氧化大豆分離蛋白對(duì)鯉魚(yú)肌原纖維蛋白乳化性和凝膠性的影響

李艷青，陳洪生，俞龍浩，楊 楠，王鶴霖，郭希娟

（黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)食品學(xué)院，黑龍江大慶 163319）

我國(guó)淡水魚(yú)資源極為豐富，但加工利用率不足1%，由于淡水魚(yú)自身營(yíng)養(yǎng)成分特點(diǎn)，導(dǎo)致了較難凝膠化，因此限制了淡水魚(yú)糜制品的開(kāi)發(fā)。為了加大淡水魚(yú)的開(kāi)發(fā)利用，提高其凝膠性能，目前常用親水膠體和淀粉作為填充物，但過(guò)量添加不但降低了魚(yú)糜制品營(yíng)養(yǎng)特性，還會(huì)影響口感[1]。大豆分離蛋白作為一種植物蛋白，因膽固醇含量低、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高等特點(diǎn)，受到了消費(fèi)者的青睞，同時(shí)因其良好的功能性質(zhì)和較低的成本，而常作為非功能性填充料或功能性添加劑廣泛應(yīng)用于食品加工中[2]。因此，將大豆分離蛋白用于淡水魚(yú)糜制品既可以作為填充物又可以強(qiáng)化營(yíng)養(yǎng)，有較好的應(yīng)用前景[3]。

試驗(yàn)以我國(guó)主要淡水魚(yú)品種鯉魚(yú)為研究對(duì)象，分析大豆分離蛋白經(jīng)過(guò)適當(dāng)氧化變性處理后對(duì)肌原纖維蛋白乳化性能和凝膠性質(zhì)的影響，為大豆分離蛋白在魚(yú)糜制品中的合理應(yīng)用及改善淡水魚(yú)糜品質(zhì)提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮活鯉魚(yú)，購(gòu)于大慶農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)，宰殺后取白色肌肉待用；所用天然大豆分離蛋白、化學(xué)試劑均為分析純，購(gòu)于大慶博遠(yuǎn)試劑公司。

1.2 儀器設(shè)備

TA-XT plus型質(zhì)構(gòu)分析儀，英國(guó)Stable Micro System公司產(chǎn)品；CR-410型色彩色差儀，日本KONICA MINOLTA產(chǎn)品；UV-6000型紫外分光光度計(jì)，上海元析儀器有限公司產(chǎn)品；T18型勻漿機(jī)，德國(guó)IKA公司產(chǎn)品。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 鯉魚(yú)肌原纖維蛋白的提取及氧化大豆分離蛋白制備

肌原纖維蛋白提取參照Chin K B等人[4]和Jiang X J等人[5]的方法，并進(jìn)行適當(dāng)修改。將魚(yú)肉攪碎，加入4倍體積的20 mmol/L的冰磷酸鹽緩沖溶液（pH值7.5），經(jīng)3次漂洗、冷凍離心（8 000 g，10 min） 后所得沉淀為肌原纖維蛋白樣品，用雙縮脲法測(cè)定其蛋白含量。

氧化大豆分離蛋白制備：取大豆分離蛋白經(jīng)羥自由基氧化系統(tǒng)（氧化系統(tǒng)含F(xiàn)eCl31 mmol/L，抗壞血酸0.1 mmol/L和H2O21 mmol/L） 氧化5 h后凍干，粉碎備用。

1.3.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

將上述提取的鯉魚(yú)肌原纖維蛋白分別加入10%，20%，30%，40%，50%的天然大豆分離蛋白（對(duì)照）和項(xiàng)目自制的氧化大豆分離蛋白，測(cè)定其乳化性和凝膠性。

1.3.3 肌原纖維蛋白乳化性的測(cè)定

肌原纖維蛋白的乳化性質(zhì)的測(cè)定采用濁度法[6]。肌原纖維蛋白勻漿液的乳化活性EAI（m2/g）和乳化穩(wěn)定性ESI（%），分別由下面公式來(lái)表示：

