鄒怡茜，陳海強,2，潘卓官，肖蘇堯，周愛梅*

（1.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，廣東廣州 510642）（2.陽江職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與環(huán)境工程系，廣東陽江 529500）

超高壓技術(shù)是一種非熱加工新技術(shù)，應(yīng)用領(lǐng)域涉及肉制品、乳制品、水產(chǎn)品、果蔬產(chǎn)品等[1]。超高壓不破壞分子共價鍵[2]，可顯著改善物料的結(jié)構(gòu)特性[3]，改善食品的品質(zhì)[4,5]。大量研究表明，超高壓誘導(dǎo)水產(chǎn)品凝膠化有望作為熱處理誘導(dǎo)凝膠化的替代方案[6-9]，但單獨的超高壓處理一般需要較高壓力（海水魚300～600 MPa，淡水魚400～600 MPa）水平才能得到較好品質(zhì)的魚糜凝膠制品[2,10-13]，例如，前人研究發(fā)現(xiàn)帶魚[28]、金線魚[35]、鰱魚[38]、鳙魚[2]魚糜單獨超高壓處理的最優(yōu)處理壓力分別為300～350 MPa/5 min、400 MPa/15 min、400 MPa/15 min、500 MPa/30 min，這導(dǎo)致超高壓設(shè)備投入和生產(chǎn)運行成本過高，不利于超高壓技術(shù)在魚糜制品加工中的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。我們前期研究表明，中超高壓耦合熱處理在改善低值海水魚魚糜凝膠特性方面顯著優(yōu)于單純較高壓力的超高壓處理和傳統(tǒng)的二段加熱處理[13]，但該技術(shù)對淡水魚魚糜凝膠特性的影響還需進(jìn)一步研究。

隨著傳統(tǒng)優(yōu)質(zhì)海水魚魚糜原料產(chǎn)量的下降以及我國魚糜制品需求量的不斷攀升，海水魚已無法滿足魚糜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求，價格低廉、產(chǎn)量穩(wěn)定的淡水魚有望成為魚糜制品加工的新原料。但相比于海水魚，淡水魚普遍存在凝膠形成能力弱的問題，采用傳統(tǒng)的二段熱處理技術(shù)無法滿足生產(chǎn)高品質(zhì)魚糜制品的需求，因此急需采用新技術(shù)來提高淡水魚魚糜制品的凝膠特性。鳙魚，又稱花鰱、胖頭魚、大頭魚、黑鰱、黃鰱[14]，是我國主要的淡水魚之一。2020 年我國鳙魚養(yǎng)殖產(chǎn)量高達(dá)3.13×106t，占全國淡水魚養(yǎng)殖產(chǎn)量的10.13%[15]。鳙魚富含蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)，氨基酸組成均衡性好，且脂肪酸組成具有較高的營養(yǎng)價值[16]。研究發(fā)現(xiàn)，鳙魚較其他淡水魚所制成的魚糜的凝膠特性適中[17-19]，適合作為淡水魚魚糜制品的生產(chǎn)原料代表。此外，由于魚糜凝膠是肌原纖維蛋白相互交聯(lián)形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，通過截留水分形成的彈性凝膠體，而經(jīng)過不同加工處理的魚糜凝膠，其水分子的存在狀態(tài)和分布會發(fā)生改變，進(jìn)而導(dǎo)致水分遷移，因此水分遷移與魚糜凝膠網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，并影響魚糜的凝膠特性[20]。

本文以淡水魚的代表鳙魚冷凍魚糜作為研究對象，開展不同壓力（100～500 MPa）耦合熱處理（40 ℃/30 min，90 ℃/20 min）對鳙魚魚糜凝膠的凝膠強度、持水性、白度及質(zhì)構(gòu)的影響，并探究超高壓耦合熱處理對魚糜凝膠水分含量和分布的影響，以期為淡水魚加工生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的魚糜制品提供有益參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

