不同陽(yáng)離子下魚明膠特性的比較分析

劉敏，張豐香，趙利

（1.江西科技師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，江西南昌 330013）（2.江西科技師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，江西南昌 330013）（3.濰坊醫(yī)學(xué)院公共衛(wèi)生學(xué)院，山東濰坊 261042）

明膠，是一種沒有固定結(jié)構(gòu)和相對(duì)分子質(zhì)量的可溶性天然高分子多肽聚合物[1]。通常從動(dòng)物骨頭或者結(jié)締組織中提煉出來(lái)，為淡黃至黃色半透明微帶光澤的薄片或粉粒，不溶于冷水，在熱水中溶解，溶液冷卻后即凝結(jié)成膠塊，主要成分為蛋白質(zhì)，含有20種人體必需的氨基酸，是多種氨基酸按一定比例進(jìn)行縮合的產(chǎn)物[2]，具有良好的持水性、成膜性、乳化性、起泡性及凝膠性等獨(dú)特的物理化學(xué)特性及功能性，常被用作膠凝劑、增稠劑、乳化劑、填充劑、穩(wěn)定劑等。

魚明膠與哺乳動(dòng)物明膠相比，在凝膠強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性、成膜性、乳化和發(fā)泡等功能特性相對(duì)較差，主要是因?yàn)轸~明膠中的亞氨基酸[3]、脯氨酸和羥脯氨酸[4]等的含量較低，從而導(dǎo)致目前有關(guān)魚明膠的應(yīng)用推廣進(jìn)展慢[5-8]。為了推廣魚明膠在各領(lǐng)域的使用，我們需要對(duì)魚明膠的各種性質(zhì)及影響因素進(jìn)行研究。

一般來(lái)說(shuō)，魚明膠具備低抗原性、低致敏性、高度可溶性等諸多良好性質(zhì)，魚明膠凝膠在人體溫下熔化，又具有膠原蛋白質(zhì)高聚物特殊口感[9]。因此在食品領(lǐng)域，魚明膠的應(yīng)用有非常廣闊的前景。我國(guó)所發(fā)表的有關(guān)魚明膠的研究論文和生產(chǎn)工藝專利數(shù)量逐漸增多，也出現(xiàn)了魚明膠生產(chǎn)企業(yè)，使魚明膠的應(yīng)用得到了推廣[10]。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)魚明膠的研究主要在魚明膠的制備工藝、功能特性（如：流變、質(zhì)構(gòu)、成膜性、乳化性、發(fā)泡性等）以及開發(fā)改性等方面，許多學(xué)者研究不同離子多糖[11]、卡拉膠和結(jié)冷膠[12]、電解質(zhì)和非電解質(zhì)[13]、酶[13]、以及酚類、醛類物質(zhì)[13]等物質(zhì)對(duì)魚明膠的改性，而食品中常見的糖、鹽、酸[14]等物質(zhì)對(duì)魚明膠的改性研究較少。因此，本課題主要研究食品中常見陽(yáng)離子對(duì)魚明膠功能性質(zhì)的影響，以氯鹽類為主，例如：NaCl、CaCl2、MgCl2、KCl、FeCl3，通過(guò)分析不同濃度（0.01、0.05、0.1、0.5、1.0 mol/L）的5種陽(yáng)離子對(duì)魚明膠質(zhì)構(gòu)、流變及功能特性（起泡性和乳化性）的影響，從而研究陽(yáng)離子濃度和種類對(duì)魚明膠的改性，為魚明膠在食品體系的使用提供科學(xué)依據(jù)，使魚明膠在食品領(lǐng)域的應(yīng)用得到進(jìn)一步發(fā)展，能更好的滿足消費(fèi)者對(duì)魚明膠的需求。

1 材料與方法

1.1 原料

材料：魚明膠（凍力200），上海鑫汐生物科技有限公司；大豆油（元寶牌），嘉里糧油（天津）有限公司。

試劑：實(shí)驗(yàn)所用鹽類及其它試劑均為分析純。

1.2 主要儀器與設(shè)備

DHR流變儀，美國(guó)TA儀器DHR系列旋轉(zhuǎn)流變儀；CT3質(zhì)構(gòu)儀（p58），美國(guó)博勤飛（BROOKFIELO）；恒溫振蕩器，國(guó)華企業(yè)；數(shù)顯高速分散均質(zhì)機(jī)，上海標(biāo)本模型廠；卡薩帝冰箱（BCD-321WDCC），青島海爾股份有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 魚明膠溶液的制備

