鲍佳彤,杨淇越,宁云霞,梁丽雅,李 玲,马俪珍

(天津农学院食品科学与生物工程学院,国家大宗淡水鱼加工技术研发分中心,天津 300384)

鱼糜制品是水产品精深加工中一项重要的产业,因其脂肪含量低、蛋白质含量高、营养结构合理等特点而深受消费者青睐。鱼糜制品的品质主要取决于所用原料鱼糜的凝胶形成能力,而凝胶形成能力又与鱼种、加工条件、加工方式以及外源添加物的种类等有关。国内外增加鱼糜制品凝胶特性的方法大致分为两种:一种方法是优化鱼糜制品的加工工艺,其中漂洗是提高鱼糜凝胶性能的一种有效方法,但是漂洗会导致大约20%～30%水溶性蛋白流失[1],大量漂洗水还易造成水资源浪费和环境污染[2],而且漂洗过程会去掉大部分脂肪,所以在加工鱼糜制品时,常常加入鸡皮、鸭皮或肥膘等脂肪来增强鱼糜制品的香味。如果不经过漂洗工艺,直接将采得的鱼肉块作为原料利用,这样不仅可以减少营养成分流失,还可以降低环保压力和设备投入,提高企业经济效益,但会影响鱼糜的凝胶形成能力。另一种方法是在鱼糜擂溃过程中添加蛋白酶抑制剂或其他蛋白添加物,降低鱼糜制品中组织蛋白酶的活性,如大豆分离蛋白(soybean protein isolation,SPI)、蛋清蛋白(egg white protein,EWP)、浓缩乳清蛋白(whey protein concentrate,WPC)等非肌肉蛋白[3-5],并且非肌肉蛋白还能起到弹性增强剂的作用,改善鱼糜制品的质构特性[6]。陈瑜等[7]研究发现,在日本黄姑鱼鱼糜凝胶中加入2%的SPI能使其凝胶强度达到最大值;夏培浩等[8]研究指出,竹荚鱼鱼糜的凝胶特性随着WPC添加量的增加(1%～5%)而升高,并且WPC能有效抑制竹荚鱼鱼糜的凝胶劣化现象。许亚彬等[9]研究表明,在白鲢鱼鱼糜中添加8%的EWP能将其凝胶强度从5866.4 g·mm增加到6967.2 g·mm。但非肌肉蛋白对不同类别鱼糜的凝胶特性影响不同,如在高质量鱼糜中加入非肌肉蛋白质会降低其凝胶特性,而在低质量的鱼糜中加入这些蛋白却能显著改善其凝胶特性[10]。目前非肌肉蛋白对未漂洗革胡子鲶鱼(Clariasgariepinus,CG)鱼糜凝胶特性的影响鲜有报道。

相对其它淡水鱼,CG养殖成本低,无肌间骨。本试验以这种未经漂洗处理的CG鱼糜为研究对象,在添加0.4%转谷氨酰胺酶(transglutaminase,TGase)和20 mmol/kg CaCl2基础上,再分别添加3种不同浓度的非肌肉蛋白(SPI、WPC和EWP),研究其对CG鱼糜的凝胶特性、色泽、持水力、微观结构、动态流变学性质、水分迁移变化规律等品质特性的影响,为开拓新的鱼糜制品原料来源提供数据支持。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

CG 体重1.5～1.6 kg,体长40～42 cm,天津市德仁农业发展有限公司养殖,红旗农贸综合水产批发市场销售;TGase 活力100 U/g,江苏一鸣生物股份有限公司;食盐、白糖 天津市红旗农贸市场;复合磷酸盐、山梨糖醇 江阴连盛化工有限公司;塑料肠衣 天津市汇润泽塑料包装制品有限公司;EWP 纯度99%,河南万邦实业有限公司;WPC,纯度80% Arla Foods Ingredients;SPI 阳市得天力食品有限公司;ELISA鱼谷酰胺转氨酶酶联免疫试剂盒 上海酶联生物;氯化钙(CaCl2) 天津市光复科技发展有限公司;磷酸缓冲溶液(Phosphate buffer solution,PBS) 分析纯,Solarbio。

