羅璨，陳超，姜澤東，伍凌，倪輝，*，李清彪

（1.集美大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，福建廈門361021；2.福建省食品微生物與酶工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建廈門361021；3.廈門市食品生物工程技術(shù)研究中心，福建廈門361021；4.福建省安井食品有限公司，福建廈門361021）

魚糜制品，因營養(yǎng)豐富且食用方便，而深受消費(fèi)者喜愛。傳統(tǒng)魚糜產(chǎn)品包括魚香腸、棒狀蟹肉、模擬蝦肉、魚糕、竹輪等[1-3]。近年來，隨著人們生活水平提高及科技進(jìn)步，在傳統(tǒng)魚糜產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，二次成型魚糜逐漸成為魚糜新產(chǎn)品研發(fā)熱點(diǎn)。目前，二次成型魚糜制品的生產(chǎn)方法是通過螺桿擠壓提高魚糜蛋白的質(zhì)感，再進(jìn)行調(diào)味和二次形態(tài)加工，最終制成形態(tài)、組織性能和風(fēng)味各異的產(chǎn)品。但是，螺桿擠壓會導(dǎo)致魚糜凝膠強(qiáng)度及彈性顯著降低。針對該情況，有關(guān)學(xué)者提出在魚糜凝膠階段進(jìn)行濕法初次成型，從而代替螺桿擠壓制備纖維或其他形態(tài)的魚糜，再進(jìn)行調(diào)味及二次成型加工。采用該方法進(jìn)行二次魚糜產(chǎn)品加工，不僅凝膠階段的白度和持水性對最終魚糜產(chǎn)品的顏色和口感具有重要影響[4-7]，而且要求魚糜在凝膠階段具有較高凝膠強(qiáng)度硬度和膠著性，同時(shí)需要較低的黏聚性，以便提高加工的可操作性及形態(tài)的完整性，從而提高最終二次成型產(chǎn)品形態(tài)[2-4]。

魚糜產(chǎn)品生產(chǎn)的關(guān)鍵生物化學(xué)反應(yīng)是谷氨酸（Gln）殘基 γ-羧基酰胺基和賴氨酸（Lys）殘基 ε-氨基形成酰胺鍵，從而形成蛋白質(zhì)凝膠。相關(guān)研究表明，在魚糜制品中添加谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶（glutamine transaminase，TGase）可以催化谷氨酸（Gln）殘基 γ-羧基酰胺基與賴氨酸（Lys）殘基ε-氨基發(fā)生交聯(lián)，促進(jìn)分子內(nèi)或分子間產(chǎn)生ε-（γ-Glu）-Lys架橋黏結(jié)，使肌球蛋白重鏈（promote myosin heavy chain，MHC）互相交聯(lián)而提高凝膠強(qiáng)度。此外，人們還發(fā)現(xiàn)卡拉膠多糖與魚糜中的鹽溶性蛋白可通過靜電相互作用、氫鍵和共價(jià)鍵等連接作用形成卡拉膠魚糜復(fù)合凝膠，從而改善魚糜制品的品質(zhì)[8-13]。因此，TG酶和卡拉膠是兩種常用提高魚糜制品質(zhì)量的方法。

卡拉膠又稱為鹿角菜膠或角叉菜膠，是1，3-α-D-吡喃半乳糖和1，4-β-D-吡喃半乳糖為基本骨架交替連接而成的線性多糖；根據(jù)分子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的不同可分成 Kappa（K 型）、Iota（I型）、Ramota（λ型）等類別[14-15]。目前，商品的卡拉膠主要是K型和I型卡拉膠，λ型卡拉膠尚未商業(yè)化生產(chǎn)。黃金發(fā)[16]發(fā)現(xiàn)卡拉膠能顯著增大魚糜體系的彈性模量及粘結(jié)性；陳海華等[17]發(fā)現(xiàn)卡拉膠可與竹莢魚魚糜形成均勻、致密的凝膠。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)I型卡拉膠魚糜復(fù)合凝膠中的流變特性不僅與卡拉膠的流變和水動(dòng)力特性相關(guān)，還取決于它們的鏈狀或球狀結(jié)構(gòu)形式[18-19]。因此，卡拉膠是魚糜制品中常用的品質(zhì)改良劑[17，20-22]。目前，I型卡拉膠和K型卡拉膠對魚糜凝膠加工性能的影響研究還很不充分，尤其是卡拉膠對魚糜TG酶輔助凝膠的性質(zhì)影響尚未進(jìn)行深入研究[23-24]。