新鮮鳙魚，購于廣州市長湴菜市場；食鹽，廣州鹽業(yè)公司提供；蔗糖、山梨糖醇，食品級。

1.2 儀器與設(shè)備

UHPF-600 MPa 超高壓設(shè)備，中國包頭科發(fā)高壓科技有限責(zé)任公司；DS-1 高速組織搗碎機，上海標(biāo)本模型廠；DM-JRJJ 灌腸器，中國德明；CT3 質(zhì)構(gòu)儀，美國Brookfield；CR-10 色差儀，日本日立；HH-S8 水浴鍋，金壇市醫(yī)療儀器廠；EVO MA 15 掃描電子顯微鏡，德國ZEISS；低場核磁共振儀，蘇州紐邁分析儀器有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 樣品的制備

魚糜的制備：新鮮鳙魚去鱗、去頭、去內(nèi)臟、采肉、絞肉、漂洗（用5 倍冰水漂洗2 次/10 min，0.15%NaCl 漂洗1 次/10 min）、脫水、加抗凍劑（m=4%蔗糖、m=4%山梨糖醇）。

魚腸的制備：參照周愛梅等[21]的方法并略修改。冷凍鳙魚魚糜在4 ℃冰箱中解凍8 h 后，切成2 cm 的方塊并采用高速組織搗碎機將其搗碎1 min，根據(jù)冷凍魚糜的質(zhì)量加冰水，將魚糜水分含量調(diào)至79%左右，再添加2.5%（m/m）的食鹽，繼續(xù)搗碎4 min，趕氣后用灌腸器將魚糜灌入至腸衣中，魚腸長度在15 cm 左右。將魚腸分別在100、200、300、400、500 MPa 壓力下常溫保壓15 min，然后采用二段加熱法（40 ℃/30 min后再采用90 ℃/20 min 加熱）處理，記為超高壓耦合熱處理組（PH）；單純采用二段加熱法處理為對照組（0.1 PH）。所有加熱后的魚糜凝膠樣品立即置于冰水中冷卻（1 h），在4 ℃冰箱放置24 h 后進(jìn)行分析測定。

1.3.2 魚糜凝膠凝膠強度的測定

選用CT-3 質(zhì)構(gòu)儀測定魚糜凝膠的破斷力（g）、凹陷深度（mm），二者乘積為凝膠強度（g·cm）。具體測定方法為，將魚腸平衡至室溫后（2 h），切成直徑20 mm、高25 mm的柱形體進(jìn)行測定。選用直徑為5 mm的P/5 探頭，測試速度為1.0 mm/s，返回速度為1.0 mm/s，觸發(fā)力為4.0 g，循環(huán)次數(shù)為1 次，每個樣品做5 個平行樣。

1.3.3 魚糜凝膠質(zhì)構(gòu)的測定

參考 Maqsood 等[22]的方法對樣品的硬度（Hardness ）、彈性（Springiness ）、內(nèi)聚性（Cohesiveness）、咀嚼性（Chewiness）和膠著性（Gumminess）進(jìn)行測定。質(zhì)構(gòu)分析參數(shù)設(shè)定為：預(yù)測試速度為2 mm/s，測試速度為1.5 mm/s，測試后探頭上升速度為1.5 mm/s，形變量為50%，觸發(fā)力為25 g，循環(huán)次數(shù)為2 次。每組魚糜凝膠樣品重復(fù)測量7 次。

1.3.4 魚糜凝膠持水性（WHC）的測定

參考Pan 等[23]的方法測定持水性能。把魚糜凝膠樣品切成小塊（0.5 cm×0.5 cm×2 cm），用兩層濾紙包裹后置于50 mL 離心管內(nèi)，在10 000×g下4 ℃離心10 min，持水性計算公式為：

式中：

H——魚糜凝膠持水性（WHC），%；

CG——魚糜凝膠離心前的質(zhì)量，g；

CG’——魚糜凝膠離心后的質(zhì)量，g。

1.3.5 魚糜凝膠白度的測定

參考Balange 等[24]的方法測定魚糜凝膠的色差。將魚糜凝膠樣品切成厚3 mm 的圓片，采用色差儀CR-10進(jìn)行樣品色度分析。測定魚糜凝膠的L*（亮度）、a*（紅度）、b*（黃度），白度（D）計算公式為:

1.3.6 魚糜凝膠十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳(SDS-PAGE)

