吴润锋，袁美兰，赵 利*，陈丽丽，连玉梅，付文兰，温慧芳

（江西科技师范大学生命科学学院，国家淡水鱼加工技术研发分中心（南昌），江西 南昌 330013）

不同辅料对草鱼鱼糜品质的影响

吴润锋，袁美兰，赵 利*，陈丽丽，连玉梅，付文兰，温慧芳

（江西科技师范大学生命科学学院，国家淡水鱼加工技术研发分中心（南昌），江西 南昌 330013）

为了研究不同辅料对鱼糜品质的影响，以新鲜草鱼鱼糜为原料，分别加入糖类辅料和蛋白类辅料，对鱼糜的组织蛋白酶活性、pH值、凝胶强度、折叠柔韧性、持水性能和白度值进行测定。结果表明：不同辅料对草鱼鱼糜组织蛋白酶B、L产生不同抑制效果，对凝胶强度提升最大的辅料为蔗糖＋山梨醇；马铃薯淀粉加入草鱼鱼糜后，鱼糜凝胶的持水性最强；除紫山药和魔芋精粉外，其余辅料对鱼糜白度值的影响无显著性差异；马铃薯淀粉、蔗糖＋山梨醇、魔芋精粉和胶原蛋白能明显增强草鱼鱼糜折叠等级。

草鱼；辅料；鱼糜品质；组织蛋白酶

鱼糜辅料是当今鱼糜制品开发与研究的热点，对辅料的要求主要体现在两方面：一是市场价格便宜，加入鱼糜中能够降低制品的成本；二是能够提高鱼糜品质，使其口感和外观上更易被消费者接受。鱼糜凝胶劣化是内源性蛋白酶降解鱼肉蛋白所引起的凝胶结构破坏的现象，而已有众多研究者认为，引起鱼糜凝胶劣化现象主要是因为存在组织蛋白酶B、L[1]，防止鱼糜凝胶劣化已成为困扰鱼糜生产行业的主要技术难题，该问题也越来越得到生产者的重视。目前多采用改进漂洗工艺[2-3]、更新加热方式[4]、添加淀粉和非肌肉蛋白等多种措施改善鱼糜品质[5-7]。考虑到组织蛋白酶B、L是绝大多数鱼糜中的主要蛋白酶类[8]，因此，探索高效、安全的组织蛋白酶B、L的抑制剂，对于鱼糜加工行业具有十分重要的应用价值和广阔前景。

近年来，马铃薯淀粉、牛血浆及蛋清粉等食品辅料被广泛的用于鱼糜生产[9-10]。有人认为，由于牛血浆蛋白不仅能够抑制蛋白酶活性，还可以与蛋白发生交联作用[11]，因此它被认为是目前最为有效的蛋白酶抑制剂，但是它因疯牛病的危害而被禁用[12]，而蛋清粉最大的不足就是会使鱼糜产生不良风味和色泽[13]，而且近年来禽流感病毒的传播也导致蛋清粉的使用受限，因此需要探索其他辅料以改善鱼糜品质。目前研究者大多认为辅料在鱼糜中主要有四方面的功能：一是能够作为组织蛋白酶抑制剂降低鱼糜凝胶劣化程度[14]；二是增加鱼糜的持水性，比如磷酸盐[12,15]；三是能作为鱼糜填充物或凝胶介质[14]；四是使鱼糜形成更稳固的三维网状蛋白凝胶结构[16]。

本实验以草鱼为研究对象，比较不同辅料对草鱼鱼糜品质的影响。选择了以下几种辅料：马铃薯淀粉、蔗糖＋山梨醇、百合粉、紫山药、葛粉、魔芋精粉、胶原蛋白、大豆蛋白、乳清蛋白和鱼头酶解物。目前研究者已发现多种能改善鱼糜品质的辅料[17]，但是系统比较糖类和蛋白类辅料的研究还未见报道。本研究主要将上述辅料分为糖类和蛋白类两大类，分别将它们加入鱼糜后测定几个主要理化指标，以阐述糖类辅料和蛋白辅料各自对鱼糜品质影响的特点。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 材料

