基于车前子凝胶与微粉化NaCl–KCl–谷氨酸钠体系协同实现猪肉汉堡脂肪与钠同步减量的研究

《Meat Science》：Psyllium gel combined with a micronized NaCl–KCl–glutamate system for simultaneous fat and sodium reduction in pork burgers

　　

专业术语翻译（论文摘要） 本研究评价了车前子凝胶（psyllium gel, PG）与微粉化NaCl、KCl和谷氨酸钠（monosodium glutamate）组合用于重构减脂减钠猪肉汉堡的可行性。研究人员以1:2、1:4和1:6三种车前子:水比例制备PG，替代50%的猪背膘。在减钠配方中，以1.8% MKG（微粉化NaCl:KCl:谷氨酸钠，1:0.5:0.3）替代2.0% NaCl。PG的掺入使脂肪含量降低33.6–43.8%，饱和脂肪酸降低约34–44%；与MKG组相比，烹饪得率提高13.5–21.6%；与对照组相比，硬度降低43.5–65.3%，咀嚼性降低65.7–83.8%。与对照组相比，含MKG的处理组钠含量降低约43%，钾含量增加87.6–96.3%，使摩尔Na/K比从4.69降至1.36–1.42。含PG的配方符合欧盟“减脂”和“减饱和脂肪”声称标准，含MKG的配方符合“减钠”声称标准；因此，PG + MKG配方同时满足全部三项营养声称。各处理间pH存在差异（5.44–5.81），红度（a）未受显著影响，部分含PG配方较对照组亮度（L）更低。在训练评价小组的描述性感官分析中，PG1:4 + MKG与嫩度和多汁性相关，而PG1:6 + MKG尽管钠含量更低，却与咸味感知关联更强。上述发现表明，在固定50%背膘替代水平下，将PG与MKG结合用于新鲜猪肉汉堡的脂肪与钠同步减量在技术上可行。在确立该重构策略的实际应用可行性之前，应进一步评估其贮藏稳定性和消费者接受度。

论文解读文章

一、研究背景与目的

汉堡是肉类产品中与营养重构策略高度相关的品类，因其配方通常含有较高的脂肪、饱和脂肪酸和钠。世界卫生组织（WHO）建议总脂肪摄入量不超过总能量的30%，饱和脂肪酸不超过10%，钠摄入量应低于2000 mg/天。然而，全球平均钠摄入量估计约为4310 mg/天，超过推荐水平两倍以上，过量钠摄入与每年约189万例死亡相关。因此，同时降低饱和脂肪和钠的食品重构策略具有重要的公共卫生意义。

然而，同时降低脂肪和钠在技术和感官层面构成双重挑战。脂肪对肉制品的结构、质地、多汁性和风味感知均有贡献，而NaCl在肌原纤维蛋白溶解、保水性和咸味形成中发挥关键作用。同时减少这些组分可能引发肉基质组织的相互关联变化，使保持技术性能和感官特性变得更加困难。

部分替代脂肪采用富水结构化体系已在肉类产品中得到应用。车前子（psyllium）因其阿拉伯木聚糖含量和高水合能力及水胶体网络形成能力而具有较大潜力。然而，车前子凝胶的功能性与其水合状态直接相关，不同车前子:水比例会同时改变纤维浓度、掺入水量和水胶体网络组织，可能导致肉基质中的不同响应。因此，水合水平是决定车前子作为脂肪替代物性能的重要因素。

在钠减量方面，部分替代KCl是最常用的策略之一，但高浓度可能带来苦味或金属味。与谷氨酸钠等风味增强剂联用可缓解这些局限，并有助于维持风味强度和咸味感知。此外，NaCl微粉化可增加表面积，有利于口腔味觉感知过程中的溶解和可用性。

尽管上述两种策略已被分别研究，但它们在相同肉基质中的联合使用，以及车前子:水比例对钠减量响应的调节程度，仍缺乏充分理解。因此，本研究旨在评价车前子凝胶与微粉化NaCl、KCl和谷氨酸钠组合对减脂减钠猪肉汉堡的营养、技术和感官品质的影响。

二、主要技术方法

研究人员制备了三种不同车前子:水比例（1:2、1:4和1:6）的车前子凝胶。微粉化NaCl通过商业精制盐的筛分获得，平均粒径为165 ± 2 μm。共制备8个处理组：对照组、MKG组、三种PG组及三种PG + MKG组，每组设3个独立生产批次，每批约5 kg。猪肉和猪背膘分别经6 mm绞肉板绞制，肉糜先与盐类成分混合3分钟以促进肌原纤维蛋白提取，再加入其余成分混合3分钟。汉堡经标准化电烤炉烹饪至中心温度72°C。化学组成、脂肪酸谱、钠钾含量、pH、色泽、烹饪得率、质构剖面分析（TPA）及训练评价小组描述性感官分析按照相应标准方法进行，数据采用方差分析（ANOVA）、主成分分析（PCA）和多重因子分析（MFA）处理。