CM-14斩拌机 西班牙美卡公司;CM-5色差仪 日本Konica Minolta公司;TA-XT plus物性测定仪 英国Stable Micro System公司;FA-25匀浆机 上海弗洛克液体机械制造有限公司;PQ-001核磁共振分析仪 上海纽迈电子科技有限公司;BZZT-IV-90蒸煮桶 嘉兴艾博实业有限公司;IMS-50制冰机 河南兄弟仪器设备有限公司;BJRJ-82绞肉机 浙江嘉兴艾博实业有限公司;ST-40R冷冻离心机 德国Thermo-fisher公司;SDX-1全自动风冷速冻箱 天津市特斯达食品机械科技有限公司;Phenom Pro台式扫描电镜 Phenom word BV;Discovery流变仪 美国TA仪器;3001-1339 VarioskanFlash酶标仪 美国Thermo公司;CLC-B2V-M/CLC 111-TV恒温恒湿培养箱 艾力特国际贸易有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 CG鱼糜的制备 将鲜活CG先放入冰水(4～6 ℃)中降温10～15 min,然后宰杀、剥下鱼皮,最后用锋利刀切割即可得到鱼肉块,将得到的鱼肉块不经过传统冷冻鱼糜生产的漂洗、脱水、精滤等工艺过程,而是立即放入碎冰中降温,待鱼肉块温度降为10 ℃以下,从碎冰中取出,用干净纱布擦去表面水分,放入-35 ℃速冻箱预冻30～50 min,至手感略硬(中心温度大约-3 ℃左右)时,取出放入绞肉机中绞碎(筛板8 mm),再放入斩拌机中,加入冷冻防护剂(0.25%复合磷酸盐、0.04%山梨糖醇、5%蔗糖)高速斩拌3～5 min至鱼糜细腻有光泽,即为CG鱼糜(经测定,水分含量为60.57%)。将其分装放入速冻箱中速冻2 h,将得到的CG冷冻鱼糜放入-18 ℃冷库中贮存,作为后续试验的原料使用,本试验设计中所用的这一原料冷冻时间为20 d。

1.2.2 CG鱼糜凝胶的制备 取半解冻的CG冷冻鱼糜切成小块,利用斩拌机经空擂1 min、盐擂3 min后,加入TGase、CaCl2和SPI(2%-SPIL、5%-SPIM、7%-SPIH)、EWP(0.1%-EWPL、0.3%-EWPM、0.5%-EWPH)、WPC(0.2%-WPCL、0.4%-WPCM、0.6%-WPCH)继续斩拌4 min,鱼糜最终水分含量控制在75%,整个实验过程鱼糜温度控制12 ℃以下。将斩拌好的鱼糜利用直径3.5 cm塑料肠衣灌装后,采用两段式加热方式[11],先在40 ℃下加热1 h后再在90 ℃下加热30 min制成CG鱼糜凝胶,用冰水快速冷却后,放入4 ℃中冷藏。于3 d内测定完成持水力、白度、低场核磁共振(Low-field nuclear magnetic resonance,LF-NMR)、动态流变、扫描电镜等指标;凝胶强度测定前需要将样品放在20 ℃恒温箱中保存12 h。

1.2.3 试验设计方案 通过前期预实验和三种非肌肉蛋白推荐添加量,设计本试验分10组,按照CG鱼糜凝胶制备的方法(1.2.2)进行,空白对照组(CK组)只在CG冷冻鱼糜中加入2.2%食盐、0.4% TGase、20 mmol/kg CaCl2和12.68%的冰水,其余9个试验组在CK组的基础上分别加入不同浓度的SPI、WPC或EWP,其中SPI添加量分别为CG鱼糜肉重的2%、5%、7%,依次记为SPIL、SPIM、SPIH;EWP添加量分别为CG鱼糜肉重的0.1%、0.3%、0.5%,依次记为EWPL、EWPM、EWPH;WPC添加量分别为CG鱼糜肉重的0.2%、0.4%、0.6%,依次记为WPCL、WPCM、WPCH。

