金槍魚魚肉勻漿的黏度特性研究

趙瑞云,包海蓉

(上海海洋大學食品學院,上海 201306)

金槍魚魚肉勻漿的黏度特性研究

趙瑞云,包海蓉*

(上海海洋大學食品學院,上海 201306)

為優(yōu)化金槍魚魚肉勻漿的黏度測試條件,本文研究了不同均質(zhì)時間、穩(wěn)定時間、魚肉勻漿濃度、NaCl濃度、pH及測試溫度對魚肉勻漿黏度的影響。研究結(jié)果表明:當均質(zhì)1 min,穩(wěn)定60 min,加溶液量(mL)∶肉(g)為9∶1,NaCl為1.2 mol/L,pH為7.5,測試溫度為5 ℃時,可獲得較穩(wěn)定的魚肉勻漿黏度測定結(jié)果,為建立通過金槍魚魚肉勻漿黏度測量方法評價凍藏金槍魚品質(zhì)奠定基礎(chǔ)。

大目金槍魚,魚肉勻漿,測試條件,黏度

金槍魚屬于大洋暖水性洄游魚類,是國際營養(yǎng)學會推薦的三大營養(yǎng)魚之一[1-2]。新鮮度高的金槍魚可作為生魚片食用,但其品質(zhì)極易發(fā)生變化,快速有效的品質(zhì)評價方法是金槍魚研究的熱點之一。目前金槍魚的鮮度評價主要通過理化指標、微生物指標及感官指標,如:pH、K值、Ca-ATPase活性、高鐵肌紅蛋白、揮發(fā)性鹽基氮、色差、質(zhì)地、風味、微生物數(shù)量等[3-5]。對于魚類的品質(zhì)評價,流變技術(shù)正逐漸發(fā)展。魚肉的流變特性受肌原纖維蛋白和結(jié)締組織蛋白的影響最大[6-7]。

蛋白質(zhì)的黏度與蛋白質(zhì)分子的物理化學特性和結(jié)構(gòu)有一定的相關(guān)性[8],故其黏度可作為蛋白質(zhì)變性和聚集程度的指標[9-11]。根據(jù)蛋白質(zhì)的黏度,可進一步評價凍藏魚肉的品質(zhì),有報道測定魚類凍藏過程肌動球蛋白的表觀和相對黏度的變化,認為肌動球蛋白的黏度的變化是一個敏感性指標與品質(zhì)具有良好的相關(guān)性[12]。但是蛋白質(zhì)的提取過程較繁瑣且蛋白質(zhì)在提取過程中易發(fā)生變化[10-17],在冷凍魚品質(zhì)評價方面并非非常實用的手段,尋找更快速和簡易的手段用于實驗室或產(chǎn)業(yè)應(yīng)用,具有重要意義。

魚肉勻漿的獲得比較便利,但是魚肉勻漿也是一種具有不定形微結(jié)構(gòu)的非均質(zhì)物料,所以流變性質(zhì)的研究一直是食品流變學研究中的難點[18-20]。其中影響魚肉勻漿黏度的因素有多種,例如樣品濃度、pH、NaCl濃度、均質(zhì)時間、穩(wěn)定時間、測試溫度[10-17]等。本實驗通過研究不同均質(zhì)時間、穩(wěn)定時間、魚肉勻漿濃度、NaCl濃度、pH和流變測試溫度對大目金槍魚魚肉勻漿黏度的影響,優(yōu)化金槍魚魚肉勻漿的黏度測試條件。以期望在后續(xù)研究中建立魚肉勻漿黏度與凍藏魚肉品質(zhì)的相關(guān)性,為金槍魚魚肉勻漿的流變特性和凍藏品質(zhì)之間的定量描述奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

大目金槍魚 -60 ℃凍藏的購于浙江大洋世家股份有限公司的大目金槍魚背部肉,裝入聚乙烯保鮮袋密封,置于4 ℃低溫培養(yǎng)箱中解凍至中心溫度0 ℃時取樣,每個指標重復(fù)3次;磷酸氫二鈉(≥99.5%)、磷酸二氫鈉(≥99.5%)、氯化鈉(≥99.5%) 均為分析純(AR),國藥集團化學試劑有限公司。

