几种添加剂对鳙鱼鱼糜凝胶特性的影响 几种添加剂对鳙鱼鱼糜凝胶特性的影响

几种添加剂对鳙鱼鱼糜凝胶特性的影响

  • 期刊名字:食品科学
  • 文件大小:383kb
  • 论文作者:周爱梅,潘珂,黄文华,刘欣,陈永泉
  • 作者单位:华南理工大学食品与生物工程学院,华南农业大学食品学院
  • 更新时间:2020-12-22
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论文简介

502004, Vol. 25, No. 8食品科学※基础研究几种添加剂对鳙鱼鱼糜凝胶特性的影响周爱梅1.2,潘珂2,黄文华2,刘欣",陈永泉2(1.华南理工大学食品与生物工程学院,广东广州510640;2.华南农业大学食品学院,广东广州5 10642)摘要:研究了抗坏血酸、半胱氨酸两种还原剂及乳酸钙、葡萄糖酸钙两种钙盐对鳙鱼鱼糜凝胶特性的影响,检测指标包括破断强度、凹陷深度、凝胶强度、持水性和白度,并采用电镜扫描观察凝胶的微观结构,同时采用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)分析相关机理。结果表明,这四种物质都可显著提高鳙鱼鱼糜的凝胶能力,其最适添加浓度依次为0.05%、0.1%、 0.1%、 0.05%, 相应的鱼糜凝胶强度依次为917.8、893.3、 851.9 和679.9g●cm,分别是对照样的1.97、1.92、1.77和1.42 倍:在颜色和白度方面,四种物质对鳙鱼鱼糜凝胶都不会产生不利影响。SDS-PAGE 分析表明,四种物质对肌球蛋白重链没有影响,而电镜分析表明四种物质都可促进鳙鱼鱼糜形成比较致密、均匀的凝胶网络结构。以上结果说明四种物质都是鳙鱼鱼糜的良好品质改良剂,可在实际生产中推广应用。关键词:还原剂:钙盐;鳙鱼鱼糜;凝胶特性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中图分类号: 'S984.1文献标识码: A文章编号: 1002-6630(2004)08-0050-04鱼糜制品是指以鲜鱼肉或冷冻鱼糜为原料,加食弹性的中国煤化工、鱼糕、仿真蟹肉、盐、辅料等进行擂溃成鱼浆后,再成型、加热制成有虾仁、:MYHCNMH G鲜美、营养、方便、收稿日期: 2003-11-24基金项目:广东省教育厅资助项目( 0111)作者简介:周爱梅(1971-), 女,讲师,在读博士,主要从事食品化学与添加剂研究。※基础研究食品科学2004, VoL. 25, No.851品种多等特点而广泛被世界各国所接受,需求量日益增白度=100 -(100 - L')+a" +b"]I^长。目前鱼糜制品的原料主要限于海水鱼类,但由于1.2.4鱼糜凝胶 SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(简称SDS-近几年海洋捕捞强度的加大,生产鱼糜制品的优质海水PAGE)鱼的数量已逐渐下降。与此相反,世界淡水鱼的养殖参考文献[7]的方法并略作修改。称取2g鱼糜凝产量则持续增加。以我国为例,我国1997年的淡水鱼胶,加入15ml 20mmol/L的Tris-HCl缓冲溶液(pH8.0,含产量为1420万吨,到2000年已达1740.3万吨川。因此,有2%SDS、8mol/L 尿素和2% β. 巯基乙醇),均质后在开发淡水鱼麋制品是未来鱼糜加工业的主流。100C沸水浴2min,然后在室温磁力搅拌24h使蛋白质鳙鱼是我国产量最大的淡水鱼之一,但由于传统饮充分溶解出来,离心后取一定量的清液(即20ug蛋白质)食习惯,多被用来煲“鱼头汤”,鱼身的利用程度却进行电泳(DYY- Il -8B稳压稳流型电泳仪,上海标本模很低,如果能够将其加工成鱼糜制品,一方 面可实现型厂。其中浓缩胶质量分数为4%,分离胶质量分数为对鳙鱼的综合利用,提高鳙鱼的经济价值,另- 方面10%.又可为鱼糜制品加工业提供-种新的原料。但本课题组2结果与讨论的前期研究显示,鳙鱼鱼糜的凝胶性能较差(尤其在冷冻贮藏后),与鳕鱼、带鱼、草鱼和鲮鱼等相比,其2.1 还原剂和钙盐对鳙鱼鱼糜凝胶特性的影响加工出的鱼糜制品在硬度、弹性和持水性等方面都要差在鳙鱼鱼糜中加入不同浓度的还原剂,其对鳙鱼鱼很多,因而有必要研究出适合于鳙鱼鱼糜的品质改良剂糜凝胶特性的影响如图1所示。