亲水胶体制备的鱼糜制品.docx

亲水胶体制备的鱼糜制品1材料与方法1.1材料与仪器新鲜白鲢购买于厦门集美菜市场；瓜尔豆胶、蛋清蛋白、大豆蛋白食品级郑州德瑞生物科技有限公司；淀粉食品级杭州普罗星淀粉有限公司。TMS-PRO质构仪美国FoodTechnology公司；UV-8000A型紫外分光光度计上海元析仪器有限公司；AvantiJ-25高速冷冻离心机美国Beckman公司；FA25高剪切分散乳化机上海弗鲁克流体机械制造有限公司；徕卡RM2235组织切片机德国徕卡仪器有限公司；尼康55i光学显微镜尼康仪器(上海)有限公司。1.2试验方法1.2.1鱼糜的制备参考Weng等9方法在低于10条件下制备。鲢鱼经去头、去内脏后，用冰水清洗血污，利用采肉机采肉后，以1:3(W/V)的比例用冰水漂洗3次，经过脱水后，参加4%山梨醇、4%蔗糖、0.2%多聚磷酸钠和0.2%焦磷酸钠等抗冻剂，利用斩拌机混合均匀后，利用塑料袋分装后放在-37冰箱备用。经检测，制备的冷冻鱼糜水分含量为77.00%±0.06%，蛋白含量为13.59%±0.04%，灰分含量为0.51%±0.02%。1.2.2鱼糜制品的制备参考Weng等10制备鱼糜凝胶的方法，冷冻鱼糜在4冰箱解冻后，将溶于水的亲水胶体参加鱼糜，并将水分含量调整为80%，空擂10min，参加鱼浆质量3%的NaCl后再盐擂15min，然后将擂溃好的样品装入不锈钢圈(30×30mm)中，两端密封后，采用二段加热方式(401h，9015min)进行加热，然后用将制备的鱼糜制品用碎冰快速冷却后放在4冰箱平衡24h，供下面试验使用。1.2.3凝胶强度的测定参考郑温翔等11方法，在室温下利用TMS-PRO质构仪测定鱼糜凝胶强度。采用直径5mm的球形探头，以30mm/min穿透速度穿刺20mm进行破断试验。穿刺曲线的第一个峰值是破断力，其对应位移为破断深度。1.2.4质构(TPA)的测定参考黄玉平等12方法，采用直径38mm的圆柱形探头，用TMS-PRO质构仪室温测定鱼糜凝胶TPA，以60mm/min的测试速度对鱼糜凝胶进行连续两次压缩，压缩程度为30%，停留时间5s，由测试曲线得到的参数有硬度1(Hardness1)、硬度2(Hardness2)、聚集性(cohesiveness)、粘结性(gumminess)、弹性(springiness)、咀嚼性(chewiness)。1.2.5水分含量的测定按GB/T9596.15-2008直接枯燥法测水分含量，准确称取5g左右切碎的鱼糜凝胶，放在105的枯燥箱中枯燥至恒重，放在枯燥器中冷却至室温后称重。1.2.6持水性的测定参考黄玉平等12方法，称量2g左右的块状鱼糜凝胶，用3层滤纸将其包裹起来放入离心管离心(4，1000×g，15min)，称取离心后样品质量，鱼糜凝胶持水率的计算公式如下。1.2.7蒸煮损失率的测定参考Chang等13方法，准确称量5g左右块状鱼糜凝胶，放在沸水中煮5min后，用碎冰迅速冷却后用纸擦去鱼糜凝胶外表水分并进行称重，蒸煮损失率计算公式如下。式中，1M-蒸煮前鱼糜凝胶的质量(g)；2M-蒸煮后鱼糜凝胶的质量(g)。1.2.8SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)鱼糜制品经可溶性液均质溶解后制备电泳样品，采用Laemmli的方法14进行SDS-PAGE。电泳样品用8%的分离胶在8mA的电流下进行电泳，用考马斯亮蓝R-250染色，染色完全后用脱色液脱色至背景透明。