（水产品加工及贮藏工程专业论文）冷冻竹荚鱼（trachurus+trachurus）凝胶特性的研究.pdf

冷冻竹荚鱼( t r a c h 时u st r a c h u r u s ) 凝胶特性的研究 冷冻竹荚鱼( t r a c h u r u st r a c h u r u s ) 凝胶特性的研究 摘要 竹荚鱼( t r a c h u r u st r a c h u r u s ) 属中上层暖温性鱼类，资源丰富，近十 年来，全世界竹荚鱼的年渔获量都在5 0 0 万吨左右。目前，国外约有5 5 竹荚鱼用于加工鱼粉和鱼油，其余大部分加工冰鲜鱼，少部分加工成鱼 片。我国对竹荚鱼的加工利用也很少，缺乏精深加工产品。因此，如果 能将冷冻竹荚鱼加工成高品质的鱼糜，则可以大大增加其附加值，促进 冷冻竹荚鱼资源的开发利用。 本论文以开发高品质的竹荚鱼鱼糜为目的，研究了冷冻竹荚鱼基本成 分、肌肉蛋白质理化特性，探讨了其加工特性。同时对不同漂洗条件下冷冻 竹荚鱼的凝胶特性进行了系统的研究：进一步考察了猪血浆蛋白、卵清 蛋白、乳清蛋白及大豆蛋白蛋白添加剂对其凝胶能力的影响，以期为工 业化生产提供理论依据。主要研究内容及结果如下： 1 对冷冻竹荚鱼和鱼糜的化学组成进行了测定，并且研究了不同温度下其 c a 2 + _ a t p a s e 活性以及肌原纤维蛋白重链( m h c ) 的变化规律。 结果表明，竹荚鱼鱼肉中蛋白和脂肪含量高，肌肉蛋白中以肌原纤 维蛋白含量最高，可达6 8 8 5 ，与狭鳕中含量接近，是加工鱼糜较好 的原料。冷冻竹荚鱼的肌动球蛋白热稳性较差，2 5 下肌动球蛋白 c a 2 + - a t p a s e 的热变性速度常数( k d ) 为9 3 1x1 0 一。冷冻竹荚鱼m h c 在不同温度下变化规律表明冷冻竹荚鱼内源酶丰富，从4 0 c 蛋白图谱中 可见明显的t g a s e 交联作用，内源蛋白酶活性随着温度的增加呈现逐渐 增加趋势。 2 分别研究了未漂洗、漂洗及钙漂洗对冷冻竹荚鱼鱼糜凝胶特性的 影响，具体分析了不同条件下的热凝胶特性以及鱼糜的凝胶化能力变化 情况。 冷冻竹荚鱼( t r a c h u r u st r a c h u r u s ) 凝胶特性的研究 结果表明，冷冻竹荚鱼鱼糜凝胶为易凝胶化易凝胶劣化类型，并且 其内源酶丰富，劣化现象严重，加工竹荚鱼鱼糜制品应采用两段加热方 式。钙漂洗工艺可提高冷冻竹荚鱼的鱼糜凝胶强度，而不改变其凝胶特 性，3 0 和4 0 下的凝胶化过程有助于提高竹荚鱼鱼糜凝胶强度，鱼糜凝 胶强度在2 h 以内都可达到最佳值，但4 0 下凝胶化速率较快。未漂洗鱼 糜的凝胶特性变化表明，冷冻竹荚鱼肌浆蛋白中含有4 0 下具有活性的 蛋白酶，但活性较弱，可通过漂洗去除。 3 针对冷冻竹荚鱼的鱼糜易凝胶劣化的特点，研究卵清蛋白、猪血 浆蛋白、大豆蛋白及乳清蛋白等蛋白添加剂对其凝胶特性的影响。 结果表明，卵清蛋白、猪血浆蛋白、大豆蛋白及乳清蛋白都可以提 高冷冻竹荚鱼鱼糜制品的凝胶强度，但对凝胶白度无显著影响。其中猪 血浆蛋白的蛋白酶抑制作用最强，其次是卵清蛋白及乳清蛋白，而大豆 蛋白的蛋白酶抑制作用最弱。猪血浆蛋白、卵清蛋白、乳清蛋白及大豆 蛋白最佳添加量依次为1 、5 、5 和2 。添加5 卵清蛋白或乳清蛋 白的凝胶增强效果与添加1 猪血浆蛋白的效果一致。添加卵清蛋白、 猪血浆蛋白等凝胶增强剂( 1 ) 有助于提高鱼糜凝胶化能力。 关键词：冷冻竹荚鱼，鱼糜，凝胶特性，漂洗，蛋白添加剂 冷冻竹荚鱼( t z a c h u r u st r a c h u r u s ) 凝胶特性的研究 s t u d yo nt h eg e l - f o r m i n gp r o p e r t i e so ff r o z e nh o r s e m a c k e 化i a b s t r a c t h o r s em a c k e r e l ( t r a c h u r u st r a c h u r u s ) i sa s p e c i e so f a b u n d a n tw a r n lw a t e r sf i s h i t sa n n u a ll a n d i n g si nt h ew o r l dw e r ea r o u n d5m i l l i o nt o n si nt h ep a s tt e ny e a r s 5 5 o ft h eh o r s em a c k e r e lc a t c h e sw e r eu s e df o rf i s hm e a la n df i s ho i lp r o c e s s i n g ，m o s to f t h er e s tw e r ec h i l l e da n df r o z e r t , a n dt h eo t h e r sw e r ef o rf i l l e tp r o c e s s i n g i nc h i n a , h o r s em a c k e r e li sa nu n d e r u t i l i z e df i