斑點叉尾鮰魚皮保藏方法＊

劉海英,何磊,過世東

(江南大學食品學院,江蘇 無 錫,214122)

斑點叉尾鮰魚皮保藏方法＊

劉海英,何磊,過世東

(江南大學食品學院,江蘇 無 錫,214122)

通過自然風干、烘干和鹽漬 3種不同的方法處理斑點叉尾鮰魚皮,并在室溫條件下分別保藏 10、30、60和 90 d。在魚皮保藏結束后,利用差示掃描量熱法定期測定魚皮的收縮溫度,提取魚皮酸溶膠原并測定各膠原的紅外光譜性質,利用 SDS-PAGE電泳法測定膠原分子的分子質量分布,以此分析各種處理方法及保藏時間對魚皮性質的影響。結果表明:風干處理后的魚皮經保藏一段時間后,復水后的魚皮和其酸溶膠原的特性與新鮮魚皮及其酸溶膠原的特性最為接近,表明風干處理的效果最佳,從中提取所得酸溶膠原結構基本保持原有狀態(tài)。

魚皮,保藏,差示掃描量熱法,SDS-PAGE

明膠是膠原的變性產物,現已經被廣泛地用于食品加工、照相底片、化妝品和制藥等行業(yè)。明膠的生產原料通常來源于哺乳動物 (主要是豬和牛)的皮與骨,而利用水產動物為原料制取明膠的研究較少[1]。近年來,由于受到瘋牛病、口蹄疫以及宗教原因的影響,哺乳動物明膠的應用受到一定限制,而魚皮明膠卻以其低抗原性、低致敏性等特殊性質引起了人們的廣泛重視。斑點叉尾鮰 (channel catfish,Ietalurus Punetaus)是美國最重要的水產養(yǎng)殖魚類之一[2],我國于 1984年首次引進,至今已經被廣泛養(yǎng)殖。目前國內對其多為加工成魚片出口。隨著出口需求大量增加,生產過程產生的魚皮逐年增多,但這些魚皮利用率很低。

斑點叉尾鮰魚皮中含有大量的膠原,是制取明膠的優(yōu)良原料。但是,由于斑點叉尾鮰魚皮膠原的變性溫度較低 (34℃)[3],且易于分解。因此,尋找魚皮的適宜保藏方法對于魚皮明膠的制備顯得尤為重要。目前,我國水產加工企業(yè)的實際生產中對魚皮的保藏以凍藏為主,但是這種方法存在能耗大,成本高的問題。

本文主要采用烘干、冷風干燥、鹽漬 3種方法預處理魚皮,而后常溫保藏,并利用差示掃描量法(DSC)、傅里葉紅外掃描性質及相對分子量分布比較3種處理方法對魚皮及魚皮內膠原性質的影響,以期得到一種簡單易行,并能保持魚皮原有性質的保藏方法。

1 實驗方法和材料

1.1 實驗材料

斑點叉尾鮰魚魚皮,江蘇省泰興江泰食品有限公司;新鮮斑點叉尾鮰魚,精制食用鹽,購自超市;其他化學試劑均為分析純。

1.2 實驗儀器

差示掃描量熱儀 Pyris 1 dsc,美國 PerkinEl mer公司;傅立葉變換紅外光譜儀 NEXUS470,N ICOLET公司;電泳儀 Powerpac,Bio-Rad公司;凝膠電泳成像儀Gel Doc-It TS,UVP公司;真空冷凍干燥機MlocroMoD-uLYo-23,Ther mo Savant公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 樣品制備

(1)新鮮魚皮:新鮮斑點叉尾鮰魚剖片,去肉。

(2)烘干魚皮:魚皮于烘箱內 57℃干燥 (前期研究表明,斑點叉尾鮰魚皮的收縮溫度在 58～60℃,超過此溫度膠原肽鏈斷裂),當魚皮質量基本不變時,冷卻裝入封口袋,置于干燥避光環(huán)境常溫保藏。保藏時間分別為 10,30,60,90 d。

⑶風干魚皮:魚皮置于通風口處 (0～15℃左右),使其自然風干,當其質量基本不變后,裝入封口袋中置于干燥避光常溫保藏。保藏時間分別為 10,30,60,90 d。

⑷鹽漬魚皮:魚皮上均勻抹上精制食用鹽 (約 2 g魚皮:1 g食鹽),擺放過夜脫去水分,之后除去魚皮表面鹽粒,裝入封口袋中避光常溫保藏。保藏時間分別為 10,30,60,90 d。