从图1四个图可以看出,以提高其凝胶性能。国外有资料表明,抗坏血酸、半鳙鱼鱼糜凝胶的破断强度、凹陷深度和凝胶强度都随着胱氨酸等还原剂及乳酸钙、葡萄糖酸钙等钙盐可显著改抗坏血酸、半胱氨酸、乳酸钙和葡萄糖酸钙的添加量善某些海水鱼糜的凝胶特性(2- 4),但这些物质对淡水鱼增大而升高,但达到某- -浓度后, 继续增大浓度,上糜的改良作用则在国内外都鲜见报道。为此,本文研述指标又开始下降。这四种物质的最适添加量依次为究了抗坏血酸、半胱氨酸和乳酸钙、葡萄糖酸钙四种0.05%、0.1%、0.1%, 0.05%, 鱼糜相应的凝胶强度.物质对鳙鱼鱼糜凝胶特性的影响,以为生产出优质的鳙分别为917.8、893.3. 851.9 和679.9g●cm,分别是对鱼鱼糜制品提供有益的参考。照样的1.97、1.92、1.77 和1.42倍。2.2还原剂和钙盐对鳙鱼鱼麋凝胶持水性的影响材料与方法100015.1 材料鱅鱼鱼糜由广东省南海西樵水产品加工厂提供,置800 t于-20C冻藏备用:抗坏血酸、半胱氨酸、乳酸钙、大10葡萄糖酸钙均为市售分析纯试剂:十二烷基硫酸钠明400(SDS)、(-巯基乙醇、尿素、Tris 等则为纯度大于99.5%的市售生化试剂。1.2方法.0.000.100.201.2.1鱼糜凝胶的制作:参考文献[5]的方法。四种物抗坏血酸浓度(%)质的添加浓度均为0.05%、0.1%和0.2%.图1a1.2.2鱼糜凝胶破断强度、凹陷深度、凝胶强度和持水性的测定115参考文献[5]的方法。破断强度和凹陷深度由TA500质构仪(英国)直接测定(圆柱压头直径6mm,压速为6cm/800A;▲二i10min, Trigger 为0.05N),两者乘积即为凝胶强度。持600◆水性通过测定压出水分来反映。压出水分越多,鱼糜凝胶的持水性越差。4001.2.3鱼糜凝胶白度的测定中国煤化工参考文献[6]的方法,采用TC-P IIG全自动测色色MYHCNMHG0.10一0.20差计(北京光学仪器厂),测定鱼糜凝胶的L*、a"、b"半胱氨酸浓度(%)值,白度由下式计算:图1b52 2004, Vol. 25, No. 8食品科学※基础研究1000, 15。目 80010600400主2000L0.000.050.100.20乳酸钙浓度(%)o图1c还原剂和钙盐浓度(%)图2还原剂和钙盐 对鳙鱼鱼糜凝胶持水性的影响800Fig.2 Effect of reducing agents and calcium compounds中10on the water-holding ability of bighead surimi gels6001牌能力最高,表现在制品具有最高的弹性和凝胶强度。这就说明四种物质在最适浓度时可使鳙鱼鱼糜形成更致王密、均匀的凝胶网络结构,从而可使水分有效地保留.在凝胶网络中。葡萄糖酸钙浓度(%)2.3还原剂和钙盐对凝胶颜色、白度的影响图1d从表1可以看出,在最适添加浓度时,抗坏血酸、图1还原剂和钙盐对鳙 鱼鱼糜凝胶特性的影响半胱氨酸、葡萄糖酸钙都不会对鳙鱼鱼糜凝胶的颜色和Fig.1Effect of reducing agents and calcium compounds白度产生明显影响;而乳酸钙则会使鱼糜凝胶的白度略on the gel properties of bighead surimi gels有增大。这可能是由于这种物质本身是白色而导致的。白度是鱼糜制品的重要质量指标之-。以上分析表持水性能是鱼糜制品品质的另一个重要指标。持水明,还原剂和钙盐在增加鳙鱼鱼糜制品弹性、硬度的同性能好的鱼糜制品,内含水分不易外渗,因而测得的时,并不会对鱼糜制品的颜色造成不良影响,也不会降压出水分较小。由图2知,当抗坏血酸、半胱氨酸、低其白度。因此,这四种物质都是良好的鳙鱼鱼糜制品乳酸钙和葡萄糖酸钙四种物质的添加量分别在0.05%、的弹性增强剂,其中尤以抗坏血酸的改良效果最佳。0.1%、0.1% 和0.05%时,鱼糜凝胶的压出水分最小, .2.还原剂和钙盐对鳙鱼鱼糜凝胶SDS-PAGE电泳图谱即持水性最好,其持水能力依次比对照样提高14.9%、的影响14.2%、8.6%和18.8%。鱼糜凝胶的持水能力与其凝胶图3、图4表明,添加抗坏血酸、半胱氨酸及乳特性是一.