1.2.4 指标测定方法

1.2.4.1 凝胶特性的测定 将样品切成高25 mm的圆柱体,使用物性测定仪,P/5S球行探头,设置测前速率1.00 mm/s、测中速率1.10 mm/s、测后速率10.00 mm/s,位移15 mm,触发力10 g。测试结果选择凝胶曲线上第1个峰所在位置的破断强度(g),对应的距离为破断距离(mm),其中破断强度反映了鱼糜凝胶的硬度,破断距离反映了鱼糜凝胶的弹性。二者乘积即为凝胶强度(g·mm)。每个处理组包含10个平行试样,结果取平均值。

1.2.4.2 持水力测定 将样品切成厚约3 mm的薄片,称取样品质量,记为m1;用滤纸包住样品放入10 mL离心管中,在15 ℃、2000×g条件下离心10 min,离心结束后立即取下滤纸,测定离心后样品的质量,记为m2,每个样品平行测定3 次。持水力按照下式计算。

1.2.4.3 白度值测定 样品置于室温下平衡温度2 h并搅碎,采用色差仪测定样品的L*(透明度),a*(+a*表示样品偏红,-a*表示样品偏绿)和b*(+b*表示样品偏黄,-b*表示样品偏蓝),测定前用标准白板对色差仪进行校正。每个处理组包含3个平行试样,结果取3个试样的平均值。白度值计算公式如下:

1.2.4.4 LF-NMR弛豫时间T2和各个区间氢质子的相对含量P2测定 参照Pan等[12]的方法稍作修改,测定使用纽迈PQ-001型核磁共振成像仪。先放入油样,进行单次采样,再将样品放入直径15 mm核磁管底部,放入分析仪中。采用CPMG序列进行测量。测试参数为:质子共振频率为22 MHz,90度脉宽(Pulse 1,P1)为15.00 us,重复采样等待时间(Time Wait,TW)为4000 ms,回波时间(Echo Time,TE)为0.3 ms,回波个数(Number of Echoes,NECH)为2000,采样频率200 Hz,累计采样,检测结束后使用仪器自带Multi Exp InvAnalysis软件进行反演便可得到样品的T2弛豫信息和T2横向弛豫时间波谱图。T2的积分面积所占总积分面积的百分比用P2表示,代表了各个区间氢质子的相对含量。每个样品重复测定5次,结果取平均值。

1.2.4.5 动态流变学特性的测定 测定此指标的样品为擂溃后得到的各组鱼糜馅料。参照Xue等[13]的方法,稍作修改。采用40 mm平板测试,将待测样品均匀涂布于测试平台。测试参数为:采用温度扫描模式,振荡频率为0.1 Hz,应变1.0%,平行板的间距为1 mm,升温扫描范围为20～90 ℃,升温速率为 2.0 ℃/min,测定升温过程中储能模量(G′)和损耗模量(G″)的变化。每个样品做三个平行样,结果取平均值。

1.2.4.6 CG鱼糜中TGase活力的测定 测定此指标的样品为擂溃后得到的各组鱼糜馅料。使用ELISA鱼谷酰胺转氨酶酶联免疫试剂盒测定CG鱼糜中TGase活力。称取样品0.020 g(精确到0.0001 g),加入9倍PBS(pH7.4),用匀浆机将样品匀浆充分(16000 r/min)。离心20 min(3000 r/min),收集上清液。在酶标包被板上设置标准品孔、样品孔和空白孔,按照说明书的操作步骤依次进行加样、加酶、温育、配液、洗涤。再进行显色、终止,最后测定,以空白孔调零,450 nm 波长依序测量各孔的吸光度(OD 值)。测定应在加终止液后15 min以内进行。

1.2.4.7 微观结构的测定 将样品切成2 mm厚的小块样品,然后将其置于滴了包埋剂的样品台上,调节样品台至低于样品杯2 mm,设置冷台温度为-15 ℃,待温度降低即可测定。测定参数:加速电压:高分辨(10 kW),束流强度:能谱点扫,探头模式:背散射,实时观察参数:684 high,照片存储参数:1024 high,放大1000倍。

