（食品科学专业论文）秘鲁鱿鱼（Dosidicus+gigas）鱼糜凝胶特性改良的研究.pdf

秘鲁鱿鱼( d o s i d i c u sg i g a s ) 鱼糜凝胶特性改良的研究 摘要 秘鲁鱿鱼( d o s i d i c u s g i g a s ) 是一种资源丰富，产量巨大的海洋生物资源， 它具有蛋白含量高、无骨刺、易加工等特点，因此受到鱼糜科研工作者和生产者 的青睐。同时，这为鱿鱼的高值化利用提供了一条新的方向。 本文研究了不同的秘鲁鱿鱼鱼糜中试加工工艺。制定出了适合秘鲁鱿鱼冷 冻鱼糜的生产工艺。该生产工艺包括：人工去皮一切片一一脱酸剂漂洗一一六 偏磷酸纳漂洗一一回转筛预脱水一一单螺杆脱水一斩拌一一混合抗冻剂一一 包装。根据原料鱿鱼的无骨刺，高蛋白的特点，因此不必经过采肉机，采用人工 去皮和切片处理的方法即可实现采肉的目的。然后经过脱酸剂和六偏磷酸纳漂洗 可以去除秘鲁鱿鱼肌肉蛋白质中大部分的酸涩物质，起到改善鱿鱼鱼糜风味和凝 胶效果改良的作用。利用这套生产设备和生产工艺可以生产出质量较高的秘鲁鱿 鱼鱼糜。 本文通过研究不同凝胶改良剂( 淀粉、t g a s e 、非肌肉蛋白、还原剂、食用 胶) 对秘鲁鱿鱼鱼糜凝胶的改良效果。通过质构测定，s d s p a g e ，扫描显微电镜 等方法分析其对鱼糜凝胶改良的效果。结果发现，添加淀粉能有效提高鱿鱼鱼糜 的凝胶强度、持水力，但是会使色泽有所下降。其中支链淀粉含量较高的薯类淀 粉效果较好，谷物淀粉次之。而添加b 一环糊精能提高鱼糜凝胶白度，但是对提 高凝胶强度没有作用。添加t g a s e 可催化秘鲁鱿鱼鱼糜的m h c 形成交联键，从而 提高其凝胶特性，表现在加有t g a s e 的鱿鱼鱼糜凝胶相对于未添加的鱿鱼鱼糜凝 胶有所提高。添加l t g a s e 的鱿鱼鱼糜凝胶强度是未添加t g a s e 的鱿鱼鱼糜凝 胶的1 3 倍。t g a s e 不能催化鱿鱼鱼糜的辅肌球蛋白和肌动蛋白形成交联，因此 添加t g a s e 不能使鱿鱼鱼糜凝胶有十分明显的提高。添加卵清蛋白可以提高秘鲁 鱿鱼鱼糜的凝胶强度。添加乳清蛋白和大豆蛋白对秘鲁鱿鱼鱼糜凝胶强度的提高 没有明显的促进作用。而添加猪血浆蛋白粉则对秘鲁鱿鱼鱼糜的凝胶强度有一定 的降低作用。通过s d s p a g e 分析，秘鲁鱿鱼鱼糜在加热过程中肌原纤维未发生 明显降解，因此所添加的蛋白粉中蛋白酶抑制剂未起到明显作用。几种蛋白粉添 加剂均降低了鱼糜凝胶的白度，其中猪血浆蛋白粉对鱼糜白度的影响特别大，而 且有明显的不愉快气味。添加还原剂( 亚硫酸钠和半胱氨酸) 可以有效的提高秘 鲁鱿鱼鱼糜的凝胶强度。添加抗坏血酸对秘鲁鱿鱼鱼糜的凝胶效果提高并不明 显。添加卡拉胶能有效提高秘鲁鱿鱼鱼糜的凝胶强度、持水力。添加瓜儿豆胶和 魔芋胶对秘鲁鱿鱼鱼糜的凝胶强度没有明显影响。添加黄原胶则使秘鲁鱿鱼鱼糜 的凝胶强度下降。 关键词：秘鲁鱿鱼鱼糜；凝胶特性；淀粉；t g a s e ；非肌肉蛋白；还原剂； 食用胶 s t u d yo ni m p r o v i n gt h eg e i f o r m a t i 0 1 3p r o p e r t yo fg i a n t s q u i d ( p o s i d i c u sg i g a s ) s u r i m i a b s t r a c t g i a n ts q u i dm u s c l eh a st h ep o t e n t i a lt ob eu s e df o rm a n u f a c t u r eo f s u r i m it o p r e p a r es e a f o o da n a l o g u e sa n d o t h e rn e w p r o d u c t s ，b a s e do nt h eg e lf o r m a t i o no f m u s c u l a rp r o t e i n s ，g i v e nt h a tt h em u s c l ei sw h i t e ，h a sl i t t l ef l a v o ra n d v i r t u a l l yn of a t a n di si na b u n d a n ts u p p l yt h r o u g h o u tt h ew o r l d d i f f e r e n tp r o c e s s e so fp r o d u c i n gg i a n ts q u i ds u r i m iw e r cs t u d i e d g i a n ts q u i d m u s c l ei s1 1 0b o n e s ot h ep u r p o s et os e p a r a t em e a tc a nb ea c h i e v e dw i t hr e m o v i n gt h e s q u i ds k i na n ds l i c i n gu p t h et a s t ea n dt h eg e lp r o p e r t yc a nb em e l i o r a t