3種魷魚魚糜凝膠品質(zhì)比較

張奇秀 郭全友 陳婷婷 李孟婕 蘇雨瞳 房思維 包海蓉,3,4

(1. 上海海洋大學食品學院，上海 201306；2. 中國水產(chǎn)科學研究院東海水產(chǎn)研究所，上海 200090；3. 上海水產(chǎn)品加工及貯藏工程技術(shù)研究中心，上海 201306；4. 農(nóng)業(yè)部水產(chǎn)品貯藏保鮮質(zhì)量安全風險評估實驗室〔上?！?，上海 201306)

魷魚為中國海洋漁業(yè)的重點捕撈對象，其蛋白含量高，脂肪含量低，富含必需氨基酸及不飽和脂肪酸。魷魚加工產(chǎn)業(yè)所用原料主要有3類：秘魯魷魚(Dosidicusgigas)、阿根廷魷魚(Illexargentinus)和北太平洋魷魚(Ommastephesbartrami)。其中，秘魯魷魚水分含量較高、蛋白質(zhì)及脂肪含量較低，產(chǎn)量高、成本低，但特殊的酸味限制了其加工利用，而被廣泛應(yīng)用于商業(yè)及科研中；阿根廷魷魚體型較小，在3種魷魚中甜菜堿含量最高，鮮度最高，滋味鮮美，但價格較貴；北太平洋紅魷魚呈味氨基酸組成最多，富含礦物質(zhì)和多不飽和脂肪酸[1]。

隨著水產(chǎn)加工技術(shù)的不斷發(fā)展，魷魚制品及其生產(chǎn)工藝漸趨多樣化，不再局限于魷魚絲、魷魚罐頭等傳統(tǒng)制品，但魷魚魚糜制品市面上較少。目前關(guān)于單一種類魷魚魚糜凝膠特性的改良研究較多，不同品種魷魚的基本營養(yǎng)成分[2]、特征滋味成分[1]、在凍藏期間的肌原纖維蛋白功能特性[3]比較也有相關(guān)研究，但比較不同品種魚糜凝膠品質(zhì)的研究多見于淡水魚種，關(guān)于魷魚的還未見報道。研究擬以秘魯魷魚、北太平洋魷魚、阿根廷魷魚為試驗原料，比較3種魷魚魚糜凝膠的品質(zhì)差異，以期為魷魚魚糜制品的原料選擇提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

秘魯魷魚、北太平洋魷魚、阿根廷魷魚：捕撈時間相近，均于-18 ℃凍藏，中國水產(chǎn)舟山海洋漁業(yè)有限公司；

氯化鈉：分析純，上海阿拉丁生化科技股份有限公司；

尿素：分析純，上海麥克林生化科技有限公司；

斬拌機：QSJ-B02R1型，小熊電器有限公司；

電子天平：ATX224型，日本島津公司；

數(shù)顯恒溫水浴鍋：HH-4型，金壇市岸頭儀都儀器廠；

流變儀：MCR301型，奧地利安東帕公司；

傅里葉變換紅外分光光譜儀：L1050050 Spotlight 400型，珀金埃爾默儀器有限公司；

色彩色差計：CR-400型，日本柯尼卡美能達(中國)儀器有限公司；

質(zhì)構(gòu)儀：TA.XT Plus型，英國SMS公司；

高速冷凍離心機：himac CR 21G型，日立工機公司；

低場核磁共振儀：MesoMR23-060H-1型，上海紐邁電子科技有限公司；

pH計：FiveEasy Plus FE28型，梅特勒—托利多儀器(上海)有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 魚糜凝膠制備 將-18 ℃凍藏的魷魚用流水解凍，去除其他部分，留下胴體，冰水清洗，切塊，漂洗3次(第3次冰水中放入質(zhì)量分數(shù)為0.3%的氯化鈉溶液)，瀝干脫水，斬拌(期間加入質(zhì)量分數(shù)為2.5%的食鹽)，控制水分含量為80%，成型灌腸，二段加熱(40 ℃ 60 min，90 ℃ 30 min)，冷卻，于4 ℃貯藏備用。

1.2.2 pH測定 取5 g凝膠，切碎，加入40 mL蒸餾水，均質(zhì)后靜置20 min，過濾得上清液，采用pH計測定。

1.2.3 白度測定 將凝膠樣品切割成厚度為0.5 cm的薄片，并按式(1)計算白度。

(1)

式中：

W——白度；

L*——亮度；

a*——紅度值；

b*——黃度值。

1.2.4 持水性(WHC)測定 將凝膠樣品切成0.5 cm的薄片，用濾紙包住，4 ℃、3 000 r/min離心10 min，稱重，按式(2)計算持水性。

(2)

