本发明涉及肉制品加工领域，具体涉及一种提升肌原纤维蛋白凝胶强度的方法及其应用。
背景技术：
目前，肉制品质构不稳定仍然是肉制品产业存在的难题，给企业造成了巨大的经济损失。肌肉蛋白中主要为肌原纤维蛋白，肌原纤维蛋白是一种盐溶性蛋白，其含量占肌肉蛋白总量的55％–60％，通过加热形成的热凝胶是形成肉制品质构的核心成分。肌原纤维蛋白在肉制品加工中与其他蛋白或非蛋白成分会发生系列物理化学作用，对稳定肉制品质构、保水性等有重要作用。
在肉制品加工过程中，凝胶型大豆分离蛋白一直是作为良好的辅料添加到肉制品中以改善产品的质构和口感，如乳化香肠中添加凝胶型大豆分离蛋白可以改善产品的质构。油脂的适量添加可以使蛋白质具有更好的凝胶和保水性质，肌原纤维蛋白的具有亲水、亲油两性基团，可以吸附在油水界面上隔离脂肪小液滴间的聚集，形成界面蛋白膜，可以降低界面张力，提高乳化的物理稳定性。在原料肉与脂肪的加工过程中，蛋白质和油脂的存在会形成不连续的脂肪颗粒，经由原料肉中溶出的肌原纤维蛋白乳化形成乳液滴，作为共聚物或填充物占据在蛋白质凝胶骨架结构中，从而减小了乳化肉糜类凝胶的空隙率可以使蛋白质、油脂和水形成良好的凝胶结构，提升蛋白凝胶的凝胶强度。麦麸中含有大量的可溶性和不溶性膳食纤维，对人体肠道具有良好的功效，但是膳食纤维中的活性成分却难以发挥作用，采用β-1,4-内切木聚糖酶处理后可以有效地使带有酚酸基团的低聚糖解离，这类物质可以与蛋白质和脂肪结合，改善肌原纤维蛋白的凝胶特性。cn110353083a公开了一种加热改善猪肉肌原纤维蛋白凝胶持水力的方法，采用猪肉肌原纤维蛋白置于磁场强度为8-10mt低频磁场条件下，同时以2℃/min的加热速率从22℃加热至72℃并保温20-30min，制备的凝胶在冰水中冷却10-15min并在4℃下保存。cn108617848a公开了一种强凝胶性肌原纤维蛋白的制备方法，利用焦性没食子酸的抗氧化性将肌原纤维蛋白的体系被氧化的程度弱化，并结合超高压处理，从而改变肌原纤维蛋白的内部结构，形成均匀的三维网络凝胶结构。cn103564143b公开了一种强凝胶性肌原纤维蛋白的制备方法，包括如下步骤：1)肌原纤维蛋白初品的制备；2)去除分离缓冲液；3)肌原纤维蛋白氧化；4)分离纯化。
技术实现要素：
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是针对目前肉制品质构较差、不稳定的现状，提供一种提升肌原纤维蛋白热凝胶强度从而改善肉制品质构的方法及其应用。本发明工艺简单，可以有效的提升肌原纤维蛋白热凝胶的强度，可以应用到肉糜类制品的生产中，具有良好的应用前景。
(二)技术方案
本发明首先提供一种提升肌原纤维蛋白凝胶强度的方法，包括：
(1)将肌原纤维蛋白与凝胶型大豆分离蛋白在溶剂中混合，形成复合蛋白胶体；
(2)将所述复合蛋白胶体与油脂混合，形成共混乳液；
(3)将所述共混乳液采用分段式梯度加热的方式制备成凝胶；在所述分段式梯度加热中，升温速率为2.5-3.5℃/min，采用4个梯度进行加热，温度分别为38-42℃、58-62℃、73-77℃，88-92℃，每个梯度保持的时间为1-10min。
本发明发现，通过上述的先形成复合蛋白胶体、再形成共混乳液的方式，更有利于蛋白凝胶的形成及凝胶强度的提升，有助于蛋白质、油脂和溶剂之间形成良好的网络凝胶结构。针对所述的共混乳液体系，上述分段式梯度加热的方式有利于提升蛋白凝胶结构的稳定性。
作为一种优选方案，在所述分段式梯度加热中，升温速率为3℃/min，采用4个梯度进行加热，温度分别为40℃、60℃、75℃，90℃，每个梯度保持的时间为3-7min。
在一些实施方案中，所述肌原纤维蛋白从生鲜肉中提取得到，所述生鲜肉选自猪肉、牛肉、羊肉、鸡肉、鸭肉的一种或几种，优选为猪肉和/或牛肉。