參考Chen 等[13]的方法測定魚糜凝膠的SDS-PAGE。

1.3.7 魚糜凝膠微觀結(jié)構(gòu)的觀察

參考Chen 等[25]的方法，將魚糜凝膠切成3 mm×3 mm×3 mm 的薄片，在室溫下，用2.5%（V/V）戊二醛固定12 h 后，在0.1 mol/L 磷酸鹽緩沖液（pH 值7.0）中浸泡10 min，依次用不同梯度（30%、50%、70%、80%、90%和100%）的乙醇溶液脫水10 min，冷凍干燥，噴金，掃描電子顯微鏡放大10 000 倍對樣品進(jìn)行觀察。

1.3.8 魚糜凝膠水分遷移的分析

將處理后的魚糜凝膠切成直徑20 mm、高30 mm的柱形體置于核磁管中，采用磁場強度為0.5 T 的低場核磁共振（LF-NMR）分析儀分析魚糜凝膠的水遷移率和分布，具體參考Wang 等[26]的方法進(jìn)行測量分析。

1.3.9 數(shù)據(jù)處理方法

使用Origin-pro 9.1 軟件進(jìn)行繪制，數(shù)據(jù)采用SPSS 19.0 軟件進(jìn)行顯著性、方差和相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同壓力耦合熱處理對鳙魚魚糜凝膠強度的影響

凝膠強度是指凝膠崩裂或斷裂時單位面積所受的力，反應(yīng)凝膠內(nèi)部結(jié)構(gòu)的堅實程度[27]。由圖1a 和1b可知，超高壓耦合熱處理魚糜凝膠的破斷力和凹陷深度隨著壓力的增大呈先增加后減小的趨勢，兩者均在300 MPa 時達(dá)到最大值，與傳統(tǒng)二段加熱的對照組（0.1 PH）相比，分別增加了60.23%和17.38%（p＜0.05）。圖1c 表明，超高壓耦合熱處理的鳙魚魚糜凝膠的凝膠強度顯著高于0.1 PH（p＜0.05）樣品，其中100、200、300、400、500PH 樣品的凝膠強度分別比0.1 PH 樣品（232.65 g·cm）提高了33.19%、38.08%、88.40%、50.05%、32.19%，過高壓力（＞300 MPa）處理下，魚糜凝膠強度顯著降低（p＜0.05）。這與Chen 等[28]研究結(jié)果相似，當(dāng)壓力達(dá)到400 MPa 或以上時，高壓與熱處理耦合的魚糜凝膠強度顯著降低。Ye 等[29]也得到類似結(jié)果，鰱魚魚糜凝膠經(jīng)超高壓結(jié)合熱處理，凝膠強度在壓力為300 MPa 時最大。我們前期研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，鳙魚魚糜單獨超高壓處理的最優(yōu)處理壓力為500 MPa[2]，而壓力耦合熱處理的最優(yōu)壓力為300 MPa，表明超高壓耦合熱處理可顯著降低壓力的需求，這有利于超高壓技術(shù)在魚糜產(chǎn)業(yè)中的推廣應(yīng)用。

圖1 不同壓力耦合熱處理對鳙魚魚糜凝膠強度的影響Fig.1 Effect of different pressure coupled heat treatment on the gel strength of bighead carp surimi

二段熱處理是魚糜制品加工企業(yè)廣泛應(yīng)用的魚糜凝膠化方法[30]。在二段加熱的40 ℃熱處理階段，魚糜內(nèi)源性轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶（Transglutaminase，TGase）催化魚糜蛋白質(zhì)的谷氨酰胺殘基和賴氨酸殘基進(jìn)行交聯(lián)，促進(jìn)蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)的結(jié)合[31]，形成品質(zhì)較好的魚糜凝膠。本研究發(fā)現(xiàn)，超高壓耦合熱處理（40 ℃/30 min，90 ℃/20 min）對鳙魚魚糜凝膠強度的改善顯著高于傳統(tǒng)的二段熱處理（p＜0.05），這可能是由于超高壓促進(jìn)魚糜蛋白質(zhì)的展開，使其二級結(jié)構(gòu)中的β-折疊結(jié)構(gòu)增多，活性巰基基團暴露。這些有利于在后續(xù)的熱處理階段中內(nèi)源性TGase 催化蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)交聯(lián)，形成致密的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，最終表現(xiàn)出更好的凝膠特性[12,32]。相對于更高壓力耦合熱處理組，300 MPa 超高壓耦合熱處理在改善魚糜凝膠強度方面更具有優(yōu)勢，這可能是因為魚糜內(nèi)源性TGase 活性隨著壓力的增加而降低[33]，過高壓力（＞300 MPa）抑制內(nèi)源性TGase 活性，從而不利于蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)的交聯(lián)。此外，蛋白質(zhì)展開和聚集的相對速度在魚糜凝膠網(wǎng)絡(luò)的形成中起著關(guān)鍵作用，在過高壓力（＞300 MPa）處理下，魚糜凝膠蛋白聚集速率比展開速率快，不利于蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)之間的交聯(lián)，導(dǎo)致蛋白質(zhì)快速形成大聚體并破壞均勻的凝膠結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致魚糜凝膠的凝膠強度下降[13,34]。

