重组肉制品研究与应用进展

程可玉1,曾宪军2,于立梅1,刘巧瑜1,黄桂颖1,曾晓房1,魏先领1,*

(1.仲恺农业工程学院轻工食品学院,广东省岭南特色食品科学与技术重点实验室,农业农村部岭南特色食品绿色加工与智能制造重点实验室,广东 广州 510225;2.广州市江丰实业翁源有限公司,广东 韶关 512600)

摘 要:肉制品在加工过程中会不可避免地产生大量副产物。重组肉就是合理利用这些副产物,通过机械作用或添加剂黏结以生产有食用价值或更高附加值的肉制品。本文介绍重组肉的定义、作用机理及黏结方法,归纳并列举重组肉加工的主要方法;另外,重点阐述重组肉黏结剂谷氨酰胺转氨酶(transglutaminase,TGase)的来源及作用机理,并总结TGase在重组肉制品中的作用。最后,对重组肉未来的发展方向和可能性进行展望,以期指导未来的科学研究和产业应用。

关键词:重组肉;谷氨酰胺转氨酶;黏结剂;应用;技术

随着经济和工业快速发展及生活水平的不断提高,人们在解决温饱之外,对动物性食品的需求量越来越大。然而,肉制品的加工过程中会产生大量的副产物,如机械去骨肉、碎肉、边角料、筋腱等。因此,如何更高效、多产地制作肉制品,提高副产物利用率并产出新型肉制品,获得理想的肉制品品质特性和期望的营养及市场价值,成为肉制品研究的新方向。20世纪70年代初,重组技术作为提高肉类利用率的新概念出现[1]。现今,重组技术已成为肉类制品加工的一种重要手段,它不仅加快了肉类工业的发展进程,也给肉制品市场带来新的生机。消费者在逐步接受各类重组肉制品的过程中,对肉制品提出更高的要求,如安全无害、品种多样、品质优良、营养健康等。因此,深化研究加工工艺、攻克加工难点成为核心发展问题。

重组肉技术可带来两方面的优点,一是提高原料肉的利用率。在工业化生产过程中,各类肉制品生产过程中产生的碎肉、组织、边角料等可进行重组,再次投入生产利用。二是利用低价值的肉块和辅料生产出高附加值的肉类产品;将原料肉与其他营养或功能成分以适合的比例混合,将肉制品进行添加并重组后,可改善并调控产品的质地、口感、组织状态、黏结度等特性,重组肉也会较原料肉产生更大的价值[2]。在后续研究中,应该在了解重组肉的基础上,注重发挥重组肉产品优势,提高原料利用价值,而黏结剂的选用是影响重组肉品质的关键,谷氨酰胺转氨酶(transglutaminase,TGase)作为新兴黏结剂,在重组肉的应用中存在明显优势。本文阐述重组肉加工过程中常用黏结方法,并重点阐述TGase的作用机理和应用现状,为后续重组肉中TGase的应用研究提供理论依据。

1 重组肉概述

1.1 重组肉的定义

重组肉的原料以畜、禽肉为主,借助机械作用或添加辅料提取其中的基质蛋白,再利用添加剂的黏结作用,如食盐、卡拉胶、海藻酸钙、TGase等,改变肉类原有结构,混合搅拌形成相同和不同形式、具有独特高利用价值的新型肉制品[3]。重新组合后的肉制品在交联形成新的肉制品过程中改善了二次产品的外观、风味和质构,可模仿出整肉的功能性质。简单概括,重组肉技术就是对肉进行处理后,碎化、添加和再组合的技术。

1.2 重组肉的加工原理

重组肉加工技术的原理是将肉制品的加工副产物或价值较低、大小不同的碎肉进行选修、切块或斩拌后,添加辅料以促使相邻肉片表面蛋白发生变性、结合在一起形成凝胶网络结构,重组为含有蛋白质、脂肪、水等多种成分的多相体系。原料肉、水及添加的食盐、大豆分离蛋白、磷酸盐、卡拉胶及淀粉等物质在加工过程中会发生复杂的变化,过程中肉制品的肌肉盐溶性蛋白在酶或其他外部因素的催化下展开,暴露出活性基团,发生蛋白质-蛋白质、蛋白质-水、蛋白质-多肽链间相互作用,促进蛋白之间的解聚和伸展等作用,进而形成具有高保水力的热诱导凝胶网络,蛋白质空间立体结构的变化改变了肉制品的功能特性[4]。该凝胶网络结构形成原因有两方面,一是在烹调过程中肉片胶原组织转化为明胶,二则是由外源明胶形成[5]。其中,原料肉种类、体系pH值、离子强度、温度和添加剂类型等均会影响所形成重组肉凝胶的特性,直接影响重组肉的品质。例如,肌肉组织中的肌球蛋白是形成凝胶的主要蛋白质,其单独也能形成凝胶,而肌动蛋白虽然不能形成凝胶,但对肌球蛋白形成凝胶有很大影响[6]。不同种类、不同部位肉的肌球蛋白凝胶特性也存在明显差异,鸡胸肌原纤维和鸡大腿肌原纤维中的肌球蛋白凝胶强度最高,猪肉和牛肉次之,鱼肉中最弱[7]