1.3 数据处理

运用Microsoft Excel 2003软件整理试验数据及分析标准偏差,使用Statistic 8.1软件进行显著性分析,使用SigmaPlot 10.0软件进行绘图。

2 结果与分析

2.1 三种非肌肉蛋白对CG鱼糜凝胶特性的影响

三种非肌肉蛋白对CG鱼糜凝胶特性的影响结果见表1、表2和表3所示。

由表1可以看出,随着SPI添加量的增加,SPIL组和SPIH组的凝胶强度与CK组相比,均未发生显著变化(P>0.05),而SPIM组则显著降低(P<0.05),这是因为破断距离显著降低的缘故(P<0.05)。虽然SPIH组凝胶强度未降低,但过高的SPI会阻碍肌球蛋白分子之间形成凝胶的能力[14],干扰鱼糜凝胶网络结构的形成,使CG鱼糜凝胶破断力比CK组增加25.02%(P<0.05),破断距离比CK组降低13.04%(P<0.05),表现为CG凝胶硬而无弹性,此结果与陈海华等[15]的报道一致。

表1 SPI添加量对CG鱼糜凝胶特性的影响

从表2可以看出,随着EWP添加量(0.1～0.5%)的增加,低浓度时CG鱼糜凝胶强度变化不显著(P>0.05),当增加到最大值(0.5%)时,EWPH组鱼糜凝胶的破断力和凝胶强度显著高于其它三组(P<0.05),这说明EWP主要通过影响鱼糜凝胶的破断力来改变其凝胶强度[9]。

表2 EWP添加量对CG鱼糜凝胶特性的影响

从表3可以看出,WPCL组的CG鱼糜凝胶的凝胶强度、破断力和破断距离分别比CK组增加27.20%、12.69%和12.92%(P<0.05),凝胶强度达到本试验设计所有组中最高值(4149.31 g·mm),这主要是因为适量的WPC在填充CG鱼糜凝胶网状结构的空隙,加固了鱼糜凝胶结构[14]的同时,抑制了内源性的热激活蛋白酶的活性,进一步稳定了的凝胶结构[16]。但当再提高WPC的添加量时,CG鱼糜的凝胶强度、破断力和破断距离均下降至与CK差异不显著(P>0.05)。王冬妮等[17]得出WPC对鱿鱼鱼糜凝胶强度无改善作用,而本试验发现较低浓度的WPC对CG鱼糜的凝胶特性有较好的促进作用,但添加浓度提高时这种作用反而不明显,这说明高浓度的WPC阻碍了CG凝胶网络的结构形成,导致鱼糜凝胶变脆。

表3 WPC添加量对CG鱼糜凝胶特性的影响

以上结果表明,三种非肌肉蛋白对CG鱼糜凝胶特性影响不同,其中高浓度SPI的添加会使鱼糜变硬变脆,而添加0.5% EWP和0.2% WPC的CG鱼糜凝胶特性较好。

2.2 三种非肌肉蛋白对CG鱼糜凝胶持水性的影响

从图1可知,随着SPI、EWP、WPC添加量的增加CG鱼糜凝胶的持水性均不同程度地呈上升趋势。由图1A可以看出,当SPI添加量为2%(SPIL组)时,CG鱼糜凝胶的持水性较CK组增加了5.40%(P<0.05),继续增加SPI的添加量,SPIH组的持水性达到所有处理组中的最高值(86.64%),差异达显著水平(P<0.05)。由图1B可知,在0.1%～0.5%的EWP添加范围内,CG鱼糜凝胶的持水力显著高于CK组(P<0.05),这一结果与Jafarpoua[18]研究得出EWP能提高鱼糜凝胶持水性的结论一致。由图1C可以看出,随着WPC添加量的增加,CG鱼糜凝胶的持水力逐渐升高,WPCH组较CK组增加了3.08%(P<0.05),这说明添加一定浓度的WPC能有效吸收和保留鱼糜中的水分[15]。试验说明,三种非肌肉蛋白均具有一定的吸水性,会和鱼糜蛋白质发生相互作用,将水分子锁在网状结构内,并且能抑制CG鱼糜凝胶中肌球蛋白重链的降解[19],所以可能是两方面共同的作用提高了CG鱼糜凝胶的持水性。

