藜麦的营养功能特性及其在肉类产业中的应用研究进展

薛皓皓1,2,姜奕祺1,2,万尤婷1,2,孙丹丹1,2,姜琳琳1,2,杨啸吟1,2,毛衍伟1,2,郝剑刚3,张一敏1,2,梁荣蓉1,2,*

(1.山东农业大学食品科学与工程学院,山东 泰安 271018;2.山东省畜产品质量安全监测与新兽药创制重点实验室,山东 泰安 271018;3.国家肉牛牦牛产业技术体系乌拉盖试验站,内蒙古 乌拉盖 026321)

摘 要:肉及肉制品是人体重要的蛋白质来源,但部分传统肉制品存在高脂等问题,可能带来健康风险。随着消费者健康意识的增强,人们对更具功能性、更高品质的肉制品需求显著提升。藜麦被誉为“营养黄金”和“超级谷物”,其蛋白质含量丰富,氨基酸组成均衡,且富含多种生物活性成分,具有调控血糖、促进消化和抗氧化等健康功效。近年来,藜麦作为功能性植物成分在肉制品中的应用受到广泛关注,添加藜麦不仅可以提升产品的营养价值,还可作为脂肪替代物降低动物脂肪含量,且能改善其质构特性、保水性和风味等感官品质。本文基于国内外研究,系统综述藜麦的营养与功能特性,总结其在肉类产业中的研究进展,以期为藜麦等植物源性成分在肉类产业中的应用提供新思路。

关键词:藜麦;肉制品;功能特性;品质特征

肉制品富含蛋白质等营养成分,但部分肉制品中含有对人体不利的物质,如传统肉制品因大量使用动物脂肪(含饱和脂肪酸和胆固醇),不能满足健康饮食的消费需求[1-2]。因此,随着健康意识的提升,消费者开始选择添加有益植物源性成分的功能性肉制品,以满足营养和特殊功能的双重需求。

藜麦原产于南美洲安第斯山脉,是藜科藜属植物,又称南美藜、印第安麦。种子主要有黑、红、灰、白4 种颜色,是印第安人喜爱的传统食物,距今已有5 000~7 000 年的历史[3],目前主要分布在秘鲁、智利、玻利维亚等国家。近年来,欧洲和亚洲逐渐开始引进种植[4],我国在20世纪80年代引入,并在西藏试种成功,现已在山西、甘肃、宁夏和青海等省份引入种植[5]。与其他谷物不同,藜麦中蛋白质含量较高,淀粉质量分数为50%左右,富含多种氨基酸,其氨基酸比例和联合国粮食与农业组织(Food and Agriculture Organization of the United Nations,FAO)提出的理想比例接近,被称作“伪谷物”。藜麦中不含麸质,且富含多种膳食纤维、矿物质及维生素等成分,属于高蛋白、无麸质食物。此外,藜麦中还富含皂苷、多酚、植物甾醇类等生物活性物质,具有抗氧化、抑菌、降血糖、消炎、抗肿瘤和调节免疫功效,被FAO誉为“营养黄金”“超级谷物”和“未来食品”,是最适宜人类的全营养食品之一。FAO研究认为,藜麦是一种单体植物即可满足人体基本营养需求的食物[5]。此外,藜麦淀粉中支链淀粉含量高,与玉米淀粉和马铃薯淀粉相比,藜麦淀粉的糊化温度更低,黏度大,稳定性良好[6-7],作为食品黏合剂和增稠剂具有更好的效果。藜麦蛋白展现出较好的乳化性和凝胶性,常被用于化工领域,也可根据食品工业的需要,作为食品功能性配料使用,尤其是藜麦蛋白Pickering乳液在食品中的应用研究近年来逐渐增加[8-9]

藜麦的营养价值和加工特性被越来越多人所熟知,随着技术的革新和消费水平的不断提高,为解决部分肉制品所存在的高脂等问题,改善肉制品食用品质,同时开发新型功能性肉制品,人们开始尝试在肉制品中添加藜麦或其营养组分,大量国外研究[10-11]也证实藜麦在肉制品加工领域具有较好的应用前景,尤其是在生鲜肉和熟肉制品的加工中。目前,我国藜麦在食品中的应用主要集中在面包和饮料领域[12-16],对藜麦在肉制品中的应用研究相对较少。因此,本文重点介绍藜麦的主要营养成分——淀粉和蛋白质的功能特性,以及藜麦在国内外肉制品加工和动物日粮中的研究现状,为藜麦在肉类产业中的应用提供思路。

