海藻酸鈉凝膠特性及其在肉制品中的應(yīng)用

海藻酸鈉凝膠特性及其在肉制品中的應(yīng)用

海藻酸鈉也被稱為三葉酸鈉，是從三葉酸或三葉酸中提取的糖皮質(zhì)激素。其不僅是一種安全的食品添加劑,而且可做為仿生食品或療效食品的基材,在食品工業(yè)中被廣泛用做穩(wěn)定劑、增稠劑、粘結(jié)劑、分散劑和凝固劑等。本文綜合海藻酸鈉的凝膠特性及其在肉制品中的應(yīng)用進(jìn)行綜述,為相關(guān)科研人員提供參考。1+、cu2+二價(jià)陽(yáng)離子可以與海藻酸鈉作用,在常溫條件下形成透明的熱不可逆凝膠,如Ca2+、Pb2+、Cu2+。雖然Pb2+、Cu2+與海藻酸鈉分子的鍵合能力強(qiáng)于Ca2+,所形成的凝膠具有更好的凝膠強(qiáng)度,但Pb2+、Cu2+具有一定毒性,限制了它們的使用范圍,在食品中應(yīng)用時(shí)通常選用較為安全的Ca2+作為海藻酸鈉的交聯(lián)劑。2瓊脂凝膠穩(wěn)定法其它親水膠體如瓊脂、卡拉膠與海藻酸鈉的凝膠機(jī)理有所不同,以瓊脂為例,瓊脂需要加熱至沸騰,然后冷卻到35℃才能形成凝膠,并且當(dāng)其凝膠被加熱到85℃時(shí),瓊脂凝膠會(huì)熔化。瓊脂分子在溶液中呈無(wú)規(guī)線團(tuán)分布,隨著溫度的升高,分子運(yùn)動(dòng)加劇,無(wú)規(guī)線團(tuán)結(jié)構(gòu)遭到破壞,之后體系溫度下降,瓊脂分子運(yùn)動(dòng)劇烈程度降低,分子之間相互纏繞形成螺旋,螺旋團(tuán)聚后形成凝膠。而海藻酸鈉形成凝膠的原因是Ca2+與海藻酸鈉分子產(chǎn)生了靜電作用,形成凝膠無(wú)需加熱,并且得到的凝膠為熱不可逆凝膠,這是海藻酸鈉凝膠相對(duì)于其它親水膠體凝膠的最大優(yōu)勢(shì)。3影響海藻酸鈉形成凝膠的主要因素海藻酸鈉形成凝膠主要受5個(gè)因素影響∶海藻酸鈉的類型、鈣源種類、鈣離子螯合劑、溫度和pH值。3.1海藻酸鈉凝膠特性分析海藻酸鈉的古羅糖醛酸(G單元)含量和粘度會(huì)影響凝膠效果。不同種類的海藻酸鈉中G單元含量是不同的,由海藻酸鈉與Ca2+形成凝膠的原理可以知道,G單元對(duì)凝膠起主要作用,所以海藻酸鈉分子中G單元所占的比例是影響凝膠效果的重要因素。采用高G型海藻酸鈉制備出的凝膠剛性大并且很脆,熱穩(wěn)定性好,而高M(jìn)型海藻酸鈉形成的凝膠力學(xué)強(qiáng)度差但彈性好。相同濃度下,海藻酸鈉溶液的粘度隨著海藻酸鈉的分子量變化而有所不同,海藻酸鈉聚合度越高,分子量越大,同等濃度下表現(xiàn)出的粘度也就越大。通過(guò)控制提取工藝可以控制海藻酸鈉的聚合度,生產(chǎn)出不同粘度的海藻酸鈉。分子鏈越長(zhǎng)的海藻酸鈉分子在形成凝膠時(shí)結(jié)合就越緊密,體現(xiàn)出的凝膠機(jī)械強(qiáng)度也越大。3.2海藻酸鈉凝膠隔后續(xù)凝膠反應(yīng)產(chǎn)生的原因根據(jù)鈣源種類的不同,制備海藻酸鈣凝膠的方法也不同。第一種是在中性pH值條件下溶解性較好的鈣鹽,如氯化鈣、乳酸鈣。傳統(tǒng)Ca2+交聯(lián)海藻酸鈉形成凝膠所選用的交聯(lián)劑一般是氯化鈣,使用氯化鈣的最大缺點(diǎn)是凝膠速率過(guò)快,與Ca2+接觸到的海藻酸鈉溶液馬上形成了凝膠,阻隔了后續(xù)凝膠反應(yīng)的發(fā)生,導(dǎo)致海藻酸鈉轉(zhuǎn)化率呈梯度變化,無(wú)法獲得具有良好三維結(jié)構(gòu)的均勻凝膠。