草鱼：活鱼，购自南昌市下罗菜市场，体质量1 000～1 500 g，用铁棒击晕后在30 min内冰镇贮运至实验室。

糖类辅料：马铃薯淀粉 农贸市场；百合粉、紫山药粉、葛粉 南昌市经济技术开发区枫林大道乐买佳超市；魔芋精粉、蔗糖、山梨醇 南昌市长城生物制剂有限公司。

蛋白类辅料：鱼皮胶原蛋白和鱼头酶解物 江西科技师范大学国家淡水鱼加工技术研发分中心（南昌）；大豆蛋白 农贸市场；乳清蛋白 南昌市宝灵生物制剂有限公司。

1.1.2 试剂

苄氧羰基-精氨酰-精氨酰-酰胺甲基香豆素（Z-Arg-Arg-AMC）、苄氧羰基-苯丙氨酰-精氨酰-酰胺-甲基香豆素 （benzyloxycarbonyl-L-phenylalany-L-arginyl-4-methyl-7-coumarylamide，Z-Phe-Arg-AMC）、十二烷基聚乙二醇醚（Brij35）、酰氨甲基香豆素（7-amino-4-methylcoumarin，AMC） 美国Sigma公司；二甲基亚砜（dimethyl sulfoxide，DMSO） 北京Solarbio公司；其他试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

TJ12-H型绞肉机 广东恒联食品机械有限公司；JJ1000型精密电子天平 常熟双杰仪器厂；RW 20型悬臂搅拌器、T25 basic型分散机 德国IKA公司；Vortex-Genie 2型涡旋振荡器 美国Scientific Industries公司；F-2700型荧光分光光度计 日本Hitachi公司；Delta320 pH计 瑞士Mettler Toledo公司；Multifuge X1R型台式高速冷冻离心机 德国Thermo Scientific公司；WSC-S型色差计 上海精密科学仪器有限公司；CT3型质构仪美国Brookfield公司；HHS-型恒温电热水浴锅 上海博讯实业有限公司医疗设备厂。

1.3 方法

1.3.1 鱼糜凝胶制备工艺流程

原料鱼→预处理→清洗→采肉→漂洗→脱水→原料鱼糜→加辅料擂溃→成型（灌肠）→40℃水浴30 min→90℃水浴30 min→冷却→鱼糜凝胶样品

1.3.2 鱼糜凝胶特性的测定

将原料鱼糜分为若干组，分别加入占鱼糜质量3%的不同辅料，充分擂溃后，进行以下实验。

1.3.2.1 不同辅料对组织蛋白酶B、L活性的抑制

组织蛋白酶B、L活性测定参考Barrett等[18]的方法，略加改动。含辅料的鱼糜用4倍体积的50 mmol/L、pH 5.0的乙酸盐缓冲液匀浆，于4℃、12 000 r/min离心20 min，取上清液作为粗提酶液。

分别以组织蛋白酶B、L的特异性荧光合成肽底物Z-Arg-Arg-AMC、Z-Phe-Arg-AMC测定粗提液中组织蛋白酶B、L的肽水解活性。取250 μL粗提酶液，用Brij35稀释至500 μL，然后加入250 μL 0.4 mol/L的磷酸盐反应缓冲液（组织蛋白酶B：pH 6.0；组织蛋白酶L：pH 5.5），40℃预热2 min，然后加入底物（最终浓度为5 μmol/L）。40℃准确反应10 min后加入1 mL终止液（100 mmol/L氯乙酸钠、30 mmol/L乙酸钠、70 mmol/L乙酸，pH 4.3）。用荧光分光光度计于激发波长350 nm、发射波长450 nm条件下测定AMC的释放量。对照管中先加入终止液。

一个酶活力单位定义为在反应温度（40℃）及反应pH值条件下，1 min内能够水解底物并释放出1 nmol AMC的酶的量。

1.3.2.2 鱼糜pH值的测定

称取不同辅料各5 g，各加入45 mL蒸馏水，充分搅匀，用pH计测定辅料的pH值。称取含3%辅料的各鱼糜样品5 g，研磨成匀浆，然后溶于45 g蒸馏水中，充分浸提后，用pH计测定样品的pH值。

