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(1.渤海大學食品科學與工程學院,生鮮農(nóng)產(chǎn)品貯藏加工及安全控制技術(shù) 國家地方聯(lián)合工程研究中心,遼寧錦州 121013; 2.中國水產(chǎn)科學研究院南海水產(chǎn)研究所,廣東廣州 510641; 3.大連東霖食品股份有限公司,遼寧大連 116101)

魷魚具有肉質(zhì)鮮嫩、營養(yǎng)價值高、無骨刺易加工等特點[1],日益受到魚糜生產(chǎn)者的青睞,具有作為魚丸制品原料的重要前景。同時發(fā)現(xiàn)魷魚等水產(chǎn)品中有較高含量的甲醛(FA)和二甲胺(DMA),FA能和肽類、氨基酸殘基等各種小分子量物質(zhì)反應,導致蛋白質(zhì)分子間及分子內(nèi)交聯(lián),使蛋白溶解度下降,產(chǎn)品質(zhì)地變硬、纖維化等,從而降低產(chǎn)品價值[2]。Benjakul等[3]研究結(jié)果顯示FA誘導產(chǎn)生了疏水氨基酸側(cè)鏈的甲基基團間大范圍的共價鍵,促進了蛋白的聚集。Chanarat等[4]研究發(fā)現(xiàn),貯藏過程中狗母魚魚糜中FA含量增大和蛋白質(zhì)發(fā)生交聯(lián),導致魚糜凝膠形成性變差,魚糜凝膠的破斷力增大,影響其品質(zhì)。正因為魷魚的這些缺點,在一定程度上影響了其產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,令魚糜生產(chǎn)者望而止步。如何改進原料特性,如何有效控制其制品加工過程中FA含量的產(chǎn)生,成為制約魷魚開發(fā)的主要問題。魷魚魚糜存在凝膠強度低、持水性弱等缺點,因此,如何有效改善魷魚魚糜凝膠特性是目前提高魷魚魚糜質(zhì)量的一個關(guān)鍵點。

植物多酚廣泛存在于水果、蔬菜中,主要有原花色素、單寧、酚酸、黃酮等。葡萄籽提取物(Grape seed extraction,GSE)是從葡萄籽提取和純化的多酚類物質(zhì),其主要的活性成分是原花青素,由于原花青素分子中含有大量的酚羥基,使得GSE具有顯著的清除自由基和抗氧化功能[5-6]。李超等[7]研究表明GSE可有效改善發(fā)酵鴨肉香腸貯藏時期的品質(zhì)。吳帥帥等[8]研究表明茶多酚對甲醛(FA)的控制效果顯著,改善了魷魚品質(zhì)。Tyihak等[9]研究發(fā)現(xiàn)白黎蘆醇是一種效果較好的FA捕獲劑。李穎暢等[10]研究發(fā)現(xiàn)藍莓葉多酚能夠控制魷魚魚丸中甲醛含量,改善魷魚魚丸貯藏品質(zhì)。GSE用于改善魷魚魚糜的凝膠品質(zhì)鮮見報道。因此,選用葡萄籽提取物為外源添加物,探討其對秘魯魷魚魚丸品質(zhì)的影響及內(nèi)源性甲醛生成的調(diào)控作用,為其應用到魚丸生產(chǎn)加工過程提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

冷凍的秘魯魷魚胴體 -20 ℃冰箱中保存,錦州市林西路水產(chǎn)市場;葡萄籽提取物(原花青素95%) 陜西森弗天然制品有限公司;蛋清粉 深圳恒生生物科技有限公司;玉米淀粉 吉林省杞參食有限公司;甲醇(色譜純) DIKMA公司;甲苯 天津市密歐化學試劑有限公司;苦味酸 西隴化工股份有限公司;三氯化鈦溶液 天津市福晨科學試劑廠;以上試劑無特殊說明均為分析純。