將各種氯化鹽類分別配制成濃度為：0.01、0.05、0.1、0.5、1.0 mol/L的溶液，各200 mL。稱量13.34 g魚明膠分別加入鹽溶液中，靜置1 h，然后經(jīng)60 ℃水浴振蕩30 min，配制成6.67%（m/V）的魚明膠溶液，同時(shí)還要配制空白樣品，即不加任何鹽溶液的6.67%（m/V）魚明膠溶液，用以結(jié)果比較。

1.3.2 魚明膠功能性質(zhì)待測(cè)樣品的制備

分別取15 mL濃度為6.67%（m/V）的1.3.1中所制的魚明膠溶液，加入100.05 mL（近似100 mL）對(duì)應(yīng)濃度的的鹽溶液，稀釋成濃度為1%（m/V）的魚明膠溶液，用于測(cè)定魚明膠的功能性質(zhì)。

1.3.3 魚明膠流變特性的測(cè)定

用膠頭滴管吸取少量水浴后的魚明膠溶液置于流變儀平臺(tái)上，當(dāng)平板轉(zhuǎn)子與溶液擠壓接觸后，鎖住平板轉(zhuǎn)子，將擠壓出的多余溶液擦掉，在平板轉(zhuǎn)子四周封上一圈硅油，然后解鎖轉(zhuǎn)子，點(diǎn)擊運(yùn)行，采用特定條件對(duì)魚明膠溶液進(jìn)行流變測(cè)定。從而得到粘性模量（Loss modules，G′）、彈性模量(Storage modules，G′′)、損耗角正切（Loss tangent，tanδ）、凝膠點(diǎn)和熔化點(diǎn)等相關(guān)數(shù)據(jù)和變化曲線。

條件設(shè)置：測(cè)定模式，Oscillation Temperature Ramp；夾具，圓形平板探頭，40 mm；夾縫1000.0 μm；應(yīng)力3.0 Pa；頻率1.0 Hz；溫度4～40 ℃；變溫速率2 /min℃ 。

1.3.4 魚明膠質(zhì)構(gòu)特性的測(cè)定

將水浴后的魚明膠溶液，倒入規(guī)格統(tǒng)一的1盎司塑料杯中，將其放入冰箱，于4 ℃下冷藏16 h后取出，在特定條件下采用質(zhì)構(gòu)儀對(duì)其進(jìn)行TPA質(zhì)構(gòu)分析，每個(gè)樣品做5次平行。

TPA測(cè)定條件：觸發(fā)點(diǎn)負(fù)載5 g；測(cè)試速度1 mm/s；探頭TA5；夾具TA-ATT。

1.3.5 魚明膠功能性質(zhì)的測(cè)定

（1）起泡性和起泡穩(wěn)定性測(cè)定方法

參考Nagarajan等[15]的起泡性測(cè)定方法，取1%（m/V）的魚明膠溶液20 mL于25 mL的量筒中，10000 r/min均質(zhì)2 min，以產(chǎn)生的泡沫的頂端與液面的距離為測(cè)量高度，等到泡沫穩(wěn)定后，測(cè)量泡沫高度（Ht-0）。隨后，測(cè)定室溫放置0、30、60、90、120、150 min的泡沫層高度（Ht）和攪拌前高度（H0），同時(shí)做三個(gè)平行樣，按照如下公式分別計(jì)算起泡性和起泡穩(wěn)定性：

（2）乳化性和乳化穩(wěn)定性測(cè)定方法

參照Koli等人[16]的乳化性測(cè)定方法，取1%（m/V）的魚明膠溶液和大豆油各20 mL于100 mL離心管中，13000 r/min均質(zhì)1 min，然后取10 mL倒入15 mL離心管中，4000 r/min離心10 min，測(cè)乳化層高度（He）和總高度（H），然后80 ℃水浴30 min，冷卻至室溫，再進(jìn)行離心，測(cè)乳化層高度（Hh）。同時(shí)做三個(gè)平行樣，按照如下公式分別計(jì)算乳化性和乳化穩(wěn)定性：

