一种新型复配水分保持剂的研究及其在鸡肉串中的应用

宋玉伟，李 杉，倪文平，姜晓卿

（临沂腾森生物科技有限公司，山东临沂 276000）

在食品加工过程中，添加水分保持剂可以保持食品水分，提高产品的稳定性，改善食品的形态、风味、色泽。当前市场上常见的水分保持剂大多是几种磷酸盐，如三聚磷酸盐、焦磷酸钠和六偏磷酸盐等复配混合而成。当人体摄入过量的磷时，会与肠道中的钙结合形成正磷酸钙，难溶于水，从而降低钙的吸收，导致骨骼中钙的流失，造成佝偻病、骨质软化症或者骨质疏松症[1]。本文立足速冻肉制品行业使用需求，以大豆膳食纤维为基本成分，添加其他无磷保水剂，通过合理调整产品中各成分的比例，复配出一款新型复配水分保持剂，属于无磷保水剂，能够达到复配磷酸盐同样的保水效果，克服了复配磷酸盐使用过程中磷超标的缺点，并且添加量过高也不会影响产品口感。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

大豆膳食纤维，安阳倍佳食品有限公司；柠檬酸钠，潍坊英轩生物科技有限公司；卡拉胶，凝胶强度≥500 g·cm-2，福建绿新生物科技有限公司；变性淀粉，普罗星淀粉有限公司；奥尔良腌料；鸡大胸等。

质构仪，型号TA-XT plus，英国SMS公司；专用油炸锅，山东天顺设备有限公司；低温冷冻冰柜，青岛海尔有限公司；数字型温度计，武强县永晟仪器仪表厂；电子天平，型号ML204T，梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；蒸箱，东莞市深业厨具有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 鸡肉串的工艺流程

鸡肉串的工艺流程为原料肉预处理→配制腌制料→滚揉、腌制→整形、穿串→包装→冷冻保藏。

1.2.2 鸡肉串解冻失水率的测定方法

称取速冻后保存一个月的鸡肉串质量，在室温条件下进行解冻，完全解冻后，擦干产品表面的水分，称取肉串重量，根据式（1）计算解冻失水率。解冻失水率越低说明新型保水剂的保水性越好。

式中：w1为解冻失水率，%；m1为速冻后鸡肉串质量，g；m2为解冻后鸡肉串质量，g。

1.2.3 油炸失重率的测定方法

称取成品肉串质量，将产品于180 ℃油炸5 min，沥油1 min，冷却至室温后称重，根据式（2）计算解冻失水率。油炸失重率越低说明新型保水剂的保水性越好。

式中：w2为油炸失重率，%；m3为成品肉串质量，g；m4为油炸后肉串的质量，g。

1.2.4 单因素筛选试验

以腌渍吸收率和解冻失水率为测定指标，新型复配水分保持剂单因素试验水平设计如下。大豆膳食纤维添加量（质量比）：0%、0.2%、0.4%、0.6%和0.8%；卡拉胶添加量（质量比）：0%、0.05%、0.10%、0.15%和0.20%；柠檬酸钠添加量（质量比）：0%、0.05%、0.07%、0.09%和0.11%；变性淀粉添加量（质量比）：0%、0.1%、0.2%、0.3%和0.4%。

固定鸡肉串1 kg、奥尔良腌料70 g、水70 g、新型复配水分保持剂10 g。其中，在新型复配含量保持剂中选择一个因子作为变量时，其他3个因子都应保持在一定状态，设定大豆膳食纤维0.6%、卡拉胶0.10%、柠檬酸钠0.05%、变性淀粉0.3%。

1.2.5 正交试验

根据单因素试验结果，确定新型复配水分保持剂正交试验因素及水平。

2 结果与分析

2.1 单因素试验对多种无磷保水剂的初步筛选

本文以大豆膳食纤维为主要原料，与卡拉胶、变性淀粉、柠檬酸钠进行合理复配，研究出一款高保水性的新型保水剂，以适应不同客户的需求。

2.1.1 大豆膳食纤维对鸡肉串油炸失重率及质构的影响

由图1可知，油炸失重率在大豆膳食纤维添加量低于0.4%时，随着大豆膳食纤维添加量的增加而明显降低，在大豆膳食纤维添加量超过0.4%后，油炸失重率下降缓慢，且影响产品品质。因此，在达到最低油炸失重率且质构良好的情况下，大豆膳食纤维最佳添加量为0.4%。这主要是因为大豆膳食纤维具有明显的耐油炸性，可减少油炸程中水分的流失，但达到一定的添加量时耐油炸效果不明显，并且会影响鸡肉串的质构特性[2]。

