不同類型蛋白對白令海狹鱈魚糜凝膠特性的影響

鐘毅 王得發(fā) 陳麗

摘? 要：研究金線魚（Nemipterus virgatus）、蛋清蛋白、大豆蛋白粉、南美白對蝦（Litopenaeus vannamei）和鰱（Hypophthalmichthys molitrix）5種不同類型蛋白的肉類添加對白令海狹鱈（Theragra chalcogramma）魚糜凝膠性能的影響。在魚糜中分別添加1%、3%、5%、7%、9%的金線魚、蛋清蛋白、大豆蛋白粉、南美白對蝦和鰱魚肉以制備魚糜凝膠制品并測定其白度、持水性、凝膠強(qiáng)度等品質(zhì)指標(biāo)。研究結(jié)果表明，適量添加金線魚、乳清蛋白和大豆蛋白粉能有效地改善魚糜的凝膠強(qiáng)度和持水性，但大豆蛋白粉的添加會降低魚糜白度。乳清蛋白的添加對魚糜的凝膠強(qiáng)度和持水性的提高效果最好，添加量為3%時達(dá)到最大值，分別為12301.34 g·mm和73.21%，蒸煮損失率僅為12.6%，說明該比例的添加可以最大程度地提高白令海狹鱈魚糜凝膠的品質(zhì)。在實(shí)際魚糜制品的生產(chǎn)中，應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的特征選擇適合的蛋白種類和合理的添加量，來提高魚糜制品的品質(zhì)。該研究為白令海狹鱈魚糜制品的開發(fā)提供理論依據(jù)與參考。

關(guān)鍵詞：白令海狹鱈（Theragra chalcogramma）魚糜；金線魚（Nemipterus virgatus）；蛋清蛋白；大豆蛋白粉；凝膠特性

中圖分類號：TS254.4? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A??文章編號：1674-2419（2024）03-0243-07

白令海狹鱈（Theragra chalcogramma）隸屬鱈形目（Gadiformes），鱈科（Gadidae），狹鱈屬（Theragra），又稱明太魚，它是一種冷水性中低層魚類，廣泛分布于北太平洋。白令狹鱈是一種洄游魚類，生長速度快，壽命短，是世界海洋生物資源最為豐富的經(jīng)濟(jì)魚類之一，具有低膽固醇、營養(yǎng)成分易于被人體吸收等優(yōu)點(diǎn)，其肉質(zhì)鮮嫩白細(xì)且爽口不膩，世界上不少國家將其作為主要的食用魚類[1-3]。

魚糜制品是一種傳統(tǒng)的水產(chǎn)精深加工品，因其味道鮮美、食用方便、易于攜帶受到消費(fèi)者的青睞。但是，某些海水魚糜制成的魚糜制品，特別是低等級的白令海狹鱈制成的魚糜制品，它們的凝膠性質(zhì)普遍較差。因此，選擇合適的食用蛋白來提高魚糜品質(zhì)，是目前研究的熱點(diǎn)。研究發(fā)現(xiàn)，添加大豆蛋白和大豆分離蛋白，能提高魚糜凝膠的質(zhì)構(gòu)特性，增強(qiáng)產(chǎn)品組織致密程度，提高魚糜制品的品質(zhì)[4]。張一鳴[5]等研究發(fā)現(xiàn)，添加鰱肉使鱈魚魚糜凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)變致密，凝膠孔洞變小，通過影響魚糜蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)，從而增強(qiáng)魚糜凝膠強(qiáng)度。大量的研究表明，魚糜中適量地添加蛋白不僅起到降低成本和營養(yǎng)強(qiáng)化作用，也可提高其凝膠性能，但是目前多數(shù)集中在對高等級海洋魚糜的凝膠性能研究，而對低等級海洋魚糜，尤其是低等級鱈魚魚糜添加食用蛋白后對其凝膠品質(zhì)的影響規(guī)律還不清楚，對適合添加的蛋白種類和添加量還不明確。

鑒于此，該研究以低等級的白令海狹鱈魚糜為主要原料，選擇大豆蛋白粉、蛋清蛋白、金線魚（Nemipterus virgatus）、鰱（Nemipterus virgatus）肉以及南美白對蝦的添加，探討對魚糜凝膠特性的影響，以期為解決較低等級的白令海狹鱈魚糜在魚糜制品中的工業(yè)應(yīng)用提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

