葡萄籽提取物對(duì)魷魚(yú)魚(yú)丸品質(zhì)的影響

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(1.渤海大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,生鮮農(nóng)產(chǎn)品貯藏加工及安全控制技術(shù) 國(guó)家地方聯(lián)合工程研究中心,遼寧錦州 121013; 2.中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院南海水產(chǎn)研究所,廣東廣州 510641; 3.大連東霖食品股份有限公司,遼寧大連 116101)

魷魚(yú)具有肉質(zhì)鮮嫩、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、無(wú)骨刺易加工等特點(diǎn)[1],日益受到魚(yú)糜生產(chǎn)者的青睞,具有作為魚(yú)丸制品原料的重要前景。同時(shí)發(fā)現(xiàn)魷魚(yú)等水產(chǎn)品中有較高含量的甲醛(FA)和二甲胺(DMA),FA能和肽類(lèi)、氨基酸殘基等各種小分子量物質(zhì)反應(yīng),導(dǎo)致蛋白質(zhì)分子間及分子內(nèi)交聯(lián),使蛋白溶解度下降,產(chǎn)品質(zhì)地變硬、纖維化等,從而降低產(chǎn)品價(jià)值[2]。Benjakul等[3]研究結(jié)果顯示FA誘導(dǎo)產(chǎn)生了疏水氨基酸側(cè)鏈的甲基基團(tuán)間大范圍的共價(jià)鍵,促進(jìn)了蛋白的聚集。Chanarat等[4]研究發(fā)現(xiàn),貯藏過(guò)程中狗母魚(yú)魚(yú)糜中FA含量增大和蛋白質(zhì)發(fā)生交聯(lián),導(dǎo)致魚(yú)糜凝膠形成性變差,魚(yú)糜凝膠的破斷力增大,影響其品質(zhì)。正因?yàn)轸滛~(yú)的這些缺點(diǎn),在一定程度上影響了其產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,令魚(yú)糜生產(chǎn)者望而止步。如何改進(jìn)原料特性,如何有效控制其制品加工過(guò)程中FA含量的產(chǎn)生,成為制約魷魚(yú)開(kāi)發(fā)的主要問(wèn)題。魷魚(yú)魚(yú)糜存在凝膠強(qiáng)度低、持水性弱等缺點(diǎn),因此,如何有效改善魷魚(yú)魚(yú)糜凝膠特性是目前提高魷魚(yú)魚(yú)糜質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。

植物多酚廣泛存在于水果、蔬菜中,主要有原花色素、單寧、酚酸、黃酮等。葡萄籽提取物(Grape seed extraction,GSE)是從葡萄籽提取和純化的多酚類(lèi)物質(zhì),其主要的活性成分是原花青素,由于原花青素分子中含有大量的酚羥基,使得GSE具有顯著的清除自由基和抗氧化功能[5-6]。李超等[7]研究表明GSE可有效改善發(fā)酵鴨肉香腸貯藏時(shí)期的品質(zhì)。吳帥帥等[8]研究表明茶多酚對(duì)甲醛(FA)的控制效果顯著,改善了魷魚(yú)品質(zhì)。Tyihak等[9]研究發(fā)現(xiàn)白黎蘆醇是一種效果較好的FA捕獲劑。李穎暢等[10]研究發(fā)現(xiàn)藍(lán)莓葉多酚能夠控制魷魚(yú)魚(yú)丸中甲醛含量,改善魷魚(yú)魚(yú)丸貯藏品質(zhì)。GSE用于改善魷魚(yú)魚(yú)糜的凝膠品質(zhì)鮮見(jiàn)報(bào)道。因此,選用葡萄籽提取物為外源添加物,探討其對(duì)秘魯魷魚(yú)魚(yú)丸品質(zhì)的影響及內(nèi)源性甲醛生成的調(diào)控作用,為其應(yīng)用到魚(yú)丸生產(chǎn)加工過(guò)程提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