1 藜麦的营养成分及功能特性

藜麦中含有丰富的营养成分,对人体而言,其营养成分较其他谷物更加全面,除淀粉、蛋白质、脂肪、矿物质、维生素外,还含有多种生物活性物质,如多酚、类黄酮、植酸、甾醇、皂苷等,这些生物活性物质决定了它特有的生物功能,表现出较强的抗氧化能力[17]。研究[1-2]表明,藜麦中的生物活性成分(如多酚、皂苷等)在体外和动物模型中显示出对某些癌症、过敏及炎症性疾病的潜在预防作用,可能有助于降低心血管疾病和糖尿病的罹患风险。此外,藜麦独特的营养成分组成也为其赋予了较高的营养价值和良好的加工特性,如图1所示。

图1 藜麦主要营养成分及其功能特性
Fig. 1 Main nutrients and functional properties of quinoa

1.1 藜麦淀粉

淀粉作为藜麦中的主要成分,占其总成分的50%~60%(m/m),其中,直链淀粉占3%~22%,支链淀粉占42%~57%,且支链淀粉中含有大量的短链和超长链[18],这使藜麦淀粉具有糊化温度低、糊化温度范围大、回生速度慢、水结合能力和溶胀能力强等特点。可根据消化速率将藜麦淀粉分为3 类:快消化淀粉,能在20 min内被消化吸收的淀粉;慢消化淀粉,能够在小肠中被完全消化吸收,但消化速率较慢的淀粉,可以维持餐后血糖稳定,防止血糖的快速升高;抗性淀粉,超过120 min仍不能被消化吸收的淀粉,类似于膳食纤维[19]。与常见谷物淀粉相比,藜麦的快消化淀粉含量偏低,而慢消化淀粉含量显著高于其他谷物。此外,不同藜麦淀粉的形态和性质不同,孔露等[19]研究对比白藜麦淀粉(white chenopodium quinoa starch,WCS)、红藜麦淀粉和黑藜麦淀粉(black chenopodium quinoa starch,BCS)的差异,发现BCS中的慢消化淀粉和抗性淀粉含量较高,且BCS的溶解度、透明度、凝沉性最好;WCS中支链淀粉质量分数最高,为57.12%,黏度最高。

藜麦淀粉特殊的结构使其具有良好的加工性能。 汪晓璇等[7]研究发现,藜麦的糊化温度较其他谷物偏低,更易糊化,且藜麦的糊化温度范围大,说明其淀粉晶体差异较大,可用作生物膜包覆材料(如油脂的微胶囊化)。Li Guantian等[18]研究发现,藜麦淀粉在糊化过程中具有一定的抗剪切能力,剪切稳定性高于小米淀粉和苋菜淀粉,因此,藜麦淀粉基膜具有更好的机械性能和阻隔性能。翟娅菲等[20]研究发现,与玉米淀粉(9~11 μm)和马铃薯淀粉(10~20 μm)相比,藜麦淀粉的粒径(1~2 μm)更小,呈不规则多边形,这些结果均表明藜麦淀粉具有较好的填充性、乳化性和冻融稳定性,在肉品加工中具有较好的应用潜力,可用于肉糜的乳化体系或脂肪的替代等[21]。此外,有研究发现改性藜麦淀粉同样具有良好的加工性能。目前,辛烯基琥珀酸酐常被用于淀粉改性,改性淀粉可用于提高Pickering乳液的稳定性。Pickering乳液是一种固体颗粒稳定的乳液,稳定的Pickering乳液在食品中具有潜在的应用 价值[18]。江帆[22]利用纳米化改性方法对藜麦淀粉进行优化,结果表明,当以体积分数90%二甲基亚砜为溶剂,10 倍体积乙醇处理,并采用超声振荡为分散方式时,得到的藜麦淀粉纳米颗粒性能最好。

1.2 藜麦蛋白

藜麦是一种全蛋白优质食品,蛋白质量分数为15.6%~18.75%,远高于水稻和玉米,与小麦类似[23],氨基酸组成比例均衡,生物学价值与牛奶相近[24],是优质的蛋白质来源。藜麦中含有9 种必需氨基酸,其中赖氨酸(第一限制氨基酸)、组氨酸的含量显著高于小麦、玉米等一般粗粮作物[25-28],不同谷物间的必需氨基酸含量对比如表1所示。藜麦食品可以改善我国膳食结构导致的赖氨酸缺乏症,是孕产妇、婴幼儿的优质蛋白质营养来源[29],其中的赖氨酸可协助产生抗体,提高机体免疫力,参与脂肪酸代谢并促进钙的吸收[30]。因此,将藜麦蛋白作为功能性配料添加到食品中可显著提高产品的营养价值。董吉林等[31]将藜麦添加到饮料中,研制出一款高纤维植物蛋白饮品,蛋白质量分数可达2.04%。何海晏等[8]利用超声分散处理后的藜麦蛋白Pickering乳液制备了一款玉米油藜麦蛋白Pickering乳液果蔬酱,提高了产品的稳定性和环保性,为藜麦蛋白在食品中的应用提供了新思路。