冷凍白令海狹鱈魚糜（KA），來自連云港鼎味泰食品有限公司；氯化鈉，來自國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；蛋清蛋白、大豆蛋白粉、金線魚、南美白對蝦和鰱魚肉，在連云港解放東路菜市場購買。

FP3010斬拌機(jī)，意大利Braun品牌；3 L臥式手動型灌腸機(jī)，帥通產(chǎn)品；HH-8數(shù)顯恒溫水浴鍋，常州國華產(chǎn)品；TG16.5高速離心機(jī)，上海盧湘儀產(chǎn)品；TMS-PRO質(zhì)構(gòu)儀，美國FTC產(chǎn)品；SBDY-1數(shù)顯白度儀，上海悅豐儀器儀表有限公司產(chǎn)品。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 魚糜凝膠的制備

冷凍白令狹鱈

魚糜4 ℃解凍12 h，斬拌機(jī)空斬3 min，3%的NaCl鹽擂3 min，分別添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)0%，1%，3%，5%，7%，9%的金線魚、蛋清蛋白、大豆蛋白粉、南美白對蝦和鰱魚肉，繼續(xù)斬拌5 min。使其與魚糜均勻混合。在擂潰過程中，加入適量冰水或冰塊以控溫；擂潰結(jié)束后將魚糜填充至塑料腸衣中成型；將灌腸后的成型魚糜置于40 ℃的水浴鍋中，凝膠化40 min；將凝膠化后的魚糜置于90℃的水浴鍋中，加熱30 min；加熱結(jié)束后立即置于冰水中冷卻10 min，取出瀝干后放入4 ℃冰箱靜置過夜，測定相關(guān)指標(biāo)[6， 7]。

1.2.2 白度的測定

參考ZHANG等[8]的方法。將魚糜凝膠樣品切成20 mm高的圓柱體，在室溫條件下平衡30 min后，使用SBDY-1數(shù)顯白度儀。每組測量3個平行樣，取平均值。

1.2.3 凝膠強(qiáng)度的測定

參考HE等[9]的方法。將魚糜凝膠樣品切成30 mm高的圓柱體，在室溫條件下平衡30 min后，采用美國TMS-PRO質(zhì)構(gòu)儀測定樣品凝膠強(qiáng)度。探頭型號：P/0.5，設(shè)置參數(shù)為：觸發(fā)力：5.0 g；實(shí)驗(yàn)測試速度：60 mm/min；穿刺距離：15 mm；回程距離：30 mm。力-形變曲線上獲得的第１個峰值定義為破斷強(qiáng)度，相應(yīng)的到達(dá)第１個峰值的距離定義為破斷距離，每組測量３個平行樣，取平均值。凝膠強(qiáng)度按公式（1）計(jì)算：

凝膠強(qiáng)度（g·mm）=破斷強(qiáng)度（g）×破碎距離（mm）（1）

1.2.4 持水性（WHC）的測定

持水性的測定采用離心法進(jìn)行，該方法參考WANG等[10]所述的方法，并稍作修改。準(zhǔn)確稱取約5 g的魚糜凝膠樣品，質(zhì)量記為W1。將樣品包裹在兩張濾紙之間，置于50 mL離心管中，在4℃下以10000 rpm離心10 min。離心后的樣品用濾紙吸干表面水分后稱重，質(zhì)量記為W2。每組測量３個平行樣，取平均值。持水性（WHC）按公式（2）計(jì)算：

WHC（%）=W2W1×100（2）

1.2.5 蒸煮損失率（CL）的測定

參考KWON等[11]的方法，略作修改。將魚糜凝膠樣品切成高25 mm的圓柱體并稱重，質(zhì)量記為G1。放入蒸煮袋內(nèi)且封口，置于90℃恒溫水浴鍋中蒸煮30 min。蒸煮結(jié)束后的樣品用濾紙吸干表面水分，冷卻至室溫后稱重，質(zhì)量記為G2。每組測量3個平行樣，取平均值。蒸煮損失率（CL）按公式（3）計(jì)算：

