邹玉峰，钱畅，韩敏义，徐幸莲,周光宏

(南京农业大学 肉品加工与质量控制教育部重点实验室，肉品加工农业部重点实验室，江苏省肉类生产与加工质量安全控制协同创新中心，江苏 南京，210095)

凝胶类肉制品加工技术研究进展及趋势

邹玉峰，钱畅，韩敏义，徐幸莲*,周光宏

(南京农业大学 肉品加工与质量控制教育部重点实验室，肉品加工农业部重点实验室，江苏省肉类生产与加工质量安全控制协同创新中心，江苏 南京，210095)

新版《膳食指南科学报告》对肉品加工提出新的要求，如增加以瘦肉为原料的凝胶类肉制品的生产，重视对低钠和低饱和脂肪酸含量肉制品的加工技术研发，增强肉制品的健康属性，提高肉制品生产工艺的安全水平等。文中据此梳理了凝胶类肉制品加工和研发过程中需要解决的关键问题，重点论述了滚揉、斩拌和腌制工艺优化，异质肉加工特性改善，高压和超声波辅助热凝胶形成以及凝胶绿色加工技术的最新研究进展，最后展望了凝胶类肉制品加工科学与技术的未来研究趋势。

膳食指南；凝胶类肉制品；科研和生产；研究进展及趋势

膳食指南咨询委员会(dietary guidelines advisory committee, DGAC)不久前发布了新版《膳食指南科学报告》(以下简称《报告》)[1]，提出很多新的建议，如首次明确指出以瘦肉为原料的肉类产品是健康饮食的一部分，提醒人们避免钠和饱和脂肪酸的过量摄入，撤销对胆固醇摄入量的警告并提醒人们适量摄入红肉(red meat)和加工肉(processed meat)等[1-2]。这些建议对肉制品尤其是凝胶类肉制品的生产和加工提出很多新要求，本文即对此综述，并从科研角度探讨如何解决行业目前面临的新挑战。

1 重视以瘦肉为原料的凝胶类肉制品加工技术的研究

以瘦肉为主要原料的食品是健康饮食的一部分。瘦肉是优质蛋白质的重要来源，不仅为人体提供比例适当的必需氨基酸，还能提供诸多生理活性物质[3-5]。凝胶类低温肉制品或调理肉制品均以瘦肉为主要原料，多以巴氏杀菌温度进行加工，营养成分保留程度高，风味和口感好[6]。瘦肉切块或粉碎后的滚揉和腌制是凝胶类肉制品生产的主要工序，但其技术水平仍有待提高。以调理重组猪肉排为例，该类产品的消费量逐年增加，产品质量却不尽如人意，而且存在腌制时间长，加工效率低等问题。高天等[7]对调理猪排的真空滚揉和腌制工艺进行优化，以提高品质、缩短腌制时间。结果表明，最佳滚揉工艺参数为腌制液添加量35%，滚揉时间8 h，转速11 r/min。该条件下不仅加工时间短，而且产品的出品率高，剪切力值低，嫩度优。滚揉时加入不同的盐类可以改善凝胶类肉制品的烹饪损失和出品率等指标。李楠等[8]研究了加盐滚揉对调理鸡胸肉品质的影响，发现添加NaHCO3能显著降低产品解冻时的汁液损失和烹饪时的蒸煮损失。

肉类生产中PSE、类PSE、Wood等异质肉发生率高，如类PSE鸡肉发生率普遍高于20%[9]。异质肉加工后蒸煮损失大、凝胶强度低。如何改善异质肉糜凝胶的质构和保水保油性，是亟需解决的行业共性问题。于建行等[10]通过添加卡拉胶、黄原胶以及转谷氨酰胺酶(Transglutaminase, TGase)改善PSE肉糜的持水力和热诱导凝胶特性，发现加入0.3%的TGase和0.8%的卡拉胶或0.05%～0.10%的黄原胶可显著降低肉糜的蒸煮损失，并得到品质较好的凝胶。超声波等肉制品加工新技术也可以改善异质肉的凝胶形成特性。LI[11]等用高强度超声波处理类PSE鸡肉糜，发现20 kHz, 450 W参数条件下作用6 min后，肉糜保水性和凝胶强度均明显改善。