e dt h r o u g h w a s h i n g ，t h a tt h e r ea r ea c i ds t r i p p i n ga g e n ta n dh e x a m e t a p h o s p h a t ei nt h ew a s h i n g w a t e r t h ep r o c e s sc o n t a i n sr e m o v i n gt h es q u i ds k i n , s l i c i n gu p ，w a s h i n gw i t ha c i d s t r i p p i n ga g e n t , w a s h i n gw i t hh e x a m e t a p h o s p h a t e p r o d e h y d r a t i n g , d e h y d r a t i n g 、) l ，i 也 s i n g l e - s c r e w , c u t t i n gu p , m i x m ga n t i f r e e z ea g e n t ，p a c k i n g t h er e s u l t sw e r es h o w e d t h a tt h ep r o c e s sa b o v ew a sb a t t e rt op r o d u c eh i g h e rq u a l i t yg i a n ts q u i ds u r i m i t h ee f f e c t so fs t a r c h , t g a s e ，p r o t e i ns u c ha se g gw h i t ea n ds o yp r o t e i n , r e d u c i n g a g e n t ss u c ha sa s c o r b i ca c i da n de y s t e i n e ，a n de d i b l eg u m o nt h eg e l - f o r m i n ga b i l i t y o f s u r i m iw e r ec a r r i e do u t t h em e t h o ds u c ha st e x t u r ea n a l y s i s ，s d s - p a g e ，s c a n n i n g e l e c t r o nm i c r o s c o p ew a su s e dt oa n a l y z et h eg e l - f o r m a t i o np r o p e r t y r e s u l t ss h o w e d t h a tt h eg e l - f o r m i n gp r o p e r t i e so fs u r i m ic o u l db ei n c r e a s e da tv a r y i n gr a t ed e p e n d i n g o nt h ec o m p o u n d su s e d _ t h eo p t i m a la d d i t i o nl e v e lw a sd i f f e r e n ta m o n gt h e s e c o m p o u n d s t h es t a r c hh a ds i g n i f i c a n tg e l - f o r m a t i o na n dw a t e r - h o l d i n ga b i l i t ye f f e c t 0 1 3 g i a n ts q u i ds u r i m i ，b u tt h ew h i t e n e s so fg e lw a sd e b a s e d t h es t a r c hw i t hh i 曲 a r n y l o p e c t i nc o n t e n ta sp o t a t os t a r c ht o o kb e t t e ra c t i o nt h a nt h eo n ew i t hh i g h a m y l o s e c o n t e n ta sc o r nm a r c h t h ec y c l o d e x t r i nb a ds i g n i f i c a n tw h i t e n e s se f f e c to n g i a n ts q u i ds u r i m i ，b u tn o to nt h eg e l f o r m a t i o na b i l i t y n et g a s e p l a y e da l li m p o r t a n t r o l ei nl 最a d i n gt ot h em o r ec r o s s - l i n k i n go f m h cv i a n o n - d i s u l f i d ec o v a l e n tb o n d t b ed e c r e a s