賈麗娜，龐　杰，吳云輝，簡文杰4，（.上海海洋大學食品學院，上海20306；2.哈佛大學物理系杰弗遜物理實驗室，馬薩諸塞州0238；3.福建農林大學食品科學學院，福建福州350000；4.廈門醫(yī)學高等專科學校，福建廈門36000；5.廈門海洋職業(yè)技術學院，福建廈門3600）

乳化油脂與羅非魚肌原纖維蛋白復合凝膠質構性質的研究

賈麗娜1，龐杰2，3，吳云輝5，*，簡文杰4，5，*
（1.上海海洋大學食品學院，上海201306；2.哈佛大學物理系杰弗遜物理實驗室，馬薩諸塞州02138；3.福建農林大學食品科學學院，福建福州350000；4.廈門醫(yī)學高等專科學校，福建廈門361000；5.廈門海洋職業(yè)技術學院，福建廈門361100）

將乳化的豬油和玉米油以不同比例（1%、2%、3%）添加到羅非魚肌原纖維蛋白復合凝膠中，并對凝膠強度、凝膠白度、凝膠持水力、微觀結構進行研究。當油脂添加量為1%或2%時，乳化玉米油-肌原纖維蛋白復合凝膠的凝膠強度顯著（p＜0.05）低于豬油-肌原纖維蛋白復合凝膠的凝膠強度，但顯著（p＜0.05）高于對照組。此添加水平時，乳化玉米油-肌原纖維蛋白復合凝膠的持水性、凝膠白度也比對照組顯著提高。凝膠微觀結構表明，沒有添加乳化油脂的肌原纖維蛋白凝膠的三維空間結構中存在大量的空隙，但添加之后孔隙明顯減少，說明一部分乳化油脂的顆粒填充于蛋白的空間結構中。這一結果與添加油脂的復合凝膠可以提高凝膠強度、持水力相吻合。實驗結果說明，在魚糜制品加工過程中，用經過乳化的玉米油代替豬油是可行的。

油脂，羅非魚，肌原纖維蛋白，質構性質，微觀結構

隨著海洋資源的開發(fā)利用，魚類的大量捕撈，使得海水魚的資源越來越有限。而在我國，羅非魚的養(yǎng)殖面積較大、資源豐富、生產成本低廉，是制作魚糜制品的理想原料。在魚糜制品加工制作過程中，評價魚糜制品質量優(yōu)劣的標準包括凝膠強度、凝膠白度、持水力等幾個指標。其中，魚糜中對凝膠強度起主要作用的主要成分是肌原纖維蛋白。而在魚糜制品加工制作過程中會添加油脂來改善魚糜制品的風味及外觀，隨著人們健康意識的增強，越來越多的人意識到動物脂肪中含有大量飽和脂肪酸，長期食用容易導致慢性病的發(fā)生。因此用含不飽和脂肪酸的油脂代替動物脂肪添加到食品中成為人們的研究重點。玉米油是從玉米胚芽中提煉出的油，其不飽和脂肪酸含量高達80%～85%，可溶解血液中積累的膽固醇［1-3］，所以具有一定的保健價值。此外，玉米油具有抗癌［4］、抗氧化［5］及降低血糖血脂［6-7］的作用。因此，探索玉米油代替豬油，具有現實的應用價值。綜上所述，本文選取資源豐富的羅非魚中的肌原纖維蛋白與玉米油、豬油作為研究對象，通過對比肌原纖維蛋白-玉米油與肌原纖維蛋白-豬油復合凝膠質構特性，探討用乳化玉米油代替乳化豬油的理論可行性。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

冷凍羅非魚（Oreochromis spp）魚糜福建安井食品有限公司提供；玉米油購買于當地超市；豬油福建安井食品有限公司提供；氯化鈉西隴化工股份有限公司；牛血清白蛋白上海生工；五水合硫酸銅分析純AR，國藥集團化學試劑有限公司；酒石酸鉀鈉分析純AR，國藥集團化學試劑有限公司；氫氧化鈉分析純AR，西隴化工有限公司。

