幾種添加劑對鳙魚(yú)魚(yú)糜凝膠特性的影響

502004, Vol. 25, No. 8食品科學(xué)※基礎研究幾種添加劑對鳙魚(yú)魚(yú)糜凝膠特性的影響周愛(ài)梅1.2，潘珂2，黃文華2，劉欣"，陳永泉2(1.華南理工大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，廣東廣州510640;2.華南農業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，廣東廣州5 10642)摘要:研究了抗壞血酸、半胱氨酸兩種還原劑及乳酸鈣、葡萄糖酸鈣兩種鈣鹽對鳙魚(yú)魚(yú)糜凝膠特性的影響，檢測指標包括破斷強度、凹陷深度、凝膠強度、持水性和白度，并采用電鏡掃描觀(guān)察凝膠的微觀(guān)結構，同時(shí)采用SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳(SDS-PAGE)分析相關(guān)機理。結果表明，這四種物質(zhì)都可顯著(zhù)提高鳙魚(yú)魚(yú)糜的凝膠能力，其最適添加濃度依次為0.05%、0.1%、 0.1%、 0.05%， 相應的魚(yú)糜凝膠強度依次為917.8、893.3、 851.9 和679.9g●cm,分別是對照樣的1.97、1.92、1.77和1.42 倍:在顏色和白度方面，四種物質(zhì)對鳙魚(yú)魚(yú)糜凝膠都不會(huì )產(chǎn)生不利影響。SDS-PAGE 分析表明，四種物質(zhì)對肌球蛋白重鏈沒(méi)有影響，而電鏡分析表明四種物質(zhì)都可促進(jìn)鳙魚(yú)魚(yú)糜形成比較致密、均勻的凝膠網(wǎng)絡(luò )結構。以上結果說(shuō)明四種物質(zhì)都是鳙魚(yú)魚(yú)糜的良好品質(zhì)改良劑，可在實(shí)際生產(chǎn)中推廣應用。關(guān)鍵詞:還原劑:鈣鹽;鳙魚(yú)魚(yú)糜;凝膠特性Effects of Reducing Agents and Calcium Compounds on the Gel Propertiesof Bighead (Aristichthy nobilis) SurimiZHOU Ai-meil:2, PAN Ke2, HUANG Wen-hua?, LIU Xin2，CHEN Yong- quan2(1.College of Food and Biotechnology, South China University of Technology, Guangzhou510640, China;2.College of Food Science, South China Agricultural University, Guangzhou510642, China)Abstract: The efects of two reducing agents including ascorbic acid and cysteine and two calcium compounds including calciumlactate and calcium gluconate on the gel propertics of bighead surimi were investigated. The breaking force,. deformation, gelstrength, water-holding ability, and whiteness were used as assay indicators together with the analysis of the microstructure ofthe gels with scanning electron microscopy. Also, SDS polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) was used to analyzethe relevant mechanisms. The results showed that the addition of these four substances could enhance the gel-forming ability ofbighead surimi. The optimal concentrations of