ei nm h cw a sf o u n da st h et g a s ei n c r e a s e d a ss h o w no ns d 娶i p a g e t h i sr e s u l ti n d i c a t e dt h a tm h cu n d e r w e n tm o r e p o l y m e r i z a t i o n 谢t ht h ea d d i t i o no f t g a s o t h ec r o s s k n k i n gm h c w a sc o i n c i d e n t a l w i t ht h ei m p r o v e m e n to f g e l f o r m a t i o n h o w e v e r , n oc h a n g e si na c t i na n d p a r a m y o s i nw e r en o t e de v e n 晰t ht h eh i g h e rc o n c e n t r a t i o no f t g a s e t h e r e f o r e t h e r e w a s n o s i g n i f i c a n t a d d i n g1 o t g a s e h a d t h ei n c r e a s ei ng e ls t r e n g t h b y3 0 a d d i n ge g gw h i t er e s u l t e di n t h es i g n i f i c a n ti n c r e a s eb o t hi nt h eb r e a k i n gf o r c ea n d d e f o r m a t i o no fg i a n ts q u i ds u l j m l a d d i n gw h e y p r o t e i na n ds o yp r o t e i nr e s u l t e di n l i t t l ei n c r e a s eb o t hi nt h eb r e a k i n gf o r c ea n dd e f o r m a t i o no f g i a n ts q u i ds u r i m i a d d i n gp o r kp l a s m ap r o t e i nr e s u l t e di nt h ed e c r e a s eb o t hi nt h eb r e a k i n gf o r c ea n d d e f o r m a t i o no f g i a n ts q u i ds u r i m i t h ed e c r e a s ei nm h cw a sn o tf o u n da st h e n o n - m u s c l ep r o t e i na d d e da ss h o w no ns d s - - p a g e t h e r e f o r e ，t h ep r o t e a s ci n h i b i t o r c o n t a i n e di nt h ep r o t e i nd i dn oe f f e c tt op r o h i b i tt h ed e c r e a s ei nm h c f u r t h e r m o r e ， t h ew h i t e n e s so fg i a n ts q u i ds l l r i m iw a sd e c r e a s e do b v i o u s l yb ya d d i n gt h ep o r k p l a s m ap r o t e i n t h eg e ls t r e n g t hw & si m p r o v e db ya d d i n gt h er e d u c i n ga g e n tt ot h e g i a n ts q u i ds u r i l n i t h ed i s u l f i d ec o v a l e n tb o n dw a sr e d u c e dt o _ s hb yr e d u c i n g a g e n t sa d d e d t h em o r ec r o s s - l i n k i n go f - s hw a sl e dt od i s u l f i d ec o v a l e n tb o n db y r e d u c i n ga g e n t t h es l r u c t u r eo f p r o t e i nc r o s s l i n k i n gw a sr e i n f o r c e db yt h ed i s u l f i d e c o v a l e n tb o n d i na d d i t i o n , t h eb r e a k i n gf o r c eo fg i a n ts q u