1.4 數(shù)據(jù)處理

每組實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次以上，數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。采用Excle 2019和SPSS 25.0進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

2 結(jié)果與討論

2.1 食品中常見陽(yáng)離子對(duì)魚明膠流變學(xué)特性的影響

為了研究不同種類和濃度陽(yáng)離子對(duì)魚明膠流變學(xué)特性的影響，我們采用旋轉(zhuǎn)流變儀對(duì)其進(jìn)行溫度掃描（分降溫和升溫兩個(gè)階段）測(cè)試其彈性模量（G′）和粘性模量（G′）的變化。

2.1.1 降溫過(guò)程不同陽(yáng)離子對(duì)魚明膠流變學(xué)特性的影響

從彈性模量（G′）和粘性模量（G′）兩方面分析降溫過(guò)程中魚明膠流變學(xué)特性受陽(yáng)離子種類和濃度的影響，見圖1和圖2。降溫過(guò)程中，添加不同濃度陽(yáng)離子的魚明膠溶液與純魚明膠溶液的流變特性曲線變化相似，魚明膠彈性模量（G′）和粘性模量（G′）與溫度成反比，即隨溫度降低而升高，此結(jié)果與汲聰玲[12]研究結(jié)果一致。通過(guò)圖1a得知，G′與Ca2+濃度成反比，即隨濃度的增加而降低，當(dāng)Ca2+濃度增加到0.5 mol/L時(shí)，G′和G′明顯偏低且變化最明顯，而1.0 mol/L CaCl2的G′幾乎為0 Pa，可以看出高濃度的Ca2+凝膠強(qiáng)度差，在整個(gè)變溫過(guò)程中不易凝膠或不發(fā)生凝膠，可能是高濃度Ca2+破壞了魚明膠穩(wěn)定的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，此結(jié)果與Karayannakidis等[17]的研究成果一致。因此，低濃度（<0.5 mol/L）的Ca2+對(duì)魚明膠的G′影響較小，下降幅度較規(guī)律，對(duì)魚明膠的凝膠強(qiáng)度和粘彈性的影響較小。

由圖1b～1d、圖2b～2d可以看出，隨K+、Na+、Mg2+濃度增加，對(duì)魚明膠G′和G′′的影響趨勢(shì)圖相似，可以得知這3種離子對(duì)魚明膠G′和G′的影響程度相似。其中0.01、0.05、0.1 mol/L濃度的K+、Na+、Mg2+對(duì)魚明膠的G′和G′′幾乎沒有影響，而當(dāng)濃度達(dá)到0.5 mol/L時(shí)曲線變化顯著，說(shuō)明高濃度陽(yáng)離子對(duì)G′和G′′影響較大，且G′變化曲線低于空白曲線，即高濃度的K+、Na+、Mg2+，可以降低魚明膠的G′。

圖1e和圖2e可以看出，F(xiàn)e3+對(duì)魚明膠彈性模量影響較大，僅添加0.01 mol/L的FeCl3就能明顯地改變魚明膠的G′和G′。0.5、1.0 mol/L FeCl3的G′和G′幾乎為0 Pa，在整個(gè)變溫過(guò)程不發(fā)生凝膠，因此未在圖中呈現(xiàn)變化曲線?？赡苡捎贔eCl3對(duì)魚明膠的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)進(jìn)行破壞，使其形成不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，或使其肽鏈斷裂成凝膠性差的單條肽鏈，從而降低魚明膠溶液的凝膠強(qiáng)度。

