L-赖氨酸、L-组氨酸部分替代NaCl对鸭肉食用品质的影响

张建华，夏杨毅,2*，张维悦，梅甜恬，唐棋

1(西南大学 食品科学学院，重庆，400715) 2(重庆市特色食品工程技术研究中心，重庆，400715)

食盐作为肉品腌制过程中重要的腌制剂成分，不仅能够赋予产品良好的口感及风味，同时高浓度的食盐还可以抑制微生物的生长[1]，提高产品的贮藏期及安全性。然而，高盐食品的摄入会导致钠摄入过量，进而增加易感盐个体的血压[2]，从而提高了心血管疾病[3]及肾脏疾病的风险[4]，因此低钠食品已经引起了学者及企业的广泛关注。目前国内外学者已经尝试不同的方法来降低肉制品中的钠含量，主要是通过用其他氯化物盐如KCl、MgCl2、CaCl2来替代NaCl[5]，或是将k-乳酸盐，L-赖氨酸单盐酸盐，肌苷酸二钠，鸟苷酸二钠和牛磺酸用作鱼糜和发酵香肠中的盐替代物[6-7]，也可以使用草药和香料来替代[8]。王伟等[9]通过响应面优化实验得出，当NaCl浓度为0.5 mol/L(即3%的食盐添加量)时，鸭肉盐溶蛋白的提取率最高，对应的鸭肉的组织特性及保水性等最好。GUO等[10]指出30%的KCl替代NaCl对肉的感官品质影响较小，当大于30%时产品有轻微的苦涩。

不同氨基酸具有不同的味道，相同固定浓度(0.3%)的丙氨酸和亮氨酸分别是甜味和苦味，赖氨酸，组氨酸和精氨酸呈咸味，同时有点酸或苦[11]。ZHANG等[12]提出L-赖氨酸(L-lys)，L-组氨酸(L-his)和L-精氨酸(L-arg)可能通过组分之间的相互作用促成NaCl的咸味。L-赖氨酸能够将一些不饱和脂肪酸转化为能量，并起到降低血液中胆固醇的作用[13]，人体缺乏L-赖氨酸可导致肾结石的发生[14]。在我国L-赖氨酸已被批准用作食品调味精华和香料，同时L-赖氨酸具有抗氧化活性[15]，并有助于调节肉和肉制品的pH值[16]，改善肉制品的质地和颜色[16]，并增加肉制品的出品率[17]。L-组氨酸是含咪唑基的碱性氨基酸，属于半必需氨基酸，它参与人体内蛋白质的合成，对生长、组织修复、治疗溃疡、胃酸过多等具有重要作用[18]。GUO等[10]研究发现，L-lys和L-his在二级结构中引起转化并增加猪肌球蛋白的溶解度，同时ZHU等[17]研究表明，0.6%的L-lys和L-Arg显著提高了鸡肉香肠的硬度，弹性，黏结性和咀嚼性。然而作为盐替代成分的氨基酸多以猪肉、兔肉为材料，产品也多为香肠、腊肉等干腌肉制品[16-17,19]，而传统的板鸭、盐水鸭、卤鸭等也属于高盐食品，且鸭肉的营养物质丰富、风味醇厚、质地细腻，同时具有易消化吸收、滋补食疗等特性[20]。因此，低盐与品质俱佳的鸭肉制品已然成为禽肉制品消费的必然趋势。本研究通过对腌制后鸭肉的Na+、K+含量、pH值、含水量、色泽、质构、剪切力及蒸煮损失率等指标的测定，比较经NaCl和含有不同浓度的L-his和L-lys的腌制液腌制后对鸭肉食用品质的影响，进而为氨基酸在禽肉制品腌制方面的研究提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

原料：新鲜鸭肉(90日龄)，同一批次的重庆本地鸭，购于重庆市北碚区畜禽场，将活鸭宰杀后进行清洗，并置于附冰袋的塑料箱内，回实验室后先将鸭肉放于4 ℃的冰箱内冷藏48h后再进行腌制(避免肉在尸僵期对腌制后肉的品质造成影响)。