these additives were 0.05%, 0.1%, 0.1%, and 0.05% respectively, under which thegel strengths of bighead surimi gels were 917.8, 893.3, 851.9 and 679.9g●cm, or about 1.97, 1.92, 1.77 and 1.42 times of thecontrol respectively. Furthermore these compounds had no adverse effect on the color and whiteness of the product. SDS-PAGEassay indicated that these four compounds had no effect on the myosin heavy chain while scanning electron microscopyindicated that the addition these additives could make bighead surimi form firm and uniform gel network. The above resultsshowed that these four additives were good quality-enhancing compounds for bighead surimi, which could be used in practicalapplications.Key words: reducing agent; calcium compounds; bighead surimi; gel properties中圖分類(lèi)號: 'S984.1文獻標識碼: A文章編號: 1002-6630(2004)08-0050-04魚(yú)糜制品是指以鮮魚(yú)肉或冷凍魚(yú)糜為原料，加食彈性的中國煤化工、魚(yú)糕、仿真蟹肉、鹽、輔料等進(jìn)行擂潰成魚(yú)漿后，再成型、加熱制成有蝦仁、:MYHCNMH G鮮美、營(yíng)養、方便、收稿日期: 2003-11-24基金項目:廣東省教育廳資助項目( 0111)作者簡(jiǎn)介:周愛(ài)梅(1971-), 女，講師，在讀博士，主要從事食品化學(xué)與添加劑研究?！A研究食品科學(xué)2004, VoL. 25, No.851品種多等特點(diǎn)而廣泛被世界各國所接受，需求量日益增白度=100 -(100 - L')+a" +b"]I^長(cháng)。目前魚(yú)糜制品的原料主要限于海水魚(yú)類(lèi)，但由于1.2.4魚(yú)糜凝膠 SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳(簡(jiǎn)稱(chēng)SDS-近幾年海洋捕撈強度的加大，生產(chǎn)魚(yú)糜制品的優(yōu)質(zhì)海水PAGE)魚(yú)的數量已逐漸下降。與此相反，世界淡水魚(yú)的養殖參考文獻[7]的方法并略作修改。稱(chēng)取2g魚(yú)糜凝產(chǎn)量則持續增加。以我國為例，我國1997年的淡水魚(yú)膠，加入15ml 20mmol/L的Tris-HCl緩沖溶液(pH8.0,含產(chǎn)量為1420萬(wàn)噸，到2000年已達1740.3萬(wàn)噸川。因此，有2%SDS、8mol/L 尿素和2% β. 巰基乙醇)，均質(zhì)后在開(kāi)發(fā)淡水魚(yú)麋制品是未來(lái)魚(yú)糜加工業(yè)的主流。100C沸水浴2min，然后在室溫磁力攪拌24h使蛋白質(zhì)鳙魚(yú)是我國產(chǎn)量最大的淡水魚(yú)之一，但由于傳統飲充分溶解出來(lái)，離心后取一定量的清液(即20ug蛋白質(zhì))食習慣，多被用來(lái)煲“魚(yú)頭湯”，魚(yú)身的利用程度卻進(jìn)行電泳(DYY- Il -8B穩壓穩流型電泳儀，上海標本模很低，如果能夠將其加工成魚(yú)糜制品，一方 面可實(shí)現型廠(chǎng)。其中濃縮膠質(zhì)量分數為4%，分離膠質(zhì)量分數為對鳙魚(yú)的綜合利用，提高鳙魚(yú)的經(jīng)濟價(jià)值，另- 方面10%.又可為魚(yú)糜制品加工業(yè)提供-種新的原料。