氧化大豆分離蛋白對鯉魚肌原纖維蛋白乳化性和凝膠性的影響

李艷青，陳洪生，俞龍浩，楊 楠，王鶴霖，郭希娟

（黑龍江八一農墾大學食品學院，黑龍江大慶 163319）

我國淡水魚資源極為豐富，但加工利用率不足1%，由于淡水魚自身營養成分特點，導致了較難凝膠化，因此限制了淡水魚糜制品的開發。為了加大淡水魚的開發利用，提高其凝膠性能，目前常用親水膠體和淀粉作為填充物，但過量添加不但降低了魚糜制品營養特性，還會影響口感[1]。大豆分離蛋白作為一種植物蛋白，因膽固醇含量低、營養價值高等特點，受到了消費者的青睞，同時因其良好的功能性質和較低的成本，而常作為非功能性填充料或功能性添加劑廣泛應用于食品加工中[2]。因此，將大豆分離蛋白用于淡水魚糜制品既可以作為填充物又可以強化營養，有較好的應用前景[3]。

試驗以我國主要淡水魚品種鯉魚為研究對象，分析大豆分離蛋白經過適當氧化變性處理后對肌原纖維蛋白乳化性能和凝膠性質的影響，為大豆分離蛋白在魚糜制品中的合理應用及改善淡水魚糜品質提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮活鯉魚，購于大慶農貿市場，宰殺后取白色肌肉待用；所用天然大豆分離蛋白、化學試劑均為分析純，購于大慶博遠試劑公司。

1.2 儀器設備

TA-XT plus型質構分析儀，英國Stable Micro System公司產品；CR-410型色彩色差儀，日本KONICA MINOLTA產品；UV-6000型紫外分光光度計，上海元析儀器有限公司產品；T18型勻漿機，德國IKA公司產品。

1.3 試驗方法

1.3.1 鯉魚肌原纖維蛋白的提取及氧化大豆分離蛋白制備

肌原纖維蛋白提取參照Chin K B等人[4]和Jiang X J等人[5]的方法，并進行適當修改。將魚肉攪碎，加入4倍體積的20 mmol/L的冰磷酸鹽緩沖溶液（pH值7.5），經3次漂洗、冷凍離心（8 000 g，10 min） 后所得沉淀為肌原纖維蛋白樣品，用雙縮脲法測定其蛋白含量。

氧化大豆分離蛋白制備：取大豆分離蛋白經羥自由基氧化系統（氧化系統含FeCl31 mmol/L，抗壞血酸0.1 mmol/L和H2O21 mmol/L） 氧化5 h后凍干，粉碎備用。

1.3.2 試驗設計

將上述提取的鯉魚肌原纖維蛋白分別加入10%，20%，30%，40%，50%的天然大豆分離蛋白（對照）和項目自制的氧化大豆分離蛋白，測定其乳化性和凝膠性。

1.3.3 肌原纖維蛋白乳化性的測定

肌原纖維蛋白的乳化性質的測定采用濁度法[6]。肌原纖維蛋白勻漿液的乳化活性EAI（m2/g）和乳化穩定性ESI（%），分別由下面公式來表示：

式中：A500——500 nm處的吸光度；

φ——油相體積分數（V/V） （φ=0.25）；

C——蛋白質濃度，mmol/L；

A0，A10——乳狀液在0，10 min的吸光度。

1.3.4 肌原纖維蛋白凝膠的制備及質地分析

將氧化后肌原纖維蛋白稀釋到40 mg/mL，于80℃下水浴30 min后形成凝膠置于4℃過夜后備用。

測量質構時，先取出樣品，在室溫下放置30 min后，再利用物性分析儀進行測量。測定模式選擇測試前速度5mm/s，測試速度1mm/s，測試后速度5mm/s，下壓距離10 mm，引發力5 g，探頭型號P/0.5。