图1 三种非肌肉蛋白对CG鱼糜凝胶持水性的影响

2.3 三种非肌肉蛋白对CG鱼糜凝胶白度的影响

从图2中可以看出,三种非肌肉蛋白对CG鱼糜凝胶白度的影响呈两种不同的变化趋势。由图2A可知,CG鱼糜凝胶的白度随SPI添加量的增加呈下降趋势(P<0.05),这与陈康等[14]在冷冻鱼糜中加入SPI会降低鱼糜凝胶的白度值的结论相一致,这是因为CG属于红肉鱼,且未经过漂洗工艺,而漂洗工艺可去除鱼肉中的色素以提高其白度[1],所以CG鱼糜本身的白度值就比较低,在此基础上加入呈黄色的SPI,导致了CG鱼糜凝胶的白度值下降[20]。由图2B和2C可知,虽然EWP(0.1%～0.5%)和WPC(0.2%～0.6%)的添加比例总体不高,但各组的白度值均显著高于CK组(P<0.05),其中EWPL组和WPCL组较CK组分别增加了1.54%和1.34%(P<0.05),这是因为EWP和WPC本身呈白色,又有较强的乳化能力,添加在CG鱼糜中增强了凝胶的透光率,从而增加CG鱼糜凝胶的白度值;而继续增加EWP和WPC的添加比例时,CG鱼糜凝胶白度值并未显著增加(P>0.05)。

图2 三种非肌肉蛋白对CG鱼糜凝胶白度的影响

2.4 三种非肌肉蛋白对CG鱼糜凝胶横向弛豫时间(T2)和各个区间氢质子的相对含量(P2)的影响

三种非肌肉蛋白对CG鱼糜凝胶的横向弛豫时间(T2)的影响由图3可以看出,CG鱼糜凝胶存在4个T2区间,分别为T21-1(0.1～1 ms)、T21-2(1～5 ms)、T22(20～300 ms)和T23(400～3000 ms)。

图3 三种非肌肉蛋白对CG鱼糜凝胶横向弛豫时间(T2)的影响

由图3和表4可以看出,与CK组相比,SPIL组的CG鱼糜凝胶的T22向弛豫时间短的方向移动,P21显著升高(P<0.05),而P22和P23未发生显著变化(P>0.05),这说明一定浓度的SPI促进了凝胶中水分与蛋白质以氢键形式的结合,使CG鱼糜凝胶网孔被SPI填充,改变了蛋白质的空间结构,限制了水的移动,从而使CG鱼糜凝胶中P21增大[21]。当鱼糜中SPI的添加量提高为5%(SPIM组)和7%(SPIH组)时,P22出现显著降低的趋势(P<0.05),P23有升高趋势,这说明添加较高浓度的SPI会使CG鱼糜凝胶的网络结构被破坏,反而使T22向T23转变。

表4 SPI添加量对CG鱼糜凝胶P2的影响

从图3和表5、表6可以看出,随着EWP和WPC添加量的增加,各组CG鱼糜凝胶的横向弛豫时间(T2)未出现显著的迁移现象,P22未发生显著变化(P>0.05),但添加EWP和WPC后能增加水分子与蛋白质结合的紧密度,使CG鱼糜凝胶中的P23有不同程度的减少,P21有不同程度的增加。

表5 EWP添加量对CG鱼糜凝胶P2的影响

表6 WPC添加量对CG鱼糜凝胶P2的影响

2.5 三种非肌肉蛋白对CG鱼糜凝胶流变学特性的影响

储能模量(G′)也称弹性模量,反映的是蛋白凝胶网络结构的形成情况;损耗模量(G″)也称为黏性模量,反应的是样品的粘性特征[22]。一般而言,样品G′越高,凝胶性也越好[23]。由图4可以看出,三种非肌肉蛋白的添加对G′和G″的影响顺序不同,即SPIH>SPIM>SPIL>CK;EWPM>EWPL>CK>EWPH;WPCL>WPCH>CK>WPCM。而且从SPI、EWP、WPC组的各添加量之间的曲线图分布情况可以清楚看出,SPI各添加量之间的曲线明显分开来,而EWP和WPC组的各添加量之间曲线密集分布,这是因为SPI的添加量在较高(2%～7%)的范围,而WPC和EWP的添加量在较低(小于0.6%)的范围。但三种非肌肉蛋白的添加对CG鱼糜的G′和G″变化趋势基本一致,这是因为添加的非肌肉蛋白填充在了CG鱼糜网状结构的空隙中,并和肌原纤维蛋白发生相互作用力,使网状结构更易形成,增加了体系的G′和G″[15]。