减少非肉组分的添加是凝胶类肉制品行业目前面临的挑战之一。常用的淀粉和大豆分离蛋白等辅料虽然能够改善产品质构，降低生产成本，但也会减少肉类蛋白质含量。《GB/T 20712—2006 火腿肠》标准中规定，肉类蛋白质含量≥12%，淀粉含量≤6%的火腿肠属于特级产品。瘦肉添加量的减少会导致产品等级降低，因此新产品的研发趋势是减少或者不添加这些非肉组分。这就需要尽快解决非肉组分添加量减少导致的产品保水性下降等问题。为达到产品品质与生产成本的“双赢”，需加大对肌肉蛋白质尤其是肌球蛋白的凝胶形成机制和凝胶品质调控技术的研究，为消费者提供具有高营养价值和良好口感的产品。

虽然近年来很多新的加工技术已逐步用于凝胶类肉制品的生产，但是这些新技术对肌肉蛋白质凝胶品质影响机理的相关研究仍然较少。例如凝胶类肉制品生产时辅以高压处理，不仅抑菌效果好，可以延长产品的货架期，还能够降低热加工温度，更大程度地保留肉类的营养价值。很多研究都表明在合适的参数条件下进行高压处理，凝胶类肉制品的质构和保水等品质特性会显著改善[12-14]。但是实际生产中高压凝胶肉制品却经常出现口感差等问题。O’FLYNN等[15]用150 MPa高压辅助热处理加工猪肉早餐肠，发现产品的保水性显著提高，但多汁性等口感指标却变差。HAYES等[16]对高压处理牛肉饼的研究也得到类似结果。这说明肌肉蛋白质的高压变性和其凝胶形成机制尚未阐明[14]，对该技术的了解还不够彻底。

2 加大肌肉蛋白质低钠热凝胶加工技术和形成机制的研究

NaCl不仅能够满足人们对咸味的需要，对凝胶类肉制品的质构特性和货架期等关键品质指标也有很大影响。它能够增强肌原纤维蛋白的溶解，使其形成交联体系，从而将肉糜微粒黏结在一起，提高加热后产品的质构特性与切片性能[17]，同时还能够改善产品的色泽、保水性和嫩度，增加出品率。因为有如此重要的加工特性，所以凝胶类肉制品生产中需要添加2%左右的NaCl。但是长期高钠摄入会增加高血压等疾病的发病率[18]，因此越来越多的消费者选择购买钠含量低的肉类食品。

降低凝胶类肉制品中钠含量的方法有很多，常规方法是以其他盐如广泛使用的KCl，二价的钙盐和镁盐等替代部分食盐。用KCl替代部分NaCl后，肌原纤维蛋白的溶解度、黏度、乳化能力和乳化稳定性增加，凝胶的保水保油性得到改善，出品率也有提高[19-20]。JIA等[21]研究发现，CaCl2对鱼肉肌球蛋白凝胶化过程中的变性和聚集有显著影响，添加量最高为60 mmol。然而这些金属盐的咸味不纯，添加量过高会带来明显的苦味和金属味，替代比例需低于30%。因此，筛选和复配适合凝胶类肉制品加工的新型替代盐成为肉品科研领域的研究热点。除金属盐外，咸味肽等新型咸味剂或风味增强剂也可以起到部分替代NaCl的作用。咸味肽不仅能够提供咸味，还可以改善肌肉蛋白质的热凝胶特性和保水性。赵颖颖等[22]研究了咸味肽(鸟胺牛磺酸)替代NaCl对鸡胸肉蛋白质热凝胶特性的影响，发现肉糜体系的pH值对替代效果影响大。pH值处于6.5～7.0时咸味肽可以充分发挥离子作用，而且此时还与NaCl有较强的协同作用。超声波和超高压处理等技术也可以降低凝胶类肉制品的钠含量。LI等[23]用300 W超声波处理10 min后加热制备纯鸡肉肠，NaCl添加量可以减少25%。SIKES等[24]用200 MPa高压2 min后加热制备纯牛肉肠，NaCl添加量可以减少35%，而且凝胶的保水性、色泽和质构特性与对照组没有差异。

