谷氨酰胺转胺酶预制鱼肉牛排配方的优化

牛肉因含有丰富的蛋白质、维生素、矿物质元素和8 种人体必需氨基酸而深受消费者青睐[1-2]。随着人们生活水平的提高和生活节奏的加快，牛肉预制菜产品因营养、健康、便捷等特点，已成为牛肉加工业的重要发展方向，如将牛肉加工成牛排产品。邓思杨等[3]研究了不同洋葱汁添加量和滚揉时间对预制牛排品质的影响；Baugreet 等[4]研制出符合老年人营养需求的重组牛排。但目前牛排产品仍存在营养和形式单一等实际瓶颈，不足以满足消费者对多元化牛排产品的需求。因此，开发新型健康牛排预制菜产品是未来的发展趋势。

海鲈鱼（Lateolabrax japonicas）是我国重要的海洋经济鱼类之一，富含蛋白质、氨基酸、维生素、微量元素、二十碳五烯酸（eicosapentaenoic acid，EPA）和二十二碳六烯酸（docosahexaenoic acid，DHA）等营养元素，其肉质细腻、营养丰富，深受消费者喜爱，目前主要分布在广东、福建等沿海省份[5-7]。近年来，已有关于鱼肉和猪肉[8]、鸡肉[9]、虾肉[10]等重组复合肉制品的相关研究，这极大地丰富了其消费市场，但目前关于牛肉和鱼肉复合重组肉制品的产品仍有空缺。谷氨酰胺转氨（glutamine transaminase，TG）酶是一种应用于肉制品中较为普遍的酶型黏合剂。不仅可以将碎肉粘接起来，提高肉类产品的附加值，还可以改善肉制品的口感、风味、组织结构，提升肉制品的营养价值[11]。

本研究利用TG 酶重组技术，将牛肉和鱼肉相结合，实现畜产品和水产品之间营养互补，以期开发出一款既具牛肉香味又具鱼肉鲜味的预制鱼肉牛排产品，为开发新型多元化预制牛排产品提供新方向。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

西冷牛肉：福建佳客来食品股份有限公司；海鲈鱼、食盐：市售；TG 酶（食品级，酶活120 U/g）：山东元泰生物工程有限公司。

物性测定仪（TA-XT plus 型）：英国Stable Micro System 公司；色差计（WSC-S 型）：上海仪电物理光学仪器有限公司；斩拌机（HX-J3038 型）：佛山市海迅电器有限公司；滚揉机（KA-6189 型）：深圳市瑞丰电器有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 预制鱼肉牛排的制备

预制鱼肉牛排制作工艺流程：原料牛肉、鱼肉预处理→斩拌→加食盐斩拌→加TG 酶滚揉→压模排气→静腌→包装→冷冻待用。

参考张佳敏等[12]的重组牛排加工工艺，并在此基础上进行适当修改。将西冷牛肉去脂肪和筋膜，清水洗净；取鲈鱼背腹肉去皮和刺等杂质，4 ℃冰水漂洗3 次。擦干鱼肉、牛肉表面水分，切成小块放入4 ℃冰箱备用。取一定质量比的牛肉和鱼肉放入斩拌机中混合斩拌30 s，加入一定量的食盐斩拌2 min，加入TG酶置于滚揉机中滚揉2 h，滚揉速度为3 r/min，控制温度不超过4 ℃。将滚揉后的肉装入模具，压制成型，排出空气，放入4 ℃冰箱中静置腌制12 h 至凝胶成型后，置于-18 ℃冷冻24 h 以上待用。

1.2.2 单因素试验

以牛肉、鱼肉总质量为基准，按1.2.1 工艺流程制作预制鱼肉牛排。固定食盐添加量1.5%、TG 酶添加量0.6%、牛肉与鱼肉质量比3∶7，探究牛肉与鱼肉质量比（0∶10、1∶9、2∶8、3∶7、4∶6、5∶5）、食盐添加量（0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%）、TG 酶添加量（0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%）对预制鱼肉牛排凝胶强度、质构、色泽、感官评分的影响。

1.2.3 响应面试验

在单因素试验基础上，选取牛肉与鱼肉质量比、食盐添加量、TG 酶添加量作为试验因素，凝胶强度和感官评分作为响应值，采用三因素三水平的Box-Behnken设计响应面试验，试验因素与水平见表1。

