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华中农业大学研究生(华中农业大学研究生院)

华中农业大学研究生,华中农业大学研究生院

鱼糜制品因具有高蛋白、低胆固醇以及富含不饱和脂肪酸等特点,深受广大消费者的喜爱。对于热诱导鱼糜凝胶而言,热加工是制备鱼糜制品过程中的重要工序,加热模式的不同对鱼糜凝胶形成能力有重要影响。


研究表明,加入适量葡萄糖氧化酶(GOD)会提高鱼糜的凝胶特性。同时,实验室前期实验表明,适当的氧化会促进鲢鱼糜凝胶的交联。华中农业大学食品科学技术学院,国家大宗淡水鱼加工技术研发分中心(武汉)的程梦颖、张海萍、刘友明*等以GOD促氧化交联的鲢鱼糜为原料,研究不同加热模式对鲢鱼糜凝胶品质的影响,并通过低场核磁共振(LF-NMR)分析鲢鱼糜凝胶水分状态的变化,结合扫描电子显微镜观察凝胶微观结构,确定适宜的加热模式,以期为制备高品质的鲢鱼糜调理制品提供理论依据。

1、加热模式对鱼糜凝胶质构特性的影响


由图1可知,在凝胶化阶段,高温短时(40 ℃、1 h)模式下鱼糜凝胶的破断力和凝胶强度最高,而低温长时(4 ℃、8 h)鱼糜的破断力最低,中温中时(25 ℃、3 h)鱼糜的凹陷深度和凝胶强度最低。可能的原因是,中温中时和低温长时模式下,鱼糜蛋白凝胶交联不完善,蛋白分子不能完全伸展,形成松散、稳定性差的凝胶网络结构,鱼糜凝胶化不充分,从而降低了鱼糜凝胶强度。值得注意的是,在低温长时模式下,鱼糜凝胶的凹陷深度较大,可能是因为低温诱导形成的凝胶三维结构延展性更好。

2、加热模式对鱼糜凝胶TCA-溶解肽的影响


如图2所示,在凝胶化阶段,低温长时(4 ℃、8 h)模式下鱼糜凝胶TCA-溶解肽含量最低,而高温短时(40 ℃、1 h)鱼糜的TCA-溶解肽含量最高,可能是因为随着凝胶化温度的升高,鱼糜内源性蛋白酶活性增加,在酶解作用下肌原纤维蛋白等大分子被降解成小分子肽,从而使TCA-溶解肽的含量升高。

3、加热模式对鱼糜凝胶色度的影响


由表2可知,在凝胶化阶段,高温短时(40 ℃、1 h)模式下形成的鱼糜凝胶的W最大,达到79.81,鱼糜凝胶L*、a*也达到最大值,而b*较低。有研究表明鱼糜凝胶W的变化与鱼糜蛋白变性程度密切相关,可能是由于肌红蛋白的变性和持水性的改变,在凝胶化温度为40 ℃时凝胶蛋白的变性程度对保持鱼糜白度较为适宜。

4、加热模式对鱼糜凝胶持水性的影响


由图3可知,在凝胶化阶段,高温短时(40 ℃、1 h)模式下鱼糜凝胶的持水性最高,达到71.92%,低温长时(4 ℃、8 h)模式下鱼糜凝胶的持水性最低。这可能是因为在凝胶化温度为4 ℃和25 ℃时,形成的网络结构对水分的束缚较弱,导致鱼糜凝胶的持水性降低;在凝胶化温度为40 ℃时,凝胶蛋白之间产生疏水相互作用,使凝胶结构更加有序,从而增加凝胶化过程中保留水分的能力,提高持水性。

5、加热模式对鱼糜凝胶水分状态的影响

加热模式对鱼糜凝胶T2弛豫特性的影响

01


如表3所示,鱼糜凝胶水分子可分为3 种状态:T21表示结合水,T22表示不易流动水和T23表示自由水。在凝胶化阶段,中温中时(25 ℃、3 h)和高温短时(40 ℃、1 h)模式下鱼糜凝胶T22峰面积比例较高;低温长时(4 ℃、8 h)模式下鱼糜凝胶T22峰面积比例最低,为85.87%。

不同加热模式下鱼糜凝胶水分子质子密度伪彩图

02


如图4所示,在凝胶化阶段,低温长时(4 ℃、8 h)和中温中时(25 ℃、3 h)模式下鱼糜凝胶伪彩图中橙色和红色较多,高温短时(40 ℃、1 h)模式下橙色和红色较少,表明此模式下鱼糜凝胶中自由水含量降低,而不易流动水含量增加。

6、加热模式对鱼糜凝胶微观结构的影响


由图5可知,不同加热模式下鱼糜凝胶微观结构明显不同。在凝胶化阶段,低温长时(4 ℃、8 h)和中温中时(25 ℃、3 h)模式下形成的鱼糜凝胶网络粗糙,而高温短时(40 ℃、1 h)模式下鱼糜凝胶网络结构较致密。


由表4可知,高温短时(40 ℃、1 h)模式下鱼糜凝胶网络结构的孔隙当量直径和分形维数最小,说明此时鱼糜凝胶网络结构更加均匀致密,这可能是因为此条件下蛋白结构充分展开、相互交联,促进鱼糜凝胶形成更致密有序的网络结构。研究表明鱼糜凝胶结构越致密均匀,持水性越好,这与前述持水性结果一致(图3)。

7、加热模式对鱼糜蛋白交联的影响


如图6所示,在凝胶化阶段,低温长时(4 ℃、8 h)和中温中时(25 ℃、3 h)鱼糜凝胶的肌球蛋白重链(MHC)条带没有明显变化,在高温短时(40 ℃、1 h)模式下MHC条带明显变浅,可能是因为此时内源性蛋白酶活性增强,导致肌球蛋白降解。从还原型SDS-PAGE图可以看出,分子质量超过250 kDa的条带变浅,说明此时鱼糜蛋白存在二硫键交联,而低温长时(4 ℃、8 h)和中温中时(25 ℃、3 h)模式下在进样口处蛋白聚集较多,说明此时蛋白交联主要为非二硫键作用。同时,在高温短时(40 ℃、1 h)模式下,肌球蛋白轻链条带有明显减弱的现象。

结 论

在凝胶化阶段,高温短时(40 ℃、1 h)模式下形成的鱼糜凝胶质构特性最好,形成了均匀紧密凝胶网络结构;在熟化阶段,微波加热条件下形成的鱼糜凝胶强度、W和持水性均达到最大值,鱼糜凝胶的网络结构表面光滑且均匀致密。综合考虑,40 ℃水浴加热1 h+微波加热3 min的加热模式显著改善了添加GOD的鲢鱼糜凝胶性能,为开发新型鱼糜调理制品提供了理论基础。

本文《加热模式对添加葡萄糖氧化酶鲢鱼糜凝胶特性的影响》来源于《食品科学》2022年43卷14期8-13页,作者:程梦颖,张海萍,刘友明,熊善柏。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20210917-214。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

修改/编辑:袁艺;责任编辑:张睿梅

图片来源于文章原文及摄图网。


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