白鰱魚（Hypophthalmichthys molitrix）是我國傳統(tǒng)養(yǎng)殖的“四大家魚”之一，在淡水養(yǎng)殖魚類中產(chǎn)量位居第二，占淡水魚總產(chǎn)量的15%～20%，其含有大量細(xì)刺、食用價(jià)值低，是我國生產(chǎn)魚糜制品的一種主要加工原料。本文以白鰱魚糜為對象，對比分析I型和K型卡拉膠對白鰱魚糜TG酶輔助凝膠性能的影響，為合理應(yīng)用工業(yè)化生產(chǎn)的卡拉膠與TG酶聯(lián)合作用提高魚糜制品，尤其是二次成型魚糜產(chǎn)品的質(zhì)量提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

AA級白鰱魚糜：福建省安井食品有限公司。復(fù)合磷酸鹽（焦磷酸鈉、六偏磷酸鈉、三聚磷酸鈉質(zhì)量比1 ∶1∶1）、食鹽、TG-1增強(qiáng)型谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶（120U/g）、聚偏二氯乙烯腸衣：青瑞食品有限公司。

1.2 主要儀器設(shè)備

ESJ205-4型電子天平、HWSY型電熱恒溫水浴鍋、WSB-V1型智能白度測定儀、TP-110型灌腸器：杭州大吉光電儀器有限公司；TA-XT Plus型質(zhì)構(gòu)儀：英國Stable Micro System公司；Sigma-18k高速冷凍離心機(jī)：德國Sigma公司；高速打漿機(jī)（1 600 r/min）：福建省安井食品有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 魚糜樣品制備

將凍結(jié)的AA級鰱魚漿從冷庫中取出，放4℃冰箱中平衡12 h，取出480 g，加入到魚糜打漿機(jī)中，再加入質(zhì)量比1∶1∶1的復(fù)合磷酸鹽0.6 g、食鹽12 g、TG酶0.6 g，空擂40 s；再加入魚漿質(zhì)量 2%的 NaCl，鹽擂1.5 min后加入60 g冰水繼續(xù)鹽擂1 min，立刻進(jìn)行調(diào)味擂。調(diào)味擂是在鹽擂后加入TG酶0.6 g，再分別加入K型卡拉膠（K組）或I型卡拉膠（I組）0.6 g，擂潰30 s，加入60 g冰水繼續(xù)擂潰1 min進(jìn)行灌腸；參考嚴(yán)菁[25]的方法43℃水浴加熱20 min進(jìn)行凝膠，制得凝膠魚糜；樣品用碎冰快速冷卻后放在4℃平衡12 h備用。

1.3.2 凝膠強(qiáng)度的測定

將置于4℃條件下的魚糜切成2.5 cm高的圓柱體，使用直徑5 mm球形探頭（P/5S）在質(zhì)構(gòu)儀上測定破斷力和破斷距離[18]。質(zhì)構(gòu)儀設(shè)置為壓縮測試模式，測試前速度為3 mm/s，下壓速度為1.0 mm/s，回復(fù)速度為3 mm/s，變形為15 mm，感應(yīng)力為5 g。凝膠強(qiáng)度為破斷力與破斷距離的乘積。

1.3.3 白度的測定

將制作的魚糜樣品切為5 mm厚，10 mm直徑的圓柱形，放入WSB-V1型智能白度測定儀中測量，每個(gè)樣品測3個(gè)平行數(shù)值。

1.3.4 持水性的測定

參考黃玉平等[26]方法，稱量5 g左右塊狀魚糜，用3層濾紙包裹放入離心管中，在4℃、5 000 r/min的條件下離心15 min，根據(jù)離心前后樣品質(zhì)量計(jì)算魚糜凝膠持水性。