试剂：NaCl(99.5%)、KCl(99.19%)，美国Two Poles Metallic Compound Co.,Ltd公司；L-赖氨酸(99.2%)、L-组氨酸(99%)，美国Double Speed Amino Acid Corporation公司；以上试剂都为食品级，

1.2 仪器与设备

物性测定仪(TA.XT.Plus),英国stable micro system公司；测色仪(UltraScan PRO)，美国HunterLab公司；原子吸收光谱(AA800)，美国PerkinE公司； 远红外干燥箱(HY系列)，天津市通利信达仪器厂；数显恒温水浴锅(HH-S)，常州普天仪器制造有限公司；万用电炉(DL-1)，北京中兴伟业仪器有限公司；酸度计(PHS-4C+)，成都世纪方舟科技有限公司；高速电动匀浆器(FSH-Ⅱ)，江苏金坛市环宇科学仪器厂。

1.3 原料处理

1.3.1 样品制备

将经历过尸僵和成熟后的鸭肉从4 ℃的冰箱中取出，将鸭肉分割出来，切成约2 cm×2 cm×2 cm的鸭肉块，并编号、称质量(50 g左右)，每组设置3个平行样，将鸭肉块与配制好的腌制液按照1∶3(g∶mL)的肉水比于4 ℃条件下腌制24 h，真空包装冷藏于4 ℃，待用。

1.3.2 腌制液配制

腌制液中的总用盐量为质量分数3%，具体的添加比例如表1所示。

表1 腌制组分配方组成Table 1 Marinade component formula composition table

注：上述添加比例是以食盐的添加量为基准来表示的，若上述添加比例以肉的量为基准，则氨基酸的添加比例为:0、0、0.3%、0.6%、0.9%、1.2%[15]。

1.4 指标测定

1.4.1 pH值测定

参照GB 5009.237—2016进行测定。

1.4.2 含水量测定

参照GB 5009.3—2016的直接干燥法进行测定。

1.4.3 钠和钾离子测定

参照GB 5009.91—2017的火焰原子发射光谱法测定。

1.4.4 色泽测定

参考BREWER等的方法[21]，略作修改。采用测色仪的去除镜面模式，采用CIE 1976L*a*b*表色系统测定样品的L*值、a*值和b*值。每组设置3个平行，每个样品测定3次，取9次平均值。

1.4.5 质构测定

参考MA等的方法[22]，略作修改，将不同腌制组的鸭肉沿垂直于肌纤维方向切取2 cm×2 cm×1 cm的肉块，采用物性测定仪的TPA模式进行测定，选取硬度、弹性、咀嚼性、内聚性和回复性5个指标来反映不同腌制组鸭肉的物性指标变化。每组设置3个平行，取其平均值。测定模式与参数设置：P/36R探头；测前速度2.0 mm/s、测试速度、测后速度均为1.0 mm/s；测试时间间隔为5 s；触发力为10 g；数据采集速率为200 PPs；应变量为75%。

1.4.6 剪切力测定

用Warner-Bratzler法[23]测定肉的剪切力，将肉块顺肌纤维方向切成3块2 cm×2 cm×1 cm的肉块，置于蒸煮袋中，放入80 ℃的水浴锅中加热，至其中心温度达到75 ℃时，保持20 min后取出,冷却至其中心温度为室温，再用纸吸干肉样表面的水分，用TA·XT·Plus质构仪，用A/MORS探头沿着垂直于肌原纤维方向测定剪切值。测定参数：测前速度:2.0 mm/s、测中速度:1.0 mm/s、测后速度:2.0 mm/s、应变量为100%。

1.4.7 蒸煮损失率测定

参考SCHONFELDT等[24]的方法并稍作修改，将肉块用吸水纸吸干表面水分后称质量(W1)，并密封于蒸煮袋中，将温度计插入肉的中心位置，扎紧袋口，然后将肉块放入80 ℃水浴中加热，至肉块中心温度达70 ℃时取出，用吸水纸吸干表面水分，自然冷却至中心温度为室温，用吸水纸吸干表面水分后再次称质量(W2)，蒸煮损失率(cooking loss，CL)计算公式如下：