为了进一步提升蛋白凝胶的强度，所述肌原纤维蛋白与所述凝胶型大豆分离蛋白的质量比为(5-20):1，优选为(8-15)：1。
在一些实施方案中，所述溶剂为0.6m的氯化钠溶液。
为了形成复合蛋白胶体，本领域人员可以对肌原纤维蛋白与凝胶型大豆分离蛋白在溶剂中的浓度进行调整，在此不做进一步限定。
在一些实施方案中，所述油脂选自大豆油、橄榄油、菜籽油、花生油、玉米油的一种或几种，优选为橄榄油和/或菜籽油。
作为优选方案，以所述肌原纤维蛋白的质量为基准，所述油脂的添加量为5wt％-20wt％；优选为8wt％-13wt％。
当按上述添加量加入油脂时，更有利于形成界面蛋白膜，降低界面张力，进而提高乳化的物理稳定性，进一步改善网络凝胶结构。
作为优选方案，在所述共混乳液中，还混合了麦麸酶解液，所述麦麸酶解液是采用β-1,4-内切木聚糖酶酶解麦麸得到的酶解液。
所述β-1,4-内切木聚糖酶能随机的将木聚糖主链上的糖苷键水解成不同聚合度的低聚糖和木糖，由于麦麸中带有酚酸的基团，因此，通过β-1,4-内切木聚糖酶处理后形成了带有酚酸基团的低聚糖等结构与含量特别的酚酸类物质。而所述的酚酸类物质(特别是带有酚酸基团的低聚糖)与肌原纤维蛋白之间可以发生相互作用，包括疏水相互作用、氢键等非共价相互作用及加成反应等共价相互作用，有利于蛋白凝胶的形成。不仅如此，在所述的酚酸类物质被氧化形成醌类物质时，还可以促使肌原纤维蛋白的巯基向二硫键转化，而后可以作为交联剂与不同的亲核基团共价结合，使肌原纤维蛋白及复合蛋白之间发生交联，进一步促进蛋白凝胶的形成及蛋白凝胶强度的提高。
为了提升上述效果，本发明对麦麸酶解液的制备过程进行了优化。
进一步优选地，所述麦麸酶解液制备过程中，所述麦麸与水的比例为150-170g：1l，更优选为160g：1l，所述β-1,4-内切木聚糖酶与所述麦麸的质量比为1:40-60，更优选为1:50。
优选所述酶解在50-60℃，ph4.5-5.5的条件下进行22-26h。
作为一种优选的技术方案，所述酶解在60℃，ph5.0的条件下进行24h。
在一些实施方案中，所述麦麸为选自小麦、大麦或者燕麦中的一种或几种的麸皮，优选所述麦麸的粒径小于200目。
进一步优选地，以所述肌原纤维蛋白的质量为基准，所述麦麸酶解液的添加量为1wt％-5wt％。
为了更好地形成复合蛋白胶体和共混乳液，步骤(1)和步骤(2)中的所述混合在高速剪切下进行，优选转速为14000～16000r/min，更优选为15000r/min。
作为优选，在采用所述分段式梯度加热的方式制备得到热凝胶后，迅速将所述热凝胶冷却至室温。
本发明进一步提供所述的方法在肉糜类制品的生产中的应用。
本领域人员可对上述优选方案进行组合，得到本发明较佳实施例。
(三)有益效果
本发明中提升肌原纤维蛋白凝胶强度的方法不仅有效地提升了肌原纤维蛋白的凝胶强度；而且工艺简单，操作方便。在应用于肉糜类制品时，能够提升其质构品质，具有良好的应用效果。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行。所用物料或仪器未注明生产厂商者，均为可通过正规渠道商购买得到的常规产品。
在以下实施方式中，所用到的麦麸酶解液的制备过程如下：将麦麸(来源于小麦)经过粉碎后形成粒径小于200目的微小颗粒，将β-1,4-内切木聚糖酶与麦麸按质量比为1：50在水中混合，并控制麦麸与水的比例为160g/l，在60℃，ph5.0的条件下酶解24h，即得。
实施例1
本实施例提供一种提升猪肉肌原纤维蛋白凝胶强度的方法，具体为：
(1)将从生鲜猪肉中提取的肌原纤维蛋白与凝胶型大豆分离蛋白进行按照质量比9:1的比例在0.6m的氯化钠溶液中复配，在15000r/min转速下剪切混匀，形成复合蛋白胶体；