1.3.5 凝膠保水性的測定

參照Salvador P等人[7]的方法并進行適當修改。稱取5 g鯉魚肌原纖維蛋白凝膠樣品，經離心后，稱量離出水質量。凝膠持水性（Water-Holding Capacity，WHC）利用下式計算。每個樣品重復3次，取平均結果。

1.3.6 凝膠白度的測定

凝膠的白度值用日本CR-410型色彩色差儀測定其L*值、a*值和b*值。計算公式按Park J[8]的方法來計算，公式如下：

2 結果與分析

2.1 對鯉魚肌原纖維蛋白乳化性的影響

乳化能力 （EAI） 和乳化穩定性 （ESI） 是衡量蛋白質溶液與添加油脂之間的作用能力，對魚糜制品的保油能力有極大的影響[9]。

添加大豆分離蛋白對鯉魚肌原纖維蛋白乳化活性和乳化穩定性的影響見圖1。

圖1 添加大豆分離蛋白對鯉魚肌原纖維蛋白乳化活性和乳化穩定性的影響

由圖1可以看出，隨著2種大豆分離蛋白添加量的增加，鯉魚肌原纖維蛋白的乳化能力和乳化穩定性均呈下降趨勢，說明大豆分離蛋白的加入破壞了肌原纖維蛋白形成乳濁液的能力，但少量添加氧化大豆分離蛋白對肌原纖維蛋白乳化能力破壞較小，可能是由于適度氧化會導致大豆分離蛋白疏水基團的暴露，可以與肌原纖維蛋白相互作用形成相對較穩定的體系。而隨著氧化的大豆分離蛋白添加量的增加，這種穩定的狀態被破壞，從而導致乳化活力和乳化穩定性的下降[10]。

2.2 對鯉魚肌原纖維蛋白凝膠性的影響

2.2.1 對鯉魚肌原纖維蛋白凝膠質地的影響

添加大豆分離蛋白對鯉魚肌原纖維蛋白凝膠硬度和彈性的影響見圖2。

圖2 添加大豆分離蛋白對鯉魚肌原纖維蛋白凝膠硬度和彈性的影響

添加2種大豆分離蛋白后鯉魚肌原纖維蛋白形成凝膠的硬度均有所下降，并隨著大豆分離蛋白添加量的增加下降越來越嚴重，可能是由于大豆分離蛋白添加量過大，稀釋了肌原纖維蛋白的濃度，影響了蛋白質之間的交互作用，因此導致凝膠硬度下降。但添加大豆分離蛋白后，肌原纖維蛋白凝膠的彈性變化趨勢稍有不同，表現在當氧化大豆分離蛋白添加量小于20%時，凝膠的彈性略有上升，隨后呈下降趨勢。肌原纖維蛋白加入少量氧化后的大豆分離蛋白后，凝膠彈性的增加可能是由于氧化后大豆分離蛋白形成衍生物與鯉魚肌原纖維蛋白通過二硫鍵或其他的化學鍵結合，形成了一種更有彈性的網狀結構。

2.2.2 對鯉魚肌原纖維蛋白凝膠保水性的影響

添加大豆分離蛋白對鯉魚肌原纖維蛋白凝膠保水性的影響見圖3。

圖3 添加大豆分離蛋白對鯉魚肌原纖維蛋白凝膠保水性的影響

由圖3可以看出，鯉魚肌原纖維蛋白凝膠保水能力隨著大豆分離蛋白的增加均有所降低，但添加氧化大豆分離蛋白和天然大豆分離蛋白后的凝膠保水性下降程度不同，且差異顯著（p＜0.05），添加氧化大豆分離蛋白的蛋白凝膠保水性一直優于添加天然大豆分離蛋白的凝膠保水性，且當氧化大豆分離蛋白的添加量小于20%時，凝膠的保水性變化差異不大。

