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不同原淀粉對金線魚魚糜凝膠品質的影響及其分子機制

2024-01-26 08:19黃曉冰洪鵬志周春霞宋春勇張若蘭馬煥塔
廣東海洋大學學報 2024年1期
關鍵詞:魚糜支鏈木薯

黃曉冰,洪鵬志,2,周春霞,2,宋春勇,張若蘭,馬煥塔

(1.廣東海洋大學食品科技學院/廣東省水產品加工與安全重點實驗室/廣東省海洋食品工程技術研究中心/廣東省現代農業科技創新中心/廣東省海洋生物制品工程實驗室,廣東 湛江 524088;2.海洋食品精深加工關鍵技術省部共建協同創新中心,大連工業大學,遼寧 大連 116034)

金線魚(Nemipterus virgatus)是我國南海經濟價值較高的魚類之一,其資源量相對穩定,漁獲量較高,是魚糜加工中的第二大魚種[1]。目前,市售金線魚主要以凍魚糜、魚糜制品和腌制品為主,然而以魚糜制成的魚糜制品在口感和質地上欠佳,且易劣化。因此,選擇一種低價值且安全的改良劑來改善魚糜制品品質成為研究熱點。

淀粉在人類健康飲食中有重要作用,常因價格低廉、保水性強等特點而用作外源添加物來改善魚糜制品的品質。根據Kong 等[2]提出的“包裝效應”,在加熱過程中淀粉發生糊化,內部顆粒膨脹,從而擠壓魚糜凝膠基質,有利于形成穩定的凝膠網絡結構,進而改善魚糜凝膠品質,降低生產成本,并提高凍融穩定性[3,4]。但不同淀粉的來源和結構對魚糜凝膠的影響有顯著差異。支鏈淀粉含量高的薯類淀粉比谷類淀粉更易吸水膨脹,有利于改善魚糜凝膠強度和微觀結構的致密性[5,6],通過物理和化學改性處理后的變性淀粉黏合性和穩定性較高[7],而添加原木薯淀粉對改善帶魚(Trichiurus haumela)魚糜凝膠強度和持水性效果較交聯淀粉和羥丙基淀粉更佳[8]。與變性淀粉相比,原淀粉生產工藝簡單,費用低,極大減少魚糜制品的工業化生產成本。已有有關淀粉對魚糜凝膠品質影響的研究,關于幾種原淀粉對金線魚魚糜凝膠的物化特性、微觀結構以及分子層面的多尺度綜合分析較少。另外,《綠色食品魚糜制品》(NY/T 1327—2018)規定,魚糜制品中淀粉質量分數不能超過15%。為更好地研究不同來源淀粉對魚糜凝膠品質特性的影響,本研究通過添加高含量淀粉(質量分數15%)比較不同原淀粉對金線魚魚糜凝膠品質、微觀結構及分子間作用力的影響,分析淀粉內部結構對肌原纖維蛋白分子的相互作用機制,為低成本魚糜制品加工提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

冷凍金線魚魚糜購自陽江市永昊水產有限公司(2022 年9 月批次),AAA 級,蛋白質質量分數為18.50%,水分質量分數為74.72%。木薯淀粉、馬鈴薯淀粉,食品級,購自河北百味生物科技有限公司;玉米淀粉、小麥淀粉,食品級,購自南京甘汁園糖業有限公司。塑料腸衣(食品級)購自河北順平縣佳興腸衣有限公司,快速Lowry 法蛋白含量測定試劑盒購自上海荔達生物科技有限公司,光譜級溴化鉀購自上海阿拉丁生化科技股份有限公司。其他化學試劑均為分析純。

