鰱魚糜凝膠及形成機理的研究.pdf

1、鰱是我國主要的淡水養(yǎng)殖魚類，不僅資源豐富，而且價格低廉，是開發(fā)生產魚糜制品的良好原料。但相對海水魚糜的研究仍處在一般加工條件階段，報道相對集中的是漂洗條件、加工工藝、外源添加劑對魚糜凝膠特性的影響及冷凍變性等方面，對凝膠形成的機理則鮮見報道。因此，研究影響鰱魚糜凝膠形成的因素及形成機理，對有效控制凝膠形成過程、開發(fā)高品質鰱魚糜制品具有重要的理論和實驗意義。 本文旨在研究鰱魚糜的凝膠化條件及相關基礎問題，著重探討肌球蛋白的聚集行為

2、與構象對鰱魚糜凝膠形成的影響及添加外源蛋白質(大豆分離蛋白、雞蛋清蛋白)、MTGase和淀粉及其它親水性膠體等多糖類物質改善鰱魚糜凝膠的特性，為淡水魚糜的研究與開發(fā)提供理論依據和實驗基礎，主要研究結果如下： 1、鰱魚糜的凝膠化作用基礎研究 在確定鰱魚糜凝膠形成條件的基礎上，對鰱魚糜凝膠形成過程中的蛋白質組成的變化、TGase 激活劑與抑制劑對鰱魚糜凝膠形成的影響進行了研究。在鰱魚糜凝膠形成過程中，從加鹽擂潰開始，因轉谷氨

3、酰胺酶催化肌球蛋白重鏈交聯形成更高分子質量蛋白質聚合物，而使鹽溶性蛋白含量逐漸減少、不溶性蛋白含量逐漸增加。NEM、EDTA、AC三種轉谷氨酰胺酶抑制劑均可顯著降低鰱魚糜的凝膠特性。轉谷氨酰胺酶激活劑Ca<'2+>在低濃度(20 mmol/kg)范圍內通過激活內源轉谷氨酰胺酶促進肌球蛋白重鏈交聯，從而提高鰱魚糜凝膠特性；而高濃度鈣離子(80 mmol/kg)在抑制 TGase 催化作用的同時，與魚糜蛋白形成較多的鈣橋，引起鰱魚糜凝膠硬度

4、加大、彈性降低。轉谷氨酰胺酶激活劑 Ca<'2+>對鰱魚糜凝膠特性的影響存在兩種不同作用機制。當在鰱魚糜中添加20 mmol/kg Ca<'2+>時，鰱魚糜凝膠強度達到最大。 鰱魚糜的凝膠化溫度和時間顯著影響其凝膠特性在鰱魚糜的適宜凝膠化溫度和時間為40℃、60 min的條件下，鰱魚糜凝膠的破斷強度、凹陷深度和凝膠強度分別達到470.50 g、11.32 mm和5331.53 g×mm，分別為凝膠化30 min的1.29倍、1.

5、09倍、1.35倍。但是凝膠化時間過長會導致魚糜凝膠強度顯著下降。鰱魚糜的凝膠化時間的選擇受轉谷氨酰胺酶催化的酰基轉移反應和蛋白酶對魚糜蛋白的水解作用的雙重制約。鰱魚糜在凝膠形成過程中，維持蛋白質結構和穩(wěn)定的各種化學作用力及相應的蛋白質結構均發(fā)生了不同變化，這與凝膠化過程和魚糜凝膠特性密切相關。隨著凝膠化進程，氫鍵、離子鍵顯著減少，而二硫鍵、疏水相互作用顯著增加，并形成非二硫共價鍵。研究表明，二硫鍵、非二硫共價鍵、疏水相互作用是維持鰱魚

6、糜凝膠網絡結構的主要化學作用力。拉曼光譜分析可知，鰱魚糜經40℃凝膠化60 min和90℃蒸煮30 min后，除了在1653 cm<'-1>處出現表征魚糜蛋白α-螺旋結構的譜帶外，還在1664 cm<'-1>處出現表征無規(guī)卷曲結構的譜帶；在530 cm<'-1>、540 cm<'-1>處表征二硫鍵含量的譜帶強度增加；表征酪氨酸殘基譜帶的 I<,850/830> 強度比由 0.98 分別增加到1.01、1.05，疏水相互作用增強，這與化學

