不同蛋白添加劑對秘魯魷魚魚糜凝膠特性的影響

孔文俊，劉　鑫，薛　勇，李兆杰，薛長湖

（中國海洋大學食品科學與工程學院，山東青島266003）

不同蛋白添加劑對秘魯魷魚魚糜凝膠特性的影響

孔文俊，劉鑫，薛勇*，李兆杰，薛長湖

（中國海洋大學食品科學與工程學院，山東青島266003）

為了改善秘魯魷魚魚糜的凝膠特性，本文研究了添加不同種類的蛋白添加劑（卵清蛋白，豬血漿蛋白，乳清蛋白，大豆蛋白）對秘魯魷魚魚糜凝膠破斷力，凹陷距離，凝膠強度，色澤的影響，并通過SDS-PAGE電泳分析其肌原纖維蛋白的降解情況。結果發現：添加卵清蛋白可顯著增強魷魚魚糜的破斷強度和凝膠強度（p＜0.05），添加乳清蛋白和大豆蛋白對秘魯魷魚魚糜破斷強度和凝膠強度的提高沒有明顯的促進作用，而添加豬血漿蛋白粉則對秘魯魷魚魚糜的破斷強度和凝膠強度有一定的降低作用。添加各種蛋白粉的魷魚魚糜凝膠凹陷度變化不大。而添加幾種蛋白粉均會使魚糜凝膠的白度降低，其中添加豬血漿蛋白粉對魚糜白度的影響最大。通過SDS-PAGE分析，秘魯魷魚魚糜在添加蛋白后肌球蛋白的變化不明顯。這表明蛋白添加劑的蛋白酶抑制劑作用效果不大。

魷魚魚糜，蛋白添加劑，凝膠特性

魚糜制品是一種新型的海洋加工食品。它不但味道鮮美，而且營養價值豐富，其消費量在發達國家和發展中國家均日益增加［1］。由于阿拉斯加狹鱈等優質魚糜原料資源的過度開發，其資源日益短缺。所以目前開發新的魚糜資源已經成為各國科技工作者的重要內容。

魷魚因其巨大的產量、較高的蛋白含量和無骨刺易加工［2］等特點，正日益受到魚糜生產者的青睞。其中秘魯魷魚肉質細嫩，營養豐富，具有作為魚糜制品原料的重要前景。但是魷魚魚糜存在凝膠強度低等缺點［3］，如何提高秘魯魷魚魚糜的凝膠強度是提高魷魚魚糜質量的關鍵。

目前應用較多的蛋白彈性增強劑有雞蛋清蛋白、乳清蛋白、大豆分離蛋白、以及各種動物血漿蛋白等非肌肉蛋白。這些彈性增強劑可以有效的提高魚糜的凝膠強度，提高魚糜質量。不同非肌肉蛋白對魚糜凝膠作用的機理有所不同。一般認為雞蛋清蛋白、乳清蛋白、大豆蛋白等對魚糜凝膠的改良作用主要是通過其自身的凝膠作用來實現［4-5］。而動物血漿蛋白對凝膠的改良作用則主要是因為這些蛋白質可抑制魚糜中的蛋白酶活性，從而避免其降解蛋白質。而國內外利用蛋白添加劑來改善魷魚魚糜品質的研究目前還未見報道。本文主要研究了不同蛋白添加劑對魷魚魚糜凝膠特性的影響，從而為魷魚魚糜制品的生產提供依據。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

秘魯魷魚魚糜由中國海洋大學食品科學與工程學院中試基地提供，-18℃凍藏；卵清蛋白、大豆蛋白、乳清蛋白青島天新食品添加劑有限公司；豬血漿蛋白青島普羅頓生物技術有限公司；十二烷基硫酸鈉（SDS）、β-巰基乙醇、尿素、Tris等試劑均為分析純。

TMS-PRO質構儀美國Food Technology公司；UMC5型真空斬拌機德國Stephan公司；MX-50型水分快速測定儀日本A&D公司；HH2型數顯恒溫水浴鍋國華電器有限公司；WSC-S色度儀上海精密科學儀器有限公司。

1.2實驗方法

1.2.1魚糜凝膠的制備［6］將（-20℃）冷凍秘魯魷魚魚糜半解凍后斬拌1min，加入不同濃度的非肌肉蛋白粉進一步斬拌1min，然后添加1.5%食鹽繼續斬拌5min，將斬拌后的魚糜充填至直徑為3cm的腸衣中，采用一段加熱法，即在90℃下加熱20min的凝膠形成方法。加熱后立即將魚腸置于冰水中冷卻然后將其置于冰箱（4℃）放置12h或過夜，待檢。

