聚葡萄糖对罗非鱼鱼糜凝胶特性及蛋白结构的影响_杭瑜瑜.pdf

147 食 品 科 技FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY肉类研究2023年 第48卷 第04期收稿日期：2022-10-24 *通信作者 基金项目：海南省自然科学基金项目(321RC590)。作者简介：杭瑜瑜(1984)，女，河南灵宝人，硕士研究生，高级实验师，研究方向为水产品加工与质量安全控制。杭瑜瑜，于淑池，商文慧，齐 丹*(海南热带海洋学院食品科学与工程学院，海洋食品精深加工关键技术省部共建协同创新中心，海南 三亚 572022)摘要：以罗非鱼鱼糜为原料，添加聚葡萄糖，热诱导形成凝胶，通过测定凝胶强度、持水性、白度、水分分布、微观结构、蛋白质二级结构等指标，研究聚葡萄糖对罗非鱼鱼糜凝胶品质的影响。结果表明，随着聚葡萄糖添加量的增加，鱼糜凝胶强度、持水性增加，并在添加量4%时达到最大值；白度变化不明显；水分分布状态测定结果表明，聚葡萄糖的加入可以缩短鱼糜凝胶弛豫时间T2，改变不同种类水的分布状态，增强与水的结合；与对照组相比，添加聚葡萄糖的鱼糜凝胶网络结构更加致密，鱼糜凝胶中肌原纤维蛋白的-螺旋结构减少，-折叠结构增加。综合各项指标得出，添加适量的聚葡萄糖可以改善罗非鱼鱼糜的凝胶特性。该研究结果可为改善淡水鱼糜制品的品质提供理论依据。关键词：聚葡萄糖；罗非鱼鱼糜；凝胶特性；蛋白质结构中图分类号：TS 254.5 文献标志码：A 文章编号：1005-9989(2023)04-0147-06Effect of Polydextrose on Gel Properties and Protein Structure of Tilapia SurimiHANG Yuyu,YU Shuchi,SHANG Wenhui,QI Dan*(Collaborative Innovation Center of Marine Food Deep Processing,College of Food Science and Engineering,Hainan Tropic Ocean University,Sanya 572022,China)Abstract:The effect of polydextrose on gel properties of tilapia surimi was investigated.The gel strength,water holding capacity(WHC),cooking loss rate,whiteness,dynamic rheological properties,microstructure and secondary structure of myofibrillar protein(MP)were analyzed.The results showed that the gel strength and WHC of surimi gel significantly increased with increasing addition of polyglucose up to 4%,while the whiteness did not change significantly.The result of water state showed that addition of polyglucose could help short the gel relaxation time T2 of surimi gel,altered the distribution of different water categories and enhanced the combination with water.Compared with the control group,the addition of polydextrose could help the surimi gel generate a denser network structure,cause a decrease in the-helix content and an increase in the-sheet content of MP in the surimi gel.Based on the above 聚葡萄糖对罗非鱼鱼糜凝胶特性及蛋白结构的影响DOI:10.13684/ki.spkj.2023.04.011 148 食 品 科 技FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY肉类研究2023年 第48卷 第04期0 引言罗非鱼因具有生长快、繁殖量大、容易养殖、产量高四大特点，已经成为世界各国重要的淡水养殖鱼类，被誉为未来动物性蛋白质的主要来源之一1。目前，我国的罗非鱼产品主要有冷冻罗非鱼片、冻整条罗非鱼，均为初加工水产品。近年来海水鱼的产量已不能满足人们日益增长的需求，而罗非鱼的产量增长趋势非常稳定，我国罗非鱼养殖产量2020年达165.54万t，海南的罗非鱼养殖产量为31.77万t2。因此，以罗非鱼为鱼糜生产原料，可以拓展罗非鱼产品市场，提高其经济价值。但是淡水鱼糜的凝胶性能普遍较海水鱼糜差，在实际应用中有所限制，研究如何改善淡水鱼糜及其制品的凝胶特性势在必行。目前研究改善鱼糜凝胶特性的方法主要有添加外源物质3-4和改变加工方式5-7等。此外，为了防止鱼糜的冷冻变性而影响凝胶品质，通常添加蔗糖和山梨醇等抗冻剂，但这类抗冻剂的甜度和热量较高，影响了消费者的选择。聚葡萄糖是经高温低压反应聚合而成的多聚体，它是一类拥有低热量、代脂、代糖等功能的物质8，同时也是一种水溶性膳食纤维，具有较强的持水性，已被广泛应用于食品、保健食品等领域9。聚葡萄糖能改善重油蛋糕的质构，有效减弱冻藏对面筋网络的破坏，提升面筋蛋白的冻藏稳定性，但是聚葡萄糖在动物蛋白中的应用目前还比较少。本文通过研究不同浓度的聚葡萄糖对鱼糜凝胶持水性、蒸煮损失率、白度、水分分布、微观结构以及蛋白质二级结构的影响，为改善鱼糜制品凝胶特性提供了一定的理论依据，也为聚葡萄糖作为新型的鱼糜抗冻剂提供参考。