CL（%）=G1—G2G1×100（3）

1.2.6 質(zhì)地剖面分析參數(shù)（TPA）的測定

參考HUANG等[12]處理方式，將魚糜凝膠樣品切成30 mm高的圓柱體，在室溫條件下平衡30 min后，測定魚糜凝膠樣品質(zhì)構(gòu)特性。選取硬度、彈性、內(nèi)聚性、膠著性和咀嚼性為TPA參數(shù)。每組測量3個平行樣，取平均值。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)重復(fù)3次。試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel軟件進(jìn)行處理。使用SPSS 26軟件進(jìn)行分析。采用Origin 2021進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同類型蛋白對魚糜凝膠白度的影響

白度是反映魚糜制品品質(zhì)的指標(biāo)之一，一般來說魚糜制品的白度值越高，此產(chǎn)品的銷量越高。如圖1所示，添加1%乳清蛋白、南美白對蝦和鰱魚肉后，魚糜白度值顯著低于空白組（P＜0.05），而隨著蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，三組蛋白在一定范圍內(nèi)高于空白組；金線魚在5%添加時變化不明顯（P＞0.05），5%～7%添加時白度值顯著升高（P＜0.05），與空白組47.00白度值相比，7%添加量時白度值達(dá)到49.60；在添加不同比例的大豆蛋白粉條件下，魚糜凝膠的白度呈現(xiàn)不斷下降的趨勢。隨著大豆蛋白粉的添加導(dǎo)致魚糜白度下降的主要原因，可能是由于這大豆蛋白粉本身就帶有一定的黃色，從而影響魚糜制品的色澤，導(dǎo)致顏色偏黃，白度下降顯著[4]。XU等[13]在魚糜凝膠中添加大豆分離蛋白，也表明白度的變化與蛋白添加的色澤與含量有關(guān)，此結(jié)果與該研究一致。

2.2 不同類型蛋白對魚糜凝膠強(qiáng)度的影響

凝膠強(qiáng)度是衡量魚糜品質(zhì)的重要指標(biāo)之一，通常魚糜凝膠強(qiáng)度越高，魚糜的等級越高。如圖2所示，隨著金線魚、大豆蛋白粉、南美白對蝦和鰱魚肉四種不同類型蛋白的添加，凝膠強(qiáng)度的變化趨勢呈現(xiàn)先下降再上升后下降的趨勢，鰱魚肉在3%添加量時達(dá)到最大值，其余三種蛋白在7%時達(dá)到最大值；乳清蛋白組呈現(xiàn)先上升再下降的趨勢，在3%時達(dá)到最大值。與空白組5096.14 g·mm凝膠強(qiáng)度相比，添加7%三組不同類型蛋白時，分別達(dá)到7896.74 g·mm、7851.83 g·mm和6008.08 g·mm；添加3%兩組不同類蛋白時，乳清蛋白達(dá)到12301.34 g·mm、鰱魚肉達(dá)到5485.39 g·mm，凝膠強(qiáng)度顯著增加（P＜0.05）。這可能是因?yàn)椴煌愋偷鞍自隰~糜凝膠中起到粘合劑的作用[14]。添加的這些蛋白質(zhì)在適當(dāng)水平上可能增強(qiáng)了蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)的相互作用，從而與肌原纖維蛋白形成強(qiáng)大的凝膠網(wǎng)絡(luò)。但是蛋白添加量過高時會阻礙肌球蛋白分子之間形成凝膠的能力，會降低凝膠強(qiáng)度，導(dǎo)致魚糜制品變得硬而無彈性[15]。該結(jié)果與ZHENG等對大豆分離蛋白與鰱魚蛋白復(fù)合凝膠的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是一致的[16]。

