翟 璐，陈 康，金仁耀*，刘 征

（1 浙江工商大学海洋食品研究院 杭州 310012 2 浙江省水产品加工技术研究联合重点实验室 杭州 310012 3 海洋食品精深加工关键技术省部共建协同创新中心 辽宁大连 116000 4 中国美术学院 文创设计制造业协同创新中心 杭州 310024）

鱼糜是鱼体经采肉、漂洗、脱水、精滤等加工工序而制得的浓缩肌原纤维蛋白。为提高冷冻鱼糜的储存稳定性和质量特性，漂洗工艺中鱼体内大量脂类物质被除去[1]。然而，脂类对于维持肉糜制品的质地和流变特性，产生独特风味和增加高营养价值是必不可少的[2-4]。肉糜中缺乏脂质会产生令人不适的橡胶触感[5]。外源性脂肪/油总是作为原料回填到鱼糜中，以改善鱼糜制品品质。国内外关于各类脂质添加物对改善鱼糜凝胶品质的文献屡见不鲜，如Shi 等[6]研究表明，不同植物油对鱼糜凝胶强度、白度、持水性和微观结构等影响均有差异；Shao 等[7]研究了不同脂肪（猪肉脂肪和大豆油）制备的加热肉糜的蛋白质结构变化。

近年来，人们健康认知方面的不断进步，提高了对功能性海产品的需求。目前向鱼糜制品中加入ω-3 多不饱和脂肪酸油是研究热点。ω-3 多不饱和脂肪酸的主要功能性成分为二十碳五烯酸（Eicosapentaenoic Acid，简称EPA）和二十二碳六烯酸（Docosahexaenoic Acid，简称DHA）。EPA 具有“血管清道夫”之称，对胆固醇和血脂等有降解作用，可降低老年痴呆及动脉硬化等疾病患病率[8-9]。DHA 在人类健康方面发挥着不可或缺的作用，对人脑神经和视觉系统的发育也起着重要作用，享有“脑黄金”的美誉[10]。天然状态下，EPA 和DHA 主要以甘油三酯的形式存在于深海鱼油中，其含量通常仅30%左右，不能满足需求。目前，高含量EPA 和DHA 的鱼油主要是乙酯型的。

本文研究乙酯型鱼油的添加量对鱼糜凝胶质构特性、白度、持水量、蛋白分子间作用和微观结构等的影响，旨在为进一步改善鱼糜凝胶特性，增加鱼糜营养价值提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

FF 级冷冻鱼糜，浙江渔福食品有限公司；乙酯型精制鱼油（EPA：14.52%；DHA：43.85%），来源为海洋鱼类废弃物提取，浙江兴业食品有限公司；食盐、PVDC 肠衣（直径45 mm）均为市售；十二烷基硫酸钠（SDS）、四甲基乙二胺（TEMED）、过硫酸铵、β-巯基乙醇、三羟基氨基甲烷（Tris）为电泳纯，美国Bio-Rad 公司；即用型蛋白质分子质量标准（高），宝生物工程有限公司；其它化学试剂均为分析纯，国药集团化学试剂有限公司。

1.2 设备与仪器

EF 410 型食品调理机，美国Ashton 公司；WF-12 型液压灌肠机，嘉兴市瑞邦机械工程有限公司；TMS-Pro 质构仪，美国FTC 仪器有限公司；Color Quest XE 色差仪，美国Hunter Lab 仪器有限公司；SpectraMax 190 全波长酶标仪，美国Molecular Devices 公司；Mini-protein Tetra Cell垂直电泳槽、PowerPac Basic 电泳仪、GS 800 凝胶扫描仪，美国Bio-Rad 仪器有限公司；T-18 均质机，德国IKA 仪器有限公司；Lynx 4000 型高速冷冻离心机、Evolution 60s 紫外分光光度计，美国Thermo Fisher Scientific 公司；7890A 气相色谱仪，美国Agilent 公司。

1.3 方法

1.3.1 鱼糜凝胶的制备 取500 g 冷冻鱼糜于4℃下解冻，切碎后擂溃，擂溃过程中加入2%食盐、不同质量分数的乙酯型鱼油 （0%，0.4%，0.8%，1.2%，1.6%），温度控制在10 ℃以下。鱼糜溶胶灌肠成型后，采用二段加热法（45 ℃，30 min；90 ℃，20 min）凝胶化，冰水冷却后4 ℃冷藏待测。以上百分含量皆以冷冻鱼糜质量为参照。