但本課題組2結果與討論的前期研究顯示，鳙魚(yú)魚(yú)糜的凝膠性能較差(尤其在冷凍貯藏后)，與鱈魚(yú)、帶魚(yú)、草魚(yú)和鯪魚(yú)等相比，其2.1 還原劑和鈣鹽對鳙魚(yú)魚(yú)糜凝膠特性的影響加工出的魚(yú)糜制品在硬度、彈性和持水性等方面都要差在鳙魚(yú)魚(yú)糜中加入不同濃度的還原劑，其對鳙魚(yú)魚(yú)很多，因而有必要研究出適合于鳙魚(yú)魚(yú)糜的品質(zhì)改良劑糜凝膠特性的影響如圖1所示。從圖1四個(gè)圖可以看出，以提高其凝膠性能。國外有資料表明，抗壞血酸、半鳙魚(yú)魚(yú)糜凝膠的破斷強度、凹陷深度和凝膠強度都隨著(zhù)胱氨酸等還原劑及乳酸鈣、葡萄糖酸鈣等鈣鹽可顯著(zhù)改抗壞血酸、半胱氨酸、乳酸鈣和葡萄糖酸鈣的添加量善某些海水魚(yú)糜的凝膠特性(2- 4),但這些物質(zhì)對淡水魚(yú)增大而升高，但達到某- -濃度后， 繼續增大濃度，上糜的改良作用則在國內外都鮮見(jiàn)報道。為此，本文研述指標又開(kāi)始下降。這四種物質(zhì)的最適添加量依次為究了抗壞血酸、半胱氨酸和乳酸鈣、葡萄糖酸鈣四種0.05%、0.1%、0.1%， 0.05%， 魚(yú)糜相應的凝膠強度.物質(zhì)對鳙魚(yú)魚(yú)糜凝膠特性的影響，以為生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的鳙分別為917.8、893.3. 851.9 和679.9g●cm,分別是對魚(yú)魚(yú)糜制品提供有益的參考。照樣的1.97、1.92、1.77 和1.42倍。2.2還原劑和鈣鹽對鳙魚(yú)魚(yú)麋凝膠持水性的影響材料與方法100015.1 材料鱅魚(yú)魚(yú)糜由廣東省南海西樵水產(chǎn)品加工廠(chǎng)提供，置800 t于-20C凍藏備用:抗壞血酸、半胱氨酸、乳酸鈣、大10葡萄糖酸鈣均為市售分析純試劑:十二烷基硫酸鈉明400(SDS)、(-巰基乙醇、尿素、Tris 等則為純度大于99.5%的市售生化試劑。1.2方法.0.000.100.201.2.1魚(yú)糜凝膠的制作:參考文獻[5]的方法。四種物抗壞血酸濃度(%)質(zhì)的添加濃度均為0.05%、0.1%和0.2%.圖1a1.2.2魚(yú)糜凝膠破斷強度、凹陷深度、凝膠強度和持水性的測定115參考文獻[5]的方法。破斷強度和凹陷深度由TA500質(zhì)構儀(英國)直接測定(圓柱壓頭直徑6mm,壓速為6cm/800A;▲二i10min, Trigger 為0.05N)，兩者乘積即為凝膠強度。持600◆水性通過(guò)測定壓出水分來(lái)反映。壓出水分越多，魚(yú)糜凝膠的持水性越差。4001.2.3魚(yú)糜凝膠白度的測定中國煤化工參考文獻[6]的方法，采用TC-P IIG全自動(dòng)測色色MYHCNMHG0.10一0.20差計(北京光學(xué)儀器廠(chǎng))，測定魚(yú)糜凝膠的L*、a"、b"半胱氨酸濃度(%)值，白度由下式計算:圖1b52 2004, Vol. 25, No. 8食品科學(xué)※基礎研究1000， 15。目 80010600400主2000L0.000.050.100.20乳酸鈣濃度(%)o圖1c還原劑和鈣鹽濃度(%)圖2還原劑和鈣鹽 對鳙魚(yú)魚(yú)糜凝膠持水性的影響800Fig.2 Effect of reducing agents and calcium compounds中10on the water-holding ability of bighead surimi gels6001牌能力最高，表現在制品具有最高的彈性和凝膠強度。這就說(shuō)明四種物質(zhì)在最適濃度時(shí)可使鳙魚(yú)魚(yú)糜形成更致王密、均勻的凝膠網(wǎng)絡(luò )結構，從而可使水分有效地保留.在凝膠網(wǎng)絡(luò )中。葡萄糖酸鈣濃度(%)2.3還原劑和鈣鹽對凝膠顏色、白度的影響圖1d從表1可以看出，在最適添加濃度時(shí)，抗壞血酸、圖1還原劑和鈣鹽對鳙 魚(yú)魚(yú)糜凝膠特性的影響半胱氨酸、葡萄糖酸鈣都不會(huì )對鳙魚(yú)魚(yú)糜凝膠的顏色和Fig.1Effect of reducing agents and calcium compounds白度產(chǎn)生明顯影響;而乳酸鈣則會(huì )使魚(yú)糜凝膠的白度略on the gel properties of bighead surimi gels有增大。