502004, Vol. 25, No. 8食品科學(xué)※基礎(chǔ)研究幾種添加劑對鳙魚魚糜凝膠特性的影響周愛梅1.2，潘珂2，黃文華2，劉欣"，陳永泉2(1.華南理工大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，廣東廣州510640;2.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，廣東廣州5 10642)摘要:研究了抗壞血酸、半胱氨酸兩種還原劑及乳酸鈣、葡萄糖酸鈣兩種鈣鹽對鳙魚魚糜凝膠特性的影響，檢測指標(biāo)包括破斷強(qiáng)度、凹陷深度、凝膠強(qiáng)度、持水性和白度，并采用電鏡掃描觀察凝膠的微觀結(jié)構(gòu)，同時采用SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳(SDS-PAGE)分析相關(guān)機(jī)理。結(jié)果表明，這四種物質(zhì)都可顯著提高鳙魚魚糜的凝膠能力，其最適添加濃度依次為0.05%、0.1%、 0.1%、 0.05%， 相應(yīng)的魚糜凝膠強(qiáng)度依次為917.8、893.3、 851.9 和679.9g●cm,分別是對照樣的1.97、1.92、1.77和1.42 倍:在顏色和白度方面，四種物質(zhì)對鳙魚魚糜凝膠都不會產(chǎn)生不利影響。SDS-PAGE 分析表明，四種物質(zhì)對肌球蛋白重鏈沒有影響，而電鏡分析表明四種物質(zhì)都可促進(jìn)鳙魚魚糜形成比較致密、均勻的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。以上結(jié)果說明四種物質(zhì)都是鳙魚魚糜的良好品質(zhì)改良劑，可在實(shí)際生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。關(guān)鍵詞:還原劑:鈣鹽;鳙魚魚糜;凝膠特性Effects of Reducing Agents and Calcium Compounds on the Gel Propertiesof Bighead (Aristichthy nobilis) SurimiZHOU Ai-meil:2, PAN Ke2, HUANG Wen-hua?, LIU Xin2，CHEN Yong- quan2(1.College of Food and Biotechnology, South China University of Technology, Guangzhou510640, China;2.College of Food Science, South China Agricultural University, Guangzhou510642, China)Abstract: The efects of two reducing agents including ascorbic acid and cysteine and two calcium compounds including calciumlactate and calcium gluconate on the gel propertics of bighead surimi were investigated. The breaking force,. deformation, gelstrength, water-holding ability, and whiteness were used as assay indicators together with the analysis of the microstructure ofthe gels with scanning electron microscopy. Also, SDS polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) was used to analyzethe relevant mechanisms. The results showed that the addition of these four substances could enhance the gel-forming ability ofbighead surimi. The optimal concentrations of these additives were 0.05%, 0.1%, 0.1%, and 0.05% respectively, under which thegel strengths of bighead surimi gels were 917.8, 893.3, 851.9 and 679.9g●cm, or about 1.97, 1.92, 1.77 and 1.42 times of thecontrol respectively. Furthermore these compounds had no adverse effect on the color and whiteness of the product. SDS-PAGEassay indicated that these four compounds had no effect