謝智芬,劉俊榮,趙艷秋,俞微微

(大連海洋大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧省水產(chǎn)品加工及綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,遼寧 大連 116023)

隨著中國遠(yuǎn)洋漁業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，北太平洋魷魚Ommastrephesbartrami已被確認(rèn)為最具有發(fā)展?jié)摿Φ乃a(chǎn)品加工對(duì)象之一[1]。北太平洋魷魚的捕撈產(chǎn)量很大，其具有蛋白含量高、無骨刺、易加工等特點(diǎn)，因而受到魚糜生產(chǎn)者的青睞。同時(shí)，也為魷魚的加工和利用提供了一條新的途徑。

魚糜的凝膠特性是指魚糜中的肌動(dòng)球蛋白質(zhì)在一定濃度、溫度、壓力、pH值、離子強(qiáng)度、添加劑和酶等條件下形成三維網(wǎng)狀交聯(lián)體聚合物的能力[2]。魚肉蛋白凝膠制品凝膠強(qiáng)度的高低，是決定魚肉制品質(zhì)量優(yōu)劣的關(guān)鍵因素，直接影響著魚肉制品的組織特性、持水性、黏結(jié)性及產(chǎn)品得率等。衡量魚糜制品質(zhì)量的主要指標(biāo)有彈性、口味、質(zhì)地和形態(tài)等，其中制品彈性是魚糜制品質(zhì)量的重要指標(biāo)。影響魚糜制品凝膠彈性的因素很多，包括魚的種類、鮮度、擂潰條件、添加成分及加熱方式等[3-4]。轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶(TGase)可以催化蛋白質(zhì)分子內(nèi)的交聯(lián)、分子間的交聯(lián)、蛋白質(zhì)和氨基酸之間的連接以及蛋白質(zhì)分子內(nèi)谷氨酰胺基的水解，從而改善蛋白質(zhì)的功能。Perez-Mateos等[5]的研究結(jié)果表明，轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶和蛋白抑制劑能提高冷凍魷魚的凝膠性能。Kuwahara等[6]的研究結(jié)果表明，檸檬酸鈉可以抑制魷魚肌肉蛋白質(zhì)的自溶活性，從而改進(jìn)魷魚的凝膠性能。多磷酸鹽與食鹽一樣，在魚糜的凝膠過程中起著非常重要的作用，也可以起著溶解鹽溶性蛋白質(zhì)的作用。魚糜中鹽含量的降低可導(dǎo)致凝膠強(qiáng)度與保水性的下降，可加入多磷酸鹽，以保持魚糜的功能特性[7]。在基于前期工作的基礎(chǔ)上[8]，本研究中，作者采用二次旋轉(zhuǎn)組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，研究了3種品質(zhì)改良劑對(duì)產(chǎn)品感官質(zhì)量、持水性和凝膠強(qiáng)度的影響，旨在為今后開發(fā)魷魚糜制品提供參考資料。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)原料為冷凍北太平洋魷魚，購于大連市黑嘴子水產(chǎn)品批發(fā)市場。

添加劑轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶(100 U/g)由大連聞達(dá)生物科技有限公司提供，檸檬酸鈉、多磷酸鹽購于大連津津美味食品添加劑公司，食鹽、調(diào)味品和腸衣等購于大連市黑石礁新瑪特超市。

1.2 方法

1.2.1 凝膠的制備 冷凍魷魚經(jīng)解凍、分割等處理得到脫皮魷魚外套膜肌肉，按如下流程制備凝膠：切碎→空擂→鹽擂→調(diào)味擂→成型→加熱→冷卻→凝膠制品。

1.2.2 方案設(shè)計(jì) 凝膠制品是利用低值海洋經(jīng)濟(jì)動(dòng)物資源的最佳途徑。魷魚與其他魚類的蛋白質(zhì)凝膠形成有其共性，有關(guān)魚類蛋白的凝膠形成影響因素的研究很廣泛，而關(guān)于魷魚蛋白凝膠的研究報(bào)道不多。本研究中從改善魷魚外套膜肌肉蛋白凝膠的目的出發(fā)，選擇3種質(zhì)構(gòu)改良劑——轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶、檸檬酸鈉和多磷酸鹽為主要影響因子。為了建立轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶、檸檬酸鈉和多磷酸鹽與凝膠感官質(zhì)量、持水性和凝膠強(qiáng)度之間的關(guān)系，采用二次旋轉(zhuǎn)組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法。該方法可以用較少的信息求得目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)范圍，能分辨三階以上的交互效果，應(yīng)用比較廣泛[9-11]。依據(jù)二次旋轉(zhuǎn)組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法得出分析結(jié)果，結(jié)合響應(yīng)面分析(RSM)法，每個(gè)因素取5個(gè)水平，以代碼(-1.682，-1，0，1，1.682)表示，同時(shí)以魚糜凝膠的感官質(zhì)量、持水性和凝膠強(qiáng)度為目標(biāo)函數(shù)，借助Design Expert 7.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行二次回歸擬合，得到多元二次回歸方程，分析各因素的交互作用對(duì)魚糜凝膠感官質(zhì)量、凝膠強(qiáng)度和持水性的影響(表1、表2)。