i ds u r i m ii n c r e a s e d m a r k e d l yw i t ht h ea d d i t i o no f c a r r a g e e n a nw h i l ed e f o r m a t i o nd e c r e a s e d a d d i n g g u a rg u ma n dk o n j a cg u mr e s u l t a di nn oo b v i o u si n c r e a s eb o t hi nt h eb r e a k i n gf o r c e a n dd e f o r m a t i o no f g i a n ts q u i ds u r i m i t h eg e ls t r e n g t hw a sd e c r e a s e dw h e na d d i n g x a n t h a ng u mt ot h eg i a n ts q u i ds u r i m i t h ef o u rs p e c i e sg u m sc a ni m p r o v et h ew a t e r h o l d i n ga b i l i t y k e y w o r d s ：g i a n ts q u i ds u r i m i g e 卜f o r m a t i o np r o p e r t y s t a r c h ，i g a s e n o b - m u s e i ep r o t e i n ，r e d u c i n ga g e n t e d i b l eg u m 秘鲁鱿鱼鱼麋凝胶特性改良的研究 0 序言 从2 0 世纪5 0 年代以来，世界渔业总产量一直按6 7 左右的速度增长， 至今世界水产品年总产量己经超过1 亿吨。2 0 0 3 年，我国水产品总量达到4 7 0 0 余万吨。其中，头足类资源产量达到了9 0 万吨。头足类海洋生物具有生长快， 多为一年生，资源量巨大，蛋白质利用率高的优点。积极开发和利用公海大洋性 头足类资源，特别是利用极为丰富的秘鲁鱿鱼资源，可为国内市场提供大量丰富 的水产品，为人们提供优质的蛋白质。 目前，秘鲁鱿鱼的利用形式一直未能脱离传统的加工手段，产品以冷冻品和 干燥品为主，产品附加值低。关于秘鲁鱿鱼高附加值产品的开发和利用问题一直 受到世界各国的重视。 秘鲁鱿鱼肉质柔软，利用率高，非常适合加工鱼糜。目前在该方面研究较多 的国家是西班牙和日本，研究者针对秘鲁鱿鱼的蛋白质特征、凝胶性能等方面开 展了很多工作，由于秘鲁鱿鱼肌肉的一些特殊性，目前仍然没有完善的鱼糜加工 工艺路线，但制约鱼糜加工的瓶颈问题已基本摸清。亟待解决的是其采肉与肌肉 蛋白质脱水问题。 本研究将传统的鱼糜生产线加以改进，组配出适合秘鲁鱿鱼鱼糜生产的生产 线，并经过中试生产，完全可以实现工业化生产。通过本研究方法所生产出的秘 鲁鱿鱼鱼糜，其质量可以达到a 级鱼糜标准。该项研究成果可以有效合理的开发 利用秘鲁鱿鱼，提高其附加值，另外对鱼糜原料资源需求紧张的现状也有一定缓 解作用。利用本项研究成果可以生产出高附加值的产品及相关的新型食品。 秘鲁鱿鱼的肌肉是横纹肌，这种独特性质决定了其凝胶性能比较差，如何提 高其凝胶强度是各国研究人员面临的难题。目前，提高鱼糜凝胶强度的主要办法 有通过添加不同的添加物来提高秘鲁鱿鱼鱼糜的凝胶强度，这是一种简单而且适 用性比较广的办法。在鱿鱼鱼糜中添加淀粉类物质、增粘性胶类物质、非肌肉蛋 白类物质、氧化剂和还原剂以及促进蛋白交联的t o a s e 等，可以在不同程度上影 响鱿鱼鱼糜的凝胶特性。 秘鲁鱿鱼鱼糜具有水分含量高、易起泡、凝胶性能差等特性，因此如何针对 鱿鱼鱼糜的特点开发出具有独特风味和质构的鱼糜制品也是我们的研究目的之 秘鲁鱿鱼鱼麋凝胶特性改良的研究 一。根据目前已有的鱼糜制品，结合e t 本鱼糜制品开发的先进技术，我们研制出 若干种具有独特风味，适合中国人口味的鱼糜制品，主要包括鱼豆腐、蔬菜鱼糜、 半片等产品。目前已有若干种鱿鱼鱼糜制品的成型产品上市，销路良好。 秘鲁鱿鱼蛋白质作为一种优质的蛋白质，具有很好的利用前景。但是由于研 究尚处于起步阶段，还有很多问题需要科研工作者的解决。如何更好的提高鱿鱼 蛋白质的附加值以及其废弃物的利用，还有大量工作去傲。实现秘鲁鱿鱼资源的 高值化利用不仅可以促进我国远洋渔业的发展，而且可以为人们提供优质蛋白质 资源，更是为新的生物资源的利用提供了发展方向。 4 秘鲁鱿鱼鱼糜凝胶特性改良的研究 1 前言 1 1 秘鲁鱿鱼的加工利用途径概况 鱿鱼是头足类海洋动物中枪乌贼和柔鱼的俗称，据报道，全世界大 洋中的总资源量约为4 2 6 5 x 1 0 8 吨【。随着世界海洋鱼类资源的过度 捕捞，海洋源性蛋白质资源日益减少。鱿鱼味道鲜美、营养丰富1 2 ，逐 渐成为重要的蛋白质资源。2 0 0 4 年，全世界的鱿鱼捕捞量已达4 0 0 万 吨，相对于1 9 9 5 年的2 3 0 万吨增长了近l 倍2 0 0 5 年，我国的鱿鱼捕 捞量约9 0 万吨，占世界鱿鱼捕捞量的2 0 。 秘鲁鱿鱼属于软体动物门，头足纲，十腕目，柔鱼科，茎柔鱼属。 