1.2.9鱼糜凝胶微观构造的观察参考黄玉平等12报道的石蜡组织切片法，将鱼糜凝胶切成5mm×5mm×2mm大小的块状，经甲醛溶液固定后，用乙醇溶液进行梯度脱水，利用石蜡对其进行包埋，再利用组织切片机进行切片，脱蜡后利用苏木精伊红将肌原纤维染成红色，利用光学显微镜观察。1.2.10正交试验设计以瓜尔豆胶、蛋清蛋白、大豆蛋白添加量为因子进行L9(34)正交实验，其中瓜尔豆胶的水平添加量分别为0.10%、0.20%、0.30%，蛋清蛋白水平添加量分别为0.50%、0.75%、1.00%，大豆蛋白水平添加量分别为0.50%、0.75%、1.00%，因素水平表见表1。1.2.11数据统计与分析每组数据至少测定3个平行，结果取平均值。正交实验数据采用V3.1正交设计助手软件分析。其他数据采用SPSS17.0软件和MicrosoftExcel2003进行分析，显著性检验方法为Duncan多重检验，检测限为0.05。2结果与分析2.1亲水胶体对鱼糜制品凝胶强度的影响亲水胶体对鱼糜制品凝胶强度的影响正交试验结果如表2所示。根据表2的直观分析，发现根据试验组7的配比(A3B1C3)添加亲水胶体制备的鱼糜制品凝胶强度最低。通过极差分析，发现亲水胶体的最佳配比也是A3B1C3，即瓜尔豆胶、大豆蛋白、蛋清蛋白的添加量分别为0.3%、0.5%、1.0%；各因素对鱼糜凝胶强度影响顺序为：蛋清蛋白瓜尔豆胶大豆蛋白。直观分析和极差分析的最佳组合一致，因而制备低强度鱼糜制品的亲水胶体最佳配比为A3B1C3。在该条件下制备的凝胶强度接近日本厚生省介护食品的强度要求(100gcm)15。2.2亲水胶体对鱼糜制品质构的影响表3显示了亲水胶体对鱼糜制品质构参数的影响。由表可知，不管添加何种组合的亲水胶体，鱼糜制品的硬度、粘结性都出现一定程度的下降，咀嚼性除了试验组1以外也都出现下降，其中试验组7下降程度最显著。这个现象类似于凝胶强度的变化趋势(表2)，讲明了添加的蛋清蛋白、瓜尔豆胶、大豆蛋白不仅能够使鱼糜制品的凝胶强度下降，还能够降低鱼糜制品的硬度、粘结性、咀嚼性。Pérez-Mateos等8研究结果表明添加瓜尔豆胶可能毁坏了鱼糜凝胶网络构造，进而降低蓝鳕鱼糜凝胶的硬度，而且随着瓜尔豆胶浓度的增加鱼糜凝胶硬度逐步下降。Yang等16研究表明添加大量淀粉会由于淀粉本身较弱的凝胶特性降低鱼糜凝胶的剪切应力。Tabilo-Munizaga等17也报道了添加蛋清蛋白能够降低阿拉斯加鳕鱼和太平洋鳕鱼鱼糜凝胶的硬度、咀嚼性和粘结性。在本研究正交试验中，瓜尔豆胶对鱼糜制品硬度的影响最大(极差分析结果未显示)。然而，在瓜尔豆胶浓度一样的条件下，实验7组的硬度等质构参数明显低于实验组8和实验组9，表明瓜尔豆胶、大豆蛋白和蛋清蛋白的协同作用可能阻碍了鱼糜凝胶网络构造的构成，有效的降低鱼糜凝胶的质构。2.3亲水胶体对鱼糜制品水分含量、持水性、蒸煮吸水率的影响亲水胶体对鱼糜制品水分含量、持水性、蒸煮吸水率的影响如表4所示。由表可知，添加瓜尔豆胶、蛋清蛋白、大豆蛋白后，鱼糜制品的水分含量呈现一定程度下降的趋势，均大于78%。另一方面，这些亲水胶体对鱼糜制品的持水性能没有显著影响。通常，持水性能够反映鱼糜凝胶中水分子与蛋白分子的结合状况，是鱼糜凝胶特性的一个重要检测指标18。然而，有报道表明当鱼糜凝胶的持水性已经到达最佳值时，添加卵清蛋白、大豆蛋白等对凝胶的持水性不会产生明显的影响19。