冷凍的秘魯魷魚(yú)胴體 -20 ℃冰箱中保存,錦州市林西路水產(chǎn)市場(chǎng);葡萄籽提取物(原花青素95%) 陜西森弗天然制品有限公司;蛋清粉 深圳恒生生物科技有限公司;玉米淀粉 吉林省杞參食有限公司;甲醇(色譜純) DIKMA公司;甲苯 天津市密歐化學(xué)試劑有限公司;苦味酸 西隴化工股份有限公司;三氯化鈦溶液 天津市福晨科學(xué)試劑廠;以上試劑無(wú)特殊說(shuō)明均為分析純。

MS105DU電子分析天平 METTLER TOLEDO公司;ZB-5型斬拌機(jī) 諸城市華鋼機(jī)械有限公司;CR-400色差計(jì) 日本Minolta公司;TA.XT-plus型質(zhì)構(gòu)儀 英國(guó)Stable Micro Systerm公司;SORVALL Stratos冷凍高速離心機(jī) 美國(guó)Thermo公司;FE20型pH計(jì) METTLER TOLEDO公司;NM120低場(chǎng)核磁共振儀 上海紐邁電子科技有限公司;Milli-Q超純水系統(tǒng) 美國(guó)Millipore公司;Agilent HPLC1260高效液相色譜儀 美國(guó)安捷倫科技公司;Agilent GC7890氣相色譜儀 美國(guó)安捷倫科技公司;UV-2550紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì) 島津儀器(蘇州)有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 魷魚(yú)魚(yú)糜加工工藝 將冷凍的秘魯魷魚(yú)胴體(-20 ℃保存)在4 ℃下進(jìn)行解凍,去皮、水洗、用刀切成約1 cm×1 cm小塊,10 ℃下空斬3 min,得到魚(yú)糜備用。

1.2.2 魷魚(yú)魚(yú)丸的制備 魚(yú)糜樣品10 ℃斬拌3 min,加3%鹽和15%淀粉(占魚(yú)糜的百分比),然后分別加入0、0.025%、0.050%、0.100%、0.200%、0.400%的葡萄籽提取物,繼續(xù)斬拌20 min(10 ℃),裝模、成型。40 ℃加熱30 min,100 ℃加熱4 min,4 ℃下冷藏過(guò)夜(約12 h)待測(cè)。檢測(cè)魚(yú)丸白度、凝膠強(qiáng)度、質(zhì)構(gòu)特性、橫向弛豫時(shí)間T2以及魚(yú)丸中的TMAO、TMA、DMA、FA含量。

1.2.3 魚(yú)丸白度的測(cè)定 色差儀測(cè)出亮度值L*、紅綠值a*、黃藍(lán)值b*值,根據(jù)Pattarvivat[11]提出的公式計(jì)算出白度,公式為

1.2.4 魚(yú)丸凝膠強(qiáng)度和質(zhì)構(gòu)(TPA)的測(cè)定 取制好的魚(yú)丸樣品切成邊長(zhǎng)為2.5 cm×2.5 cm的圓柱體,使用質(zhì)構(gòu)分析儀在質(zhì)地剖面分析TPA模式下測(cè)定。測(cè)定條件參數(shù)為:測(cè)量前探頭下降速度2.0 mm/s;測(cè)試速度1.0 mm/s;測(cè)量后探頭回程速度1.0 mm/s;針入距離15.0 mm;觸發(fā)力值10.0 g[12];探頭類(lèi)型P/5S;數(shù)據(jù)采集速率為200.00 point s/s。測(cè)定指標(biāo)包括硬度、彈性和凝膠強(qiáng)度。

1.2.5 魷魚(yú)魚(yú)丸水分含量的變化 樣品放置在25 ℃恒溫30 min,進(jìn)行核磁共振試驗(yàn)。測(cè)試條件為:質(zhì)子共振頻率為22 MHz,測(cè)量溫度為32 ℃。樣品切成10×10×20 mm的長(zhǎng)方體(重1.50±0.01 g)放入核磁管,然后放入分析儀中。采用Carr-Purcell-Meiboom-Gill(CPMG)脈沖序列測(cè)定自旋-自旋弛豫時(shí)間T2。參數(shù)設(shè)定為:SFI=22 MHz,P90(μs)=14,SW(kHz)=100,TR(ms)=2000 ms,NS=8,τ(μs)=150,Echocnt=4000[13]。