秘鲁鱿鱼个体大，胴体长，肉嫩而多汁，而且产量大，价格低廉【3 1 。目 前，鱿鱼加工的品种主要有秘鲁鱿鱼、太平洋鱿鱼、阿根廷鱿鱼、新西 兰鱿鱼等，鱿鱼的可食部分接近8 0 ，比一般鱼类高出2 0 左右。而每 1 0 0 克鱿鱼鲜品中含蛋白质1 6 1 8 克，脂肪1 2 克，同时含有丰富的维生 素及矿物质，是一种营养丰富的水产品【4 】。 秘鲁鱿鱼的资源利用，最早开始于加利福尼亚海域。秘鲁鱿鱼的主 要渔场有三个：一是南下加利福尼亚沿岸和外海渔场；二是曼萨尼略外 海渔场；三是秘鲁西部沿岸和外海渔场垆】。秘鲁鱿鱼是东太平洋最重要 的经济头足类，在水产市场上占有一定位置。过去仅用作经济鱼类的优 良钓饵，现已成为人们的重要海产食品。 西方人利用鱿鱼较少，只有西班牙、意大利、波兰等少数国家消费 较多，尤以西班牙人吃的最多，他们对鱿鱼的利用是将鱿鱼切成鱿鱼圈 或鱿鱼小块后消费，也有加工成油渍、卤汁、番茄酱等不同调味料的罐 头类产品，以及鱿鱼酱油、鱿鱼圈等产品。日本人认为多食鱿鱼有益健 康，所以对鱿鱼生鱼片、各式鱿鱼菜肴以及各种鱿鱼制品等都无任何排 斥之感，鱿鱼成为日常生活中不可缺少的水产品，也是世界上鱿鱼消费 最多的国家【6 j 。日本鱿鱼年产量近6 0 万吨，约占世界产量的一半。加 秘鲁鱿鱼鱼糜凝胶特性改良的研究 工产品主要有冷冻冷藏制品、干制品、盐渍制品和加热杀菌制品等。 目前，我国鱼制品厂家除生产鱿鱼干外，一般仅将鱿鱼原料作简单前处理， 即去内脏剥皮后，冷冻或略为干燥脱水制成半成品进行销售，一些渔业公司积极 开展鱿鱼半成品如鱿鱼胴体、鱿鱼卷的出口加工，提高了经济效益，一些水产加 工企业经过引进先进技术和设备，生产的鱿鱼丝等产品成为市场畅销产品，具有 广阔发展前途。另外，一些其他的鱿鱼加工制品如鱿鱼片、鱿鱼丸、鱿鱼丁、鱿 鱼筒等也在走向市场【”。但立足世界，我们必须认识到我国鱿鱼加工业普遍存在 着的一个问题精深加工程度还远远不够。我国鱿鱼加工依然停留在初级阶 段，主要表现为：1 、传统产品加工大多以作坊式手工加工为主；2 、加工品比例 较低，且技术含量不高；3 、废弃物利用率水平不高；4 、加工机械化水平较低。 与英、美、日、欧盟等发达国家相比，我们还有很大的差距。长期以来，人们只 重视水产品加工的应用性研究，而忽视了基础性研究，从而导致了鱿鱼精深加工 理论基础性的缺乏，所以加强基础性研究工作的同时，使鱿鱼深加工质量体系和 国际接轨迫在眉睫。 开发新的冷冻鱼糜资源是现在各国科技工作者的研究重点。鱿鱼因为其资源 丰富、蛋白质含量高而受到广泛的关注。秘鲁鱿鱼无骨刺、肉色泽白，脂肪含量 低，蛋白质含量高，在加工鱼糜方面有着独特的优势。鱿鱼的味道比较特殊，可 以根据实际需要，生产多种适合消费者口味的新型鱼糜制品。但是，和鱼类蛋白 质不同，鱿鱼蛋白质变性( 冷冻变性和热变性) 速度快，肌肉组织中蛋白酶活性 高，使鱿鱼鱼糜不能形成凝胶强度高的鱼糜制品。同时，由于秘鲁鱿鱼的生理生 化特点，鱿鱼肌肉中n h 4 c i 含量非常高，y a m a n a k a i s 等研究指出，秘鲁鱿鱼肌肉 中v b n 含量最高可达2 4 7 m g l o o g ，这导致鱿鱼肌肉味道苦涩，有酸味，如果不 经过处理，不能够食用。s d n c h e z b r a m b i l a l 9 1 等分析了秘鲁鱿鱼肌肉中怪味物质 的风味特征，同样指出了其味苦、味酸，不能够直接食用。以上这些问题制约着 鱿鱼鱼糜加工业的发展，因此寻找合适加工工艺以改善鱿鱼口味，提高秘鲁鱿鱼 鱼糜的凝胶强度是对鱿鱼鱼糜制品生产的关键所在。 6 秘鲁鱿鱼鱼糜凝胶特性改良的研究 1 2 冷冻鱼糜的生产技术与开发 鱼糜是鱼肉经过漂洗、脱水、精滤、混合添加剂制得，可以称为是 “浓缩的肌原纤维蛋白”。鱼糜制品，顾名思义，是以鱼糜为原料制作的各 种各样水产食品。将鱼的肌肉斩碎，加上一定量的盐及其它调料，研磨，制成肉 糜，而后再成型，加热制成富有弹性的鱼丸或鱼糕等独特风味的食品，它作为一 项古老的技艺在中国烹饪史上相传已久，其起源已难以考据。久负盛名的福州鱼 丸、云梦鱼面、山东等地的鱼肉饺子等传统特产，从水产品加工的角度看，这便 是我国具有代表性的鱼糜制品。 鱼糜制品 1 0 j 种类繁多，根据加热方法，可以分为蒸煮制品、焙烤 制品( 如烤鱼卷、烤鱼糕) 、油煎油炸制品、水煮制品等，主要品种有鱼 丸、虾饼、鱼糕、鱼香肠、鱼卷、模拟虾蟹肉、鱼面等。传统的鱼糜制 品都从鱼肉开始制作，而1 9 6 0 年，日本北海道水产实验场西谷氏为首的 实验小组，以研究狭鳕的利用为契机，开发了无盐冷冻鱼糜，几乎在同 时，京都大学的池内氏等人也成功地开发了加盐冷冻鱼糜，解决了原料 鱼蛋白质冷冻变性的问题。这一重大突破带动了鱼糜工业的重大发展。 我国鱼糜制品也久负盛名，国内有很多鱼糜制品生产线，随着人民生活 水平的提高和消费观念的改变，鱼糜制品越来越受到消费者的欢迎，生 产量大幅提高。 日本目前依然是世界最主要的鱼糜生产国之一，也是世界最大的鱼 糜生产国，为日本冷冻鱼糜生产的基本情况，其总消费量稳定在4 0 万 吨冷冻鱼糜。日本鱼糜制品的生产工厂遍布全国各地，工厂规模少则数 十人，多则数百人，完全实现自动化流水线操作，生产品种规格多，产 量大，现年产稳定在1 0 0 万吨左右。