表1 不同谷物必需氨基酸含量[25-28]
Table 1 Contents of essential amino acids in different cereals[25-28]

g/100 g氨基酸藜麦小麦玉米大豆水稻苯丙氨酸0.480.640.411.800.28苏氨酸0.430.370.261.650.19蛋氨酸0.240.220.150.410.78组氨酸0.410.320.190.910.14赖氨酸0.690.350.262.290.20异亮氨酸0.560.440.311.610.24亮氨酸0.900.900.983.630.49色氨酸0.190.140.080.460.10缬氨酸0.690.600.431.800.36

随着藜麦蛋白的营养价值逐渐为人们所认识,近年来,越来越多的研究聚焦于藜麦蛋白的提取、分离等工艺,为藜麦蛋白的开发利用提供了理论依据。田格等[32]通过将纤维素酶与糖化酶以质量比4∶6组合,协同超声处理有效提取藜麦蛋白,提取率可达76.82%,显著高于碱溶酸沉法。袁孝瑞等[33]通过超声波辅助热碱法提取藜麦蛋白,不仅提高了蛋白质提取率(78.20%),且改善了蛋白质的乳化性和起泡性。藜麦蛋白的凝胶特性受提取环境pH值的影响,低提取pH值(pH 8、pH 9)的藜麦分离蛋白比高提取pH值(pH 10、pH 11)形成凝胶的效果更好,可能是由于在较低提取pH值下获得的藜麦分离蛋白在热处理过程中能够形成更致密的藜麦蛋白网络。蔡硕等[34]探究萌发时间对藜麦分离蛋白结构和功能特性的影响,结果发现,藜麦萌发48 h时,藜麦分离蛋白表面疏水性、乳化性、乳化稳定性均达最大值。Ruiz等[35]研究发现,在相同的蛋白质量浓度下,藜麦分离蛋白可以形成比其他植物蛋白更强的凝胶。

研究[36]表明,藜麦蛋白可以作为乳糜泻患者的膳食来源。乳糜泻是一种自身免疫病,由小麦或谷物麸质蛋白刺激免疫系统产生抗体引起,目前,乳糜泻的治疗方法是严格遵循终生无麸质饮食,藜麦蛋白可以满足乳糜泻患者的要求。藜麦除氨基酸比例均衡外、低含量醇溶蛋白(质量分数0.5%~7.0%)[37]、无麸质蛋白的特点均适合于乳糜泻患者[23]。Zevallos等[38]在乳糜泻患者饮食中每日添加50 g藜麦,持续6 周,实验结束后经肠胃检查发现,受试者对藜麦具有良好的耐受性,且改善了患者组织学和血清学参数,对轻度低胆固醇血症起到了一定的减轻作用。

1.3 脂肪

藜麦的脂肪质量分数为2.0%~9.5%,高于小麦、玉米、大麦等常见谷物,仅低于大豆[4],且藜麦油脂中富含不饱和脂肪酸[17]。同时,藜麦油脂中富含VE和角鲨烯,具有良好的氧化稳定性[39]。藜麦脂肪组成中以不饱和脂肪酸为主,已有研究[40]表明,适量摄入不饱和脂肪酸有助于维持血脂代谢平衡、降低心血管疾病发生风险。同时,藜麦中的饱和脂肪酸在合理膳食摄入范围内可为人体提供必需能量,但其具体健康效应仍须结合整体膳食结构进行评估。因此,藜麦中的脂肪可以作为高品质油料开发利用,符合当前以降低饱和脂肪摄入、增加不饱和脂肪摄入为核心的膳食营养共识,但目前对于藜麦脂肪的研究相对较少,尤其是其加工特性和风味特性研究。

1.4 矿物质

藜麦含有丰富的矿物质,申瑞玲等[41]测定藜麦中钾、钠、钙、镁等矿物元素的含量,发现藜麦中钠元素含量较低,钾元素含量可高达1 125 mg/100 g,能很好地满足现代消费者对高钾低钠食物的需求,而其中含有的钙、镁、铁等元素可以起到预防贫血和促进生长发育等作用。不同藜麦品种矿物质元素含量差异较大,成熟度、品种、土壤类型、农药、光照时间、温度及降雨量等因素均会对藜麦矿物质元素含量产生影响[42]。Miranda等[43]对不同生长环境中藜麦的营养成分进行研究,结果表明,不同环境生长的藜麦营养成分存在差异,其钾含量均较高,而在干旱环境中生长的藜麦磷、钙、铁、铜、锌含量较高。