2.1.2 升溫過(guò)程不同陽(yáng)離子對(duì)魚明膠流變學(xué)特性的影響

升溫過(guò)程中不同陽(yáng)離子對(duì)魚明膠彈性模量（G′）和粘性模量（G′′）的影響，見圖3和圖4。升溫過(guò)程不同陽(yáng)離子對(duì)魚明膠彈性模量的影響變化趨勢(shì)圖與降溫過(guò)程的呈對(duì)稱性，可以看出魚明膠有很好的溫度可逆性。升溫過(guò)程魚明膠G′和G′′受陽(yáng)離子種類和濃度的影響程度和降溫過(guò)程相同，溫度升高G′和G′′降低，此結(jié)果與汲聰玲[12]的研究結(jié)果一致。當(dāng)Ca2+濃度增加到0.5 mol/L時(shí)，魚明膠的G′有顯著變化，而1.0 mol/L CaCl2的G′同樣為0 Pa，曲線不規(guī)則，低濃度時(shí)，呈規(guī)律小幅度變化。隨K+、Na+、Mg2+濃度增加，對(duì)G′和G′′影響的變化曲線相似。同樣只有0.01、0.05、0.1 mol/L這三個(gè)濃度的K+、Na+、Mg2+曲線和空白曲線重合，對(duì)魚明膠的G′和G′′幾乎沒有影響。通過(guò)圖3e和圖4e可以得知，濃度達(dá)到0.05 mol/L的Fe3+使魚明膠G′和G′′的曲線變化顯著，而當(dāng)濃度達(dá)到1.0 mol/L時(shí)，凝膠溫度超出變溫范圍，因此在圖中未呈現(xiàn)。

綜上所述，魚明膠有很好的溫度可逆性，這與陳小雷[18]的結(jié)果相似，在5種陽(yáng)離子中，K+、Na+、Mg2+對(duì)魚明膠影響相似，且低濃度時(shí)幾乎沒有影響；Ca2+有明顯影響，但影響較小且成規(guī)律性，只有高濃度（0.5、1.0 mol/L）時(shí)影響較大，此結(jié)果與Karayannakidis等[17]研究成果相似；其中，F(xiàn)e3+的影響最為明顯，可能因?yàn)镕e3+是三價(jià)陽(yáng)離子，對(duì)魚明膠的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有更強(qiáng)的破壞作用。陽(yáng)離子的添加可能改變了魚明膠蛋白質(zhì)的構(gòu)象，阻止了凝膠的形成[19]，且在高濃度下，陽(yáng)離子對(duì)水的親和力增加，破壞了魚明膠的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致凝膠強(qiáng)度降低[13]。

2.2 不同陽(yáng)離子對(duì)魚明膠凝膠點(diǎn)和融化點(diǎn)的影響

采用汲聰玲[12]研究中所提到的對(duì)魚明膠凝膠點(diǎn)和融化點(diǎn)的確定方法，即在升溫（降溫）過(guò)程中，tanδ=1的溫度為明膠的融化點(diǎn)（凝膠點(diǎn)）。通過(guò)分析溫度掃描過(guò)程中G′和G′的變化得到魚明膠的凝膠點(diǎn)和融化點(diǎn)。純魚明膠溶液的凝膠點(diǎn)為：15.60 ℃，融化點(diǎn)為：23.40 ℃；由于Fe3+濃度大于0.1 mol/L時(shí)，凝膠溫度超出變溫范圍，因此圖中未呈現(xiàn)凝膠點(diǎn)和融化點(diǎn)。由表1可知，只有加入0.01、0.05 mol/L的K+、Mg2+、Na+和0.01 mol/L的Fe3+的魚明膠溶液與原來(lái)魚明膠溶液相比，融化點(diǎn)增加，加入0.05 mol/L的K+和0.01、0.05 mol/L的Na+使凝膠點(diǎn)增加，其他濃度的5種陽(yáng)離子均低于純魚明膠的凝膠點(diǎn)和融化點(diǎn)。因此，一般加入Ca2+、Na+、K+、Mg2+、Fe3+均會(huì)使魚明膠凝膠點(diǎn)和融化點(diǎn)降低，且低濃度的離子對(duì)膠凝溫度和融化溫度的影響不大。凝膠點(diǎn)隨K+和Na+濃度先增加再降低，且兩者變化趨勢(shì)相似；隨著Ca2+和Fe3+濃度的增加而急劇降低。融化點(diǎn)則隨Ca2+、Na+、K+、Mg2+、Fe3+濃度的增加而降低。K+、Na+、Mg2+的影響較小且相似；Ca2+和Fe3+對(duì)凝膠點(diǎn)和融化點(diǎn)的影響幅度最大，在添加陽(yáng)離子的時(shí)候，注意Ca2+和Fe3+的使用。這與汲聰玲[12]的研究中提到CaCl2、KCl改性明膠的熔點(diǎn)和凝固點(diǎn)隨著離子濃度的增加而增高的結(jié)果相反，可能是因?yàn)樗褂玫聂~明膠的種類不同，其氨基酸的組成、分子質(zhì)量分布、α/β鏈之間的比例以及電荷的密度等[20]方面有所不同，從而加入陽(yáng)離子后得到的凝膠點(diǎn)和融化點(diǎn)變化有所不同。Haug等[4]研究發(fā)現(xiàn)離子強(qiáng)度較高會(huì)使魚明膠的凝膠溫度和膠融溫度降低。因此，加入0.01、0.05 mol/L K+、Na+的魚明膠溶液可提高魚明膠的膠融溫度，以改善魚明膠膠融溫度低的特性。