三、研究结果

3.1 化学组成、脂肪酸与矿物质谱

MKG组的含水量与对照组无显著差异，而所有含PG配方含水量均高于对照组，这归因于凝胶掺入的水分及车前子阿拉伯木聚糖的高水合能力。蛋白质含量在各处理间无显著差异。脂肪含量方面，以车前子凝胶替代50%猪背膘使脂肪含量降低33.6–43.8%，所有含PG配方均满足欧盟“减脂”营养声称标准（需较同类食品至少降低30%）。脂肪酸绝对含量相应降低，含PG配方较对照组的饱和脂肪酸（SFA）降低约34–44%，单不饱和脂肪酸（MUFA）降低33–43%，多不饱和脂肪酸（PUFA）降低33–44%，所有含PG配方均满足欧盟“减饱和脂肪”声称标准。

矿物质方面，含MKG配方钠含量为469–471 mg/100 g，较对照组的825 mg/100 g降低42.9–43.2%，满足“减钠”声称标准。钾含量从对照组的299 mg/100 g增至561–587 mg/100 g，增幅达87.6–96.3%，摩尔Na/K比从4.69降至1.36–1.42，接近推荐的1:1膳食比例，有利于血压健康。因此，PG + MKG配方同时满足“减脂”、“减饱和脂肪”和“减钠”三项营养声称。

3.2 pH、色泽与烹饪得率

pH在各处理间存在显著差异但范围较窄（5.44–5.81），未呈现与PG或盐体系相关的规律性变化。色泽方面，红度（a）未受显著影响，但部分含PG配方亮度（L）显著低于对照组，可能源于车前子天然较深的颜色以及水分含量和基质结构变化对光散射的影响。总色差（ΔE）范围为2.7–7.0，部分配方的色差可能肉眼可辨。

烹饪得率方面，MKG组（74.2%）与对照组（82.0%）无显著差异，表明尽管钠含量降低约43%，KCl可能部分补偿了离子强度，维持了肌原纤维蛋白的功能性。所有含PG配方的烹饪得率（84.2–90.2%）均显著高于MKG组，其中PG_1:2组显著高于对照组，体现了车前子优异的持水性和凝胶形成能力。

3.3 熟制汉堡的质构特性

对照组与MKG组在所有质构参数上均无显著差异，表明单独更换盐体系未改变仪器质构。所有含PG配方的硬度均显著低于对照组和MKG组，降低幅度约44–65%，这是因为以高水合凝胶部分替代固态脂肪增加了肉基质中固定化水相的贡献，形成较软的结构。PG还显著降低了内聚性、胶黏性和咀嚼性，表明部分脂肪替代不仅软化了基质，还降低了其内部凝聚力和咀嚼所需能量。随着凝胶水合比例增加，质构参数呈进一步降低趋势，因为相同凝胶添加量下，较高水合比例对应较低的车前子浓度和更高的水分比例。

3.4 描述性感官分析

训练评价小组的描述性感官分析结合主成分分析（PCA）显示，PG_1:4 + MKG与嫩度和多汁性相关联，而PG_1:6 + MKG尽管钠含量更低，却与咸味感知关联更强，这可能与微粉化NaCl的表面积增加和谷氨酸钠的风味增强作用有关。多重因子分析（MFA）整合了化学组成、pH、色泽、烹饪得率、钠钾含量、脂肪酸谱、质构参数和感官属性等多组数据，揭示了各处理组在多维空间中的整体关系。

四、讨论与结论

研究表明，在固定50%背膘替代水平下，将车前子凝胶与微粉化NaCl–KCl–谷氨酸钠体系结合，可实现猪肉汉堡中脂肪和钠的同步减量，同时保持相关技术功能性。含PG配方满足“减脂”和“减饱和脂肪”声称标准，含MKG配方满足“减钠”声称标准，PG + MKG组合配方同时满足全部三项营养声称。车前子:水比例可调节质构和感官响应，其中PG_1:4 + MKG在嫩度和多汁性方面表现突出，PG_1:6 + MKG在低钠条件下仍保持了较好的咸味感知。该研究证实了这一重构策略的技术可行性，但在确立实际应用之前，还需进一步评估产品的贮藏稳定性和消费者接受度。