致的,在上述四种浓度时,鱼糜相应的凝胶MHC表1还原剂和钙盐对鳙鱼鱼糜凝胶的颜色和白度影响Table 1 Efect of reducing agents and calcium compoundson the color and whiteness of bighead surim gelsActin颜色、白度添加剂L*_a*b*白度.1234234对照样175.773.007.1174.57抗坏血酸半胱氨酸75.911.337.0974.85图3a图3b76.52- 0.118.1075.1对照样273.461.348.1272.211, 2, 3, 4表示两种还原剂的浓度依次为0%、0.05%、0.1%、0.2%: MHC为肌球蛋白重链: Actin 为肌动蛋白,图3a 中左边第一条乳酸钙76.35.477.8775.03谱带中国煤化工葡萄糖酸钙74.60- 0.407.5373.50注:抗坏血酸、半胱氨酸、乳酸钙、葡萄糖酸钙的浓度依次为0.05%,HC N M H GDS-PAGE图谱的影响0.1%、0.1%、0.05%。前两种物质与对照样1比,后两种与对照Fig.3~ Effect of reducing agents on the SDS-PAGE of样2比。bighead surimi gels※基础研究食品科学2004, Vol. 25, No.8__ 53123456789rk对照样1生鱼糜,2~5 依次为添加有0%、0.05%、0.1%和0.2%乳酸钙的鱼糜凝胶,6~9 依次添加有0%、0.05%、0.1%和0.2%葡萄糖酸钙的鱼糜凝胶,M为肌球蛋白重链: A为肌动蛋白。图4钙盐对鳙鱼 鱼糜凝胶SDS-PAGE图谱的影响Fig.4 Effect of calcium compounds n the SDS-PAGE ofbighend surimi gels酸钙和半胱氨酸钙都不会影响鱅鱼鱼糜凝胶的肌球蛋白重链带(MHC)的强度。0.05%抗坏血酸肌球蛋白是形成鱼糜凝胶网络结构的最重要的蛋白质,而MHC又是肌球蛋白分子中参与凝胶的最主要的部分18.9。因此,能够抑制MHC降解的物质将对鱼糜的凝胶能力有良好的改良作用。如蛋清蛋白、猪血浆蛋白牛血浆蛋白、豆类提取物等因能抑制鱼糜中蛋白酶的活性,进而抑制鱼糜蛋白尤其是MHC的降解(表现在SDS-PAGE图中MHC带的强度比对照样要强),从而可提高鱼糜的凝胶特性(6110~13]。另外,能够激活鱼糜中内源性转谷氨酰氨酶(简称TGase)的活性进而促进MHC0.1%半胱氨酸发生共价交联的化合物如钙盐等也能够提高鱼糜的凝胶能力。如Yuwathidal41研究发现,在A级、B级大眼海鲈鱼糜(Priacanthus Tayenus)及 鮐鱼鱼糜(TrachurusJaponicus)中加入葡萄糖酸钙、氯化钙、乳酸钙三种钙盐,都可显著提高其凝胶特性(表现在添加有钙盐的鱼糜凝胶比对照样具有更大的破断强度和弹性),且浓度越大(0~ 100mmol/kg),作用越强; SDS-PAGE 图谱则表示,添加有钙盐的鱼糜凝胶的MHC带强度比对照样要弱,甚至消失。类似的结果在Nahmgull. Jianrong.0.1%乳酸钙Benjakul 等的研究中也出现1214。本实验结果表明,抗坏血酸、半胱氨酸及乳酸钙和葡萄糖酸钙对鳙鱼鱼糜的改良作用不是通过抑制其蛋白酶活性或激活其内源性TGase而起作用的。抗坏血酸、半胱氨酸可能是通过在凝胶前期抑制肌球蛋白分子中的活性巯基无序地氧化成二硫键,并使-部分氧化失去活性的巯基恢复活性而起作用的,这样在凝胶过程中中国煤化工就有更多的活性巯基有序地氧化形成二硫键,从而提高鱼糜的凝胶能力051。钙盐对鳙鱼鱼糜凝胶能力的影响则YHCNMHG可能是通过钙离子的作用使鱼糜蛋白形成蛋白质-钙-蛋.图5鱼 糜凝胶电镜图(1500 X)白质交联物而起作用,因为鱼糜中的肌原纤维蛋白在鱼Fig.5 Scanning electron microscopy of bighead surimi gels54 2004, VoL 25, No. 8食品学※基础研究糜常态pH值(约7.0)时带负电,因此,带二价正离子的[5]周爱梅,黄文华,刘欣,等.转谷氨酰胺酶对鳙鱼鱼糜凝Ca2+能在相邻的蛋白质分子的负电位置形成离子键[101。胶特性的影响[D].