1.3.2 魚皮酸溶性膠原的提取

新鮮、同處理方法及不同保藏時間的魚皮分別切塊 (5 mm ×5 mm),魚皮與 50 g/L NaCl溶液以 1 g∶5 mL的比例浸泡 6h(低于 10℃,間歇攪拌)除去非膠原物質,用冷卻去離子水洗滌浸泡過的魚皮,并在瀝干后用魚皮 (g)∶正已烷 (mL)=1∶2在正己烷中浸泡6 h,每 2 h攪拌 15 min除去脂肪。用冷卻去離子水沖洗多次后,于通風櫥中瀝干,之后于冰箱內冷藏。采用 0.5 mol/L乙酸對預處理魚皮浸提 24 h,提取溫度低于 10℃,間歇攪拌。浸提液用多層紗布過濾,在冰水浴環(huán)境用研細的 NaCl鹽析直至溶液中 NaCl濃度達到 0.9mol/L。鹽析液離心 (4 000 r/min,30 min)后得白色沉淀物,之后復溶于 0.5 mol/L乙酸溶液,再重復操作溶解于沉淀 2～3次。沉淀于 10℃以下分別對 0.1 mol/L乙酸和冷卻去離子水透析,所得產物經真空冷凍干燥[3]后,封口袋密封,于干燥器內避光保存。

1.3.3 魚皮收縮溫度測定

干燥處理過的魚皮,分別在去離子水中浸泡 4～6 h,后取出瀝干。鹽漬處理的魚皮,經冷卻去離子水沖洗多次后瀝干待用。新鮮魚皮無需浸泡處理。準確稱取 12～15 mg魚皮樣品于 DSC鋁坩堝中,壓蓋。差示掃描量熱儀采用金屬銦校正后,以空坩堝作為參比進行測定。掃描溫度為 30～100℃,升溫速率為10℃/min,吹掃 N2流量為 20 mL/min。

1.3.4 膠原的傅里葉紅外光譜 (FT-IR)分析

采用 Nicolet Nexus 470傅立葉變換紅外光譜儀對樣品在 400～4 000 cm-1區(qū)間內進行掃描,掃描次數 64次 ,分辨率為 4 cm-1[4-5]。

1.3.5 魚皮酸溶性膠原的 SDS-PAGE分析

采用 LaemmLi[6]的方法,使用 7.5%分離膠和5%濃縮膠,溴酚蘭染色,上樣量為 10μL?？捡R斯亮藍 R-250染液,甲醇 /乙醇溶液脫色。

2 結果與討論

2.1 魚皮收縮溫度的比較

不同處理方法及不同保藏時間所處理魚皮的熱收縮溫度見表 1。從表 1中可以看出,風干處理后魚皮的熱收縮溫度比新鮮魚皮有所下降;烘干處理后的魚皮熱收縮溫度與新鮮魚皮的保持在同一水平,并隨保藏時間增加而緩慢升高;經過鹽漬處理的魚皮其熱收縮溫度與新鮮魚皮的相差很大,且其熱收縮溫度在保藏期間呈不穩(wěn)定趨勢,波動較大無規(guī)律可循。

表1 不同處理后魚皮的熱收縮溫度

2.2 魚皮酸溶膠原的傅里葉紅外光譜比較

紅外光譜是研究蛋白質結構的一種有效方法。膠原傅里葉紅外轉換對比掃描圖譜如圖 1～圖 3所示。

從圖 1～圖 3中可以得出,新鮮魚皮酸溶膠原、風干處理魚皮、烘干處理魚皮和鹽漬處理魚皮酸溶膠原的酰胺 A帶、酰胺Ⅰ帶、酰胺Ⅱ帶、酰胺Ⅲ帶的出峰處如表 2所示。

圖 1 新鮮魚皮酸溶膠原與風干處理魚皮的酸溶膠原紅外光譜圖對比(圖 1中曲線自上而下依次為:新鮮魚皮酸溶膠原、風干后保藏 10 d的魚皮酸溶膠原、風干后保藏 30 d的魚皮酸溶膠原、風干后保藏 60 d的魚皮酸溶膠原、風干后保藏 90 d的魚皮酸溶膠原)

圖 2 新鮮魚皮酸溶膠原與烘干處理魚皮的酸溶膠原紅外光譜圖對比(圖 2中曲線自上而下依次為:新鮮魚皮酸溶膠原、烘干后保藏 10 d的魚皮酸溶膠原、烘干后保藏 30 d的魚皮酸溶膠原、烘干后保藏 60 d的魚皮酸溶膠原、烘干后保藏 90 d的魚皮酸溶膠原)

圖 3 新鮮魚皮酸溶膠原與鹽漬處理魚皮的酸溶膠原紅外光譜圖對比(圖 3中曲線自上而下依次為:新鮮魚皮酸溶膠原、鹽漬后保藏 10 d的魚皮酸溶膠原、鹽漬后保藏 30 d的魚皮酸溶膠原、鹽漬后保藏 60 d的魚皮酸溶膠原、鹽漬后保藏 90 d的魚皮酸溶膠原)