s hs p e c i e s t h e r e f o r e ，m a n u f a c t u r i n gs u r i m iu s i n g f r o z e nh o r s em a c k e r e la sl a wm a t e r i a l si se x p e c t e dt ob ea na v m l a b l em e a n sf o r e n h a n c i n gt h ev a l u eo ft h ef i s h t i l i sw o r kd e a l sw i t ht h ea s s e s s m e n to ff r o z e nh o r s em a c k e r e la sar e s o u r c ef o r s u r i m ig e l s ，s t u d y i n gi t sc h e m i c a lc o m p o n e n t s ，c h a r a c t e r i s t i c so fi t sm y o f i b r i lp r o t e i n , a n di t sg e lc h a r a c t e r i s t i c s 、析t l ld i f f e r e n tw a s h i n gm e t h o d st od e v e l o pa g o o ds u r i m i p r o c e s s i n g b e s i d e s ，t oi m p r o v et h eg e l so b t a i n e d ，t h ee f f e c to ft h ea d d i t i o no fs o m e p r o t e i na d d i t i v e s ( e g gw h i t ep r o t e i n ，p o r kp l a s m ap r o t e i n ，s o y b e a np r o t e i na n dw h e y p r o t e i nc o n c e n t r a t e ) o nt h es u r i m ig e lf r o mf r o z e nh o r s em a c k e r e lw a si n v e s t i g a t e d 1 1 l em a i nr e s e a r c hc o n t e n ta n dc o n c l u s i o n sa r ea sf o l l o w s ： 1 t h eb i o c h e m i c a lc o m p o n e n to fh o r s em a c k e r e la n di t ss u r i m i ，a n dt h ec h a n g e s o fc a 2 + a t p a s e a c t i v i t ya n dm y o f i b r i lh e a v yc h a i n s ( m h c ) u n d e rd i f f e r e n t t e m p e r a t u r ew e r ei n v e s t i g a t e d ，i no r d e rt ou n d e r s t a n dt h ee f f e c to ft e m p e r a t u r eo nt h e p r o t e i no ff r o z e nh o v em a c k e r e l t h er e s u l t ss h o w e dt h ec o n t e n t so fc r u d ep r o t e i na n df a tw e r eh i g h t h ec o n t e n t o fm y o f i b r i l si nt h ep r o t e i n ( 6 8 8 5 ) w a st h eh i g h e s t ，w h i c hw a sn e a r l yt ot h ec o n t e n t o fp o l l o c k i tw a sp r o v e dt h a th o r s em a c k e r e lw a sg o o dm a t e r i a lf o rs u r i m i m a n u f a c t u r e h o w e v e r , t h ep r o t e i no ff r o z e nh o r s em a c k e r e lw a se a s yt ob e d e n a t u r a l i z e d t h ek do fc a 2 + a t p a s ea t2 5 cw a s9 31x10 t h ed e g r a d a t i o no f a t p a s ea n dm h c 、杭t l lh i g h e rt e m p e r a t u r eo rl o n g e rs e t t i n gt i m ew