1.2.2魚糜凝膠強度的測定將魚糜腸切成30mm左右的小段，用TMS-PRO質構儀測定魚糜腸的破斷強度，凹陷距離，并取二者的乘積計算凝膠強度。測定條件：探頭為5mm球形探頭。下壓速率60mm/min［7］。

1.2.3魚糜腸白度的測定［7］用WSC-S色度儀測定魚糜凝膠的L*，a*和b*值，白度通過以下公式計算：

白度=100-［（100-L*2）+a*2+b*2］1/2

1.2.4秘魯魷魚魚糜凝膠SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳（SDS-PAGE） 稱取2g魚糜凝膠，加入8mL 20mmol/L的Tri-HCl緩沖溶液（pH8.0，含有8moL尿素、2%SDS和2%β-巰基乙醇），均質后在沸水浴中加熱5min，然后在室溫條件下磁力攪拌24h使蛋白質充分溶解出來。將蛋白質溶解液在6000r/min下離心5min，然后取一定量的上清液作為蛋白質樣品進行SDS-PAGE。其中濃縮膠濃度為5%，分離膠濃度為9%［8］。

1.2.5數據分析將所有的實驗數據用SAS 8.0進行分析，p＜0.05作為顯著性差異。

2　結果與分析

2.1添加不同種類蛋白粉對秘魯魷魚魚糜破斷強度的影響

在秘魯魷魚魚糜中添加不同比例的不同種類的蛋白粉，然后比較了添加不同種類淀粉的魷魚魚糜的破斷強度，其結果如圖1所示。卵清蛋白粉添加量在0%～3.0%之間時，隨著的卵清蛋白粉添加量的增加，魷魚魚糜凝膠的破斷強度不斷增大，二者呈現正相關的對應關系。添加量為0.50%、1.00%、2.00%、3.00%時凝膠破斷強度分別提高了20.1%、37.2%、48.4%和64.9%。而添加豬血漿蛋白的凝膠的破斷強度變化不大（p＞0.05），即使添加量增加到3.00%，凝膠的破斷強度變化趨勢仍然不明顯（p＞0.05）。添加0.50%、1.00%大豆蛋白和乳清蛋白對破斷強度的影響也不大。當這兩種蛋白的添加量達到3%時，破斷強度略微上升。

圖1　蛋白粉對魷魚魚糜凝膠破斷強度的影響Fig.1　The breaking strength of gel added with the power of proteins

2.2添加不同種類蛋白粉對秘魯魷魚魚糜凹陷距離的影響

如圖2所示，比較了添加不同種類的蛋白粉的秘魯魷魚魚糜的凹陷距離。添加各種蛋白粉的魷魚魚糜凝膠凹陷距離變化不大。添加大豆蛋白和乳清蛋白對魷魚魚糜的凹陷距離無顯著性影響（p＞0.05）。添加卵清蛋白粉的魷魚魚糜凝膠凹陷度稍有增加。而添加了豬血漿蛋白的魚糜凹陷距離會出現略微降低。

圖2　蛋白粉對魷魚魚糜凝膠凹陷度的影響Fig.2　The deformation of gel added with the power of proteins

2.3添加不同種類蛋白粉對秘魯魷魚魚糜凝膠強度的影響

凝膠強度定義為破斷強度（g）和凹陷度（cm）的乘積。添加不同種類的蛋白粉對魚糜凝膠強度的影響結果如圖3所示。在相同的蛋白粉添加量下，添加卵清蛋白粉的魷魚魚糜凝膠強度提高最大。添加0.50%、1.00%、2.00%、3.00%的卵清蛋白粉，凝膠強度分別提高了23.3%、44.8%、62.1%、85.5%。添加豬血漿蛋白粉的效果最差，凝膠強度呈明顯的降低趨勢（p＜0.05）。添加大豆蛋白和乳清蛋白的魷魚魚糜凝膠強度變化不大。

大豆蛋白中含有胰蛋白酶抑制劑［9］，通過添加大豆蛋白可以有效的抑制魚糜中蛋白酶的活性。但由魚糜凝膠的SDS-PAGE圖可以看出，添加大豆蛋白后的魚糜相對于魚糜原料在凝膠形成過程中肌球重鏈的降解作用并不明顯，凝膠中的肌球重鏈數量并沒有明顯減少。這可能是由于魷魚魚糜在凝膠形成過程中，蛋白酶對其影響較小。所以大豆蛋白作為蛋白抑制劑增強魚糜凝膠強度的作用不顯著。而且，在這里大豆蛋白本身的凝膠效果也并不顯著，因此大豆蛋白對秘魯魚糜沒有很好的凝膠增強效果。

