多糖替代动物脂肪与肌原纤维蛋白相互作用的研究现状（一）

肌原纤维蛋白( myofibrillar protein，MP) 是肌肉中肌原纤维的主要蛋白质( 占肌肉总蛋白 50% ～ 55% ) ，其功能特性对肉制品品质有重要的影响。在肉类加工尤其是肉糜类制品( 如香肠、乳化肠、火腿肠等) 的加工中，脂肪类物质的存在能够减少烹饪损失并提供适当的风味物质，从而赋予产品良好的品质及感官特性，在提高产品风味、多汁性及嫩度等方面发挥着重要的作用。肉糜类制品中的脂肪可以与肌原纤维蛋白相互作用形成乳化液滴，以共聚物或填充物的形式被束缚在蛋白质三维网状凝胶结构中，减小乳化肉糜类凝胶的空隙率。传统肉糜类制品通常含有 15% ～ 30% 的富含胆固醇和饱和脂肪酸的动物脂肪。然而，动物脂肪摄入过多会导致高血压、肥胖症以及心血管疾病的发病率上升。许多消费者对摄入过多动物脂肪的担心影响了传统肉制品的消费量，使其市场份额下降，尤其是脂肪含量接近 30% 的乳化肠。因此，为了减少此类肉制品中动物脂肪含量，同时保持产品的总体可接受性，使用脂肪替代品是相对经济和有效的方法。

多糖类物质具有营养功能、价格低廉且有良好的加工特性，被认为是脂肪替代品的首选添加剂，能够提高低脂肉类产品的质量和总体可接受性，改善产品的结构特性和平衡膳食营养。目前，多糖作为脂肪替代物已被广泛应用于低脂肉制品配方中，使产品蒸煮损失率减少、保水性增强、质构性能改善、冷冻稳定性提高以及成本降低。根据多糖的水化特性，低脂肉制品中添加的多糖类物质主要分为三大类: 淀粉、食用胶及不溶性膳食纤维。各种多糖来自于不同的植物物种和植物部位，具有多种物理和化学特性。在肉糜类制品中，淀粉和食用胶的填充或填料效应以及不溶性膳食纤维的水分稳定作用都可以改善 产 品 的 凝 胶 特性并赋予产品良好的品质。

本文综述了三类多糖作为脂肪替代物与MP 相互作用的机理以及多糖类添加物在肉制品中的应用，为 MP 的研究和开发以及多糖类添加物能够更好应用于肉制品加工提供依据和参考。 

1 肌原纤维蛋白及其功能特性

MP 是肌肉中重要的功能性结构蛋白群，主要由肌动蛋白、肌球蛋白、肌动球蛋白、原肌球蛋白和肌钙蛋白组成。这些蛋白质在一定离子浓度的盐溶液中具有很高的溶解性，因此又称为盐溶性蛋白，影响着肉的嫩度和保水性，同时也影响着肉制品的黏弹性、持水性和质构特性。在 MP 的多种功能特性中，乳化和凝胶特性对肉制品品质具有很大的影响。

肉糜类制品加工对原料肉进行绞碎和斩拌时， MP 从肌肉中溶出，在保持一定黏度的同时将脂肪球包裹于蛋白网络结构中，形成稳定的乳化物。在这一混合体系中，细小的脂肪球为分散相，蛋白质盐溶液为连续相，形成了水包油型( O/W) 的乳化体系。由 于 MP 分子中氨基酸残基的极性和非极性基团共同存在，它们通过亲水和疏水的特性将水和油连接，降低了两相的表面张力，具有一定的乳化作用，因此在该系统中 MP 充当乳化剂，它与脂肪的乳化结合是保证肉糜稳定的重要因素。 MP 在加热条件下具有很强的凝胶能力，蛋白浓度为 0. 5% 时就可形成网状的凝胶结构。肉糜类制品中，MP 形成的凝胶网络结构对产品的质构、持水性和持油性具有重要的影响。在形成凝胶过程中，蛋白质分子的展开和聚集的相对速度影响着凝胶的空间结构及理化特性，展开速度快于聚集速度，则蛋白分子充分伸展，基团之间相互作用形成致密有序的半透明凝胶，当展开速度低于聚集速度，形成粗糙、无序、不透明的凝胶。 

2 多糖及其特性

多糖是一类天然高分子聚合物，包括淀粉、纤维素、果胶、植物胶以及微生物多糖等，普遍存在于众多食品原料中。由于构成各种多糖高聚物的单糖种类、单糖间的化学键、分子排列方式、聚合度、以及取代基团等的不同，导致不同的多糖在性质上既有共性又有各自的特性，包括溶解性、黏度、凝胶性、耐热性以及对电解质和其他物质的兼容性等，因此，也能够对食品的特性产生多种影响。

多糖作为食品添加剂，具有增稠、填充、保水和黏合等作用，可与蛋白质形成组织结构良好的复合物，因此是肉制品中的主要添加组分之一，能够使肉制品保持良好的乳化、持水、凝胶和质构特性。多糖作为稳定剂能够促使包裹油滴的蛋白质层厚度增加，因此在乳化液中蛋白质与多糖的相互作用能够抑制油滴的聚集，提高乳化液的乳化能力。多糖还可以使蛋白质在形成凝胶过程中的聚集方式发生改变，并能调节蛋白凝胶的网络结构，从而改变凝胶的质构特性。 