图4 三种非肌肉蛋白及不同添加量对CG鱼糜凝胶储能模量(G′)和损耗模量(G″)的影响

由图4可以看出,在20～90 ℃升温过程中,三种非肌肉蛋白的G′经历了三个阶段的变化。在40～50 ℃之间,三种非肌肉蛋白的G′均有小幅度增加,G″均迅速升高,在46 ℃左右达到最大值,这可能是CG鱼糜中的蛋白在低温条件下开始交联,使鱼糜凝胶化,初步形成凝胶网络结构[22],其中EWPM组和WPCH组为各组内的最高值,SPIH组为三种非肌肉蛋白中的最高值。在50～60 ℃之间,三种非肌肉蛋白的G′均出现小范围的下降,相较于G′,G″下降的更为显著,可能是在此温度段CG鱼糜中的肌球与肌动蛋白开始解螺旋,轻酶解肌球蛋白变性[24],其中EWPL组和WPCM组较CK组下降幅度最小。在60～90 ℃之间,CG鱼糜中的蛋白质分子迅速展开,快速形成了CG鱼糜的凝胶网络结构[25],使G′随着温度的上升而大幅增加,其中SPIH组、EWPM组、WPCL组增幅最大;在这范围内,三种非肌肉蛋白的G″呈曲折上升趋势,SPI组G″增幅较小,SPIH组为组内G″最高值,EWPM组在三种非肌肉蛋白中G″增幅最大,其原因可能是在初步形成网状结构时,添加SPI的CG鱼糜的粘性远高于添加EWP和WPC的CG鱼糜粘性。

2.6 三种非肌肉蛋白对CG鱼糜TGase活力的影响

由图5可以看出,与CK组相比,添加SPI、EWP、WPC均能有效增强CG鱼糜TGase的活力。随着SPI、EWP和WPC添加量的增加,CG鱼糜中TGase活力均呈现先上升后下降的趋势。其中SPIL组、EWPM组和WPCM组的TGase活力为各组内最高值,依次为2.72、2.83、2.79 U/g,较CK组分别增加了46.24%、52.15%和50%,而继续增加SPI、EWP和WPC的添加量,CG鱼糜的TGase活力则均呈下降趋势,但各组仍高于CK组。其原因可能非肌肉蛋白中含多种蛋白酶抑制剂[26],添加适量的SPI、EWP、WPC有效抑制了内源性热激活蛋白酶,使Ca2+较充分地激活TGase,增加了CG鱼糜中TGase活力,从而增强了CG鱼糜的凝胶特性,而添加过多的非肌肉蛋白,则会增加CG鱼糜中的蛋白质含量,不仅导致蛋白质三维结构伸展不充分,还会使TGase与蛋白质形成过量的交联结构,不利于CG鱼糜凝胶网络的形成。

图5 非肌肉蛋白对CG鱼糜TGase活力的影响

2.7 三种非肌肉蛋白对CG鱼糜凝胶微观结构的影响

非肌肉蛋白对CG鱼糜凝胶微观结构的影响见图6所示。从图6可以看出,不同添加量的三种非肌肉蛋白对CG鱼糜凝胶微观结构的影响不同。SPI和WPC在最低添加量(SPIL组和WPCL组)时,CG鱼糜凝胶网络结构较紧密、均匀,空洞少,但增加SPI和WPC的添加量,CG鱼糜的凝胶网络结构则逐渐松散,凝胶表面也呈现出许多大小不一的孔洞。而EWP添加量增加到0.5%(EWPH)时,鱼糜凝胶的网络结构具有更清晰的纤维状网络结构,更致密,孔隙也相对较小。