on the myosin heavy chain while scanning electron microscopyindicated that the addition these additives could make bighead surimi form firm and uniform gel network. The above resultsshowed that these four additives were good quality-enhancing compounds for bighead surimi, which could be used in practicalapplications.Key words: reducing agent; calcium compounds; bighead surimi; gel properties中圖分類號: 'S984.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A文章編號: 1002-6630(2004)08-0050-04魚糜制品是指以鮮魚肉或冷凍魚糜為原料，加食彈性的中國煤化工、魚糕、仿真蟹肉、鹽、輔料等進(jìn)行擂潰成魚漿后，再成型、加熱制成有蝦仁、:MYHCNMH G鮮美、營養(yǎng)、方便、收稿日期: 2003-11-24基金項(xiàng)目:廣東省教育廳資助項(xiàng)目( 0111)作者簡介:周愛梅(1971-), 女，講師，在讀博士，主要從事食品化學(xué)與添加劑研究?！A(chǔ)研究食品科學(xué)2004, VoL. 25, No.851品種多等特點(diǎn)而廣泛被世界各國所接受，需求量日益增白度=100 -(100 - L')+a" +b"]I^長。目前魚糜制品的原料主要限于海水魚類，但由于1.2.4魚糜凝膠 SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳(簡稱SDS-近幾年海洋捕撈強(qiáng)度的加大，生產(chǎn)魚糜制品的優(yōu)質(zhì)海水PAGE)魚的數(shù)量已逐漸下降。與此相反，世界淡水魚的養(yǎng)殖參考文獻(xiàn)[7]的方法并略作修改。稱取2g魚糜凝產(chǎn)量則持續(xù)增加。以我國為例，我國1997年的淡水魚膠，加入15ml 20mmol/L的Tris-HCl緩沖溶液(pH8.0,含產(chǎn)量為1420萬噸，到2000年已達(dá)1740.3萬噸川。因此，有2%SDS、8mol/L 尿素和2% β. 巰基乙醇)，均質(zhì)后在開發(fā)淡水魚麋制品是未來魚糜加工業(yè)的主流。100C沸水浴2min，然后在室溫磁力攪拌24h使蛋白質(zhì)鳙魚是我國產(chǎn)量最大的淡水魚之一，但由于傳統(tǒng)飲充分溶解出來，離心后取一定量的清液(即20ug蛋白質(zhì))食習(xí)慣，多被用來煲“魚頭湯”，魚身的利用程度卻進(jìn)行電泳(DYY- Il -8B穩(wěn)壓穩(wěn)流型電泳儀，上海標(biāo)本模很低，如果能夠?qū)⑵浼庸こ婶~糜制品，一方 面可實(shí)現(xiàn)型廠。其中濃縮膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%，分離膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)為對鳙魚的綜合利用，提高鳙魚的經(jīng)濟(jì)價值，另- 方面10%.又可為魚糜制品加工業(yè)提供-種新的原料。但本課題組2結(jié)果與討論的前期研究顯示，鳙魚魚糜的凝膠性能較差(尤其在冷凍貯藏后)，與鱈魚、帶魚、草魚和鯪魚等相比，其2.1 還原劑和鈣鹽對鳙魚魚糜凝膠特性的影響加工出的魚糜制品在硬度、彈性和持水性等方面都要差在鳙魚魚糜中加入不同濃度的還原劑，其對鳙魚魚很多，因而有必要研究出適合于鳙魚魚糜的品質(zhì)改良劑糜凝膠特性的影響如圖1所示。從圖1四個圖可以看出，以提高其凝膠性能。國外有資料表明，抗壞血酸、半鳙魚魚糜凝膠的破斷強(qiáng)度、凹陷深度和凝膠強(qiáng)度都隨著胱氨酸等還原劑及乳酸鈣、葡萄糖酸鈣等鈣鹽可顯著改抗壞血酸、半胱氨酸、乳酸鈣和葡萄糖酸鈣的添加量善某些海水魚糜的凝膠特性(2- 4),但這些物質(zhì)對淡水魚增大而升高，但達(dá)到某- -濃度后， 繼續(xù)增大濃度，上糜的改良作用則在國內(nèi)外都鮮見報道。為此，本文研述指標(biāo)又開始下降。這四種物質(zhì)的最適添加量依次為究了抗壞血酸、半胱氨酸和乳酸鈣、葡萄糖酸鈣四種0.05%、0.1%、0.1%， 0.05%， 魚糜相應(yīng)的凝膠強(qiáng)度.物質(zhì)對鳙魚魚糜凝膠特性的影響，以為生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的鳙分別為917.8、893.3. 851.9 和679.9g●cm,分別是對魚魚糜制品提供有益的參考。照樣的1.97、1.92、1.77 和1.42倍。2.2還原劑和鈣鹽對鳙魚魚麋凝膠持水性的影響材料與方法100015.1 材料鱅魚魚糜由廣東省南海西樵水產(chǎn)品加工廠提供，置800 t于-20C凍藏備用:抗壞血酸、半胱氨酸、乳酸鈣、大10葡萄糖酸鈣均為市售分析純試劑:十二烷基硫酸鈉明400(SDS)、(-巰基乙醇、尿素、Tris 等則為純度大于99.5%的市售生化試劑。