虽然相关研究较多，但是低钠条件下肌肉蛋白质的热凝胶形成机制仍未阐明。众所周知，加入NaCl的量足够多时才能将肌球蛋白和肌动球蛋白等从肌纤维结构中提取出来，加热后使其形成三维凝胶网络结构，赋予产品独特的质地和口感。蛋白质分子上离子键的大量形成是破坏肌纤维结构、增加肌原纤维蛋白溶解的主要驱动力，也是凝胶形成的前提[25]。但是离子键并不是凝胶形成过程的主要化学作用力。HULTIN等[26]和缪进等[25]研究了酸碱调节结合Surimi工艺生产低盐鸡肉糜产品的可行性，发现处理后肌肉蛋白质并没有溶解，但是加热后却能够形成质地好、保水性强、微结构均匀的凝胶网络。这表明肌肉蛋白质的溶解并不是低钠热凝胶形成的前提，离子键在热凝胶形成中的作用有待进一步研究。

3 加强低饱和脂肪酸含量的肌肉蛋白质乳化复合凝胶加工技术和形成机制的研究

添加动植物油脂的肉糜加热后也会形成凝胶。因为蛋白质凝胶网络中有乳化微粒的存在，一般将其称为乳化复合凝胶或复合凝胶(emulsion composite gels或composite gels)[27-28]。这是凝胶类肉制品的重要产品形式。添加脂肪能够改善凝胶的感官特性，产品的多汁性好，口感嫩滑有弹性[29-30]。现代人应减少饱和脂肪酸的摄入，增加不饱和脂肪酸并优化单不饱和脂肪酸、n-3系和n-6系多不饱和脂肪酸的摄入比例，以满足必需脂肪酸的生理需求。凝胶类肉制品的消费面广，消费量大，是提供健康脂肪酸的理想食物载体[31]。因此，降低饱和脂肪含量、优化必需脂肪酸比例的健康型复合凝胶加工技术将成为肉品领域的研究热点。

改进加工工艺可以降低饱和脂肪含量。斩拌是生产乳化复合凝胶类肉制品的重要工序，对斩拌参数进行优化能够改善低脂产品的烹饪损失高、质构弱和口感差等问题。徐宝才等[32]研究了4种斩拌工艺对鸡肉猪肉混合肉糜乳化复合凝胶的影响，通过对比出品率和乳化稳定性等指标，发现分离斩拌工艺组的蒸煮损失最低，保水保油性最好。

通过脂肪替代也可以降低饱和脂肪含量。比如以亲水胶体和大豆分离蛋白等替代部分脂肪，可以提高保水保油、增强质构和改善口感[33]。以植物油和鱼油替代部分背膘不仅能降低饱和脂肪含量，还可以优化产品脂肪酸组成。杨雯等[34-35]汇总了近几年的相关研究后发现，添加魔芋胶的低脂肉制品的品质特性与高脂产品的类似。YOUSSEF等[36]将牛肉肠的牛油添加量从25%降至10%，产品的烹饪损失增加一倍，凝胶硬度降低30%。但是以菜籽油替代部分牛油，油脂总添加量17.5%和25%组的凝胶硬度与对照组没有差异，而且烹饪损失降低。但是咀嚼性比对照组分别增加了57.8%和124.4%，说明替代组和对照组的口感差异非常大。作者据此认为，饱和脂肪替代后产品的口感差异如何消除是亟需解决的技术难题。预乳化等新技术也有较好的降低饱和脂肪作用。植物油可以先以大豆分离蛋白、酪蛋白酸钠和乳清蛋白预乳化处理，随后加入肉糜中斩拌制备热凝胶，油脂添加量可以减至10%，此时的凝胶保水性和咀嚼性与对照组没有差异。ZHAO等[37]将植物油的预乳化液以450 W超声波处理后再生产法兰克福香肠，产品的保水保油性进一步改善，而且凝胶硬度值增加。预乳化处理可以将油相变为分散均匀的乳化相体系，而超声波处理可以减小预乳化液滴的体积，提高肌肉蛋白质分子对其吸附和保持能力，从而有效改善低脂香肠的食用品质。这2种处理对改善低脂复合凝胶特性有较好的协同作用，但在相关参数优化及凝胶品质形成机制等方面有待继续研究。