環(huán)境掃描電鏡Quanta 450FEI公司；T18 digital ULTRA RURRAX德國IKA公司；JYL-C022九陽料理機九陽股份有限公司；冷凍離心機SIGMA公司；WSC-S測色色差計上海精密科學儀器有限公司；TA-XT Plus質構儀英國Stable Micro System；ML204電子天平梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；數顯恒溫水浴鍋HH-2國華電器有限公司；TU-1810紫外可見分光光度計北京普析通用儀器有限責任公司。

1.2實驗方法

1.2.1羅非魚魚糜肌原纖維蛋白的提取參考羅永康［8］的方法并稍加修改。將魚糜切碎加入5倍體積的0.6mol/L冰NaCl溶液，用料理機攪拌30s，并用T18 digital ULTRA RURRAX高壓均質機4000r/min均質30s，4℃冰箱浸泡20h，冷凍離心機進行離心：4℃、8000g、15min。收集上層懸浮液，并用5倍體積的冰蒸餾水進行稀釋。將稀釋液再次離心：4℃、8000g、15min。離心所得沉淀用3倍體積0.6mol/L冰NaCl清洗，重復3次，離心條件同上。最后所得沉淀即為所需肌原纖維蛋白。提取的肌原纖維蛋白用雙縮脲法進行含量測定。為確保肌原纖維蛋白在提取過程中不會變性，控制提取全程保持4℃環(huán)境。

1.2.2玉米油和豬油乳化活性及穩(wěn)定性測定本實驗分別研究了玉米油和豬油的乳化活性。參考Pearce［9］方法，并稍微修改。用冰磷酸鹽緩沖液將提取的肌原纖維蛋白稀釋，使最終溶液中NaCl濃度為0.6mol/L，磷酸鹽濃度為0.05mol/L，肌原纖維蛋白濃度為10mg/mL。分別將3g玉米油和豬油（使用前置于40℃水浴鍋液化）與12g肌原纖維蛋白溶液混合，分別于9000、17000、24000r/min轉速均質1min。

乳化完畢將乳化液放置于小燒杯中，將燒杯置于碎冰中并放在4℃冰箱。立即從小燒杯底部取200μL乳化液放入50mL比色管中，用0.1%的SDS定容至50mL。然后，分別在10、30、60、120、180min時取燒杯底部沉淀液放于50mL比色管，然后用0.1%SDS定容至50mL。用分光光度計測定稀釋液在500nm吸光值。求取EAI和ESI的值，分析乳化能力和乳化穩(wěn)定性。

本實驗中用乳化后不同時間溶液的吸光值來表示ESI。根據江志煒［10］計算出EAI的值。

式中，C：乳化前肌原纖維蛋白溶液濃度（g/mL）；?：乳化液中油脂所占體積比例；N：稀釋倍數；A500：乳液在500nm處吸光值。

1.2.3乳化油脂-肌原纖維蛋白復合凝膠的制備按MANGANG WU［11］方法制備玉米油和豬油的乳化油脂，將新鮮乳化液立即與1%肌原纖維蛋白溶液和4%肌原纖維蛋白溶膠混合，確保最終混合物中蛋白濃度為2%，油脂含量分別為0、1%、2%、3%，混合均勻后分裝于25mL小燒杯中，4℃反應12h，然后將小燒杯置于85℃水浴鍋加熱20min，加熱完畢，碎冰冷卻3h，凝膠性質測定前置于室溫放置半小時。每個樣品做3組平行。

1.2.4復合凝膠凝膠強度測定將小燒杯置于質構儀平臺，用物性測定儀在室溫條件下進行樣品凝膠強度測定。測試參數：探頭：SMS P/5S，測前速率2mm/s，測試速率2mm/s，測后速率2mm/s，壓縮距離：10mm。

1.2.5復合凝膠凝膠白度測定使用色差計測定復合凝膠的L、a、b。根據楊振［12］的方法計算白度。

1.2.6復合凝膠持水力的測定參考Wu［13］的方法，將測試完質構及凝膠白度的樣品每種樣品大約取5g左右置于離心管中，4℃、10000g，離心10min，棄去上層水分，分別測定試管質量m1（g）、離心前試管和復合凝膠的質量m2（g），離心后試管和復合凝膠的質量m3（g）。