1.2 儀器與設備

UMC5 斬拌機,德國Stephan 公司;3nh 色差儀,深圳市3nh 科技公司;TA.XT plusC 質構儀,英國Stab.Micro System 公司;NMI20-060H-I 低頻核磁共振成像分析儀,蘇州紐邁分析儀器公司;KD-3000半自動冷凍切片機,浙江省金華市科迪儀器設備有限公司;EVOS FL Auto2全自動熒光倒置顯微鏡,美國Life Technoiogies 公司;7610F 掃描電子顯微鏡,日本電子公司;UV757CRT 紫外可見分光光度計,上海精科儀器有限公司;TENSOR27 傅里葉變換紅外光譜儀,德國布魯克公司。

1.3 方法

1.3.1 魚糜凝膠的制備 參考Song等[9]的方法,稱取金線魚魚糜500 g,于斬拌機中切碎1 min,加入食鹽、水,使其質量分數分別為2.5%、80.0%,再分別加入木薯淀粉、馬鈴薯淀粉、玉米淀粉和小麥淀粉,使魚糜中各淀粉質量分數為15%。繼續斬拌4 min。整個斬拌過程溫度控制在4~10 ℃。將斬拌后的淀粉-魚糜混合物進行灌腸、二段式加熱(40 ℃30 min,90 ℃20 min),最后放置4 ℃冰箱冷藏12 h。

1.3.2 白度的測定 擦干魚糜凝膠表面水分,切片(厚度5 mm),放置透明塑料皿中,用色差儀測定凝膠的亮度(L*),紅綠度(a*)和黃藍度(b*)值[10]。白度值(W)計算:

1.3.3 凝膠質構特性的測定 將魚糜凝膠表面水分擦干,切成20 mm×20 mm 的圓柱體,使用TA.XT plusC 質構儀測定魚糜凝膠強度和質地剖面分析(TPA),探頭分別選用P/0.5和P/0.5S,兩者測定參數均一致。預測試速度為5.00 mm/s,測試速度和測后速度均為1.00 mm/s,壓縮百分比50%,觸發力0.049 N,壓縮間距10 mm[9]。

1.3.4 凝膠持水性的測定 參考Jiang 等[11]的方法并稍作修改。將魚糜樣品表面水分擦干,切成厚約2 mm的薄片,取約2 g的魚糜凝膠并準確稱量(m1)。隨后用濾紙包?。▋蓪訛V紙包裹),樣品在4 °C 以5 000×g離心15 min,稱取質量m2。計算凝膠持水性(%):持水性=m1/m2。

1.3.5 凝膠蒸煮損失率的測定 將樣品切成厚度1.5 mm 的薄片,擦干表面水分并準確稱質量(A1),裝入密封袋。經90 ℃水浴加熱20 min,放置冰箱冷卻,稱質量(A2)[10]。凝膠蒸煮損失率(%)計算:

1.3.6 水分分布狀態的測定 參考Song等[9]的方法,稍作修改。確保凝膠樣品表面無外界水分,將其切成圓柱體(20 mm×20 mm),放入核磁管中。根據CPMG 脈沖序列測定凝膠的弛豫時間T2。脈沖參數:磁體頻率21 MHz,譜寬200 MHz,回收延遲時間3 000 ms,回波數量5 000,掃描數量4。使用Multi Exp Inv Analysis 分析軟件擬合數據,計算橫向弛豫時間,得出的峰面積表示樣品中所含水分質量分數。

1.3.7 顯微鏡觀察 將樣品切成厚度為1.5 cm 的圓柱體,用300 g/L的蔗糖脫水,并用300 g/L蔗糖和冰凍切片包埋劑(OCT)按體積比1∶1 混合,固定4 h,用OCT 再固定4 h,放入-40 ℃低溫冷凍12 h[12]。在溫度為-20 ℃的冷凍切片機內將樣品切成30 μm 的薄片,用伊紅染色2 min(蛋白呈紅色),使用熒光倒置顯微鏡觀察(200 倍下)凝膠微觀結構。所得圖片中的空洞直徑采用ImageJ-win64軟件計算。