血漿蛋白中含有肌球重鏈降解酶的抑制劑。Visessanguan等［10］研究指出，豬血漿蛋白對大眼鯛魚糜中的胰蛋白酶（Trypsin）、木瓜蛋白酶（Papain）、消化酶及其他易導致凝膠裂化的一些酶的活性有很強的抑制作用。Benjakul等［11-13］的研究發現，通過添加豬血漿蛋白可以有效的抑制大眼鯛魚糜在加熱過程中MHC的降解，從而可顯著提高大眼海鱸魚魚糜凝膠的破斷強度、凹陷度及持水力。但是，由魚糜凝膠的SDS-PAGE圖可以看出，原魚糜在凝膠形成過程中肌球蛋白重鏈的降解作用相對于添加血漿蛋白后的魚糜無明顯區別，凝膠中的肌球重鏈數量并沒有明顯減少。同樣，這也可能是由于魷魚魚糜在凝膠形成過程中，蛋白酶對其影響較小。而且豬血漿蛋白本身沒有凝膠效果，因此豬血漿蛋白對秘魯魚糜沒有很好的凝膠增強效果。

卵清蛋白和乳清蛋白同樣具有蛋白酶抑制劑的效果［14-15］。除此之外，二者還具自身凝膠效果。卵清蛋白中含有的主要蛋白質為卵白蛋白、伴清蛋白和卵類粘蛋白，卵白蛋白可在75℃形成凝膠，伴清蛋白則在62℃凝膠。乳清蛋白的主要成分為β-乳球蛋白（75%）和α-乳球蛋白（25%），這兩種蛋白質分別可在78～83℃、62～68℃凝膠。雖然秘魯魷魚魚糜的蛋白酶活性在凝膠形成的過程中并不是十分明顯，但是卵清蛋白對其在凝膠形成過程中的增強作用依然十分明顯，可見卵清蛋白主要是通過自身的凝膠形成來提高秘魯魚糜的凝膠強度。而此時乳清蛋白自身的凝膠增強效果則不明顯。

圖3　蛋白粉對魷魚魚糜凝膠凝膠強度的影響Fig.3　The gel strength of gel added with the power of proteins

2.4添加不同種類蛋白粉對秘魯魷魚魚糜凝膠白度的影響

添加卵清蛋白、大豆蛋白、乳清蛋白、豬血漿蛋白粉之后，魷魚魚糜凝膠的白度均有所下降。如圖4所示，豬血漿蛋白粉的白度下降最大，其中添加0.50%、1.00、2.00%、3.00%豬血漿蛋白粉的白度分別降低了13.1%、22.8%、37.8%、54.0%。這是由于血漿蛋白本身具有非常明顯的棕紅色，對魚糜的白度影響非常大，因此嚴重的降低了魷魚魚糜的白度。其次為大豆蛋白，添加0.50%、1.00、2.00%、3.00%大豆蛋白粉的白度分別降低了6.7%、14.5%、21.7%、28.9%。添加卵清蛋白粉或乳清蛋白粉的秘魯魷魚魚糜凝膠的白度下降趨勢較緩，添加3.00%的卵清蛋白粉或乳清蛋白粉的秘魯魷魚魚糜凝膠的白度下降均小于18%。這可能是由于這些蛋白本身帶有發黃的顏色，蛋白本身的顏色會使秘魯魷魚魚糜的白度降低。

圖4　蛋白粉對魚糜凝膠白度的影響Fig.4　The whiteness of gel with the power of proteins

圖5　不同種類蛋白對秘魯魷魚魚糜凝膠SDS-PAGE圖譜的影響Fig.5　Effect of dfferent protein concentrations on the SDS-PAGE of surimi gels

2.5不同種類蛋白對秘魯魷魚魚糜凝膠SDS-PAGE圖譜的影響

添加不同濃度不同種類的蛋白后，秘魯魷魚魚糜SDS-GAGE圖譜如圖5所示。從圖5中可見，樣品在添加這四種蛋白后相對于魚糜原料空白組其肌球蛋白重鏈的降解并不明顯，凝膠中的肌球重鏈數量也并沒有明顯減少。而且，隨著蛋白添加量的增加，魚糜凝膠的肌球纖維蛋白重鏈帶無明顯變化。這表明四種蛋白添加劑所具有的蛋白酶抑制劑的作用不明顯。由此推測，在魷魚魚糜形成凝膠的過程中，其內源蛋白酶對凝膠的影響可能較小。