酰胺 A通常出現在 3 330 cm-1附近,是 N—H伸縮振動的吸收峰,表明氫鍵的存在以及其變化情況。酰胺B出現于 3 080 cm-1,這是膠原在掃描中通常出現的波長[7]。酰胺Ⅰ帶、酰胺Ⅱ帶、酰胺Ⅲ帶分別表示 C=O的伸縮振動、N—H的彎曲振動和 C—H的伸縮振動。酰胺 I和蛋白質的二級結構有關,酰胺Ⅲ證明了螺旋結構的存在[8-9]。

從表 2中可以看出風干、烘干、鹽漬 3種方法對魚皮的處理后,從中提取所得膠原的 N-H伸縮振動的吸收峰位置飄移不顯著。風干處理的魚皮膠原的N—H伸縮振動的吸收峰隨著保藏時間的延長上下波動;烘干處理魚皮膠原的N—H伸縮振動的吸收峰則隨保藏時間的增加而總體低波長略有偏移;鹽漬處理魚皮膠原的 N—H伸縮振動的吸收峰隨保藏時間的延長上下波動。同時,酰胺B吸收峰飄移不明顯。處理后的魚皮膠原的 C=O的伸縮振動峰、N—H的彎曲振動峰和 C—H的伸縮振動峰與新鮮魚皮膠原基本一致。結果表明氫鍵結構變化明顯,膠原三股螺旋結構的存在[8],即所提取的處理后魚皮膠原基本保留了 d然膠原的原有形態(tài)。

表2 各種處理和不同保藏時間后魚皮酸溶膠原紅外光譜出峰波長

2.3 魚皮膠原的分子量分布

對魚皮膠原的 SDS-PAGE電泳,通過凝膠成像系統成像觀察明膠分子中α、β、γ的分布,其結果如圖 4所示。

圖 4 不同處理魚皮的膠原 SDS-PAGE電泳圖

從圖 4可以看出,鹽漬方法處理的魚皮在短期(30 d)內保藏其膠原結構能較好地保持原有狀態(tài),與新鮮魚皮膠原相比無明顯變化。但隨著保藏時間的延長,在 60 d保藏期過后,魚皮內的膠原開始變性,在β鏈與α鏈之間出現了鏈斷裂,同時在α鏈以下片區(qū)成像顯示有斷裂出現。風干處理方法干燥所得魚皮在保藏期間內提取得到的膠原結構與新鮮膠原相似,肽鏈也無解旋,膠原結構保持較完整。烘干處理方法干燥魚皮提取所得魚皮膠原從保藏初期開始,其膠原結構發(fā)生明顯結構變化,肽鏈產生斷裂。電泳圖中β鏈與α鏈之間和α鏈不同分子量的肽鏈片段。結果表明,和新鮮魚皮相比,風干處理方法優(yōu)于鹽漬處理方法,烘干處理的樣品品質最差。

3 結論

通過 3種方法測定了魚皮性質及魚皮酸性膠原結構。結果表明,烘干處理保藏魚皮效果不佳,從中提取的酸性膠原不能在保藏期間保持原有結構,烘干的方法需要一定的設備,消耗一定的電能,成本較高;鹽漬保藏方法消耗食鹽,加工后鹽分難以去除;風干處理后保藏魚皮與新鮮魚皮相似,從其中提取所得酸溶性膠原結構仍保持新鮮魚皮中的狀態(tài)。斑點叉尾鮰的加工一般在下半年,春節(jié)期間是加工旺季。此時,氣溫比較低,風干處理在工廠實踐中比較方便可行,只需要提供一個合適的場地,不需要提供設備和消耗能耗,是一種比較經濟簡便的保藏方法。

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Sudies on Preservation M ethods of Fish Skin

Liu Hai-ying,He Lei,Guo Shi-dong
(College of Food Science,Jiangnan University,Wuxi 214122,China)

In this study,channel catfish skinswere dried with three differentmethods:air dry at room temperature,hot air dry and marinated with salt.The treated samples were preserved at room temperature for 10 days,30 days,60 days and 90 days.Channel catfish skin shrinkage temperature were measured by differential calorimetry(DSC)method.Collagens of those fish skinswere extracted.The molecularweight distributionswere determined by SDS-PAGE,and the Fourier Transfor m Infrared Spectroscopies of the collagenswere also studied.The results showed that natural drying was the best treatment for fish skin preservation.

Channel catfish skin,Preservation,DSC,SDS-PAGE

博士,副教授 (過世東教授為通訊作者)。

＊江蘇省自然基金 (BK2009749)資助

2010-08-16,改回日期:2010-12-17