1.5 活性物质

藜麦中含有大量生物活性物质,主要有多酚、类黄酮、植酸、甾醇、皂苷,这是藜麦区别于其他谷物的一大特色。这些物质大多具有较好的抗氧化活性,且在调节胆固醇代谢、抗辐射、抑菌等方面具有明显效果。

1.5.1 酚类

藜麦是很好的酚类化合物来源,其中黄酮含量为36.2~144.3 mg/100 g,酚酸含量为16.8~59.7 mg/100 g[44]。藜麦中的酚类物质含量与其品种有关,Tang Yao等[45]研究发现,藜麦种子中含有大量酚类化合物,其中颜色深的藜麦(如黑色藜麦)中酚类物质含量更高,抗氧化活性也更高;除此之外,藜麦中含有的23 种酚类物质以游离或共轭形式存在,其中主要的酚类物质是香草酸和阿魏酸及其衍生物,主要的黄酮类化合物是槲皮素和山奈酚及其苷类化合物。Song Jianxin等[46]研究发现,使用挤压工艺处理藜麦粉可以使藜麦中的酚类物质释放,当挤压温度为160 ℃时,可以更好地发挥活性物质的作用。酚类物质可以清除自由基,在达到抗氧化目的的同时,还可以抑制癌细胞活性,阻碍癌细胞增殖[23]。还有研究[47]发现,槲皮素能抑制肌浆蛋白和肌纤维蛋白的氧化。目前,多酚类物质和富含多酚类物质的植物提取物常被用作抗氧化剂和抗菌剂,以延长肉类和肉制品的保质期[48],这为藜麦在肉制品保鲜领域的应用提供了理论依据。

1.5.2 皂苷

藜麦皂苷主要存在于藜麦外表皮的乳腺细胞中,总质量分数为2%~6%[49],常见的提取方法为有机溶剂提取法、超临界CO2提取法、水浸法等[50],纯化常用方法为超滤法、高效液相色谱(C18色谱柱)法等[51]。皂苷是由具有1 个或多个糖链的甾体或三萜苷元组成的极性分子,以表面活性剂特性为特征[52]。藜麦皂苷具有抗炎活性、免疫活性等多种生物活性[53]。近年来,随着分离鉴定技术的发展,藜麦皂苷的相关研究越来越多,主要集中在其生物活性方面。Chen Junda等[54]研究发现,黑藜麦种子皂苷在体外胃肠消化过程中促进了益生菌(乳酸杆菌和双歧杆菌)的生长,抑制了有害菌(志贺氏菌属)的生长,这与Dong Shixia等[55]的研究结论一致,藜麦皂苷通过与真核细胞膜中的表面甾醇结合破坏其细胞膜结构,从而起到抑菌效果。张若愚等[56]对皂苷灌胃后大鼠生物尿液代谢及肠道菌变化进行分析,发现藜麦皂苷影响大鼠肠道菌群分布,改变其肠道微环境,且皂苷具有良好的体外抗氧化活性和降脂护肝作用[57]

1.6 膳食纤维

藜麦富含膳食纤维,可作为功能性成分添加到食品中,尤其是肉制品中,可用以改善食品中膳食纤维缺乏的问题、预防氧化,对人体健康有益[58]。Pellegrini等[39]研究显示,藜麦的总膳食纤维含量介于12.71~18.59 g/100 g之间,包括可溶性膳食纤维(soluble dietary fiber,SDF)和不溶性膳食纤维(insoluble dietary fiber,IDF),其质量比为IDF∶SDF>8∶1。Chen Hong等[59]从藜麦和小麦中提取SDF和IDF,并比较其结构、理化特性和功能性质,结果表明,藜麦中的IDF具有粒径大、结构紧凑、还原能力强、消化酶抑制活性高等特点。膳食纤维具有水合、吸附、持油特性,可以与肉制品中的肌原纤维蛋白形成更紧密、更完整的结构,添加到肉制品中,能够起到提高出品率、改善质构特性的作用[60]。膳食纤维对人体健康也有很多益处,如降低胆固醇水平、改善葡萄糖耐量和胰岛素反应、降低高脂血症和高血压、维持肠道健康及预防某些癌症(如结肠癌)等。

2 藜麦在肉与肉制品加工中的应用

近年来,随着传统肉制品的高脂问题逐渐被人们所认识,大豆蛋白等植物源成分常作为配料被添加到肉制品中,而藜麦作为一种营养价值高且加工性能较好的谷物,具有更为均衡的氨基酸组成和更低的豆腥味等异味特征,已逐渐被应用于肉与肉制品的加工。研究发现,藜麦中的淀粉、蛋白质均具有较好的乳化和凝胶效果,此外,藜麦中丰富的天然活性成分具有抗氧化和抑菌的效果,可以改善肠道环境、调节胆固醇代谢等。近年来藜麦在肉制品加工中的应用如表2所示。