1.2.6 甲醛(FA)、二甲胺(DMA)、三甲胺(TMA)、氧化三甲胺(TMAO)含量測(cè)定

1.2.6.1 甲醛含量測(cè)定 參考勵(lì)建榮[14]的方法,略有改進(jìn)。在4 mL反應(yīng)液中加入2 mL DNPH,在60 ℃下衍生30 min后用流水對(duì)樣品進(jìn)行冷卻,然后用0.45 μm濾膜對(duì)樣品進(jìn)行過(guò)濾,進(jìn)樣檢測(cè)。色譜條件:色譜柱:Eclipse Plus18C柱(4.6 μm×250 mm);流動(dòng)相:A:H2O 30%,B:甲醇 70%;柱溫:25 ℃;進(jìn)樣量:20 μL;洗脫時(shí)間:15 min;紫外檢測(cè)器波長(zhǎng)355 nm。

1.2.6.2 二甲胺含量測(cè)定 根據(jù)賈佳[15]的方法,略有改動(dòng)。取2 mL反應(yīng)液,加入65% KOH溶液2 mL,用蒸餾水定容至5 mL,加入對(duì)甲苯磺酰氯甲苯溶液2 mL,60 ℃水浴60 min,取出冰浴冷卻,漩渦振蕩2 min,取1 μL甲苯層進(jìn)行GC-FID分析。色譜條件:色譜柱:H-5石英毛細(xì)管柱(30 m×0.32 mm×0.25 μm);儀器條件:進(jìn)樣口:270 ℃;檢測(cè)器:280 ℃;柱溫:初溫100 ℃保持l min;以25 ℃/min升溫到190 ℃,保持1 min;再以5 ℃/min升溫到220 ℃保持1 min;然后以25 ℃/min升溫到270 ℃保持3 min;不分流;氮?dú)饬魉?2 mL/min;進(jìn)樣量:1 μL。

1.2.6.3 三甲胺和氧化三甲胺含量測(cè)定 根據(jù)賈佳[15]建立的方法,略有改動(dòng)。取4 mL反應(yīng)液,加入1 mL 10%甲醛,5 mL甲苯,3 mL 25% KOH。30 ℃水浴10 min,振蕩2 min。將甲苯層用0.2 g無(wú)水硫酸鈉吸水,吸取3 mL無(wú)水甲苯層與3 mL苦味酸混合,410 nm處比色。蒸餾水取4 mL做對(duì)照。

氧化三甲胺的測(cè)定:取4 mL反應(yīng)液加入1% TiCl3(1 mL+99 mL)水溶液0.5 mL,80 ℃水浴90 s,冷水冷卻,其余同三甲胺測(cè)定步驟。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及作圖采用Origin 9.0,SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)分析軟件,p<0.05為差異顯著,實(shí)驗(yàn)至少重復(fù)3次,結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 白度的變化

白度的高低可以反映魚(yú)丸的品質(zhì)等級(jí)和外觀狀態(tài)。由于GES本身帶有顏色,會(huì)直接或間接地影響魚(yú)丸白度。不同濃度的GES添加量對(duì)魷魚(yú)魚(yú)丸白度的影響如圖1所示,白度隨著葡萄籽提取物濃度的增加而逐漸下降。當(dāng)GSE添加量為0～0.025%時(shí),魷魚(yú)魚(yú)丸白度差異不顯著(p>0.05);當(dāng)GSE添加量高于0.050%～0.400%時(shí),白度顯著降低(p<0.05)?？梢?jiàn),葡萄籽添加量低于0.050%時(shí),對(duì)白度無(wú)顯著影響。

圖1 葡萄籽提取物對(duì)秘魯魷魚(yú)魚(yú)丸白度的影響Fig.1 Effects of different concentration of GSE on whiteness value of squid balls注:圖中不同小寫(xiě)字母表示差異顯著, p<0.05;圖2～圖3,圖6同。