參照Mi 等[13]的方法稍作修改。將魚糜凝膠切成2 mm×2 mm×1 mm 的薄片,并在4 ℃下用體積分數2.5%戊二醛(pH 6.8)固定4 h,再用0.1 mol/L磷酸鹽緩沖液(pH 6.8)沖洗固定樣品2 次,經不同濃度的乙醇脫水、體積比1∶1 無水乙醇-叔丁醇洗滌、叔丁醇沖洗,樣品使用冷凍干燥機干燥48 h 并噴金。采用掃描電子顯微鏡在8 kV 加速電壓下放大15 000倍觀察凝膠的微觀結構。

1.3.8 化學作用力的測定 化學作用力測定根據Jiang 等[11]的方法,稍作修改。將魚糜凝膠攪碎后,取3 g 樣品放入離心管中,分別加入10 mL 的0.05 mol/L NaCl溶液(S1)、0.6 mol/L NaCl溶液(S2)、1.5 mol/L 尿素+0.6 mol/L NaCl 溶液(S3)、8 mol/L尿素+0.6 mol/L NaCl 溶液(S4),0.6 mol/L NaCl+8 mol/L 尿素+0.5 mol/L β-巰基乙醇(S5),并通過均質機均質2 min。得到的混合物置于4 ℃下1 h,用冷凍離心機以8 000 r/min 離心15 min,取上清液。采用Lowry測上清液的蛋白質量濃度(mg/mL)。

離子鍵作用=ρS2—ρS1,氫鍵作用=ρS3—ρS2,疏水相互作用=ρS4—ρS3,二硫鍵作用=ρS5—ρS4。其中,ρS1、ρS2、ρS3、ρS4、ρS5分別為S1、S2、S3、S4、S5 中蛋白質質量濃度。

1.3.9 凝膠二級結構分析 將冷凍干燥后的魚糜凝膠樣品徹底研磨,與溴化鉀按質量比1∶100 比例混勻,用壓片機壓縮成片。傅里葉變換紅外光譜(FTIR)是在4 000~500 cm-1的波數范圍內掃描樣品32 次。使用Omnic 9.2 和PeakFit 4.12 軟件處理數據,計算蛋白質的二級結構含量。

1.4 數據統計分析

原數據全部通過Excel 軟件整理,用OriginPro 2023 作圖,采用SPSS 25.0 進行方差分析,再進行Duncan 多重檢驗分析每個平均值之間差異的顯著性(P<0.05)。每個樣品重復測定不少于5次。

2 結果與分析

2.1 不同淀粉種類對金線魚魚糜凝膠理化性質的影響

2.1.1 白度值 白度是冷凍魚糜及魚糜制品品質最重要的指標之一[7]。如表1 所示,與對照組相比,添加木薯淀粉、馬鈴薯淀粉、玉米淀粉和小麥淀粉均降低了魚糜凝膠的L*、b*和白度值(P<0.05)??赡苁且驗榈矸垲w粒受熱膨脹后充當“填充劑”,將魚糜凝膠的網絡結構連接起來,導致部分光線無法穿過凝膠表面而被折射出去,使魚糜凝膠的亮度值下降,即白度降低[14]。Luo 等[15]在研究馬鈴薯淀粉對帶魚(Trichiurus lepturus)魚糜凝膠的影響時也發現了類似的趨勢,認為淀粉顆粒溶脹受到限制時也可能導致光的散射降低,從而降低白度。

表1 不同淀粉的添加對金線魚魚糜凝膠白度的影響Table 1 Effects of different starches on the whiteness of Nemipterus virgatus surimi gel