SG2-ELK研究用酸度計 梅特勒-托利多公司;MCR301流變儀 奧地利安東帕公司;GL-20B高速冷凍離心機 上海安亭科學儀器廠;D-130電動勻漿機 Wiggens有限公司;FA2004型電子分析天平 南京東邁科技儀器有限公司;LRH-100CL低溫培養(yǎng)箱 上海一恒科學儀器有限公司;TES1384 Datalogger 4 Input Thermometer Made In Taiwan;AL104-IC型分析天平 梅特勒-托利多國際貿(mào)易(上海)有限公司。

表1 不同均質(zhì)時間對魚肉勻漿黏度的影響Table 1 Effects of homogenization time on the viscosity of tuna homogenate

注:同列肩標不同字母表示差異顯著(p≤0.05);選取的是剪切速率為10 s-1時的黏度測試條件下的黏度值[23];表2～表5同。

1.2 不同因素對金槍魚魚肉勻漿黏度的影響

1.2.1 均質(zhì)時間對黏度的影響 稱取5 g碎魚肉,除去脂肪和結(jié)締組織,加入45 mL溶液(含20 mL 1.6 mol/L的NaCl,磷酸鹽緩沖液調(diào)pH為6.7),分別均質(zhì)1、2、3、4、5 min(18000 r/min),穩(wěn)定(均質(zhì)到上樣測試前的時間)0 min,整個過程需在冰浴條件下進行。在5 ℃條件下測定均質(zhì)時間與黏度的關(guān)系。

1.2.2 穩(wěn)定時間對黏度的影響 稱取5 g碎魚肉,除去脂肪和結(jié)締組織,加入45 mL溶液(pH為6.7,含20 mL 1.6 mol/L的NaCl),均質(zhì)1 min(18000 r/min),分別穩(wěn)定0、30、60、120、180、240、300 min,整個過程需在冰浴條件下進行。在5 ℃條件下測定穩(wěn)定時間與黏度的關(guān)系。

1.2.3 魚肉勻漿濃度對黏度的影響 稱取5 g碎魚肉,除去脂肪和結(jié)締組織,分別加入25、30、35、40、45、50 mL溶液(pH均為6.7,均含20 mL 1.6 mol/L的NaCl),均質(zhì)1 min(18000 r/min),穩(wěn)定約60 min,整個過程需在冰浴條件下進行。在5 ℃條件下測定魚肉勻漿濃度與黏度的關(guān)系。

1.2.4 NaCl溶液濃度對黏度的影響 稱取5 g碎魚肉,除去脂肪和結(jié)締組織,加入45 mL溶液(pH均為6.7,分別含20 mL 0.0、0.4、0.8、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0 mol/L的NaCl),均質(zhì)1 min(18000 r/min),穩(wěn)定約60 min,整個過程需在冰浴條件下進行。在5 ℃條件下測定NaCl與黏度的關(guān)系。

1.2.5 pH對黏度的影響 稱取5 g碎魚肉,除去脂肪和結(jié)締組織,加入45 mL溶液(pH分別為4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5,均含20 mL 1.2 mol/L的NaCl),均質(zhì)1 min(18000 r/min),穩(wěn)定約60 min,整個過程需在冰浴條件下進行。在5 ℃條件下測定pH與黏度的關(guān)系。

1.2.6 測試溫度對黏度的影響 稱取5 g碎魚肉,除去脂肪和結(jié)締組織,加入45 mL溶液(pH為6.7,含20 mL 1.6 mol/L的NaCl),均質(zhì)1 min(18000 r/min),穩(wěn)定約60 min,整個過程需在冰浴條件下進行。分別在2、5、7、10、15、20、25 ℃條件下測定測試溫度與黏度的關(guān)系。