a sh e a v y t h e 冷冻竹荚鱼( t r a c h u r u st r a c h u r u s ) 凝胶特性的研究 c h a n g eo fm h c 淅廿lt e m p e r a t u r ep o i n t e dt h a tt h ef i s hw a sr i c hi np r o t e i n a s e ，a n dt h e p r o t e i n a s ea c t i v i t yb e c a m eh i g h e r 、 r i lt e m p e r a t u r ei n c r e a s i n g 2 t h eg e l f o r m i n gc h a r a c t e r i s t i c so ff r o z e nh o r s em a c k e r e lu n d e rd i f f e r e n t w a s h i n gp r o c e s s i n g ( u n w a s h e d , w a s h e d ，c a c l 2w a s h e d ) d u r i n gh e a t i n ga te l e v a t e d t e m p e r a t u r ew e r ei n v e s t i g a t e d e f f e c t so fs e t t i n ga t3 0 * ( 2 a n d4 0 co nt e x t u r a l p r o p e r t i e sa n dc r o s s - l i n k i n go fm y o f i b r i l l a rp r o t e i ni ns u d m ip r o d u c e df r o mh o r s e m a c k e r e lw e r ea l s oi n v e s t i g a t e d 1 1 1 er e s u l t ss h o w e dt h a tw a s h e dm e a tp a s t e sf r o mf r o z e nh o r s em a c k e r e l b e l o n g e dt ot h ee a s y - s e t t i n ga n de a s y d i s i n t e g r a t i n gg r o u p ，w h i c hp e r f o r m so b v i o u s g e l f o r m i n gp h e n o m e n o na t3 0 0 c ，a n ds h o w sh e a v ym o d o r ia r o u n d6 5 0 c s ot h e t w o - s t e ph e a t i n gw o u l db es u i t a b l ef o rt h eh o r s em a c k e r e ls u r i m ip r o c e s s i n g t h e c a l o i u mc h l o r i d e ( c a c l 2 ) w a s h i n gp r o c e s s i n gc a ni m p r o v et h eq u a l i t yo ft h es u r i m i g e l a t i o nf r o mf r o z e nh o r s em a c k e r e l i tc a l lp o s t p o n et h em o d o r ip h e n o m e n o n , b u t w o n tc h a n g et h eg e l - f o r m i n gc h a r a c t e r i s t i c so ff r o z e nh o r s em a c k e r e l s e t t i n ga t 3 0 co r4 0 cw o u l di m p r o v et h eg e ls t r e n g t ho fs u r i m i n l er a t eo fg e lf o r m i n ga t 4 0 。cw a sf a s t e rt h a na t3 0 c h o w e v e r , t h e r ew a sn oo b v i o u si n c r e a s ei nt h eg e l s t r e n g t hw i t hl o n g e rs e t t i n gt i m e ( 2 h ) ，a tb o t l lt e m p e r a t u r e s t h eg e l - f o r m i n g c h a r a c t e r i s t i c so fu n w a s h e ds u r i m is h o w e dt h a tt h e r ew a ss o m ep r o t e o l y t i ce n z y m ei n s a r c o p l