1.3 重组肉的黏结方法

黏结剂在重组肉中不同组分间的吸附、黏合作用可提高重组肉的成型性和稳定性,改变产品质构和品质。盐类、酶类、纤维蛋白、果胶、淀粉、脂类、卡拉胶等都可用作重组肉的黏结剂[8]。在重组肉研究之初,盐类为重组肉的主要黏结剂。作为传统的添加剂,食盐最初因自身具有防腐保鲜的作用被广泛使用,研究后发现其能更高效提取盐溶性肌纤维蛋白,这些蛋白的高黏度在肉制品的重组中发挥着重要作用[1,9]。然而,当今的消费者更倾向于更健康的低盐重组肉制品,新型黏结剂的开发成为必然[10]。现阶段,重组肉加工方式主要分为热黏结法[11]和冷黏结法[5,10]2 种(表1)。

表1 热黏结法、冷黏结法的原理及主要添加成分
Table 1 Principles of hot and cold bonding methods and main additives used for them

方法热黏结法冷黏结法原理添加含有盐类的物质,利用肉本身析出的肌原纤维蛋白,通过加热使碎肉中蛋白质在高温下变性,形成蛋白质凝胶网络结构以达到肉重组目的低温或生肉条件下,添加酶、黏结剂或利用机械条件(包括挤压、均质、超声等)形成热稳定凝胶,使碎肉重组主要添加成分食盐、磷酸盐、脂肪、淀粉、亲水胶体、非肉蛋白等TGase、海藻酸钠+钙离子等

2 重组肉的加工技术

根据重组肉的黏结机理,重组肉加工技术主要可分为物理法、化学法和酶法,近年的重组肉研究更倾向于使用2 种及以上方法的协同作用。

2.1 物理法

物理法加工技术是通过盐、磷酸盐或机械作用(包括挤压、均质、超声等)等物理方式处理后,抽提出肌肉纤维中可利用的盐溶蛋白,再通过加热、高压或超高压等措施形成稳定的肌纤维蛋白凝胶,达到黏结碎肉的目的[5]。其中,超声处理技术是利用声波使介质形成粒子机械振动,从而引起声波与介质间的相互作用,是较为常见的物理重组改性方式[12]。超声可显著提高重组肉凝胶的强度、弹性和保水性等。Pinton等[13]利用超声波处理乳化肠,研究其持水能力、蒸煮损失率和乳化稳定性等,结果表明,频率25 kHz、振幅60%和功率230 W超声处理18 min的产品有抑制脂质氧化的作用,肉糜的蒸煮损失率和乳化稳定性显著提高,可以平衡减少50%的磷酸盐添加后引起的感官缺陷。

此外,超高压技术也是一种较常见的物理重组技术。超高压是一种较新型的技术,肉品在超高压环境下氢键被破坏,蛋白质结构改变,保压一段时间后肉的质构、嫩度、色泽等均有一定程度改变,产生均匀、致密的凝胶,该技术可最大限度地保留食品中小分子营养物质和风味物质[14]。例如,王元等[15]在重组肉烘焙前,以200~400 MPa的超高压处理肉糜样品,发现200 MPa处理后的样品剪切力降低,硬度及咀嚼性提高,且不会明显影响重组肉中挥发性化合物的含量。

2.2 化学法

化学法加工技术是利用胶体等化学试剂,使不同蛋白质之间产生化学效应,形成稳定性较高的纤维网络结构。该方法保证重组肉产品质量的同时,还能显著降低生产成本,更符合现代工业化生产的需求。例如,海藻酸钠是一种符合现代饮食需求的冷黏结剂,高活性阴离子可与二价及以上的金属盐阳离子(如钙离子)发生化学作用形成螯合物——海藻酸钙凝胶,通过调节钙离子浓度和反应温度可控制凝胶强度,达到获得从柔性到刚性的各种凝胶[16],除其本身的保健功能外,还可部分替代食盐及磷酸盐,生产低磷、无盐产品[17]。例如,Hashem等[18]研究不同添加量的海藻酸钠对鲜腌鸡肠的影响,发现重组肉肠粗蛋白、粗脂肪含量、过氧化值、总活菌数均有显著降低。Kang Zhuangli等[19]利用海藻酸钠代替法兰克福香肠中的部分猪背脂肪,在代替量达50%时,重组产品的硬度、弹性、黏结性和嚼劲均显著高于其他配方,故海藻酸钠代替脂肪可降低能量并改善产品质构。

2.3 酶法

酶法重组加工技术为未来的重组肉产品提供更多可能,也是目前重组肉研究的前沿热点。酶法加工技术采用的酶包括TGase、凝血酶等[20],其中TGase在近年的科学研究和实际使用最为广泛。

