魚糜蛋白冷凍變性規(guī)律及調(diào)控方法研究進(jìn)展

余璐涵 - 陳 旭 蔡茜茜 - 杜 明 吳金鴻 - 黃建聯(lián) - 汪少蕓 -

(1. 福州大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院，福建 福州 350108；2. 大連工業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，遼寧 大連 116034；3. 上海交通大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物學(xué)院，上海 200240；4. 福建安井食品股份有限公司，福建 廈門 361022；5. 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部冷凍與調(diào)理水產(chǎn)品加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建 廈門 361022)

19世紀(jì)以來，中國(guó)漁業(yè)飛速發(fā)展[1]。受季節(jié)影響以及加工業(yè)發(fā)展的相對(duì)緩慢，大量淡水魚集中上市而滯銷，魚糜加工技術(shù)的出現(xiàn)在一定程度上緩解了這一問題[2]。魚糜通常采用冷鏈物流的方式銷往內(nèi)陸[3]。而在實(shí)際的運(yùn)輸和貯藏過程中，冰晶生長(zhǎng)和重結(jié)晶，導(dǎo)致細(xì)胞組織遭到破壞、魚糜蛋白發(fā)生冷凍變性，嚴(yán)重影響魚糜的口感和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[4]。探究冷凍魚糜在低溫過程中品質(zhì)變化規(guī)律，解決保鮮問題，是中國(guó)水產(chǎn)加工業(yè)發(fā)展的一大難題。

大量學(xué)者通過采用各項(xiàng)指標(biāo)對(duì)低溫過程中魚糜品質(zhì)的變化規(guī)律進(jìn)行了探究，這些研究為解決魚糜的保鮮問題提供了理論依據(jù)，目前，中國(guó)在冷凍保鮮方面主要是通過添加抗凍劑來抑制魚糜蛋白的冷凍變性。文章擬從低溫過程中魚糜蛋白變化規(guī)律和調(diào)控方法兩個(gè)方面出發(fā)，綜述近年來相關(guān)研究的研究進(jìn)展，為水產(chǎn)制品保鮮技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展提供研究思路。

1 魚糜蛋白在低溫過程中的變性規(guī)律

冷凍貯藏是一種被廣泛使用的水產(chǎn)品保鮮方法，通過低溫來抑制微生物生長(zhǎng)和酶降解，從而達(dá)到保鮮的目的[5]。凍藏過程中，蛋白質(zhì)不可避免地發(fā)生變性，Yang等[6]研究發(fā)現(xiàn)肌原纖維蛋白的降解是造成蛋白變性的首要原因，凍藏21 d后肌纖維的所有超微結(jié)構(gòu)都是模糊的，組織結(jié)構(gòu)消失，沒有Z線和M線的分散塊(見圖1)。肌原纖維蛋白的完整性決定著魚糜及其制品品質(zhì)的優(yōu)劣，其冷凍變性會(huì)對(duì)魚糜蛋白質(zhì)的溶解度、凝膠特性和酶活性等產(chǎn)生嚴(yán)重的負(fù)面影響。

M. M線 Z. Z盤 mc. 線料體 sr. 肌漿網(wǎng)

1.1 肌原纖維蛋白的鹽溶性變化

肌原纖維蛋白是魚糜在低溫過程中變性的主要部分。冷藏過程中，冰晶的生長(zhǎng)促使肌原纖維蛋白分子之間形成非共價(jià)鍵，導(dǎo)致蛋白質(zhì)鏈大量聚集，形成不溶性大分子凝集體，使其鹽溶性下降。而蛋白質(zhì)的功能性如凝膠特性、乳化特性、流變學(xué)特性等只有在高溶解度狀態(tài)時(shí)才能表現(xiàn)出來[7]。Zhang等[8]研究發(fā)現(xiàn)新鮮魚糜中鹽溶性蛋白的初始含量接近150 mg/g，但冷凍處理3個(gè)月后，其含量急劇下降至原來的1/3，且在第1個(gè)月內(nèi)下降最為迅速。羅非魚魚糜從冷凍開始的第1～4周期間，鹽溶蛋白含量下降率高達(dá)35.49%[9]。烏鱧肌原纖維蛋白在4 ℃ 條件下冷藏3 d后，蛋白含量從初始濃度3.55 mg/mL 下降至2.42 mg/mL，總體下降達(dá)31.83%[10]。