(1)

式中：W1,肌肉蒸煮前样品质量，g；W2,肌肉蒸煮后样品质量，g。

1.5 数据分析

采用Microsoft Excel 2016进行数据计算，SPSS 19.0进行方差分析(Duncan法)和显著性检验，采用Originpro 8.1进行图像处理。试验数据采用平均值±标准差形式。

2 结果与分析

2.1 氨基酸(L-lys和L-his，下同)部分替代NaCl对鸭肉pH值的影响

pH值不仅能够反映肉品的新鲜程度，而且对肉及肉制品的颜色、弹性、黏度、保水性、蒸煮后的风味等均有影响[25]。由图1可知，KCl部分替代NaCl后对鸭肉的pH值无显著影响(P>0.05)，而氨基酸腌制组可显著提高鸭肉的pH值(P<0.05)，且随着氨基酸替代比的增加，鸭肉的pH值呈显著上升趋势(P<0.05)，这是由于L-组氨酸和L-赖氨酸本身为碱性氨基酸，其侧链的碱性基团会和肉中水的氢离子结合，使得氢氧根负离子的含量增多[26]，导致鸭肉的pH值升高。这与ZHOU等[16]在研究L-赖氨酸对猪肉香肠理化性质的影响得出的结论一致。

图1 KCl、氨基酸部分替代NaCl对鸭肉pH值的影响Fig.1 Effect of partial replacement of NaCl by KCl and amino acid on the pH of duck breast meat不同字母表示差异显著(P<0.05)

2.2 氨基酸部分替代NaCl对鸭肉含水量的影响

含水量是影响肉品组织结构和产品出品率的重要因素[27]。由图2可知，KCl部分替代NaCl后会降低鸭肉的含水量，但差异不显著(P>0.05)，而氨基酸腌制组中鸭肉的含水量呈现先上升后下降的趋势，且整体高于NaCl腌制组和KCl腌制组，当氨基酸替代比达6%时肉品的含水量最高(P<0.05)，这与ZHOU等[16]的结论一致，说明氨基酸替代能提高肉制品的含水量，增加产品出品率，这可能与氨基酸替代组pH值的升高有关，因为pH值升高能够引起肌肉中细丝之间的排斥力，进而引起蛋白质构象的变化，而这一变化会增加肌肉的膨胀能力和水的空间[28-29]，含水量之后又下降是因为随着NaCl含量降低，肉中盐溶蛋白的溶解度也会降低，进而降低其含水量[30]。

图2 KCl、氨基酸部分替代NaCl对鸭肉含水量的影响Fig.2 Effect of KCl and partial amino acid substitution of NaCl on water content of duck breast

2.3 氨基酸部分替代NaCl对鸭肉中Na+、K+含量的影响

Na+主要起提供咸味的作用[31]，而K+含量较高时会有苦涩味[32]。由图3可知，KCl腌制组和氨基酸腌制组的Na+含量显著低于NaCl腌制组的Na+含量(P<0.05)，而K+含量显著高于NaCl腌制组的K+含量(P<0.05)，且在氨基酸腌制组之间K+的含量差异不显著(P>0.05)。除12%氨基酸腌制组的Na+含量低于KCl腌制组的Na+含量外，其余氨基酸腌制组的Na+和K+含量在数值上都高于KCl腌制组的Na+和K+含量，这是由于氨基酸替代可以增加肉的含水量[33]，进而使得肉细胞中的离子浓度减小，而腌制液中的Na+和K+浓度较大，因此在浓度差的推动作用下，使得离子更易渗透到肉中[34]。这与2.2的结论一致。

图3 KCl、氨基酸部分替代NaCl对鸭肉中Na+、K+含量的影响Fig.3 Effect of KCl and partial amino acid substitution of NaCl on Na+ and K+ contents in duck breast meat