食品与发酵工业, 2003, 29(8): 27-31.2.5还原剂和钙盐对鳙鱼鱼糜凝胶微观结构的影响[6] Benjakul S, Visessanguan w, Srivilai C. Porcine plasma pro-tein as proteinase inhibitor in Bigeye Snapper (Priacanthus选取对照样和分别添加有0.05%抗坏血酸、0.1% 半tayenus) muscle and surimi[J]. J Sci Food Agric, 2001, 81:胱氨酸、0.1%乳酸钙、0.05% 葡萄糖酸钙的鳙鱼鱼糜1039- 1046.凝胶进行电镜观察,结果如图5所示。由图5可以看出,[7Chawla S P, Venugopal V, Nair P M. Gelation of proteins对照样鱼糜所形成的凝胶网络结构松散、洞眼较多;而from washed muscle of threadfin bream (Nemipterus添加了还原剂和钙盐的鱼糜形成的凝胶网络结构比较致japonicus) under mild acidic conditions[]. J Food Sci, 1996,密、均匀。这从微观结构进一步说明了这四种物质对61(2): 362-366, 371.鳙鱼鱼糜是有效的弹性增强剂。[8Haejung A, Margo Y P, Thomas A S Roles of endogenousenzymes in surimi gelation[J]. Trends Food Sci Technol,3结论1996,71:321-327.抗坏血酸、半胱氨酸、乳酸钙及葡萄糖酸钙都[9Chan J k, Gill T A, Paulson A U. Themal aggregation ofmyosin subfragments from Cod and Hering[]. J Food Sci,可提高鳙鱼鱼糜的凝胶能力,表现在添加了这些化1993,58(5):1057-1061.合物的鳙鱼鱼糜凝胶具有较高的硬度、弹性、凝胶[10] ParkJ W. Surimi and Surimi Seafood[M]. New York: Marcel强度和持水性,其最适添加量依次为0.05%、0.1%、Dekker Inc, 2000. 237-265.0.1%和0.05%。此外,这些物质对鱼糜凝胶的颜色11] Benjakul s, Visessanguan W, Srivilai C. Porcine plasma pro-和白度不会产生不良影响。因此,四种添加剂都是teins as gel enhancer in surumi from Bigeye Snapper良好的鳙鱼鱼糜品质改良剂,可在实际生产中推广(Priacanthus Tayenus) []. J Food Biohem, 2001,25: 285-应用。305.[12] Benjakul s, Visessanguan W, Srivilai C. Gel properties of参考文献:Bigeye Snapper (Priacanthus Tayenus) surimi as afectedby[1]张俊杰 曾庆孝.我国淡水鱼鱼糜的研究情况[D].食品与setting and porcine plasma proteins[]. JFood Quality, 2001,发酵工业,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.荷兰培育出倔逊量糖转基園甜莱荷兰科研人员最近利用基因工程技术,将甜菜中的蔗糖分子,转变为果聚糖分子,从而培育出了可生产低热量糖的转基因甜菜。这种甜菜有望为廉价大量生产果聚糖提供方便。据介绍,果聚糖是由果糖形成的聚合物链,不容易被人体内的酶所消化。现在,生产商主要是利用生化技术合成果聚糖或者从菊黄、洋姜之类的植物中分离果聚糖,由于生产成本较昂贵,植物中提取的量又小,所以果聚糖的庞大市场-直未能打开,而甜菜可大量生产蔗糖。为此,荷|中国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产机能制造出果聚糖。该基因MHCNMH(二刮聚合物链的某种酶编码。这种转基因甜菜,可将90%的蔗糖转化为长度只有2~4个果帖单世时应木来馅力」,而它正是生产低热量甜味剂的理想长度。

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