a s m i cf r a c t i o no ff r o z e nh o r s em a c k e r e l ，w h i c hh a da c t i v i t yi nm y o s i nh e a v y c h a i nd e g r a d a t i o na t4 0 a n dc o u l db er e m o v e db yw a s h i n g 3 i nv i e wo ft h eg e l f o r m i n gc h a r a c t e r i s t i c so ff r o z e nh o r s em a c k e r e l ，t o i m p r o v et h em e c h a n i c a lp r o p e r t i e so fs u r i m ig e l sc o n c e n t r a t i o no fp r o t e i na d d i t i v e s ( e g gw h i t ep r o t e i n , p o r kp l a s m ap r o t e i n , s o y b e a np r o t e i na n dw h e yp r o t e i n c o n c e n t r a t e ) ，t e m p e r a t u r ea n dt i m ew e r es t u d i e d t h er e s u l ts h o w e dt h a te g gw h i t ep r o t e i nf e w ) ，p o r kp l a s m ap r o t e i n ( p p p ) ， s o y b e a np r o t e i n ( s p ) a n dw h e yp r o t e i nc o n c e n t r a t e ( w e c ) a l li m p r o v e dt h eg e l s t r e n g t ho fs u r i m if r o mf r o z e nh o r s em a c k e r e l 、i t l ln oo b v i o u se f f e c to nw h i t e n e s so f s u r i m ig e l s n ep r o t e i n a s ei n h i b i t o r ya c t i v i t yo fp p pw a st h eb e s t ，f o l l o w e db ye w , w p ca n ds p t h eb e s tc o n c e n t r a t i o no ft h ep p p , e w , w p ca n ds pw e r e1 ，5 ，5 a n d2 r e s p e c t i v e l y t h ee f f e c to f5 a d d i t i o no fe wa n dw p co nt h e g e l i v 冷冻竹荚鱼( t r a c h u r u st r a c h u r u s ) 凝胶特性的研究 i m p r o v e m e n tw a se q u a lt o1 p p ee wa n dp p p ( 1 ) c o u l ds t r e n g t ht h es u w a r i a b i l i t yo fs u d m i k e y w o r d s ：f r o z e nh o r s em a c k e r e l , g d - f o m i n gc h a r a c t e r i s t i c s ，w a s h i n g , p r o t e i n a d d i t i o n s v 独创声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含未获得或其他教育机构的学位或证 书使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作 了明确的说明并表示谢意。 一签名难抖醐：砂年钏日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人 授权学校可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用 影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权中国科学技术信息 研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库，并通过网络向社会公 众提供信息服务。( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名： 导师签字： 签字日期坩年石月歹日签字日期多伪p 年6 月3 日 冷冻竹荚鱼( t r a c h u r u st r a c h u r u s ) 凝胶特性的研究 0 前言 鱼糜( 冷冻鱼糜) 及鱼糜制品是一种低脂肪、高蛋白、营养丰富的食 品。