1.2方法.0.000.100.201.2.1魚糜凝膠的制作:參考文獻(xiàn)[5]的方法。四種物抗壞血酸濃度(%)質(zhì)的添加濃度均為0.05%、0.1%和0.2%.圖1a1.2.2魚糜凝膠破斷強(qiáng)度、凹陷深度、凝膠強(qiáng)度和持水性的測定115參考文獻(xiàn)[5]的方法。破斷強(qiáng)度和凹陷深度由TA500質(zhì)構(gòu)儀(英國)直接測定(圓柱壓頭直徑6mm,壓速為6cm/800A;▲二i10min, Trigger 為0.05N)，兩者乘積即為凝膠強(qiáng)度。持600◆水性通過測定壓出水分來反映。壓出水分越多，魚糜凝膠的持水性越差。4001.2.3魚糜凝膠白度的測定中國煤化工參考文獻(xiàn)[6]的方法，采用TC-P IIG全自動測色色MYHCNMHG0.10一0.20差計(jì)(北京光學(xué)儀器廠)，測定魚糜凝膠的L*、a"、b"半胱氨酸濃度(%)值，白度由下式計(jì)算:圖1b52 2004, Vol. 25, No. 8食品科學(xué)※基礎(chǔ)研究1000， 15。目 80010600400主2000L0.000.050.100.20乳酸鈣濃度(%)o圖1c還原劑和鈣鹽濃度(%)圖2還原劑和鈣鹽 對鳙魚魚糜凝膠持水性的影響800Fig.2 Effect of reducing agents and calcium compounds中10on the water-holding ability of bighead surimi gels6001牌能力最高，表現(xiàn)在制品具有最高的彈性和凝膠強(qiáng)度。這就說明四種物質(zhì)在最適濃度時可使鳙魚魚糜形成更致王密、均勻的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而可使水分有效地保留.在凝膠網(wǎng)絡(luò)中。葡萄糖酸鈣濃度(%)2.3還原劑和鈣鹽對凝膠顏色、白度的影響圖1d從表1可以看出，在最適添加濃度時，抗壞血酸、圖1還原劑和鈣鹽對鳙 魚魚糜凝膠特性的影響半胱氨酸、葡萄糖酸鈣都不會對鳙魚魚糜凝膠的顏色和Fig.1Effect of reducing agents and calcium compounds白度產(chǎn)生明顯影響;而乳酸鈣則會使魚糜凝膠的白度略on the gel properties of bighead surimi gels有增大。這可能是由于這種物質(zhì)本身是白色而導(dǎo)致的。白度是魚糜制品的重要質(zhì)量指標(biāo)之-。以上分析表持水性能是魚糜制品品質(zhì)的另一個重要指標(biāo)。持水明，還原劑和鈣鹽在增加鳙魚魚糜制品彈性、硬度的同性能好的魚糜制品，內(nèi)含水分不易外滲，因而測得的時，并不會對魚糜制品的顏色造成不良影響，也不會降壓出水分較小。由圖2知，當(dāng)抗壞血酸、半胱氨酸、低其白度。因此，這四種物質(zhì)都是良好的鳙魚魚糜制品乳酸鈣和葡萄糖酸鈣四種物質(zhì)的添加量分別在0.05%、的彈性增強(qiáng)劑，其中尤以抗壞血酸的改良效果最佳。0.1%、0.1% 和0.05%時，魚糜凝膠的壓出水分最小, .2.還原劑和鈣鹽對鳙魚魚糜凝膠SDS-PAGE電泳圖譜即持水性最好，其持水能力依次比對照樣提高14.9%、的影響14.2%、8.6%和18.8%。魚糜凝膠的持水能力與其凝膠圖3、圖4表明，添加抗壞血酸、半胱氨酸及乳特性是一.致的，在上述四種濃度時，魚糜相應(yīng)的凝膠MHC表1還原劑和鈣鹽對鳙魚魚糜凝膠的顏色和白度影響Table 1 Efect of reducing agents and calcium compoundson the color and whiteness of bighead surim gelsActin顏色、白度添加劑L*_a*b*白度.1234234對照樣175.773.007.1174.57抗壞血酸半胱氨酸75.911.337.0974.85圖3a圖3b76.52- 0.118.1075.1對照樣273.461.348.1272.211, 2, 3, 4表示兩種還原劑的濃度依次為0%、0.05%、0.1%、0.2%: MHC為肌球蛋白重鏈: Actin 為肌動蛋白，圖3a 中左邊第一條乳酸鈣76.35.477.8775.03譜帶中國煤化工葡萄糖酸鈣74.60- 0.407.5373.50注:抗壞血酸、半胱氨酸、乳酸鈣、葡萄糖酸鈣的濃度依次為0.05%,HC N M H GDS-PAGE圖譜的影響0.1%、0.1%、0.05%。前兩種物質(zhì)與對照樣1比，后兩種與對照Fig.3~ Effect of reducing agents on the SDS-PAGE of樣2比。bighead surimi gels※基礎(chǔ)研究食品科學(xué)2004, Vol. 25, No.8__ 53123456789rk對照樣1生魚糜，2~5 依次為添加有0%、0.05%、0.1%和0.2%乳酸鈣的魚糜凝膠，6~9 依次添加有0%、0.05%、0.1%和0.2%葡萄糖酸鈣的魚糜凝膠，M為肌球蛋白重鏈: A為肌動蛋白。