1.2.7微觀結構的觀察復合凝膠的微觀結構用環(huán)境掃描電鏡Quanta 450進行觀察，主要步驟如下：將樣品臺涂導電膠，并將樣品置于導電膠上。接著將樣品進行液氮預冷。然后轉移冷凍樣品至傳輸臺，升華10min，噴鍍鉑金1min。最后轉移至掃描電鏡樣品倉，觀察。樣品觀察過程中放大倍數為10000倍。

1.3數據統(tǒng)計

所有實驗數據均為至少三次重復實驗的平均值，數據分析采用SPSS 18.0程序進行統(tǒng)計，顯著性分析采用Duncan（D）程序進行（p＜0.05）。

2　結果與分析

2.1玉米油和豬油乳化穩(wěn)定性和乳化活性

以不同的均質速度對油脂-蛋白混合液進行乳化，乳化活性測試結果如圖1所示。從圖1中可以看出：與預期結果一樣，在9000、17000、24000r/min均質條件下，隨著均質速度的增大，乳液的乳化活性顯著升高（p＜0.05），說明均質速度對乳液的乳化活性有顯著影響。與此同時，在相同均質速度下，玉米油的乳化活性值均顯著（p＜0.05）高于豬油的乳化活性值，由此說明即使均質時兩種油脂都處于液態(tài)，玉米油也更容易分散于肌原纖維蛋白中。由此可以推斷，相對于飽和脂肪酸，在結構上具有高度靈活性的不飽和脂肪酸能夠與水/油界面的蛋白質產生更加強烈的反應。從實驗結果來看，植物油-肌原纖維蛋白體系比動物脂肪-肌原纖維蛋白體系更有利于乳化的進行。

圖1　不同均質速度下肌原纖維蛋白對豬油和玉米油乳化活性的影響Fig.1　Effect of myofibrillar protein on lard and corn oil emulsification activity under different homogenization speeds

如表1所示，無論是玉米油還是豬油，隨著均質速度的增加，乳液的乳化活性顯著升高（p＜0.05）。這說明高剪切速率可以更加有效的分散豬油和玉米油。當剪切速率為17000r/min或24000r/min時，玉米油-肌原纖維蛋白乳化液的乳化活性值顯著（p＜0.05）高于豬油-肌原纖維蛋白乳化活性值。這說明高剪切速率下，玉米油比豬油更容易乳化。但是，隨著靜置時間的延長，乳液的乳化穩(wěn)定性顯著下降（p＜0.05）。存放時間不超過120min時，乳液的乳化活性隨均質速度的增加顯著增加（p＜0.05）。但是，當存放時間達到180min時，均質速度為17000r/min的乳化液的乳化活性顯著高于9000r/min和24000r/min均質得到的乳化液的乳化活性值。這說明隨著時間的延長，均質速度17000r/min得到的乳化液具有更好的乳化穩(wěn)定性。綜合考慮乳化液的乳化活性及乳化穩(wěn)定性，接下來的凝膠實驗乳化液的均質速度選取17000r/min。

表1　不同均質速度下肌原纖維蛋白對豬油和玉米油乳化穩(wěn)定性的影響Table 1　Effect of myofibrillar protein on lard and corn oil emulsification stability under different homogenization speeds

2.2玉米油和豬油對肌原纖維蛋白凝膠強度的影響

為了研究玉米油和豬油及其添加量對肌原纖維蛋白凝膠強度的影響，本實驗將樣品在85℃下水浴加熱20min，其后，碎冰冷卻3h，冷卻完畢室溫靜置30min，進行質構測定。結果圖2所示。

圖2　豬油和玉米油對肌原纖維蛋白凝膠強度的影響Fig.2　Impact of lard and corn oil on myofibrillar protein gel strength

從圖2可以看出，當脂肪含量低于1%或脂肪含量為2%～3%時，隨著脂肪含量的增加，豬油可以顯著（p＜0.05）提高肌原纖維蛋白的凝膠強度。當脂肪含量介于1%～2%時，隨著脂肪含量的增大，復合凝膠的凝膠強度反而顯著下降（p＜0.05）。這是因為當脂肪含量添加比較少時，少量脂肪顆粒填充于肌原纖維蛋白形成的三維空間結構的空隙中，使得復合凝膠的凝膠強度顯著提高（p＜0.05）。當脂肪添加量達到一定程度（1%），添加的脂肪中的一部分會破壞蛋白質之間的二硫鍵，導致蛋白凝膠強度顯著下降（p＜0.05）。脂肪含量達到2%～3%時，復合凝膠凝膠強度的增加主要是因為豬油中含有更多的不飽和脂肪酸，在25℃的測試條件下，豬油呈固態(tài)，使復合凝膠表現出更高的凝膠強度。