2 0 世纪6 0 年代初日本成功开发了以狭鳕为原料生产冷冻鱼糜的 工艺后，生产冷冻鱼糜一直以狭鳕为主要原料。自8 0 年代后期，狭鳕 的资源逐渐衰退，而市场对鱼糜制品的需求量仍在不断地增加，因此， 开发和利用其它渔业资源作为生产冷冻鱼糜和鱼糜制品的原料已越来 越迫切。近几年来，我国对鱼糜制品消费量大大增加，对适合加工鱼糜制 品原料鱼的需求量也越来越大。目前，每年需要从国外进口1 5 万吨左 右的冷冻鱼糜1 ，因此迫切需要开发利用远洋渔业资源并加强对远洋鱼 类鱼糜加工特性的研究。同时如何充分利用低值鱼，提高其食用价值和 经济价值越来越受到关注。 竹荚鱼，鳄科，为个体较小的海洋中上层暖温性鱼类，它生长快， 产量高，外海资源十分丰富。近十年来，全世界竹荚鱼的年渔获量基本上 都超过5 0 0 万吨，产量居世界所有单一渔捞种类的第三位，以太平洋海 域的竹荚鱼产量最高，尤其是东南太平洋的产量，占世界竹荚鱼总渔获 量的3 4 以上：其次为东南大西洋海域的产量，占世界竹荚鱼总渔获量 的2 0 嘲。自2 0 0 1 年起辽渔集团海轮、富兴海轮同上海、烟台、青岛、 舟山四大远洋公司共1 1 艘大型拖网船进入智利外海作业，开发利用智 利外海竹荚鱼资源，并取得成功，目前单船年产均达10 0 0 0 吨。农业部 已将其列入我国远洋渔业今后的重点研究对象之一。上海远洋渔业公司 等也已经开发了竹荚鱼南太平洋渔场阳1 。竹荚鱼具有良好的商业价值， 水产加工企业对其进行加工利用，可拓展新的经济增长点。 竹荚鱼脂肪含量高，不饱和脂肪酸多，蛋白质丰富，但其鱼腥味重， 肉质纤维粗，造成原料鱼销售十分困难心1 。若不进行深加工处理，不仅 企业经济效益低，而且造成很大的渔业资源浪费。因此开展竹荚鱼鱼糜 加工研究，提高其经济价值，不仅可减少渔业资源浪费，同时也为企业对 竹荚鱼的资源开发提供动力。 冷冻竹荚鱼( t r a c h u r u st r a c h u r u s ) 凝胶特性的研究 自有冷冻鱼糜加工技术以来，鱼糜和鱼糜制品加工已成为鱼类深加 工的重要技术之一。由于它们可以使原料鱼集中处理，因此能大量处理 生产旺季的鱼获物，保证原料的鲜度。另外，冷冻鱼糜和鱼糜制品的生 产可以分开在不同的地方进行，使鱼糜制品生产不再说地域和季节的限 制，产品可长期销售，满足消费者的需求。因此开发冷冻竹荚鱼的鱼糜 工艺，可望成为其深加工的重要途径，有着特殊的重要意义和较好的发 展前景。 第1 章文献综述 鱼糜是将鱼肉经过采肉、漂洗、脱水后，加入适量的糖类、多聚磷 酸盐等防止蛋白质冷冻变性的添加物，使之在较低温度条件下，能够较 长时间保藏的鱼肉制品【4 】。由于其加工便利，能够充分有效的利用水产 资源，具有高蛋白、低脂肪、食用方便、便于携带等特点，已成为一种 具有发展前途的现代水产加工食品，深受消费者喜爱。但是，目前我国 大多数的鱼糜制品生产厂家大部分原料都依赖进口，而导致产品成本偏 高。因此，如何开拓国内现有的鱼糜原料来代替部分进口鱼糜，以降低 价格，减少外汇支出，这是我国众多水产专家所关注的问题。许永安等 人【5 】已对大头狗母鱼、长蛇鲻、条尾绯鲤、梅童鱼等低值白身小杂鱼的 鱼糜制品的制作工艺、凝胶物性及不同鱼种的原料配比作了研究。 鱼糜制品的加工形成过程如下： 原料鱼一预处理一清洗一采肉一漂洗一脱水一绞碎一精滤一擂溃 一成型一凝胶一加热一包装一速冻一检验一成品 鱼糜制品要求有良好的弹性、风味、色泽，其中最主要的是弹性。 鱼糜制品的弹性是硬度、伸缩性以及粘性的综合体现，主要取决于鱼糜 中蛋白质胶凝的情况。作为鱼糜加工的原料必须有一定的凝胶能力。 1 1 鱼糜凝胶形成机理 凝胶化现象是指肌动球蛋白被加热时，其高级结构发生松散，分子 2 冷冻竹荚鱼( t r a c h u r u st r a a h u r u s ) 凝胶特性的研究 间产生架桥形成了三维网状结构。由于热的作用，网状结构中的自由水 被封锁在网目中不能流动，从而形成了具有弹性的凝胶状物。架桥与疏 水基和二硫键的形成有关，特别是前者作用。凝胶化的形成即使在室温 下也能发生，而温度越高，其凝胶化的速度也越快。 鱼糜凝胶主要由肌动球蛋白形成的三维网状结构构成。为了阐明热 引发凝胶化的机制，已经对肌动球蛋白、肌浆球蛋白和肌浆球蛋白亚基 在鱼糜凝胶中发生的蛋白质与蛋白质交连的作用作了研究【6 7 】。这个途 径确认了肌原纤维蛋白成分在没有内源蛋白酶干涉的条件下对鱼糜凝 胶形成过程有作用。根据这些研究，肌球蛋白是凝胶产品形成的重要成 分。s a n o 等人【8 j 通过动力学粘弹性行为和差示量热扫描( d i f f e r e t i a l s c a n n i n gc a l o r i m e t r i c ，d s c ) 分析发现肌球蛋白凝胶的凝胶强度和弹性 要比天然肌动球蛋白凝胶高。阿根廷鳕鱼( m e r l u c c i u sh u b b s i ) 的天然 肌动球蛋白凝胶的微分剪切系数( d i f f e r e n t i a ls h e a rm o d u l u s ) 也有两个 变迁的温度带，分别为3 6 - 38 和4 8 。