圖4鈣鹽對鳙魚 魚糜凝膠SDS-PAGE圖譜的影響Fig.4 Effect of calcium compounds n the SDS-PAGE ofbighend surimi gels酸鈣和半胱氨酸鈣都不會影響鱅魚魚糜凝膠的肌球蛋白重鏈帶(MHC)的強(qiáng)度。0.05%抗壞血酸肌球蛋白是形成魚糜凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的最重要的蛋白質(zhì)，而MHC又是肌球蛋白分子中參與凝膠的最主要的部分18.9。因此，能夠抑制MHC降解的物質(zhì)將對魚糜的凝膠能力有良好的改良作用。如蛋清蛋白、豬血漿蛋白牛血漿蛋白、豆類提取物等因能抑制魚糜中蛋白酶的活性，進(jìn)而抑制魚糜蛋白尤其是MHC的降解(表現(xiàn)在SDS-PAGE圖中MHC帶的強(qiáng)度比對照樣要強(qiáng))，從而可提高魚糜的凝膠特性(6110~13]。另外，能夠激活魚糜中內(nèi)源性轉(zhuǎn)谷氨酰氨酶(簡稱TGase)的活性進(jìn)而促進(jìn)MHC0.1%半胱氨酸發(fā)生共價交聯(lián)的化合物如鈣鹽等也能夠提高魚糜的凝膠能力。如Yuwathidal41研究發(fā)現(xiàn)，在A級、B級大眼海鱸魚糜(Priacanthus Tayenus)及 鮐魚魚糜(TrachurusJaponicus)中加入葡萄糖酸鈣、氯化鈣、乳酸鈣三種鈣鹽，都可顯著提高其凝膠特性(表現(xiàn)在添加有鈣鹽的魚糜凝膠比對照樣具有更大的破斷強(qiáng)度和彈性)，且濃度越大(0~ 100mmol/kg)，作用越強(qiáng); SDS-PAGE 圖譜則表示，添加有鈣鹽的魚糜凝膠的MHC帶強(qiáng)度比對照樣要弱，甚至消失。類似的結(jié)果在Nahmgull. Jianrong.0.1%乳酸鈣Benjakul 等的研究中也出現(xiàn)1214。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，抗壞血酸、半胱氨酸及乳酸鈣和葡萄糖酸鈣對鳙魚魚糜的改良作用不是通過抑制其蛋白酶活性或激活其內(nèi)源性TGase而起作用的?？箟难?、半胱氨酸可能是通過在凝膠前期抑制肌球蛋白分子中的活性巰基無序地氧化成二硫鍵，并使-部分氧化失去活性的巰基恢復(fù)活性而起作用的，這樣在凝膠過程中中國煤化工就有更多的活性巰基有序地氧化形成二硫鍵，從而提高魚糜的凝膠能力051。鈣鹽對鳙魚魚糜凝膠能力的影響則YHCNMHG可能是通過鈣離子的作用使魚糜蛋白形成蛋白質(zhì)-鈣-蛋.圖5魚 糜凝膠電鏡圖(1500 X)白質(zhì)交聯(lián)物而起作用，因?yàn)轸~糜中的肌原纖維蛋白在魚Fig.5 Scanning electron microscopy of bighead surimi gels54 2004, VoL 25, No. 8食品學(xué)※基礎(chǔ)研究糜常態(tài)pH值(約7.0)時帶負(fù)電，因此，帶二價正離子的[5]周愛梅,黃文華,劉欣,等.轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶對鳙魚魚糜凝Ca2+能在相鄰的蛋白質(zhì)分子的負(fù)電位置形成離子鍵[101。膠特性的影響[D].食品與發(fā)酵工業(yè), 2003, 29(8): 27-31.2.5還原劑和鈣鹽對鳙魚魚糜凝膠微觀結(jié)構(gòu)的影響[6] Benjakul S, Visessanguan w, Srivilai C. Porcine plasma pro-tein as proteinase inhibitor in Bigeye Snapper (Priacanthus選取對照樣和分別添加有0.05%抗壞血酸、0.1% 半tayenus) muscle and surimi[J]. J Sci Food Agric, 2001, 81:胱氨酸、0.1%乳酸鈣、0.05% 葡萄糖酸鈣的鳙魚魚糜1039- 1046.凝膠進(jìn)行電鏡觀察，結(jié)果如圖5所示。由圖5可以看出，[7Chawla S P, Venugopal V, Nair P M. Gelation of proteins對照樣魚糜所形成的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)松散、洞眼較多;而from washed muscle of threadfin bream (Nemipterus添加了還原劑和鈣鹽的魚糜形成的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)比較致japonicus) under mild acidic conditions[]. J Food Sci, 1996,密、均勻。這從微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)一步說明了這四種物質(zhì)對61(2): 362-366, 371.鳙魚魚糜是有效的彈性增強(qiáng)劑。[8Haejung A, Margo Y P, Thomas A S Roles of endogenousenzymes in surimi gelation[J]. Trends Food Sci Technol,3結(jié)論1996,71:321-327.