表2 藜麦在肉制品加工中的应用
Table 2 Application of quinoa in meat processing

添加物肉制品添加量/%种类(m/m)效果参考文献鸡肉丸10改善质构特性,产生独特风味[61]鱼糜制品3改善质构特性,提高乳化稳定性和保水性[62]牛肉汉堡15、30提高抗氧化性,改善质构特性、营养价值和保水性[63]藜麦粉羊肉块1.5改善质构特性,提高膳食纤维含量和可接受水平[64]兔肉香肠2改善质构特性,提高出品率[65]牛肉丸2.5~5.0改善质构特性,提高蛋白质含量,降低脂肪含量[66]牛肉汉堡3~10提高出品率,抑制脂肪氧化,延长贮藏期[67]肉饼8提高抗氧化性,降低冷冻贮藏损失率和蒸煮损失率[68]藜麦糊猪肝酱5降低脂肪含量,提高乳化稳定性,亚硝酸盐残留量较高[11]干腌香肠13~25降低脂肪含量,提高出品率和营养价值[69] 香肠3改善质构特性,抑制脂质氧化,亚硝酸盐残留量较高[70]牛肉酱2.5提高感官品质[71]藜麦种子香肠2.5改善质构特性,亚硝酸盐残留量较高[10]肉饼8提高抗氧化性,降低冷冻贮藏损失率和蒸煮损失率[68]藜麦湿磨香肠3改善质构特性,抑制脂质氧化,亚硝酸盐残留量较高[70]副产物香肠2.5改善质构特性,提高抗氧化性,亚硝酸盐残留量较高[10]肉饼8提高抗氧化性,降低冷冻贮藏损失率和蒸煮损失率[68]

2.1 作为黏合剂或填充剂

肉制品加工行业竞争激烈,为了满足消费者对品质的需求,同时均衡产品营养、改善口感并赋予良好风味,研究者尝试在配料中加入黏合剂使肉类更好地与其他成分结合,提高产品出品率。目前,许多谷物和豆类已被用作黏合剂,用于改善肉制品的结构并减少水分和脂肪的损失[72-73]。藜麦作为“超级谷物”,同样有研究表明其适量添加可有效改善肉制品的质构特性,提高营养价值。

在肉制品加工过程中,藜麦可作为黏合剂、填充剂使用,其添加形式以藜麦粉为主,也有部分研究直接添加藜麦蛋白[74]、藜麦种子[75]等,藜麦的添加在有效改善产品质构特性的同时,赋予肉制品独特的藜麦香气,但当藜麦粉的添加量超过10%时会破坏肉制品的蛋白网络结构,保水性和风味变差,不被消费者所接受。近年来,为改善肉制品的质构特性,提高其营养价值,国内外对于藜麦在肉制品加工特性方面的研究越来越多。国内方面,李安华等[61]在鸡肉丸中添加10%藜麦粉,提高了鸡肉丸的弹性,改善了其质地和口感,在保证含有鸡肉鲜味的同时,还能赋予鸡肉丸独特的藜麦风味。徐祖东等[62]在鲷鱼鱼糜中添加3%藜麦粉,发现鱼糜凝胶的凝胶强度和持水力增强,肉质细腻润滑,藜麦风味突出。在国外研究中,Bahmanyar[63]利用藜麦粉代替大豆蛋白和面包屑添加到牛肉丸中,得到品质更优的无麸质牛肉丸,并指出作为无麸质谷物,藜麦在肉制品加工中潜力巨大。Verma等[64]将藜麦粉添加到羊肉中,发现羊肉的流变特性和质构特性均发生变化,整体消费者接受程度较高。此外,Fernández-López等[70]将黑藜麦种子和黑藜麦湿磨副产物(从藜麦粉的加工过程中获得的一种湿法磨制的副产品,其纤维含量高,生物活性成分丰富)分别添加到博洛尼亚香肠中,发现香肠的营养成分和工艺特性均有明显改变,添加藜麦成分的香肠具有更好的乳化稳定性和凝聚性,结构更佳。藜麦的添加起到黏合剂或填充剂作用,不仅可以改善产品质地,还能提高出品率,但其添加量需控制在合理范围内以避免负面影响,未来研究应进一步优化其在肉制品中的添加量与形式。