Marianne等[11]研究發(fā)現(xiàn)巰基氧化產(chǎn)生的二硫鍵會(huì)促進(jìn)蛋白質(zhì)間或內(nèi)的聚合，使其成為高分子量的蛋白質(zhì)聚合物，導(dǎo)致鹽溶性蛋白的可提取性/溶解度較差。此外，冰結(jié)晶引起的蛋白質(zhì)脫水也會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性，從而降低鹽溶性蛋白的溶解度[5]。總的來說，魚糜在低溫過程中，鹽溶性蛋白質(zhì)含量通常會(huì)下降，且凍藏時(shí)間越長(zhǎng)蛋白溶解度越差。

1.2 肌原纖維蛋白的Ca2+-ATPase活性變化

低溫過程中，肌球蛋白通過蛋白質(zhì)分子間相互作用發(fā)生分子重排，引起Ca2+-ATPase活性的喪失。有研究[12]表明，肌球蛋白分子的完整性可以用Ca2+-ATPase活性來衡量。隨著凍藏時(shí)間的延長(zhǎng)，冰晶的形成以及頭部區(qū)域的肌球蛋白變性致使Ca2+-ATPase活性下降[13]。

Lin等[14]試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，新鮮的鰱魚魚糜在-18 ℃條件下凍藏4個(gè)月后Ca2+-ATPase活性下降至原來的11.5%，且在第一個(gè)月下降最為迅速。Li等[15]研究發(fā)現(xiàn)在5個(gè)凍融循環(huán)周期后Ca2+-ATPase活性從0.34 mmol/g顯著降低至0.17 mmol/g。此外，李芳菲等[16]在研究低溫對(duì)肌原纖維蛋白結(jié)構(gòu)影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，不同凍藏溫度下Ca2+-ATPase 均隨凍藏時(shí)間的延長(zhǎng)而下降，且在-5 ℃和-18 ℃凍藏1個(gè)月后，Ca2+-ATPase顯著下降了30.2%和17.2%，而在-70 ℃凍藏6個(gè)月Ca2+-ATPase活性僅下降了9.6%。但也有研究[17]發(fā)現(xiàn)，沙丁魚在pH 5.8、-20 ℃ 和-80 ℃的冷藏條件下冷藏10 d，其Ca2+-ATPase活性均下降為40%左右，與冷藏的溫度關(guān)系不大。因此，溫度不是影響Ca2+-ATPase活性的唯一因素，其活性可能還與pH、離子強(qiáng)度、凍藏時(shí)間等多種因素有關(guān)。

1.3 肌原纖維蛋白巰基含量的變化

巰基是蛋白質(zhì)中反應(yīng)性最強(qiáng)的官能團(tuán)之一，易氧化為二硫基團(tuán)，隨著貯藏時(shí)間的增加，總巰基和活性巰基含量逐漸降低。巰基含量降低可能是由于半胱氨酸巰基氧化或二硫鍵交換反應(yīng)導(dǎo)致二硫鍵的形成[18]，也可能是由蛋白質(zhì)中暴露的巰基與添加劑或水溶性蛋白質(zhì)中部分小分子量化合物相互作用造成的[19]。

Zhang等[8]研究發(fā)現(xiàn)半胱氨酸中的巰基極易被肌肉食物貯藏過程中產(chǎn)生的活性氧(ROS)氧化修飾成二硫鍵，鮮魚糜在冷藏3個(gè)月后巰基含量顯著下降至初始值的51.03%。Kong等[20]研究發(fā)現(xiàn)，低溫下貯藏35 d后，未添加抗凍劑組魚糜中總巰基和活性巰基含量分別從新鮮魚糜時(shí)的44.3 mmol/kg和9.9 mmol/kg下降到23.3 mmol/kg 和2.4 mmol/kg，添加細(xì)胞聯(lián)合低溫保護(hù)劑組的魚糜在35 d時(shí)顯著高于未添加組。