式中：

W——持水率，%；

m1——魚糜凝膠離心前的質(zhì)量，g；

m2——魚糜凝膠離心后的質(zhì)量，g。

1.2.5 蒸煮損失測定 參考熊澤語等[4]的方法并略作修改。將凝膠樣品切成1.5 cm×1 cm×2 cm的長方體，稱重，放入大小均等的蒸煮袋后封口(保證不漏氣)，90 ℃水浴20 min，擦干表面水分稱重，按式(3)計算蒸煮損失。

(3)

式中：

C——蒸煮損失，%；

既往多數(shù)學者將MRI檢查不用造影劑作為優(yōu)點介紹，但是隨著MRI技術(shù)在臨床不斷深入，臨床實踐工作者發(fā)現(xiàn)MRI平掃并不能顯示存在許多病變患者并病變組織與正常組織的對比，而增強MRI掃描就彌補了其不足之處。增強MRI掃描具有該臨床診斷率的特點，其采用梯度回波序列進行診斷，可檢測出較小病灶和有無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的個數(shù)。本文對42例結(jié)直腸癌患者行增強MRI掃描，結(jié)果發(fā)現(xiàn)增強MRI掃描對結(jié)直腸癌患者發(fā)生淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的檢出個數(shù)和診斷準確率明顯高于MRI平掃強MRI對結(jié)直腸癌患者發(fā)生淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的診斷準確率。該結(jié)果進一步證實了增強MRI掃描技術(shù)對結(jié)直腸癌患者發(fā)生淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的診斷準確率。

m3——魚糜凝膠蒸煮前的質(zhì)量，g；

m4——魚糜凝膠蒸煮后的質(zhì)量，g。

1.2.6 凝膠強度測定 參考Buamard等[5]的方法并略作修改。測定前先將樣品置于常溫下平衡0.5 h以減小誤差，然后將其切成2.5 cm高的圓柱體，用質(zhì)構(gòu)儀建立或載入測試方法并確認參數(shù)是否正確，對物料進行物性測試并處理數(shù)據(jù)。測試參數(shù)：P/5s球形探頭，返回速度15 mm/s，返回距離30 mm，壓縮比50%，觸發(fā)力0.05 N。按式(4)計算凝膠強度。

G=F×D，

(4)

式中：

G——凝膠強度，N·cm；

F——破斷力，N；

1.2.7 動態(tài)流變溫度掃描 參考Moreno等[6]的方法并略作修改。對魚糜進行溫度掃描，保持水箱溫度40 ℃以下。掃描溫度范圍20～100 ℃，升溫速率1.5 ℃/min，測定彈性模量G′的變化曲線。

1.2.8 化學作用力測定 參考Gómez-Guillén等[7]的方法。取5份2 g魚糜凝膠樣品，分別加入0.05 mol/L NaCl(SA)、0.6 mol/L NaCl(SB)、0.6 mol/L NaCl+1.5 mol/L尿素(SC)、0.6 mol/L NaCl+8 mol/L尿素(SD)4種溶液各10 mL，均質(zhì)混勻，4 ℃靜置1 h，10 000 r/min離心15 min，取上清液并用雙縮脲法測定其蛋白濃度。以SB-SA、SC-SB、SD-SC的蛋白濃度差值分別代表離子鍵、氫鍵、疏水相互作用的貢獻。

1.2.9 水分分布狀態(tài)測定 參考姜昕等[8]的方法。

1.2.10 魚糜蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)測定 參考Fan等[9]的方法并略作修改。將魚糜于-80 ℃下預凍4 h，真空冷凍干燥48 h。取適量凍干樣品研成粉末，采用傅里葉變換紅外光譜儀進行蛋白二級結(jié)構(gòu)測定。測試參數(shù)：掃描范圍600～4 000 cm-1，掃描次數(shù)8次，分辨率4 cm-1。用Peak-Fit 4.12軟件處理數(shù)據(jù)，二階求導并擬合得到紅外圖譜，從而計算各二級結(jié)構(gòu)百分比。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Origin 2019軟件作圖，采用SPSS 26.0軟件進行顯著性差異分析及組間相關(guān)性分析(單因素ANOVA檢驗Duncan模型)。每組3個平行，結(jié)果以平均值±標準差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 3種魷魚魚糜凝膠pH

由表1可知，秘魯魷魚和北太平洋魷魚魚糜凝膠pH無顯著性差異(P>0.05)，而阿根廷魷魚魚糜凝膠pH偏離等電點較遠(P<0.05)，上清液更渾濁，溶出蛋白濃度較大，形成的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更緊密有序，與其凝膠強度、保水性較好的結(jié)果相吻合。3種魷魚魚糜pH值受鮮度影響較大，存在差異的原因也可能與捕撈方式、魚肉保存條件和時間有關(guān)。Cortés-Ruiz等[10]研究表明，魷魚蛋白等電點在pH為5～6，隨著環(huán)境pH的增大，偏離等電點，蛋白表面的負電荷也增加，并與水分子上的氫鍵結(jié)合，使更多水分被鎖入凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中；同時蛋白分子之間的斥力增大使其溶解性提高，增強魚糜凝膠形成能力。

表1 3種魷魚魚糜凝膠pH比較?

