于楠楠，王衛(wèi)東，陳學(xué)紅，馬利華，戴曉娟，張建萍*

徐州工程學(xué)院食品（生物）工程學(xué)院（徐州 221018）

魚糜制品因其蛋白質(zhì)含量高，脂肪、膽固醇含量低且食用方便深受消費(fèi)者歡迎，是一種具有良好發(fā)展前景的現(xiàn)代水產(chǎn)加工食品[1]。魚糜制品多以冷凍或冷藏為主，流通和食用形式較單一，高溫殺菌處理能夠?qū)崿F(xiàn)魚糜制品的常溫貯藏。然而高溫殺菌會(huì)造成蛋白質(zhì)主要二級(jí)結(jié)構(gòu)的破壞，肌球蛋白重鏈完全消失，肌動(dòng)蛋白含量顯著下降，造成凝膠劣化，導(dǎo)致凝膠強(qiáng)度降低[2]。

TG酶（谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶）是一種新型食品添加劑，能催化賴氨酸ε-氨基基團(tuán)與谷氨酰胺上γ-羧基酰胺基生成ε-（γ-Gln）-Lys鍵，可以改善魚糜制品的凝膠特性[3]。Kamath等[4]研究發(fā)現(xiàn)TG酶可以促進(jìn)肌球重鏈蛋白發(fā)生交聯(lián)，形成共價(jià)鍵，促進(jìn)凝膠形成。

國(guó)內(nèi)外關(guān)于TG酶在高溫條件下對(duì)白鰱魚糜凝膠特性影響的研究較少，因此，以白鰱魚糜為原料，研究TG酶對(duì)高溫殺菌淡水魚糜凝膠品質(zhì)的影響，以期為生產(chǎn)具有較好凝膠品質(zhì)的常溫淡水魚糜制品提供理論支持和加工依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 主要材料與試劑

白鰱冷凍魚糜（AAA，湖北井力水產(chǎn)食品有限公司）；TG酶（酶活200 U/g，江蘇一鳴生物股份有限公司）；食鹽（江蘇省鹽業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司）。

1.1.2 主要儀器與設(shè)備

料理機(jī)（JYL-D020型，九陽(yáng)股份有限公司）；數(shù)顯電子恒溫水浴鍋（HH-4型，常州國(guó)華電器有限公司）；物性分析儀（TMS-PRO型，美國(guó)FTC儀器公司）；流變儀（MCR302型，奧地利安東帕有限公司）；分光測(cè)色儀（WS70C型，深圳威福光電科技有限公司）；紅外光譜儀（TENSOR27型，德國(guó)布魯克公司）。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 魚糜凝膠的制備

根據(jù)Zhang等[5]的試驗(yàn)方法略作修改。將冷凍白鰱魚糜置于4℃冰箱中解凍12 h，將解凍后的魚糜切塊，稱重。將一定質(zhì)量的魚糜塊置于料理機(jī)中斬拌5 min，使組織充分破碎。向其中添加2%食鹽，斬拌5 min，加入0.1%，0.2%，0.3%，0.4%和0.5%的TG酶，繼續(xù)斬拌3 min。斬拌過(guò)程控制溫度低于10℃。將斬拌好的肉泥擠入腸衣中，用棉線封口。將魚糜放入恒溫水浴鍋中，使用兩段加熱法熟制，在40℃下加熱30 min，隨后90℃下20 min。將成型的魚糜凝膠取出，放入高溫滅菌鍋中，于121℃滅菌10 min，加熱完成后于冰水中冷卻至室溫，在4℃冰箱中放置過(guò)夜，以備后續(xù)試驗(yàn)使用。

1.2.2 質(zhì)構(gòu)測(cè)定

將待測(cè)樣品取出恢復(fù)至室溫，剝?nèi)ツc衣，切成長(zhǎng)2.5 cm、直徑2.5 cm圓柱形。使用TMS-PRO物性分析儀對(duì)魚糜凝膠進(jìn)行質(zhì)地多面剖析。TPA測(cè)試：選取P/0.5平底圓柱形探頭，設(shè)置測(cè)試條件為起始力0.1 N；測(cè)試速度60 mm/min；形變量40%；探頭回升到樣品表面上的高度30 mm；力量感應(yīng)元量程250 N。每組試驗(yàn)重復(fù)6次，取平均值。

1.2.3 白度測(cè)定

采用色差儀進(jìn)行白度的測(cè)定，儀器采用標(biāo)準(zhǔn)白板校正。把魚糜樣品切成厚5 mm的薄片，測(cè)定其L*、a*、b*值，每個(gè)樣品測(cè)3次，取平均值。白度按式（2）計(jì)算。