當玉米油添加量低于2%時，復合凝膠的凝膠強度顯著增加（p＜0.05）。添加量為2%～3%時，添加玉米油的實驗組的復合凝膠的凝膠強度顯著下降（p＜0.05）。當玉米油添加量達到3%時，復合凝膠的凝膠強度顯著低于（p＜0.05）對照組的凝膠強度。這主要是因為玉米油中不飽和脂肪酸含量較高，高剪切速率下，顆粒較小，可以更好地填充于肌原纖維蛋白的三維空間結構中，從而提高復合凝膠的凝膠強度。但是過多的玉米油的添加會使得一部分玉米油填充復合凝膠的空隙提高凝膠強度，多余的部分反而會破壞蛋白質原有的結構造成凝膠強度的降低，破壞程度高于提高的程度，復合凝膠最終的凝膠強度顯著低于（p＜0.05）未添加油脂的空白組。

2.3玉米油和豬油對肌原纖維蛋白凝膠白度的影響

圖3　豬油和玉米油對肌原纖維蛋白凝膠白度的影響Fig.3　Impact of lard and corn oil on myofibrillar protein gel whiteness

從圖3可以看出，玉米油或豬油的添加都可以顯著提高（p＜0.05）復合凝膠的凝膠白度值。但是變化趨勢并不完全相同，對于玉米油，當添加量低于1%時，隨著玉米油添加量的增加，凝膠白度之呈增長趨勢。當添加量超過1%時，隨著玉米油含量的增加，復合凝膠的凝膠白度呈下降趨勢。這說明在乳化過程中，必須嚴格控制玉米油的添加量，否則會顯著影響復合凝膠的白度值。而對于豬油的添加，當豬油添加量低于2%時，隨著添加量的增加，凝膠白度顯著增加（p＜0.05），超過2%后，凝膠白度值顯著下降（p＜0.05）。這說明豬油-肌原纖維蛋白復合凝膠制備過程中，豬油的添加量必須低于2%。這樣可以在一定程度上顯著提高（p＜0.05）復合凝膠白度值。從凝膠白度值方面考慮，油脂添加量為1%或2%都會顯著提高（p＜0.05）復合凝膠的白度值。

圖4　豬油和玉米油對肌原纖維蛋白凝膠持水力的影響Fig.4　Impact of lard and corn oil on myofibrillar protein gel water holding capacity

2.4玉米油和豬油對肌原纖維蛋白凝膠持水力的影響

從圖4可以看出，當玉米油添加量低于2%時，隨著玉米油添加量的增加，復合凝膠持水力顯著增加（p＜0.05）。當玉米油添加量為3%時，復合凝膠的持水力顯著低于（p＜0.05）添加量為2%時的白度值，但仍顯著高于（p＜0.05）添加量為0、1%時的持水力。這是因為少量添加的玉米油填充于復合凝膠的空間網絡結構，使之結構更加堅固，更有利于水分的保持。而玉米油的添加量過多時，過多的油脂破壞蛋白質原有的空間結構，不利于蛋白二硫鍵的形成，從而使持水力下降。

對于添加豬油形成的復合凝膠，由于測試溫度為室溫，此時豬油以固態(tài)形式存在，可以固定一部分水分。所以豬油添加量超過1%時，添加的越多，復合凝膠的持水力顯著增高（p＜0.05）。但是，添加量為1%時，復合凝膠的持水力顯著低于（p＜0.05）對照組，這說明過低的豬油的添加不利于復合凝膠水分的保持。從持水力角度來看，玉米油添加量為2%時更有利于復合凝膠水分的保持。

2.5豬油和玉米油對復合凝膠微觀結構的影響

圖5　豬油和玉米油對復合凝膠微觀結構的影響（10000×）Fig.5　Impact of lard and corn oil on myofibrillar protein gel microstructure（10000×）