4 促进具有保健功能凝胶类肉制品的生产和研发

凝胶类肉制品食用人群基数大，而且配方容易调整，是多种营养素和保健成分的理想载体。现代膳食模式过于精细，宏观营养素摄入多，活性小肽、维生素、功能性多糖、钙、镁、钾等矿物质和膳食纤维摄入少。凝胶类肉制品配方中适量添加上述营养素和保健成分，不仅可以改善产品品质，还能增强其健康属性。如被称为第七营养素的膳食纤维，具有改善肠道内菌群构成，清除体内自由基等作用。适量添加膳食纤维还可以有效改善肌肉蛋白质热凝胶的保水性和质构特性，提高出品率及口感[38-40]。陈洁等[41]研究魔芋葡甘聚糖(konjac glucomannan, KGM)及魔芋葡甘聚糖衍生物对重组禽肉火腿感官、微观结构和力学特性的影响，发现两者均能有效改善鸭肉和鹅肉重组火腿的感官指标，减少表面油脂和水分淅出，增大凝胶硬度、弹性和黏着性。肌肉蛋白质经酶解处理后，不仅可以增加功能性成分含量，有利于机体消化吸收，还可以减少过敏原。肉类食品引起的过敏反应相对较少，但是对消费者尤其是对儿童身体健康的危害大，是不容忽视的食品安全问题。薛维利等[42]采用创新的加工思路，对鸡胸肉进行酶解处理后将“固态肉块”变为“液态肉奶”，得到的产物中必需氨基酸和活性小肽含量丰富，功能性物质含量高，而且不含过敏物质，适合老人儿童以及身体虚弱人群食用。肌肉蛋白质经微生物发酵也会产生许多生理活性物质，如以乳酸杆菌或双歧杆菌发酵的肉制品已在许多国家上市[43]。刘玺等[43]在发酵香肠中添加富硒活性乳酸菌发酵剂，利用活性乳酸菌的生物转化，制成富硒香肠。用硒添加量为10 μg/mL的乳酸片球菌发酵剂发酵香肠，在38℃的恒温箱培养36h，发酵剂的硒转化率为 96.14%，产品中硒含量高达100 μg/kg，完全可以满足缺硒人群的健康需要。

5 从技术革新角度提高凝胶类肉制品的安全属性

如今，消费者越来越看重加工肉(processed meat)的安全属性。凝胶类肉制品的生产需经腌制工序，而磷酸盐和亚硝酸盐是重要腌制组分，前者可以促进肌动球蛋白溶解和肌球蛋白解离，后者则具有呈色、抑制肉毒杆菌生长和增加肉香味等作用[44]。虽然这2种食品添加剂被认为是安全的且在全球范围内均允许使用，但新的消费趋势是减少这些化学组分的添加。中国的天然香辛料资源丰富，完全可以起到替代这些组分的作用，值得深入挖掘。这就需要对加工技术进行革新。梁鹏等[44]研究了香肠等凝胶类肉制品配方中亚硝酸盐的天然替代组分，并研究了发酵对香肠中亚硝酸钠残留量的影响，发现茶多酚和桂皮提取物可以部分替代亚硝酸盐的使用量，而植物乳杆菌和戊糖片球菌发酵则可显著降低亚硝酸盐的残留量。