2.2 作为植物基脂肪替代物

传统肉制品中脂肪含量较高,长时间过量食用会对人体产生不良影响,但脂肪含量与肉制品品质密切相关。因此,寻找一种能够替代脂肪的健康物质尤为必要,既可降低肉制品脂肪含量,又具有改善风味、延长货架期的效果。肉制品中常见的脂肪替代物有淀粉类、蛋白类、纤维素类和复合类,藜麦中不仅富含淀粉和蛋白质,也含有膳食纤维,具有作为植物基脂肪替代物[76]的潜力。Pellegrini等[11]将藜麦糊添加到猪肝酱中替代部分脂肪,结果表明,藜麦糊的添加使猪肝酱的水分、灰分含量和亚硝酸盐残留量增加,脂肪含量降低,硬度和胶黏性提高,但对弹性没有影响,且消费者接受程度较高。Fernández-Diez等[69]用煮藜麦糊替代猪背膘制作干腌香肠,结果表明,脂肪替代率高达85%,脂肪替代量越高,蛋白质和灰分含量越高,干质量增加,硬度和咀嚼性相应提高,但香肠的微生物数量不受脂肪变化的影响。Badar等[77]提出,藜麦蛋白稳定的Pickering乳液可作为脂肪替代体系应用于肉制品加工,能有效降低产品总脂肪含量,并改善质构特性。崔悦等[78]的研究进一步表明,藜麦蛋白Pickering乳液可替代牛肉丸中的部分脂肪,替代比例为50%时,可较好抑制牛肉丸中不易流动水向游离水转化,从而提升产品的冻融稳定性与持水性;替代比例超过50%时,牛肉丸中游离水相对含量升高。以上研究结果表明,藜麦蛋白Pickering乳液可作为一种新型脂肪替代物减少肉制品脂肪添加量,改善营养价值。然而,藜麦蛋白Pickering乳液生产成本较高,未来可以通过与其他天然成分复合或通过优化生产工艺降低生产成本。

2.3 作为抗冻剂

冷冻贮藏可以有效延长肉制品的保质期,但肉制品在冷冻和冻融过程中蛋白质易发生变性,导致持水力下降,口感变差。因此,可通过添加抗冻剂延缓蛋白质变性,维持肉制品的感官品质[79]。藜麦具有良好的低温耐受性和冻融稳定性,可作为抗冻剂添加到冷冻食品中[61,80]。Sayas-Barberá等[68]在冷冻肉饼中分别添加8%藜麦、藜麦粉和湿磨副产物,发现添加藜麦和湿磨副产物的肉饼在(-20±1)℃冷冻30、60、90 d过程中,脂肪氧化速率降低,品质未发生劣变。此外,崔悦[78]、冯潇[9]等分别通过研究证实,藜麦蛋白Pickering乳液可以提高牛肉丸、鱼糜蛋白凝胶的冻融稳定性,进一步表明藜麦可作为抗冻剂使用。 

2.4 作为植物源亚硝酸盐前体物质的潜在来源

在肉制品加工中,亚硝酸盐作为食品添加剂广泛用于发色、抑菌和抗氧化,但其使用严格受到国家法规限量标准控制,以确保食用安全。因此,植物源亚硝酸盐前体物质(如硝酸盐)因其可在加工中部分转化为亚硝酸盐,并发挥类似功能而受到关注。研究表明,藜麦籽中积累的硝酸盐在硝酸还原酶作用下可生成亚硝酸盐。Pellegrini[11]、Fernández-López[10,70,81]等报道,在添加藜麦的肉制品中检出较高的亚硝酸盐残留量,提示其可能具备替代部分合成亚硝酸盐的潜力。因此,在肉制品中添加藜麦或其副产物不仅有助于改善肉制品质构特性,也可能在一定程度上部分替代肉制品中的亚硝酸盐。然而,植物源硝酸盐/亚硝酸盐的实际转化效率、作用稳定性及安全性尚需系统评估,其应用仍应严格遵循食品添加剂相关法规标准。

3 藜麦在肉与肉制品保鲜中的应用

3.1 作为抗氧化剂

氧化是导致肉类产品腐败变质的重要原因,添加抗氧化成分可以延缓肉品的氧化,延长产品的货架期,天然抗氧化剂在植物中广泛存在,藜麦中的多种活性物质如酚类、植酸等均具有抗氧化效果。Özer等[67]将藜麦粉添加到牛肉汉堡中,发现添加藜麦粉不仅可以显著提高肉饼的出品率,还可以显著降低汉堡肉饼贮藏期间(18 ℃、3 个月)的脂质氧化水平,10%藜麦的添加使贮藏90 d时牛肉汉堡的硫代巴比妥酸反应物(thiobarbituric acid reactive substances,TBARS)值达9.35 μmol/kg,显著低于对照组 (11.49 μmol/kg)。Bahmanyar等[63]将藜麦粉和荞麦粉作为大豆蛋白粉和面包屑替代品添加到牛肉汉堡中,发现添加藜麦粉的汉堡中矿物质含量、感官接受度和货架期稳定性均显著高于对照组,值得注意的是,肉饼在贮藏7~18 d期间,添加藜麦粉的汉堡的TBARS值显著低于对照组,这说明藜麦粉可以有效抑制汉堡肉饼贮藏过程中的脂质氧化。Fernández-López等[10,70,81]也发现,在贮藏21 d期间,添加藜麦或副产物的香肠水分活度更低,脂肪氧化程度也低于对照组,这证明藜麦起到了积极的抗氧化作用。因此,藜麦或藜麦成分在肉制品抗氧化和延长货架期等方面具有较好的应用潜力,但其在长期贮藏后是否会影响肉饼、香肠等的感官指标尚未可知,且其抗氧化机制仍需进一步探索。