2.1.2 質構特性 凝膠強度和TPA 是魚糜產品的主要指標,直接影響其商業價值。由表2可知,添加不同淀粉的金線魚魚糜凝膠強度、硬度、內聚性和咀嚼性均大幅度上升。相對其他淀粉,馬鈴薯淀粉對改善魚糜凝膠質構特性方面的效果更顯著(P<0.05)。但在彈性方面,木薯淀粉更有利于提高魚糜凝膠的彈性(P<0.05),而玉米淀粉和小麥淀粉對改善魚糜凝膠彈性和咀嚼性的效果稍差于木薯淀粉和馬鈴薯淀粉??梢?,添加薯類淀粉對凝膠質構的改善優于其他兩種淀粉,這與文獻[7]的報道一致,淀粉顆粒的溶脹能力與支鏈淀粉的含量成正比,當淀粉顆粒吸收水分并在加熱過程中膨脹時,膨脹的淀粉顆粒會給魚糜凝膠提供能量。然而,不同品種的淀粉其顆粒大小也不同,溶脹能力較大的淀粉顆??蓪Φ矸?魚糜凝膠基質施加更大的壓力,從而產生更強的凝膠強度[5]。本研究中,馬鈴薯淀粉顆粒最大[16],添加馬鈴薯淀粉對凝膠質地改善效果最顯著(P<0.05)。

表2 不同淀粉的添加對金線魚魚糜凝膠強度和質構的影響Table 2 Effects of different starches on strength and texture of Nemipterus virgatus surimi gel

2.1.3 持水性和蒸煮損失率 持水性和蒸煮損失率代表凝膠基質受外力影響時的穩定性,間接反映了魚糜凝膠的致密性和淀粉的吸水能力[10]。如圖1 所示,與不含淀粉的魚糜凝膠相比,淀粉的加入顯著提高了魚糜凝膠的持水性,其中木薯淀粉使凝膠的持水性從對照組的80.40%提高到92.69%。同時,蒸煮損失率急劇下降(P<0.05)。此外,薯類淀粉對凝膠持水能力的改善效果優于玉米淀粉和小麥淀粉。也有研究發現了類似結果[5]:添加支鏈淀粉含量高的薯類淀粉比玉米淀粉更有利于改善魚糜-牛肉復合凝膠的凝膠強度和持水能力。產生該結果的原因可能是當淀粉顆粒結構受到破壞時,導致淀粉內部聚合物,尤其是支鏈淀粉發生裂解,并使更多的羥基暴露在水中,從而有助于提高淀粉的持水能力[17]。一般而言,直鏈淀粉加熱后會使蛋白質基質形成脆凝膠;反之支鏈淀粉越多,形成的凝膠更具黏合性,從而減少凝膠網絡結構中水分的流失[18]。

圖1 不同淀粉對金線魚魚糜凝膠持水性和蒸煮損失率的影響Fig.1 Effects of different starches on water holding capacity and cooking loss rate of Nemipterus virgatus surimi gel

2.1.4 水分分布狀態 魚糜凝膠中的水分狀態與持水性密切相關,進一步決定魚糜凝膠的品質和穩定性[9]。由圖2(A)可知,金線魚魚糜凝膠的弛豫時間T2在10-2~103ms內出現4個峰。第1個峰T2b(10-1~1.0 ms)和第2 個峰T21(1~10 ms)對應的是結合水,第3個峰T22(10~102ms)屬于不易流動水,第4個峰T23(102~103ms)表示游離水[10]。而且魚糜凝膠中水主要以不易流動水存在,結合水次之。其中,不易流動水的弛豫時間越短,說明水分子流動性越小,水分子與基質的結合能力越強[15]。與對照組相比,添加淀粉后T22的弛豫時間顯著減?。≒<0.05),其中添加木薯和馬鈴薯淀粉魚糜凝膠不易流動水峰值的弛豫時間最短。這可能是薯類淀粉含有大量具高膨脹特性的支鏈淀粉[19],薯類淀粉內的支鏈淀粉憑借高膨脹特性使凝膠基質對水的結合能力增強,有助于凝膠結構截住水分,進而縮短了T22的弛豫時間。

圖2 不同淀粉對金線魚魚糜凝膠橫向弛豫時間T2和水分組成的影響Fig.2 Effects of different starches on transverse relaxation time t2 and water composition of Nemipterus virgatus surimi gel