式中：W1為離心前魚糜凝膠質(zhì)量，g；W2為離心后魚糜凝膠質(zhì)量，g。

1.3.5 質(zhì)構(gòu)（texture profile analysis，TPA）的測定

將魚肉凝膠分切成直徑20 mm、高10 mm的圓柱體試樣。選用質(zhì)構(gòu)儀TPA模型進(jìn)行分析，壓縮探頭為不銹鋼P(yáng)/36R圓柱形，設(shè)定為觸發(fā)類型Button，測試速率為1.00 mm/s，返回速率為1.00 mm/s，下壓距離為4.00 mm，二次壓縮間的停留時(shí)間為5 s。測試參數(shù)包括：硬度、黏聚性、膠著性、彈性、咀嚼性、黏性。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

魚糜白度和持水性測定至少進(jìn)行3次平行試驗(yàn)，凝膠強(qiáng)度和TPA數(shù)據(jù)每組至少做5個(gè)平行結(jié)果。用Microsoft Excel 2003計(jì)算平均值，采用SPSS 17.0軟件和Microsoft Excel 2003進(jìn)行單因素方差分析（one-way ANOVA），用Duncan多重檢驗(yàn)分析顯著性（P<0.05）。

2 結(jié)果與討論

2.1 I/K型卡拉膠對白鰱魚糜TG酶凝膠的強(qiáng)度的影響

I/K型卡拉膠對白鰱魚糜TG酶凝膠的強(qiáng)度的影響見圖1。

圖1 I/K型卡拉膠對白鰱魚糜TG酶凝膠的強(qiáng)度影響Fig.1 Effects of I/K-carrageenans on gel strength of silver carp surimi at TGase gelation phase

對于魚糜TG凝膠，I型卡拉組的凝膠強(qiáng)度顯著大于K型卡拉膠組和對照組，但K型卡拉膠組與對照組無顯著差異。以上結(jié)果說明加入I型卡拉膠可增加魚糜TG酶凝膠的凝膠強(qiáng)度，而K型卡拉膠卻沒有這種效果。K和I卡拉膠的硫酸鹽基團(tuán)數(shù)量及位置具有不同，其中K型卡拉膠在1，3-α-D-吡喃半乳糖（G）的O-4處有一個(gè)硫酸鹽基團(tuán)，而I型卡拉膠在1，4-β-D-吡喃半乳糖（AG）的O-2處有一個(gè)額外的硫酸鹽基團(tuán)。它們的凝膠特性也具有差異，其中K型卡拉膠凝膠是大量雙螺旋聚集而成團(tuán)聚體，形成的是剛性粗網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；而I型卡拉膠形成較少或沒有團(tuán)聚體的細(xì)網(wǎng)絡(luò)凝膠網(wǎng)絡(luò)[27-28]。此外，研究者還發(fā)現(xiàn)I型卡拉膠與K型卡拉膠在魚糜體系的分配形式存在差異[19，29]。因此，本文發(fā)現(xiàn)I型卡拉膠和K型卡拉膠對白鰱魚糜TG酶凝膠的強(qiáng)度具有不同影響，這可能是由于I型卡拉膠和K型卡拉膠與魚糜凝膠作用方式和在魚糜中分配方式不同所導(dǎo)致，I型卡拉膠沒有形成雙螺旋團(tuán)聚體，有利于魚糜蛋白質(zhì)中的氨基與I卡拉膠的硫酸基團(tuán)發(fā)生靜電相互作用[13，29]而加固凝膠骨架；K型卡拉膠形成雙螺團(tuán)聚體，阻礙了硫酸基團(tuán)與魚糜蛋白質(zhì)氨基發(fā)生交互作用。

2.2 I/K型卡拉膠對白鰱魚糜TG酶凝膠白度的影響

I/K型卡拉膠對白鰱魚糜TG酶凝膠白度的影響見圖2。

圖2 I型和K型卡拉膠對白鰱魚糜TG酶凝膠白度的影響Fig.2 Effects of I/K-carrageenans on whiteness of silver carp surimi at TGase gelation phase