2.2 不同壓力耦合熱處理對鳙魚魚糜凝膠持水性的影響

持水性體現(xiàn)了魚糜凝膠的保水性，持水性越高，說明魚糜凝膠內(nèi)部的水分越不易流失。由圖2 可知，鳙魚魚糜凝膠持水性的變化和凝膠強度的變化較一致，超高壓耦合熱處理的鳙魚魚糜凝膠具有更高的持水能力，其中300PH 樣品的持水性為76.92%，較傳統(tǒng)二段熱處理的對照組樣品的持水性（73.43%）顯著提高了4.75%（p＜0.05）。然而，隨著壓力進(jìn)一步增加，鳙魚魚糜凝膠的持水性呈下降趨勢，其中500PH 魚糜凝膠的持水性相對于300PH 樣品和對照組的持水性分別下降了10.37%和6.12%，這可能是由于過高壓力不利于魚糜凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的改善，導(dǎo)致魚糜凝膠持水性下降[13]。適當(dāng)?shù)膲毫︸詈蠠崽幚泶龠M(jìn)魚糜蛋白質(zhì)之間的交聯(lián)，形成更加致密和均勻、更有彈性、更具包埋水分子能力的層次化三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而能鎖住更多水分，使魚糜凝膠具有更高的持水性[35,36]。

圖2 不同壓力耦合熱處理對鳙魚魚糜凝膠持水性的影響Fig.2 Effect of different pressure coupled heat treatment on the water holding capacity of bighead carp surimi gel

2.3 不同壓力耦合熱處理對鳙魚魚糜凝膠白度的影響

白度是魚糜凝膠的色澤指標(biāo)，是評價魚糜制品品質(zhì)的指標(biāo)之一[28]。如圖3 所示，不同壓力耦合熱處理的鳙魚魚糜凝膠均獲得較高的白度值（82.25～84.01），白度整體相差不大。中等水平壓力（100～300 MPa）耦合熱處理所獲得的鳙魚魚糜凝膠的白度值與對照組較接近（p＞0.05），隨著壓力的繼續(xù)升高，白度值呈上升的趨勢（p＜0.05），500PH 樣品的白度值獲得最大值（84.01），這與前人[37,38]的研究結(jié)果相似，加熱可導(dǎo)致魚糜凝膠白度的增加[32]。鳙魚屬紅肉魚，經(jīng)過壓力耦合熱處理后，魚糜凝膠白度的增加可能歸因于肌紅蛋白在熱處理過程中的變性，類似烹飪過程中肉色的變化[39]。此外，超高壓處理使魚糜凝膠網(wǎng)絡(luò)形成更小的孔洞，增加其不透明度，減少光吸收，從而提高白度[9]。

圖3 不同壓力耦合熱處理對鳙魚魚糜凝膠白度的影響Fig.3 Effect of different pressure coupled heat treatment on the whiteness of bighead carp surimi gel