圖2(B)表示結合水、不易流動水和自由水三種不同狀態水分所對應的峰比例。從圖中可知,不易流動水占水分的主要含量。由于淀粉的加入,魚糜凝膠不易流動水和自由水的含量較對照組均發生了顯著降低(P<0.05),但結合水含量顯著增加(P<0.05)。這可能是淀粉的添加增強了氫質子的結合能力,導致魚糜凝膠中部分水與肌原纖維蛋白結合從而轉化成結合水,由此增強了凝膠基質的持水能力[15]。比較而言,含有木薯淀粉的魚糜凝膠對水的結合能力最強。由此進一步表明,支鏈淀粉含量較高的薯類淀粉更有利于改善金線魚魚糜凝膠的持水性。

2.2 不同淀粉種類對金線魚魚糜凝膠微觀結構的影響

如圖3(A-E)所示,不含淀粉的魚糜凝膠在光鏡下形態結構相對松散,表面空洞所占空間較大,其平均直徑達到55.36 μm。添加淀粉后魚糜凝膠的形態結構變得更加規則有序,表面空洞大幅度減小,其平均直徑在24.94~34.40 μm 之間(圖3(F))。添加木薯淀粉和馬鈴薯淀粉的魚糜凝膠形態結構比其他兩種淀粉更致密,尤其是添加木薯淀粉后,魚糜凝膠平均直徑減小至24.94 μm(圖3(G)),與凝膠強度和持水性結果一致。這可能與支鏈淀粉內的微晶結構有關。支鏈淀粉分子內的微晶結構決定了淀粉膨脹和糊化的開始,且木薯淀粉屬于高支鏈淀粉,其結晶度高于普通淀粉,具有較高的溶脹能力[19-20];因此,支鏈淀粉的這種特性可更好地將淀粉顆粒當作橋梁與肌原纖維蛋白分子連接起來,使空洞的直徑減小,導致凝膠的整體形態結構變得更緊湊,從而增強魚糜凝膠的抗壓能力[21]。而且高度緊密的凝膠網絡結構可限制水分子的流動,使水分不易流失,與持水能力結果相一致。

圖3 不同淀粉對金線魚魚糜凝膠微觀結構的影響Fig.3 Effects of different starches on microstructure of Nemipterus virgatus surimi gel

魚糜凝膠微觀結構的致密性是反映魚糜凝膠性能和持水能力的關鍵。如圖3(G-K)所示,不含淀粉的金線魚魚糜凝膠在透射電鏡下網絡結構相對粗糙、疏松,表面的孔隙數量多且大。加入淀粉后,魚糜凝膠表面光滑平整,孔隙數量顯著下降,孔徑減小。添加木薯淀粉的魚糜凝膠網絡結構更為致密,孔隙相對較小,整體分布較均勻(圖3(H));添加馬鈴薯淀粉后,凝膠基質表面稍微粗糙,總體上較為致密(圖3(I));但添加玉米淀粉和小麥淀粉后,金線魚魚糜凝膠基質表面較為粗糙,孔隙多且孔徑較大(圖3(J、K))。說明添加薯類淀粉更有利于魚糜凝膠網狀結構的形成。

通常,致密均勻的凝膠三維網絡結構與蛋白質分子的有序聚集有關,肌原纖維蛋白加熱后,蛋白分子展開,之后重新聚集形成穩定的三維網絡結構[13]。加入淀粉后,淀粉顆粒通過凝膠化和溶脹作用導致水合作用增加,從而使蛋白質網絡和淀粉具有更好的相容性[15]。此外,淀粉作為一種親水大分子,可作為魚糜凝膠網絡結構的親水填料,通過鎖定自由水和相互連接的水通道來增強魚糜凝膠的物理穩定性[22]。而木薯淀粉和馬鈴薯淀粉的添加使魚糜凝膠網絡結構更加致密,形成的凝膠具有更高的強度和持水性。