7、作用力變化結果一致。 2、鰱肌球蛋白聚集行為、構象及凝膠形成機理 采用濁度法、動態(tài)流變學、SEM等方法研究了環(huán)境因素對肌球蛋白濁度和溶解度的影響及肌球蛋白形成凝膠的條件溫度、pH值及焦磷酸鈉、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉三種磷酸鹽均影響肌球蛋白的溶解度。在30℃、40℃，pH6.0～8.0之間，肌球蛋白溶解性較好；0.25～1.0％濃度范圍內的三種磷酸鹽均可增加肌球蛋白的溶解性。肌球蛋白凝膠形成的條件為：臨界蛋白質濃度為 10

8、 mg/mL，凝膠的粘彈性隨著肌球蛋白濃度的增加而增加；形成凝膠的最佳pH為7.0，由微觀形貌觀察可見，過高或過低的pH均導致肌球蛋白凝膠結構變得不致密、均勻；低濃度的Ca<'2+>可以增加肌球蛋白的凝膠形成能力。 采用CD、DSC和SEM等現代分析手段對鰱肌球蛋白變性、構象變化與魚糜凝膠化關系進行了研究由CD分析可知，在40℃凝膠化過程中，鰱肌球蛋白的α-螺旋結構含量逐漸減少，由加熱前的94.11％(5℃)減少到60 min的

9、27.00％，α-螺旋解旋達67.11％，同時轉角和無規(guī)卷曲結構含量分別增加至10.40％、62.60％，增加了10.40％、56.71％，α-螺旋結構大部分轉變成了無規(guī)卷曲結構；再進一步進行90℃高溫加熱30 min并冷卻至4℃處理后，肌球蛋白的α-螺旋、轉角、無規(guī)卷曲結構含量分別為33.70％、12.40％、53.90％，以無規(guī)卷曲為主。在肌球蛋白凝膠形成過程中，肌球蛋白分子充分伸展、轉變?yōu)橛欣诩∏虻鞍字劓溄宦摰臒o規(guī)卷曲結構。同時

10、，化學測試結果表明，在結構轉變過程中，肌球蛋白頭部的巰基氧化形成二硫鍵，二硫鍵含量由0.6 mol/10<'6>g顯著增加到1.7 mol/10<'6>g；肌球蛋白的表面疏水性(S<,0>ANS)由8946.78增加到29152.33，增加了2.26倍。由SEM微觀形貌觀察可見，肌球蛋白經40℃、60 min和90℃、30 min加熱后，變性聚集形成有序的聚集體。DSC分析表明，肌球蛋白存在兩個相變溫度(43.32℃和51.59℃)，前

11、者正好與魚糜凝膠化溫度相對應。鰱魚糜的凝膠化溫度實質上是肌球蛋白的第一個變性峰值溫度。 3、MTGase、非肌肉蛋白對鰱魚糜凝膠形成的影響 添加MTGase可顯著提高鰱魚糜制品凝膠強度、持水性能，改善凝膠白度，MTGase的適宜添加量為6-10U/g<,魚蛋白>，當MTGase添加量為10 U/g<,魚蛋白>時，破斷強度、凹陷深度、凝膠強度分別為 793.00g、14.21 mm、11867.20 g×mm，比對照樣分別

12、增加了1.12倍、0.21倍、1.7倍。但添加過量的MTGase則會降低魚糜凝膠特性。鰱魚糜中大豆分離蛋白和雞蛋清蛋白的適宜添加量分別為 3％、10％，均可改善鰱魚糜的凝膠特性和持水性能。三種外源添加成分中以 MTGase的改善效果最好。大豆分離蛋白或雞蛋清蛋白均會降低MTGase誘導鰱魚糜的凝膠特性，導致其凝膠特性低于僅添加MTGase。因此，在魚糜制品的生產中應避免大豆分離蛋白或雞蛋清蛋白與MYGase同時使用。 4、淀粉及

13、親水性膠體對鰱魚糜凝膠形成的影響 為了改善鰱魚糜凝膠特性和提高適用性，本文還研究了不同來源和不同方法改性的淀粉對鰱魚糜凝膠形成的影響。 結果表明，不同來源淀粉對鰱魚糜凝膠的影響是不同的，馬鈴薯、木薯、玉米三種淀粉中，以馬鈴薯對魚糜凝膠特性的增強效果最佳，凹陷深度、破斷強度、凝膠強度分別比對照增加了0.22倍、0.54倍、0.45倍。在變性淀粉中，交聯酯化、醋酸酯化、磷酸酯化、羥丙基化淀粉均可提高魚糜凝膠特性，而氧化淀粉、