1.3.2 质构特性的测定 将待测样品切成20 mm厚的圆柱体，室温下平衡30 min 后，TPA 方法测定质构特性，P/5S 球形探头。根据公式（1）计算凝胶强度。

1.3.3 白度的测定 将待测样品切成20 mm 厚的圆柱体，于室温下平衡60 min。测定L*、a*、b*值。根据公式（2）计算白度（W）。

1.3.4 持水性的测定 参考Shi 等[11]方法进行测定。准确称取3.0 g（M1）鱼糜样品，3 层滤纸包裹后，于50 mL 离心管中5 000 g 离心15 min，离心温度4 ℃，再次称重（M2）。根据公式（3）计算持水性（WHC）。

1.3.5 化学作用力的测定 参考Cao 等[12]的方法测定。准确称取2.0 g 鱼糜样品分别与10 mL 不同的化学作用力破坏试剂混合均质，4 ℃搅拌60 min 后离心，bradford 法测定上清液中的蛋白浓度。化学作用力破坏试剂为：0.05 mol/L NaCl（SA），0.6 mol/L NaCl （SB），0.6 mol/L NaCl+1.5 mol/L 尿素（SC），0.6 mol/L NaCl+8 mol/L 尿素（SD），0.6 mol/L NaCl+8 mol/L 尿素+0.05 mol/L β-巯基乙醇（SE）。化学作用力以组间上清液蛋白浓度差表示：离子键为SB 与SA 差异，氢键以SC 与SB 差异，疏水作用力以SD 与SC 差异，二硫键以SE 与SD 差异。

1.3.6 挥发性风味的鉴定 准确称取3.0 g 样品切碎置于顶空提取瓶中。萃取温度70 ℃，萃取时间40 min，平衡时间10 min，解吸温度250 ℃，解吸时间4 min，萃取头为50/30 μm DVB/CAR/PDMS[13]。

气相采用TRACE TR-35MS （30 m×0.25 mm（i.d.）×0.25 μm）色谱柱；载气流速1 mL/min，不分流；进样口温度250 ℃；升温程序为：起始温度40℃保持1 min，4 ℃/min 升至92 ℃保持2 min，再5℃/min 升至200 ℃，最后6 ℃/min 升至240 ℃，保持4 min。

质谱采用EI 源，电子能量70 eV；传输线温度250 ℃；离子源温度250 ℃；检测器温度280 ℃；扫描速率5 scans/sec；扫描范围m/z：33-450。

检测到的未知化合物通过NIST 2.0 标准谱库检索，正反匹配度均大于800 才予以定性。分析C8-C20 正构烷烃混合物，计算所匹配化合物RI值。结合MS 和RI 鉴定结果，使用面积归一化法进行定量。

1.3.7 脂肪酸成分的测定 粗脂肪提取参照Bligh 等[14]方法，准确称取2.0 g 鱼糜凝胶样品，加入12.0 mL 脂质提取液 （二氯甲烷∶无水甲醇=2∶1），超声提取20 min 后，加入5.0 mL 纯水，离心取下层氮吹得粗油脂。甲酯化方法参照张郢峰等[15]的方法稍作修改。粗油脂中加入5 mL 0.5 mol/L KOH-甲醇溶液，65 ℃水浴30 min，振摇至油滴消失并冷却至室温。加入2.0 mL 14%三氟化硼甲醇溶液，65 ℃水浴5 min 后，超声提取10 min。准确加入2.0 mL 正己烷，振摇后用2.0 mL 饱和NaCl 淋洗，离心取上层用无水硫酸钠脱水，0.22 μm 过滤待测。

气相色谱条件[16]：HP-INNOWAX 毛细管色谱柱（30 m×0.25 mm，0.15 μm）；升温程序：初温50℃保持2 min，后以4 ℃/min 升至250 ℃，保持15 min；进样口温度为250 ℃，分流比40∶1，进样量1 μL，载气流速为0.65 mL/min。

1.3.8 SDS-PAGE 凝胶电泳 根据Balange 等[17]的方法，称取鱼糜凝胶样品3.0 g，加入30.0 mL 5% SDS 溶液，均质后于85 ℃恒温水浴60 min，冷却至室温后离心，取上清液与上样缓冲液1∶1 混合，沸水浴5 min。电泳条件：4%浓缩胶，10%分离胶，浓缩胶和分离胶的电压分别为80 V 和120 V。

1.3.9 傅里叶变换红外光谱 将冷冻干燥的鱼糜凝胶和溴化钾按质量比1∶100 于玛瑙研钵研磨均匀，20 MPa 压力下压片，使用傅里叶变换红外光谱仪扫描。在波数400～4 000 cm-1范围内收集光谱，分辨率为4 cm-1，扫描64 次。