因此，s a n o 等人【7 】推测凝胶 形成的第一个阶段是肌原纤维蛋白尾部的连接而第二个阶段是肌原纤 维头部的连接( 图l 一1 ) 。z i e g l e r 和f o e g e d i n g 则将肌球蛋白的作用归 于其超螺旋a h e l i x 尾部( s u p e r c o i l e dc t h e l i xt a i lp o r t i o n ) 的变性【9 】：肌 原纤维凝胶过程是先由热破坏肌原纤维蛋白的非共价键稳定的仅螺旋 结构，增加了分子间的联合混乱，然后导致二硫共价键和各种非共价键 形成连接稳定的刚性蛋白质网状结构。将肌球蛋白按一定速度由3 0 加热到7 0 。c ，肌球蛋白中的超螺旋0 【h e l i x 尾部肽链解离发生变性，这 种解螺旋是持续进行的。解螺旋后的肌球蛋白按一定顺序排列，并连接 在一起，逐渐扩大成大的三维立体网络结构，随着尾部螺旋解开的程度 逐渐增大，凝胶的弹性也越来越大。如5 5 时，肌球蛋白分子中有3 2 的0 【h e l i x 存在，而在7 0 时仅有4 的a h e l i x ，所以后者形成的凝胶 要比前者强的多。但如果采用恒定的高温如7 0 c ( 不是由低温到高温的 持续加热) ，则大量解开螺旋的肌球蛋白会无序结合成大小不等的“蛋 白核一，使网络的形成不均匀，从而使凝胶弹性增大变得困难。 冷冻竹荚鱼( 1 r a c h u r u st r a c h u r u s ) 凝胶特性的研究 飘球蛋白分子 l 埘h m m 厂、厂j l vv s - 2s 一 一颦沣 平 图1 - 1 凝胶形成过程 f i g 1 - 1t h ep r o c e s so fb e i n gt h eg e l 放置( 也称为“s e t t i n g ”或“s u w a r i ) 即是鱼糜在一定温度下放置 一定时间，可提高鱼糜凝胶的强度、粘度和保水能力等特性【1 0 】。l a n i e r 1 1 】 观察到大西洋姑鱼和鲑鱼鱼糜预先经过4 0 保温处理，其凝胶强度会 有很大的提高，弹性也有一定的提高。放置分高温放置( 4 0 ) 和低温放 置( 0 4 ) 。k i m 等人【1 2 】研究表明这两种放置方法对鱼糜影响的机理 是不同的。用两种不同的鱼进行研究，4 0 下放置对两种凝胶形成的结 果一致；但在4 过夜放置，不同种鱼凝胶形成的差别很大。鱼糜在4 0 下放置处理所发生的显著变化是鱼糜所特有的i l3 1 ，鱼糜这种特有低 温凝胶现象同鱼蛋白对热的相对不稳定性也有一定的关系。有证据表 明，在4 0 放置可使疏水性氨基酸残基暴露，导致分子间疏水键的交 互作用，这与3 6 3 8 肌动球蛋白流变学特性的转换有关【7 1 ，在此温度 下二硫键对凝胶的形成不起作用。l i u 等人【l4 j 发现当鱼糜温度超过 4 5 ，就会使二硫基损失。低温放置( o 4 ) 以改进组织结构的方法需 要的时间较长，因而限制了实际应用，而且在放置前必须将产品赋形 【l5 1 。低温放置对质量不是很好的鱼糜改善凝胶性特别有效，可改进组 织结构和对脂肪的结合力，这可能与二硫键的参与有关，鱼肉在低温下 4 冷冻竹荚鱼( t r a c h u r u st r a c h u r u s ) 凝胶特性的研究 放置过夜，会增加二硫键的交联性。这其中谷氨酰胺转氨酶( t g a s e ) 起了很大的作用。 对肌浆球蛋白结构有影响的因素对肌原纤维蛋白的凝胶强度也有 影响。肌浆球蛋白的凝胶特性与双线q 螺旋尾端的长度有很强的相关 性，在已经研究过的所有盐浓度下肌球蛋白杆部( 长14 0 n m ) 都具有比 轻酶解肌球蛋白( 长8 0 n m ) 要高的硬度。因此，水解肌球蛋白会引起 鱼糜凝胶强度降低，肌球蛋白的天然形态对于得到好的胶体十分重要。 如果在凝胶开始形成之前肌球蛋白已变性或被降解，则不可能得到最大 凝胶强度。鱼类肌原纤维蛋白比陆地动物对热变性更敏感。冰冻和后续 储藏过程中暴露的肌动球蛋白的疏水残基主要是来自肌球蛋白的，少量 是来自肌动蛋白的，而鱼糜反复的冻融会使肌球蛋白变性，因此导致凝 胶强度大大降低【1 6 】。 1 2 鱼糜制品的劣化 凝胶劣化是指在凝胶化温度带中已形成的凝胶结构，在7 0 以下 温度域中逐渐劣化、崩溃的一种现象。6 0 附近最易发生，即使在5 0 c 以下，如放置时间长，也同样发生。如将太平洋鳕鱼先经6 0 保温3 0 分钟，再经9 0 蒸煮，则大多数肌球蛋白重链( m h c ) 已经被降解， 此时鱼糜已不能形成可测得强度的凝胶体【1 7 】。其发生机制有蛋白酶的 分解学说和凝胶劣化诱发性蛋白质学说，前者因蛋白酶的活性分布由于 鱼种不同而产生的凝胶劣化的难易度并不完全吻合，而后者不能很好地 说明凝胶劣化现象随时间的推移进行到何种程度。第一种学说得到了较 多学者的认可，认为凝胶劣化是由于内源性热稳定性蛋白酶对肌球蛋白 的迅速降解造成。肌肉蛋白酶活性在温度高于5 0 时活性很高，引起 肌原纤维，特别是肌球蛋白迅速而严重的降解，这种降解会降低鱼糜质 量，降低凝胶强度( 图1 2 ) 。 