酶法加工技术是通过酶制剂的催化作用,使重组肉中蛋白酶的最适底物(如大豆分离蛋白、小麦胚芽蛋白、酪蛋白酸钠等同源或异源蛋白质)与肌原纤维蛋白基团间发生共价交联反应,该过程中相邻蛋白质分子发生聚合,使得重组肉的凝胶能力和凝胶稳定性显著提升[5,21]。酶法加工技术解决了肉类重组后无法凝胶、稳定性差的问题,具有独特的优势,可使肉能更好地结合在一起;同时,因酶所需条件温和且具有较高的特异性,不会产生有毒物质,该重组方法更适合应用在食品制作过程中,且最让消费者所接受[22]。朱临娴[23]利用乳酸、超声波和木瓜蛋白酶对牦牛肉进行联合嫩化并探究其嫩化机制,发现联合处理组中肌肉的排列更松散,热变性温度降低,蒸煮损失率降低,不易流动水含量上升。进一步利用TGase和酪蛋白对嫩化后的牦牛肉进行重组食品开发,结果显示,重组牦牛肉的蒸煮损失率和剪切力均显著下降,内部形成了致密的网状结构,产品质量显著提高。

血浆蛋白粉与纤维蛋白混合可制成黏结剂,其中的凝血酶在加热条件下催化纤维蛋白原形成纤维蛋白凝胶,使碎肉黏合、封闭。例如,黄春阳[24]将血球蛋白、大豆分离蛋白、蛋清蛋白、血浆蛋白分别以不同添加量添加至肉糜中,发现血浆蛋白对提高肌原纤维蛋白凝胶强度效果最好,随着血浆蛋白添加量的增加,肉糜结构更加致密,能够有效提高凝胶的保水性、硬度。

2.4 协同处理

多项研究结果显示,经过不同方法协同处理后的重组肉呈现出更好的凝胶效果。例如,Huang等[25]在罗非鱼鱼糜中加入TGase,研究其在不同加热温度下的凝胶效果,发现热和TGase复合处理显著提高了罗非鱼鱼糜的硬度、弹性、凝胶强度、持水性等。证实在罗非鱼鱼糜中添加外源TGase可以提高鱼糜的凝胶化效果,而外源TGase催化的交联反应进展取决于温度。

相比于单独使用TGase,采用超声辅助TGase处理不仅可诱导肉类蛋白质构象的变化,增加重组肉制品的稳定性和凝胶性能,且可促进酶反应,缩短酶促反应时间。Liu Guanghui等[26]探究不同超声处理时间和不同TGase添加量对鸡肉丸原料肉糜减盐效果的影响,发现协同处理下样品的亮度值、蒸煮得率、乳化稳定性、硬度、弹性、黏性和咀嚼性均显著提高,且降低了水分的流动性。

3 TGase

3.1 TGase概述

3.1.1 TGase的定义、类别及来源

TGase由331 个氨基酸残基组成,是有活性中心的单体蛋白质,其分子质量约38 000 Da,在pH 5.0~8.0和温度2~60 ℃下具有活性,最适温度为50 ℃,其等电点为8.9[27-28]。TGase在自然界的动物、植物、细菌、真菌等生物机体组织中均普遍存在。TGase主要分为两大类别(图1),一类是提取自动物为主的机体,称为组织TGase(tissue TGase,TTGase);另一类则在微生物中发酵提取产出,称为微生物TGase(microbial TGase,MTGase)[4]

图1 TGase的三维结构图[29]
Fig. 1 Three-dimensional structure of TGase[29]

从20世纪50年代Sarkar等[30]分离出TGase开始,其初步研究都是从豚鼠肝脏中提取。然而,取自于动物的TTGase资源稀少且提取过程复杂,过高的价格和有限的供应阻碍其投入商业化[31]。另一方面,TTGase对Ca2+依赖性较高,而Ca2+应用过程中容易导致蛋白沉淀,大大限制了TTGase应用范围。直至1989年,Ando等[32]从链轮菌属的发酵液中发现了新型的MTGase,TGase才迎来了新的发展机遇。此后,TGase就被分为2 个类别,迅速在工业应用中发展起来。

动物组织中的TTGase和微生物中的MTGase催化性能都极为优秀,但是MTGase具有一些独特优势,其蛋白质交联更紧密、化学结构更稳定且长期保存不易变性,MTGase的提取过程较为简单,适用于更宽的pH值范围(4.5~8.0)[33]。最重要的是,MTGase不局限于Ca2+,在各种含蛋白质的食品方面都可使用。因此,后期的TGase应用研究中,微生物来源的MTGase逐渐占据主导地位。1993年,日本味之素公司将其作为一种食品酶制剂投入商业化,TGase逐渐成为食品工业界应用最广的酶制剂之一。2001年我国也将其列为食品添加剂,主要用作稳定剂、凝固剂和加工助剂[34]

3.1.2 TGase的催化反应机理

TGase能够催化肽链上谷氨酰胺基的γ-羧酰胺基与酰基受体之间进行酰基转移反应,与蛋白质产生共价交联。肌肉中的肌球蛋白和肌动蛋白在TGase作用下,分子间会形成致密的三维网状结构,它们正是TGase作用的最适底物之一[28]