1.2.4 凝胶强度的测定

参照Baugreet 等[13]的方法，并稍作修改，测定前将样品在室温下解冻2～3 h 至中心温度达到0 ℃，然后将样品切成3 cm×2 cm×2 cm 小块。产品的凝胶强度釆用物性测定仪测定，采用P/5 柱形探头，设定测前速度2 mm/s，测中速度1 mm/s，测后速度10 mm/s，测试距离15 mm，测量力10 g，每个样品重复测定3 次，取平均值（g·mm）。

1.2.5 质构的测定

参照杨眉等[14]的方法，并稍作修改。将解冻后的样品在沸水中煮制10 min 至中心温度达到72 ℃以上，切成3 cm（直径）×2 cm（高）圆柱冷却待测。采用全质构测试（texture profile analysis，TPA）模式，P/36 R 圆柱型平底探头，设定测前速度2 mm/s，测中速度1 mm/s、测后速度2 mm/s，测试程度50%，测试时间5 s，测定参数为硬度、弹性、内聚性、胶着性、咀嚼性、回复性。

1.2.6 色泽的测定

参照李龙祥等[15]的方法，将解冻后的样品切成3 cm×2 cm×2 cm 的肉块，在生鲜状态下使用色差计测定样品的色泽。

1.2.7 感官评价

参照Cofrades 等[16]的方法，并稍作修改。将样品自然解冻至室温，切成4 cm×4 cm×1.2 cm 大小，电磁炉功率2 100 W，不粘平底锅中加入3 mL 橄榄油，待油温达到160 ℃放入预制鱼肉牛排煎制至中心温度72 ℃，将煎制好的牛排切成小块装盘，冷却至室温后食用。参照GB/T 22210—2008《肉与肉制品感官评定规范》进行感官评价，评定小组由10 名经过训练的食品专业研究生组成，筛选外观色泽、组织质地、风味气味、口感滋味4 个指标作为感官描述性词汇，感官评价标准见表2。

1.3 数据处理

使用统计软件Excel 2016 和IBM SPSS Statistics 26 对数据进行计算汇总和显著性检验，Origin 2017 软件进行绘图，Design-Expert 10.0.6 软件进行响应面设计。所有试验重复测定3 次，数据结果以平均值±标准差表示，保留小数点后两位。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果分析

2.1.1 牛肉与鱼肉质量比对预制鱼肉牛排品质的影响

牛肉与鱼肉质量比对预制鱼肉牛排凝胶强度的影响见图1。

由图1 可以看出，随着牛肉添加量的增加，预制鱼肉牛排凝胶强度整体呈现先增大后减小的趋势，在牛肉与鱼肉质量比为3∶7 时，凝胶强度最大，且显著高于未添加牛肉的纯鱼肉排（P<0.05），说明添加适量牛肉可以提高产品凝胶强度，但添加过多时会使其凝胶强度降低。这是因为牛肉和鱼肉属于两种不同的肉类，而不同肉类的肌球蛋白存在差异。当牛肉与鱼肉质量比为3∶7 时，两种肌球蛋白的交联作用可能被促进，从而改善凝胶网络结构，提高凝胶强度[17]。相关研究表明，鸡肉与鱼肉[18]、虾肉与鱼肉[19]混合鱼糜的凝胶强度均大于单一鱼糜的凝胶强度，这与本试验的研究结果相似。

牛肉与鱼肉质量比对预制鱼肉牛排质构的影响见表3。

从表3 可以看出，当牛肉与鱼肉质量比从1∶9 增加到5∶5 时，其弹性、内聚性的变化不显著（P>0.05），硬度、胶着性、咀嚼性和回复性均呈现先增大后减小的趋势，当牛肉与鱼肉质量比为3∶7 时回复性较大，硬度、胶着性、咀嚼性均达到最大值，且均高于未添加牛肉的纯鱼肉排样品，这与凝胶强度的结果一致，再次证实了牛肉与鱼肉质量比3∶7 时可以明显改善预制鱼肉牛排的质构特性。

牛肉与鱼肉质量比对预制鱼肉牛排色差的影响见表4。

从表4 可以看出，随着牛肉添加量的增加，样品的亮度（L*值）显著下降（P<0.05）。当牛肉与鱼肉质量比为3∶7 时，红度值（a*值）呈现正值，并随着牛肉添加量的增加，a*值逐渐升高。与纯鱼肉排相比，添加牛肉的黄度值（b*值）偏高。这是因为牛肉属于红肉，其肌肉的结构、肌红蛋白和血红蛋白的化学状态及含量与肉的颜色和亮度形成有关，所以牛肉添加量会影响预制鱼肉牛排的色泽[20]。