1.2.7 魚肉勻漿黏度的測定 采用安東帕MCR301高級旋轉(zhuǎn)流變儀測定魚肉勻漿的黏度。其中測試探頭的型號為PP50-1,直徑為49.985 mm。上樣,調(diào)整板間距離為1 mm,擦去多余樣品(注意不要把板與板之間的樣品析出)。在固定測試溫度(測試前恒溫5 min),剪切速率0～100 s-1條件下,獲得樣品的黏度與剪切速率的關(guān)系。

1.3 統(tǒng)計分析

實驗數(shù)據(jù)用SPSS 18.0軟件進行分析,采用One-way analysis of variance和Least-significance difference進行比較;繪圖用Origin 8.0軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 均質(zhì)時間對魚肉勻漿黏度的影響

如圖1所示,不同均質(zhì)時間下,金槍魚魚肉勻漿的黏度隨剪切速率的增大而減小。這是由于金槍魚魚肉勻漿屬于假塑性流體[21]。從圖1和表1可看出,魚肉勻漿的黏度隨均質(zhì)時間的增加而減小。這主要是隨著魚肉均質(zhì)時間的增加,肌肉組織的顆粒變小,導(dǎo)致的魚肉勻漿黏度的降低[21-22]。從表1可以看出,均質(zhì)時間為1、2、3 min時,魚肉勻漿的黏度值之間無顯著差異(p>0.05),而均質(zhì)時間大于3 min時,魚肉勻漿黏度值顯著降低,可能是由于均質(zhì)時間的繼續(xù)增加,蛋白質(zhì)發(fā)生乳化,黏度降低。當均質(zhì)1 min時,魚肉勻漿的黏度值大且與均質(zhì)2 min和3 min無差異顯著(p>0.05),可減小均質(zhì)時間的增加引起的誤差,利于觀察其它因素對魚肉勻漿黏度的影響。故最優(yōu)均質(zhì)時間為1 min。

圖1 不同均質(zhì)時間的金槍魚魚肉勻漿黏度曲線Fig.1 Viscosity curve of tuna homogenate at different homogenization time

2.2 穩(wěn)定時間對魚肉勻漿黏度的影響

表2 不同穩(wěn)定時間對魚肉勻漿黏度的影響Table 2 Effects of standing time on viscosity of tuna homogenate

表3 不同溶液添加量對魚肉勻漿黏度的影響Table 3 Effects of additive amount of solution on the viscosity of tuna homogenate

如圖2所示金槍魚魚肉勻漿的黏度隨穩(wěn)定時間的增加總體呈現(xiàn)先增加后逐漸穩(wěn)定的趨勢,金槍魚魚肉勻漿的黏度與穩(wěn)定時間之間存在三階的多項式關(guān)系(R2=0.8248)。這是由于魚肉均質(zhì)時會形成氣泡,而氣泡的數(shù)量會影響魚肉勻漿的黏度;同時魚肉均質(zhì)后的穩(wěn)定可促使蛋白質(zhì)與水分子之間的結(jié)合,從而導(dǎo)致魚肉勻漿的黏度先增加后逐漸穩(wěn)定。從表2可以看出,穩(wěn)定約60 min時,魚肉勻漿的黏度值較大且與穩(wěn)定120 min無差異顯著(p>0.05),利于觀察其它因素對魚肉勻漿黏度的影響,降低魚肉勻漿黏度測量的不穩(wěn)定性。故最優(yōu)穩(wěn)定時間為60 min。

圖2 不同穩(wěn)定時間與金槍魚魚肉勻漿黏度的關(guān)系Fig.2 The relationship between standing time and viscosity of tuna homogenate