1.4 質(zhì)構(gòu)特性的變化

魚糜凝膠的質(zhì)構(gòu)特性是反映魚糜在低溫貯藏過程中品質(zhì)變化情況的重要指標(biāo)之一，其主要包括魚糜凝膠的硬度、彈性、黏聚性和咀嚼性，其中硬度是質(zhì)構(gòu)評(píng)價(jià)中的一個(gè)重要參數(shù)。劉慧等[21]在研究反復(fù)凍融對(duì)鯰魚魚糜凝膠特性的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，3次凍融循環(huán)過程中，添加抗凍劑和未添加抗凍劑的魚糜凝膠質(zhì)構(gòu)特性和嫩度均出現(xiàn)降低趨勢(shì)，可能是反復(fù)凍融過程中冰晶的不穩(wěn)定變化破壞了細(xì)胞膜，造成肌纖維結(jié)締組織膜的損壞，從而導(dǎo)致魚糜蛋白完整性喪失，質(zhì)構(gòu)特性顯著下降[22]，添加抗凍劑組的魚糜凝膠無論在硬度、彈性、黏聚性、咀嚼性方面都比未添加的好，這也證明了抗凍劑在質(zhì)構(gòu)方面的低溫保護(hù)作用。此外，Westphalen等[23]研究發(fā)現(xiàn)魚糜凝膠在凍藏8個(gè)月后硬度降低23%。魏躍勝等[24]則認(rèn)為魚糜凝膠化所制得的魚丸，其質(zhì)構(gòu)特性與魚的種類有關(guān)，淡水魚丸經(jīng)冷凍后質(zhì)構(gòu)特性各項(xiàng)指標(biāo)均顯著降低，而海水魚丸卻無顯著性變化，其中持水性對(duì)魚丸質(zhì)構(gòu)影響最大(相關(guān)系數(shù)0.968 2)，提高魚丸的持水性或降低含水量可以增強(qiáng)魚丸制品質(zhì)構(gòu)穩(wěn)定性。

1.5 魚糜凝膠強(qiáng)度

凍藏過程中，低溫誘導(dǎo)魚蛋白變性，使蛋白質(zhì)降解，空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)遭到破壞會(huì)導(dǎo)致凝膠形成能力喪失[25]，凝膠強(qiáng)度是反映魚糜成膠能力和凝膠質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。凝膠強(qiáng)度是凝膠凹陷深度和破斷力的乘積，凝膠破斷力和凹陷深度分別反映了魚糜凝膠的硬度和彈性，凝膠強(qiáng)度越大，魚糜制品的凝膠特性就越好[26]。Lin等[14]研究發(fā)現(xiàn)冷凍大大降低了鰱魚魚糜的凝膠形成能力，在-18 ℃下冷凍保存4個(gè)月后，鰱魚魚糜凝膠的凝膠強(qiáng)度僅為初始值的39.4%。張雅靜[27]23研究發(fā)現(xiàn)，魚糜凝膠強(qiáng)度與凍藏溫度也有密切的關(guān)系，-4 ℃凍藏的魚糜在第2周時(shí)凝膠強(qiáng)度下降了57.0%，2周后基本無法形成凝膠態(tài)，而-20 ℃和-40 ℃凍藏的魚糜在第2周時(shí)凝膠強(qiáng)度下降了48.6%和41.7%，隨后凝膠強(qiáng)度無顯著下降。

1.6 魚糜凝膠微觀結(jié)構(gòu)

魚糜凝膠質(zhì)構(gòu)特性、凝膠強(qiáng)度能體現(xiàn)魚糜凝膠品質(zhì)的優(yōu)劣，推斷魚糜蛋白的變性程度，而凝膠微觀結(jié)構(gòu)的觀察則可以更加直觀地體現(xiàn)魚糜蛋白在低溫過程中所發(fā)生的變化。寧云霞等[28]研究發(fā)現(xiàn)革胡子鯰魚魚糜未經(jīng)凍藏和在-18 ℃條件下凍藏30 d制作的魚豆腐三維空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)結(jié)合緊密、孔洞小，凍藏60 d后魚糜制作的魚豆腐的微觀結(jié)構(gòu)出現(xiàn)疏松現(xiàn)象，而凍藏90 d魚糜制作的魚豆腐的三維空間結(jié)構(gòu)空隙明顯變大(見圖2)，由此可見，魚豆腐的品質(zhì)受魚糜凍藏時(shí)間的影響，魚糜凍藏時(shí)間越短魚豆腐的品質(zhì)越好。

圖2 革胡子鯰魚魚糜凍藏時(shí)間對(duì)魚豆腐微觀結(jié)構(gòu)的影響[28]