2.2 質(zhì)構(gòu)特性的變化

硬度和彈性是影響魷魚(yú)魚(yú)丸質(zhì)構(gòu)特性的重要指標(biāo),不同濃度GSE對(duì)魷魚(yú)魚(yú)丸質(zhì)硬度和彈性的變化如圖2所示,隨著GSE添加量的增加,彈性有緩慢增加的趨勢(shì),但是不同濃度之間無(wú)顯著性差異(p>0.05),硬度呈逐漸上升趨勢(shì)。未添加葡萄籽提取物的魷魚(yú)魚(yú)丸硬度、彈性分別為1238.47 g、0.965,當(dāng)GSE添加濃度為0.050%時(shí),硬度、彈性值分別為1344.06 g、0.982,相比于空白組明顯增加8.53%、1.77%。這可能是加入GSE后,GSE中多酚類(lèi)物質(zhì)與肉中蛋白質(zhì)發(fā)生了反應(yīng),使蛋白質(zhì)物質(zhì)之間交聯(lián)或者相互作用,從而增強(qiáng)了魷魚(yú)的機(jī)械性能[16]。

圖2 葡萄籽提取物對(duì)秘魯魷魚(yú)魚(yú)丸質(zhì)構(gòu)特性的影響Fig.2 Effects of different concentration of GSE on texture of squid balls

2.3 凝膠強(qiáng)度的變化

凝膠強(qiáng)度等于破斷力與凹陷距離的乘積,破斷力可反映魚(yú)丸的硬度情況,凹陷距離可間接反映出魚(yú)丸的彈性情況,所以凝膠強(qiáng)度也是反映魚(yú)丸品質(zhì)的重要指標(biāo),通過(guò)改善破斷力和凹陷距離可以改善魚(yú)丸的凝膠強(qiáng)度[12]。不同濃度的GSE對(duì)魷魚(yú)魚(yú)丸破斷力、凹陷距離和凝膠強(qiáng)度的影響如圖3所示。破斷力、凹陷距離和凝膠強(qiáng)度隨著GSE添加量的增加而呈現(xiàn)上升趨勢(shì),當(dāng)添加量為0～0.050%時(shí)顯著(p<0.05)增加,而后上升趨勢(shì)增加緩慢。當(dāng)GSE添加量在0.050%～0.400%范圍時(shí),凝膠強(qiáng)度無(wú)顯著(p>0.05)變化;當(dāng)GSE添加量等于0.400%時(shí),魚(yú)丸破斷力和凝膠強(qiáng)度均達(dá)到最大值。說(shuō)明一定濃度的GSE可以改善魚(yú)丸的凝膠特性。從對(duì)破斷力、凹陷距離和凝膠強(qiáng)度作用效果以及節(jié)省成本看,選擇0.050%的葡萄籽提取物添加量比較合適。

圖3 葡萄籽提取物對(duì)秘魯魷魚(yú)魚(yú)丸的 破斷力、凹陷距離和凝膠強(qiáng)度的影響Fig.3 Effects of different concentration of GSE on breaking force,deformation and gel strength of squid balls

2.4 橫向弛豫時(shí)間T2水分的變化

如圖4可知，魷魚(yú)魚(yú)丸存在4種狀態(tài)的水,T21、T22、T23、T24，這4個(gè)T2特征峰所對(duì)應(yīng)的弛豫時(shí)間分別為0.5～1.3,4～11,24～100,200～1000 ms。T2值是一種測(cè)定持水能力的方法,其大小代表該種水分與物質(zhì)結(jié)合的緊密程度,T24值越大說(shuō)明水分越易流動(dòng)[9],各特征峰所對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)即為該水分的平均值。根據(jù)出峰時(shí)間和各特征峰所占總面積的百分比,認(rèn)為4個(gè)特征峰分別對(duì)應(yīng)的是T21和T22為結(jié)合水,T23為不易流動(dòng)水,T24則是自由水。葡萄籽提取物對(duì)秘魯魷魚(yú)弛豫組分峰面積比例的影響如圖5可知,隨著GSE添加量的增大,這幾種狀態(tài)的水分含量并不是一成不變的,P21、P22稍微增大,但差異不顯著(p>0.05),GSE添加量為0～0.200%時(shí),P23顯著(p<0.05)增加;GSE添加量為0～0.200%時(shí),P24略有減少,GSE添加量0.200～0.400%時(shí),P24顯著(p<0.05)減少,從2.44%下降到1.32%。GSE的加入對(duì)秘魯魷魚(yú)魚(yú)丸各狀態(tài)下水分子的分布有影響,且可能使魚(yú)丸中部分自由水轉(zhuǎn)換成了結(jié)合水和不易流動(dòng)水,減少了魚(yú)丸中水的流動(dòng)性,從而使魚(yú)丸持水性增強(qiáng),凝膠強(qiáng)度增大。