图1 大豆膳食纤维对鸡肉串品质的影响

2.1.2 卡拉胶对鸡肉串油炸失重率及质构的影响

由图2可知，随着卡拉胶添加量的增加，鸡肉串的油炸失重率明显降低，但当添加量为0.20%时，明显影响产品的口感。因此，结合油炸失重率和质构评定的结果，暂定卡拉胶添加量为0.15%。这是因为卡拉胶分子中含有的硫酸酯基团属于强阴离子型，能和游离水形成氢键，具有较强的保水性。这种基团与鸡肉串中的肌肉蛋白形成凝胶，硫酸酯基与蛋白质的氨基结合，或者通过二价阳离子（比如Ca2+）等与蛋白质中的羧基结合，从而形成稳定的络合物[3]。卡拉胶添加到肉制品中，与蛋白质的这种结合，使得肉串油炸加热时，表现出充分的凝胶化，形成巨大的网络结构，提高保水性，减少肉汁流失。

图2 卡拉胶对鸡肉串品质的影响

2.1.3 柠檬酸钠对鸡肉串油炸失重率及质构的影响

柠檬酸钠加入到鸡肉串中，能够与Ca2+、Mg2+有效结合，使肌原纤维蛋白与Ca2+、Mg2+的结合遭到破坏，从而释放出羧基，由于蛋白质羧基和柠檬酸钠带有同种电荷，两者相互排斥，导致肌肉蛋白结构松弛，提高了持水能力[4]。由图3可知，随着柠檬酸钠添加量的增加，油炸失重率并不是持续减小，在添加量为0.09%时油炸失重率较高，质构评定值低。添加量在0.13%时持水效果并未得到明显的改善，因此，柠檬酸钠最合适添加量暂定为0.07%、0.11%。

图3 柠檬酸钠对鸡肉串品质的影响

2.1.4 变性淀粉对鸡肉串油炸失重率及质构的影响

变性淀粉与天然淀粉相比，具有较好的乳化性和凝胶性，在油炸制品中具有较好的应用效果[5]。本文选择交联木薯淀粉、交联酯化玉米淀粉、磷酸酯木薯淀粉、磷酸酯玉米淀粉，考察其对鸡肉串油炸失水率的影响，结果如图4所示。

图4 变性淀粉的种类对鸡肉串品质的影响

选定的4种淀粉中，醋酸酯玉米淀粉的油炸失重率最低，效果最好。由于酯化玉米淀粉具有更好的稳定性和透明度，能改善产品的脱水收缩现象，变性淀粉的化学键键能比氢键高得多，在低pH值、机械处理和长时间高温油炸加热的条件下，均具有较高的稳定性[6]。如图5所示，结合油炸失重率和质构评定的结果，醋酸酯玉米淀粉较优的添加量为0.1%～0.3%。

图5 醋酸酯玉米淀粉对鸡肉串品质的影响

2.2 正交试验优化新型复配水分保持剂

参照单因素试验结果，采用L9(34)正交试验优化新型复配水分保持剂最佳配方[7]，试验方案及结果分别见表1、表2。

表1 4因素3水平正交试验因素水平表

由表2正交试验极差分析可知，油炸失重率最低配方为A2B3C1D2，解冻失水率最低配方为A2B3C1D2。根据极差大小列出各因素影响由大到小的顺序，油炸失重率为A＞C＞B＞D，解冻失水率为A＞D＞C＞B。说明大豆膳食纤维对油炸失重率和解冻失水率有明显影响，暂定最佳比例为A2B3C1D2，即大豆膳食纤维0.4%、卡拉胶0.15%、醋酸酯玉米淀粉0.1%、柠檬酸钠0.07%，此配比添加到鸡肉串中，油炸失重率低至15.47%，解冻失水率低至14.28%，明显改善产品品质。

表2 正交试验结果

3 结论

通过单因素试验和正交试验筛选出油炸损失率和解冻失水率最低的新型复配水分保持剂配方为大豆膳食纤维0.4%、卡拉胶0.15%、醋酸酯玉米淀粉0.1%、柠檬酸钠0.07%，此配比添加到鸡肉串中，油炸失重率低至15.47%，解冻失水率低至14.28%，明显改善产品品质，为油炸制品及冷冻制品品质的提升奠定了基础。