另外一種是溶解性較差的鈣鹽,如硫酸鈣,硫酸鈣在水中溶解度較低。硫酸鈣難溶于水,在水中溶解速度很慢,能為海藻酸鈉分子的溶解提供一定時(shí)間,但相比較而言硫酸鈣的溶解速度還是快于海藻酸鈉,如果將海藻酸鈉和硫酸鈣粉末放在一起溶解,先溶解出的Ca2+和海藻酸鈉會(huì)形成凝膠阻隔后續(xù)凝膠反應(yīng)。這種方法制出的凝膠不均勻,且凝膠強(qiáng)度不高。另外,鈣源的添加量也會(huì)影響凝膠的效果。隨著海藻酸鈉濃度的增大,其持水能力、彈韌性及凝膠強(qiáng)度都逐漸增強(qiáng)。主要是當(dāng)鈣離子濃度一定,海藻酸鈉濃度低時(shí),海藻酸鈉與鈣離子交換不完全,形成的凝膠體弱,強(qiáng)度小;濃度增大,有充足的海藻酸鈉與鈣離子發(fā)生離子交換,形成的海藻酸鈣空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)致密,且海藻酸鈉大分子彼此間的相互作用加強(qiáng),持水能力增強(qiáng),凝膠強(qiáng)度增大,彈韌性也較好。3.3海藻酸鈉溶液的配制鈣離子螯合劑可以將水中的Ca2+螯合住,使其不能與海藻酸鈉結(jié)合,通過(guò)與海藻酸鈉爭(zhēng)奪Ca2+的方式來(lái)控制凝膠形成的速率,使海藻酸鈉有充分的時(shí)間溶解,可以有效地改善凝膠的品質(zhì)。這種方法的缺點(diǎn)是要引入螯合劑,并且造成了Ca2+的浪費(fèi),使添加劑的用量增大,效率降低。3.4海藻酸鹽體系凝膠的制備方法溫度對(duì)海藻酸鈉形成凝膠的過(guò)程有間接影響,提高體系的反應(yīng)溫度可以加快鈣鹽和海藻酸鈉的溶解速度,提高體系內(nèi)部分子運(yùn)動(dòng)的劇烈程度,加快Ca2+與海藻酸鈉分子的結(jié)合,從而加速凝膠過(guò)程。但當(dāng)體系溫度超過(guò)一定界限時(shí),凝膠過(guò)程將不會(huì)發(fā)生。海藻酸鹽有一種冷卻凝結(jié)形成凝膠的方法,這種方法是將制備凝膠的海藻酸鈉、酸、鈣鹽和螯合劑一起在熱水當(dāng)中溶解,然后使溶液冷卻,形成凝膠。在熱水中一起溶解時(shí),盡管海藻酸鈉溶液已經(jīng)接觸到了Ca2+,但當(dāng)海藻酸鈉分子鏈上有較多的熱能時(shí)無(wú)法與Ca2+結(jié)合,當(dāng)溶液冷卻到一定溫度后,海藻酸鈉分子才能與Ca2+反應(yīng)形成凝膠。雖然在高溫下海藻酸鈉無(wú)法形成凝膠,但是當(dāng)海藻酸鹽凝膠形成后,其凝膠是熱不可逆的,能在高溫下保持物理形態(tài)。3.5鈣鹽凝膠加入酸性物質(zhì),降低體系pH值,可以使一些在中性、堿性條件下難溶的鈣鹽轉(zhuǎn)化為溶解性較好的鈣鹽,如將磷酸氫酸鈣與海藻酸鈉在水中混勻后再加入在乳酸,難溶性的碳酸鈣可以反應(yīng)生產(chǎn)溶解性相對(duì)較好的碳酸氫鈣或者乳酸鈣,從而釋放出Ca2+,與海藻酸鈉溶液形成凝膠。4海藻酸鈉凝膠海藻酸鈉可制成各種凝膠食品,保持良好物理形態(tài),不易發(fā)生滲液或收縮,適用于冷凍食品中。將海藻酸鈉添加到肉制品中,可以改善肉制品的物理性質(zhì),增加粘度,賦予其良好的口感,同時(shí)可以增加肉制品的持水性和柔嫩性,提高產(chǎn)出率,減少營(yíng)養(yǎng)成分和風(fēng)味物質(zhì)的損失。