這可能是由于這種物質(zhì)本身是白色而導致的。白度是魚(yú)糜制品的重要質(zhì)量指標之-。以上分析表持水性能是魚(yú)糜制品品質(zhì)的另一個(gè)重要指標。持水明，還原劑和鈣鹽在增加鳙魚(yú)魚(yú)糜制品彈性、硬度的同性能好的魚(yú)糜制品，內含水分不易外滲，因而測得的時(shí)，并不會(huì )對魚(yú)糜制品的顏色造成不良影響，也不會(huì )降壓出水分較小。由圖2知，當抗壞血酸、半胱氨酸、低其白度。因此，這四種物質(zhì)都是良好的鳙魚(yú)魚(yú)糜制品乳酸鈣和葡萄糖酸鈣四種物質(zhì)的添加量分別在0.05%、的彈性增強劑，其中尤以抗壞血酸的改良效果最佳。0.1%、0.1% 和0.05%時(shí)，魚(yú)糜凝膠的壓出水分最小, .2.還原劑和鈣鹽對鳙魚(yú)魚(yú)糜凝膠SDS-PAGE電泳圖譜即持水性最好，其持水能力依次比對照樣提高14.9%、的影響14.2%、8.6%和18.8%。魚(yú)糜凝膠的持水能力與其凝膠圖3、圖4表明，添加抗壞血酸、半胱氨酸及乳特性是一.致的，在上述四種濃度時(shí)，魚(yú)糜相應的凝膠MHC表1還原劑和鈣鹽對鳙魚(yú)魚(yú)糜凝膠的顏色和白度影響Table 1 Efect of reducing agents and calcium compoundson the color and whiteness of bighead surim gelsActin顏色、白度添加劑L*_a*b*白度.1234234對照樣175.773.007.1174.57抗壞血酸半胱氨酸75.911.337.0974.85圖3a圖3b76.52- 0.118.1075.1對照樣273.461.348.1272.211, 2, 3, 4表示兩種還原劑的濃度依次為0%、0.05%、0.1%、0.2%: MHC為肌球蛋白重鏈: Actin 為肌動(dòng)蛋白，圖3a 中左邊第一條乳酸鈣76.35.477.8775.03譜帶中國煤化工葡萄糖酸鈣74.60- 0.407.5373.50注:抗壞血酸、半胱氨酸、乳酸鈣、葡萄糖酸鈣的濃度依次為0.05%,HC N M H GDS-PAGE圖譜的影響0.1%、0.1%、0.05%。前兩種物質(zhì)與對照樣1比，后兩種與對照Fig.3~ Effect of reducing agents on the SDS-PAGE of樣2比。bighead surimi gels※基礎研究食品科學(xué)2004, Vol. 25, No.8__ 53123456789rk對照樣1生魚(yú)糜，2~5 依次為添加有0%、0.05%、0.1%和0.2%乳酸鈣的魚(yú)糜凝膠，6~9 依次添加有0%、0.05%、0.1%和0.2%葡萄糖酸鈣的魚(yú)糜凝膠，M為肌球蛋白重鏈: A為肌動(dòng)蛋白。圖4鈣鹽對鳙魚(yú) 魚(yú)糜凝膠SDS-PAGE圖譜的影響Fig.4 Effect of calcium compounds n the SDS-PAGE ofbighend surimi gels酸鈣和半胱氨酸鈣都不會(huì )影響鱅魚(yú)魚(yú)糜凝膠的肌球蛋白重鏈帶(MHC)的強度。0.05%抗壞血酸肌球蛋白是形成魚(yú)糜凝膠網(wǎng)絡(luò )結構的最重要的蛋白質(zhì)，而MHC又是肌球蛋白分子中參與凝膠的最主要的部分18.9。因此，能夠抑制MHC降解的物質(zhì)將對魚(yú)糜的凝膠能力有良好的改良作用。如蛋清蛋白、豬血漿蛋白牛血漿蛋白、豆類(lèi)提取物等因能抑制魚(yú)糜中蛋白酶的活性，進(jìn)而抑制魚(yú)糜蛋白尤其是MHC的降解(表現在SDS-PAGE圖中MHC帶的強度比對照樣要強)，從而可提高魚(yú)糜的凝膠特性(6110~13]。另外，能夠激活魚(yú)糜中內源性轉谷氨酰氨酶(簡(jiǎn)稱(chēng)TGase)的活性進(jìn)而促進(jìn)MHC0.1%半胱氨酸發(fā)生共價(jià)交聯(lián)的化合物如鈣鹽等也能夠提高魚(yú)糜的凝膠能力。如Yuwathidal41研究發(fā)現，在A(yíng)級、B級大眼海鱸魚(yú)糜(Priacanthus Tayenus)及 鮐魚(yú)魚(yú)糜(TrachurusJaponicus)中加入葡萄糖酸鈣、氯化鈣、乳酸鈣三種鈣鹽，都可顯著(zhù)提高其凝膠特性(表現在添加有鈣鹽的魚(yú)糜凝膠比對照樣具有更大的破斷強度和彈性)，且濃度越大(0~ 100mmol/kg)，作用越強; SDS-PAGE 圖譜則表示，添加有鈣鹽的魚(yú)糜凝膠的MHC帶強度比對照樣要弱，甚至消失。