MS105DU電子分析天平 METTLER TOLEDO公司;ZB-5型斬拌機 諸城市華鋼機械有限公司;CR-400色差計 日本Minolta公司;TA.XT-plus型質(zhì)構(gòu)儀 英國Stable Micro Systerm公司;SORVALL Stratos冷凍高速離心機 美國Thermo公司;FE20型pH計 METTLER TOLEDO公司;NM120低場核磁共振儀 上海紐邁電子科技有限公司;Milli-Q超純水系統(tǒng) 美國Millipore公司;Agilent HPLC1260高效液相色譜儀 美國安捷倫科技公司;Agilent GC7890氣相色譜儀 美國安捷倫科技公司;UV-2550紫外-可見分光光度計 島津儀器(蘇州)有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 魷魚魚糜加工工藝 將冷凍的秘魯魷魚胴體(-20 ℃保存)在4 ℃下進行解凍,去皮、水洗、用刀切成約1 cm×1 cm小塊,10 ℃下空斬3 min,得到魚糜備用。

1.2.2 魷魚魚丸的制備 魚糜樣品10 ℃斬拌3 min,加3%鹽和15%淀粉(占魚糜的百分比),然后分別加入0、0.025%、0.050%、0.100%、0.200%、0.400%的葡萄籽提取物,繼續(xù)斬拌20 min(10 ℃),裝模、成型。40 ℃加熱30 min,100 ℃加熱4 min,4 ℃下冷藏過夜(約12 h)待測。檢測魚丸白度、凝膠強度、質(zhì)構(gòu)特性、橫向弛豫時間T2以及魚丸中的TMAO、TMA、DMA、FA含量。

1.2.3 魚丸白度的測定 色差儀測出亮度值L*、紅綠值a*、黃藍值b*值,根據(jù)Pattarvivat[11]提出的公式計算出白度,公式為

1.2.4 魚丸凝膠強度和質(zhì)構(gòu)(TPA)的測定 取制好的魚丸樣品切成邊長為2.5 cm×2.5 cm的圓柱體,使用質(zhì)構(gòu)分析儀在質(zhì)地剖面分析TPA模式下測定。測定條件參數(shù)為:測量前探頭下降速度2.0 mm/s;測試速度1.0 mm/s;測量后探頭回程速度1.0 mm/s;針入距離15.0 mm;觸發(fā)力值10.0 g[12];探頭類型P/5S;數(shù)據(jù)采集速率為200.00 point s/s。測定指標包括硬度、彈性和凝膠強度。

1.2.5 魷魚魚丸水分含量的變化 樣品放置在25 ℃恒溫30 min,進行核磁共振試驗。測試條件為:質(zhì)子共振頻率為22 MHz,測量溫度為32 ℃。樣品切成10×10×20 mm的長方體(重1.50±0.01 g)放入核磁管,然后放入分析儀中。采用Carr-Purcell-Meiboom-Gill(CPMG)脈沖序列測定自旋-自旋弛豫時間T2。參數(shù)設定為:SFI=22 MHz,P90(μs)=14,SW(kHz)=100,TR(ms)=2000 ms,NS=8,τ(μs)=150,Echocnt=4000[13]。

1.2.6 甲醛(FA)、二甲胺(DMA)、三甲胺(TMA)、氧化三甲胺(TMAO)含量測定

1.2.6.1 甲醛含量測定 參考勵建榮[14]的方法,略有改進。在4 mL反應液中加入2 mL DNPH,在60 ℃下衍生30 min后用流水對樣品進行冷卻,然后用0.45 μm濾膜對樣品進行過濾,進樣檢測。色譜條件:色譜柱:Eclipse Plus18C柱(4.6 μm×250 mm);流動相:A:H2O 30%,B:甲醇 70%;柱溫:25 ℃;進樣量:20 μL;洗脫時間:15 min;紫外檢測器波長355 nm。

1.2.6.2 二甲胺含量測定 根據(jù)賈佳[15]的方法,略有改動。取2 mL反應液,加入65% KOH溶液2 mL,用蒸餾水定容至5 mL,加入對甲苯磺酰氯甲苯溶液2 mL,60 ℃水浴60 min,取出冰浴冷卻,漩渦振蕩2 min,取1 μL甲苯層進行GC-FID分析。色譜條件:色譜柱:H-5石英毛細管柱(30 m×0.32 mm×0.25 μm);儀器條件:進樣口:270 ℃;檢測器:280 ℃;柱溫:初溫100 ℃保持l min;以25 ℃/min升溫到190 ℃,保持1 min;再以5 ℃/min升溫到220 ℃保持1 min;然后以25 ℃/min升溫到270 ℃保持3 min;不分流;氮氣流速:2 mL/min;進樣量:1 μL。

