氧化大豆分離蛋白對鯉魚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

摘要：研究氧化后大豆分離蛋白對鯉魚肌原纖維蛋白乳化性、凝膠質(zhì)地、凝膠白度及凝膠保水性的影響。將經(jīng)由FeCl3，抗壞血酸和H2O2組成的羥基自由基氧化體系氧化后的大豆分離蛋白和天然大豆分離蛋白（對照），分別以0，10%，20%，30%，40%，50%加入到鯉魚肌原纖維蛋白中，混合后測定其乳化性和凝膠性。結(jié)果得出添加大豆分離蛋白后，乳化活力和乳化穩(wěn)定性下降，凝膠彈性、硬度、保水性及白度有不同程度的下降，但添加氧化大豆分離蛋白的肌原纖維蛋白乳化性和凝膠性優(yōu)于添加天然大豆分離蛋白。結(jié)果表明，適量添加經(jīng)過氧化的大豆分離蛋白對鯉魚肌原纖維蛋白的乳化性能和凝膠性能破壞較小，可用于魚糜實際生產(chǎn)中。

關(guān)鍵詞：氧化大豆分離蛋白；鯉魚；肌原纖維蛋白；乳化性；凝膠性

中圖分類號：TS254.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A doi：10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2018.03.003

文章編號：1671-9646（2018）03a-0007-03

Abstract：In this paper，the effects of oxidized soybean protein isolate on the emulsification，gel texture，gel whiteness and gel water holding capability of common carp myofibrillar protein were studied. Soy protein isolate oxidized by the hydroxyl radical oxidation system（composed of FeCl3，ascorbic acid and H2O2）and natural soy protein isolate were added to the common carp myofibrillar protein by 0，10%，20%，30%，40%，50%，then determined the myofibrillar protein emulsifying property and gelation. The results showed that adding soy protein isolate causing common carp myofibrillar protein emulsifying property and gelation change，reflected in decreased emulsifying activity and emulsion stability，gel elasticity，hardness， water holding capability and whiteness had different degrees of decline，but the addition of oxidized soy protein isolate of myofibrillar protein emulsifying and gel properties was better than adding natural soybean protein isolate. The results showed that the appropriate amount of oxidized soy protein isolate had little damage to the emulsifying properties and gel properties of common carp myofibrillar protein，and it could be used for the actual production of surimi.

Key words：oxidized soybean protein isolate；common carp；myofibrillar protein；emulsifying properties；gel properties

0 引言

我國淡水魚資源極為豐富，但加工利用率不足1%，由于淡水魚自身營養(yǎng)成分特點，導(dǎo)致了較難凝膠化，因此限制了淡水魚糜制品的開發(fā)。為了加大淡水魚的開發(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，但過量添加不但降低了魚糜制品營養(yǎng)特性，還會影響口感[1]。大豆分離蛋白作為一種植物蛋白，因膽固醇含量低、營養(yǎng)價值高等特點，受到了消費(fèi)者的青睞，同時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糜制品既可以作為填充物又可以強(qiáng)化營養(yǎng)，有較好的應(yīng)用前景[3]。

試驗以我國主要淡水魚品種鯉魚為研究對象，分析大豆分離蛋白經(jīng)過適當(dāng)氧化變性處理后對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糜制品中的合理應(yīng)用及改善淡水魚糜品質(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，購于大慶農(nóng)貿(mào)市場，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，上海元析儀器有限公司產(chǎn)品；T18型勻漿機(jī)，德國IKA公司產(chǎn)品。

1.3 試驗方法

1.3.1 鯉魚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)eCl3 1 mmol/L，抗壞血酸0.1 mmol/L和H2O2 1 mmol/L）氧化5 h后凍干，粉碎備用。

1.3.2 試驗設(shè)計

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

1.3.3 肌原纖維蛋白乳化性的測定

肌原纖維蛋白的乳化性質(zhì)的測定采用濁度法[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 ℃過夜后備用。

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

1.3.5 凝膠保水性的測定

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

1.3.6 凝膠白度的測定

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

2 結(jié)果與分析

2.1 對鯉魚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，對魚糜制品的保油能力有極大的影響[9]。

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

由圖1可以看出，隨著2種大豆分離蛋白添加量的增加，鯉魚肌原纖維蛋白的乳化能力和乳化穩(wěn)定性均呈下降趨勢，說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肌原纖維蛋白乳化能力破壞較小，可能是由于適度氧化會導(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 對鯉魚肌原纖維蛋白凝膠性的影響

2.2.1 對鯉魚肌原纖維蛋白凝膠質(zhì)地的影響

添加大豆分離蛋白對鯉魚肌原纖維蛋白凝膠硬度和彈性的影響見圖2。

添加2種大豆分離蛋白后鯉魚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越嚴(yán)重，可能是由于大豆分離蛋白添加量過大，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，凝膠的彈性略有上升，隨后呈下降趨勢。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肌原纖維蛋白通過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 對鯉魚肌原纖維蛋白凝膠保水性的影響

添加大豆分離蛋白對鯉魚肌原纖維蛋白凝膠保水性的影響見圖3。

由圖3可以看出，鯉魚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，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 對鯉魚肌原纖維蛋白凝膠白度值的影響

添加大豆分離蛋白對鯉魚肌原纖維蛋白凝膠白度值的影響見圖4。

在凝膠白度值的試驗中發(fā)現(xiàn)，隨著大豆分離蛋白添加量的增加，鯉魚肌原纖維蛋白凝膠的白度呈降低趨勢。當(dāng)添加量小于30%時，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，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，所以添加量過大時會影響到鯉魚肌原纖維蛋白凝膠的白度值，因此為提高魚糜凝膠白度值，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肌原纖維蛋白中，測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肌原纖維蛋白質(zhì)功能性破壞相對較小，在實際生產(chǎn)中可以適量添加到魚糜制品中，提高產(chǎn)品品質(zhì)。

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