日本近年来继续从事鱼糜及其制品 的技术开发工作，尤其在探索鱼糜生产新原料适性方面和鱼肉蛋白质功 能改性方面特别关注。 冷冻鱼糜加工是我国水产品加工业的重要产业之一，2 0 0 2 年至今我 国每年生产的鱼糜及鱼糜制品都在1 0 万吨以上，用于鱼糜加工的鱼类 主要为海水鱼类，包括鳕鱼、金线鱼、沙丁鱼以及一些小杂鱼类。随着 7 秘鲁鱿鱼鱼糜凝胶特性改良的研究 渔业捕捞量的增加，海洋鱼类产量开始出现下降趋势，这种变化必将引 起冷冻鱼糜产量的下降。因此，有针对性的研究鱼肉蛋白质的理化性质， 结合低值水产品自身的特点，合理利用低值水产品资源，开发切实有效 的加工途径，解决鱼糜原料日益衰减的危机，满足消费者需求，已成为 当前水产加工工作的当务之急。 目前，鳕鱼科鱼类为生产鱼糜的优质原料，而由于这些年的过度捕 捞，鳕鱼资源在逐年的减少。报告说，全球鳕鱼捕捞量已从1 9 7 0 年的 3 1 0 万吨骤减至2 0 0 0 年的9 5 万吨，2 0 0 2 年又降至8 9 万吨。在北美， 鳕鱼产量从上世纪8 0 年代以来下降了9 0 。报告指出，过量捕捞、非 法捕捞以及工业发展都威胁着鳕鱼的生存，而受短期利益的驱使，过量 捕捞依然存在。 找到一种优质的，资源丰富的原料来替代它，已成为一个迫在眉睫 的问题。于是，头足类成为一种很好的替代资源，它生长快，多为一年 生，资源量巨大。鱿鱼被列为我国“十五”期间重点开发利用的三大渔 业资源之一，积极开发和利用公海大洋性头足类资源，可为国内市场提 供大量丰富的水产品，为人们提供优质的蛋白质。将秘鲁鱿鱼加工为鱼 糜，可以大大提高其附加值，为秘鲁鱿鱼的高值化利用提供了一条可行 的途径。 在冷冻鱼糜中加入2 一3 的食盐进行擂溃时，会变成非常黏稠状 的肉糊，这主要是肌动蛋白和肌球蛋白在食盐的盐溶作用下而溶解，在 加热条件下，二者之间发生交联，蛋白质之间相互缠绕凝聚，形成空间 网状结构，游离水被封闭于网络结构中，从而形成富有弹性的凝胶。 从溶胶的肉糊到凝胶的鱼糕的变化包含了两个反应，一是通过5 0 以下的温度域时，在此温度过程中进行的凝胶结构形成的反应，另一 是以6 0 1 2 为中心的5 0 一7 0 c 温度带所发生的凝胶结构劣化的反应。前 者称为凝胶化( s u w a r i ) ，后者称为凝胶劣化( m o d o r i ) 。即便是最终加 8 秘鲁鱿鱼鱼糜凝胶特性改良的研究 l 埘m 雕 ，_ 入、，j l l 叫川 v v 头暇联尾部开始交联形成凝狡 图1 1 凝胶形成过程圈 f i g 1 1t h ep r o c e s so fb e i n gt h eg e l 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。如图1 - 1 所示，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，分子问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且中不能流动， 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。 凝胶劣化是指在凝胶化温度带中己形成的凝胶结构，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 以下，如放置时间长，也同样发生。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同鱼种不同而 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 化现象随时问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熟稳定性蛋白酶对肌球蛋白的迅速降解 造成的。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， 9 ，沣 广j一斛螫 秘鲁鱿鱼鱼糜凝胶特性改良的研究 特别是肌球蛋白迅速而严重的降解，这种降解会引起鱼糜凝胶强度的降 低，进而导致冷冻鱼糜质量的下降。 在鱿鱼肌肉蛋白质中有大量蛋白质降解酶的存在，如果不采取一 定的措施在去除或抑制其酶活，必定会影响冷冻鱼糜的质量。鱿鱼和普 通鱼肉蛋白质不同，除含有肌浆蛋白、肌原纤维蛋白和肌基质蛋白外， 还含有部分副肌球蛋白，这是无脊椎动物所特有的蛋白质【1 1 1 ，这使得 鱿鱼蛋白质呈现出不同于鱼肉蛋白质的一些特殊性质。肌原纤维蛋白能 够溶解于离子强度o 5 以上的中性盐溶液中，肌浆蛋白为水溶性蛋白， 肌基质蛋白不溶于高离子强度的中性缓冲液。肌原纤维蛋白包括肌动蛋 白、肌球蛋白和副肌球蛋白，在凝胶形成过程中，肌原纤维蛋白质起主 要作用。副肌球蛋白在高离子强度下溶出，但不显示肌球蛋白那样的 a t p a s e 活性，因此，极类似于轻链酶解肌球蛋白，但与纤维状和水溶 性的原肌球蛋白不同，其对鱿鱼蛋白质稳定性、凝胶强度等多种性质有 很大影响，目前还没有明确研究表明其有形成凝胶的作用，但是有研究 发现，由于副肌球蛋白的存在，导致肌原纤维蛋白中肌动蛋白和肌球蛋 白含量的减少，进而使得凝胶能力下降。 