TGase的酰基受体主要有伯胺基、ε-氨基、水分子3 类形式,催化反应可总结为以下3 个过程(图2)。反应A是最常见的伯胺基反应,是TGase催化肽链上的γ-羧酰胺基团与含伯胺基的化合物之间发生的酰基转移反应。当TGase作用于蛋白质分子时,使得多肽链中赖氨酸的氨基与γ-谷氨酰基反应,形成肽键,即反应B,这一反应可向目的蛋白中引入限制性氨基酸,提高营养成分含量。在没有合适的伯胺或赖氨酸的ε-氨基被某些化学试剂阻断的情况下,水分子成为酰基受体,TGase发生如反应C的脱氨基化反应,使谷氨酰胺残基脱去氨基形成谷氨酸[29,35],改变蛋白质的溶解度。

图2 TGase的催化反应
Fig. 2 Reactions catalyzed by TGase

3.2 TGase在重组肉制品中的作用

3.2.1 提高肉制品保水性

肉制品的保水性,即肉在外力作用下对原有水分或二次添加水分的持水能力。肉制品保水性对其风味、嫩度、产量、质构等极其重要,持水性降低还会影响产品的经济价值,是评定肉类品质的重要指标之一,提升保水性会赋予肉制品多汁性和更好的口感。在肉制品加工过程中的加压、切碎、高温、解冻和贮藏等外力作用都会对其保水性产生不利影响[36]

TGase交联产生的紧密三维空间结构可有效锁住肉品水分,避免重组过程中的缩水、失水情况,从而提高产品的保水性。Prayitno等[37]以保水能力、蒸煮损失等作为测定指标,评价TGase和外部蛋白修饰对牛肉香肠品质的影响,发现TGase的添加或与外源蛋白组合可显著提高香肠的保水能力和嫩度,降低蒸煮损失和pH值,品质也有明显改善。王昱等[2]在低盐条件下研究不同质量分数L-赖氨酸与质量分数0.5%的TGase联合处理对鸡肉糜凝胶保水性、水分流动性和分布等的影响,发现TGase和L-赖氨酸协同处理增加了鸡肉糜凝胶内部不易流动水的相对含量,保水性、弹性、内聚性等各方面指标均呈现升高的趋势,改善了鸡肉糜凝胶的品质。另外,Li Qingzheng等[38]测定0.4% TGase处理后猪肉和鲢鱼肉糜的感官评分、颜色、凝胶性能、持水性和微观结构,发现加入TGase后改善了样品的感官品质和凝胶强度,同时持水性增大,产品的微观结构更致密,促进了猪肉蛋白质与鲢鱼之间的协同作用。

3.2.2 改善肉制品的质构特性

质构也是评估肉制品质量的重要指标之一。肉制品生产中多采用滚揉、斩拌或添加淀粉、交联剂等填料的方法改善肉的弹性、硬度,以此改善产品质构品质。TGase可通过直接改变肉制品中肌球蛋白重链的二级结构以提高肉制品质构和凝胶强度,进而改善肉制品质构[39]。例如,王石[22]以TGase作为豌豆蛋白和鸡肉蛋白的交联剂,发现交联后的产品蒸煮后还可保持较高的打印准确性且不易坍塌。Huang Li等[40]研究湿腌时TGase和腌制液pH值对大黄鱼品质变化的影响,发现在相同pH值下,添加1.0% TGase的腌制黄花鱼硬度、嚼劲和水分含量均高于其他样品,且鱼肉组织形成紧密的网络结构,获得更高品质的腌制鱼。杨明柳等[41]研究TGase对鳜鱼鱼糜热诱导凝胶盐度、色泽、质构、感官评分、持水性等的影响,发现添加TGase可提高鳜鱼鱼糜凝胶白度和硬度,且胶黏性、咀嚼性和回弹性均显著上升,扫描电子显微镜结果也证明添加TGase能改善鳜鱼鱼糜凝胶的品质特性。

3.2.3 提高肉品的原料利用率

PSE(pale, soft, and exudative)肉是一种高发的异常肉,常见于猪肉、火鸡肉,在牛、羊肉处理不当时也会发生。将正常肉类与PSE肉类混合后并使用添加剂或其他成分有助于保持产品的质量,该方法已被用于克服PSE肉类加工产生的缺陷[42]。例如,刘广娟等[43]研究卡拉胶、TGase及大豆分离蛋白对猪PSE肉低温香肠保水性和感官品质的影响,以蒸煮损失和感官指标判断最适添加量,结果发现,添加0.5%卡拉胶、0.2% TGase及4%大豆分离蛋白处理后的猪PSE肉低温香肠的保水性显著提高,且品质得到明显改善。

另外,来源不同的碎肉经过TGase处理后,不会在后续的烹调蒸煮中碎化,重组后的肉制品对热稳定,大幅提高了肉品原料的利用率。例如,Erdem等[44]研究不同浓度的TGase对牛肉、鸡肉和火鸡肉肉丸蒸煮损失、质构、微观结构等的影响,发现TGase降低了肉丸的蒸煮损失,使肉丸具有更牢固、更规则的凝胶结构。