表1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)因數(shù)水平和編碼表

1.2.3 凝膠強(qiáng)度的測定 采用TMS-PRO質(zhì)構(gòu)儀測定凝膠強(qiáng)度。選取圓柱形金屬探頭壓縮樣品，探頭直徑為12.7 mm，樣品高為40 mm。探頭以100 mm/min的速度下行，當(dāng)壓縮至最大破斷強(qiáng)度時(shí)返回，作壓力形變圖。隨著形變的增加，探頭所感受的力也增加，當(dāng)形變達(dá)到一定程度時(shí)，出現(xiàn)了最大破斷力，凝膠強(qiáng)度即為破斷強(qiáng)度和凹陷深度的乘積(N·mm)。

表2 響應(yīng)面的設(shè)計(jì)方案

注：r=1.682。

1.2.4 感官質(zhì)量評(píng)價(jià) 待測樣品感官評(píng)價(jià)方法參照GB/T16290—1996中順序標(biāo)度檢驗(yàn)法[12]，由9位評(píng)分人從咀嚼感和指壓觸感兩個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià)，使用7分為標(biāo)度，4分以上為接受。

1.2.5 凝膠制品持水性的測定 采用重物擠壓濾紙吸收法。將切成厚度為3 mm的薄片凝膠夾在兩層濾紙中間，用重物擠壓3 min后，稱量擠壓前后質(zhì)量的變化，并計(jì)算持水力[5]：

持水力=擠壓后凝膠質(zhì)量擠壓前凝膠質(zhì)量×100%。

2 結(jié)果與討論

凝膠強(qiáng)度、咀嚼感、指壓觸感及持水性的分析測試結(jié)果見表3。

2.1 質(zhì)地改良劑對(duì)魷魚外套膜肌肉蛋白凝膠強(qiáng)度的影響

借助Design Expert 7.0軟件，依據(jù)回歸方程繪制響應(yīng)面立體分析圖，考察所擬合的響應(yīng)面曲面的形狀，結(jié)果如圖1-A～C所示。

表3 凝膠強(qiáng)度、咀嚼感、指壓觸感及持水性的分析測試結(jié)果

轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶對(duì)魷魚肌肉蛋白凝膠強(qiáng)度的增強(qiáng)作用比較明顯(圖1-A、B)；多磷酸鹽(圖1-B、C)的影響作用表現(xiàn)的比較復(fù)雜；檸檬酸鈉對(duì)凝膠強(qiáng)度的增強(qiáng)效果不是很明顯，只有略微的增強(qiáng)作用(圖1-C)。其原因與原料的鮮度有關(guān)，原料在經(jīng)過較長期的冷凍貯藏之后，其固有的蛋白凝膠特性因蛋白冷凍變性以及早期內(nèi)源性金屬蛋白酶的降解作用而降低，因此，有機(jī)酸鹽對(duì)內(nèi)源性金屬蛋白酶活性的抑制作用也不明顯。將凝膠強(qiáng)度(Y1)與轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶、檸檬酸鈉和多磷酸鹽進(jìn)行擬合，所得擬合方程為

Y1=5.39+0.16X1+0.064X2+0.039X3+

1.250×10-3X1X2-0.25X1X3-0.14X2X3-

0.13X21+0.13X22+8.858×10-3X23。

(1)

擬合方程(1)的相關(guān)決定系數(shù)R=0.9471>R0.01，表明凝膠強(qiáng)度Y1與轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶、檸檬酸鈉和多磷酸鹽之間呈顯著相關(guān)，擬合模型回歸檢驗(yàn)達(dá)到極顯著水平(P<0.01)，說明擬合方程的可信度較高。