根据刘艺杰等【n 1 人的研究，采用六偏磷酸钠、植酸、e d t a 等物 质漂洗秘鲁鱿鱼肌肉可以抑制或去除秘鲁鱿鱼中蛋白酶活性。其对海洋 脊椎动物鱼类肌肉组织中的蛋白酶活性及其对肌原纤维蛋白质的分解 作用进行了大量研究，发现引起鱼糜凝胶劣化( m o d o r i ) 的蛋白酶主要 有两类：一类是组织蛋白酶( c a t h e p s i n ) 【1 3 14 1 ，另一类是热稳定碱性 蛋白酶( h e a t s t a b l ea l k a l i n ep r o t e a s e ) 【1 5 ，1 6 1 ，这些蛋白酶主要分解鱼类 的肌原纤维蛋白质。对鱿鱼肌肉组织中的蛋白酶的研究则较少。迄今为 止，研究者发现存在于鱿鱼肌肉组织中的两种蛋白酶对鱿鱼肌原纤维蛋 白质有较强的分解作用：金属蛋白酶( m e t a l l o d r o t e i n a s e ) m y o s i n a s ei 和 m y o s i n a s e i i i l7 j 及肌球蛋白重链降解酶( m y o s i nh e a v yt h a i d e g r a d i n g p r o t e i n a s e ) 【l8 1 。两种蛋白酶都能引起鱿鱼肌球蛋白重链的水解，其最 适p h 值均在p h 7 0 左右，最适作用温度均为4 0 。m y o s i n a s e l i 还能 水解副肌球蛋白( t r o p o m y o s i n ) ，与鱼类相比，鱿鱼肌原纤维蛋白质 l o 秘鲁鱿鱼鱼糜凝胶特性改良的研究 中副肌球蛋白的含量较高。随体系中n a c l 浓度的升高，重链降解酶的 活性也大大增强，这就给鱿鱼鱼糜制品的加工带来严重的后果，因为鱼 糜制品加工的首要条件是在盐的作用下使肌动球蛋白溶出。而k o n n o 等l l 引研究表明太平洋鱿鱼( t o d a r o d e sp a c i f i c u s ) 的肌肉匀浆在n a c i 浓度为o 3m o l l ，反应温度为2 5 的条件下，肌原纤维蛋白质降解 最快。随着盐浓度的升高，降解速率下降，而当温度超过4 0 时，降 解也会很快下降，在5 0 以上基本没有蛋白质的降解。蛋白质降解后 总是能出现1 5 0 k d a 和1 0 0 k d a 的新蛋白片断，这可能是重链酶解肌球 蛋白( h m m ) 和轻链酶解肌球蛋白( l m m ) 。在鱿鱼鱼糜中添加蛋白 酶抑制剂e 6 4 、p m s f 、p e p s t a t i n 及c a 2 + 、谷氨酸钠、焦磷酸等可抑制 鱿鱼鱼糜在凝胶化过程中蛋白质的分解【2 0 _ 2 2 1 。而在凝胶化温度高于3 5 时，联合使用焦磷酸盐和c a c l 2 对提高鱿鱼鱼糜的强度具有相乘效 果。部分研究结果表明，用日本普通鱿鱼鱼肉制作的鱼糜凝胶强度一般 低于4 0 0 9 c m ，比质量一般的鱼肉鱼糜的凝胶强度还要低，基本没有 折叠性，所以不能满足工业生产的要求。 1 3 鱼糜凝胶特性的改良的研究进展 鱼糜制品在加工过程中往往要添加水分、淀粉、磷酸盐、食盐等辅 料。这些辅料对鱼糜制品的质量和凝胶特性有很大的影响。 ( 1 ) 水分对鱼糜凝胶能力的影响。在鱼糜制品中添加水分主要是维 持制品的合适的质构及降低原材料的成本，但水分加入过多会对鱼糜制 品的凝胶能力造成不良的影响。如l a n i e r 等1 2 3 研究发现，在低质量及 高质量的狭鳕鱼糜中加入水分均会降低鱼糜凝胶的剪切应力( 凝胶硬 度) ，当鱼糜水分含量从7 5 增加到8 5 5 时，低质量及高质量狭鳕 鱼糜所形成的凝胶的剪切应力呈线性下降，分别从6 5 k p a 降低至3 k p a 及从4 8 k p a 降低至3 k p a ；水分对太平洋鳕鱼糜凝胶的剪切应力影响与 狭鳕鱼糜相似，随着水分含量的增加( 7 5 一8 5 5 ) ，低质量及高质量太 平洋鳕鱼糜所形成的凝胶的剪切应力也呈线性下降，分别从5 3 k p a 降 秘鲁鱿鱼鱼糜凝胶特性改良的研究 低至3 k p a 及从4 5 k p a 降低至3 k p a 。水分含量对鱼糜凝胶的剪切应力 也会有影响。l a n i e r 等指出，当水分含量在7 5 8 1 之间时，水分对低 质量及高质量狭鳕鱼糜凝胶的剪切应力没有影响，但随着水分的进一步 增加( 8 l 8 5 5 ) ，剪切应力则呈线性下降，分别从2 6 降低至1 9 及 从2 1 降低至1 5 ；水分含量对太平洋鳕鱼糜凝胶的剪切应力的影响不 同于狭鳕鱼糜，当水分含量从7 5 增加到8 5 5 时，低质量和高质量 太平洋鳕鱼糜凝胶的剪切应力都随水分增加而线性下降，分别从2 7 5 降低至2 1 及2 3 5 降低至1 6 5 。袁春红等 2 4 1 在研究中也指出，水分含 量的增加会急剧降低冷冻鲢鱼糜的凝胶强度，且两者呈现良好的负相 关。 ( 2 ) 淀粉对鱼糜制品凝胶能力的影响。在鱼糜制品加工中通常要添 加一定量的淀粉，以降低产品的成本。适量的淀粉还可在一定程度上提 高鱼糜的凝胶能力。如袁春红等研究指出，在冷冻鲢鱼鱼糜中添加5 的淀粉，可提高鱼糜凝胶的破断强度和凹陷度。淀粉种类不同对鱼糜凝 胶的影响也不同。如l e e 等1 2 5 1 指出，马铃薯淀粉比玉米淀粉更能增加 鱼糜制品的凝胶强度，因马铃薯淀粉与水结合的能力更大。