海藻酸鈉與Ca2+形成的凝膠常用于作肉制品的粘結(jié)劑,提高肉制品的質(zhì)構(gòu)性質(zhì),增強(qiáng)肉塊之間的粘結(jié)。海藻酸鈉、鈣離子和其他膠體、磷酸鹽等復(fù)配可做為肉制品的保水劑使用。改善肉制品的物理性質(zhì),增加粘度,賦于其良好的口感,同時(shí)可以增加肉制品的粘著性、持水性和柔嫩性,減少營(yíng)養(yǎng)成分損失,提高產(chǎn)品質(zhì)量。4.1凝膠的制備重組肉是借助于機(jī)械和添加輔料以提取肌肉纖維中的機(jī)制蛋白和利用添加劑的粘合作用,改變?nèi)忸愒械慕Y(jié)構(gòu),使肌肉組織、脂肪組織和結(jié)締組織得以合理的分布和轉(zhuǎn)化,使肉顆粒和肉塊重新組合,經(jīng)冷凍后直接出售或者經(jīng)預(yù)熱處理保留和完善其組織結(jié)構(gòu),因此需要凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)將肉與肉之間結(jié)合起來(lái)。而海藻酸鈉能和鈣離子產(chǎn)生交聯(lián)作用,隨著鈣離子的含量增加,會(huì)使得海藻酸鈉溶液變稠而形成凝膠。因此,海藻酸鈉與鈣離子所形成的凝膠常用作粘結(jié)劑。4.2復(fù)配膠對(duì)牛肉卷品質(zhì)的影響肉制品的持水力是衡量肉制品質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo),它不僅影響肉制品的色、香、味、營(yíng)養(yǎng)成分、多汁性、嫩度等食用品質(zhì),而且還影響到產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。我國(guó)每年由于肌肉失水造成大約310萬(wàn)t肉類損失,給企業(yè)和國(guó)家?guī)?lái)巨大的損失。因此,必須努力提高肌肉的持水能力。P.J.Shand等研究了外加膠體分別與海藻酸鈣和磷酸鹽復(fù)配對(duì)重組牛肉卷的性質(zhì)影響,研究發(fā)現(xiàn)海藻酸鈣與結(jié)冷膠復(fù)配使得蒸煮產(chǎn)率有顯著改善。X.L.Yu等研究了用一種可食用的涂層(海藻酸鈣)來(lái)提高凍肉的質(zhì)量,結(jié)果海藻酸鈉能夠降低凍肉的解凍損失量,而且能夠保持凍肉的功能特性以及能夠影響總蛋白的溶解度。還有研究人員就不同目數(shù)的海藻酸鈉對(duì)肉制品持水力及質(zhì)構(gòu)的影響進(jìn)行研究,結(jié)果表明,在相同工藝條件下不同凝膠強(qiáng)度海藻酸鈉對(duì)肉制品持水力的影響是有差別的,通過(guò)對(duì)復(fù)配實(shí)驗(yàn)分析,得知采用0.2%的170目海藻酸鈉與0.3%的卡拉膠復(fù)合可大大提高肉制品的品質(zhì)和質(zhì)構(gòu),其持水性達(dá)到最佳。通過(guò)對(duì)羊肉無(wú)磷保水劑和粘結(jié)劑的研究表明,用海藻酸鈉、黃原膠、卡拉膠和酪蛋白酸鈉得到的海藻酸鈣無(wú)磷粘結(jié)劑的羊肉樣品無(wú)論是持水力還是出成率都比空白羊肉樣和注入混合磷酸鹽溶液的羊肉樣顯著提高,經(jīng)冷凍處理后海藻酸鈣無(wú)磷保水劑對(duì)提高羊肉保水性能和出成率仍然有效。襲院生等通過(guò)在牛肉和豬肉中添加淀粉、蛋白粉、海藻酸鈉和鈣鹽、碳酸鹽、磷酸鹽來(lái)提高牛肉和豬肉的保水性能。張慧旻等