2.3 不同類型蛋白對魚糜持水性的影響

持水性是魚糜凝膠鎖水能力的重要表現(xiàn)。如圖3所示，隨著金線魚、大豆蛋白粉和南美白對蝦三種不同類型蛋白的增加，鱈魚糜持水性呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢，在添加量達(dá)到7%時達(dá)到最大值；乳清蛋白和鰱魚肉組呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，在3%添加量時達(dá)到最大值。與空白組持水性59.08%相比，添加7%三組不同類型蛋白時，持水性分別達(dá)到69.11%、65.01%和66.48%；添加3%兩組不同類蛋白時，達(dá)到73.21%和63.26%，持水性顯著增加（P＜0.05）。結(jié)果表明，蛋白的種類和添加量可以影響魚糜的持水性，并且蛋清蛋白的持水效果最好，鰱魚肉的持水效果相對最弱。這可能是由于蛋白的添加會增加不同類型蛋白質(zhì)間的共價交聯(lián)作用，提高凝膠結(jié)構(gòu)鎖水的能力，并且乳清蛋白本身就具有較好的凝膠特性，良好的持水性是凝膠特性的優(yōu)點(diǎn)之一，在魚糜中乳清蛋白自身也形成凝膠結(jié)構(gòu)，類似于親水膠體、淀粉等添加物對魚糜凝膠起到填充和支撐作用，進(jìn)一步提高了持水性[17]。而添加鰱魚肉的魚糜與空白組的持水性差異不顯著，可能是因?yàn)轹桇~肉組織結(jié)構(gòu)與魚糜蛋白的交聯(lián)程度較低，對魚糜持水性的影響較小[18]。SU等的研究表明，通過在魚腸中添加蛋白，魚腸表現(xiàn)出良好的持水性，推測蛋白通過靜電作用與魚糜發(fā)生交聯(lián)，降低靜電斥力，促進(jìn)其交聯(lián)聚合，提高了魚腸的持水性，與該研究結(jié)果一致[19]。

2.4 不同類型蛋白對鱈魚糜凝膠蒸煮損失率的影響

蒸煮損失率反映了魚糜凝膠在形成過程中對水分子的保存能力，可以反映蛋白質(zhì)三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的一些性質(zhì)，一般來說蒸煮損失率越低，說明水分流失越少，魚糜凝膠的保水能力越好。如圖4所示，與空白組相比，添加7%金線魚、3%蛋清蛋白、7%大豆蛋白粉和9%鰱魚肉時，蒸煮損失率顯著降低（P＜0.05），這可能是因?yàn)樘砑拥牡鞍着c鱈魚肌原纖維蛋白的相互作用下，肌原纖維蛋白在熱凝膠過程中的聚集速率降低，形成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)尺寸較大且均一，同時添加的蛋白本身具有較好的親水性，使得魚糜凝膠能夠儲存更多的水分子，降低了魚糜凝膠蒸煮損失率；而添加南美白對蝦時，蒸煮損失率普遍升高，這可能是在熱凝膠過程中由于南美白對蝦和鱈魚肌原纖維蛋白的快速聚集導(dǎo)致形成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)致密，孔隙較小，因此魚糜中的水分被快速地?cái)D壓出凝膠體導(dǎo)致了水分的損失，同時也造成了凝膠形狀的不均一，提高了魚糜蒸煮損失率[20]。

2.5 不同類型蛋白對鱈魚糜凝膠質(zhì)地剖面分析參數(shù)的影響

質(zhì)構(gòu)特性是測試凝膠性能的一個重要指標(biāo)，TPA模式是對咀嚼過程中固體變化的模擬。由表1可知，適量添加不同蛋白的鱈魚糜硬度、彈性、內(nèi)聚性、膠著性和咀嚼性均有提升。相對其他蛋白，乳清蛋白對改善魚糜凝膠質(zhì)構(gòu)特性方面的效果更顯著（P<0.05），隨著乳清蛋白的增加，硬度和彈性的變化趨勢是一樣的，呈現(xiàn)出先增大后減小的現(xiàn)象。當(dāng)乳清蛋白添加量達(dá)到3%時，凝膠的硬度和彈性最大，分別達(dá)到1177.333 g和4.720 mm，與空白組相比顯著提高，但進(jìn)一步提高乳清蛋白的添加量會降低魚糜凝膠的硬度和彈性。這可能是添加蛋白與鱈魚蛋白產(chǎn)生相互作用提高了蛋白結(jié)合的緊密程度，另一方面部分蛋白在魚糜凝膠中起到了填充作用，提高了三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的致密性，進(jìn)一步提高了硬度[21]，蛋白含量過高可能會在肌原纖維蛋白分子之間產(chǎn)生空間位阻，導(dǎo)致蛋白分子之間交聯(lián)結(jié)構(gòu)變得松散[22]。這與周曉燕[23]研究的結(jié)果一致，在制作肉糜時，加入蛋清以提高肉糜的彈性。雞蛋可以提高主料和淀粉之間的親和力，增加肉糜的黏性；雞蛋還可增強(qiáng)肉糜的乳化性，從而使肉糜的膠體性能加強(qiáng)，提高吸水能力?？妆ＨA等[24]、趙澤潤等[25]在肉糜中加入蛋白，也表明適量添加蛋白會提高魚糜凝膠的質(zhì)構(gòu)特性，與該研究結(jié)果高度一致。