5 冷冻竹荚鱼( t r a c h u r u st r a a h u r u s ) 凝胶特性的研究 ”蝎州浏 二= 二= ：嚣：箸怒叫一 m o d o no td l s i n t e g r 酬b y h a p , c a t h e p s i n $ b l l l t k e 一c ( ) 图1 - 2 鱼糜凝胶形成和解胶的可能机理n 8 1 f i g 1 - 21 1 圮m e c h a n i s mo ff o r m i n go rd i s i n t e g r a t i o no fs u r i m ig e l ( 1 ) 在贮藏过程中由钙蛋白、组织蛋白酶及其它蛋白酶引起的肌肉蛋白质的降解；( 2 ) 凝胶化： ( 3 ) 在5 0 - - 7 0 条件下由热稳定碱性蛋白酶( h a p ) 、组织蛋白酶b 、l 和l 1 i k e 引起的凝胶劣化： ( 4 ) 形成的凝胶在h a p 、组织蛋白酶、钙蛋白酶和其它蛋白酶作用下的结构破坏 鱼死后易被内源蛋白酶水解，导致鱼肉出现软而粘稠的状态。在众 多肌肉蛋白酶中，内切半胱氨酸蛋白酶对热稳定并且有切开内部肽键的 能力，所以它们对结构有最重要的作用，而外切酶对末端的肽键有水解 作用。鱼肉中软化鱼糜凝胶的最活跃蛋白酶种类随鱼种变化，但大体上 归为两大类：组织蛋白酶和对热稳定的碱性蛋白酶n 9 矧。 加热同样的肉糊，让其慢慢通过3 0 - - 4 0 温度带，可促进凝胶化 的进行，同时使其迅速通过6 0 附近，防止凝胶劣化的进行，可以得 到较强的弹性，相反则弹性差。可见，即便是最终加热温度相同，但由 于到达终点温度的过程不同，所形成的凝胶物性亦不同，这是鱼糜凝胶 化的重要特征。 1 3 鱼糜凝胶化过程的影响因素 1 3 1 1 鱼类鲜度的影响 含血红肉较多的鲐鱼、鲣鱼和沙丁鱼等，在鲜度降低时，凝胶形成 能力也下降，在僵硬期之后几乎失去了凝胶形成能力，制品弹性较差。 6 冷冻竹荚鱼( t r a c h u r u st r a c h u r u s ) 凝胶特性的研究 可能是由于( 1 ) p h 偏酸一蛋白变性。在低于6 0 的酸性环境中，肌原 纤维蛋白不稳定易变性，在加热后易发生脱水凝固，不能形成弹性好的 凝胶。凝胶化最适p h 6 5 7 5 ，用红色肉鱼类作原料时，在漂洗液中应 加入适量的碱，以提高肌肉的p h 。( 2 ) 肌动球蛋白溶解度下降，而且 溶解出来的肌动球蛋白的某些理化性状也有所改变，从而影响凝胶网状 结构的形成。 活鱼体的p h 值为7 0 7 3 ，刚捕获鱼的p h 值呈弱酸性。当p h 下 降到6 3 时，肌球蛋白a t p 酶活性大大加强，a t p 迅速分解，同时肌球 蛋白与肌动蛋白结合，使肌动蛋白纤维向肌球蛋白纤维滑动，形成收缩 态的肌动球蛋白，这个过程是不可逆的。当p h 进一步降低时，就可能 引起肌球蛋白与肌动蛋白的酸变性，所以控制鱼体鲜度十分重要。而且 随着鱼的鲜度降低鱼体内内源酶被激活，m o d o r i 现象越来越明显 2 h 。 鱼糜加工得率也受鲜度变化影响。鲜度下降过程中鱼肉肌原纤维发 生z 线断裂而小片化，致使鱼体肉质软化，采得的肉变得细碎，从而 使得鱼肉在漂洗液中难以沉降，离心脱水时堵塞滤布的网孔而造成脱水 困难。漂洗时一部分鱼肉进入漂洗液而损失，一部分在倾倒漂洗液时损 失，造成得率下降。鱼糜得率下降趋势与原料鲜度下降趋势相一致。 1 3 1 2 冻藏对鱼肉加工特性的影响 鱼肉在冻结贮藏中，冻结期延长，冻结温度升高，肌动球蛋白的溶 出量就降低。肌动球蛋白的冻结变性，可以认为是由于冻结而造成组织 破坏的同时，蛋白结合水的结冰与脱离导致肌动球蛋白分子相互间形成 非共价键，而成为不溶解状态的结果。形成超大分子的不溶解的凝集体 所致。另外，肌原纤维蛋白变性后，会产生一种在高离子强度下不能溶 出但在碱液中可以溶出的蛋白即碱溶性蛋白，也会导致肌动球蛋白在冻 藏中溶出量的下降。也可能是巯基氧化形成二硫键所致。 1 3 1 3 鱼种的影响 凝胶形成能是判断原料鱼是否适合做鱼糜制品的重要特征，由于自 身蛋白结构、内源酶种类及活性以及鱼体所带寄生虫的不同，不同的鱼 种凝胶形成能是不一样的。例如鱼类感染某些寄生虫后，其中的蛋白酶 7 冷冻竹荚鱼( t r a c h u r u st r a c h u r v s ) 凝胶特性的研究 释放到肌肉组织中，也可以引起肌肉蛋白质和鱼肉结缔组织的水解。感 染的程度和阶段不同导致了鱼体间水解活力的不同，由此最终导致了鱼 糜凝胶强度的不同【1 9 ，2 2 1 。组织蛋白酶l 在太平洋鳕鱼肌肉中起主要的 水解作用【2 3 1 ，而在鲭鱼中则是组织蛋白酶b 、l 和l 1ike 。 这种不同表现在两个方面：一方面是凝胶化速度，是指在凝胶化过 程中形成凝胶的难易程度；另一方面是凝胶化强度，即鱼糜在通过凝胶 化温度时能产生何种程度的凝胶结构。将鱼肉在最合适条件( 食盐3 ， p h = 6 8 ，水分8 2 ) 下擂溃而成鱼糜，在3 0 9 0 。c 范围内，每间隔 1 0 的温度条件下分别加热2 0 m i n 和2 h ，测定凝胶强度和温度的关系。 