1.3.3 草鱼鱼糜中加入辅料后凝胶特性的测定

将1.3.2节中的每组鱼糜样品分别进行灌肠，再凝胶化，得到含不同辅料的凝胶，分别进行以下实验。

1.3.3.1 鱼糜凝胶强度的测定

将鱼糜凝胶切成25 mm厚的片段，用CT3型质构仪测压缩型凝胶强度，选TA35探头，检测速度为1.0 mm/s，凝胶强度表示为穿刺强度（g）与刺破鱼糜凝胶时探头所走距离（mm）的乘积，单位为g•mm。每样做12组平行。

1.3.3.2 鱼糜凝胶持水性测定

将鱼糜凝胶切成5 mm厚的片段并称其质量，在滤纸间用5 kg的质量压榨2 min，压榨完后取出并称其质量，按以下公式计算持水性[19]。压出水分越多，表示鱼糜凝胶的持水性越差。

式中：m0为鱼糜凝胶压榨前质量/g；m1为鱼糜凝胶压榨后质量/g。

1.3.3.3 鱼糜凝胶白度值测定

将鱼糜凝胶样品在4℃静置24 h，切成0.5 mm的薄片，用WSC-S测色色差仪测定样品白度。采用亨氏白度计算方法[20]。

1.3.3.4 鱼糜凝胶折叠性实验

将鱼糜凝胶样品切成5 mm的薄片，进行弯曲折叠，按表1方法给以定级评价[21]。

表1 鱼糜凝胶评级标准Table 1 Grading standard of surimi gel

1.4 数据分析

实验数据用Microsoft Office 2010软件进行处理。

2 结果与分析

2.1 不同辅料对组织蛋白酶的抑制情况

图1 不同辅料对草鱼鱼糜组织蛋白酶B残留率的影响Fig.1 Residual activity of cathepsin B in grass carp surimi with different additives

由图1可知，组织蛋白酶B的残留率越低，则抑制效果越好。糖类辅料中，对组织蛋白酶B抑制较好的为百合粉，其抑制率约为35%，其余几种糖类辅料几乎无明显抑制效果。蛋白类辅料中，抑制效果最好的为胶原蛋白，抑制率约为84%，大豆蛋白和乳清蛋白抑制效果相近，约为47%，鱼头酶解物对组织蛋白酶B的抑制效果较差，抑制率仅为约5%。总体看来，蛋白类辅料对组织蛋白酶B的抑制效果普遍好于糖类辅料。

图2 不同辅料对草鱼鱼糜组织蛋白酶L残留率的影响Fig.2 Residual activity of cathepsin L in grass carp surimi with different additives

由图2可知，糖类辅料中，对组织蛋白酶L抑制较好的为紫山药，其抑制率约为54%，其余几种抑制效果均不明显。蛋白类辅料中，抑制效果较好的为胶原蛋白、大豆蛋白、乳清蛋白，抑制率均接近80%，鱼头酶解物对组织蛋白酶L的抑制效果仍较差，抑制率约为20%。同样，蛋白类辅料对组织蛋白酶L的抑制效果普遍好于糖类辅料。

上述结果表明不同辅料对草鱼鱼糜组织蛋白酶B、L活性抑制率不同，经过初步筛选，胶原蛋白对组织蛋白酶B、L抑制效果均比较好，这可能由两方面的原因造成：一是胶原蛋白与组织蛋白酶B、L争夺活性位点的能力较强，抑制了组织蛋白酶B、L的活性；二是胶原蛋白加入后引起鱼糜蛋白间化学作用力的变化，同时也导致部分组织蛋白酶B、L自身结构发生变化，降低了活性。刘欢等[14]分别在鲢鱼鱼糜中加入质量分数分别为3%乳清蛋白浓缩物、3%蛋清粉、3%牛血浆蛋白和3%马铃薯淀粉后发现，它们对组织蛋白酶B的抑制率分别为35%、35%、36%、29%，对组织蛋白酶L的抑制率分别为28%、32%、40%、23%。Weerasinghe等[9]指出，乳清蛋白浓缩物、蛋清粉、牛血浆蛋白和马铃薯淀粉中含有一些能与鱼肉蛋白酶争夺活性位点的特殊抑制剂。因此，不同辅料可能与鱼糜组织蛋白酶争夺活性位点的能力不同而造成了抑制率不同。

