《Food Chemistry》:Protease-dependent effects of salmon milt hydrolysates on protein-network characteristics in fermented pork sausages: Balancing water retention and texture formation
编辑推荐:
•富含精氨酸的SMHs降低了发酵香肠的水分损失和蒸煮损失。•SMHs对保水性和质构的影响取决于水解物的类型。•Neu-H在保水性和质构之间提供了最为有利的平衡。•与Pap-H和Try-H相比,Neu-H对蛋白质-脂肪基质产生了更为温和的变化。•水解物类型影响了发酵香肠的挥发性
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富含精氨酸的SMHs降低了发酵香肠的水分损失和蒸煮损失。
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SMHs对保水性和质构的影响取决于水解物的类型。
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Neu-H在保水性和质构之间提供了最为有利的平衡。
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与Pap-H和Try-H相比,Neu-H对蛋白质-脂肪基质产生了更为温和的变化。
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水解物类型影响了发酵香肠的挥发性风味谱。
引言
发酵香肠因其特有的风味、粘合质构和较长的货架期而备受推崇,这些品质源于微生物发酵、酸化、脱水和蛋白质基质形成的综合作用(Flores & Piornos, 2021; Spaziani et al., 2009)。在这些品质属性中,质构和持水能力尤为具有技术重要性,因为它们决定了产品得率、切片性、多汁性、感官接受度和加工稳定性。这些性质主要由肉蛋白的变性、聚集和凝胶化所支配,尤其是肌原纤维蛋白的变性、聚集和凝胶化过程,以及发酵和成熟过程中水和脂肪在香肠基质内的空间重新分布(Ni et al., 2014; Visessanguan et al., 2004)。然而,发酵香肠的基质形成对配方和加工条件高度敏感。即使pH、离子环境、肽类组成或外源氨基酸供应的微小变化也可能改变蛋白质之间的相互作用,从而影响质构、保水性和微观结构(Bertram et al., 2004; Puolanne & Peltonen, 2013)。
氨基酸、肽类和蛋白水解物作为调节肉蛋白功能性和产品品质的功能性配料,引起了越来越多的关注。在这些成分中,L-精氨酸等碱性氨基酸可通过静电作用、氢键和与水化相关的效应与肉蛋白相互作用,从而影响蛋白质的溶解性、凝胶化行为和保水性(Zhou et al., 2014)。在热诱导的肉蛋白凝胶中,L-精氨酸被报道可通过增强蛋白质水化和改变凝胶网络的形成来提高持水能力和质构特性(Qin et al., 2015)。在添加碱性氨基酸的减盐或无磷酸盐猪肉香肠体系中,也观察到了类似的蒸煮得率和质构改善(Zheng et al., 2017)。然而,L-精氨酸在发酵肉制品中的作用可能比在热诱导乳化肉体系中更为复杂。作为碱性氨基酸,L-精氨酸可提高基质pH值,进而干扰发酵过程中的酸诱导蛋白质聚集。因此,其在保水方面的潜在益处可能伴随酸性凝胶化减弱和机械强度降低的双重效应。这种双重效应尤为重要,因为发酵香肠的品质不仅取决于水分的保留,还取决于保水性与蛋白质网络支撑之间的平衡。