图6 三种非肌肉蛋白及不同添加量对CG鱼糜凝胶微观结构的影响

综合来看,三种非肌肉蛋白在CG鱼糜中有各自适宜的添加量,即SPI、EWP、WPC的添加量分别是2%(SPIL)、0.5%(EWPH)、0.2%(WPCL)。

3 讨论

添加适量的非肌肉蛋白可使鱼糜中肌原纤维蛋白和添加蛋白的相互作用力增加,形成更致密、空洞少的纤维状网络结构,提升鱼糜的持水性、G′、G″和凝胶特性。但不同非肌肉蛋白对CG鱼糜凝胶特性、持水性和流变学特性等品质指标的影响不同,这可能是因为:本实验中SPI、EWP和WPI 三种非肌肉蛋白本身具有蛋白酶抑制剂的作用[8,15,19]。因此,在鱼糜加工过程中热激活蛋白酶作用于肌原纤维蛋白的肌球蛋白重链导致凝胶劣化,而非肌肉食用蛋白的添加抑制了内源性热激活蛋白酶的降解[16,19],降低了组织蛋白酶的活性,从而达到改善CG鱼糜凝胶特性的目的[27];此外,三种非肌肉蛋白本身也具有较好的凝胶和持水能力,与CG鱼糜肌原纤维蛋白相互作用,加热后形成了更加致密的三维网络结构,提高了粘弹性(G′和G″)、凝胶强度和保水性。并且徐幸莲等[28]研究发现TGase能催化卵清蛋白、WPC、明胶蛋白的酶促反应形成凝胶能力,本试验正是在添加0.4% TGase的基础上添加三种非肌肉蛋白的,结果也表明在TGase和CaCl2基础上适量添加SPI、EWP和WPC能使CG鱼糜中的蛋白质分子与水形成更加紧密的网状结构,使凝胶中的P21增加,增强CG鱼糜的持水性和粘弹性(G′和G″),其中添加0.2% WPC能显著提高CG鱼糜凝胶破断力、破断距离,其凝胶强度(4146.43 g·mm)和粘弹性(G′和G″)均达到所有处理组中最大高值;添加SPI和EWP虽然能增加CG鱼糜的(G′和G″),但EWP和低浓度的SPI对CG鱼糜凝胶特性无显著影响,这也许是因为在本试验添加量下EWP对CG鱼糜的影响不大,可以尝试进一步增大添加量;从扫描电镜结果观察得出,添加大浓度的SPI和WPC会阻碍肌球蛋白分子之间形成凝胶的能力[15],干扰CG鱼糜凝胶网络结构的形成,也会使形成的鱼糜凝胶破断力增加,破断距离降低,导致鱼糜制品变得又硬又脆。

4 结论

本试验研究表明,添加一定量的SPI、EWP和WPC能够有效地改善CG鱼糜的流变学特性(G′和G″)、破断力、破断距离、凝胶强度和持水性,但是各项指标结果存在差异。添加三种非肌肉蛋白均可以提高CG鱼糜凝胶的TGase活力,使蛋白质分子与水形成更加紧密的网状结构,提高结合水P21,从而增强CG鱼糜凝胶的持水性和凝胶特性。其中凝胶强度结果表明,WPCL组的凝胶强度达到所有处理组中最大值(4146.43 g·mm),而添加WPC和低浓度的SPI对CG鱼糜凝胶无显著影响。动态流变结果表明,三种非肌肉蛋白的添加可显著提高CG鱼糜的G′和G″,其中SPIH、EWPM和WPCL均为各组内最大值,但是微观结构表明分别添加2% SPI、0.5% EWP和0.2% WPC形成的凝胶较其他组更加紧密、均匀,空洞也较少,这说明添加大浓度的SPI和WPC会影响CG鱼糜凝胶网络结构的形成。故在CG鱼糜中分别添加2% SPI、0.5% EWP和0.2% WPC为较适宜的添加量。这一研究结果可作为后续试验基础,为开发新的鱼糜制品原料提供数据支撑。