综上所述,正确利用PSE肉和生产流程中残余的碎肉能够大大拓宽重组肉的来源,生产出高品质产品,同时能减少食物浪费和经济损失,缓解现今社会紧张的肉品资源。

3.2.4 开发低盐、低脂的高营养肉制品

21世纪的消费者更倾向于低盐、低脂的高营养、健康新型肉制品,但仅降低食盐的含量会导致提取和溶解的肌原纤维蛋白减少,影响肉制品的出品率和质量[39]。添加TGase可减少食盐、磷酸盐的使用量,保证肉品质构、风味特性等。例如,Yong等[45]研究魔芋凝胶、TGase、大豆分离蛋白和海藻酸盐联合作用下的低盐肉糜功能和结构特性,结果发现,魔芋凝胶+TGase+海藻酸盐的低盐肉糜样品与正常盐添加量的肉制品具有最相似的结构和功能特性,该配方可生产出高品质的低盐肉制品。

单纯减少肉制品中脂肪的含量也会影响肉制品的乳化性、持油性和蒸煮得率,TGase能有效替代脂肪以减少产品脂肪含量,并减少外源添加对肉制风味的影响[46]。例如,张馨元等[47]采用生物交联技术研制优质低脂白羽鸡肉块并优化配方,通过响应面法确认最佳配方为TGase 1.07%、大豆分离蛋白6%、复配亲水胶0.48%、复合磷酸盐0.31%,新型低脂白羽鸡肉块具有低脂、健康、风味优良的特点。Fang Qian等[48]在鳙鱼鱼糜中加入乳化猪油改善产品的口感,但脂类会破坏鱼糜的重组,故加入TGase保持肉糜的流变性和质构。研究发现,添加乳化猪油提高了鱼糜的多汁性和色泽,破坏了致密的三维凝胶网络,导致鳙鱼鱼糜凝胶的质构特性降低,但TGase的加入有效保护了鱼糜的凝胶形成和共价交联,表现出良好的网状结构。

另外,TGase能催化酰基转移,促进蛋白质共价交联并形成新的赖氨酸键,使限制性氨基酸交联到蛋白质分子上,大幅提高氨基酸的稳定性,抵抗加工过程中的环境因素和贮藏等造成的损失,这一特点极利于开发新型肉制品,增强产品附加的营养保健功能[49]

4 结语

近年来,预制菜的兴起给重组肉产业发展开拓出更广阔的空间,重组肉的深入研究和广泛应用成为食品工业重心之一。由于我国肉制品现在仍然处于一个新的发展阶段,肉类产品相对较为单一、风味基本类似,还无法完全满足消费者对产品细化的需求。因此,需要立足于资源特色,加快投入工业生产的脚步,利用酶法重组技术或加入其他重组加工方法辅助,全面改善肉制品的各项性能,生产出更适应社会需求的高营养重组肉制品。基于以上研究内容,提出重组肉与TGase的问题和未来发展方向。1)微生物发酵技术的成熟带来了TGase相关研究的广泛应用,特别是在食品工业,不仅能赋予蛋白制品优良的功能特性,还可继续开辟出新的食品资源和工业方向,有着广阔市场前景。目前,我国肉制品资源存在大量浪费,肉制品的总量占肉类总量的比例远低于发达国家,重组肉制品研究可不局限于猪肉、牛肉、鱼肉、鸡肉和少量羊肉上,新兴的肉类如鹅肉、兔肉、鸽肉等也可纳入考虑范围。2)虽然酶法加工重组肉制品技术在我国实验室层面的研究已经较为成熟,相较于物理法、化学法加工技术有着独特的优势,但是大多数企业仍停留在传统的重组肉制品生产技术,酶法加工重组技术在肉制品企业的规模化生产中仍较少见,TGase新产品的工业应用也未广泛传播。食品行业有必要积极地将酶法加工技术融入到肉制品加工过程中,加快相关技术的落地,多方向、多领域开发新的重组肉制品,带来更高经济效益产品,满足消费者对肉制品新的要求。3)我国肉制品加工业生产的熟制品居多,生鲜状态的重组肉制品还有较大空白。TGase重组技术可针对性地解决这一问题,丰富肉制品品种,研制出风味独特、精细化、个性化和平价化的肉制品。同时,作为典型的冷黏结剂,TGase极适合于研制冷冻调理肉制品,可以更全面保留肉制品中的天然蛋白质,提高产品的功能性和耐贮藏性,但长期贮藏化学稳定性还没有足够的数据支撑,后续可将其作为新的研究方向。4)在满足基本食品要求的前提下,生活水平的提高使得人们对少添加或者不添加化学添加剂的高档保健重组肉制品产生大量需求,低温、低脂、高膳食纤维的新型营养保健型肉食品是肉类工业产品发展的一个重要方向,也是TGase发展的一大机遇。作为一种可替代盐类作用且健康、天然的食品添加剂,其对肌原纤维蛋白热力学性质和热诱导凝胶特性的影响可为高档肉制品的加工生产提供极有价值的方向。可将研究焦点聚焦于利用TGase使产品保持良好的营养成分组成和营养价值,如保持蛋白质、碳水化合物、脂肪和膳食纤维等营养成分的较高含量。同时,专注强化某种营养成分使肉制品更适合特殊人群食用,也可成为TGase研究的新方向。5)我国对TGase的开发较国外起步晚,尽管发展速度快,但现阶段研究水平仍有很大进步空间,高效专用酶制剂的研发和生产还明显不足,重组肉产业的安全性重视程度也不高。系统、全面的技术管理标准和完善的法律法规体系是重组肉产业及TGase应用发展的重要保障,更是重组肉产品得到消费者认可、获得技术竞争和市场竞争优势的前提。食品行业需要针对技术标准、营养成分要求、标识标签、安全评估、人体健康实测、运输、市场准入等全流程做出系统性的标准,并出台相关法律法规;同时,在现有的基础上,借鉴国外的研究成果并在研究方向上有所突破,是我国重组肉产业及TGase发展的又一大重点。