類(lèi)似的結果在Nahmgull. Jianrong.0.1%乳酸鈣Benjakul 等的研究中也出現1214。本實(shí)驗結果表明，抗壞血酸、半胱氨酸及乳酸鈣和葡萄糖酸鈣對鳙魚(yú)魚(yú)糜的改良作用不是通過(guò)抑制其蛋白酶活性或激活其內源性TGase而起作用的?？箟难?、半胱氨酸可能是通過(guò)在凝膠前期抑制肌球蛋白分子中的活性巰基無(wú)序地氧化成二硫鍵，并使-部分氧化失去活性的巰基恢復活性而起作用的，這樣在凝膠過(guò)程中中國煤化工就有更多的活性巰基有序地氧化形成二硫鍵，從而提高魚(yú)糜的凝膠能力051。鈣鹽對鳙魚(yú)魚(yú)糜凝膠能力的影響則YHCNMHG可能是通過(guò)鈣離子的作用使魚(yú)糜蛋白形成蛋白質(zhì)-鈣-蛋.圖5魚(yú) 糜凝膠電鏡圖(1500 X)白質(zhì)交聯(lián)物而起作用，因為魚(yú)糜中的肌原纖維蛋白在魚(yú)Fig.5 Scanning electron microscopy of bighead surimi gels54 2004, VoL 25, No. 8食品學(xué)※基礎研究糜常態(tài)pH值(約7.0)時(shí)帶負電，因此，帶二價(jià)正離子的[5]周愛(ài)梅,黃文華,劉欣,等.轉谷氨酰胺酶對鳙魚(yú)魚(yú)糜凝Ca2+能在相鄰的蛋白質(zhì)分子的負電位置形成離子鍵[101。膠特性的影響[D].食品與發(fā)酵工業(yè), 2003, 29(8): 27-31.2.5還原劑和鈣鹽對鳙魚(yú)魚(yú)糜凝膠微觀(guān)結構的影響[6] Benjakul S, Visessanguan w, Srivilai C. Porcine plasma pro-tein as proteinase inhibitor in Bigeye Snapper (Priacanthus選取對照樣和分別添加有0.05%抗壞血酸、0.1% 半tayenus) muscle and surimi[J]. J Sci Food Agric, 2001, 81:胱氨酸、0.1%乳酸鈣、0.05% 葡萄糖酸鈣的鳙魚(yú)魚(yú)糜1039- 1046.凝膠進(jìn)行電鏡觀(guān)察，結果如圖5所示。由圖5可以看出，[7Chawla S P, Venugopal V, Nair P M. Gelation of proteins對照樣魚(yú)糜所形成的凝膠網(wǎng)絡(luò )結構松散、洞眼較多;而from washed muscle of threadfin bream (Nemipterus添加了還原劑和鈣鹽的魚(yú)糜形成的凝膠網(wǎng)絡(luò )結構比較致japonicus) under mild acidic conditions[]. J Food Sci, 1996,密、均勻。這從微觀(guān)結構進(jìn)一步說(shuō)明了這四種物質(zhì)對61(2): 362-366, 371.鳙魚(yú)魚(yú)糜是有效的彈性增強劑。[8Haejung A, Margo Y P, Thomas A S Roles of endogenousenzymes in surimi gelation[J]. Trends Food Sci Technol,3結論1996,71:321-327.抗壞血酸、半胱氨酸、乳酸鈣及葡萄糖酸鈣都[9Chan J k, Gill T A, Paulson A U. Themal aggregation ofmyosin subfragments from Cod and Hering[]. J Food Sci,可提高鳙魚(yú)魚(yú)糜的凝膠能力，表現在添加了這些化1993,58(5):1057-1061.合物的鳙魚(yú)魚(yú)糜凝膠具有較高的硬度、彈性、凝膠[10] ParkJ W. Surimi and Surimi Seafood[M]. New York: Marcel強度和持水性，其最適添加量依次為0.05%、0.1%、Dekker Inc, 2000. 237-265.0.1%和0.05%。