此外，蒸煮吸水率也是衡量添加剂保水效果的重要指标，能够反映产品的出产率20。由表4可知，添加亲水胶体组合，鱼糜制品的蒸煮吸水率均显著高于对照组，其中第7组到达最高。在第7组中瓜尔豆胶和蛋清蛋白添加量都是最大，然而当减少瓜尔豆胶添加量(1-3组)时鱼糜制品的蒸煮吸水率明显下降，揣测瓜尔豆胶对提高鱼糜凝胶结合水的能力可能起到主导作用。有研究表明通过添加抗性大米淀粉或小麦膳食纤维等能够促进鱼糜制品中的蛋白与水分子的结合，进而提高产品的蒸煮吸水率。2.4亲水胶体对鱼糜制品蛋白组分的影响利用SDS-PAGE对鱼糜制品的蛋白组分进行分析(图1)。在未添加-巯基乙醇(ME)条件下(图1A)，鱼糜制品中不仅含有肌球蛋白重链(MHC)和肌动蛋白(Actin)，还能够发现未能进入浓缩胶的高分子聚合物(HMWF)。当添加瓜尔豆胶、蛋清蛋白、大豆蛋白后，鱼糜制品的HMWF含量出现一定程度的下降，MHC和Actin的条带变深。有研究表明添加明胶蛋白会阻碍鱼糜蛋白MHC和Actin间的互相作用，减少凝胶构造作用点，进而降低鱼糜制品的弹性12。这与本研究观察到的现象类似(图1A)。另一方面，添加ME后(图1B)，HMWF含量明显减少，MHC和Actin条带明显加深，表明鱼糜制品中的MHC和Actin通过二硫键发生交联构成高聚物。添加ME后仍然有部分HMWF残留，揣测这些高分子聚合物是通过非二硫共价键结合构成的。这主要是鱼糜中存在内源性TGase，催化MHC交联构成23。此外，添加瓜尔豆胶、大豆蛋白、蛋清蛋白等亲水胶体对鱼糜制品的蛋白条带均无影响，进一步讲明亲水胶体并不与MHC发生交联反响，可能是以填充剂形式存在于鱼糜制品中。2.5亲水胶体对鱼糜制品微观组织构造的影响为了探究亲水胶体在鱼糜制品中的填充效果，用HE染色法观察鱼糜制品的光学显微构造，结果如图2所示。Montero等24研究表明鱼糜凝胶主要由均匀致密的微孔构成连续凝胶网络。在本研究中，在对照组鱼糜制品的网络构造中却发现大量的小孔和少量的大孔，这可能是由于制备鱼糜制品时添加的淀粉吸水膨胀，挤压鱼糜蛋白构成含大量小孔的不连续凝胶构造。这种现象与黄金发25添加马铃薯淀粉构成多孔的罗非鱼糜凝胶构造类似。与对照组相比，添加瓜尔豆胶、大豆蛋白、蛋清蛋白的鱼糜制品中大孔明显增加，构造变得更为疏松，表明添加的亲水胶体穿插在鱼糜凝胶网络构造中，阻碍了鱼糜蛋白连续网络构造的构成，结果降低了鱼糜制品的凝胶强度、硬度(表2，3)，但对蛋白组分没有显著影响(图1)。Luo等26研究表明添加大豆蛋白使阿拉斯加鳕鱼凝胶网络鱼糜蛋白不规则分布，降低了凝胶强度。也有研究表明添加的瓜尔豆胶像刺槐豆胶一样穿插于鱼糜凝胶网络孔洞内使鱼糜凝胶凝胶强度、硬度降低24。另一方面，随着孔洞的增加，鱼糜制品在蒸煮时变得更容易吸水，结果导致蒸煮吸水率得到显著提高(表4)。以上结果表明微观组织构造在一定程度上可以以反响鱼糜制品的凝胶强度、质构以及蒸煮吸水率等特性。3结论本文通过添加复合亲水胶体制备低强度鱼糜制品并对其部分性质进行研究。利用正交实验挑选出的亲水胶体复配组合能够有效降低鱼糜制品的凝胶强度、硬度、咀嚼性，但提高了鱼糜制品的蒸煮吸水率。根据SDS-PAGE和微观组织构造的结果，表明亲水胶体主要是以填充剂形式穿插于鱼糜制品中，构成疏松多孔的不连续凝胶构造，但阻碍鱼糜蛋白分子间的交联。其中，添加最佳组合亲水胶体的鱼糜制品凝胶强度已经接近日本厚生省介护食品的标准，将为开发老年人食用的鱼糜制品提供参考。