牛肉与鱼肉质量比对预制鱼肉牛排感官评分的影响见图2。

从图2 可以看出，未添加牛肉的纯鱼肉排鱼腥味较重，而添加适量牛肉既可以掩盖鱼腥味，还能使产品同时具有牛肉的香味和鱼肉的鲜味。但因为牛肉粗纤维含量较多，所以牛肉添加量过多时，会使样品鱼香味较淡，咀嚼感较强，颗粒感较重。当牛肉与鱼肉质量比为3∶7 时，产品的感官评分最高。综上所述，选取牛肉与鱼肉质量比为2∶8、3∶7、4∶6 进行后续的响应面试验。

2.1.2 食盐添加量对预制鱼肉牛排的品质影响

食盐添加量对预制鱼肉牛排凝胶强度的影响见图3。

从图3 可以看出，随着食盐添加量的增加，产品的凝胶强度先增大后减小，在食盐添加量为2.0%时达到最大值，但变化不明显。研究表明，食盐可以作用于肉制品蛋白体系，提高蛋白质的水合能力，使得蛋白质间的相互作用得到稳定，从而增强蛋白质的结合特性，提高凝胶强度，改善肉制品质地；但食盐添加过量可能会使肌肉蛋白过度溶解，导致凝胶强度有所下降[21]。所以，适量添加食盐可以在凝胶体系形成中起到一定的促进作用。

食盐添加量对预制鱼肉牛排质构的影响见表5。

由表5 可知，随着食盐添加量的增加，预制鱼肉牛排的硬度、弹性、内聚性、胶着性、咀嚼性、回弹力整体均逐渐增加。当食盐添加量为1.5%时，各项质构指标已达到较大值，这可能是由于食盐的添加使鱼肉和牛肉中的盐溶性肌原纤维蛋白溶出，促进蛋白质多肽链之间的交联作用，形成稳定的三维网络结构，从而提高质构特性[22]。

食盐添加量对预制鱼肉牛排色差的影响见表6。

从表6 可以看出，随着食盐添加量的增加，预制鱼肉牛排的亮度值（L*值）和黄度值（b*值）整体呈现先上升后下降的趋势，红度值（a*值）逐渐下降，这可能是因为食盐添加量的增加会加快肌红蛋白体系的氧化速率，对肌肉色泽产生不利影响，从而导致产品色泽变暗、不够鲜红[23]。

食盐添加量对预制鱼肉牛排感官评分的影响见图4。

从图4 可以看出，当食盐添加量从0.5% 增加至1.5%时，感官评分呈现上升趋势。这是因为鱼肉和牛肉中含有蛋白质、脂肪等具有鲜味的成分，添加一定量的食盐可以使其口味更加鲜美[24]。当食盐添加量大于1.5%时，随着食盐添加量的增加，样品色泽逐渐变暗，肉质变硬，口味变咸，肉香味被食盐掩盖，导致感官评分下降。当食盐添加量为1.5%时，感官评分最高，此时样品的品质最佳、口感细腻、肉香突出、咸味适中。综上所述，选取食盐添加量为1.0%、1.5%、2.0% 进行后续的响应面试验。

2.1.3 TG 酶添加量对预制鱼肉牛排的品质影响

TG 酶添加量对预制鱼肉牛排凝胶强度的影响见图5。

从图5 可以看出，随着TG 酶添加量的增加，凝胶强度呈现先上升后下降的趋势，且在TG 酶添加量为0.6% 时，凝胶强度最大。这是因为TG 酶是一种催化酰胺基转移反应的转移酶，可以通过蛋白质分子间或分子内发生交联反应，提高产品的凝胶特性[25]。由于TG 酶添加量的增加，催化了鱼肉、牛肉中蛋白质分子和TG 酶分子肽键中谷氨酸胺残基γ-羧酸酰胺基和伯胺之间的酰胺基转移反应，形成蛋白质分子内和分子间ε-（γ-谷氨酰）赖氨酸异肽键，使蛋白质分子之间发生交联反应，形成了稳定的蛋白质网状结构[26]。但是，TG 酶过量反而会使产品的凝胶强度下降，这是由于复合肉制品体系中维系蛋白质凝胶网络稳定所需的共价键数目有限[27]。