表1 不同濃度5種陽(yáng)離子的凝膠點(diǎn)和融化點(diǎn)Table 1 Gelation points and melting points of 5 cations with different concentrations

2.3 食品中常見陽(yáng)離子對(duì)魚明膠質(zhì)構(gòu)特性的影響

Lau等[21]研究表明，混合膠的硬度對(duì)結(jié)冷膠/明膠比率下降而下降，隨Ca2+濃度增加先增加后下降，其脆度、彈性和內(nèi)聚力對(duì)低Ca2+濃度敏感，對(duì)高Ca2+濃度和高結(jié)冷膠/明膠比率較不敏感。高濃度Ca2+、Na+、K+、Mg2+、Fe3+對(duì)魚明膠的質(zhì)構(gòu)特性影響較大，其中硬度、咀嚼性數(shù)值變化波動(dòng)較大。與純魚明膠溶液相比，高濃度的離子主要使硬度降低、咀嚼性降低、粘性增加，彈性和內(nèi)聚性影響較小。0.5、1.0 mol/L濃度Fe3+在4 ℃下不發(fā)生凝膠，因此不做質(zhì)構(gòu)特性分析。

由表2可知，魚明膠的硬度隨Ca2+、Na+、K+、Mg2+、Fe3+濃度的增加而降低，其中Ca2+、Fe3+變化幅度較大，而Ca2+、K+、Mg2+三種離子在低濃度時(shí)對(duì)硬度的影響變化趨勢(shì)較平穩(wěn)，0.5、1.0 mol/L濃度時(shí)五種陽(yáng)離子對(duì)硬度的影響較明顯，可能因?yàn)殡S著濃度增加時(shí)，破壞了魚明膠蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)，削弱了明膠結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，降低了明膠的凝膠能力，使其本身結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性減弱，從而導(dǎo)致明膠硬度下降，此結(jié)果與劉項(xiàng)[14]研究成果一致。粘性隨陽(yáng)離子濃度的增加呈無(wú)規(guī)則變化，有增有減，其中，粘性隨K+濃度增加；隨Mg2+、Ca2+、Na+濃度的增加，先增大再減小，其中Mg2+濃度變化對(duì)粘性影響較大，不同陽(yáng)離子存在一個(gè)濃度使粘性達(dá)到最大，即Mg2+在0.05 mol/L、Ca2+和Na+均在0.1 mol/L時(shí)達(dá)到最大值；隨著Fe3+濃度降低而增大。可能是不同陽(yáng)離子在特定低濃度下對(duì)明膠的粘性結(jié)構(gòu)有增強(qiáng)或減弱作用，加強(qiáng)或削弱多肽鏈間的連接，增強(qiáng)（降低）明膠的凝膠強(qiáng)度，從而使粘性有所增加（減小）。明膠內(nèi)聚性隨離子濃度增加而平緩降低，高濃度時(shí)所輕微增大的趨勢(shì)，其受陽(yáng)離子種類和濃度影響不大，波動(dòng)范圍在0.82～0.95之間，根據(jù)周新[22]的研究可知，內(nèi)聚性是測(cè)量明膠內(nèi)部結(jié)構(gòu)損壞的困難程度。因此，離子濃度對(duì)魚明膠內(nèi)聚性影響不大，其內(nèi)聚性需要更大的能量才能遭到破壞。彈性隨離子濃度增加平緩變化，而后輕微下降，其中Fe3+、Ca2+分別在0.05、0.5 mol/L時(shí)的魚明膠彈性急劇下降，可能是因?yàn)镃a2+、Fe3+分別是二價(jià)鹽和三價(jià)鹽，對(duì)魚明膠分子結(jié)構(gòu)有更強(qiáng)的破壞作用，從而彈性明顯下降[14]。魚明膠咀嚼性隨離子濃度增加而降低，其中Fe3+、Ca2+在高濃度時(shí)影響明顯，主要由于高濃度離子對(duì)明膠結(jié)構(gòu)有所影響，使其彈性下降，韌性下降，進(jìn)而咀嚼性下降。