凝膠保水性的降低與凝膠結構的變化是密不可分的。凝膠中很多水是通過氫鍵結合至肽鍵的C=O和N-H基團，以水合的形式與帶電基團締合，或廣泛地存在于通過氫鍵形成的水-水網[11]。當向肌原纖維凝膠中添加大豆分離蛋白后，大豆分離蛋白稀釋了肌原纖維蛋白濃度，并阻礙了水分與肌原纖維蛋白之間氫鍵的形成，因此導致試驗結果中凝膠保水性的下降，但少量添加氧化大豆分離蛋白，凝膠保水性下降不明顯，還有待于進一步研究原因。

2.3 對鯉魚肌原纖維蛋白凝膠白度值的影響

添加大豆分離蛋白對鯉魚肌原纖維蛋白凝膠白度值的影響見圖4。

圖4 添加大豆分離蛋白對鯉魚肌原纖維蛋白凝膠白度值的影響

在凝膠白度值的試驗中發現，隨著大豆分離蛋白添加量的增加，鯉魚肌原纖維蛋白凝膠的白度呈降低趨勢。當添加量小于30%時，添加天然大豆分離蛋白和氧化后的大豆分離蛋白的差異不顯著（p＜0.05）；當添加量大于30%時，添加氧化大豆分離蛋白的凝膠白度值下降比較嚴重，可能是由于氧化引起了大豆分離蛋白自身顏色的改變，所以添加量過大時會影響到鯉魚肌原纖維蛋白凝膠的白度值，因此為提高魚糜凝膠白度值，要合理控制大豆分離蛋白的添加量。

3 結論

試驗將經自由基氧化系統氧化后的大豆分離蛋白和天然大豆分離蛋白添加到鯉魚肌原纖維蛋白中，測定其蛋白乳化性和凝膠性。結果表明，添加2種大豆分離蛋白均會引起肌原纖維蛋白質乳化活性和乳化穩定性的降低，鯉魚肌原纖維蛋白凝膠的保水性、硬度和彈性降低。但少量添加（≤20%）氧化大豆分離蛋白對肌原纖維蛋白質功能性破壞相對較小，在實際生產中可以適量添加到魚糜制品中，提高產品品質。

[1]王玲娣，張坤生，任云霞.大豆分離蛋白對鰱魚肌原纖維蛋白凝膠特性的影響 [J].食品研究與開發，2011，32（10）：30-33.

[2]金牧，何志勇，熊幼翎，等.改性大豆分離蛋白對法蘭克福香腸品質的影響 [J].食品與機械，2010，26（1）：1-4.

[3]王苑.不同處理方式對肌原纖維蛋白和大豆分離蛋白混合凝膠特性的影響 [D].南京：南京農業大學，2007.

[4]Chin K B，Go M Y，Xiong Y L.Konjac flour improved textural and water retention properties of transglutaminasemediated， heat-induced porcine myofibrillar protein gel：Effect of salt level and transglutaminase incubation[J].Meat Science，2009（3）：565-572.

[5]Jiang X J，Zhang Z J，Cai H N，et al.The effect of soybean trypsin inhibitor on the degradation of myofibrillar proteins by an endogenous serine proteinase of crucian carp[J].Food Chemistry，2006（4）：498-503.

[6]Agyare K K，Addo K，Xiong Y L.Emulsifying and foaming properties of transglutaminase-treated wheat gluten hydrolysate as influenced by pH,temperature and salt[J].Food Hydrocolloids，2009，23 （1）：72-81.

[7]Salvador P，Toldrà M，Saguer E，et al.Microstructurefunction relationships of heat-induced gels of porcine haemoglobin[J].Food Hydrocolloids，2009，23（7）：1 654-1 659.

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

[9]莫重文.蛋白質化學與工藝學 [M].北京：化學工業出版社，2007：82-90.

[10]Karim A A，Bhat R.Fish gelatin：properties，challenges，and prospects as an alternative to mammalian gelatins[J].Food Hydrocolloids，2009，23 （3）：563-576.

[11]Owen R.Fennema著.食品化學 [M].第3版.王璋，許時嬰，江波，等譯.北京：中國輕工業出版社，2003：123-140.◇