蛋白水解物提供了比游离氨基酸更为复杂的调控体系,因为其含有分子量多样、电荷分布不同、亲水性和相互作用能力各异的肽类。这种组成异质性使得水解物能够通过水合作用、静电作用和蛋白质基质结构化来调节肉蛋白的功能性(Nu?ez et al., 2021)。低分子量肽类和游离氨基酸可通过增强蛋白质-水相互作用来提高保水性,而过量的小分子肽则可能干扰蛋白质-蛋白质的结合并削弱凝胶网络的形成。这些效应很可能依赖于具体体系。在发酵香肠中,酸化、脱水、微生物代谢、脂质氧化和蛋白水解在发酵和成熟过程中同时发生。因此,来自简化肌原纤维蛋白凝胶或熟制香肠乳化液的结论应在发酵肉制品更为复杂的理化及生化环境背景下进行解读(Hwang et al., 2023; Spaziani et al., 2009)。
鱼精浆是一种未被充分利用的海洋副产物,富含鱼精蛋白、精氨酸及其他碱性氨基酸残基。鱼精浆的酶解可产生富含精氨酸的水解物,且其分子组成、肽类大小分布和功能性因所用蛋白酶的不同而存在差异(Wang et al., 2025)。因此,这些水解物可作为发酵香肠品质的有益调节剂,通过影响蛋白质基质形成和水分状态来发挥作用。其富含肽类的组成还可能通过参与发酵和成熟过程中与脂质氧化、氨基酸降解、蛋白水解及微生物代谢的相互作用来参与挥发性物质的产生(Wang et al., 2022; Zanardi et al., 2004)。然而,使用不同蛋白酶制备的鱼精浆水解物对发酵香肠中质构形成与保水之间的平衡是否产生相似或不同的影响,目前仍不明确。
因此,本研究探讨了使用中性蛋白酶(Neutrase)、木瓜蛋白酶(Papain)或胰蛋白酶(Trypsin)制备的鱼精浆水解物对发酵猪肉香肠品质形成的影响。游离L-精氨酸和化学亚硝酸钠腌制的香肠作为对照处理。系统评估了肉糜的流变学行为、熟制前后的质构发育、水分含量的相对降低、低场核磁共振(LF-NMR)水分分布、蒸煮损失、SDS-PAGE蛋白质图谱、共聚焦微观结构以及挥发性化合物。本研究还旨在表征与处理相关的蛋白质网络性质、保水性、质构和挥发性组成的差异,并鉴定出一种能够在发酵香肠保水性与质构完整性之间实现有利平衡的水解物处理方案。
章节摘要
材料
鱼精浆购自中国无锡当地市场。中性蛋白酶(Neutrase)和胰蛋白酶由Novozymes(丹麦Bagsvaerd)提供,木瓜蛋白酶购自南宁庞博生物工程公司(中国广西)。发酵乳杆菌(Lactobacillus fermentum)AS1.1880购自中国普通微生物菌种保藏中心(CGMCC,北京)。新鲜猪肉和猪背膘油购自中国无锡当地超市。L-精氨酸及其他所有化学品和试剂均为分析纯。
鱼精浆水解物对腌制肉糜蠕变-恢复行为的影响
发酵香肠的质构和持水能力受灌肠前肉糜初始结构状态的影响,该状态为后续的酸诱导蛋白质聚集奠定基础。因此,本研究采用蠕变-恢复测试来表征腌制肉糜在恒定应力作用下的时变变形行为(Yilmaz et al., 2012; Yuan et al., 2026)。如图1和表1所示,所有样品的柔量(J)在初始阶段均迅速增加。
结论
鱼精浆水解物提高了发酵猪肉香肠的保水性,但其对质构完整性的影响因水解物类型不同而存在显著差异,表明保水性的增强并不必然转化为机械强度的提升。在水解物中,Neu-H在保水性和质构之间实现了最为有利的平衡,表现为水分含量相对降幅更小、蒸煮损失更低以及硬度和咀嚼度相对较高。
CRediT作者贡献声明
Ying Wang:撰写——审阅与编辑、撰写——初稿撰写、调查研究、形式分析、数据整理。Geunpyo Hong:撰写——审阅与编辑、调查研究。Zhendong Liu:指导、资源提供。Jiang Jiang:验证、指导、资源提供、概念构思。
未引用参考文献
Wang et al., 2022
Wang et al., 2022
利益冲突声明
作者声明不存在任何可能影响本文所报告工作的已知竞争经济利益或个人关系。
致谢
我们衷心感谢中国西藏自治区科技项目(QYKJXTCX2013-02)提供的资金支持。
Ying Wang|Geunpyo Hong|Zhendong Liu|Jiang Jiang