3.2 藜麦蛋白微胶囊

藜麦蛋白具有良好的乳化能力和乳化稳定性[82],可作为微胶囊壁材作用于肉的表面,延缓腐败和氧化的发生,达到保鲜的目的。Chen Kai等[83]以藜麦蛋白和阿拉伯胶为原料,采用复合凝聚法制备了丁香酚微胶囊用于猪肉保鲜,研究发现,丁香酚微胶囊能够比游离丁香酚更好地抑制pH值、总挥发性盐基氮含量和细菌总数的升高,可将猪肉碎于4 ℃下的保质期延长到9 d。虽然藜麦蛋白微胶囊可以显著提高抑菌剂丁香酚的稳定性,但制备微胶囊的工艺复杂,且藜麦蛋白的提取、纯化过程成本较高,探索如何降低生产成本更具实际意义,因此,藜麦蛋白作为保鲜剂载体在肉品保鲜领域具有巨大的发展潜力和挑战。

3.3 藜麦蛋白薄膜

可食用和可生物降解薄膜主要用于保鲜食品,既能延长食品的保质期,又能降低成本,且能取代石油、塑料等材料,减少环境污染。从藜麦中提取的藜麦蛋白是一种两性蛋白,等电点约为pH 5,与明胶的等电点非常接近,可替代明胶制作壳聚糖膜。藜麦蛋白制成的壳聚糖膜可以用于食品保鲜,目前主要用于果蔬。Abugoch等[84]将藜麦蛋白和壳聚糖2 种物质组合,制备用于食品工业包装的可食用薄膜,发现藜麦蛋白和壳聚糖之间的相互作用能够使薄膜的力学性能增强。还有研究[35]发现,pH>10时提取的藜麦分离蛋白具有良好的乳化能力和乳化稳定性,可用于制作Pickering乳液,在肉类的保鲜领域也具有发展潜能。

4 藜麦在动物日粮中的应用

除食品加工、保鲜等领域外,藜麦还可以添加在动物日粮中直接被动物食用并消化吸收,由于其成分与其他饲料不同,其营养价值和饲喂效果也不同,对肉品质产生的影响也可能不同。目前,藜麦作为一种动物日粮成分,常见的饲喂方法有2 种:饲喂藜麦籽粒和饲喂藜麦秸秆等副产物。

4.1 藜麦籽粒

动物日粮中的蛋白质主要来源于谷物,在动物日粮中加入藜麦可以有效改善动物体内的氨基酸比例。Della Malva等[85]在羔羊日粮中添加100 g/d的藜麦籽粒,饲喂50 d后,发现该饲喂模式显著改善羊肉的嫩度及肌原纤维蛋白降解模式,有助于提高羔羊肉品质。但藜麦中的皂苷等物质会影响动物对营养的吸收。Jacobsen等[86]在鸡的日粮中添加藜麦籽粒,结果表明,随着藜麦籽粒添加量的增加,鸡体质量增速减慢,藜麦较适添加量为不超过150 g/kg。在发挥藜麦营养价值的同时,为避免藜麦摄入过多造成的不良影响,其在不同动物日粮中的添加比例仍需进一步探究。

4.2 藜麦秸秆等副产物

除藜麦籽粒外,藜麦在加工中产生的秸秆等副产物也可添加到动物日粮中[87]。Asher等[88]研究表明,藜麦是一种比小麦和豆科产量更高的牧草,藜麦秸秆的营养质量和消化率较高,将藜麦秸秆添加到牛饲料中可以改善牛的消化。崔晓琴等[89]用藜麦青干草饲喂肉羊,结果表明,日粮中添加30%藜麦干草对肉羊起到明显的增质量效果,且经济效益更高。郝怀志等[90]添加藜麦秸秆饲喂奶牛,发现饲喂藜麦秸秆的奶牛血清指标和血糖均无明显变化,该饲喂模式未对其营养代谢和健康产生不利影响,且日粮中添加5%和10%藜麦秸秆可以提高奶牛产奶量。