2.2 3種魷魚魚糜凝膠白度

由圖1可知，秘魯魷魚魚糜凝膠白度顯著大于其余兩種(P<0.05)，而北太平洋和阿根廷魷魚魚糜凝膠白度無顯著差異，可能是凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變化導致白度值的改變能顯著影響蛋白凝膠，卻對魚糜制品的影響程度較小，因此魚糜白度的差異不甚明顯[11]。

小寫字母不同表示差異顯著(P<0.05)

2.3 3種魷魚魚糜凝膠持水性和蒸煮損失

持水性是評價魚糜制品中蛋白質(zhì)與水結(jié)合能力強弱的指標，結(jié)合能力越強，凝膠的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也就越致密有序，鎖住的水分越多，持水性也越高[12]。由圖2(a)可知，阿根廷魷魚魚糜凝膠的持水性略高于秘魯魷魚，而前兩者魚糜凝膠持水性顯著高于北太平洋魷魚(P<0.05)，表明北太平洋魷魚魚糜中蛋白質(zhì)與水的結(jié)合能力較差，凝膠結(jié)構(gòu)較松散，與后續(xù)動態(tài)流變性、凝膠強度等指標測定結(jié)果相對應(yīng)。

小寫字母不同表示差異顯著(P<0.05)

蒸煮損失越小，說明水分流失越少，魚糜凝膠的保水能力越強[13]。由圖2(b)可知，蒸煮損失為北太平洋魷魚>秘魯魷魚>阿根廷魷魚，試驗誤差較大可能是蒸煮損失受多種因素影響，除水分流失外，還有熱可逆性蛋白凝膠、油脂等物質(zhì)的參與。

2.4 3種魷魚魚糜凝膠強度

破斷力與凝膠硬度相關(guān)，破斷距離與凝膠彈性、柔韌性相關(guān)，兩者共同影響凝膠內(nèi)部三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的牢固程度。凝膠強度越大，凝膠結(jié)構(gòu)越牢固堅實。由表2可知，3種魷魚魚糜凝膠強度呈顯著性差異(P<0.05)，依次為阿根廷魷魚>秘魯魷魚>北太平洋魷魚，與持水性、流變等指標測定結(jié)果相對應(yīng)。其中，秘魯魷魚的破斷力、北太平洋魷魚的破斷距離顯著低于其余兩種(P<0.05)，表明秘魯魷魚魚糜凝膠較柔韌，北太平洋魷魚魚糜凝膠較堅脆，阿根廷魷魚魚糜凝膠內(nèi)部結(jié)構(gòu)最為致密有序。這可能與原料的蛋白質(zhì)、脂肪含量有關(guān)。研究[14]表明，凝膠強度與蛋白含量呈正向線性關(guān)系，脂肪會通過在凝膠中形成大型油滴來減弱魚糜的成膠能力。魚糜以胴體肌肉組織為原料制成，3種魷魚肌肉組織粗蛋白含量依次為阿根廷魷魚>秘魯魷魚>北太平洋魷魚，粗脂肪含量則反之[15-17]。而粗蛋白中凝膠形成由肌原纖維蛋白主導，姚慧等[3]研究表明阿根廷魷魚胴體肌肉中的肌原纖維蛋白含量顯著高于其余兩種(P<0.05)。

表2 3種魷魚魚糜凝膠強度比較?

