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1材料與方法
1.1材料與儀器
新鮮白鰱購買于廈門集美菜市場；瓜爾豆膠、蛋清蛋白、大豆蛋白食品級鄭州德瑞生物科技有限公司；淀粉食品級杭州普羅星淀粉有限公司。TMS-PRO質(zhì)構(gòu)儀美國FoodTechnology公司；UV-8000A型紫外分光光度計上海元析儀器有限公司；AvantiJ-25高速冷凍離心機美國Beckman公司；FA25高剪切分散乳化機上海弗魯克流體機械制造有限公司；徠卡RM2235組織切片機德國徠卡儀器有限公司；尼康55i光學(xué)顯微鏡尼康儀器(上海)有限公司。
1.2試驗方法
1.2.1魚糜的制備參考Weng等[9]方法在低于10℃條件下制備。鰱魚經(jīng)去頭、去內(nèi)臟后，用冰水清洗血污，利用采肉機采肉后，以1:3(W/V)的比例用冰水漂洗3次，經(jīng)過脫水后，加入4%山梨醇、4%蔗糖、0.2%多聚磷酸鈉和0.2%焦磷酸鈉等抗凍劑，利用斬拌機混合均勻后，利用塑料袋分裝后放在-37℃冰箱備用。經(jīng)檢測，制備的冷凍魚糜水分含量為77.00%±0.06%，蛋白含量為13.59%±0.04%，灰分含量為0.51%±0.02%。
1.2.2魚糜制品的制備參考Weng等[10]制備魚糜凝膠的方法，冷凍魚糜在4℃冰箱解凍后，將溶于水的親水膠體加入魚糜，并將水分含量調(diào)整為80%，空擂10min，加入魚漿質(zhì)量3%的NaCl后再鹽擂15min，然后將擂潰好的樣品裝入不銹鋼圈(Ф30×30mm)中，兩端密封后，采用二段加熱方式(40℃1h，90℃15min)進行加熱，然后用將制備的魚糜制品用碎冰快速冷卻后放在4℃冰箱平衡24h，供以下試驗使用。
1.2.3凝膠強度的測定參考鄭溫翔等[11]方法，在室溫下利用TMS-PRO質(zhì)構(gòu)儀測定魚糜凝膠強度。采用直徑5mm的球形探頭，以30mm/min穿透速度穿刺20mm進行破斷試驗。穿刺曲線的第一個峰值是破斷力，其對應(yīng)位移為破斷深度。
1.2.4質(zhì)構(gòu)(TPA)的測定參考黃玉平等[12]方法，采用直徑38mm的圓柱形探頭，用TMS-PRO質(zhì)構(gòu)儀室溫測定魚糜凝膠TPA，以60mm/min的測試速度對魚糜凝膠進行連續(xù)兩次壓縮，壓縮程度為30%，停留時間5s，由測試曲線得到的參數(shù)有硬度1(Hardness1)、硬度2(Hardness2)、聚集性(cohesiveness)、粘結(jié)性(gumminess)、彈性(springiness)、咀嚼性(chewiness)。
1.2.5水分含量的測定按GB/T9596.15-2008直接干燥法測水分含量，精確稱取5g左右切碎的魚糜凝膠，放在105℃的干燥箱中干燥至恒重，放在干燥器中冷卻至室溫后稱重。
1.2.6持水性的測定參考黃玉平等[12]方法，稱量2g左右的塊狀魚糜凝膠，用3層濾紙將其包裹起來放入離心管離心(4℃，1000×g，15min)，稱取離心后樣品質(zhì)量，魚糜凝膠持水率的計算公式如下。
1.2.7蒸煮損失率的測定參考Chang等[13]方法，精確稱量5g左右塊狀魚糜凝膠，放在沸水中煮5min后，用碎冰迅速冷卻后用紙擦去魚糜凝膠表面水分并進行稱重，蒸煮損失率計算公式如下。式中，1M-蒸煮前魚糜凝膠的質(zhì)量(g)；2M-蒸煮后魚糜凝膠的質(zhì)量(g)。
1.2.8SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳(SDS-PAGE)魚糜制品經(jīng)可溶性液均質(zhì)溶解后制備電泳樣品，采用Laemmli的方法[14]進行SDS-PAGE。電泳樣品用8%的分離膠在8mA的電流下進行電泳，用考馬斯亮藍R-250染色，染色完全后用脫色液脫色至背景透明。
1.2.9魚糜凝膠微觀結(jié)構(gòu)的觀察參考黃玉平等[12]報道的石蠟組織切片法，將魚糜凝膠切成5mm×5mm×2mm大小的塊狀，經(jīng)甲醛溶液固定后，用乙醇溶液進行梯度脫水，利用石蠟對其進行包埋，再利用組織切片機進行切片，脫蠟后利用蘇木精伊紅將肌原纖維染成紅色，利用光學(xué)顯微鏡觀察。