对凝胶化难易程度( 3 0 、2 h 凝胶强度和5 0 、2 0 m i n 凝胶的强度之 比) 、凝胶化强度( 5 0 或6 0 、2 0 m i n 凝胶的强度) 、凝胶劣化难易 程度( 6 0 、2 h 凝胶和5 0 、2 0 m i n 凝胶的强度) 之比和外观上的凝 胶形成能( 8 0 - - 9 0 、2 0 m i n 凝胶的强度) 进行比较，就可以了解到不 同鱼种的凝胶化特性之差异。 1 3 1 4 漂洗对鱼糜加工特性的影响 漂洗是鱼糜加工过程中非常重要的步骤。它有利于除去鱼肉中的有 色物质及腥臭成分，以及脂肪、残余的碎屑、血液、水溶性蛋白质，从 而获得色白、无腥味、富有弹性的鱼糜制品。o k a d a t 2 4 】表明在鱼糜加工 中进一步的漂洗可除去水溶性的物质和大多数的肌浆蛋白，可使肌原纤 维蛋白的浓度相对提高，因而可以改进鱼糜凝胶的形成能力。l a n i e r l 2 5 】 认为漂洗能使鱼糜制品弹性增加，因为漂洗能除去肉中的水溶性蛋白 质，这种蛋白质的存在会影响鱼肉凝胶体的形成；他还指出含有血色素 的化合物会给制品带来不良的颜色，还会在贮藏过程中催化脂肪氧化； 三甲胺氧化酶会导致醛的生成和蛋白质的变性；一些其它蛋白质会影响 制品的持水性和凝胶形成的能力。而不同的漂洗方法对鱼糜凝胶性能有 不同的影响。 l i ne ta l 2 6 1 用不同浓度的n a c i 溶液对太平洋白鱼鱼糜进行漂洗， 结果表明，肌浆蛋白可溶于水，并可在第一次漂洗中基本除去，肌原纤 维蛋白在进一步漂洗中会变得可溶并有损失。n a c i 浓度过高或过低， 8 冷冻竹荚鱼( t r a c h u r u st r a c h u r u s ) 凝胶特性的研究 蛋白质损失都严重，而在0 2 5 1 之间，肌原纤维蛋白质损失较少。 虽然漂洗有很重要的作用，但漂洗次数不宜过多，否则蛋白质损失会增 加。在清水漂洗4 次蛋白质损失可达4 0 ：但盐水漂洗会减少蛋白质 的损失；用o 5 n a c l 漂洗4 次，蛋白质损失在15 左右。顾世顺1 2 7 1 指出，采用碱盐水漂洗工艺可以降低脂肪含量，减缓脂肪的氧化酸败， 延长保存期，并能改善产品的色泽和风味。 漂洗过程中水的温度、硬度、矿物质含量、p h 值等也会影响鱼糜 质量。漂洗用水一般应低于10 c 。因软水中c a 、m g 、f e 、m n 的含量 都很低，所以一般建议使用软水。高硬度的水会引起鱼糜在冷藏过程中 组织结构和颜色的劣化【2 引。 1 3 1 5 非肌肉蛋白 非肌肉蛋白质已被广泛应用于鱼糜制品，以增加鱼糜的凝胶强度。 目前研究较多的是鸡蛋清蛋白、乳清蛋白、大豆分离蛋白、大豆浓缩蛋 白及各种动物血浆蛋白等。h a m a n n 等【2 9 】研究表明牛血浆蛋白可有效提 高大西洋步鱼( a t l a n t i cm e n h a d e n ) 和阿拉斯加绿鳕( a l a s k ap o l l o c k ) 鱼糜的凝胶强度，即使在凝胶劣化温度放置一段时间，仍能提高凝胶强 度，他们认为是由于抑制了蛋白酶的活性而起的作用。b e n j a k u l 等【3 0 1 指出猪血浆蛋白可以明显提高大眼海鲈鱼鱼糜凝胶的破断强度、凹陷度 及持水性。y o o n 等【3 1 j 从牛血浆蛋白中分离出了血纤维蛋白原 ( f r i b r i n o g e n ) 及凝血酶纤维蛋白酶( t h r o m b i n ) 两种蛋白质，并研究 了这两种蛋白质的混合物对鱼糜凝胶作用的影响。不同非肌肉蛋白对鱼 糜凝胶作用的机理有所不同。卵清蛋白、乳清蛋白、大豆蛋白等，一般 认为它们对鱼糜的改良作用主要通过其自身的凝胶作用来实现 3 2 1 。如 蛋清的主要蛋白质为卵白蛋白( 5 4 ) 、伴白蛋白( 12 ) 和卵类粘蛋白 ( “) ，卵白蛋白可在7 5 形成凝胶，伴白蛋白则在6 2 凝胶。乳清 蛋白的主要成分为b 乳球蛋白( 7 5 ) 和q 乳球蛋白( 2 5 ) ，这两种蛋白 质分别可在7 8 8 3 ，6 2 6 8 凝胶。对动物血浆蛋白，众多研究表明， 它们对凝胶的改良作用主要是因为这些蛋白质可抑制鱼糜中的蛋白酶 活性，从而避免其降解鱼糜蛋白质 3 3 , 3 4 】。如v i s e s s a n g u a n 等研究指出， 9 冷冻竹荚鱼( t r a c h u r u st r a c h u r u s ) 凝胶特性的研究 猪血浆蛋白对大眼海鲈鱼糜中的胰蛋白酶( t r y p s i n ) 、木瓜蛋白酶 ( p a p a i n ) 、消化酶及其它易导致凝胶劣化的一些酶的活性有很强的抑制 作用。m o r r i s s e y 等【3 6 l 指出，牛血浆蛋白可较好的抑制太平洋无须鳍鱼 糜中的蛋白酶活性。此外，也有报道指出，卵清蛋白中也含有多种蛋白 酶抑制剂( 如卵类粘蛋白、胰蛋白酶抑制剂) ，因而它对鱼糜凝胶的改良 作用也与其能抑制蛋白质酶活性有关 3 0 , 3 7 】。 综上所述，在鱼糜制品加工技术和理论方面，国内外做了大量的研 究报道。众多研究表明，影响鱼糜制品凝胶能力的因素有很多，不仅与 原料鱼的组成与特性有关，还与加工工艺及所添加的成分有关。有些鱼 种，其化学组成及特性决定了其鱼糜能力差，即使在最佳加工工艺条件 下，所加工的鱼糜制品的质量仍达不到要求，因而在鱼糜制品加工中， 往往要加入一些添加剂( 即品质改良剂) ，这些添加剂的加入不仅能