此外，這些物質(zhì)對魚(yú)糜凝膠的顏色11] Benjakul s, Visessanguan W, Srivilai C. Porcine plasma pro-和白度不會(huì )產(chǎn)生不良影響。因此，四種添加劑都是teins as gel enhancer in surumi from Bigeye Snapper良好的鳙魚(yú)魚(yú)糜品質(zhì)改良劑，可在實(shí)際生產(chǎn)中推廣(Priacanthus Tayenus) []. J Food Biohem, 2001,25: 285-應用。305.[12] Benjakul s, Visessanguan W, Srivilai C. Gel properties of參考文獻:Bigeye Snapper (Priacanthus Tayenus) surimi as afectedby[1]張俊杰 曾慶孝.我國淡水魚(yú)魚(yú)糜的研究情況[D].食品與setting and porcine plasma proteins[]. JFood Quality, 2001,發(fā)酵工業(yè)，2002, 28(9): 57-63.24: 453-471.[2] Nabmgull L, Jac W P. Calcium compounds to improve gel[13] Benjakul s, Karoon s, Suwanno A. Inhibitory effect of le-quality of Pacific Whiting and Alaska Pollock surimi[I]. Jgume seed extracts on fish proteinases[J]. J Sci Food Agric,Food Sci, 1998, 63(6): 969-974.1999, 79:1875-1881.[3] Jianrong W, Ikuo K, Mikio S, et al. Effect of calcium ion[14] Benjakul s, Visessanguan W. Transglutaminase-mediatedconcentration on the gelling properties and transglutaminasesetting in Bigeye Snapper surimi (Priacanthus Tayenus andactivity of Walleye Pollack surimi paste[]. Fish Sci, 1994,Pariacanthus Macracanthus)[J]. Food Res Int, 2003,36:253-60(1): 107-113.266.[4] Yuwathida K. Improvement of gel quality of surimi from[15] Shann TJ, Lan C C, Ching Y T. New approach to improvingBigeye Snapper[D]. Songkla: Prince of Songkla University,the quality of minced fish products from freeze thawed CopThailand, 2001.and Mackerel[J]. J Food Sci, 1986,51(2): 310-312.荷蘭培育出倔遜量糖轉基園甜萊荷蘭科研人員最近利用基因工程技術(shù)，將甜菜中的蔗糖分子，轉變?yōu)楣厶欠肿?，從而培育出了可生產(chǎn)低熱量糖的轉基因甜菜。這種甜菜有望為廉價(jià)大量生產(chǎn)果聚糖提供方便。據介紹，果聚糖是由果糖形成的聚合物鏈，不容易被人體內的酶所消化?，F在，生產(chǎn)商主要是利用生化技術(shù)合成果聚糖或者從菊黃、洋姜之類(lèi)的植物中分離果聚糖，由于生產(chǎn)成本較昂貴，植物中提取的量又小，所以果聚糖的龐大市場(chǎng)-直未能打開(kāi)，而甜菜可大量生產(chǎn)蔗糖。為此，荷|中國煤化工生果聚糖的基因移植到甜菜.上，希望能利用甜菜高效的生產(chǎn)機能制造出果聚糖。該基因MHCNMH(二刮聚合物鏈的某種酶編碼。這種轉基因甜菜，可將90%的蔗糖轉化為長(cháng)度只有2~4個(gè)果帖單世時(shí)應木來(lái)餡力」，而它正是生產(chǎn)低熱量甜味劑的理想長(cháng)度。