2.5 3種魷魚魚糜動態(tài)流變溫度掃描比較

由圖3可知，3種魷魚魚糜G′趨勢一致，均為先降低后升高再降低。隨著溫度的升高，G′逐漸降低，45 ℃時降至最小值，在此過程中，蛋白分子間由氫鍵交聯(lián)形成了較為松散的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，而后熱力作用和魷魚內(nèi)源性組織蛋白水解酶活性增強，使肌原纖維蛋白部分降解，蛋白纖絲體之間流動性提高，凝膠結(jié)構(gòu)變得更加松散，因此G′降低[18]。此后，G′急劇升高，在75 ℃左右達到峰值，疏水相互作用逐漸增強，蛋白質(zhì)大量聚集，形成致密有序的凝膠三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。繼續(xù)升高溫度，過高的溫度會使部分蛋白質(zhì)降解變性，破壞凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，導致G′再次降低。北太平洋魷魚的G′明顯低于其余兩種，凝膠回彈能力最差。秘魯魷魚的G′峰值高于其余兩種，此時凝膠結(jié)構(gòu)最為致密，然而當溫度為90 ℃時(此為制備魚糜凝膠時的第二段加熱溫度)，其G′(89.70 kPa)由于急劇下降而低于阿根廷魷魚G′(97.67 kPa)，且下降趨勢在3種魷魚中最為陡峭，以此可以解釋二段加熱后秘魯魷魚魚糜凝膠強度小于阿根廷魷魚的原因。

圖3 3種魷魚魚糜儲能模量G′比較Figure 3 Comparison of storage modulus G′ of three kinds of squid surimi

2.6 3種魷魚魚糜凝膠化學作用力

在魚糜成膠過程中，凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與蛋白分子間的化學作用力緊密相連。其中，離子鍵影響蛋白分子間的相互作用；氫鍵主要維持蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)，在低溫凝膠化過程中形成簡易松散的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；二段加熱時，部分氫鍵受熱被破壞，疏水相互作用逐漸增強并作用于蛋白質(zhì)折疊，在維持凝膠穩(wěn)定中占主導作用[19]。由圖4可知，秘魯和北太平洋魷魚魚糜凝膠的離子鍵無顯著差異，對蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)起到重要影響的氫鍵和疏水相互作用則是秘魯魷魚顯著高于北太平洋魷魚(P<0.05)。阿根廷魷魚的離子鍵、氫鍵、疏水相互作用顯著高于其余兩種(P<0.05)。這與其宏觀上的凝膠強度、持水性等結(jié)果相符。

小寫字母不同表示差異顯著(P<0.05)

2.7 3種魷魚魚糜凝膠水分分布狀態(tài)及橫向弛豫時間

低場核磁共振儀測定樣品后，橫向弛豫時間T2圖譜出現(xiàn)3～4個峰，反映了魷魚魚糜凝膠中不同水分的分布狀態(tài)。橫向弛豫時間峰面積占比可代表3種水分在魚糜凝膠中的相對含量；峰面積越大，相對含量越高。程天賦等[20]研究發(fā)現(xiàn)，肉樣中結(jié)合水與不易流動水含量的增加在一定程度上可以提高肉樣持水能力，自由水則使之降低。由表3、表4可知，3種魷魚的T23、P23之間差異較小，說明其自由水穩(wěn)定性及相對含量相近；P22無顯著差異，說明其不易流動水的相對含量趨同，T22呈顯著性差異(P<0.05)，依次為秘魯魷魚>北太平洋魷魚>阿根廷魷魚，說明阿根廷魷魚魚糜凝膠內(nèi)部不易流動水結(jié)合程度最為緊密[21]；結(jié)合水方面，阿根廷魷魚的結(jié)合水含量顯著高于其余兩種(P<0.05)，后兩者之間無顯著差異，與持水性結(jié)果相一致。

表3 3種魷魚魚糜凝膠橫向弛豫時間T2比較?

表4 3種魷魚魚糜凝膠水分遷移譜圖波峰面積百分比P2比較?

2.8 3種魷魚魚糜蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)

用傅里葉變換紅外光譜觀察酰胺I譜帶(1 600～1 700 cm-1)中不同波段，可根據(jù)峰面積計算出蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)占比，其中二級結(jié)構(gòu)共包括4種：α-螺旋(1 650～1 660 cm-1)、β-折疊(1 600～1 640 cm-1)、無規(guī)則卷曲(1 640～1 650 cm-1)和β-轉(zhuǎn)角(1 660～1 700 cm-1)[22]。由圖5可知，從總體上看，3種魷魚魚糜蛋白二級結(jié)構(gòu)含量占比由大到小依次均為無規(guī)則卷曲、β-折疊、α-螺旋、β-轉(zhuǎn)角。與另兩種魷魚魚糜蛋白相比，秘魯魷魚魚糜蛋白β-折疊占比較大，無規(guī)則卷曲占比較小，其余結(jié)構(gòu)無顯著差異。北太平洋和阿根廷魷魚魚糜之間各蛋白結(jié)構(gòu)含量亦無顯著差異。

圖5 3種魷魚魚糜蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)比較Figure 5 Comparison of the secondary structure of the proteins from three kinds of squid surimi

3 結(jié)論