如圖2所示，I型卡拉膠組白度大于K型卡拉膠組；且I型卡拉膠組和K型卡拉膠組，白度都大于對照組。相關(guān)研究表明魚糜蛋白在凝膠過程中形成孔洞，卡拉膠在魚糜凝膠形成過程充填了蛋白質(zhì)凝膠間的孔洞，導(dǎo)致凝膠的層次增加，使得反射的光增強(qiáng)，因此白度增加[9-10]。I型卡拉膠組白度大于K型卡拉膠組，其原因可能是I型卡拉膠與K型卡拉膠的結(jié)構(gòu)細(xì)微差異，導(dǎo)致其引起魚糜凝膠層次增加的差異。I型卡拉膠沒有形成雙螺旋團(tuán)聚體[27-28]，有利于充填到魚糜凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中；K型卡拉膠形成雙螺團(tuán)聚體[27-28]，阻礙了其均勻充填到魚糜網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中。

2.3 I/K型卡拉膠對白鰱魚糜TG酶凝膠持水性的影響

I/K型卡拉膠對白鰱魚糜TG酶凝膠持水性的影響見圖3。

圖3 I型和K型卡拉膠對白鰱魚糜TG酶凝膠持水性的影響Fig.3 Effects of I/K-carrageenans on water holding capability of silver carp surimi at TGase gelation phase

目前，魚糜工業(yè)生產(chǎn)中卡拉膠的添加量為0.1%左右，本研究在魚糜中分別添加0.1%的I型和K型卡拉膠，分析其對白鰱白鰱魚糜TG酶凝膠持水性的影響。由圖3可知，I型卡拉膠組、K型卡拉膠組和對照組魚糜在凝膠階段的持水性均無顯著差異。該結(jié)果與Montero等[29]關(guān)于K型卡拉膠對凝膠后熟化階段的蛋白質(zhì)凝膠持水性沒有顯著性影響的結(jié)果相似；但與Pérez-Mateos等[19]指出在魚糜體系中添加0.5%～4%I型卡拉膠可增加持水性不一致，其原因可能是Pérez-Mateos等[19]研究中的添加量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于本研究中卡拉膠添加量所導(dǎo)致。也許進(jìn)一步提高卡拉膠的添加量可能獲得Pérez-Mateos等[19]相似的結(jié)果，但是進(jìn)一步提高添加量不符合工業(yè)應(yīng)用實(shí)際情況。

2.4 I/K型卡拉膠對白鰱魚糜TG酶凝膠TPA的影響

I型和K型卡拉膠對白鰱魚糜TG酶凝膠TPA的影響見表1。

表1 I型和K型卡拉膠對白鰱魚糜TG酶凝膠TPA的影響Table 1 Effects of I/K-carrageenans on TPA of silver carp surimi at TGase gelation phase

如表1所示，I型卡拉膠組硬度、膠著性、咀嚼性顯著高于K型卡拉膠組和對照組，而黏性、彈性和黏聚性與K型卡拉膠組及對照組無顯著性差異；此外，K型卡拉膠組和對照組的所有TPA指標(biāo)都沒有顯著差異。相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道的I型卡拉膠與K型卡拉膠凝膠結(jié)構(gòu)方面的差異[27-28]，該結(jié)果進(jìn)一步說明兩種卡拉膠凝膠結(jié)構(gòu)的差異對白鰱魚糜TG酶凝膠的TPA具有顯著影響。

3 結(jié)論

通過對比研究K型卡拉膠和I型卡拉膠對白鰱魚糜TG酶凝膠的凝膠強(qiáng)度、白度、持水性和TPA的影響，發(fā)現(xiàn)I型卡拉膠可顯著增加白鰱魚糜TG酶凝膠的凝膠強(qiáng)度、白度、硬度、膠著性和咀嚼性，而添加K型卡拉膠對白鰱魚糜TG酶凝膠的強(qiáng)度、白度和TPA沒有顯著影響。該結(jié)果說明，I型卡拉膠可顯著提高白鰱魚糜TG酶凝膠的加工性質(zhì)，而K型卡拉膠不能提高白鰱魚糜TG酶凝膠性質(zhì)，為提高魚糜產(chǎn)品尤其是二次成型的魚糜產(chǎn)品的質(zhì)量提供了重要的參考信息。