因此,在动物日粮中添加部分藜麦或秸秆等成分可以起到一定的提高肉类产量和经济效益、改善肉质效果。但目前由于种植区域等问题,藜麦大多应用于人们的日常饮食中,作为动物日粮的研究相对较少,探究其籽粒、秸秆及其他副产物的饲用潜力可以更好地提高藜麦产业的附加值。

5 结 语

随着消费者饮食习惯的变化,高品质、高营养价值的肉制品更加受消费者欢迎。为减少传统肉制品带来的健康问题,通过添加藜麦等植物源性成分改善肉制品品质并弥补营养缺陷、增强功能特性已成为当前发展的一个重要方向。藜麦作为一种营养全面的无麸质谷物,具有较高的食用价值和较好的加工特性。目前,除添加到面包、饮料中外,藜麦还可作为黏合剂、填充剂、抗冻剂、植物基脂肪替代物等添加到肉制品中,从而改善其品质,提高其营养价值;同时,藜麦在动物日粮及肉品保鲜中也有较多应用。目前,藜麦在肉制品中的应用对产品质构特性影响较大,其添加量、添加方式和加工适应性尚需进一步研究;除此之外,其产业化推广还受限于成本与供应链等因素。未来藜麦在肉类产业中的应用可以聚焦于藜麦在加工过程中的应用,以促进新型肉制品的开发。此外,藜麦在肉制品中的作用机制也需要进一步探索。总的来说,将藜麦应用到肉类产业中不仅可以提高肉制品的营养价值、改善产品品质,还可以实现藜麦的高值化利用,尤其是藜麦秸秆等副产品在动物日粮中的应用。

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Research Advances on Nutritional and Functional Characteristics of Quinoa and Its Applications in Meat Products

XUE Haohao1,2, JIANG Yiqi1,2, WAN Youting1,2, SUN Dandan1,2, JIANG Linlin1,2, YANG Xiaoyin1,2,MAO Yanwei1,2, HAO Jiangang3, ZHANG Yimin1,2, LIANG Rongrong1,2,*

(1. College of Food Science and Engineering, Shandong Agricultural University, Tai’an 271018, China; 2. Shandong Provincial Key Laboratory of Quality Safety Monitoring for Animal Products and Veterinary Drug Innovation, Tai’an 271018, China;3. Wulagai Experimental Station, National Beef and Yak Industrial Technology System, Wulagai 026321, China)

Abstract: Meat and meat products serve as important sources of dietary protein. However, some traditional products are high in fat and other unhealthy components, which may pose health risks. With growing consumer awareness of health, there has been a surging demand for meat products with greater functionality and better quality. Quinoa, known as the “nutritional gold” and “super grain”, is rich in protein with a balanced amino acid profile and contains various bioactive compounds.It has been associated with health benefits such as blood glucose regulation, improved digestion, and antioxidant effects.In recent years, the application of quinoa as a functional plant-based ingredient in meat products has gained widespread attention. Incorporating quinoa not only enhances the nutritional value of meat products but also serves as a fat substitute to reduce the fat content, while simultaneously enhancing sensory qualities including texture, water-holding capacity,and flavor. This review summarizes recent research on the nutritional and functional properties of quinoa and its current applications in the meat industry, aiming to provide new insights for the utilization of plant-derived ingredients such as quinoa in meat product development.

Keywords: quinoa; meat products; functional properties; quality characteristics

DOI: 10.7506/rlyj1001-8123-20250718-233

中图分类号:TS202.1

文献标志码:A

文章编号:1001-8123(2026)07-0094-09

引文格式:
薛皓皓, 姜奕祺, 万尤婷, 等. 藜麦的营养功能特性及其在肉类产业中的应用研究进展[J]. 肉类研究, 2026, 40(7):94-102. DOI:10.7506/rlyj1001-8123-20250718-233. http://www.rlyj.net.cn

收稿日期:2025-07-18

基金项目:国家肉牛牦牛产业技术体系建设专项(CRAS-37);山东省生猪产业技术体系项目(SDAIT-08-10)

第一作者简介:薛皓皓(2002—)(ORCID: 0009-0006-9747-5855),女,硕士研究生,研究方向为动物性食品加工及品质、安全控制。E-mail: 2317263819@qq.com

*通信作者简介梁荣蓉(1979—)(ORCID: 0000-0002-8536-1520),女,教授,博士,研究方向为动物性食品加工及品质、安全控制。E-mail: rrliang@sdau.edu.cn

XUE Haohao, JIANG Yiqi, WAN Youting, et al. Research advances on nutritional and functional characteristics of quinoa and its applications in meat products[J]. Meat Research, 2026, 40(7): 94-102.

DOI: 10.7506/rlyj1001-8123-20250718-233.http://www.rlyj.net.cn