2.2 質(zhì)地改良劑對(duì)魷魚外套膜肌肉蛋白凝膠感官的影響

本研究中選取兩項(xiàng)感官質(zhì)量分析指標(biāo)，即咀嚼感和指壓觸感，分析結(jié)果如圖1-D～I(xiàn)所示。凝膠強(qiáng)度的感官咀嚼分析結(jié)果與用質(zhì)構(gòu)儀分析的結(jié)果相似。轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶同樣表現(xiàn)出明顯的質(zhì)構(gòu)增強(qiáng)作用(圖1-D、E、G、H)；多磷酸鹽的影響作用比較復(fù)雜,總體上影響程度不明顯(圖1-E、H、I)，但有的則表現(xiàn)出較為復(fù)雜的交互影響(圖1-F)；同樣地，檸檬酸鈉對(duì)凝膠的影響最為復(fù)雜(圖1-D、F、G、I)，總體上是增強(qiáng)作用明顯。Yoshioka等[13]研究發(fā)現(xiàn)，魷魚外套膜組織含有較強(qiáng)的內(nèi)源性金屬蛋白酶，可導(dǎo)致肌原纖維蛋白自溶降解,而添加的有機(jī)鹽能夠抑制這些自溶酶類的活性，使得魷魚外套膜蛋白的凝膠能力得到改善。

根據(jù)質(zhì)地改良劑對(duì)魷魚外套膜肌肉蛋白凝膠感官指標(biāo)的數(shù)學(xué)模型分析結(jié)果，咀嚼感(Y2)與轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶、多磷酸鹽和檸檬酸鈉之間的回歸方程為

Y2=5.74+0.23X1+0.049X2+0.020X3+

0.081X1X2-0.084X1X3-0.056X2X3-

0.17X21+0.15X22-0.036X23。

(2)

指壓觸感(Y3)與轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶、多磷酸鹽和檸檬酸鈉之間的回歸方程為

Y3=5.39+0.16X1+4.394×10-3X2+0.10X3-

0.029X1X2-0.26X1X3-0.044X2X3-

0.14X21+0.15X22-0.035X23。

(3)

擬合方程(2)和(3)的相關(guān)決定系數(shù)R分別為0.8946和0.8980，擬合方程的顯著性都很高，說明3種質(zhì)地改良劑與凝膠感官有顯著的相關(guān)關(guān)系，擬合模型回歸檢驗(yàn)達(dá)到顯著水平(0.01

2.3 質(zhì)地改良劑對(duì)魷魚外套膜蛋白凝膠持水性的影響

持水性是評(píng)價(jià)凝膠類食品非常重要的指標(biāo)。一般來說，持水性與凝膠的質(zhì)地特性及感官特性均具有十分密切的關(guān)聯(lián)。從圖1可見:轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶的添加對(duì)魷魚外套膜肌肉蛋白凝膠的持水性具有明顯的改善作用(圖1-J、K),檸檬酸鈉對(duì)凝膠持水性的影響比較明顯(圖1-J、L)。其原因是，添加有機(jī)鹽后抑制了影響魷魚蛋白質(zhì)穩(wěn)定性的自溶酶類的活性，使得魷魚外套膜蛋白的凝膠能力得到改善。作為傳統(tǒng)的品質(zhì)改良劑，多磷酸鹽在保持魷魚蛋白質(zhì)的持水性方面起到了明顯的增強(qiáng)作用(圖1-K、L)。

圖1 質(zhì)地改良劑對(duì)北太平洋魷魚肌肉蛋白凝膠特性的影響Fig.1 The effect of textural value adding on surimi-based gel product of squid Ommastrephes bartrami

質(zhì)地改良劑(Y4)對(duì)魷魚外套膜肌肉蛋白凝膠持水性的關(guān)系模型為

Y4=80.38+9.40X1+34.19X2+55.72X3-

26.37X1X2+51.63X1X3-78.12X2X3-

40.49X21-7.61X22-70.90X23。

(4)

擬合方程(4)的相關(guān)決定系數(shù)R=0.9106，該方程的顯著性很高，說明在凝膠制品制備過程中，持水性與轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶、多磷酸鹽和檸檬酸鈉之間有著顯著的相關(guān)關(guān)系。擬合模型回歸檢驗(yàn)達(dá)到顯著水平(0.01

3 結(jié)論

3種質(zhì)地改良劑對(duì)魷魚外套膜肌肉蛋白凝膠均有一定的積極影響，其中添加轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶對(duì)質(zhì)構(gòu)特性、感官評(píng)價(jià)和持水性等方面均有顯著的增強(qiáng)效果；傳統(tǒng)的食品品質(zhì)改良劑多磷酸鹽也有一定的增強(qiáng)效果；作為魷魚內(nèi)源性金屬蛋白酶抑制劑，即檸檬酸鈉的添加沒有取得預(yù)期的明顯效果，應(yīng)該是與原料的鮮度有直接關(guān)系?？傊滛~外套膜蛋白凝膠強(qiáng)度、感官指標(biāo)特性(咀嚼感、指壓觸感)和持水性與轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶、檸檬酸鈉、多磷酸鹽均存在顯著的相關(guān)關(guān)系。其它不確定的影響因素還有哪些，有待進(jìn)一步研究。

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