從圖5可以看出，豬油-肌原纖維蛋白復合凝膠與玉米油-肌原纖維蛋白復合凝膠微觀結構表現出很大的不同，由于豬油飽和脂肪酸含量比較高，復合凝膠中存在大量的脂肪球顆粒。而玉米油不飽和脂肪酸含量較高，微觀結構觀察中看不到明顯的脂肪球存在。從圖5中可以看出，添加乳化油脂的復合凝膠有更緊湊的結構，這是由于乳化的脂肪顆粒填充于肌原纖維蛋白的空間結構中。不含乳化油脂的對照組中，凝膠的空間結構中有大量的空隙。結合凝膠強度及持水力的結果分析，乳化的油脂在復合凝膠中不是簡單的填充作用，還應該存在乳化的脂肪球與肌原纖維蛋白的相互作用以及蛋白質之間的相互作用。這在一定程度上與前人關于復合凝膠微觀結構觀察的研究結果相吻合［14-16］。

3　結論

將玉米油和豬油在0.6mol/L NaCl、pH6.2的肌原纖維蛋白溶液中進行乳化，然后與肌原纖維蛋白混合加熱形成復合凝膠，當油脂添加量為2%時，復合凝膠的凝膠強度、持水力、凝膠白度都顯著高于空白對照組。而且，微觀結構觀察結果也說明，部分乳化油脂填充于肌原纖維蛋白空間結構的空隙中，從而在一定程度上改善復合凝膠的質構性質。從凝膠性質來看魚糜制品加工制作過程中用玉米油代替豬油在理論上是可行的。而且，高含量的不飽和脂肪酸及其他營養(yǎng)物質也使玉米油越來越受到人們的青睞?？梢哉f，添加玉米油的魚糜制品有很廣闊的發(fā)展前景。

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Textural properties of lipid-tilapia myofibrillar protein composite gels

JIA Li-na1，PANG Jie2，3，WU Yun-Hui5，*，JIAN Wen-jie4，5，*
（1.College of Food Science and Technology，Shanghai Ocean University，Shanghai 201306，China；2.Department of Physics Jefferson Physical Lab Harvard University，MA 02138，the U.S.A；3.College of Food Science，Fujian Agriculture and Forestry University，Fuzhou 350000，China；4.Xiamen Medical College，Xiamen 361000，China；5.Xiamen Ocean Vocational College，Xiamen 361100，China）

Emulsified lard and corn oil（1%，2%，3%）was added to tilapia myofibrillar protein to form composite gels.The textural properties of lipid-myofibrillar protein composite gels were compared to investigate the feasibility of using corn oil to replace lard.and the strength，the gel whiteness，the gel water holding capacity，the microstructure of composite gels were researched.It was found that when oil dosage was 1%or 2%，the gel strength of corn oil-myofibrillar protein composite gel was significant（p＜0.05）lower than lard-myofibrillar protein composite gel，but still significant（p＜0.05）higher than the control group.It was also could be concluded that the gel water holding capacity，gel whiteness also significantly higher than the control group. Microstructure observation demonstrated that there were many voids in the three-dimensional structure of myofibrillar protein gels without the adding of emulsified oil and the pore was significantly reduced with the adding of emulsified oil，indicating that part of the emulsified oil particles filled in the spatial structure of the protein.This result coincided with that composite gel with the adding of fat could can increase the gel strength，water holding capacity.The experimental results showed that，it was possible that lard could be instead of corn oil in surimi products processing production process.

oil；tilapia；myofibrillar protein；textural properties；microstructure

TS201.2

A

1002-0306（2015）02-0121-05

10.13386/j.issn1002-0306.2015.02.018

2014－09－01

賈麗娜（1988-），女，碩士研究生，研究方向：食品科學與工程。

簡文杰（1981-），男，博士研究生，講師，研究方向：天然食品高分子的結構與功能。吳云輝（1961-），男，本科，副教授，研究方向：食品加工與食品檢測。

福建省自然科學基金項目（2012J05046）；第51批博士后基金一等資助項目（2012M510199）；福建省教育廳A類科技計劃項目（JA11327）；國家自然科學基金（31271837）。