参考文献:

[1] SUN X D. Utilization of restructuring technology in the production of meat products: a review[J]. CyTA-Journal of Food, 2009, 7(2): 153-162. DOI:10.1080/19476330903010193.

[2] 王昱, 王家乐, 袁晶晶, 等. L-赖氨酸与谷氨酰胺转氨酶联合处理对低盐鸡肉糜凝胶保水及质构品质的影响[J]. 食品科学, 2023,44(22): 24-30. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20230115-115.

[3] 迟晓光. 重组肉粘合剂优选方案研究[J]. 肉类工业, 2016(8): 17-23.DOI:10.3969/j.issn.1008-5467.2016.08.006.

[4] 李宝臻, 李海宾, 刘尔卓, 等. 谷氨酰胺转氨酶及其对肉制品凝胶特性的影响[J]. 农产品加工·学刊(下), 2014(1): 60-63. DOI:10.3969/jissn.1671-9646(X).2014.01.050.

[5] 曾令英. 低温重组兔肉排工艺及其加工贮藏品质变化[D]. 重庆: 西南大学, 2020. DOI:10.27684/d.cnki.gxndx.2020.003471.

[6] 杨龙江, 南庆贤. 肌肉蛋白质的热诱导凝胶特性及其影响因素[J]. 肉类工业, 2001(10): 39-42. DOI:10.3969/j.issn.1008-5467.2001.10.017.

[7] LAN Y H U O, NOVAKOFSKI J, MCCUSKER R H, et al. Thermal gelation of myofibrils from pork, beef, fish, chicken and turkey[J].Journal of Food Science, 1995, 60(5): 941-945. DOI:10.1111/j.1365-2621.1995.tb06266.x.

[8] 周彬, 闫金姣, 文声扬, 等. 重组肉粘合剂研究进展[J]. 食品工业科技,2011, 32(6): 471-473. DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2011.06.126.

[9] 杜杰, 王银桂. 不同添加剂对重组肉品质特性的影响研究[J]. 肉类工业, 2015(5): 22-25. DOI:10.3969/j.issn.1008-5467.2015.05.010.

[10] 刘兵, 韩齐, 孔保华, 等. 重组肉加工中黏合剂的应用及研究进展[J]. 肉类研究, 2016, 30(11): 33-36. DOI:10.15922/j.cnki.rlyj.2016.11.007.

[11] 董建国, 李斌, 赵永红, 等. 转谷氨酰胺酶和超高压技术在重组肉制品中的应用[J]. 食品与机械, 2012, 28(4): 62-64; 86. DOI:10.3969/j.issn.1003-5788.2012.04.016.

[12] 邹晶. 超声-TG酶交联改性对小麦面筋蛋白及酵母协同酶解特性研究[D]. 广州: 华南理工大学, 2018.

[13] PINTON M B, CORREA L P, FACCHI M M X, et al. Ultrasound: a new approach to reduce phosphate content of meat emulsions[J]. Meat Science, 2019, 152: 88-95. DOI:10.1016/j.meatsci.2019.02.010.

[14] KANG Z L, LU F, LI Y P, et al. Effects of high pressure and thermal combinations on gel properties and water distribution of pork batters[J]. Journal of Food Science and Technology, 2021, 58(8): 3243-3249. DOI:10.1007/s13197-021-05051-2.

[15] 王元, 张伟艺, 刘雨杨, 等. 超高压处理对重组复合肉干感官及风味的影响[J]. 中国调味品, 2017, 42(2): 63-68. DOI:10.3969/j.issn.1000-9973.2017.02.014.

[16] 刘雨杨. 重组复合肉干的品质改善及脂肪氧化控制研究[D]. 银川:宁夏大学, 2015. DOI:10.7666/d.Y2860620.

[17] 逄圣慧. 高品质重组肉制品的解决方案: 复配型海藻酸盐在肉制品中的应用[J]. 食品工业科技, 2015, 36(8): 30.