2.2 不同辅料对草鱼鱼糜pH值的影响

由表2可知，不同辅料的pH值有所差异。糖类辅料中只有马铃薯淀粉pH值接近中性，为7.02，其余5种pH值均在5～6范围内。蛋白类辅料中，胶原蛋白pH值为4.04，与其他三者的pH值接近中性相比差异较大，但加入鱼糜中的比例较低，仅为3%，并不会对产品的pH值产生显著影响。草鱼鱼糜加入3%的不同辅料后，pH值均在6.30～6.70范围内，差异不大，均在作为鱼糜原料的适宜pH值范围内[17]。

表2 不同pH值的辅料加入后对草鱼鱼糜pH值的影响Table 2 Effects of different additive agents on pH of grass carp surimi

注：同列小写字母不同表示差异显著（P＜0.05）。下同。

辅料辅料pH加入3%辅料后pH马铃薯淀粉7.02±0.02c6.36±0.03c蔗糖+山梨醇5.31±0.04f6.46±0.02b百合粉5.95±0.02e6.54±0.01b紫山药5.89±0.07e6.56±0.01b葛粉5.27±0.05f6.55±0.02b魔芋精粉5.24±0.02f6.56±0.03b胶原蛋白4.04±0.09g6.50±0.04b大豆蛋白7.55±0.04a6.67±0.04a乳清蛋白6.36±0.03d6.55±0.04b鱼头酶解物7.25±0.01b6.59±0.02b

2.3 不同辅料对草鱼鱼糜凝胶强度、持水性及白度值的影响

表3 不同辅料对草鱼鱼糜凝胶强度、持水性和白度值的影响Table 3 Effects of different additive agents on gel strength, waterholding capacity and whiteness of grass carp surimi

表3 不同辅料对草鱼鱼糜凝胶强度、持水性和白度值的影响Table 3 Effects of different additive agents on gel strength, waterholding capacity and whiteness of grass carp surimi

辅料凝胶强度/（g·mm）持水性/%白度对照1 335.79±30.65f2.78±0.23c77.86±1.24a马铃薯淀粉2 613.11±437.77b1.58±0.04h73.94±1.71a蔗糖＋山梨醇3 265.56±354.70a2.48±0.20d75.18±1.27a百合粉2 423.95±573.51b1.86±0.21g73.92±0.51a紫山药1 642.13±143.82e2.18±0.05f60.80±1.42c葛粉2 543.12±387.27b2.07±0.08f75.23±1.59a魔芋精粉2 624.83±596.19b3.80±0.12b63.57±2.10b胶原蛋白2 065.91±376.63c2.36±0.23e72.65±1.55a大豆蛋白1 875.16±226.59d2.01±0.25f72.09±0.40a乳清蛋白1 684.40±256.24e2.21±0.16f77.39±0.46a鱼头酶解物436.75±81.52g4.50±0.43a66.17±0.54b

由表3可知，糖类辅料中，加入3%蔗糖＋山梨醇后的鱼糜凝胶强度最高，加入马铃薯淀粉、百合粉、葛粉和魔芋精粉后草鱼鱼糜的凝胶强度大小接近，无显著性差异，紫山药组的凝胶强度则显著小于其他糖类辅料。蛋白类辅料中，分别加入3%辅料后，鱼糜凝胶强度大小顺序为：胶原蛋白组＞大豆蛋白组＞乳清蛋白组＞鱼头酶解物组。所有辅料中，仅鱼头酶解物组的凝胶强度小于对照组，其余组凝胶强度均大于对照组，鱼头酶解物中可能含有能激发鱼糜组织蛋白酶的物质以及能将鱼糜肌原纤维蛋白降解的物质，对草鱼鱼糜凝胶强度产生负面影响，不宜应用于草鱼鱼糜。加入不同辅料的鱼糜凝胶强度有所差异，这是由于鱼糜凝胶强度构成的主要因素是鱼糜肌原纤维蛋白之间形成的三维结构，而不同辅料对稳固这种三维结构的能力是不同的。因此，经过比较，糖类和蛋白类辅料中能最大限度提高鱼糜凝胶强度的分别为蔗糖＋山梨醇和胶原蛋白。