2.3 不同淀粉種類影響金線魚魚糜凝膠的分子機制

2.3.1 化學作用力 蛋白質分子間的非共價鍵在維持三維網絡結構和增強凝膠強度方面起著至關重要的作用[11]。如圖4 所示:與離子鍵、氫鍵、疏水相互作用相比,魚糜凝膠中二硫鍵受淀粉的影響最顯著,其次是疏水相互作用;添加4種淀粉后氫鍵和疏水相互作用增強(P<0.05),但不利于魚糜凝膠中離子鍵和二硫鍵的形成。研究表明,加入多糖類物質會導致肌原纖維蛋白分子發生非二硫鍵聚合反應[23]。由于淀粉本身是一種多糖,內部含有大量的羥基,而蛋白質中的巰基基團易受羥基的攻擊[24],阻礙巰基之間的交聯,導致二硫鍵含量降低。此外,疏水相互作用在魚糜凝膠網絡形成過程中起關鍵作用。圖4可見,在魚糜凝膠形成過程中,含有淀粉的魚糜凝膠表現出較高的疏水相互作用(P<0.05),這與文獻[14]結果一致,由于加熱可誘導蛋白質變性,導致極性基團特別是肌球蛋白中的疏水基團暴露出來,使蛋白質之間發生交聯和聚集。除此之外,疏水相互作用的提高也可能受淀粉結構的影響,熱處理后的淀粉顆粒受到破壞,尤其是支鏈淀粉發生裂解,導致更多的羥基與肌原纖維蛋白殘基發生交聯,以此作為填充物增加疏水相互作用[13]。在本研究中,各類淀粉對魚糜凝膠的化學作用力影響不大,但由于支鏈淀粉比直連淀粉更易吸水,其保水能力更強,形成的蛋白網絡結構更致密,木薯淀粉和馬鈴薯淀粉總體上對魚糜凝膠品質改善效果較佳。

圖4 不同淀粉對金線魚魚糜凝膠化學作用力的影響Fig.4 Effects of different starches on chemical forces of Nemipterus virgatus surimi gel

2.3.2 二級結構 圖5(A)為魚糜凝膠FTIR圖,3 200~3 600 cm-1區域(酰胺A 帶)屬于分子間氫鍵N—H和O—H 基團的拉伸振動[25],與蛋白質和水分子之間的相互作用有關。由圖6(A)可知,對照組,添加木薯、馬鈴薯、玉米和小麥淀粉的魚糜凝膠O—H 拉伸振動峰分別位于3 294、3 282、3 292、3 278 和3 280 cm-1,說明淀粉的添加導致魚糜凝膠光譜向低波數移動。該變化可能由淀粉和蛋白質這兩種大分子聚合物之間的氫鍵引起[26],淀粉中吡喃環葡萄糖上的羥基可與肌原纖維蛋白分子的疏水氨基酸位點結合,從而增加魚糜凝膠的氫鍵和疏水相互作用。同時,加入淀粉后酰胺II帶的波數也發生了變化,由對照組的1 658 cm-1分別向1 662、1 660、1 656 和1 660 cm-1移動,說明淀粉促進了魚糜蛋白中C—N的伸縮與N—H 的彎曲振動的變化,使蛋白二級結構發生了改變。

圖5 不同淀粉對金線魚魚糜凝膠FTIR光譜圖和蛋白質二級結構的影響Fig.5 Effects of different starches on FTIR diagram and protein secondary structure of Nemipterus virgatus surimi gel

圖6 金線魚魚糜凝膠凝膠強度與各指標的相關性分析Fig.6 Correlation analysis between gel strength of Nemipterus virgatus surimi gel and other indexes