表2 不同濃度5種陽(yáng)離子的質(zhì)構(gòu)特性Table 2 Texture properties of 5 cations at different concentrations

綜上所述，0.01 mol/L和0.05 mol/L的K+、Na+以及0.01 mol/L的Fe3+可以顯著增加魚明膠的硬度；0.01、0.05 mol/L的K+可以提高魚明膠咀嚼性，0.05～1.0 mol/L的Na+可提高魚明膠的粘性，1.0 mol/L的Ca2+、K+可提高魚明膠內(nèi)聚性，較高濃度的陽(yáng)離子則降低魚明膠的硬度、咀嚼性和彈性。陽(yáng)離子的種類和濃度不同程度地影響著魚明膠的質(zhì)構(gòu)特性，可能是由于陽(yáng)離子的種類和濃度會(huì)不同程度地影響魚明膠的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)、增強(qiáng)（減弱）明膠分子鏈間的交聯(lián)、影響分子間氫鍵的形成等方面，造成凝膠能力的改變，從而影響其各種質(zhì)構(gòu)特性。

2.4 食品中常見陽(yáng)離子對(duì)魚明膠起泡性和乳化性的影響

依據(jù)蔡路昀等[1]的研究可知，明膠具有兩親性，含有親水基團(tuán)和疏水基團(tuán)，能在油-水界面形成具有高粘彈性的蛋白薄膜，通過(guò)降低油相和水相間的表面張力發(fā)生乳化作用；當(dāng)明膠蛋白在氣相和液相兩個(gè)不同相之間形成蛋白膜，同時(shí)使氣體進(jìn)入，從而產(chǎn)生泡沫。

2.4.1 陽(yáng)離子對(duì)魚明膠起泡性及起泡穩(wěn)定性的影響

表3表明，起泡性隨陽(yáng)離子濃度的降低而降低；不同陽(yáng)離子其價(jià)態(tài)不一樣，離子濃度不一樣，對(duì)魚明膠起泡性的影響程度不一樣，其中Ca2+、Mg2+影響程度相似，且都呈直線上升趨勢(shì)；Na+、K+和Fe3+對(duì)起泡性的影響是先平緩增加后明顯增加。可能是是因?yàn)殛?yáng)離子影響了兩不同相間蛋白膜的形成，又或者影響魚明膠的結(jié)構(gòu)、凝膠能力等以及肽鏈間的連接、疏水氨基酸的組成和分子量大小等，從而對(duì)其起泡性有一定的影響。加入0.1、0.5、1.0 mol/L濃度的Ca2+、0.5 mol/L和1.0 mol/L的K+、Na+以及1.0 mol/L的Fe3+使魚明膠的起泡性增強(qiáng)。

表3 不同濃度5種陽(yáng)離子的起泡性和起泡穩(wěn)定性Table 3 Foaming properties and foaming stability of 5 cations at different concentrations

