肉类蛋白质水合作用的pH和磷酸盐影响实验

一、实验目的

（1）巩固肉的持水性概念及对食品质构的影响。

（2）观察pH和磷酸盐对肌原纤维蛋白质水合作用（肉的持水力）的影响。

二、实验原理

1.肉的持水性与肌原纤维

肉中的水分一般占鲜肉重的70%～80%，肌球蛋白是决定肉持水性的重要因素。肌动球蛋白溶解越多，则肉的持水性越好。持水力（WHC）是指肉保持原有水分和添加水分的能力。

在肌纤维间、肌原纤维间形成大量的毛细管，使肌肉蛋白质呈现均匀的网状结构。肌肉中最基本的组织是肌纤维，肌纤维的主要成分为肌原纤维，肌原纤维由粗肌丝（肌球蛋白）和细肌丝（肌动蛋白）组装而成，辅以原肌球蛋白和肌钙蛋白。肌原纤维蛋白占猪肉中总蛋白质含量的50%～55%。

肌原纤维状态对肉的嫩度起决定性作用。对持水性影响最大的肌原纤维蛋白是肌球蛋白。

2.影响肉的持水力的因素

蛋白质保持水分的前提：一是肉中有存留水分的空间；二是肉中存在维持水分存留的作用力。肌肉蛋白质中存在以下两种作用力：一是毛细管张力；二是电荷的相互作用力，其中蛋白质分子所带的静电荷不仅是蛋白质分子吸引水的强有力中心，同时电荷之间具有的静电斥力可使蛋白质结构松散，增加保水效果。

肌肉的持水性主要依靠肌浆中的蛋白质分子，蛋白质分子所带的静电荷与水分子极化基团静电荷之间相互吸引，从而能将水分子纳入蛋白质高分子网状立体结构的空间中，这是肌肉持水性的原因。

肌肉蛋白质的变化情况是影响持水性的关键因素。主要影响因素有以下两点。

（1）pH成熟肉的pH一般在5.7左右，接近肉中蛋白质的等电点（pI=5.6），因此肉的保水性极差。

（2）磷酸盐增加保水能力的作用原理 提高pH、偏离等电点；增加离子强度，提高蛋白质的溶解性（肌球蛋白需要在离子强度为0.2以上的盐溶液中才能溶解；而肌动球蛋白则需要离子强度为0.4以上的盐溶液中才能溶解）；促使肌动球蛋白解离；改变体系电荷；焦磷酸盐对肌球蛋白的变性有一定抑制作用，可使肌肉蛋白质的持水能力稳定。

3.聚磷酸盐的使用量

聚磷酸盐的使用量为肉量的0.1%～0.4%，混合磷酸盐使用效果好。

4.保水性测定

测定肉的保水性方法有压榨法、快速滤纸分析法、滴水损失法、毛细管法、吸附柱法、蒸煮损失。

（1）将肉磨碎，测量挤压后流出的水分；

（2）将肉片放置在滤纸上施加压力，通过浸出的水分在滤纸上浸延的面积计算出保水力；

（3）将原料在一定温度和时间内加热，比较流出的水分，以作为保水性的标准。

5.持水性

持水性与冷却肉的感官品质和肉类企业的经济效益密切相关，是冷却肉最重要的品质之一，改善和提高肉品持水性一直是肉品科学中的研究热点。

三、实验材料、仪器与试剂

1.材料

猪肉（要求：都是瘦肉，不带肥肉，没有经过冷冻的新鲜猪肉，搅碎成细肉状态）、食盐、蒸馏水、滤纸、标签纸、称量纸、保鲜膜、一次性筷子。

2.仪器

组织捣碎匀浆机、离心机、冰箱（-18℃）、托盘天平、分析天平、酸度计全方位混合器、洗瓶、具塞塑料离心管架、长药勺、吸管、25mL烧杯、20mL量筒、250mL烧杯、1000mL烧杯、50mL具塞塑料离心管、温度计、电炉、玻璃棒、500mL烧杯。

3.试剂

6mol/L盐酸、2mol/L氢氧化钠、磷酸二氢钠、六偏磷酸钠、磷酸氢二钠、三聚磷酸钾。

四、实验步骤

1.pH对肉类蛋白质水合作用的影响

（1）标记6支50mL具塞塑料离心管，称重。

（2）向每支离心管中准确加3g细肉。再各加15mL蒸馏水，用Sorvall全方位混合器进行简单均质。

（3）用氢氧化钠或盐酸调整每支离心管的pH，如表5-1所示。(www.xing528.com)

（4）初调10min后，测定每支离心管的pH。

（5）再放置5min，于2000r/min离心10min，小心地倒出上清液并弃去。准确称量沉积下的肌原纤维。

表5-1 每支离心管的pH

2.磷酸盐对肉类蛋白质水合作用的影响

（1）称取20g细肉放入100mL烧杯中。

（2）将肉和200mg食盐充分混匀，6等份，然后分别加入60mg磷酸二氢钠、六偏磷酸钠、磷酸氢二钠和三聚磷酸钾，不加的那份作为对照。

（3）将所有样本置于冰箱中，于-18℃下保存2h，在室温下解冻。

（4）用滤纸吸去多余水，称重。流失的水用以式（5-1）计算：

（5）将肉样品煮7min，测定水分流失及其口感。

五、结果与讨论

（1）pH对肉类蛋白质水合作用的影响（表5-2）

表5-2 pH对肉类蛋白质水合作用的影响

注：+，质量增加；-，质量下降。

（2）磷酸盐对肉类蛋白质水合作用的影响（表5-3）

表5-3 磷酸盐对肉类蛋白质水合作用的影响

六、注意事项

（1）细肉在加磷酸盐、调pH后质量变化的观察，因此准确称取很重要。

（2）注意酸度计的使用及维护。

（3）离心机使用注意事项，离心机由指导教师培训后的学生使用。

思考题

1.pH如何影响蛋白质的持水力？

2.磷酸盐如何影响肉的持水力及其质构并解释原因？

3.简述实验原理。

说明： 本实验译自《食品化学实验手册》（欧仕益，黄才欢，吴希阳．食品化学实验手册[M].北京：中国轻工业出版社，2008）。

参考文献

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