式中：A500——500 nm處的吸光度；

φ——油相體積分?jǐn)?shù)（V/V） （φ=0.25）；

C——蛋白質(zhì)濃度，mmol/L；

A0，A10——乳狀液在0，10 min的吸光度。

1.3.4 肌原纖維蛋白凝膠的制備及質(zhì)地分析

將氧化后肌原纖維蛋白稀釋到40 mg/mL，于80℃下水浴30 min后形成凝膠置于4℃過(guò)夜后備用。

測(cè)量質(zhì)構(gòu)時(shí)，先取出樣品，在室溫下放置30 min后，再利用物性分析儀進(jìn)行測(cè)量。測(cè)定模式選擇測(cè)試前速度5mm/s，測(cè)試速度1mm/s，測(cè)試后速度5mm/s，下壓距離10 mm，引發(fā)力5 g，探頭型號(hào)P/0.5。

1.3.5 凝膠保水性的測(cè)定

參照Salvador P等人[7]的方法并進(jìn)行適當(dāng)修改。稱(chēng)取5 g鯉魚(yú)肌原纖維蛋白凝膠樣品，經(jīng)離心后，稱(chēng)量離出水質(zhì)量。凝膠持水性（Water-Holding Capacity，WHC）利用下式計(jì)算。每個(gè)樣品重復(fù)3次，取平均結(jié)果。

1.3.6 凝膠白度的測(cè)定

凝膠的白度值用日本CR-410型色彩色差儀測(cè)定其L*值、a*值和b*值。計(jì)算公式按Park J[8]的方法來(lái)計(jì)算，公式如下：

2 結(jié)果與分析

2.1 對(duì)鯉魚(yú)肌原纖維蛋白乳化性的影響

乳化能力 （EAI） 和乳化穩(wěn)定性 （ESI） 是衡量蛋白質(zhì)溶液與添加油脂之間的作用能力，對(duì)魚(yú)糜制品的保油能力有極大的影響[9]。

添加大豆分離蛋白對(duì)鯉魚(yú)肌原纖維蛋白乳化活性和乳化穩(wěn)定性的影響見(jiàn)圖1。

圖1 添加大豆分離蛋白對(duì)鯉魚(yú)肌原纖維蛋白乳化活性和乳化穩(wěn)定性的影響

由圖1可以看出，隨著2種大豆分離蛋白添加量的增加，鯉魚(yú)肌原纖維蛋白的乳化能力和乳化穩(wěn)定性均呈下降趨勢(shì)，說(shuō)明大豆分離蛋白的加入破壞了肌原纖維蛋白形成乳濁液的能力，但少量添加氧化大豆分離蛋白對(duì)肌原纖維蛋白乳化能力破壞較小，可能是由于適度氧化會(huì)導(dǎo)致大豆分離蛋白疏水基團(tuán)的暴露，可以與肌原纖維蛋白相互作用形成相對(duì)較穩(wěn)定的體系。而隨著氧化的大豆分離蛋白添加量的增加，這種穩(wěn)定的狀態(tài)被破壞，從而導(dǎo)致乳化活力和乳化穩(wěn)定性的下降[10]。

2.2 對(duì)鯉魚(yú)肌原纖維蛋白凝膠性的影響

2.2.1 對(duì)鯉魚(yú)肌原纖維蛋白凝膠質(zhì)地的影響

添加大豆分離蛋白對(duì)鯉魚(yú)肌原纖維蛋白凝膠硬度和彈性的影響見(jiàn)圖2。

圖2 添加大豆分離蛋白對(duì)鯉魚(yú)肌原纖維蛋白凝膠硬度和彈性的影響

添加2種大豆分離蛋白后鯉魚(yú)肌原纖維蛋白形成凝膠的硬度均有所下降，并隨著大豆分離蛋白添加量的增加下降越來(lái)越嚴(yán)重，可能是由于大豆分離蛋白添加量過(guò)大，稀釋了肌原纖維蛋白的濃度，影響了蛋白質(zhì)之間的交互作用，因此導(dǎo)致凝膠硬度下降。但添加大豆分離蛋白后，肌原纖維蛋白凝膠的彈性變化趨勢(shì)稍有不同，表現(xiàn)在當(dāng)氧化大豆分離蛋白添加量小于20%時(shí)，凝膠的彈性略有上升，隨后呈下降趨勢(shì)。肌原纖維蛋白加入少量氧化后的大豆分離蛋白后，凝膠彈性的增加可能是由于氧化后大豆分離蛋白形成衍生物與鯉魚(yú)肌原纖維蛋白通過(guò)二硫鍵或其他的化學(xué)鍵結(jié)合，形成了一種更有彈性的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