2.4 氨基酸部分替代NaCl对鸭肉色泽的影响

色泽是评价肉品新鲜程度的重要指标，同时也是影响消费者购买产品的重要因素之一[35]。由表2可知，KCl腌制组和NaCl腌制组的鸭肉的肉色无显著差异(P>0.05)，这与ARMENTEROS等[36]的结论一致。L*值反映肉的亮度变化，和NaCl腌制组相比，3%的氨基酸替代比显著降低鸭肉的L*值(P<0.05)，而随着氨基酸替代比的增加，鸭肉的L*值逐渐上升，并与对照组无显著差异(P>0.05)，说明减少NaCl的含量会显著降低鸭肉的L*值，但氨基酸替代比的增加可以减缓这种趋势[14]。a*值和b*值分别反映肉的红度变化和黄度变化，和NaCl腌制组及KCl腌制组相比，氨基酸腌制组鸭肉的a*值无显著变化(P>0.05)，而b*值则显著降低(P<0.05)。和对照组相比，氨基酸替代组的样品颜色较暗，较淡黄色，这与ZHOU等[16]的结论一致，说明氨基酸部分替代NaCl对鸭肉的b*值有较大的影响[16]。

表2 KCl、氨基酸部分替代NaCl对鸭肉色泽的影响Table 2 Effect of KCl and partial amino acid substitutionof NaCl on the color of duck meat

2.5 氨基酸部分替代NaCl对鸭肉质构的影响

质构主要描述的是食品结构的物理特性以及人们对于食品口感的物性表达。而物性测定仪主要是通过模拟人体口腔的咀嚼运动，将样品进行压缩，通过微机连接把人们对食品的感觉转化为质构曲线，从而能分析特定的质构参数，用以表达人们对食品的口感[37]。由表3可知，KCl腌制组可显著提高鸭肉的硬度和咀嚼性(P<0.05)，而对弹性、内聚性和回复性无显著影响(P>0.05)，这是由于KCl腌制组的含水量低于NaCl腌制组的含水量，进而增大了肉的硬度和咀嚼性，这与2.2的结论一致。

氨基酸替代组对鸭肉的硬度和咀嚼性影响呈现相同的趋势，即随着氨基酸替代比的增加，呈现先升高后下降的趋势，这与ZHU等[17]的结论一致，这是由于L-赖氨酸可以与内源金属离子形成复合物金属离子[38]，导致肌动球蛋白在肉类蛋白质中的解离，从而增强鸭肉的硬度[39]；之后硬度下降是因为降低食盐含量会使得乳化凝胶网络强度下降[40]，进而降低鸭肉的硬度，而此时因氨基酸增加导致硬度增加的程度小于因食盐含量下降导致硬度减小的程度。其中9%的氨基酸替代比可显著提高鸭肉的硬度和咀嚼性(P<0.05)，其余氨基酸替代组和NaCl腌制组差异不显著(P>0.05)。而鸭肉的弹性、内聚性和回复性均随着氨基酸替代比的增加呈现上升趋势，但都低于NaCl腌制组和KCl腌制组(12%氨基酸替代比的弹性除外)，其中3%的氨基酸替代比显著降低了鸭肉的弹性、内聚性和回复性(P<0.05)，而6%的氨基酸替代比的鸭肉的弹性、内聚性及回复性和NaCl腌制组差异不显著(P>0.05)。

表3 KCl、氨基酸部分替代NaCl对鸭肉质构的影响Table 3 Effect of KCl and partial amino acid substitution of NaCl on the texture of duck meat