1 材料与方法1.1 材料与试剂罗非鱼：规格500600 g，市售；聚葡萄糖：河南万邦实业有限公司；戊二醛固定液(2.5%)：上海源叶生物有限公司；磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、无水乙醇、溴化钾：西陇化工股份有限公司。1.2 仪器与设备JR16SD-300绞肉机：苏泊尔股份有限公司；ME204E电子天平：梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司；TMS-PRO物性分析仪：美国FIC公司；CR-400色差计：日本Konica Minolta Holding公司；MultifugeX1-R高速冷冻离心机：赛默飞世尔科技(中国)有限公司；MesoMR23-060H-I核磁共振成像分析仪：苏州纽迈分析仪器股份有限公司；JSM-7610F PLUS热场发射扫描电子显微镜：日本电子株式会社；ALPHAII傅里叶变换红外光谱仪：布鲁克北京科技有限公司。1.3 实验方法1.3.1 罗非鱼鱼糜凝胶的制备 将鲜活的罗非鱼击晕，去鳃、去内脏等，清洗干净，取白色肉切成小块，用冰水漂洗3次，脱水后再把鱼肉放到绞肉机中搅碎，加入2.5%的食盐擂溃5 min，再分别加入1%、2%、3%、4%、5%的聚葡萄糖，进行斩拌。将鱼糜分别装入蒸煮袋中，采用两段加热(40 加热30 min，90 加热25 min)，将鱼糜凝胶放在冰水中冷却后密封，放入4 冷藏备用。1.3.2 凝胶强度的测定 将鱼糜凝胶样品切成3 cm3 cm3 cm正方体形状，选择P/5S球形探头，设置形变量为50%，测试速度为60 mm/min，每组平行测定3次。1.3.3 凝胶持水性的测定 参考TOLANO-VILLAVERDE I J等10的方法稍作修改。称取3.0 g的鱼糜凝胶样品，切成约为2 mm厚的薄片，用双层滤纸包裹后装入50 mL离心管中，置于冷冻离心机中，4 下，5000 g离心15 min后，称质量。每组试样平行测定3次。持水性的计算公式如下：持水性(%)=(W2/W1)100式中：W1为离心前样品的质量；W2为离心后样品的质量。1.3.4 凝胶白度的测定 参照杭瑜瑜等11的方法，用色差计测定，每组3次平行，白度的计算公式为：白度=100(100L*)2+a*2+b*2式中：L*为亮度值；a*为红度值；b*为黄度值。results,addition of polydextrose could improve the gel quality of tilapia surimi.Our results may provide a theoretical basis for improving the quality of surimi.Key words:polydextrose;tilapia surimi;gel properties;protein structrue 149 食 品 科 技FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY肉类研究2023年 第48卷 第04期1.3.5 鱼糜凝胶水分分布状态分析 采用低场核磁共振仪测定水分分布的规律，参考杭瑜瑜等11的方法稍作修改。取100 g的鱼糜凝胶样品，将样品放入样品管中。参数设定：采用Q-FID序列，主频21 MHz，频率漂移393222.38 Hz，脉宽15.00 s，采样点数1024，SW200，RFD为0.02，累加次数3、等待时间8000 ms。每个样品平行测定3次。1.3.6 微观结构分析 参照FANG M X等12的方法并适当修改。将样品分别切成厚度为1 mm的薄片，放入2.5%的戊二醛溶液中，4 条件下使其固定24 h，而后用磷酸盐缓冲液(0.1 mol/L、pH7.0)清洗样品3次，每次浸泡15 min。然后分别用30%、50%、70%、90%及无水乙醇溶液进行梯度脱水，每次脱水时间为15 min，脱水后的样品进行冷冻干燥。取冻干样品喷金后，用场发射扫描电镜观察。1.3.7 傅里叶变换红外光谱分析 参考熊泽语等13的方法稍作修改。分别称取1 mg冷冻干燥的鱼糜凝胶样品和100 mg溴化钾粉末，在红外灯下研磨至样品与溴化钾混合均匀，过200目筛后用压片机制成试片，取出试片置于红外光谱仪内。设定参数为：分辨率4 cm1，扫描次数64，扫描波数范围4000400 cm1，对反应体系红外光谱图的16001700 cm1区采用傅里叶自去卷积和谱线拟合技术处理推测蛋白质二级结构的变化。通过PeakFit软件完成二级结构定量计算。1.4 数据分析采用SPSS 23.0软件进行方差显著性分析(P0.05表示差异显著)，运用Origin 2018软件绘图。2 结果与分析2.1 聚葡萄糖对鱼糜凝胶强度和持水性的影响凝胶强度和持水性可以有效地反映鱼糜凝胶的品质。持水性越高，鱼糜凝胶结合或网络结构截留水分的能力就越强，蛋白质网络结构就越致密，凝胶强度就越大14。聚葡萄糖对鱼糜凝胶强度和凝胶持水性的影响如图1所示。由图1可知，聚葡萄糖的添加量对鱼糜凝胶强度的影响较显著(P0.05)。当添加量为4%时，凝胶强度最大，为2023.01 g.mm，比空白组提高了15.02%。这可能是由于聚葡萄糖具有较强的吸水性，可与鱼糜竞争水分，致使鱼糜蛋白浓度增加，凝胶强度提高15，且聚葡萄糖作为填料均匀分散在整个凝胶体系中，填充了蛋白质网络之间的间隙，可促进蛋白质与多糖之间的相互作用，有利于增强凝胶网络结构，鱼糜凝胶强度随之增加16。相关研究发现添加4%葡聚糖、蔗糖和海藻糖均可以促进致密有序的凝胶网络形成17。但聚葡萄糖添加量超过4%后，鱼糜凝胶强度有所下降。汲晨洋等18研究发现条斑紫菜多糖的添加量为0.4%时，可促使鱼糜形成最均匀致密的三维凝胶网络结构，鱼糜的凝胶强度最大；但添加量超过0.4%后，凝胶强度下降。这可能是由于过量的多糖会破坏凝胶网络结构中氢键的形成，多糖与蛋白分子之间的交联会受阻，凝胶强度会随之下降。随着聚葡萄糖的加入，鱼糜凝