1.2.6.3 三甲胺和氧化三甲胺含量測定 根據(jù)賈佳[15]建立的方法,略有改動。取4 mL反應液,加入1 mL 10%甲醛,5 mL甲苯,3 mL 25% KOH。30 ℃水浴10 min,振蕩2 min。將甲苯層用0.2 g無水硫酸鈉吸水,吸取3 mL無水甲苯層與3 mL苦味酸混合,410 nm處比色。蒸餾水取4 mL做對照。

氧化三甲胺的測定:取4 mL反應液加入1% TiCl3(1 mL+99 mL)水溶液0.5 mL,80 ℃水浴90 s,冷水冷卻,其余同三甲胺測定步驟。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

實驗數(shù)據(jù)處理及作圖采用Origin 9.0,SPSS 19.0統(tǒng)計分析軟件,p<0.05為差異顯著,實驗至少重復3次,結(jié)果以平均值±標準偏差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 白度的變化

白度的高低可以反映魚丸的品質(zhì)等級和外觀狀態(tài)。由于GES本身帶有顏色,會直接或間接地影響魚丸白度。不同濃度的GES添加量對魷魚魚丸白度的影響如圖1所示,白度隨著葡萄籽提取物濃度的增加而逐漸下降。當GSE添加量為0～0.025%時,魷魚魚丸白度差異不顯著(p>0.05);當GSE添加量高于0.050%～0.400%時,白度顯著降低(p<0.05)?？梢?葡萄籽添加量低于0.050%時,對白度無顯著影響。

圖1 葡萄籽提取物對秘魯魷魚魚丸白度的影響Fig.1 Effects of different concentration of GSE on whiteness value of squid balls注:圖中不同小寫字母表示差異顯著, p<0.05;圖2～圖3,圖6同。

2.2 質(zhì)構(gòu)特性的變化

硬度和彈性是影響魷魚魚丸質(zhì)構(gòu)特性的重要指標,不同濃度GSE對魷魚魚丸質(zhì)硬度和彈性的變化如圖2所示,隨著GSE添加量的增加,彈性有緩慢增加的趨勢,但是不同濃度之間無顯著性差異(p>0.05),硬度呈逐漸上升趨勢。未添加葡萄籽提取物的魷魚魚丸硬度、彈性分別為1238.47 g、0.965,當GSE添加濃度為0.050%時,硬度、彈性值分別為1344.06 g、0.982,相比于空白組明顯增加8.53%、1.77%。這可能是加入GSE后,GSE中多酚類物質(zhì)與肉中蛋白質(zhì)發(fā)生了反應,使蛋白質(zhì)物質(zhì)之間交聯(lián)或者相互作用,從而增強了魷魚的機械性能[16]。

圖2 葡萄籽提取物對秘魯魷魚魚丸質(zhì)構(gòu)特性的影響Fig.2 Effects of different concentration of GSE on texture of squid balls

2.3 凝膠強度的變化

凝膠強度等于破斷力與凹陷距離的乘積,破斷力可反映魚丸的硬度情況,凹陷距離可間接反映出魚丸的彈性情況,所以凝膠強度也是反映魚丸品質(zhì)的重要指標,通過改善破斷力和凹陷距離可以改善魚丸的凝膠強度[12]。不同濃度的GSE對魷魚魚丸破斷力、凹陷距離和凝膠強度的影響如圖3所示。破斷力、凹陷距離和凝膠強度隨著GSE添加量的增加而呈現(xiàn)上升趨勢,當添加量為0～0.050%時顯著(p<0.05)增加,而后上升趨勢增加緩慢。當GSE添加量在0.050%～0.400%范圍時,凝膠強度無顯著(p>0.05)變化;當GSE添加量等于0.400%時,魚丸破斷力和凝膠強度均達到最大值。說明一定濃度的GSE可以改善魚丸的凝膠特性。從對破斷力、凹陷距離和凝膠強度作用效果以及節(jié)省成本看,選擇0.050%的葡萄籽提取物添加量比較合適。

圖3 葡萄籽提取物對秘魯魷魚魚丸的 破斷力、凹陷距離和凝膠強度的影響Fig.3 Effects of different concentration of GSE on breaking force,deformation and gel strength of squid balls