2.4 不同壓力耦合熱處理對鳙魚魚糜凝膠質(zhì)構(gòu)的影響

由表1 可見，在不同的壓力耦合熱處理下，300PH魚糜凝膠的硬度、膠著性、咀嚼性顯著高于其他處理組（p＜0.05）。雖然300PH 魚糜凝膠的彈性與其他壓力耦合熱處理組無顯著差異（p＞0.05），但仍顯著高于傳統(tǒng)二段熱處理的對照組。300PH 魚糜凝膠的內(nèi)聚性顯著高于500PH 魚糜凝膠的內(nèi)聚性，但與對照組和其他壓力處理組無顯著差異（p＞0.05）。300PH 樣品的硬度、內(nèi)聚性、彈性、膠著性、咀嚼性較對照組依次增加了32.11%、2.72%、4.52%、34.83%、41.02%，表明適當(dāng)壓力耦合熱處理可以顯著地改善鳙魚魚糜的質(zhì)構(gòu)特性，這與前人的研究結(jié)果相似[25,38]。這可能是由于超高壓處理改變魚糜蛋白質(zhì)的構(gòu)象，促進(jìn)魚糜蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)-水的相互作用，而后續(xù)的加熱處理進(jìn)一步增強了魚糜凝膠網(wǎng)絡(luò)中蛋白質(zhì)的連接性和剛性，最后形成結(jié)構(gòu)完整、排列緊密有序的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而呈現(xiàn)出更高的硬度、內(nèi)聚性、膠著性和咀嚼性[32]；但過高的壓力（＞500 MPa）會使魚糜蛋白凝膠變性和聚集，致使凝膠網(wǎng)絡(luò)排列不規(guī)則，凝膠結(jié)構(gòu)變差[40]。

表1 不同壓力耦合熱處理對鳙魚魚糜凝膠質(zhì)構(gòu)的影響Table 1 Effect of different pressure coupled heat treatment on the texture of bighead carp surimi gel

2.5 不同壓力耦合熱處理對鳙魚魚糜凝膠SDS-PAGE 的影響

肌原纖維蛋白在對肉制品的內(nèi)聚結(jié)構(gòu)和質(zhì)地起重要作用，主要的蛋白質(zhì)是肌球蛋白重鏈（MHC）、肌動蛋白（Actin）[28]。由圖4 可知，隨著壓力的增加，MHC條帶和Actin 條帶的強度逐漸增強，壓力處理超過300 MPa 可能使肌原纖維結(jié)合絲氨酸蛋白酶鈍化，導(dǎo)致MHC 降解降低[13,28]。相對于0.1PH，300PH樣品的Actin條帶密度顯著性增加。100PH～300PH 樣品比400PH 和500PH 樣品的MHC 條帶密度弱，說明適度的壓力處理耦合熱處理促使肌球蛋白重鏈交聯(lián)或降解[5]。此外，在熱處理期間，TGase 催化MHC 的交聯(lián)[36]，適度的壓力處理可以誘導(dǎo)蛋白質(zhì)的展開，使肌球蛋白更容易被TGase 催化交聯(lián)[41]。

圖4 不同壓力耦合熱處理條件下鳙魚魚糜凝膠的SDS-PAGE圖像Fig.4 SDS-PAGE image of bighead carp surimi gel under different pressure coupled heat treatment

2.6 不同壓力耦合熱處理對鳙魚魚糜凝膠微觀結(jié)構(gòu)的影響

凝膠質(zhì)構(gòu)的物理性質(zhì)與微觀結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，致密有序的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可能具有更高的持水性和凝膠強 度[13]。從圖5 可以看出，不同壓力耦合熱處理對鳙魚魚糜凝膠微觀結(jié)構(gòu)具有明顯改善作用。傳統(tǒng)二段熱處理的對照組樣品表面不平整，魚糜凝膠蛋白交聯(lián)形成粗大的團簇狀聚集體，結(jié)構(gòu)松散分布不均勻。300PH 魚糜凝膠的空間結(jié)構(gòu)較平整光滑、有序均勻、結(jié)構(gòu)致密、孔洞數(shù)量明顯減少。適當(dāng)?shù)某邏禾幚砜墒刽~糜蛋白質(zhì)通過不同程度的展開和變性而改變結(jié)構(gòu)，從而促進(jìn)蛋白質(zhì)凝膠的改變，有助于后續(xù)熱處理獲得連續(xù)均勻的凝膠[42]，而過高壓力處理，會導(dǎo)致魚糜蛋白質(zhì)的降解或解聚，蛋白質(zhì)不規(guī)則聚集，堆積成塊，不利于水分保持在魚糜凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，導(dǎo)致魚糜凝膠強度和質(zhì)構(gòu)特性降低[43]。

