。添加木薯改性淀粉,鹅血凝胶的硬度和凝胶强度均有所下降,添加0.2%的木薯改性淀粉,凝胶强度变化不显著(p>0.05),硬度也比较适中,整体组织结构完整。硬度是使样品达到一定变形所需的力[16]。从表3可以看出,硬度和凝胶强度极显著相关,相关系数为0.781。与对照相比,加入木薯改性淀粉降低了鹅血凝胶的黏聚性,可能是鹅血凝胶内部结合力的变化导致鹅血凝胶变得易碎[17]。

表2 木薯改性淀粉对鹅血凝胶质构的影响Table 2 Texture change of goose blood gel with different concentrations of modified tapioca starch

表3 鹅血凝胶质构指标之间的相关性分析Table 3 Correlation analysis among texture indexesof goose blood gel

2.4 木薯改性淀粉添加量对鹅血凝胶流变特性的影响

表观粘度反映了液体或流体分子的流变性质[11]。如图3所示，未添加木薯改性淀粉的凝胶随着剪切速率的增加,凝胶的内部结构被破坏或重组,表观黏度降低[18-19],说明鹅血凝胶是假塑性流体。添加不同浓度的木薯改性淀粉表观黏度趋势与空白组一致,表明添加木薯改性淀粉并没有改变凝胶的流体性质。在木薯改性淀粉添加量为0.2%表观黏度较小(仅次于木薯改性淀粉添加量为1.0%的鹅血凝胶)。鹅血凝胶的黏度可能来源于分子间的摩擦,分子间作用力越小分子链柔顺性越大,相对分子质量较小的物质具有较好的流动性[19]。蛋白的粒径分布、蛋白分子质量、蛋白的水合作用等也影响液体的表观黏度[13]。可能是鹅血凝胶分子内部的蛋白质与淀粉相互作用增强,分子间的摩擦力增加,导致表观黏度增加[20]。

图3 添加不同浓度木薯改性淀粉鹅血凝胶的表观黏度Fig.3 Apparent viscosity curve of goose blood gel with different concentrations of modified tapioca starch

在静态流变特性研究中,对凝胶施加剪切力,由于凝胶内部结构被破坏的速率与自身恢复速率之间存在差异,导致剪切应力随剪切速率变化时形成了由上行线和下行线组成的顺时针环状回路,称为滞后环[21-22]。滞后环面积可以表征样品触变性的强弱,滞后环面积越大,凝胶的触变性越强,凝胶结构的形成与恢复能力越差;滞后环面积越小,流体的触变性越弱[23]。通过origin软件对样品滞后环面积进行积分计算如图4所示。由图4可知,随着木薯改性淀粉浓度的增大,鹅血凝胶的滞后环面积明显增大。可能是因为,淀粉分子参与鹅血凝胶网络结构的构建,分子间距离更近,形成氢键数量也增多,故剪切作用破坏其结构更为困难,鹅血凝胶的结构恢复速度也更慢,导致其滞后环面积增大。滞后环面积越小,则越有助于食品的保型及加工制作[13]。在木薯改性淀粉添加量为0.2%时,滞后环面积较小,比较利于鹅血凝胶的加工制作。

图4 添加不同浓度木薯改性淀粉鹅血凝胶的滞后环图Fig.4 Area of the thixotropic ring of goose blood gel with different concentrations of modified tapioca starch

2.5 木薯改性淀粉添加量对鹅血凝胶差示扫描量热的影响

DSC曲线中热吸收峰的变性温度Tm和焓变ΔH是蛋白质热稳定性的反映,Tm和ΔH越高,说明蛋白质的热稳定性越高[24-25]。由图5可知,与空白组相比,木薯改性淀粉能够改善鹅血凝胶Tm和ΔH,使得鹅血凝胶更加稳定。

图5 添加不同浓度木薯改性淀粉的鹅血凝胶的差示扫描量热图Fig.5 Differential scanning calorimetry of goose blood gel with different concentrations of modified tapioca starch

2.6 感官评价结果

不同浓度木薯改性淀粉添加量的感官评分如图6所示。由图6可知,木薯改性淀粉添加浓度为0.2%时，鹅血凝胶的组织状态和弹性的感官评分均较高。鹅血凝胶的切面密实,有少量小气孔且用中指用力压,凹陷而不破裂,放手则恢复原状,弹性较好。鹅血凝胶色泽受木薯改性淀粉浓度的影响较小,而组织状态和弹性随着木薯改性淀粉浓度的改变发生了明显变化。如表3，木薯改性淀粉添加浓度为0.2%时,鹅血凝胶的组织状态和弹性感官评分均为最高分,而此时色泽的感官评分也较高(仅次于木薯改性淀粉浓度为0.4%的鹅血凝胶)。鹅血凝胶色泽产生差异的主要原因是,木薯改性淀粉中的还原糖与蛋白质中的氨基发生了美拉德反应,产生类黑色物质,使得凝胶的颜色加深。适量的木薯改性淀粉能够参与鹅血凝胶网络结构的构建,过量添加木薯改性淀粉,某些亲水基团吸水膨胀会破坏鹅血凝胶的网络结构,使得凝胶的保水性变差,这可能是鹅血凝胶的断面结构和组织状态产生裂变的原因。

图6 添加不同浓度木薯改性淀粉鹅血凝胶的感官评价Fig.6 Sensory evaluation of goose blood gel with different concentrations of modified tapioca starch

表3 添加不同浓度木薯改性淀粉后鹅血的感官评分Table 3 Sensory evaluation scores of goose blood gel with different consentrations of modified tapioca starch

3 结论

将鹅血与不同浓度的木薯改性淀粉结合,制作鹅血凝胶,通过研究鹅血凝胶的质构、保水性、流变特性、色泽、差示扫描量热法和感官评价,研究木薯改性淀粉对鹅血凝胶特性的影响。实验结果显示,木薯改性淀粉添加浓度为0.2%时,凝胶保水性与对照组相比提高了11.14%。与空白组相比,木薯改性淀粉能够提高鹅血凝胶的Tm和ΔH,使得鹅血凝胶更稳定。在木薯改性淀粉添加量为0.2%时,咀嚼性和弹性值较大,鹅血凝胶的组织状态和弹性感官评分较高。凝胶的表观黏度随着剪切应力增加呈下降的趋势,表明其是假塑性流体,且添加变性淀粉并未改变其流体类型,静态流变分析表明添加0.2%木薯改性淀粉时,鹅血凝胶的表观粘度和触变环面积较小,改善了凝胶的塑性能力及流变稳定性。适量的木薯改性淀粉能够改善鹅血凝胶的特性,对鹅血凝胶制品具有实际应用价值。