很多种类的凝胶肉制品需要经过烤制或烟熏等工艺处理。若加工时参数控制不当，容易产生PM 2.5、多环芳烃、杂环胺、甲醛、反式脂肪酸等有害物质[45]。应设法减少其生成量。这需要对传统烟熏设备、使用的糖或木屑种类、熏烤的温度和时间参数等方面进行改进。同时需要通过引进新理念的方式实现技术革新。如绿色加工原理，该理念利用绿色化学原理和绿色化工手段，对产品进行绿色工艺设计，在加工、包装、贮运、销售过程中，把对人体健康和环境的危害降到最低，并使经济效益和社会效益得到协调优化[46]。石金明等[47]研究了绿色烤制技术对禽肉制品PM 2.5排放量、表面3,4-苯并芘、12种杂环胺含量以及感官特性的影响，发现PM 2.5平均排放质量浓度及3,4-苯并芘和12种杂环胺的残留量可分别降低至200 μg/m3与1 μg/kg，均显著低于传统加工技术，且生产出的产品色泽红润鲜亮，质构特性好。除此之外，还可以用烟熏液代替烟气熏。烟熏液主要以天然植物为原料，通过可控燃烧产生熏烟，用水将其冷凝，沉积后去除灰分和烟焦油，保留对风味形成有益的物质。蔡克周等[48]研究了山核桃烟熏液对低温灌肠质量的影响，发现山核桃壳烟熏液可以显著降低过氧化值，抑制微生物生长，对产品风味等感官特性也有明显改善作用，以质量分数0.2%添加比例最佳。但是添加烟熏液会降低产品的弹性、硬度和凝聚性等质构特性。

6 展望

凝胶类肉制品具有营养价值高，产品种类多样和食用方便快捷等特点，深受消费者喜爱。随着消费水平升级和科技的不断进步，消费者对凝胶类肉制品的生产方式和质量评价标准都有了更高要求。因此，肉品科研人员需要进一步优化产品生产工艺，加大新产品研发力度，以满足不断增长的消费需求。

今后，以肌球蛋白为主的肌肉蛋白质凝胶形成机制和凝胶品质综合控制技术仍将是研究的重点。通过测定肌肉蛋白质加热过程中的化学作用力变化规律并建立凝胶形成的热动力学模型，可以更深入地理解凝胶的形成机制。在此基础上创新滚揉和腌制工艺，引入超高压和超声波处理等凝胶加工新技术，可以减少非肉辅料的添加，改善低钠和低饱和脂肪酸添加量条件下肌肉蛋白质的凝胶特性。现阶段随着肉制品绿色加工理念的发展以及消费者对食品健康属性的重视，高安全属性和高保健功能的凝胶类肉制品加工新技术也逐渐成为研究热点方向之一。

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Reviewonresearchprogressanddevelopmentofgel-typemeatproductsprocessingtechnology

ZOU Yu-feng1, QIAN Chang，HAN Min-yi，XU Xing-lian1*，ZHOU Guang-hong

(Key Laboratory of Meat Processing and Quality Control,MOE;Key Laboratory of Meat Processing,MOA; Jiangsu Collaborative Innovation Center of Meat Production and Processing,Quality and Safety Control; Nanjing Agricultural University;Nanjing 210095,China)

New edition of Dietary Guidelines Science report introduces new demands of meat processing, such as lean meat gel-type meat products, research and development of low-sodium and low-saturated fat meat products as well as the enhance of meat processing safety. The key technical problems existed in the fields of meat processing and new products research and development of gel-type meat products were summarized. The recent research of meat processing was introduced, such as optimization of tumbling, chopping and curling processes, the improvement of processing properties of pale, soft, and exudative (PSE) meat, the high pressure amp; ultrasonic assisted thermal gel formation technology and the green gel-manufacturing technology. In the end, the future trends of scientific research of gel-type meat products processing technology was prospected.

dietary guidelines; gel-type meat products; research and processing; research progress and development trend

10.13995/j.cnki.11-1802/ts.014048

博士研究生(徐幸莲教授为通讯作者,E-mail：xlxus@njau.edu.cn)。

现代农业产业技术体系建设专项资金资助(CARS-42)；传统腌腊肉制品关键生产技术装备研究与示范(201303083-2)；江苏高校优势学科建设工程资助项目(PAPD)

2017-02-13，改回日期：2017-04-11