抗壞血酸、半胱氨酸、乳酸鈣及葡萄糖酸鈣都[9Chan J k, Gill T A, Paulson A U. Themal aggregation ofmyosin subfragments from Cod and Hering[]. J Food Sci,可提高鳙魚魚糜的凝膠能力，表現(xiàn)在添加了這些化1993,58(5):1057-1061.合物的鳙魚魚糜凝膠具有較高的硬度、彈性、凝膠[10] ParkJ W. Surimi and Surimi Seafood[M]. New York: Marcel強(qiáng)度和持水性，其最適添加量依次為0.05%、0.1%、Dekker Inc, 2000. 237-265.0.1%和0.05%。此外，這些物質(zhì)對魚糜凝膠的顏色11] Benjakul s, Visessanguan W, Srivilai C. Porcine plasma pro-和白度不會產(chǎn)生不良影響。因此，四種添加劑都是teins as gel enhancer in surumi from Bigeye Snapper良好的鳙魚魚糜品質(zhì)改良劑，可在實(shí)際生產(chǎn)中推廣(Priacanthus Tayenus) []. J Food Biohem, 2001,25: 285-應(yīng)用。305.[12] Benjakul s, Visessanguan W, Srivilai C. Gel properties of參考文獻(xiàn):Bigeye Snapper (Priacanthus Tayenus) surimi as afectedby[1]張俊杰 曾慶孝.我國淡水魚魚糜的研究情況[D].食品與setting and porcine plasma proteins[]. JFood Quality, 2001,發(fā)酵工業(yè)，2002, 28(9): 57-63.24: 453-471.[2] Nabmgull L, Jac W P. Calcium compounds to improve gel[13] Benjakul s, Karoon s, Suwanno A. Inhibitory effect of le-quality of Pacific Whiting and Alaska Pollock surimi[I]. Jgume seed extracts on fish proteinases[J]. J Sci Food Agric,Food Sci, 1998, 63(6): 969-974.1999, 79:1875-1881.[3] Jianrong W, Ikuo K, Mikio S, et al. Effect of calcium ion[14] Benjakul s, Visessanguan W. Transglutaminase-mediatedconcentration on the gelling properties and transglutaminasesetting in Bigeye Snapper surimi (Priacanthus Tayenus andactivity of Walleye Pollack surimi paste[]. Fish Sci, 1994,Pariacanthus Macracanthus)[J]. Food Res Int, 2003,36:253-60(1): 107-113.266.[4] Yuwathida K. Improvement of gel quality of surimi from[15] Shann TJ, Lan C C, Ching Y T. New approach to improvingBigeye Snapper[D]. Songkla: Prince of Songkla University,the quality of minced fish products from freeze thawed CopThailand, 2001.and Mackerel[J]. J Food Sci, 1986,51(2): 310-312.荷蘭培育出倔遜量糖轉(zhuǎn)基園甜萊荷蘭科研人員最近利用基因工程技術(shù)，將甜菜中的蔗糖分子，轉(zhuǎn)變?yōu)楣厶欠肿樱瑥亩嘤隽丝缮a(chǎn)低熱量糖的轉(zhuǎn)基因甜菜。這種甜菜有望為廉價大量生產(chǎn)果聚糖提供方便。據(jù)介紹，果聚糖是由果糖形成的聚合物鏈，不容易被人體內(nèi)的酶所消化?，F(xiàn)在，生產(chǎn)商主要是利用生化技術(shù)合成果聚糖或者從菊黃、洋姜之類的植物中分離果聚糖，由于生產(chǎn)成本較昂貴，植物中提取的量又小，所以果聚糖的龐大市場-直未能打開，而甜菜可大量生產(chǎn)蔗糖。為此，荷|中國煤化工生果聚糖的基因移植到甜菜.上，希望能利用甜菜高效的生產(chǎn)機(jī)能制造出果聚糖。該基因MHCNMH(二刮聚合物鏈的某種酶編碼。這種轉(zhuǎn)基因甜菜，可將90%的蔗糖轉(zhuǎn)化為長度只有2~4個果帖單世時應(yīng)木來餡力」，而它正是生產(chǎn)低熱量甜味劑的理想長度。