10种辅料对鱼糜持水性的影响中，仅魔芋精粉组和鱼头酶解物组持水性次于对照组，其余组持水性均强于对照组，这是因为不同辅料对水分的保持能力和对外加水分的水合能力不同，造成了鱼糜凝胶的水结合能力产生差异。通过筛选，最能提高草鱼鱼糜凝胶持水性的辅料为马铃薯淀粉。

通过表3还可看出，加入不同辅料后鱼糜白度值均有不同幅度下降，其中加入紫山药、魔芋精粉和鱼头酶解物后，鱼糜白度值均有显著下降，其余辅料组白度值变化并不显著，乳清蛋白组的白度值与对照组最接近。因此不同的辅料加入鱼糜后白度值会出现差异，这是由不同辅料本身的颜色造成的。

2.4 不同辅料对草鱼鱼糜凝胶折叠效果的影响

表4 不同辅料对草鱼鱼糜凝胶折叠效果的影响Table 4 Effects of different additive agents on folding efficiency of grass carp surimi

由表4可知，10种辅料加入草鱼鱼糜中后，折叠等级最高的为马铃薯淀粉、蔗糖＋山梨醇及魔芋精粉，达到AA级；其次为胶原蛋白组，等级为A；百合粉组等级为B，其余组均未对鱼糜折叠效果起加强作用。折叠实验结果表明，含不同辅料的鱼糜凝胶强度大小与折叠等级并不一致，这是因为鱼糜凝胶强度的增加主要为破断强度的增加，而折叠等级增加主要为三维结构的致密性增加。

3 结 论

3.1 加入不同辅料后，对草鱼鱼糜组织蛋白酶B、L产生了不同抑制效果。糖类辅料中对组织蛋白酶B抑制效果较好的为百合粉，抑制率为35%，对组织蛋白酶L抑制效果较好的为紫山药，抑制率为54%。蛋白类辅料对组织蛋白酶B抑制效果较好的为胶原蛋白，抑制率达到84%，胶原蛋白、大豆蛋白和乳清蛋白对组织蛋白酶L抑制效果均较好，抑制率约为80%。经过筛选比较，胶原蛋白为效果较优的组织蛋白酶B、L的抑制剂。

3.2 通过不同辅料对草鱼鱼糜理化性质的研究发现：不同辅料加入后草鱼鱼糜pH值差异并不显著，且均在鱼糜加工的最适pH值范围内；对草鱼鱼糜凝胶强度影响较大的糖类辅料为蔗糖＋山梨醇，蛋白类辅料为胶原蛋白；马铃薯淀粉加入草鱼鱼糜后，其凝胶的持水性最强；除紫山药、魔芋精粉及鱼头酶解物外，其余辅料对鱼糜白度值影响无显著性差异；马铃薯淀粉、蔗糖＋山梨醇、魔芋精粉和胶原蛋白能显著增强草鱼鱼糜折叠等级。

[1] JIANG S T, LEE J J, CHEN H. Proteolysis of actomyosin by cathepsins B, L, L-like and H from mackerel (Scomber australasicus)[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 1996, 44(3): 769-773.

[2] 孙保华, 耿欣, 高兴华, 等. 不同漂洗方法对链鱼鱼糜凝胶特性的影响[J]. 食品工业, 2002, 23(1): 42-44.

[3] 方碧春. 鲤、草、鲢、鳙背肌中组织蛋白酶B、H、L初探[D]. 北京: 中国农业大学, 2001.

[4] 江善宗. 生物技术在水产食品加工之应用: 利用生物技术生产鱼肉蛋白降解抑制剂[J]. 福州大学学报: 自然科学版, 2002(增刊1): 676-685.

[5] 秦中庆, 王美芳, 薛英杰, 等. 小麦淀粉品质的研究[J]. 粮食与饲料工业, 2001(11): 6-9.

[6] PARK J W, YONGSAWATDIGUL J, LIN T M. Rheological behavior and potential cross-linking of Pacific Whiting (Merluccius productus) surimi gel[J]. Journal of Food Science, 1994, 59(4): 773-776.

[7] WEERASINGHE V C, MORRISSEY M T, AN H. Characterization of cctive components in food-grade proteinase inhibitors for surimi manufacture[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 1996, 44(9): 2584-2590.