1.2.10正交試驗設(shè)計以瓜爾豆膠、蛋清蛋白、大豆蛋白添加量為因子進行L9(34)正交實驗，其中瓜爾豆膠的水平添加量分別為0.10%、0.20%、0.30%，蛋清蛋白水平添加量分別為0.50%、0.75%、1.00%，大豆蛋白水平添加量分別為0.50%、0.75%、1.00%，因素水平表見表1。
1.2.11數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析每組數(shù)據(jù)至少測定3個平行，結(jié)果取平均值。正交實驗數(shù)據(jù)采用V3.1正交設(shè)計助手軟件分析。其他數(shù)據(jù)采用SPSS17.0軟件和MicrosoftExcel2003進行分析，顯著性檢驗方法為Duncan多重檢驗，檢測限為0.05。
2結(jié)果與分析
2.1親水膠體對魚糜制品凝膠強度的影響親水膠體對魚糜制品凝膠強度的影響正交試驗結(jié)果如表2所示。根據(jù)表2的直觀分析，發(fā)現(xiàn)按照試驗組7的配比(A3B1C3)添加親水膠體制備的魚糜制品凝膠強度最低。通過極差分析，發(fā)現(xiàn)親水膠體的最佳配比也是A3B1C3，即瓜爾豆膠、大豆蛋白、蛋清蛋白的添加量分別為0.3%、0.5%、1.0%；各因素對魚糜凝膠強度影響順序為：蛋清蛋白＞瓜爾豆膠＞大豆蛋白。直觀分析和極差分析的最佳組合一致，因此制備低強度魚糜制品的親水膠體最佳配比為A3B1C3。在該條件下制備的凝膠強度接近日本厚生省介護食品的強度要求(100g•cm)[15]。
2.2親水膠體對魚糜制品質(zhì)構(gòu)的影響表3顯示了親水膠體對魚糜制品質(zhì)構(gòu)參數(shù)的影響。由表可知，不管添加何種組合的親水膠體，魚糜制品的硬度、粘結(jié)性都出現(xiàn)一定程度的下降，咀嚼性除了試驗組1以外也都出現(xiàn)下降，其中試驗組7下降程度最顯著。這個現(xiàn)象類似于凝膠強度的變化趨勢(表2)，說明了添加的蛋清蛋白、瓜爾豆膠、大豆蛋白不僅可以使魚糜制品的凝膠強度下降，還可以降低魚糜制品的硬度、粘結(jié)性、咀嚼性。Pérez-Mateos等[8]研究結(jié)果表明添加瓜爾豆膠可能破壞了魚糜凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而降低藍鱈魚糜凝膠的硬度，而且隨著瓜爾豆膠濃度的增加魚糜凝膠硬度逐漸下降。Yang等[16]研究表明添加大量淀粉會由于淀粉自身較弱的凝膠特性降低魚糜凝膠的剪切應(yīng)力。Tabilo-Munizaga等[17]也報道了添加蛋清蛋白可以降低阿拉斯加鱈魚和太平洋鱈魚魚糜凝膠的硬度、咀嚼性和粘結(jié)性。在本研究正交試驗中，瓜爾豆膠對魚糜制品硬度的影響最大(極差分析結(jié)果未顯示)。然而，在瓜爾豆膠濃度相同的條件下，實驗7組的硬度等質(zhì)構(gòu)參數(shù)明顯低于實驗組8和實驗組9，表明瓜爾豆膠、大豆蛋白和蛋清蛋白的協(xié)同作用可能阻礙了魚糜凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成，有效的降低魚糜凝膠的質(zhì)構(gòu)。
2.3親水膠體對魚糜制品水分含量、持水性、蒸煮吸水率的影響親水膠體對魚糜制品水分含量、持水性、蒸煮吸水率的影響如表4所示。由表可知，添加瓜爾豆膠、蛋清蛋白、大豆蛋白后，魚糜制品的水分含量呈現(xiàn)一定程度下降的趨勢，均大于78%。另一方面，這些親水膠體對魚糜制品的持水性能沒有顯著影響。通常，持水性可以反映魚糜凝膠中水分子與蛋白分子的結(jié)合狀況，是魚糜凝膠特性的一個重要檢測指標[18]。然而，有報道表明當魚糜凝膠的持水性已經(jīng)達到最佳值時，添加卵清蛋白、大豆蛋白等對凝膠的持水性不會產(chǎn)生明顯的影響[19]。此外，蒸煮吸水率也是衡量添加劑保水效果的重要指標，可以反映產(chǎn)品的出產(chǎn)率[20]。由表4可知，添加親水膠體組合，魚糜制品的蒸煮吸水率均顯著高于對照組，其中第7組達到最高。在第7組中瓜爾豆膠和蛋清蛋白添加量都是最大，然而當減少瓜爾豆膠添加量(1-3組)時魚糜制品的蒸煮吸水率明顯下降，推測瓜爾豆膠對提高魚糜凝膠結(jié)合水的能力可能起到主導(dǎo)作用。有研究表明通過添加抗性大米淀粉或小麥膳食纖維等可以促進魚糜制品中的蛋白與水分子的結(jié)合，進而提高產(chǎn)品的蒸煮吸水率。