TG 酶添加量对预制鱼肉牛排质构的影响见表7。

从表7 可以看出，随着TG 酶添加量的增加，弹性、内聚性和回弹力变化均不显著（P>0.05）。硬度、胶着性、咀嚼性均随着TG 酶添加量的增加，呈现先上升后下降的趋势，这与凝胶强度变化趋势一致，二者均在TG 酶添加量为0.6% 时，达到最大值。这可能是因为TG 酶作用于复合肉制品中，使其蛋白质之间发生交联，使得鱼肉和牛肉交联紧密，从而提高质构特性[26]。Li 等[8]研究发现添加TG 酶可以提高鱼肉和猪肉混合肉糜的凝胶强度和质构特性，这与本试验结果相似。

TG 酶添加量对预制鱼肉牛排色差的影响见表8。

由表8 可以看出，随着TG 酶添加量的增加，预制鱼肉牛排的红度值（a*值）呈现上升趋势，黄度值（b*值）呈现下降趋势，亮度值（L*值）呈现先升高后降低的变化趋势，在TG 酶添加量为0.6% 时，L*值达到最大值。这可能是由于TG 酶催化的共价交联作用，使预制鱼肉牛排的结构更紧密均匀，从而增加亮度，黄度值下降，使其呈现更好的色泽[28]。

TG 酶添加量对预制鱼肉牛排感官评分的影响见图6。

由图6 可以看出，随着TG 酶添加量的增加，预制鱼肉牛排的感官评分呈现先升高后降低的变化趋势。当TG 酶添加量为0.2%时，预制鱼肉牛排的口感较为粗糙，咀嚼后有肉渣感，内部出现气孔；当TG 酶添加量大于0.8%时，TG 酶味道较重，肉香味减弱，导致感官评分降低。综上所述，选取TG 酶添加量为0.4%、0.6%、0.8%进行后续的响应面试验。

2.2 响应面试验结果分析

2.2.1 响应面试验设计及结果分析

响应面试验结果见表9。

采用Design-Expert 10.0.6 软件对表9 的数据进行行多元拟合回归分析，以牛肉与鱼肉质量比（A）、食盐添加量（B）、TG 酶添加量（C）为因变量，以预制鱼肉牛排凝胶强度（Y1）和感官评分（Y2）为响应值，得到二次回归方程：Y1=3317.27+109.80A+524.93B+158.95C+519.47AB+6.95AC+221.79BC-348.57A2+90.00B2+79.13C2；Y2=83.96-0.12A+1.20B+2.58C+0.35AB+0.15AC-0.95BC-1.56A2-2.36B2-0.35C2。

回归方程方差分析结果见表10 和表11。

根据表10 可知，回归模型的P 值小于0.01，为极显著；失拟项的P 值为0.138 2>0.05，不显著。其中R2=0.940 0，说明有94%的响应面值符合此模型，可信度高；R2Adj=0.862 8，说明该回归模型不能解释说明的变异仅有13.72%，表明可以较好地利用此回归模型进行预测。方差分析结果显示，一次项A 和交互项AB、二次项A2的P 值均小于0.01，对预制鱼肉牛排凝胶强度的影响极显著。根据所测得的F 值可知，影响预制鱼肉牛排凝胶强度的影响作用大小依此为B>C>A，即食盐添加量>TG 酶添加量>牛肉与鱼肉质量比。

如表11 所示，一次项B、C，交互项BC、二次项A2和B2 对预制鱼肉牛排感官评分的影响极显著，同时模型的R2=0.996 2，说明有99.62%的响应面值符合此模型，可信度高；R2Adj=0.991 3，说明该回归模型不能解释说明的变异仅有0.87%，说明该模型具有一定的可靠性，能够用来拟合试验。通过比较各因素的F 值可知，影响预制鱼肉牛排感官评分的影响作用大小依次为TG 酶添加量>食盐添加量>牛肉与鱼肉质量比。综上，该模型可以与实际有较好的拟合，可以用于预制鱼肉牛排最优配方工艺的分析和预测。