式中：L*為樣品亮度；a*為樣品偏紅程度；b*為樣品偏黃程度。

1.2.4 持水性測(cè)定

稱取10 g左右魚糜制品，取10 g左右樣品至50 mL離心管中，準(zhǔn)確稱質(zhì)量W1（g），將離心管置于冷凍離心機(jī)中以10 000×g離心10 min。取出后將離心管倒置棄去水溶液，用濾紙將殘余水分吸干，準(zhǔn)確稱質(zhì)量，記為W2（g）。離心管的質(zhì)量為W0（g）。每份樣品重復(fù)測(cè)定3次，取平均值。持水性按式（3）計(jì)算。

1.2.5 流變特性測(cè)定

根據(jù)Hu等[6]的方法，采用MCR302流變儀對(duì)魚糜的儲(chǔ)能模量（G’）進(jìn)行測(cè)定。將樣品置于底部平臺(tái)，采用直徑20 mm平行板，狹縫1 mm，應(yīng)變1%，頻率1 Hz。進(jìn)行動(dòng)態(tài)溫度掃描，升溫速率2℃/min，升溫范圍25～120℃；應(yīng)變掃描確定應(yīng)變1%，頻率1 Hz位于線性黏彈區(qū)間。為防止水分蒸發(fā)，在測(cè)試時(shí)采用硅油封住樣品。

1.2.6 紅外光譜檢測(cè)

參照馬玉嬋等[7]的方法，把魚糜樣品切成碎片，置于培養(yǎng)皿中，覆上保鮮膜，表面戳洞，置于冷凍干燥機(jī)中進(jìn)行冷凍干燥，稱取1 mg樣品與1 g純KBr混合，用研缽研磨均勻，在油壓機(jī)上用5×107～10×107Pa壓力壓成透明薄片，室內(nèi)溫度25℃，掃描范圍400～4 000 cm-1，掃描次數(shù)16，分辨率4 cm-1。

2 結(jié)果與討論

2.1 TG酶對(duì)高溫殺菌魚糜凝膠質(zhì)構(gòu)特性的影響

如表1所示，與對(duì)照組相比，隨著TG酶添加量增加，高溫處理魚糜制品的硬度逐漸增大，當(dāng)TG酶添加量為0.5%時(shí)，魚糜凝膠硬度和彈性最大，與對(duì)照組相比分別增加41.2%和14.7%。添加TG酶可顯著增加魚糜凝膠內(nèi)聚性，膠黏性和咀嚼性具有與硬度相似的變化趨勢(shì)。高溫加熱條件下，組成魚糜凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的肌球蛋白和肌動(dòng)蛋白等被降解，三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)被破壞，導(dǎo)致凝膠劣化。而TG酶的添加則有利于在高溫條件下加熱時(shí)，形成熱不可逆凝膠。

表1 TG酶對(duì)高溫殺菌魚糜凝膠質(zhì)構(gòu)的影響

凝膠強(qiáng)度是反映魚糜制品凝膠品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。由圖1可知，高溫殺菌魚糜制品的凝膠強(qiáng)度隨著TG酶添加量增加而逐漸增大，當(dāng)添加量為0.5%時(shí)，凝膠強(qiáng)度比對(duì)照組增加61.5%。這是因?yàn)門G酶的加入催化形成更多ε-（γ-谷氨酸）-賴氨酸鍵，使蛋白質(zhì)分子間共價(jià)交聯(lián)作用增強(qiáng)，加強(qiáng)凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成。于繁千惠等[8]認(rèn)為，TG酶的添加能夠增強(qiáng)120℃高溫處理魚糜凝膠的破斷力、破斷距離，顯著增加魚糜制品的凝膠強(qiáng)度。馬玉嬋等[7]的研究也發(fā)現(xiàn)在魚糜凝膠制作過(guò)程中添加TG酶可顯著增強(qiáng)魚糜制品凝膠強(qiáng)度。

圖1 TG酶對(duì)高溫殺菌魚糜凝膠強(qiáng)度的影響

2.2 TG酶對(duì)高溫殺菌魚糜凝膠持水性的影響

由圖2可知，與對(duì)照組相比，TG酶的添加顯著增加高溫殺菌魚糜凝膠的持水性。這是由于TG酶促進(jìn)魚肉中肌原纖維蛋白之間交聯(lián)，形成的凝膠網(wǎng)絡(luò)更加牢固，鎖住大量自由水，因此高溫殺菌后水分損失較少。當(dāng)TG酶添加量為0.4%時(shí)，持水性最大，隨著TG酶添加量增加，持水性變化不顯著。才衛(wèi)川等[9]研究同樣發(fā)現(xiàn)在雞肉糜制品加工過(guò)程中，TG酶的添加能顯著提高產(chǎn)品保水率。