2.2.2 對(duì)鯉魚(yú)肌原纖維蛋白凝膠保水性的影響

添加大豆分離蛋白對(duì)鯉魚(yú)肌原纖維蛋白凝膠保水性的影響見(jiàn)圖3。

圖3 添加大豆分離蛋白對(duì)鯉魚(yú)肌原纖維蛋白凝膠保水性的影響

由圖3可以看出，鯉魚(yú)肌原纖維蛋白凝膠保水能力隨著大豆分離蛋白的增加均有所降低，但添加氧化大豆分離蛋白和天然大豆分離蛋白后的凝膠保水性下降程度不同，且差異顯著（p＜0.05），添加氧化大豆分離蛋白的蛋白凝膠保水性一直優(yōu)于添加天然大豆分離蛋白的凝膠保水性，且當(dāng)氧化大豆分離蛋白的添加量小于20%時(shí)，凝膠的保水性變化差異不大。

凝膠保水性的降低與凝膠結(jié)構(gòu)的變化是密不可分的。凝膠中很多水是通過(guò)氫鍵結(jié)合至肽鍵的C=O和N-H基團(tuán)，以水合的形式與帶電基團(tuán)締合，或廣泛地存在于通過(guò)氫鍵形成的水-水網(wǎng)[11]。當(dāng)向肌原纖維凝膠中添加大豆分離蛋白后，大豆分離蛋白稀釋了肌原纖維蛋白濃度，并阻礙了水分與肌原纖維蛋白之間氫鍵的形成，因此導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果中凝膠保水性的下降，但少量添加氧化大豆分離蛋白，凝膠保水性下降不明顯，還有待于進(jìn)一步研究原因。

2.3 對(duì)鯉魚(yú)肌原纖維蛋白凝膠白度值的影響

添加大豆分離蛋白對(duì)鯉魚(yú)肌原纖維蛋白凝膠白度值的影響見(jiàn)圖4。

圖4 添加大豆分離蛋白對(duì)鯉魚(yú)肌原纖維蛋白凝膠白度值的影響

在凝膠白度值的試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，隨著大豆分離蛋白添加量的增加，鯉魚(yú)肌原纖維蛋白凝膠的白度呈降低趨勢(shì)。當(dāng)添加量小于30%時(shí)，添加天然大豆分離蛋白和氧化后的大豆分離蛋白的差異不顯著（p＜0.05）；當(dāng)添加量大于30%時(shí)，添加氧化大豆分離蛋白的凝膠白度值下降比較嚴(yán)重，可能是由于氧化引起了大豆分離蛋白自身顏色的改變，所以添加量過(guò)大時(shí)會(huì)影響到鯉魚(yú)肌原纖維蛋白凝膠的白度值，因此為提高魚(yú)糜凝膠白度值，要合理控制大豆分離蛋白的添加量。

3 結(jié)論

試驗(yàn)將經(jīng)自由基氧化系統(tǒng)氧化后的大豆分離蛋白和天然大豆分離蛋白添加到鯉魚(yú)肌原纖維蛋白中，測(cè)定其蛋白乳化性和凝膠性。結(jié)果表明，添加2種大豆分離蛋白均會(huì)引起肌原纖維蛋白質(zhì)乳化活性和乳化穩(wěn)定性的降低，鯉魚(yú)肌原纖維蛋白凝膠的保水性、硬度和彈性降低。但少量添加（≤20%）氧化大豆分離蛋白對(duì)肌原纖維蛋白質(zhì)功能性破壞相對(duì)較小，在實(shí)際生產(chǎn)中可以適量添加到魚(yú)糜制品中，提高產(chǎn)品品質(zhì)。

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