為進一步研究淀粉對蛋白質結構的影響,對魚糜凝膠的蛋白質二級結構進行分析。由圖5(B)可知,魚糜凝膠蛋白二級結構的主要形式為β-折疊和β-轉角,無規則卷曲和α-螺旋占少部分。添加淀粉的金線魚魚糜凝膠α-螺旋含量均出現下降趨勢,無規則卷曲無顯著變化,其他兩種結構的總含量卻顯著增加。魚糜凝膠強度與β-折疊、β-轉角和無規則卷曲之間存在正相關關系,但與α-螺旋呈負相關[27,28]??赡苁呛矸叟c蛋白質疏水基團發生結合,從而促進蛋白質分子間的相互作用[29],導致魚糜凝膠的α-螺旋向β-轉角轉變,使魚糜凝膠中酰胺II帶的峰向高波數移動。其中,添加木薯淀粉和馬鈴薯淀粉時,α-螺旋含量由14.72%分別減少至7.30%和9.51%;而β-折疊和β-轉角的總含量由原來的76.71%分別增加到84.84%和80.97%。已有研究發現,支鏈淀粉可增加β-結構的含量,同時促進肽鏈的進一步展開,使蛋白質結構重新折疊和聚集,從而增強蛋白質結構之間的致密性和靈活性[30]。一般而言,β-折疊和β-轉角含量的增加則說明蛋白質分子之間相互聚集,形成的凝膠網絡結構更致密。

2.4 金線魚魚糜凝膠強度與質構等指標的相關性分析

為進一步探討添加淀粉后的金線魚魚糜凝膠強度與質構(硬度、彈性和咀嚼性)、水分性質(持水能力、蒸煮損失率)、分子力(離子鍵、氫鍵、疏水相互作用和二硫鍵)和蛋白質二級結構(α-螺旋、β-轉角、β-折疊和無規則卷曲)之間的關系,對各指標進行了相關性研究。相關性系數越接近1,說明兩者之間正相關越顯著,反之亦然。如圖6所示,在質構性質方面,魚糜凝膠的凝膠強度與硬度、彈性和咀嚼性呈正相關,特別是與硬度的相關系數高達0.99,呈極顯著的正相關(P<0.01)。表明含有淀粉的魚糜凝膠強度較強,有利于增強魚糜凝膠的硬度、彈性和咀嚼性,從而改善魚糜凝膠質地特性。然而,在持水能力方面,凝膠強度與持水性呈顯著的正相關,相關性系數達到0.95(P<0.05),與蒸煮損失率呈極顯著的負相關(相關性系數為—0.97)。因此可知,凝膠強度的增加也代表持水能力的提高。通常,凝膠強度越強,越有利于凝膠網絡結構的形成,對水分子穩定性越佳。同時,凝膠強度與氫鍵、疏水相互作用和β-轉角呈正相關。但與離子鍵、二硫鍵和α-螺旋呈負相關。說明淀粉改變了蛋白質的二級結構,使α-螺旋向β-轉角轉變,導致分子內氫鍵和疏水相互作用的增加,提高了魚糜凝膠的持水能力,使凝膠具有更穩固的網絡結構和更強的凝膠強度。

3 結論

在金線魚魚糜中按質量分數15%的比例添加木薯淀粉、馬鈴薯淀粉、玉米淀粉和小麥淀粉,均有效提高魚糜的凝膠強度、硬度、彈性、咀嚼性和持水性,同時形成了更均勻致密的凝膠網絡結構。這歸因于淀粉較強的吸水膨脹性和填充作用。此外,淀粉的膨脹作用引起水分的遷移,導致弛豫時間T2縮短,部分自由水轉化為結合水。尤其是薯類淀粉中高支鏈淀粉易發生裂解,產生的羥基基團通過與肌原纖維蛋白中的疏水氨基酸發生結合,導致蛋白質中的α-螺旋向β-折疊和β-轉角轉變,增加了凝膠基質中氫鍵和疏水相互作用,因此提高了魚糜凝膠的品質特性。相關性分析結果也證實,凝膠質構特性以及微觀結構的改善與分子間的氫鍵和疏水相互作用呈正相關。因此,添加薯類淀粉更有利于改善金線魚魚糜的凝膠品質,同時也為淀粉與蛋白質之間相互作用機制研究提供新思路。

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