3 討論

該研究選用金線魚、乳清蛋白、大豆蛋白粉、南美白對蝦和鰱魚肉五種不同類型蛋白來提升低等級鱈魚魚糜凝膠性能。結(jié)果表明，適量添加金線魚、蛋清蛋白和大豆蛋白粉能有效地改善魚糜的凝膠強(qiáng)度和持水性，其中乳清蛋白的添加對魚糜的凝膠強(qiáng)度和持水性的提高效果最好，添加量為3%時達(dá)到最大值，分別為12301.34 g·mm和73.21%，蒸煮損失率僅為12.6%，說明該比例的添加可以最大程度地提高低等級鱈魚魚糜凝膠的品質(zhì)。金線魚、大豆蛋白粉組再添加量為7%時，顯著降低了鱈魚魚糜的蒸煮損失率且增加了鱈魚魚糜的凝膠強(qiáng)度，可能更利于魚糜凝膠截留水分。總的來說，添加3%的蛋清蛋白、7%的大豆蛋白粉、7%的金線魚對低等級鱈魚糜具有顯著的積極影響，而南美白對蝦并不太適合在低等級鱈魚糜中添加。該研究為低等級鱈魚魚糜制品的開發(fā)提供理論依據(jù)與參考。

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Effects of different types of proteins on gel properties of Theragra chalcogramma

ZHONG Yi， WANG Defa， CHEN Li

（School of Marine Science and Aquatic Sciences， Jiangsu Ocean University， Lianyungang 222000， Jiangsu China）

Abstract：

For the study of 5 different types of protein Nemipterus virgatus， egg white protein， soy protein powder， Litopenaeus vannamei and Hypophthalmichthys molitrix in meat， Theragra chalcogramma was added effect of Theragra chalcogramma surimi gel properties， The surimi was supplemented with 1%， 3%， 5%， 7% and 9% Nemipterus virgatus， egg white protein， soy protein powder， Litopenaeus vannamei and Hypophthalmichthys molitrix， respectively Fish meat of Hypophthalmichthys molitrix was prepared as surimi gel products， and the quality indexes such as whiteness， water retention and gel strength were measured. The results showed that appropriate addition of Nemipterus virgatus， whey protein and soy protein powder could effectively improve the gel strength and water retention of surimi， but the addition of soy protein powder could reduce the whiteness of surimi. The addition of whey protein has the best effect on the improvement of gel strength and water retention of surimi， and the maximum value is 12301.34 g·mm and 73.21% respectively when the addition amount is 3%， and the cooking loss rate is only 12.6%. The results indicated that the addition of the ratio could improve the quality of Theragra chalcogramma surimi gel to the greatest extent. In the actual production of surimi products， we should choose suitable protein types and reasonable amounts according to the characteristics of products to improve the quality of surimi products. This study provides theoretical basis and reference for the development of Theragra chalcogramma surimi products.

Keywords：Theragra chalcogramma surimi; Nemipterus virgatus; egg white protein; soybean protein powder; gel properties

基金項(xiàng)目：江蘇省海洋科技創(chuàng)新專項(xiàng)項(xiàng)目（HY2018-10）、江蘇省“333工程”高層次人才培養(yǎng)資金資助項(xiàng)目（BRA2014111）、連云港市“521高層次人才培養(yǎng)工程”資助項(xiàng)目（LYG52105-2018028）、江蘇省海洋生物產(chǎn)業(yè)技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心專項(xiàng)資金資助項(xiàng)目。

作者簡介：鐘毅（1998- ），男，碩士研究生。研究方向：漁業(yè)資源養(yǎng)護(hù)與利用。E-mail：1622723116@qq.com。

通信作者：陳麗（1970- ），碩士， 教授。主要研究方向：海洋資源開發(fā)與利用。E-mail： chenjouedu@163.com。