圖5 不同壓力耦合熱處理對鳙魚魚糜凝膠微觀結(jié)構(gòu)的影響Fig.5 Effect of different pressure coupled heat treatment on the microstructure of bighead carp surimi gel

2.7 不同壓力耦合熱處理對鳙魚魚糜凝膠水分遷移的影響

采用低場核磁共振成像技術(shù)分析不同處理條件所獲得的鳙魚魚糜凝膠的水分分布情況、弛豫時間和峰面積。弛豫時間（T2）反映魚糜蛋白質(zhì)和水分子的結(jié)合情況，其中T21代表與大分子魚糜蛋白緊密結(jié)合的結(jié)合水，T22反映被滯留在魚糜凝膠結(jié)構(gòu)中的水，為不易流動水，而T23對應(yīng)于魚糜凝膠結(jié)構(gòu)外的流動性較大的自由水[44]。如圖6 和表2 所示，100PH、200PH、300PH魚糜凝膠樣品的T21和T22無顯著性差異（p＞0.05），并且沒有表現(xiàn)出與凝膠強度變化類似的趨勢，表明這兩部分的結(jié)合水能力對凝膠強度的提高貢獻(xiàn)較小。而隨著壓力的增加，PH 組魚糜凝膠的T21呈下降的趨勢，這可能是由于超高壓耦合熱處理能形成更均勻致密的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，增強對結(jié)合水的束縛，減弱水的流動性，從而導(dǎo)致水分子的弛豫時間降低[45]。A21、A22、A23分別為結(jié)合水、不易流動水和自由水的單位質(zhì)量峰面積，表示不同狀態(tài)水分的相對含量[46]。由圖6 或表2可以看出，超高壓耦合熱處理魚糜凝膠樣品均檢出自由水的峰，且0.1PH（對照組）樣品A23（自由水單位質(zhì)量峰面積）顯著高于壓力耦合熱處理組樣品（p＜0.05）。0.1PH 樣品的A22顯著小于其他壓力耦合熱處理組的A22，其中300PH 樣品的A22最高，這與凝膠強度和持水性一致，超高壓耦合熱處理增強魚糜蛋白與水分的緊密結(jié)合，使自由水向不易流動水遷移。此外，300PH魚糜凝膠的A21顯著高于0.1PH 的A21，表明超高壓耦合熱處理促進(jìn)水與蛋白質(zhì)的結(jié)合，更有利于增加魚糜凝膠結(jié)合水的含量，這可能是由于超高壓耦合熱處理更有利于形成更致密的魚糜凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，增加結(jié)合水的含量，減弱凝膠中水分子的流動性[47]。

表2 不同壓力耦合熱處理條件下鳙魚魚糜凝膠水分遷移率和水分分布的影響Table 2 Effect of different pressure coupling heat treatment on water mobility and water distribution of bighead carp surimi gel

圖6 不同壓力耦合熱處理條件下鳙魚魚糜凝膠T2弛豫時間的分布Fig.6 Distribution of T2 relaxation time of bighead carp surimi gel under different pressure coupled heat treatment conditions

磁共振成像（MRI）可以描述魚糜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)狀態(tài)和質(zhì)子的分布。偽彩圖顏色的深淺反映水分的含量，高質(zhì)子密度對應(yīng)紅色，水分含量較高；反之，顏色越暗（偏藍(lán)），水分含量少[48]。由圖7 可知，超高壓耦合熱處理組的鳙魚魚糜凝膠較對照組顏色偏紅、黃，說明壓力耦合熱處理有利于魚糜凝膠鎖住水分子。上述結(jié)果說明，超高壓耦合熱處理有利于增加魚糜凝膠對結(jié)合水和不易流動水的束縛，降低凝膠中水的流動性，從而導(dǎo)致魚糜凝膠呈現(xiàn)更高的持水性。

圖7 不同壓力耦合熱處理條件下鳙魚魚糜凝膠的MRI 圖像Fig.7 MRI image of bighead carp surimi gel under different pressure coupled heat treatment

