2023年动物源食品科学国际研讨会:朱秋劲教授—​肌原纤维蛋白-魔芋葡甘聚糖高内相Pickering

2023-09-07作者:来源:责任编辑:食品界 字体A+AA-

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肌原纤维蛋白-魔芋葡甘聚糖高内相Pickering乳液的制备、表征与应用

乳化肉制品中含有大量动物脂肪,摄入过多会增加人体患心血管疾病的风险,但直接减少脂肪容易导致乳化肠脱水脱油。高内相Pickering乳液(high internal phase Pickering emulsions,Pickering HIPEs)具有固体凝胶的状态,是作为脂肪替代品的绝佳选择。肌原纤维蛋白(myofibrillar protein,MP)是肉制品中天然的乳化剂,在乳化肉制品形成的过程中,一部分MP参与乳化作用包裹脂肪颗粒,另一部分则在加热过程中形成凝胶网络结构。魔芋葡甘聚糖(konjac glucomannan,KGM)被证实可以改善MP的凝胶性,但其对MP特有的乳化性的影响还未见报道。因此,本报告以KGM-MP混合物为乳化剂制备Pickering HIPEs,探索KGM与MP的相互作用及其对乳液性质的影响机制,然后用Pickering HIPEs替代动物脂肪用于乳化肠加工,以期为KGM/MP协同乳液机制提供理论支撑,为脂肪替代品提供新策略。主要研究结果如下:

1)本研究探讨了不同质量浓度(0、0.25、0.5、1.0、1.5 g/100 mL)的KGM对MP的结构和界面吸附的影响,以及KGM和MP在Pickering HIPEs中的共乳化机理。对于界面MP而言,KGM的添加促进了MP结构的展开,改善了MP的润湿性,三相接触角从73.69°(对照组)增加到89.41°(0.5% KGM),从而降低了MP在界面上渗透和重新排列的能量壁垒。此外,吸附动力学和蛋白质吸附率表明,KGM(≤1.0 g/100 mL)促进了水相中的MP在油水界面上的吸附。对于水相中的MP,KGM通过促进MP的“浓缩”和通过氢键将MP连接起来,从而诱导了更致密的MP网络结构,形成了更强的空间位阻,阻碍了油滴的聚集。KGM(≤1.0 g/100 mL,尤其是0.5 g/100 mL)可减小液滴尺寸、弛豫时间(T2)、脂质氧化,提高Pickering HIPE的贮存稳定性和储能模量。然而,KGM的竞争性吸附(>1.0 g/100 mL)显著降低了界面MP,连续的KGM水凝胶阻碍了MP网络结构的聚集,进一步降低了乳液的性能。总之,KGM可以通过改变界面吸附和网络结构来调节MP稳定的Pickering HIPE的物理性质。

2)以鸡肉蛋白-0.5 g/100 mL KGM稳定的Pickering HIPEs作为猪肥膘的替代品加工乳化肠,研究不同脂肪替代率对乳化肠的化学组成、颜色、pH值、乳化稳定性、质构、流变特性、水分分布、脂肪酸组成和味觉的影响。脂肪替代组具有低脂肪、高水分含量和高蛋白的特点。随着替代比例增加,乳化肠的L*值、b*值,乳化稳定性、质构特性、流变特性、显著增加,a*值显著下降(P<0.05),pH值无显著差异(P>0.05)。扫描电镜显示,随着Pickering HIPEs添加量增加,乳化肠中的空腔变小甚至消失,凝胶网络变得致密平整。低场核磁共振和磁共振成像表明,添加Pickering HIPEs降低了乳化肠的水分迁移率(P<0.05),并且随着替代比例增加,水分分布变得更均匀。Pickering HIPEs替代动物脂肪使乳化肠的α-亚麻酸、γ-亚麻酸含量显著增加,降低了饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸的比例、致动脉粥样硬化指数和血栓形成指数,同时还增加了乳化肠的咸味和丰富度(P<0.05)。在替代率达到75%和100%时,乳化肠的质构参数、微观结构显著优于全脂对照组。由于替代比例为100%时制得的乳化肠的乳化稳定性、质构、营养质量等方面综合评价最好,因此最终确定Pickering HIPEs替代100%猪肥膘最适合。

专家介绍

朱秋劲 教授

贵州大学酿酒与食品工程学院 副院长

朱秋劲, 博士,教授,1991年毕业于贵州农学院畜产品加工与贮藏专业;1999年获得西南农业大学农产品加工与贮藏工程硕士学位;2007年获得江南大学食品营养与安全专业博士学位。曾任贵州农学院食品科学系助教、讲师,贵州大学生命科学学院副教授,黔东南州从江县县长助理,中国畜产品加工学会理事、中国肉类加工产业联盟理事。现任贵州大学酿酒与食品工程学院副院长、贵州省食品安全委员会专委会成员、贵州省食品标准化委员会成员,《肉类研究》科学副主编,Food Science of Animal Products、《食品科学》和《乳业科学与技术》等学术期刊编委,Food ChemistryFoodsRSC AdvancesFood Science and Human WellnessLWT-Food Science and Technology等期刊审稿专家,国家基金项目通讯评审专家、教育部科技奖项通讯评审和教育部学位办学位论文评审专家等。贵州省第八批优秀青年科技人才、贵州省第三批百层次人才项目获得者,贵州省第八批省管专家,贵州省生态特色肉制品科技创新人才团队领衔人。
目前的研究涉及到畜产品加工与贮藏工程、食品营养与安全、食品微生物领域,团队以探寻畜产食品加工、营养、安全相互交融和质量控制理论与技术开发为重点。主持国家自然科学基金项目5 项,承担省基金项目、省级支撑项目、科技部科技人员服务企业项目等纵向项目共10余项;参与国家级、省部级纵向项目近20 项;主持和参与各种横向合作项目20余项。发表学术论文200余篇,其中:英文SCI论文60余篇,主持和参与编制地方标准4 项,团体标准1 项;主编和副主编著作各1部,参编教材4 部,参编著作1 部;主持和参与的科研鉴定成果4项;主持获贵州省科技进步三等奖2 项,省级优秀论文三等奖2 项,黔东南州科技合作奖1 项,贵州省农业丰收二等奖1 项;获得国家发明授权专利和转让的发明专利共15 件,澳大利亚革新专利1 件;获得贵州大学首届研究生心目中的好导师、贵州大学优秀本科生导师和贵州大学研究生优秀Seminar团队称号,指导研究生荣获2018年贵州省“创青青”大学生创新创业大赛一等奖,2018年“创青青”全国大学生创新创业大赛铜奖,2022年贵州省大学生“挑战杯”一等奖等,并带领学院2016级研究生获得贵州省先进班集体称号。