FSAP | 湖北工业大学李玮教授等：戊糖乳杆菌发酵对花生蛋白-鸡肉肠复合凝胶品质的影响

湖北工业大学生命科学与健康工程学院，功能食品现代酿造团队研究生郭梦迪（第一作者）与李玮教授（通信作者）等以鸡胸肉为原料，从添加发酵前后不同花生蛋白组分（peanut protein isolate，PPI）对鸡肉肠凝胶形成过程的角度入手，结合持水能力（water-holding capacity，WHC）、蒸煮损失率、凝胶强度、质构、微观结构等方面综合分析不同PPI的添加对鸡肉肠品质的影响，为鸡肉产品的多样性提供可能性。

Introduction

花生蛋白是一种高品质的植物蛋白源。其独特的分子结构使其具有良好的溶解度、凝胶性、乳化性等理化性质，如溶解度、凝胶性、乳化性。同时，花生蛋白还富含多种生物活性营养素。在食品加工领域，花生蛋白不仅能显著改善肉制品、乳制品、面制品、饮料的质地特性，还能有效强化食品的营养价值，成为食品配方中不可缺少的功能性原料。鸡肉以其高蛋白、低脂肪和低胆固醇含量的特点，在我国肉制品消费市场占据了相当大的份额。此外，鸡胸肉具有良好的WHC；然而，在鸡胸肉中促进凝胶形成的肌原纤维蛋白的含量相对较低。因此，鸡胸肉产品的口感和质量与市场预期存在差距，导致产品口感和质量无法满足市场需求。因此，提高鸡肉肉制品的胶凝质量已成为肉制品行业的当务之急。

动物蛋白的消化率（鸡约为92%）往往高于植物蛋白（花生约为85%）。通过混合这些蛋白质，可以间接提高整体消化和吸收效率。在日常饮食中，氨基酸互补可以通过简单的组合来实现，这对于儿童和老年人等对蛋白质质量要求较高的人群尤其有利。将PPI与鸡肉蛋白混合制成双蛋白产品，可以更有效地满足营养需求，同时促进环境可持续性。植物蛋白的整合不仅增强了产品的营养平衡，还改善了产品的质地性能和凝胶强度，形成了更致密、更精细的三维凝胶网络。天然PPI凝胶性能较差，研究发现发酵处理可以通过发酵处理提高PPI的凝胶性能，并将其作为外源添加剂应用于鸡肉肠制品中，既拓宽了PPI的用途，又节约了部分肉类蛋白，更合理地配置了资源，营养均衡，对食品工业的发展具有积极的作用。

Results

1 花生蛋白-鸡肉肠复合凝胶的WHC

如图1所示，与对照组（不添加PPI）相比，添加发酵前后的花生分离蛋白、花生球蛋白、伴花生球蛋白后鸡肉肠WHC基本都有所提高，且与未发酵蛋白组相比，添加发酵PPI的鸡肉肠WHC更好。其中，F-PPI与PPI相比，增加13.26%，WHC提升最大；添加发酵花生球蛋白的鸡肉肠WHC达到最大值87.29%，与空白对照组相比，增加了6.83%。

图1添加不同PPI对花生蛋白-鸡肉肠复合凝胶WHC的影响

2 花生蛋白-鸡肉肠复合凝胶的蒸煮损失率

肉制品的蒸煮损失率会在一定程度上影响肉制品的口感和风味。如图2所示，与对照组（未添加PPI）相比，发酵前后分别添加PPI、花生蛋白素和角花生蛋白后的鸡肉肠蒸煮损失率显著降低（P＜0.05），添加F-PPI的鸡肉肠蒸煮损失率显著低于PPI组（P＜0.05）。与空白组相比，添加F-conarachin的鸡肉香肠的蒸煮损失率最低，降低64.22%。此外，与未发酵蛋白组相比，添加F-PPI的鸡肉肠蒸煮损失率降低36.6%。

图2添加不同PPI对花生蛋白-鸡肉肠复合凝胶蒸煮损失率的影响

3 花生蛋白-鸡肉糜的流变学行为

从图3可以看出，在温度扫描范围内，添加PPI各组分引起的鸡肉肉糜使用量G′的变化趋势基本相同。G′增加随着温度的升高而增加缓慢，主要是由于肉在绞碎过程中肌原纤维蛋白折叠，形成弱凝胶，导致G′增加缓慢。而G′升温曲线在48 ℃左右峰值不明显或消失，但在55～85 ℃之间，迅速上升，蛋白质发生不可逆交联，在加热过程中从半溶胶变成弹性胶体，形成固体凝胶弹性网络，因此G′继续不断增大。与空白对照组相比，添加蛋白质成分后的鸡肉肠的G′升高，并且通过比较添加发酵前后的鸡肉肠，发现添加发酵蛋白质成分的鸡肉肠在加热过程中的G′始终高于未发酵蛋白质组。