淀粉中直链 淀粉和支链淀粉的含量也会使淀粉对鱼糜凝胶能力的影响不同。p a r k z 6 1 指出，含直链淀粉高的淀粉，如玉米淀粉、小麦淀粉等往往使鱼糜形成 比较脆的凝胶；而含支链淀粉高的淀粉，如马铃薯淀粉和木薯淀粉、蜡 质玉米可使鱼糜形成粘合性强的凝胶。k i m 等1 2 7 1 还研究了淀粉的流变 特性与其对鱼糜凝胶影响之间的关系，研究发现，随着淀粉保水性和粘 度的增加，形成凝胶的硬度和粘着力也增加。 ( 3 ) 食盐和多聚磷酸盐对鱼糜制品凝胶能力的影响。食盐的加入除 了有调味作用外，还在擂溃中具有使盐溶蛋白充分溶出，随之加热后赋 予制品弹性的功能。复合磷酸盐的加入可提高鱼糜的p h 值，使p h 值 远离鱼肉的等电点，从而提高鱼糜的保水性和弹性。 近几年，由于海洋捕捞强度的加大，逐渐下降，已远远满足不了市 场的需要。因此，各国都在寻找鱼糜及鱼糜制品加工的新原料。目前， 利用产量丰富的远洋头足类生物加工成鱼糜及其制品已成为鱼糜及鱼 秘鲁鱿鱼鱼糜凝胶特性改良的研究 糜制品加工业的重要课题。与优质海水鱼相比，这些头足类生物的鱼糜 凝胶能力很差，即使采用最佳的生产工艺，往往制品的凝胶特性仍达不 到要求。为此，国外广泛开展了头足类生物的品质改良剂研究。目前研 究较多的弹性增强剂主要有以下几类：一是非肌肉蛋白类，如大豆分离 蛋白、大豆组织蛋白，乳清浓缩蛋白，鸡蛋清蛋白，猪血浆蛋白和牛血 浆蛋白等；二是钙化合物，如乳酸钙、柠檬酸钙等：三是还原剂，如抗 坏血酸钙，半胱氨酸等；四是亲水胶体类，如卡拉胶，黄原胶，刺槐豆 胶等；五是微生物转谷氨酰胺酶。这些物质对鱼糜的凝胶作用和凝胶机 理都不相同。 1 非肌肉蛋白类改良剂。在非肌肉蛋白类方面，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。如b e n j a k u l 等【2s 1 研究发现，在长蛇鲻鱼糜中加入猪血浆蛋 白和鸡蛋清蛋白可显著提高其凝胶破断强度和凹陷度。在另一研究中， b e n j a k u l 等【2 9 1 指出猪血浆蛋白可明显提高大眼海鲈鱼鱼糜凝胶的破断 强度、凹陷度及持水力。猪血浆蛋白还可显著增加t b r e a d f i nb r e a m 、 b a r a c u d a 和b i g e y ec r o a k e r 三种海水鱼糜凝胶的破断强度和凹陷度【3 0 】。 鸡血浆蛋白也具有良好的凝胶改良作用。b e n j a k u l 等 3 1 , 3 2 1 研究指出，在 大眼海鲈鱼鱼糜中加入鸡血浆蛋白，其凝胶特性如破断强度和凹陷深度 也可显著增加。非肌肉蛋白对不同级别鱼糜的凝胶特性可能影响不同。 如g o m e z g u i l e n 等【33 】研究了鸡蛋清蛋白、大豆蛋白等非肌肉蛋白对两 种沙丁鱼糜( 高低质量) 凝胶特性的影响，结发现，在高质量鱼糜中加入 这些蛋白质都会降低其凝胶特性；而在低质量的鱼糜中加入这些蛋白质 却能显著改善其凝胶特性。p a r k 3 4 1 对比了大豆分离蛋白、小麦面筋蛋 白、干鸡蛋清蛋白、冷冻鸡蛋清蛋白、乳清蛋白浓缩物、乳清分离蛋白 及水解牛血浆蛋白在l 添加水平上对中等级别的狭鳕鱼糜凝胶特性的 影响，结果发现这些非肌肉蛋白对鱼糜凝胶质量的影响不同。 不同非肌肉蛋白对鱼糜凝胶作用的机理有所不同。对鸡蛋清蛋白、 乳清蛋白、大豆蛋白等，一般认为其对鱼糜凝胶能力的改良作用主要是 通过其自身的凝胶作用来实现1 3 ”。如蛋清的主要蛋白质为卵白蛋白( 5 4 秘鲁鱿鱼鱼糜凝胶特性改良的研究 ) 、伴白蛋白( 1 2 ) 和卵类粘蛋白( 1 1 ) ，卵白蛋白可在7 5 形成凝胶， 伴自蛋白则在6 2 c 凝胶。乳清蛋白的主要成分为b - 乳球蛋白( 7 5 ) 和 n 乳球蛋白( 2 5 1 ，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，从而避免其降解蛋白质。如 v i s e s s a n g u a n 等1 3 6 1 研究指出，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裂化的一些 酶的活性有很强的抑制作用。m o r r i s s e y 等【3 玎则指出，牛血浆蛋白可较 好的抑制太平洋鳕鱼糜中的蛋白酶活性。此外，也有报道指出，鸡蛋清 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口”。 2 钙盐类品质改良剂。鱼糜中加入氯化钙、柠檬酸钙、葡萄糖酸钙 等钙盐可提高鱼糜的凝胶能力。如y u w a t h i d a 研究发现，在a 级和b 级大眼海鲈鱼糜中加入葡萄糖酸钙、氯化钙、乳酸钙三种钙盐，都可显 著提高其凝胶特性，表现在添加有钙盐的鱼糜凝胶比对照样具有更大的 破断强度和弹性，且浓度越大( o - 1 0 0 r e t o o l g ) ，作用越强。n a h n g u l l 等 3 9 1 研究了醋酸钙、碳酸钙、酪蛋白酸钙、氯化钙、柠檬酸钙、乳酸钙、磷 酸钙、硫酸钙等8 种钙盐对狭鳕及太平洋鳕两种鱼糜凝胶特性的影响， 结果发现，不同的钙盐具有不同的作用，且钙盐对凝胶的改良作用