2 魚糜蛋白的冷凍變性機(jī)制

低溫貯藏是魚糜能夠長(zhǎng)期保存的主要方法之一[29]，而低溫條件通常會(huì)使魚肉蛋白分子內(nèi)致密的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，導(dǎo)致魚糜蛋白的理化性質(zhì)和生物學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變，降低魚糜的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和耐儲(chǔ)性[30]。

魚類產(chǎn)品的功能和結(jié)構(gòu)特征主要取決于肌原纖維蛋白，肌動(dòng)球蛋白是肌原纖維中的主要蛋白，其凝膠特性是魚糜制品加工中最重要的功能特性，對(duì)魚糜的凝膠特性和風(fēng)味、色澤等起著決定性作用[31]。Chaosap等[32]認(rèn)為肌球蛋白是導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性的主要部分；Abe等[33]認(rèn)為肌球蛋白頭部變性導(dǎo)致肌球蛋白重鏈聚合速率降低進(jìn)而影響肌原纖維蛋白的凝膠能力；而Yang等[6]則認(rèn)為肌原纖維結(jié)構(gòu)蛋白對(duì)魚肉蛋白變性也有巨大的貢獻(xiàn)，結(jié)合蛋白和肌鈣蛋白降解引發(fā)了魚肉質(zhì)地的退化，伴肌動(dòng)蛋白和肌聯(lián)蛋白導(dǎo)致質(zhì)地退化進(jìn)一步加劇。

目前蛋白質(zhì)變性理論的說法有4種[12,34]：① 結(jié)合水脫離變性學(xué)說；② 細(xì)胞液濃縮變性學(xué)說；③ 肌肉中脂類變性學(xué)說；④ 水化作用學(xué)說。目前較為受到認(rèn)可的是水化作用學(xué)說，該學(xué)說認(rèn)為蛋白質(zhì)是由分子內(nèi)的非極性鍵和氫鍵來維持的，凍結(jié)等低溫過程破壞了結(jié)合水和蛋白質(zhì)分子的結(jié)合狀態(tài)，使蛋白質(zhì)分子內(nèi)部的次級(jí)鍵發(fā)生變化，舊鍵的斷裂和新鍵的形成導(dǎo)致蛋白質(zhì)的變性(圖3～4)。

圖3 具有α-螺旋結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)在凍藏中的變性(聚集)模型[27]3

3 魚糜蛋白冷凍變性的影響因素

凍藏是魚糜長(zhǎng)期保存的重要技術(shù)之一。在魚糜冷凍、解凍和凍藏過程中，不可避免的會(huì)發(fā)生一些變化，包括味道、顏色、氣味和質(zhì)地[35]。魚糜的質(zhì)量損失程度取決于多種因素，例如魚的種類、漂洗效果、凍結(jié)速率、凍藏溫度、凍融次數(shù)、解凍方式等(見圖5)。

圖5 魚糜蛋白變性的主要因素

魚肉作為魚糜的原材料，其魚類品種的多樣性造就了魚糜不同的品質(zhì)特性，最適合用來制作魚糜的主要原料為白色肉且低脂肪的魚類，這類魚所制作的魚糜具有良好的色澤風(fēng)味和強(qiáng)凝膠成型性。一般認(rèn)為，海水魚中由于富含較多的鹽溶性蛋白，其凝膠特性好于淡水魚，但成本較高。已有研究[36]表明，不同種類的魚糜以合適的比例混合，對(duì)其凝膠特性具有協(xié)同增效作用，還能改善魚糜制品的色香味。

圖4 非螺旋結(jié)構(gòu)(球形結(jié)構(gòu))蛋白質(zhì)在凍藏中的變性(開鏈)模型[27]3

漂洗是魚糜加工中不可缺少的環(huán)節(jié)[37]。通過漂洗去除水溶性蛋白和脂肪，減少肌原纖維蛋白酶和脂肪氧化而引起的蛋白質(zhì)聚集和變性，同時(shí)可提高鹽溶性蛋白的相對(duì)濃度，提升魚糜凝膠形成能力，因此漂洗效果的好壞直接影響了魚糜蛋白冷凍變性的程度[38-39]。