2.4親水膠體對魚糜制品蛋白組分的影響利用SDS-PAGE對魚糜制品的蛋白組分進行分析(圖1)。在未添加β-巰基乙醇(βME)條件下(圖1A)，魚糜制品中不僅含有肌球蛋白重鏈(MHC)和肌動蛋白(Actin)，還可以發(fā)現(xiàn)未能進入濃縮膠的高分子聚合物(HMWF)。當添加瓜爾豆膠、蛋清蛋白、大豆蛋白后，魚糜制品的HMWF含量出現(xiàn)一定程度的下降，MHC和Actin的條帶變深。有研究表明添加明膠蛋白會阻礙魚糜蛋白MHC和Actin間的相互作用，減少凝膠結(jié)構(gòu)作用點，進而降低魚糜制品的彈性[12]。這與本研究觀察到的現(xiàn)象類似(圖1A)。另一方面，添加βME后(圖1B)，HMWF含量明顯減少，MHC和Actin條帶明顯加深，表明魚糜制品中的MHC和Actin通過二硫鍵發(fā)生交聯(lián)形成高聚物。添加βME后依然有部分HMWF殘留，推測這些高分子聚合物是通過非二硫共價鍵結(jié)合形成的。這主要是魚糜中存在內(nèi)源性TGase，催化MHC交聯(lián)形成[23]。此外，添加瓜爾豆膠、大豆蛋白、蛋清蛋白等親水膠體對魚糜制品的蛋白條帶均無影響，進一步說明親水膠體并不與MHC發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，可能是以填充劑形式存在于魚糜制品中。
2.5親水膠體對魚糜制品微觀組織結(jié)構(gòu)的影響為了探究親水膠體在魚糜制品中的填充效果，用HE染色法觀察魚糜制品的光學(xué)顯微結(jié)構(gòu)，結(jié)果如圖2所示。Montero等[24]研究表明魚糜凝膠主要由均勻致密的微孔構(gòu)成連續(xù)凝膠網(wǎng)絡(luò)。在本研究中，在對照組魚糜制品的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中卻發(fā)現(xiàn)大量的小孔和少量的大孔，這可能是因為制備魚糜制品時添加的淀粉吸水膨脹，擠壓魚糜蛋白形成含大量小孔的不連續(xù)凝膠結(jié)構(gòu)。這種現(xiàn)象與黃金發(fā)[25]添加馬鈴薯淀粉形成多孔的羅非魚糜凝膠結(jié)構(gòu)類似。與對照組相比，添加瓜爾豆膠、大豆蛋白、蛋清蛋白的魚糜制品中大孔明顯增加，結(jié)構(gòu)變得更為疏松，表明添加的親水膠體穿插在魚糜凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，阻礙了魚糜蛋白連續(xù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成，結(jié)果降低了魚糜制品的凝膠強度、硬度(表2，3)，但對蛋白組分沒有顯著影響(圖1)。Luo等[26]研究表明添加大豆蛋白使阿拉斯加鱈魚凝膠網(wǎng)絡(luò)魚糜蛋白不規(guī)則分布，降低了凝膠強度。也有研究表明添加的瓜爾豆膠像刺槐豆膠一樣穿插于魚糜凝膠網(wǎng)絡(luò)孔洞內(nèi)使魚糜凝膠凝膠強度、硬度降低[24]。另一方面，隨著孔洞的增加，魚糜制品在蒸煮時變得更容易吸水，結(jié)果導(dǎo)致蒸煮吸水率得到顯著提高(表4)。以上結(jié)果表明微觀組織結(jié)構(gòu)在一定程度上也可以反應(yīng)魚糜制品的凝膠強度、質(zhì)構(gòu)以及蒸煮吸水率等特性。
3結(jié)論
本文通過添加復(fù)合親水膠體制備低強度魚糜制品并對其部分性質(zhì)進行研究。利用正交實驗篩選出的親水膠體復(fù)配組合可以有效降低魚糜制品的凝膠強度、硬度、咀嚼性，但提高了魚糜制品的蒸煮吸水率。根據(jù)SDS-PAGE和微觀組織結(jié)構(gòu)的結(jié)果，表明親水膠體主要是以填充劑形式穿插于魚糜制品中，形成疏松多孔的不連續(xù)凝膠結(jié)構(gòu)，但阻礙魚糜蛋白分子間的交聯(lián)。其中，添加最佳組合親水膠體的魚糜制品凝膠強度已經(jīng)接近日本厚生省介護食品的標準，將為開發(fā)老年人食用的魚糜制品提供參考。
作者：張瑞婷張其標郝更新翁武銀單位：集美大學(xué)食品與生物工程學(xué)院