2.2.2 响应面交互作用分析

各因素对预制鱼肉牛排凝胶强度、感官评分交互影响的响应面见图7、图8。

根据回归方程得出不同影响因素的响应面图，在响应面图中，曲面越陡峭，则该曲面的自变量对响应值的影响越显著[29]。由图7 可以看出，牛肉与鱼肉质量比和食盐添加量的响应面图变化斜面更为陡峭，表明这两个因素对预制鱼肉牛排凝胶强度的影响最显著，与方差分析结果相符。由图8 可以看出，各因素对预制鱼肉牛排感官评分的交互影响各不相同，其中，食盐添加量和TG 酶添加量的交互影响最显著，这与方差分析结果一致。

2.3 最佳配方的确定及验证试验

通过响应面试验，采用Design-Expert 10.0.6 软件进行优化，得到预制鱼肉牛排的最佳配方为以牛肉、鱼肉总质量为基准，牛肉添加量为33.96%，鱼肉添加量为66.04%，食盐添加量为1.94%，TG 酶添加量为0.80%，模型预测最高凝胶强度为4 461.78 g·mm，感官评分为84.45。考虑到实际操作，调整配方为牛肉添加量34.00%、鱼肉添加量66.00%、食盐添加量1.90%、TG 酶添加量0.80%，在此配方下制作出的预制鱼肉牛排的实际凝胶强度为4 443.18 g·mm，感官评分为84.40，与模型预测值接近，表明该模型可靠。

3 结论

以鲈鱼、牛肉为主要原料制作预制鱼肉牛排，以凝胶强度、质构、色泽和感官评分为考察指标进行单因素试验。在单因素试验基础上，以凝胶强度和感官评分为响应值，通过响应面试验优化预制鱼肉牛排的配方。结果表明：以牛肉、鱼肉总质量为基准，最佳配方为牛肉添加量34.00%、鱼肉添加量66.00%、食盐添加量1.90%、TG 酶添加量0.80%，在此配方下制作出的牛排口感细腻、肉质紧实、味道适宜，凝胶强度为4 443.18 g·mm，感官评分为84.40，与模型预测值接近，本研究为进一步开发新型牛排提供新思路。

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Optimization of Prepared Fish-Beef Steak Formula Based on Glutamine Transaminase

WU Chenxin1，2，LAN Jiaojiao1，2，GUAN Huiyang2，LIANG Peng1，2*，HUANG Jianxian3
（1.Marine Food Research and Development Center，Fuzhou Institute of Oceanography，Fuzhou 350002，Fujian，China；2.College of Food Science，Fujian Agriculture and Forestry University，Fuzhou 350002，Fujian，China；3.Fujian Joycaller Food Co.，Ltd.，Fuzhou 350016，Fujian，China）

Abstract： Employing sea bass and beef as raw materials，this paper adopted glutamine transaminase （TG） to prepare fish-beef steak products.By taking the gel strength，texture，color，and sensory score as the investigation indexes and based on the single-factor test，the response surface optimization test was carried out with the gel strength and sensory score as the response values to finally propose a formula for new healthy prepared fishbeef steaks.The results showed that the optimal formula was based on the total quality of beef and fish，with the beef content of 34.00%，fish of 66.00%，salt of 1.90%，and TG of 0.80%.In these conditions，the prepared fishbeef steak had a delicate flavor，firm texture，and sound taste，with the gel strength of 4 443.18 g·mm and a sensory score of 84.40，which was close to the gel strength of 4 461.78 g·mm and sensory score of 84.45 predicted by the model.Therefore，the prepared fish-beef steak is a new healthy steak product suitable for the public.

Key words： glutamine transaminase；steak；sea bass；formula；sensory scoring

DOI：10.12161/j.issn.1005-6521.2025.06.016

基金项目：福州海洋研究院科技项目（2022F01）

作者简介：吴晨昕（1999—），女（汉），在读硕士研究生，研究方向：水产品加工与贮藏。

*通信作者：梁鹏（1985—），男（藏），副教授，博士，研究方向：水产油脂化学与营养。

引文格式：

吴晨昕，兰娇娇，官辉扬，等.谷氨酰胺转胺酶预制鱼肉牛排配方的优化[J].食品研究与开发，2025，46（6）：121-129.WU Chenxin，LAN Jiaojiao，GUAN Huiyang，et al.Optimization of Prepared Fish-Beef Steak Formula Based on Glutamine Transaminase[J].Food Research and Development，2025，46（6）：121-129.

加工编辑：张昱

收稿日期：2023-12-26