[8] LOU X, WANG C, XIONG Y L, et al. Gelation characteristics of paddlefish (Polyodon spathula) surimi under different heating conditions[J]. Journal of Food Science, 2000, 65(3): 394-398.

[9] WEERASINGHE V C, MORRISSEY M T, CHUNG Y C, et al. Whey proteins concentrate as a proteinase inhibitor in Pacific Whiting surimi[J]. Journal of Food Science, 1996, 61(2): 367-371.

[10] 刘欢, 马兵, 宋怿, 等. 几种食品辅料抑制鲢鱼组织蛋白酶B、L、H参与鱼糜凝胶软化的研究[J]. 食品科技, 2010, 35(11): 150-154.

[11] KANG I S, LANIER T C. Bovine plasma protein functions in surimi gelation compared with cysteine protein inhibitors[J]. Journal of Food Science, 1999, 64(5): 842-846.

[12] PARK J W. Surimi and surimi seafood[M]. Boca Raton: CRC Press, 2005: 33-106; 227.

[13] BENJAKUL S, VISESSANGUAN W, TUEKSUBAN J, et al. Effect of some protein additives on proteolysis and gel-forming ability of lizardfish (Saurida tumbil)[J]. Food Hydrocolloids, 2004, 18(3): 395-401.

[14] 刘欢. 鲢鱼鱼糜凝胶软化相关内源组织蛋白酶B、L、H的纯化及性质研究[D]. 北京: 中国农业大学, 2008.

[15] 汪学荣, 周维禄. 复合磷酸盐对鱼糜制品的保水效果研究[J]. 食品科技, 2002, 27(9): 50-51.

[16] PHATCHARAT S, BENJAKUL S, VISESSANGUAN W. Effects of washing with oxidising agents on the gel-forming ability and physicochemical properties of surimi produced from bigeye snapper (Priacanthus tayenus) [J]. Food Chemistry, 2006, 98(3): 431-439.

[17] 陈艳. 鱼肉肌原纤维凝胶的modori产生机理研究[D]. 杭州: 浙江工业大学, 2001.

[18] BARRETT A J, KIRSCHKE H. Cathepsin B, cathepsin H, and cathepsin L[J]. Methods in Enzymology, 1981, 80: 535-561.

[19] 曲楠. 优质罗非鱼鱼糜的研究[D]. 青岛: 中国海洋大学, 2011.

[20] 沈月新. 水产食品学[M]. 北京: 中国农业出版社, 2001.

[21] 严菁. 转谷氨酰胺酶对淡水鱼糜凝胶特性的影响[D]. 武汉: 华中农业大学, 2003.

Effects of Different Additive Agents on Grass Carp Surimi Quality

WU Run-feng, YUAN Mei-lan, ZHAO Li*, CHEN Li-li, LIAN Yu-mei, FU Wen-lan, WEN Hui-fang
(National R&D Branch Center for Conventional Freshwater Fish Processing, School of Life Science, Jiangxi Science and Technology Normal University, Nanchang 330013, China)

The effects of different additives on surimi quality were investigated by measuring the activities of cathepsin B, H and L, pH, gel strength and folding flexibility, water-holding capacity and whiteness of grass carp surimi added with several saccharide and protein additives separately. Results indicated that different additives had different inhibitory effects on the activities of cathepsin B and L in grass carp surimi. Sucrose plus sorbite resulted in the greatest increase in surimi gel strength. Grass carp surimi had the highest water-holding capacity upon the addition of potato starch. All additives tested except purple yam and refined kojac powder had no significant effect on surimi whiteness, but potato starch, sucrose plus sorbite, refined kojac powder and collagen could remarkably enhance the folding efficiency of grass carp surimi.

grass carp; additive; surimi quality; cathepsin

TS254.4

A

1002-6630（2014）07-0053-05

10.7506/spkx1002-6630-201407011

2013-04-25

江西省高等学校科技落地计划项目（KJLD12009）

吴润锋（1987—），男，硕士研究生，研究方向为食品化学。E-mail：fzdg12345@126.com

*通信作者：赵利（1967—），女，教授，博士，研究方向为食品化学。E-mail：lizhao618@hotmail.com