[18] HASHEM M A, BEGUM M, HASAN M M, et al. Effect of sodium alginate on the quality of chicken sausages[J]. Meat Research, 2022,2(4): 12-17. DOI:10.55002/mr.2.4.31.

[19] KANG Z L, WANG T, LI Y, et al. Effect of sodium alginate on physical-chemical, protein conformation and sensory of low-fat frankfurters[J]. Meat Science, 2020, 162: 108043. DOI:10.1016/i.meatsci.2019.108043.

[20] 刘兵, 夏秀芳, 孔保华, 等. 猪血制备的纤维蛋白原黏结剂对重组牛肉品质的影响[J]. 食品科学, 2017, 38(13): 125-130. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201713021.

[21] 韩墨非. 重组调理牛排关键加工技术的研究[D]. 泰安: 山东农业大学, 2017.

[22] 王石. 双蛋白鸡肉糜3D打印特性及产品品质的研究[D]. 沈阳: 沈阳农业大学, 2020. DOI:10.27327/d.cnki.gshnu.2020.001108.

[23] 朱临娴. 牦牛肉嫩化和重组牦牛肉食品开发[D]. 天津: 天津科技大学, 2022. DOI:10.27359/d.cnki.gtqgu.2022.001071.

[24] 黄春阳. 非肉蛋白在肉糜中粘黏性及其对肉制品品质的作用[D]. 林芝:西藏农牧学院, 2023. DOI:10.27979/d.cnki.gadce.2023.000245.

[25] HUANG P H, CHENG Y T, CHAN Y J, et al. Minimal addition of transglutaminase on the preparation and characteristics of tilapia(Oreochromis mossambicus) surimi[J]. Fisheries Science, 2023, 89(5):699-708. DOI:10.1007/s12562-023-01699-1.

[26] LIU G H, FAN J C, WANG K. Sonicated-assisted TGase treatment enhances the techno-functional properties and protein conformation of reduced-salt chicken meat batter[J]. Food Science & Technology,2023, 190: 115569. DOI:10.1016/j.lwt.2023.115569.

[27] 杨雪红. TGase和肌浆蛋白对猪肌原纤维蛋白凝胶特性的影响及机制研究[D]. 武汉: 华中农业大学, 2015. DOI:10.7666/d.Y2803238.

[28] 李升升, 韩银仓. 重组肉制品研究进展及发展趋势[J]. 食品工业,2014, 35(6): 235-240.

[29] VASIC K, KNEZ Z, LEITGEB M. Transglutaminase in foods and biotechnology[J]. International Journal of Molecular Sciences, 2023,24(15): 12402. DOI:10.3390/ijms241512402.

[30] SARKAR N K, CLARKE D D, WAELSCH H. An enzymically catalyzed incorporation of amines into proteins[J]. Biochimica et Biophysica Acta, 1957, 25(2): 451-452. DOI:10.1016/0006-3002(57)90512-7.

[31] KURAISHI C, YAMAZAKI K, SUSA Y. Transglutaminase: its utilization in the food industry[J]. Food Reviews International, 2001,17(2): 221-246. DOI:10.1081/FRI-100001258.

[32] ANDO H, ADACHI M, UMEDA K, et al. Purification and characteristics of a novel transglutaminase derived from microorganisms[J]. Agricultural and Biological Chemistry, 2014,53(10): 2613-2617. DOI:10.1080/00021369.1989.10869735.

[33] 詹春蓉. 百香果重组兔肉脯的开发研究[D]. 雅安: 四川农业大学,2018. DOI:10.27345/d.cnki.gsnyu.2018.000025.

[34] 钟凯. 碎肉变牛排和你想象的不太一样[J]. 江苏卫生保健,2017(10): 43.

[35] 刘汉灵, 韦梅, 杨彩菊. 高效谷氨酰胺转胺酶(TG酶)产品在食品加工中的应用[J]. 中国食品添加剂, 2008(S1): 253-258.

[36] 惠小洋. 快速冷却对牛肉保水性及蛋白特性的影响[D]. 兰州: 甘肃农业大学, 2018. DOI:10.3969/j.issn.1006-2513.2008.z1.048.

[37] PRAYITNO S S, SARI D, TON S. Modification of physicochemical quality of beef sausage by addition of transglutaminase enzyme and external protein[J]. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2024, 1377(1): 012044. DOI:10.1088/1755-1315/1377/1/012044.

[38] LI Q Z, GUI P, HUANG Z, et al. Effect of transglutaminase on quality and gel properties of pork and fish mince mixtures[J]. Journal of Texture Studies, 2018, 49(1): 56-64. DOI:10.1111/jtxs.12281.

[39] 孔令辉. 谷氨酰胺转氨酶对低脂低钠猪肉糜品质的影响[D]. 新乡:河南科技学院, 2023. DOI:10.27704/d.cnki.ghnkj.2023.000152.