1.3.10 数据分析 试验数据采用SPSS 16.0 和Origin 8.6 软件数据分析及制图，差异显著性为P<0.05，每个样品平行3 次。

2 结果与分析

2.1 乙酯型鱼油对鱼糜凝胶特性的影响

凝胶强度是衡量鱼糜制品质量的关键指标之一，凝胶强度较高的产品较易被消费者所接受[18]。由图1可知，随着乙酯型鱼油添加量的增加，鱼糜凝胶的破裂强度、破裂位移和凝胶强度都呈现出先升后降的趋势，最大值均出现在鱼油添加量为1.2%，添加鱼油组的凝胶强度均高于对照组（P＜0.05），说明鱼油的添加对提高鱼糜凝胶强度有显著影响。周绪霞等[19]研究发现，油茶籽油可以通过形成脂质蛋白凝胶体系，增强脂质残基疏水作用力。Zhou 等[20]发现，山茶油可能增强鱼糜蛋白的β折叠结构，而β 折叠与凝胶强度呈正相关[21]。相关研究表明，油脂可以占据蛋白质凝胶基质的空隙，改变蛋白质的结构，从而提高凝胶强度[22]。当鱼油添加量继续增加时，鱼糜蛋白包裹的油已经饱和，因此凝胶强度有所下降。Gani 等[23]研究发现，添加过量的椰子油时，鱼糜蛋白纤维结构中的油滴由球形变为椭球型，导致凝胶强度下降。但也有文献报道，随着鱼油的加入，鱼糜的断裂力、形变和凝胶强度显著降低[24]。事实上，一些报道表明，不同的外源性油脂种类或者加工方法会影响鱼糜系统中蛋白质-油的相互作用，从而影响鱼糜凝胶强度。Zhou 等[25]研究表明，鱼糜凝胶强度与软磷脂的添加量成反比，这是因为软磷脂的亲水性使其与水结合，阻碍鱼糜中蛋白质的交联，削弱或破坏鱼糜的凝胶结构。Gani 等[23]研究发现[23]，添加15%初榨椰子油会持续降低鱼糜凝胶的破断力，凝胶的形变也略有减少。但在对照鱼糜凝胶和添加5%纳米乳化原始椰子油的鱼糜凝胶之间未发现断裂力和形变的明显区别。这些研究证明，外源性油脂种类和乳化程度直接影响鱼糜凝胶的凝胶强度。

图1 乙酯型鱼油添加量对鱼糜凝胶破裂强度（a）、凹陷深度（b）和凝胶强度（c）的影响Fig.1 Effects of ethyl ester fish oil on the breaking force （a），deformation （b） and gel strength （c） of surimi gels

由表1可知，随着乙酯型鱼油添加量的增加，鱼糜的硬度、弹性、内聚性、胶黏性和咀嚼性都随之提高，至添加量为1.2%时达最大值（P＜0.05）。这些结果与Debusca 等[26]的报告一致，他们发现使用ω-3 多不饱和脂肪酸油进行强化可以提高鱼糜凝胶的硬度和剪切力。

表1 乙酯型鱼油添加量对鱼糜凝胶质构特性的影响Table 1 Effect of ethyl ester fish oil on the texture properties of surimi gels

2.2 乙酯型鱼油对鱼糜凝胶色泽的影响

由表2可知，随着鱼油添加量的增加，a*、b*值不断升高，表明鱼糜凝胶不断偏红黄，这是由于乙酯型鱼油颜色为偏黄色。白度是评价鱼糜品质的重要指标，是鱼糜制品感官的直接体现。由表2可知，鱼糜凝胶的白度随鱼油添加量的增加而整体呈显著下降趋势（P＜0.05），在添加量高于0.8%时下降更为明显。Shi 等[27]发现，鱼糜中油脂蛋白乳化物会形成光散射，增加鱼糜制品白度。这可能是添加少量乙酯型鱼油白度下降平缓的原因，而继续添加鱼油时，油滴增大导致乳化物稳定性下降，引起白度迅速下降。

表2 乙酯型鱼油添加量对鱼糜色度及白度的影响Table 2 Effect of ethyl ester fish oil on the chromatic and whiteness values of surimi gels