2.3 加溶液量對魚肉勻漿黏度的影響

如圖3所示金槍魚魚肉勻漿的黏度隨加溶液量的增加呈現(xiàn)下降的趨勢。趙杰文[24]等對鰱魚、鯉魚、鯽魚不同摻水量下魚肉勻漿黏度的研究結(jié)果與本實驗相似。從圖3可看出,金槍魚魚肉勻漿的黏度與加溶液量之間存在線性關(guān)系(R2=0.9124)。魚肉勻漿的黏度是由蛋白質(zhì)分子間、蛋白質(zhì)與水分子間、蛋白質(zhì)與其它分子間的內(nèi)聚力以及分子擴散形成的。水和蛋白質(zhì)是魚肉勻漿的主要成分。蛋白質(zhì)攜帶的極性基團與水分子的相互作用可使蛋白質(zhì)高度水化。當魚肉勻漿的加水量增加時,蛋白質(zhì)高度水化,直接吸附在蛋白質(zhì)表面的水分子與蛋白質(zhì)結(jié)合牢固,距離蛋白質(zhì)遠的水分子與蛋白質(zhì)結(jié)合松散甚至完全自由,故蛋白質(zhì)之間相互分離。其中蛋白質(zhì)間的作用力遠大于水分子間的作用力,故魚肉勻漿的黏度降低[28]。從表3可看出,加溶液量(mL)∶肉(g)為9∶1時的黏度值與加溶液量(mL)∶肉(g)為10∶1的無差異顯著(p>0.05),且其標準差比加溶液量(mL)∶肉(g)為10∶1的小,故當加溶液量(mL)∶肉(g)為9∶1可較明顯地觀察其他因素對魚肉勻漿黏度的影響。則最優(yōu)加溶液量(mL)∶肉(g)為9∶1。

圖3 不同溶液添加量與金槍魚魚肉勻漿黏度的關(guān)系Fig.3 The relationship between additive amount of solution and viscosity of tuna homogenate

2.4 NaCl溶液濃度對黏度的影響

如圖4所示金槍魚魚肉勻漿的黏度隨NaCl濃度的增加呈現(xiàn)先上升再下降的趨勢,金槍魚魚肉勻漿的黏度與NaCl濃度之間存在二階的多項式關(guān)系(R2=0.9376)。低離子強度時,魚肉勻漿中的肌原纖維蛋白質(zhì)以細絲狀存在,導(dǎo)致魚肉勻漿的黏度低[25-26]。離子強度增大到一定值或繼續(xù)增大時,一些肌原纖維蛋白開始溶解,導(dǎo)致肌動球蛋白含量增加,肌動球蛋白可使魚肉中脂肪的黏度降低,即魚肉勻漿黏度下降[12]。Hamm研究了NaCl濃度對牛肉勻漿黏度的影響,結(jié)果顯示NaCl濃度小于5%時,勻漿黏度與NaCl濃度呈正相關(guān),而NaCl濃度大于5%后,勻漿黏度與NaCl濃度呈負相關(guān)。從圖4可以看出,NaCl濃度在1.2 mol/L左右,魚肉勻漿的黏度值最大,之后隨著NaCl濃度的繼續(xù)上升,魚肉勻漿的黏度逐漸下降,可能引起肌原纖維蛋白的溶解,影響蛋白的結(jié)構(gòu)組成,導(dǎo)致魚肉勻漿黏度測量時的不穩(wěn)定。故最優(yōu)NaCl濃度為1.2 mol/L。

圖4 不同NaCl濃度與金槍魚魚肉勻漿黏度的關(guān)系Fig.4 The relationship between NaCl concentration and the viscosity of tuna homogenate

表4 不同pH對魚肉勻漿黏度的影響Table 4 Effects of pH on the viscosity of tuna homogenate

表5 不同測試溫度對魚肉勻漿黏度的影響Table 5 Effects of measurement temperature on the viscosity of tuna homogenate