[40] HUANG L, SHI L F, REN Z Y, et al. Effect of transglutaminase concentration in curing solution on the physicochemical properties of salted large yellow croaker (Pseudosciaena crocea)[J]. Food Chemistry: X, 2022, 14: 100277. DOI:10.1016/j.fochx.2022.100277.

[41] 杨明柳, 周迎芹, 方旭波, 等. 谷氨酰胺转氨酶对鳜鱼鱼糜凝胶的品质影响[J]. 食品科学, 2021, 42(12): 37-44. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20201009-055.

[42] HADDAD G D B S, MOURA A P R, FONTES P R, et al. The effects of sodium chloride and PSE meat on restructured cured-smoked pork loin quality: a response surface methodology study[J]. Meat Science,2018, 137: 191-200. DOI:10.1016/j.meatsci.2017.11.030.

[43] 刘广娟, 徐泽权, 邢世均, 等. 卡拉胶、转谷氨酰胺酶及大豆分离蛋白对猪PSE肉低温香肠保水性和感官品质的影响[J]. 肉类研究,2019, 33(3): 34-39. DOI:10.7506/rlyj1001-8123-20190226-034.

[44] ERDEM N, BABAOĞLU A S, POÇAN H B, et al. The effect of transglutaminase on some quality properties of beef, chicken, and turkey meatballs[J]. Journal of Food Processing and Preservation,2020, 44(10): 22-26. DOI:10.1111/jfpp.14815.

[45] YONG H I, KIM T K, KIM Y B, et al. Functional and instrumental textural properties of reduced-salt meat emulsions with konjac gel: combined effects of transglutaminase, isolate soy protein, and alginate[J]. International Journal of Food Properties, 2020, 23(1):1296-1309. DOI:10.1080/10942912.2020.1797784.

[46] 陈建林. 利用中国对虾加工副产物生产重组虾肉的研究[D]. 保定:河北农业大学, 2014.

[47] 张馨元, 洪永祥, 宗瑜, 等. 酶联重组交联技术制备低脂白羽鸡肉块[J]. 中国食品学报, 2018, 18(8): 146-153. DOI:10.16429/j.1009-7848.2018.08.019.

[48] FANG Q, SHI L F, REN Z Y, et al. Effects of emulsified lard and TGase on gel properties of threadfin bream (Nemipterus virgatus)surimi[J]. LWT-Food Science and Technology, 2021, 146: 111513.DOI:10.1016/j.lwt.2021.111513.

[49] 路鑫. 鳕鱼与猪肉的重组加工研究[D]. 长春: 吉林农业大学, 2013.

Progress in Restructured Meat Products: Research and Application

CHENG Keyu1, ZENG Xianjun2, YU Limei1, LIU Qiaoyu1, HUANG Guiying1, ZENG Xiaofang1, WEI Xianling1,*
(1. Key Laboratory of Green Processing and Intelligent Manufacturing of Lingnan Specialty Food, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Guangdong Provincial Key Laboratory of Lingnan Specialty Food Science and Technology, College of Food Science and Technology, Zhongkai University of Agriculture and Engineering, Guangzhou 510225, China;2. Guangzhou Jiangfeng Industry Wengyuan Co. Ltd., Shaoguan 512600, China)

Abstract: A large amount of by-products will be inevitably produced during the processing of meat products. Restructured meat is meat products with edible value or higher added value that are produced through the rational utilization of these by-products by mechanically processing them or bonding them together with additives. In this paper, the definition,formation mechanism, and bonding methods of restructured meat are introduced, and the main methods for processing restructured meat are summarized. In addition, this review focuses on the origin and action mechanism of transglutaminase(TGase), a binder for restructured meat, as well as its function in restructured meat products. Finally, an outlook on the future development of restructured meat is provided to guide future research and industrial application.

Keywords: restructured meat; transglutaminase; binding agent; application; technology

DOI: 10.7506/rlyj1001-8123-20250103-001

中图分类号:TS251.5

文献标志码:A

文章编号:1001-8123(2025)08-0064-07

引文格式:

程可玉, 曾宪军, 于立梅, 等. 重组肉制品研究与应用进展[J]. 肉类研究, 2025, 39(8): 64-70. DOI:10.7506/rlyj1001-8123-20250103-001. http://www.rlyj.net.cn

CHENG Keyu, ZENG Xianjun, YU Limei, et al. Progress in restructured meat products: research and application[J]. Meat Research,2025, 39(8): 64-70. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/rlyj1001-8123-20250103-001. http://www.rlyj.net.cn

收稿日期:2025-01-03

基金项目:广东省普通高校重点领域专项(2022ZDZX4016);广东省重点建设学科科研能力提升项目(2024ZDJS005);仲恺农业工程学院冲补强项目

第一作者简介:程可玉(1999—)(ORCID: 0009-0008-9687-3346),女,硕士研究生,研究方向为肉制品加工。E-mail: 2218523356@qq.com

*通信作者简介:魏先领(1991—)(ORCID: 0000-0002-5731-6220),男,副教授,博士,研究方向为肉制品加工。E-mail: xianlingwei@foxmail.com