2.3 乙酯型鱼油对鱼糜凝胶持水性的影响

持水性表示凝胶与水结合的能力，通常基于蛋白质-水相互作用、凝胶结构和水分分布[28]。如图2所示，乙酯型鱼油的添加显著影响鱼糜凝胶的持水性（P<0.05），在添加量为0.8%时持水性最高。这可能是由于蛋白为油水两亲物质，乙酯型鱼油填充入蛋白凝胶网状结构中，包裹住网状结构内部水分，增强持水性[29]。而随着鱼油添加量的增加，蛋白分子间疏水相互作用力增强，氢键作用力下降，导致持水降低[30]。Pramualkijja 等[31]报 告称，将米糠油含量从0%增加到10%会导致牛肉可溶性蛋白凝胶中WHC 值的增加。

图2 乙酯型鱼油添加量对鱼糜凝胶持水力的影响Fig.2 Effect of ethyl ester fish oil additions on the water holding capacity of surimi gel

2.4 乙酯型鱼油对鱼糜凝胶化学作用力的影响

表3显示了不同处理方式后鱼糜凝胶中可溶蛋白的变化，作为离子键、氢键、疏水相互作用和二硫键的度量。随着乙酯型鱼油添加量的增加，离子键和二硫键呈先升后降趋势，均在鱼油添加量为1.2%时达最大值；疏水相互作用随鱼油添加量增加迅速上升（P<0.05）；氢键则呈显著下降趋势。研究表明[32]，鱼糜凝胶形成过程中，随着氢键的显著下降，疏水作用力是鱼糜凝胶结构的主要作用力。氢键是维持蛋白质分子二级结构的重要化学作用力[33]，在凝胶形成过程中进行重新排列过程，而鱼油的添加会形成油-蛋白质相互作用，限制氢键的重新形成。离子键通常在各带相反电荷的氨基酸残基之间形成，鱼油的添加提供了疏水环境，导致蛋白质分子展开，使内部埋藏的氨基酸残基暴露，从而使蛋白质结构和蛋白质静电相互作用增加[34]。同时，鱼油的添加引起鱼糜蛋白疏水侧链暴露增多，疏水相互作用显著增加，但疏水相互作用过强则会导致鱼糜凝胶网状结构平衡破坏，反而引起凝胶强度下降[35]。二硫键增加的可能原因是鱼油提供的疏水环境使蛋白质内部的巯基暴露，有利于生成二硫键交联[8]。研究发现，疏水相互作用、二硫键和非二流共价键是维持鱼糜凝胶网状结构的主要作用力，这与本文凝胶强度的结果基本一致[36]。

2.5 复合鱼糜凝胶SDS-PAGE 分析

鱼糜中，肌球蛋白重链（MHC）是主要的蛋白质，在鱼糜凝胶形成过程中起决定性作用，其次为肌动蛋白和原肌球蛋白[37]。而内源性TG 酶可以催化肌球蛋白重链的形成ε-（γ-谷氨酰） 赖氨酸非二硫共价键，不会被电泳体系中的SDS 和DTT 所破坏，因此可以通过凝胶电泳观察乙酯型鱼油对内源性TG 酶催化作用的影响[38]。由图3可知，与未添加乙酯型鱼油的对照组相比，添加鱼油的鱼糜凝胶中肌球蛋白重链条带颜色无明显变化，表明乙酯型鱼油不会影响内源性TG 酶的活性，主要通过化学作用力影响鱼糜凝胶强度。

图3 鱼糜蛋白-脂质复合凝胶的SDS-PAGE 图谱Fig.3 SDS-PAGE pattern of surimi protein-lipids composite gels

2.6 挥发性风味的鉴定

通过标准谱库检索匹配，并以面积归一化法计算相对百分比含量，添加乙酯型鱼油鱼糜的挥发性风味成分及其感觉阈值[39-41]见表4，不同乙酯型鱼油添加量的鱼糜凝胶中分别检出57，65，63，66 和70 种挥发性成分，主要为醛类、酮类、醇类、烃类和脂类。

表4 鱼糜凝胶挥发性风味成分相对含量和感觉阈值Table 4 Relative content and sensory threshold of volatile flavor components in surimi gel

根据感觉阈值，计算各挥发性风味物质的ROAV 值，根据计算结果对风味物质进行分类并分析结果。未添加乙酯型鱼油组中，癸醛的相对含量虽然不大，但因其具超低的感觉阈值，对鱼糜总体风味贡献最大，因此定义癸醛的相对气味活度值（ROAV）为100，计算得其它挥发性风味物质的ROAV，结果见表5。同理在添加乙酯型鱼油的鱼糜中，己酸乙酯对鱼糜总体风味贡献最大，定义其ROAV 值为100，并得出其它挥发性风味物质的ROAV 值。

