《JOURNAL OF FOOD SCIENCE》：Innovative Development and Characterization of a Beef-Based High-Protein Snack: An Integrative Study of Physicochemical and Acoustic Properties, and Its Protein Quality
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本研究成功开发了一种以二级牛肉为原料的高蛋白休闲食品，通过综合评估其理化特性、声学特性及蛋白质品质，发现60%牛肉粉（BP）添加量的样品在硬度（3.10 N）和声压级（76.29 dB）上与市售主流马铃薯零食（C2）无显著差异，且蛋白质含量（34.45%）是后者的七倍以上。氨基酸评分（AAS）、必需氨基酸指数（EAAI）、预测生物价（p-BV）和预测蛋白质效率比（p-PER）均显示牛肉零食具有更高的蛋白质品质。扫描电镜（SEM）和共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）分析证实了其与C2相似的微观结构。研究表明，利用二级牛肉开发高蛋白、酥脆质构的休闲食品具有巨大潜力，为开发营养健康的替代零食提供了新思路。
引言
零食已成为日常饮食的重要组成部分，过去十年消费者对零食产品的需求迅速增长。对零食食品的快速需求，加上对蛋白质基食品日益增长的需求，为开发肉类零食创造了机会，因为肉类零食具有更高的营养价值和功能特性，如高蛋白质品质和消化率。尽管许多研究人员已经回顾和研究了牛肉的营养、保质期和感官方面，但关于将牛肉纳入零食的研究数量有限。酥脆的质构是现有零食（如薯片）的主要品质属性之一，能吸引消费者。本研究的主要目标是评估牛肉作为零食配料的影响，并确定其对理化特性、声学特性以及蛋白质品质的影响。
材料与方法
材料：研究使用了二级牛肉苏格兰里脊肉、马铃薯粉、硬质小麦粉、酱油、胡椒和盐等原料。所有配方均制备三次重复。
零食制备：牛肉条经空气干燥、研磨成牛肉粉（BP）后，与其他成分按表1所示配方混合。混合物经冷挤压、切割后，在150°C下烘烤20分钟。制备了不含BP的对照样品（C1）和市售主流马铃薯基零食（C2）作为对照。
化学组成分析：采用AOAC标准方法测定水分、蛋白质、脂肪和灰分含量，碳水化合物含量通过差值法估算。
质构分析：使用质构分析仪测量硬度，声学发射测量与硬度测量同步进行，使用声级计记录声压级（SPL）。
微观结构分析：通过扫描电镜（SEM）观察样品横截面微观结构；通过共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）观察FITC标记的蛋白质分布。
蛋白质品质分析：通过氨基酸组成分析计算氨基酸评分（AAS）、必需氨基酸指数（EAAI）、预测生物价（p-BV）和预测蛋白质效率比（p-PER）。
结果与讨论
牛肉添加对零食营养特性的影响
随着BP添加量的增加，零食的水分含量显著（p< 0.05）增加。蛋白质含量随BP添加量的增加而显著提高，70%BP配方的蛋白质含量最高，达到41.6%，是市售对照C2的七倍以上。脂肪含量随牛肉百分比的降低而显著减少。C2的脂肪和碳水化合物含量最高，但蛋白质含量较低，被确定为高热量且营养较差的零食。
牛肉添加对零食质构特性的影响
质构在零食产品的质量中起着重要作用。硬度测量结果显示，60%BP样品与C2在硬度上无显著差异。硬度与酥脆度呈反比关系，低硬度值意味着高酥脆度。声学测量显示，SPL值随BP添加量的增加而降低，60%BP与C2的最大SPL值无显著差异，这与硬度和酥脆度关系的结果一致。
牛肉添加对零食微观结构特性的影响
SEM图像显示，当BP百分比从60%增加到70%时，会产生不规则的孔隙和大空腔。所有样品（除C2外）均显示出更致密和更厚的壁以及更坚硬的微观结构。60%BP样品的横截面显示出与C2相似的小而规则的孔隙，这证实了与质构特性相关的发现。
标记和CLSM扫描
CLSM图像显示，随着BP的增加，荧光强度显著增加。70%BP样品显示出更连续和互连的荧光模式，而蛋白质含量最低的C2样品显示出更分散的蛋白质分布嵌入致密的淀粉基质中。这表明在较高的蛋白质水平下，蛋白质相在零食产品的内部结构框架中变得更加主导。
氨基酸组成和蛋白质品质分析
氨基酸组成评估显示，每种样品的必需氨基酸（EAA）含量显著（p< 0.05）不同，并随BP的增加而增加。牛肉零食中含有较多的赖氨酸。70%BP满足了成人EAA的推荐水平，所有其他EAA满足了成人EAA推荐水平的75%以上。功能性氨基酸（FAA），包括半胱氨酸、谷氨酰胺、亮氨酸、脯氨酸和色氨酸，在BP添加的零食中显著更高。EAAI、p-BV、p-PER和AAS的计算结果显示，70% BP添加零食的蛋白质质量显著更高（p< 0.05），基于EAAI，超过C2十二倍以上。所有BP添加样品的第一个限制氨基酸是蛋氨酸。所有三种BP添加零食的p-BV值在21.64和29.62之间，表明其EAA吸收和利用效率高。70%BP零食显示出最高的p-PER值。数学上，C1和C2的负p-PER值表明它们严重缺乏EAA，不太可能支持生长。
结论
本研究的结果表明，二级牛肉可用于开发具有良好蛋白质品质和质构特性的高蛋白零食产品。蛋白质质量评估揭示了牛肉零食相对于现有市售主流马铃薯零食的优越性。质构测量显示，60%BP与市售领先马铃薯零食在硬度和SPL值上无显著差异。扫描电镜和CLSM图像证明，60%牛肉基薯片与市售领先马铃薯薯片的微观结构无显著差异，这支持了质构和SPL数据。当前研究的结果为进一步探索开发牛肉基营养零食产品以替代高能量、低营养零食提供了令人鼓舞的基础。虽然本研究侧重于产品的理化特性、声学特性和蛋白质品质，但未来的研究还需要侧重于优化加工条件和确定消费者感官接受度，以确保产品的消费者市场接受度，包括在产品商业化前进行全面评估储存稳定性。