2.6 氨基酸部分替代NaCl对鸭肉剪切力的影响

剪切力是反映肉嫩度的重要指标，剪切力越小，肉的嫩度越好。由图4可知，KCl腌制组和NaCl腌制组的剪切力差异不显著(P>0.05)，而在氨基酸腌制组中，鸭肉的剪切力并未随着氨基酸替代比的增大呈现规律性的变化，其中6%的氨基酸替代比腌制的鸭肉的剪切力最小，与NaCl腌制组的数值最接近，而其余处理组鸭肉的剪切力在数值上都高于NaCl腌制组和KCl腌制组，说明此时通过6%的氨基酸替代比的添加量可以恰好抵消因减少NaCl含量对肉的剪切力的影响，而其余氨基酸替代比则不能抵消这种影响，具体的原因还需进一步研究。

图4 KCl、氨基酸部分替代NaCl对鸭肉剪切力的影响Fig.4 Effect of KCl and partial amino acid substitution of NaCl on shearing force of duck meat

2.7 氨基酸部分替代NaCl对鸭肉蒸煮损失率的影响

蒸煮损失率反映了肉品在成熟过程中的保水性，是评价肉品品质的重要指标。由图5可知，和NaCl腌制组相比，其余腌制组的蒸煮损失率都显著提高(P<0.05)，但是之间差异不显著(P>0.05)，说明减少NaCl的含量会显著提高鸭肉的蒸煮损失率，这与CHEN等[19]的结论一致，这是由于降低NaCl含量会提高蛋白质的等电点，导致肉在最终pH值时蛋白质纤维之间的静电排斥力减弱，使得其分子作用力增强，而蛋白质和水之间的相互作用力减弱，进而导致肉的蒸煮损失率增强[41]。

图5 KCl、氨基酸部分替代NaCl对鸭肉蒸煮损失率的影响Fig.5 Effect of partial replacement of NaCl by KCl and amino acid on the cooking loss rate of duck meat

3 结论与讨论

为研究氨基酸部分替代NaCl对鸭肉食用品质的影响，分别设置6组不同的腌制组，通过对腌制鸭肉的Na+、K+含量、pH值、含水量、色泽、质构、剪切力及蒸煮损失率等指标的测定，得出以下结论:

(1)KCl腌制组和氨基酸腌制组的Na+含量显著低于NaCl腌制组的Na+含量(P<0.05)，K+含量显著高于NaCl腌制组的K+含量(P<0.05)，且氨基酸腌制组间K+含量差异不显著(P>0.05)。由于L-赖氨酸和L-组氨酸是碱性氨基酸，因此随着氨基酸替代比的增加，鸭肉的pH值逐渐上升，而这一变化引起了鸭肉含水量的增大，当氨基酸替代比为6%时，其含水量最大(P<0.05)。和NaCl腌制组及KCl腌制组相比，氨基酸腌制组鸭肉的a*值无显著差异(P>0.05)，而b*值显著降低(P<0.05)，这与ZHOU[16]的结论一致。

(2)咀嚼性是硬度、弹性和内聚性三者的乘积[15]，因弹性和内聚性的变化范围较小，所以咀嚼性主要受硬度的影响，随着氨基酸替代比的增加，鸭肉的硬度和咀嚼性呈现先升高后下降的趋势，其中9%的氨基酸替代组显著提高了鸭肉的硬度和咀嚼性(P<0.05)，使得口感变差，其余氨基酸替代组和对照组差异不显著(P>0.05)。降低食盐含量会使鸭肉的弹性、内聚性和回复性降低，而随氨基酸替代比的增加，鸭肉的弹性、内聚性和回复性呈上升趋势，当氨基酸替代比为6%时，与对照组差异不显著(P>0.05)。

(3)剪切力是反映肉品嫩度的重要指标，降低食盐含量会降低肉的保水性，导致肉的嫩度变差，而氨基酸可以提高肉的含水量，当氨基酸替代比为6%时恰好可以达到平衡的效果，此时鸭肉嫩度最好，同时其蒸煮损失率也最低。

综上所述，当氨基酸替代比为6%时，鸭肉的整体品质较好。由于本实验只研究了氨基酸部分替代NaCl对鸭肉食用品质的影响，所以对其理化特性、凝胶特性及抗氧化特性等方面的研究还需继续深入。