图3不同PPI对花生蛋白-鸡肉糜G′的影响

4 花生蛋白-鸡肉肠复合凝胶的质构特性

由表1可知，与对照组（不添加PPI）相比，添加发酵前后的花生分离蛋白、花生球蛋白、伴花生球蛋白后鸡肉肠凝胶硬度、咀嚼性、黏着性、回复性均大幅提高（P＜0.05）；弹性和内聚性变化不显著（P＞0.05）。且与未发酵蛋白组比，添加发酵蛋白组鸡肉肠具有更高的凝胶硬度、弹性、咀嚼性、黏着性。其中，发酵后的花生球蛋白的鸡肉肠凝胶硬度提升最大，与未添加蛋白的鸡肉肠相比提高了107.10%，与未发酵PPI组相比，硬度进一步提高了46.30%。

添加发酵前后花生不同蛋白组分后，鸡肉肠的凝胶弹性显著提高，由表1可知，发酵后的花生分离蛋白和伴花生球蛋白的鸡肉肠凝胶弹性提升最大，与未添加PPI的鸡肉肠相比皆提高了13.58%，与未发酵的花生分离蛋白和伴花生球蛋白相比，发酵后的花生分离蛋白和伴花生球蛋白的凝胶弹性进一步提高了2.22%、8.24%。随着弹性的增加，肉糜之间的韧性增大，凝胶性能随之增强。肉糜结构间连接越紧密，其抵抗受损的能力就越强，内聚性就越高，咀嚼性越好。添加发酵前后花生不同蛋白组分后，鸡肉肠的咀嚼性均显著提高，由表1可知，添加发酵花生球蛋白鸡肉肠表现出最强的凝胶硬度及咀嚼性。

表1添加发酵前后不同PPI对花生蛋白-鸡肉肠复合凝胶质构特性的影响

5 花生蛋白-鸡肉肠复合凝胶的强度

凝胶强度可以反映凝胶结构的牢固程度，是衡量肉糜制品质量的重要指标之一。如图4所示，与对照组（未添加PPI）相比，发酵前后添加不同PPI成分的鸡肉肠凝胶强度显著提高（P＜0.05）。添加F-arachin和F-conarachin的鸡肉肠凝胶强度分别提高了20.24%和23.84%。与未发酵蛋白对照组相比，花生蛋白-鸡肉肠复合凝胶的凝胶强度提高最为显著，发酵后凝胶强度提高22.4%，达到最大值（3 961.89±300.24）g·mm。结果表明，F-arachin在鸡肉肠中具有特殊的凝胶增强特性，在改善肉制品的质构品质方面具有巨大的潜力。

图4添加不同PPI对花生蛋白-鸡肉肠复合凝胶强度的影响

6 花生蛋白-鸡肉肠复合凝胶的色度和白度

由表2可知，添加经发酵处理后的花生球蛋白及伴花生球蛋白肉肠的白度及亮度值（L*）均比添加未发酵蛋白肉肠组低，其原因可能是发酵后蛋白组分的添加有利于肉糜内部水分的保持，降低了水分表面渗出率，同时使得肉糜中游离水紧密结合在蛋白质表面，从而减弱了光的反射程度，导致白度和L*降低。与未发酵的花生分离蛋白组相比，添加发酵花生分离蛋白的鸡肉肠白度及L*增加，可能是由于花生分离蛋白本身为淡黄色粉末，颜色较深，而发酵后的花生分离蛋白为乳白色，增加了其亮度，导致其白度及L*的增加。此外，添加经发酵处理后的PPI鸡肉肠的红度值（a*）均有所增加、黄度值（b*）无明显变化，是由于发酵蛋白的添加抑制了加热后的鸡肉糜中的肌红蛋白氧化形成高铁肌红蛋白反应，减少了美拉德反应的发生。

表2添加不同PPI对花生蛋白-鸡肉肠复合凝胶色度和白度的影响

7 花生蛋白-鸡肉肠复合凝胶的微观结构

如图5所示，通过扫描电镜观察发现，未添加蛋白组分的对照组鸡肉肠凝胶结构疏松，存在最大的孔隙。而添加未发酵的PPI后，鸡肉肠凝胶网络孔目变少，孔径进一步变小，但表面不平整。发酵前球蛋白和分离蛋白大都呈颗粒状，伴球蛋白呈片状结构，表面形态粗糙 ；发酵后各PPI结构形态明显改变，球形结构被破坏，颗粒边缘由粗糙变得光滑，可见的多层蛋白质堆叠与聚集，出现样品碎片化和断裂，蛋白空间构象发生改变；伴球蛋白的片状结构进一步延展，蛋白结构展开并发生分子间交联形成整体。经戊糖乳杆菌发酵后PPI与鸡肉复配制得的凝胶制品显得多孔疏松；同时经戊糖乳杆菌发酵后伴球蛋白比球蛋白、分离蛋白更易促进鸡肉肠形成疏松均匀的多孔网络结构，表现出更好的凝胶弹性。