2.5 pH對黏度的影響

如圖5所示金槍魚魚肉勻漿的黏度隨pH的增加呈現(xiàn)先下降再上升的趨勢,金槍魚魚肉勻漿的黏度與pH之間存在三階的多項式關(guān)系(R2=0.9951)。肌動球蛋白和肌球蛋白的等電點在5～5.5左右[27-28]。等電點處魚肉勻漿中的蛋白質(zhì)不帶電,分子間的相互作用力弱,顆粒易碰撞、凝聚產(chǎn)生沉淀,所以魚肉勻漿在等電點處,其黏度小[29]。而圖5顯示pH在4.5～5左右時,魚肉勻漿黏度最低,這可能是NaCl的加入導(dǎo)致等電點降低。Borderias A J等研究了不同pH下鱈魚魚肉勻漿的黏度,結(jié)果表明pH在4.8時鱈魚的黏度值最低[12]。pH離蛋白質(zhì)等電點越遠,同種電荷的分子越多,排斥力越大,導(dǎo)致在一定pH范圍內(nèi),魚肉勻漿黏度隨pH的增大而增大[26-31]。從表4可以看出,pH在7.5左右時,魚肉勻漿的黏度值與pH在7.0時無差異顯著(p>0.05),且黏度值較大,可一定程度的降低蛋白質(zhì)凝聚沉淀對黏度測量的影響。故最優(yōu)pH為7.5。

圖5 pH與金槍魚魚肉勻漿黏度的關(guān)系Fig.5 The relationship between pH and the viscosity of tuna homogenate

2.6 測試溫度對魚肉勻漿黏度的影響

如表5所示金槍魚魚肉勻漿的黏度隨測試溫度的增加總體呈現(xiàn)降低的趨勢。這是由于測試溫度增加時,某些蛋白質(zhì)會發(fā)生聚合反應(yīng),導(dǎo)致魚肉勻漿黏度降低[17]。從表5可以看出,魚肉勻漿的測試溫度為5、7、10 ℃時,黏度值結(jié)果無差異顯著(p>0.05),因此可選用5 ℃作為測試溫度,既可以減少蛋白質(zhì)的聚合,又利于觀察其他因素對魚肉勻漿黏度的影響,降低測試溫度對魚肉勻漿測量穩(wěn)定性的影響。故最優(yōu)測試溫度為5 ℃。

3 結(jié)論

當均質(zhì)1 min,穩(wěn)定60 min,加溶液量(mL)∶肉(g)9∶1,NaCl濃度1.2 mol/L,pH7.5,測試溫度5 ℃時,魚肉勻漿測得的黏度值相對穩(wěn)定,可減少由于測試條件的細微波動引起的測試值的變動,為后續(xù)研究魚肉勻漿黏度和魚肉凍藏品質(zhì)之間的相關(guān)性奠定基礎(chǔ),也可為金槍魚魚肉勻漿的黏度和凍藏品質(zhì)之間的定量描述提供參考。

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Study on the viscosity of tuna homogenate

ZHAO Rui-yun,BAO Hai-rong*

(College of Food Science and Technology,Shanghai Ocean University,Shanghai 201306,China)

The effects of homogenizing time,standing time(time elapsing between homogenization and measurement),the ratio of solution to muscle,NaCl,pH and measurement temperature on the viscosity of tuna homogenate were studied in order to optimize test condition of tuna homogenate for viscosity measurement. The optimized test condition showed that:homogenization time was 1 min,stabilized for 60 min,the ratio of solution to tuna muscle was 9∶1,the concentration of NaCl was 1.2 mol/L,adjusted pH at 7.5,the measurement temperature was at 5 ℃. The purpose of optimization of preparations and test condition for tuna homogenate based on viscosity measurement was to obtain stable viscosity value of tuna homogenate,lay a foundation of quantitative analysis between viscosity of tuna homogenate and quality of frozen tuna.

bigeye tuna(Thunnusobesus);homogenate;test condition;viscosity

2016-09-26

趙瑞云(1989-)，女，碩士研究生，主要從事水產(chǎn)品流變及品質(zhì)評價方面的研究，E-mail:ryzhao1203@163.com。

*通訊作者:包海蓉(1969-)，女，博士，副教授，主要從事食品加工工藝和水產(chǎn)品保鮮方面的研究，E-mail:hrbao@shou.edu.cn。

TS254.1

A

1002-0306(2017)08-0128-05

10.13386/j.issn1002-0306.2017.08.017