從圖1～4可知，因?yàn)殛?yáng)離子隨時(shí)間變化的趨勢(shì)大多相似，所以從整體看，起泡穩(wěn)定性隨時(shí)間的增加而降低；但在下降過(guò)程中均存在一個(gè)平衡時(shí)間段，大多在90 min后起泡穩(wěn)定性下降幅度減小，趨于平穩(wěn)。另外，陽(yáng)離子在低濃度時(shí)，起泡穩(wěn)定性的下降程度較急劇，陽(yáng)離子濃度越高，泡沫越穩(wěn)定。其中0.5 mol/L和1.0 mol/L的K+、Na+、Fe3+的起泡穩(wěn)定性較好。

2.4.2 陽(yáng)離子對(duì)魚明膠乳化性及乳化穩(wěn)定性的影響

相比其他的乳化劑，魚明膠的乳化能力較弱，通過(guò)加入陽(yáng)離子對(duì)其乳化性進(jìn)行改變。

乳化性隨離子濃度的增加變化呈不規(guī)則狀態(tài)，有增有減，但整體處于小幅度變化，影響比較平穩(wěn)。Ca2+對(duì)乳化性影響較大，在0.1 mol/L時(shí)Ca2+下降幅度開始變大。不同陽(yáng)離子在特定濃度下的乳化性存在一個(gè)最大值，Ca2+、Fe3+在0.1 mol/L時(shí)，K+在0.5 mol/L，Mg2+在1.0 mol/L時(shí)，Na+濃度為0.01 mol/L的魚明膠溶液的乳化性最好。所以，在提高魚明膠乳化性時(shí)，注意離子的種類和濃度選擇。

由表4得到，乳化穩(wěn)定性隨K+濃度增加而明顯降低，隨Fe3+濃度增加先急劇降低后趨于平穩(wěn)；隨Na+和Ca2+濃度的增加先減小后平穩(wěn)增加。0.01 mol/L和0.05 mol/L的Na+、Fe3+的乳化穩(wěn)定性較好，其次是0.01 mol/L和0.05 mol/L的K+，Ca2+的乳化穩(wěn)定性較差；Mg2+濃度為0.05 mol/L時(shí)，乳化穩(wěn)定性最好。

表4 不同濃度5種陽(yáng)離子的乳化性和乳化穩(wěn)定性Table 4 Emulsification and emulsification stability of 5 cations with different concentrations

綜上所述，加入0.1、0.5、1.0 mol/L濃度的Ca2+、0.5 mol/L和1.0 mol/L的K+、Na+以及1.0 mol/L的Fe3+使魚明膠的起泡性增強(qiáng)；加入K+、Mg2+、Na+、Fe3+以及低濃度Ca2+時(shí)，可提高魚明膠乳化性。

3 結(jié)論

本研究發(fā)現(xiàn)，低濃度（0.01～0.05 mol/L）的Na+、K+、Mg2+可以提高G′、G′′，增加魚明膠的熱穩(wěn)定性；低濃度（0.01～0.05 mol/L）的K+、Na+的魚明膠溶液可提高魚明膠的膠融溫度。隨陽(yáng)離子濃度的增加，硬度降低、咀嚼性降低、彈性和內(nèi)聚性小幅度增減，影響較?。欢承宰兓灰?guī)則；低濃度（0.01～0.05 mol/L）的K+、Na+以及Fe3+可以增加魚明膠的硬度和咀嚼性，其中Na+影響最大；高濃度（0.1～1.0 mol/L）的K+、Na+、Fe3+的起泡穩(wěn)定性較好；低濃度（0.01～0.05 mol/L）的K+、Na+乳化穩(wěn)定性最好；較高濃度（0.1～1.0 mol/L）的Ca2+、K+、Na+以及Fe3+使魚明膠的起泡性增強(qiáng)；K+、Mg2+、Na+、Fe3+以及低濃度Ca2+時(shí)均可提高魚明膠乳化性。因此，低濃度的K+、Na+對(duì)于魚明膠的改性效果最顯著。本研究主要從流變學(xué)特性、質(zhì)構(gòu)特性、起泡性和乳化性這四個(gè)方面分析食品中不同陽(yáng)離子對(duì)魚明膠功能性質(zhì)的影響，為進(jìn)一步深入探究魚明膠多種功能性質(zhì)在食品體系中的應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)。