(2)在所述复合蛋白胶体中加入8wt％的橄榄油和2wt％的麦麸酶解液，在15000r/min转速下剪切混匀形成共混乳液；
(3)将所述共混乳液加入到直径20mm、高50mm的玻璃杯中，采用分段式梯度加热的方式制备得到热凝胶；在所述分段式梯度加热中，升温速率为3℃/min，4个梯度的温度分别为40℃、60℃、75℃，90℃，每个梯度保持的时间为5min。迅速将所述热凝胶在流水下冷却至室温，得到肌原纤维蛋白强凝胶。
实施例2
本实施例提供一种提升牛肉肌原纤维蛋白凝胶强度的方法，具体为：
(1)将从生鲜牛肉中提取的肌原纤维蛋白与凝胶型大豆分离蛋白进行按照质量比15:1的比例在0.6m的氯化钠溶液中复配，在15000r/min转速下剪切混匀，形成复合蛋白胶体；
(2)在所述复合蛋白胶体中加入10wt％的菜籽油和3wt％的麦麸酶解液，在15000r/min转速下剪切混匀形成共混乳液；
(3)将所述共混乳液采用分段式梯度加热的方式制备热凝胶；在所述分段式梯度加热中，升温速率为3℃/min，4个梯度的温度分别为40℃、60℃、75℃，90℃，每个梯度保持的时间为7min。迅速将所述热凝胶在流水下冷却至室温，得到肌原纤维蛋白强凝胶。
实施例3
本实施例提供一种提升鸡肉肌原纤维蛋白凝胶强度的方法，具体为：
(1)将从生鲜鸡肉中提取的肌原纤维蛋白与凝胶型大豆分离蛋白进行按照质量比20:1的比例在0.6m的氯化钠溶液中复配，在15000r/min转速下剪切混匀，形成复合蛋白胶体；
(2)在所述复合蛋白胶体中加入12wt％的大豆油和4wt％的麦麸酶解液，在15000r/min转速下剪切混匀形成共混乳液；
(3)将所述共混乳液采用分段式梯度加热的方式制备热凝胶；在所述分段式梯度加热中，升温速率为3℃/min，4个梯度的温度分别为40℃、60℃、75℃，90℃，每个梯度保持的时间为3min。迅速将所述热凝胶在流水下冷却至室温，得到肌原纤维蛋白强凝胶。
实施例4
本实施例提供一种提升猪肉肌原纤维蛋白凝胶强度的方法，与实施例1的区别在于：在步骤(2)中不加入麦麸酶解液。
实施例5
本实施例提供一种提升猪肉肌原纤维蛋白凝胶强度的方法，与实施例1的区别在于：所述肌原纤维蛋白与凝胶型大豆分离蛋白的质量比为4:1。
对比例1
本对比例提供一种采用肌原纤维蛋白直接制得的凝胶，肌原纤维蛋白的种类和用量与实施例1相同，具体制备过程如下：
使用肌原纤维蛋白和0.6m的氯化钠溶液配置30mg/ml的肌原纤维蛋白溶液，将其加入到直径20mm、高50mm的玻璃杯中，在90℃加热30min，立即用流水冷却降至室温。
对比例2
本对比例提供一种提升猪肉肌原纤维蛋白凝胶强度的方法，与实施例1的区别在于：在步骤(1)-(2)中，先将所述凝胶型大豆分离蛋白与橄榄油预乳化，再将所得到的乳化液与肌原纤维蛋白混合，得到共混乳液。
对比例3
本对比例提供一种提升猪肉肌原纤维蛋白凝胶强度的方法，与实施例1的区别在于：在步骤(3)中，不采用分段式梯度加热，直接以3℃/min的速度升温至90℃，保持20min，得到热凝胶。
试验例蛋白凝胶强度的检测
对实施例和对比例制得的凝胶的粘度进行质构仪的分析，方法如下：
采用ta-xtplus型质构仪测定复合蛋白的凝胶强度，使用弱凝胶强度模式采集数据，质构仪参数为：p/0.5探头；测试前速度1.0mm/s；触发力5.0g；测试速率0.5mm/s；返回速率10.0mm/s；测试循环次数1次；测试距离10mm。
所有样品做3次平行实验。结果如表1所示。
表1
由表1可以看出，本发明制备的肌原纤维蛋白的凝胶强度更好。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。