圖4 秘魯魷魚(yú)魚(yú)丸T2橫向弛豫時(shí)間的分布變化Fig.4 Change in T2 transverse relaxation time distribution of squid balls

圖5 葡萄籽提取物對(duì)秘魯魷魚(yú) 魚(yú)丸弛豫組分峰面積比例的影響Fig.5 Changes of peaks area proportion of squid balls with different concentration of GSE

2.5 甲醛、二甲胺、三甲胺和氧化三甲胺含量的變化

不同濃度GSE對(duì)秘魯魷魚(yú)魚(yú)丸TMAO分解的影響結(jié)果如圖6所示。由圖6(a)可知,GSE添加量為0～0.050%時(shí),隨著GSE濃度的增加,FA、DMA含量顯著(p<0.05)降低。由圖6(b)可知,GSE添加量為0～0.200%時(shí),隨添加量的增加,TMAO含量顯著(p<0.05)增加,GSE添加量為0～0.100%時(shí),TMA含量則顯著(p<0.05)減小,GSE再增加,TMA含量無(wú)顯著性變化。表明GSE能夠抑制秘魯魷魚(yú)魚(yú)丸中TMAO的熱分解,降低FA、DMA和TMA含量,其中FA含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于DMA含量。勵(lì)建榮等[17]研究表明茶多酚具有捕獲甲醛作用。GSE中主要是多酚類(lèi)物質(zhì)[18],其可能與FA發(fā)生酚醛縮合反應(yīng),從而使秘魯魷魚(yú)凝膠制品中FA含量減少。也可能是GSE中的酚類(lèi)物質(zhì)抑制了自由基形成,進(jìn)而使TMAO熱分解受到抑制。綜合分析,GSE為0.050%時(shí),顯著(p<0.05)降低FA、DMA和TMA含量,顯著(p<0.05)升高TMAO含量。

圖6 葡萄籽提取物濃度對(duì)秘魯魷魚(yú)魚(yú)丸TMAO分解的影響Fig.6 Effects of different concentration of GSE on TMAO thermal decomposition in squid balls

3 結(jié)論

隨葡萄籽提取物(GSE)添加濃度的增加,白度呈現(xiàn)降低趨勢(shì),濃度低于0.050%時(shí),秘魯魷魚(yú)魚(yú)丸白度無(wú)(p<0.05)顯著降低;硬度明顯提高,彈性無(wú)顯著性變化;破斷力、凹陷距離和凝膠強(qiáng)度(p<0.05)顯著升高,濃度高于0.050%時(shí),凹陷距離和凝膠強(qiáng)度上升緩慢;T23組分峰面積比例顯著(p<0.05)增大、T24組分峰面積比例顯著(p<0.05)減小即葡萄籽提取物能提高秘魯魷魚(yú)魚(yú)丸的持水性,降低魚(yú)丸中水分的流動(dòng)性。隨著葡萄籽添加量的增加,甲醛、二甲胺和三甲胺含量降低,氧化三甲胺增加;葡萄籽提取物添加量為0.050%時(shí)可顯著改善秘魯魷魚(yú)魚(yú)丸的凝膠特性、抑制TMAO的熱分解和減少FA含量,魚(yú)丸加工過(guò)程中添加0.050%葡萄籽提取物比較適宜。葡萄籽提取物通過(guò)與蛋白質(zhì)發(fā)生交聯(lián)作用,提高了魚(yú)丸的持水性和凝膠性能,葡萄籽中多酚類(lèi)物質(zhì)與甲醛發(fā)生縮合反應(yīng),降低魚(yú)丸中甲醛含量。