3 多糖与肌原纤维蛋白的相互作用

通常认为，多糖与蛋白质之间的相互作用是基于两种生物大分子上不同的片段、侧链和基团之间形成的静电相互作用、疏水相互作用、共价键和氢键等各种化学作用力及分子间相互缠绕的结果。 

3． 1 淀粉与肌原纤维蛋白的相互作用

淀粉是肉制品中使用最广泛的添加剂之一，主要是由于淀粉具有很高的膨胀和持水能力，可增强肉制品的凝胶强度、减少肉的用量，同时还能提高肉制品的稳定性。对一定浓度的淀粉水溶液进行加热时，会破坏淀粉颗粒的晶体结构，使直链淀粉和支链淀粉分子中的羟基暴露出来，与水分子通过氢键相互作用，从而提高了淀粉的膨润能力和溶解度。淀粉可以通过改善 MP 乳化液的乳化活性而改变淀粉-蛋白复合物的流变学特性，进而改善复合物的凝胶特性。

目前普遍认为，淀粉与 MP 相互作用是基于热诱导过程中淀粉颗粒通过吸水膨胀填充于 MP 三维网络凝胶结构形成复合凝胶，从而使复合凝胶的凝胶特性得到加强和改善，进一步深入研究淀粉的功能特性对复合凝胶特性的影响以及复合凝胶内部的化学作用力及水分分布状态，从而得到淀粉与肌原纤维蛋白的相互作用机理。

周凤超等研究了原料马铃薯淀粉、不同浓度次氯酸钠( 活性氯浓度分别为 0.2% 和 2.0% 每 100 g 淀粉) 氧化处理以及湿热和压热处理的改性马铃薯淀粉对 MP 乳化及凝胶特性的影响，在相同处理条件下( 乳化液均质: 10 000 r/min，1 min; 热诱导凝胶: 水浴 70、75、80 ℃，20 min) 0. 2% 氧化剂处理的马铃薯淀粉( 0. 2% OTPS) 相比于原料和其他改性马铃薯淀粉能够显著提高和增强 MP 的乳化活性和凝胶特性，0.2% OTPS-MP 复合凝胶内部的主要分子作用力为氢键和疏水相互作用，低场核磁结果显示 0. 2% OTPS 与 MP 具有更快的相互结合速度和更稳固的相互作用，能够有效提高复合凝胶的持水性，并使复合凝胶内部的水分分布更加稳定; 由于氧化处理在淀粉分子中形成了带负电荷的羧基，促使吸附在油滴表面及油滴间的氧化淀粉颗粒形成了更大的静电排斥和空间位阻作用，从而使乳化液平均粒径降低，进一步稳定了乳化体系，同时羧基基团也可以与水分子结合形成氢键，从而稳固复合凝胶。

WU 等在 MP 浓度2% 的蛋白溶胶中加入质量分数 2% 的不同植物( 马铃薯、木薯、大米和玉米) 淀粉制备复合凝胶，提出淀粉对 MP 凝胶的增强作用与淀粉的糊化温度和糊化后的弹性具有直接相关性，淀粉在加热过程中的吸水膨胀作用对蛋白凝胶网络造成压力，使蛋白质凝胶网络变得更加紧凑和牢固，其中马铃薯淀粉和木薯淀粉在相同热处理条件下( 热诱导凝胶: 水浴60、70、80 ℃，20 min) 对提高 MP 凝胶的持水性及凝胶强度均优于大米淀粉和玉米淀粉，这可能是由于大米和玉米淀粉在 80 ℃时仍没有完全糊化，因此无法在复合凝胶中吸收足够的水。此外，马铃薯淀粉中的磷酸盐基团与支链淀粉通过共价连接，可以提高亲水性，这有助于形成一种更牢固的热诱导蛋白凝胶结构。 

ZHUANG 等研究了不同浓度的交联乙酰化木薯淀粉( 质量分数 0. 5% 、1. 0% 、1.5% 和 2. 0% ) 对 MP ( 浓度为 2% 的蛋白溶胶) 凝胶特性的影响，淀粉浓度大于 1. 0% 后 MP 凝胶强度和凝胶持水性显著增加，并分析指出交联乙酰化木薯淀粉颗粒在糊化温度下吸收游离水分，并滞留在 MP 三维网络凝胶中，从而使复合凝胶中游离水的比例显著下降，同时糊化温度下溶胀的淀粉颗粒也可以对 MP 凝胶网络施加压力，使凝胶结构更加致密。

在淀粉-MP 复合物的热诱导过程中，原料淀粉或改性淀粉对肌原纤维蛋白三维网络凝胶填充作用的充分与否取决于各类淀粉自身以及改性处理后的理化特性，主要是淀粉与水结合以及稳固水分的能力，如淀粉在热诱导过程中是否充分糊化吸水、改性淀粉分子中引入新的基团、是否通过化学键与水分子稳固结合等。

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