图5花生蛋白-鸡肠复合凝胶微观结构（×1 000）

Conclusion

通过分析添加戊糖乳杆菌发酵前后的花生分离蛋白、花生球蛋白及伴花生球蛋白对鸡胸肉热诱导凝胶特性的影响，发现PPI的添加显著提升了凝胶的弹性、硬度、咀嚼性及凝胶强度等内部结构品质，且经戊糖乳杆菌发酵后的PPI比未发酵的PPI更能促进鸡肉糜的凝胶品质，尤以发酵花生球蛋白组分对鸡肉糜凝胶品质的改善效果最为突出。同时，发酵后PPI的添加可有效降低鸡肉肠的蒸煮损失率，其中发酵后花生分离蛋白的添加对鸡肉肠蒸煮损失率的降低最为明显与未添加蛋白质组相比降低了36.60%，进一步增强了鸡肉肠的凝胶特性。微观结构分析显示，添加发酵PPI后，鸡肉肠凝胶孔径缩小，分子间交联增多，空间网络结构更加致密，进一步证实了发酵PPI对鸡肉糜凝胶品质的显著提升作用。本研究表明，通过戊糖乳杆菌发酵PPI能有效增强鸡肉肠的凝胶特性，为进一步提高肉制品的凝胶性能提供了潜在的策略。

Abstract

This study aimed to analyze the effects of adding different peanut protein fractions before and after Lactobacillus pentosus fermentation on the water-holding capacity, cooking loss rate, texture, gel strength, rheological properties, chromaticity, and microstructure of heat-induced chicken breast meat gels. The goal was to investigate the impact of peanut protein fractions on the quality of chicken sausage gels and support the healthy development of China’s National Double Protein Engineering. The results demonstrated that the addition of peanut protein isolate (PPI), arachin, and conarachin, either before or after fermentation, significantly enhanced the water-holding capacity, gel strength, and gel hardness of chicken sausages. Among these, L. pentosus fermentation had the most pronounced effect on enhancing the water-holding capacity and reducing the cooking loss rate in the PPI group. Compared with the unfermented group, the addition of fermented PPI increased water-holding capacity by 13.26% and reduced the cooking loss rate by 36.60%, exhibiting the largest magnitude of change. Rheological analysis showed that peanut protein fractions (both unfermented and fermented) increased the final storage modulus, indicating enhanced stability of the protein network structure. Scanning electron microscopy revealed that different peanut proteins reduced the pore size and improved the uniformity of the chicken sausage gel structure. Notably, fermented peanut protein fractions promoted more intermolecular cross-linking in chicken mince, forming a denser and more compact spatial network structure.

引文格式

Guo M, Li Y, Zhou Y, et al. Effect of Lactobacillus pentosus fermentation on the quality of peanut protein-chicken sausage composite gel. Food Science of Animal Products, 2025, 3(4): 9240144. https://doi.org/10.26599/FSAP.2025.9240144

作者介绍

李玮，湖北工业大学教授，博导，湖北省楚天学子。国家自然科学基金委项目函评专家，中国食品科学技术学会高级会员，湖北省科技特派员，湖北省中小微企业科技副总。《Journal of Future Foods》杂志编委、《Food Science of Animal Products》《Food & Medicine Homology》《Food Science and Human Wellness》等期刊青年编委和审稿专家。近5 年，承担国家军队后勤部重点研发项目、自然科学基金青年项目及湖北省重点研发项目等省部级科研项目15 项，横向课题20余项。获湖北省科技进步二等奖1 项（排名第一，2021年）、二等奖2 项（排名第五，2015年；排名第四，2011年）。指导学生完成大学生创新创业训练项目国家级2 项、省级和校级各1 项。指导本科生荣获第十八届“挑战杯”大学生课外学术作品竞赛国家三等奖、第十四届“挑战杯”大学生创新创业竞赛国赛铜奖、省赛金奖。指导本科生荣获大学生生命科学竞赛国赛一等奖1 项（2022年），国赛二等奖2 项（2021、2023年），互联网+大学生创新创业大赛校赛一等奖1 项（2023年）。2023年荣获湖北工业大学科技创新和学术研究“优秀指导老师”称号。2024年荣获湖北工业大学学生竞赛优秀指导教师称号。

郭梦迪，女，硕士研究生，现就读于湖北工业大学生命科学与健康工程学院，主要研究方向为食品发酵。

文章内容由作者团队提供。

编辑：阎一鸣； 责任编辑：刘莉

专辑征稿

为对标农业农村部2035年科技规划及“十四五”“十五五”发展方向，推动农产品加工与储运的工程化、智能化、绿色化升级，由湖南省农业科学院、湖南农业大学、北京食品科学研究院、国际食品科技联盟（IUFoST）、中国农业大学、岳麓山工业创新中心、湖南欧美同学会主办，湖南大学、中南林业科技大学、长沙理工大学、湖南中医药大学、湘潭大学、岳麓山实验室、木本油料资源利用全国重点实验室协办，中国食品杂志社、洞庭实验室、湖南省食品科学技术学会、湖南省农产品加工与质量安全研究所、湖南农业大学食品科学技术学院、Springer Nature-《Agricultural Products Processing and Storage》杂志承办的“第二届农产品加工与食品制造国际学术研讨会—创新引领绿色智造，AI赋能科技进步”，将于2026年9月19-20日（9月18日会议报到）在中国 湖南 长沙召开。

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