5 个梯度乙酯型鱼油添加量的关键风味物质分别有10，13，12，13 和14 种，其中壬醛、正辛醛、己醛、苯甲醛、庚醛、2-乙基呋喃和（Z）-4-庚烯醛是共有的关键风味物质；对鱼糜风味有影响的重要风味成分分别有8，2，2，2 和3 种，其中2-壬酮是均有的。对比分析未添加乙酯型鱼油组和添加乙酯型鱼油组可得，添加乙酯型鱼油组的酯类物质相对含量比未添加组显著增加，这可能因为乙酯型鱼油本身含有较多酯类的挥发性风味物质。与未添加鱼油组相比，己醛、庚醛和1-辛烯-3-醇相对含量显著上升。王国超等[42]认为，低分子质量醛、醇、酮类和少量呋喃、萘类等物质是水产品的腥味主要构成，这说明添加乙酯型鱼油的鱼糜凝胶鱼腥味加重。而通过感官嗅闻，添加量为1.2%时腥味不明显，在可接受范围。

2.7 复合鱼糜凝胶中DHA 及EPA 含量变化

本文所使用的乙酯型鱼油，主要成分为DHA和EPA。DHA 又称“脑黄金”，对智力和视力发育至关重要，EPA 又称“血管清道夫”，可以有效降低老年人心血管疾病的发病率。在鱼糜中添加乙酯型鱼油，可以在增强鱼糜凝胶强度的同时，增加鱼糜制品的营养价值和功能价值，具有重要的研究价值。如表5所示，在鱼糜中添加乙酯型鱼油可以显著增加鱼糜制品产品中的不饱和脂肪酸含量。

表5 乙酯型鱼油添加量对鱼糜凝胶DHA 及EPA 的影响Table 5 Effect of ethyl ester fish oil additions on DHA and EPA of surimi gel

2.8 复合鱼糜凝胶蛋白的红外光谱分析

图4显示了不同浓度（0～8 g/500 g）乙酯型鱼油的鱼糜凝胶的傅里叶变换红外光谱。PK1（558～569 cm-1）存在较强的磷酸基团吸收峰，这是由于动物骨骼中的钙主要是以羟基磷灰石或磷酸氢钙形式存在。PK2（1 116～1 054 cm-1）是表征碳碳或碳氧拉伸振动的吸收峰。PK3（接近1 560 cm-1）代表N-H 弯曲振动和C-N 拉伸振动吸收，属于酰胺II带。PK4（接近1 654 cm-1）是碳氧拉伸振动的吸收峰，属于酰胺I 带。PK5（2 850～2 950 cm-1）代表CH 拉伸振动，这是饱和脂肪烃的特征。PK6（3 000～3 700 cm-1）代表O-H 或N-H 拉伸振动的吸收峰。由图4可知，添加不同量的乙酯型鱼油后，鱼糜蛋白的特征吸收峰酰胺A 发生显著变化，吸收峰的强度与对照组相比均增强并向低频移动。这一结果表明，乙酯型鱼油的加入导致分子内和分子间氢键的增加，与持水力结果一致。其它特征吸收峰无显著变化。试验结果表明，不同鱼油添加量的鱼糜凝胶的红外光谱峰一致，无明显变化，说明乙酯型鱼油对蛋白质骨架结构没有影响。

图4 添加不同浓度乙酯型鱼油的鱼糜凝胶蛋白的红外谱图Fig.4 FTIR spectra of protein in surimi gel with different ethyl ester fish oil additions

3 结论

在鱼糜中加入一定量的乙酯型鱼油可以提高鱼糜制品的凝胶强度并具有更好的质构特性，但也会导致白度下降，色度偏黄。乙酯型鱼油可以显著增强鱼糜制品的疏水作用力，有助于二硫键的形成，不影响内源性TGase 诱导的非二硫共价键产生，且对鱼糜凝胶蛋白结构亦无影响。添加乙酯型鱼油可以显著增加鱼糜制品中的DHA 和EPA含量，但随着添加量的增加，热处理过程产生的损失也会增加。添加乙酯型鱼油对冷冻鱼糜整体风味影响较小，醛类、醇类和脂类是对鱼糜整体风味贡献较为明显的物质。研究结果表明，乙酯型鱼油会增强鱼糜凝胶的腥味，但在可接受范围。因此，当乙酯型鱼油添加量为1.2%时，鱼糜凝胶特性最好，色度更易接受，并且不饱和脂肪酸在热处理过程中的损失较小。本研究可以为后续开发适合儿童和老年人的特殊膳食食品提供重要的数据支撑和研究参考，具有较高的研究意义。