2.3 TG酶對(duì)高溫殺菌魚糜凝膠白度的影響

白度是魚糜制品品質(zhì)的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)之一。高溫殺菌處理會(huì)引起魚糜制品種水分子重新排列，此外還會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)的非共價(jià)鍵被破壞，蛋白質(zhì)發(fā)生變性，引起魚糜凝膠白度降低[10]。由圖3可知，TG酶的加入能顯著提高魚糜制品白度，隨著TG酶添加量的逐漸增大，魚糜制品白度呈緩慢增長(zhǎng)趨勢(shì)。說(shuō)明加入TG酶后，大量自由水被保留在凝膠網(wǎng)絡(luò)中，較好地保持魚糜制品透明度，提高魚糜制品白度。

圖2 TG酶對(duì)高溫殺菌魚糜凝膠持水性的影響

圖3 TG酶對(duì)高溫殺菌魚糜凝膠白度的影響

2.4 TG酶對(duì)高溫殺菌魚糜流變特性的影響

流變特性用來(lái)分析魚糜凝膠的非破斷凝膠特性。對(duì)魚糜樣品在線性黏彈區(qū)內(nèi)進(jìn)行溫度掃描，結(jié)果如圖4所示。結(jié)果表明，流變曲線呈現(xiàn)與肌球蛋白相似的典型四階段變化[11]。隨著溫度增加，樣品的G’略微升高，隨后迅速降低至最小值，升高溫度，G’逐漸升高。當(dāng)溫度低于40℃時(shí)，加入0.2% TG酶的魚糜具有較高的儲(chǔ)能模量，空白組最低。當(dāng)溫度高于55℃時(shí)，隨著溫度升高，TG酶添加量越大，樣品的儲(chǔ)能模量增加越快。隨著TG酶含量增加，魚糜儲(chǔ)能模量逐漸增大。當(dāng)溫度升高到120℃時(shí)，添加0.5% TG酶的彈性模量為8 453.4 Pa，是空白組的1.8倍。加熱過(guò)程中，肌球蛋白輕鏈發(fā)生變性，引起蛋白溶膠G’減小，進(jìn)而形成熱不可逆的凝膠[12]。Carlos等[13]研究發(fā)現(xiàn)在加熱過(guò)程中，TG酶添加能提高儲(chǔ)能模量。

2.5 TG酶對(duì)高溫殺菌魚糜凝膠紅外光譜的影響

酰胺I區(qū)的譜帶（1 600～1 700 cm-1）可用來(lái)表征蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)，主要包括C＝O的伸縮振動(dòng)、N—H平面內(nèi)彎曲振動(dòng)、C—C—N彎曲振動(dòng)和C—N伸縮振動(dòng)[14]。酰胺I區(qū)通常由α-螺旋（1 645～1 657 cm-1）、β-折疊（1 665～1 680 cm-1）、β-轉(zhuǎn)角（1 680 cm-1附近）和無(wú)規(guī)則卷曲（1 660～1 665 cm-1）組成[15]。由圖5可以看出，空白組在1 645 cm-1附近出現(xiàn)吸收峰，經(jīng)過(guò)高溫殺菌處理后，添加TG酶的樣品在1 649 cm-1附近出現(xiàn)吸收峰，說(shuō)明高溫殺菌魚糜制品蛋白中α-螺旋含量較高。添加TG酶后，催化形成更多無(wú)規(guī)則卷曲結(jié)構(gòu)，形成更多的ε-（γ-谷氨酸）-賴氨酸鍵，促進(jìn)蛋白質(zhì)分子間凝膠網(wǎng)絡(luò)的形成，改善魚糜凝膠品質(zhì)。

圖4 TG酶對(duì)高溫殺菌魚糜流變特性的影響

圖5 TG酶對(duì)高溫殺菌魚糜凝膠紅外光譜的影響

3 結(jié)論

添加TG酶可以改善高溫殺菌淡水魚糜的凝膠品質(zhì)。TG酶能夠提高殺菌魚糜凝膠的凝膠強(qiáng)度、硬度和彈性，增加持水性、白度及儲(chǔ)能模量，維持蛋白質(zhì)α-螺旋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。當(dāng)TG酶添加量為0.5%時(shí)，所制得高溫殺菌魚糜凝膠具有較好的熱穩(wěn)定性。因此，TG酶的加入能減少高溫殺菌魚糜凝膠品質(zhì)劣化。