2.8 相關(guān)性分析

由不同壓力耦合熱處理下不同指標(biāo)之間的聚類熱圖（圖8）分析可知，在不同壓力耦合熱處理條件下，鳙魚魚糜凝膠的凝膠強度與質(zhì)構(gòu)特性、A21、A22以及白度聚為一大類，表明這些指標(biāo)間的相關(guān)性可能比較高。由表3 可知，魚糜凝膠的破斷強度、凹陷深度、硬度、內(nèi)聚性、彈性、膠著性、咀嚼性、A21、A22、A23與凝膠強度的相關(guān)系數(shù)分別為0.99、0.91、0.97、0.68、0.94、0.98、0.98、0.74、0.83、-0.76。由此可知，在不同壓力耦合熱處理條件下，超高壓耦合熱處理改善魚糜凝膠的凝膠強度與凝膠的破斷強度、凹陷深度、硬度、彈性、膠著性、咀嚼性、A22具有高度正相關(guān)性（相關(guān)系數(shù)＞0.8），與凝膠的內(nèi)聚性、A21具有中度正相關(guān)性（相關(guān)系數(shù)在0.5～0.8 之間），與A23呈負(fù)相關(guān)。綜上所述，超高壓耦合熱處理改善鳙魚魚糜凝膠的凝膠強度是由魚糜凝膠特性中的破斷強度、凹陷深度、凝膠質(zhì)構(gòu)特性的提高所貢獻(xiàn)，魚糜凝膠中的水分分布的狀態(tài)和含量的變化與魚糜的凝膠強度、凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，300PH 誘導(dǎo)魚糜凝膠形成致密多孔有序的凝膠網(wǎng)絡(luò)，使自由水向不易流動水和結(jié)合水遷移，并增強對水分的束縛能力，凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與水分的變化共同影響魚糜凝膠的特性。

圖8 壓力耦合熱處理鳙魚凝膠特性與各指標(biāo)之間的聚類熱圖Fig.8 The clustering heat map between the gel characteristics and various indicators of bighead carp surimi gel under different pressure-coupled heat treatment

表3 不同壓力耦合熱處理形成的魚糜凝膠強度和其他指標(biāo)的相關(guān)性分析Table 3 Correlation analysis of surimi gel strength and other indicators formed by different pressure coupled heat treatment

3 結(jié)論

超高壓耦合熱處理對鳙魚魚糜凝膠特性的改善顯著高于傳統(tǒng)的二段熱處理（p＜0.05）。隨著壓力的提高，鳙魚魚糜的凝膠強度、白度和質(zhì)構(gòu)特性得到顯著改善。核磁共振弛豫時間和相應(yīng)的峰面積表明，適當(dāng)?shù)某邏厚詈蠠崽幚硇纬傻聂~糜凝膠結(jié)構(gòu)對結(jié)合水的束縛能力顯著高于傳統(tǒng)的二段熱處理樣品（p＜0.05），A23（自由水單位峰面積）顯著降低，有利于魚糜凝膠水分的保持，提高持水性。過高壓力耦合熱處理不利于魚糜凝膠蛋白與水的相互作用，500PH 魚糜凝膠樣品的凝膠強度、持水性、質(zhì)構(gòu)特性顯著下降（p＜0.05）。因此超高壓耦合熱處理會影響魚糜凝膠內(nèi)的水分分布，能顯著改善魚糜的凝膠特性，提高魚糜凝膠的品質(zhì)。SDS-P AGE 表明，超高壓耦合熱處理可導(dǎo)致肌原纖維蛋白中MHC 和Actin 的降解。根據(jù)相關(guān)性分析，超高壓耦合熱處理下的鳙魚魚糜凝膠的破斷強度、硬度、彈性、咀嚼性、A22與凝膠強度顯著性相關(guān)（相關(guān)系數(shù)＞0.8），與A21呈中度相關(guān)性（相關(guān)系數(shù)在0.5～0.8 之間），說明魚糜的凝膠強度、質(zhì)構(gòu)特性與水分狀態(tài)共同影響魚糜的凝膠特性，300PH 有利于鳙魚魚糜凝膠形成致密網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，鎖住更多的結(jié)合水，并限制不易流動水向自由水遷移，從而改善魚糜凝膠的凝膠特性。