2.4 橫向弛豫時間T2水分的變化

如圖4可知，魷魚魚丸存在4種狀態(tài)的水,T21、T22、T23、T24，這4個T2特征峰所對應的弛豫時間分別為0.5～1.3,4～11,24～100,200～1000 ms。T2值是一種測定持水能力的方法,其大小代表該種水分與物質(zhì)結(jié)合的緊密程度,T24值越大說明水分越易流動[9],各特征峰所對應的橫坐標即為該水分的平均值。根據(jù)出峰時間和各特征峰所占總面積的百分比,認為4個特征峰分別對應的是T21和T22為結(jié)合水,T23為不易流動水,T24則是自由水。葡萄籽提取物對秘魯魷魚弛豫組分峰面積比例的影響如圖5可知,隨著GSE添加量的增大,這幾種狀態(tài)的水分含量并不是一成不變的,P21、P22稍微增大,但差異不顯著(p>0.05),GSE添加量為0～0.200%時,P23顯著(p<0.05)增加;GSE添加量為0～0.200%時,P24略有減少,GSE添加量0.200～0.400%時,P24顯著(p<0.05)減少,從2.44%下降到1.32%。GSE的加入對秘魯魷魚魚丸各狀態(tài)下水分子的分布有影響,且可能使魚丸中部分自由水轉(zhuǎn)換成了結(jié)合水和不易流動水,減少了魚丸中水的流動性,從而使魚丸持水性增強,凝膠強度增大。

圖4 秘魯魷魚魚丸T2橫向弛豫時間的分布變化Fig.4 Change in T2 transverse relaxation time distribution of squid balls

圖5 葡萄籽提取物對秘魯魷魚 魚丸弛豫組分峰面積比例的影響Fig.5 Changes of peaks area proportion of squid balls with different concentration of GSE

2.5 甲醛、二甲胺、三甲胺和氧化三甲胺含量的變化

不同濃度GSE對秘魯魷魚魚丸TMAO分解的影響結(jié)果如圖6所示。由圖6(a)可知,GSE添加量為0～0.050%時,隨著GSE濃度的增加,FA、DMA含量顯著(p<0.05)降低。由圖6(b)可知,GSE添加量為0～0.200%時,隨添加量的增加,TMAO含量顯著(p<0.05)增加,GSE添加量為0～0.100%時,TMA含量則顯著(p<0.05)減小,GSE再增加,TMA含量無顯著性變化。表明GSE能夠抑制秘魯魷魚魚丸中TMAO的熱分解,降低FA、DMA和TMA含量,其中FA含量遠遠低于DMA含量。勵建榮等[17]研究表明茶多酚具有捕獲甲醛作用。GSE中主要是多酚類物質(zhì)[18],其可能與FA發(fā)生酚醛縮合反應,從而使秘魯魷魚凝膠制品中FA含量減少。也可能是GSE中的酚類物質(zhì)抑制了自由基形成,進而使TMAO熱分解受到抑制。綜合分析,GSE為0.050%時,顯著(p<0.05)降低FA、DMA和TMA含量,顯著(p<0.05)升高TMAO含量。

圖6 葡萄籽提取物濃度對秘魯魷魚魚丸TMAO分解的影響Fig.6 Effects of different concentration of GSE on TMAO thermal decomposition in squid balls

3 結(jié)論

隨葡萄籽提取物(GSE)添加濃度的增加,白度呈現(xiàn)降低趨勢,濃度低于0.050%時,秘魯魷魚魚丸白度無(p<0.05)顯著降低;硬度明顯提高,彈性無顯著性變化;破斷力、凹陷距離和凝膠強度(p<0.05)顯著升高,濃度高于0.050%時,凹陷距離和凝膠強度上升緩慢;T23組分峰面積比例顯著(p<0.05)增大、T24組分峰面積比例顯著(p<0.05)減小即葡萄籽提取物能提高秘魯魷魚魚丸的持水性,降低魚丸中水分的流動性。隨著葡萄籽添加量的增加,甲醛、二甲胺和三甲胺含量降低,氧化三甲胺增加;葡萄籽提取物添加量為0.050%時可顯著改善秘魯魷魚魚丸的凝膠特性、抑制TMAO的熱分解和減少FA含量,魚丸加工過程中添加0.050%葡萄籽提取物比較適宜。葡萄籽提取物通過與蛋白質(zhì)發(fā)生交聯(lián)作用,提高了魚丸的持水性和凝膠性能,葡萄籽中多酚類物質(zhì)與甲醛發(fā)生縮合反應,降低魚丸中甲醛含量。