3　結論

添加卵清蛋白可以提高秘魯魷魚魚糜的凝膠強度，添加0.50%、1.00%、2.00%、3.00%的卵清蛋白粉，凝膠強度分別提高了23.3%、44.8%、62.1%、85.5%。添加乳清蛋白和大豆蛋白對秘魯魷魚魚糜凝膠強度的提高沒有明顯的促進作用。而添加豬血漿蛋白粉則對秘魯魷魚魚糜的凝膠強度有一定的降低作用。通過SDS-PAGE分析，秘魯魷魚魚糜在添加蛋白后肌球蛋白的變化不明顯，因此所添加的蛋白粉中所含有的蛋白酶抑制劑未起到明顯作用。幾種蛋白粉添加劑均降低了魚糜凝膠的白度，其中豬血漿蛋白粉對魚糜白度的影響特別大，而且有明顯的不愉快氣味。

［1］Benjakul S，Chantarasuwan C，Visessanguan W.Effect of medium temperature setting on gelling characteristics of surimi from some tropical fish［J］.Food Chemistry，2003，82（4）：567-574.

［2］李桂芬.魷魚的營養與開發利用［J］.科學養魚，2003（7）：56.

［3］劉藝杰.鳙魚（Aristichthys nobilis）和秘魯魷魚（Dosidicus gigas）肌肉蛋白質理化特性及凝膠特性的研究［D］.青島：中國海洋大學，2006.

［4］Park J W.Functional protein additives in surimi gels［J］. Journal of Food Science，1994，59（3）：525-527.

［5］Park J W.Surimi and surimi seafood［M］.New York：Marcel Dekker INC，2000：237-265.

［6］劉鑫，薛長湖，劉藝杰，等.不同淀粉在魷魚魚糜制品中的應用［J］.食品與發酵工業，2006，10：62-65.

［7］劉海梅，劉茹，熊善柏，等.變性淀粉對魚糜凝膠制品凝膠特性的影響［J］.華中農業大學學報，2007（1）：116-119.

［8］P Montero，M E Lopez-Caballero，M Perez-Mateos，et al. Transglutaminase activity in pressure-induced gelation assisted by prior setting［J］.Food Chemistry，2005，90（4）：751-758.

［9］Silva，R S F da，Fabre-Sanches S，et al.Trypsin inhibitor inactivation during hydrothermal processing：a mathematical model［J］.Lebensmittel-Wissenschaft and-Technologie，1983，16（2）：81-83.

［10］Visessanguan W，Benjakul S.Porcine plasma proteins as a surimi protease inhibitor effects on actomyosin gelation［J］.Food Science，2000，65（4）：607-611.

［11］Benjakul S，Visessanguan W，Chantarasuwan C.Effect of porcine plasma protein and setting on gel properties of surimi produced from fish caught in Thailand［J］.LWT-Food Science and Technology，2004，37（2）：177-185.

［12］Benjakul S，Visessanguan W.Porcine plasma protein as proteinase inhibitor in bigeye snapper muscle and surimi［J］. Journal of Food and agriculture，2001，81（10）：1039-1046.

［13］Benjakul S，Visessanguan W，Chantarasuwan C.Effect of porcine plasma protein and setting on gel properties of surimi produced from fish caught in Thailand［J］.Swiss Society of Food Science and Technology，2004，37（2）：177-185.

［14］Gomez-Guillen M C，Borderias A J，Montero P.Rheological properties of gels made from high-and low-quality sardine mince with added non-muscles protein［J］.Journal of agriculture and Food Chemistry，1996，44：746-750.

［15］Weerasinghe V C，Morrissey M T.Characterization of active componentsinfood-gradeproteaseinhibitorforsurimi manufacture［J］.Journal of Agriculture and Food Chemistry，1995，44（9）：2584-2590.

Effect of different protein additives on surimi gelation from Peruvian squid surimi

KONG Wen-jun，LIU Xin，XUE Yong*，LI Zhao-jie，XUE Chang-hu
（College of Food Science and Engineering，Ocean University of China，Qingdao 266003，China）

In order to modify the gel properties of squid surimi，this research investigated the effects of different protein additives（egg white protein，porcine plasma protein，whey protein，soy protein）on gel properties of the Peruvian squid surimi.The results indicated that the egg white protein could improve breaking force and gel strength of surimi obviously（p＜0.05），whey protein，soy protein had no obvious effects on breaking force and gel strength and porcine plasma protein decreased breaking force and gel strength.All of the proteins additives had no obvious effects on deformation and decreased whiteness of surimi，especially porcine plasma protein. SDS-PAGE analysis showed that the protease inhibitor did not play a significant role in squid surimi gel.

squid surimi；protein additives；gel properties

TS254.4

A

1002-0306（2015）14-0119-04

10.13386/j.issn1002-0306.2015.14.015

2014－09－25

孔文俊（1990-），男，碩士研究生，研究方向：水產品加工與貯藏。

薛勇（1976-），男，博士，副教授，研究方向：水產品加工與貯藏。

海洋公益性行業科研專項（201305013）；國家自然基金（31371791）。