冰晶的大小是決定魚糜質(zhì)量的關(guān)鍵因素。低溫過程中形成的冰晶破壞其細(xì)胞結(jié)構(gòu)，最終引起冷凍水產(chǎn)品魚糜品質(zhì)的降低，而冰晶的大小和位置與結(jié)冰速度密切相關(guān)，一般認(rèn)為在凍藏過程中凍結(jié)溫度越低、凍結(jié)速率越快，魚糜的品質(zhì)就越好[40]。凍藏溫度是影響魚肉蛋白冷凍變性速度和程度的關(guān)鍵因素，凍藏溫度越低，越能有效地抑制微生物的生長(zhǎng)繁殖和生化反應(yīng)的發(fā)生，抑制魚糜蛋白變性。魚糜在凍藏過程中產(chǎn)生的冰晶對(duì)溫度的波動(dòng)十分敏感，微小的變化就會(huì)引起冰晶的融化或重結(jié)晶，Abe等[33]研究發(fā)現(xiàn)重復(fù)凍融對(duì)阿拉斯加鱈魚魚糜凝膠形成質(zhì)量有嚴(yán)重的影響，重復(fù)凍融顯著降低了魚糜的成膠能力且凍融次數(shù)越多成膠能力越低。

解凍是魚糜加工過程中必不可少的步驟，速凍水產(chǎn)品的最終質(zhì)量取決于解凍條件，解凍時(shí)間與冷凍食品中微生物和致病菌污染的風(fēng)險(xiǎn)呈正比，解凍方法不當(dāng)將對(duì)魚的質(zhì)量帶來不可逆轉(zhuǎn)的影響。傳統(tǒng)的解凍方法有空氣解凍、水解凍、真空解凍、低頻解凍等已在食品工業(yè)中得到應(yīng)用，但這些解凍方式各有優(yōu)缺點(diǎn)[41]。因此，解凍方式的進(jìn)一步優(yōu)化也是提高冷凍魚糜品質(zhì)的關(guān)鍵。

4 魚糜蛋白冷凍變性調(diào)控方法

蛋白質(zhì)的冷凍變性問題是冷凍魚糜制品生產(chǎn)過程中的一大障礙，現(xiàn)有的研究結(jié)果表明，添加抗凍劑是迄今為止防止蛋白質(zhì)冷凍變性最有效的一種方法。Noguchi等[42]經(jīng)過多年的研究，總結(jié)出對(duì)魚蛋白具有抗凍效果的化學(xué)物質(zhì)一般擁有以下特點(diǎn)：① 分子中必須具有一個(gè)—COOH 或—OH必須基團(tuán)，以及一個(gè)以上的—COOH、—OH、—NH2、—SH、—OPO3、—SO3H輔助基團(tuán)；② 分子中的功能基團(tuán)(必須及輔助基團(tuán))之間必須合理的分布；③ 分子相對(duì)較小。在魚糜工業(yè)中使用最為廣泛的是商業(yè)抗凍劑(4%蔗糖，4%山梨糖醇，0.3%復(fù)合磷酸)，這種復(fù)合抗凍劑早已被證實(shí)對(duì)魚肉肌原纖維蛋白具有很好的抗凍效果[43]。但這種傳統(tǒng)商業(yè)抗凍劑其高甜度、高熱量不利于肥胖癥患者及糖尿病人，因此研發(fā)綠色的、新型的抗凍劑具有重要的經(jīng)濟(jì)效益和現(xiàn)實(shí)意義。根據(jù)抗凍劑的類型及作用途徑可將其分為糖類、磷酸鹽類、多酚類、蛋白水解物類和抗凍多肽類(見表1)，特別是近年來出現(xiàn)的蛋白水解物和抗凍多肽類添加劑，其良好的抗凍效果為綠色新型抗凍劑的開發(fā)指引了方向。

表1 各類抗凍劑抗凍途徑及主要代表

4.1 糖類抗凍劑

凍融和凍干過程中糖長(zhǎng)期以來被認(rèn)為是能夠穩(wěn)定大量存在的物質(zhì)[58]。其分子中含有的大量羥基可以和蛋白質(zhì)分子上的某些基團(tuán)相互作用，使蛋白質(zhì)分子處于飽和的相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)，有效地減緩了蛋白質(zhì)分子之間的聚集變性。另一方面，糖類物質(zhì)的存在可以束縛水分子，減緩蛋白質(zhì)分子的聚集，減少冰晶的形成，進(jìn)而減緩魚糜蛋白的變性。

Gao等[46]研究發(fā)現(xiàn)3%可溶性大豆多糖(SSPS)可有效抑制肌球蛋白重鏈濃度在冷凍12周后的下降，防止鳙魚魚糜蛋白質(zhì)冷凍變性，并且液氮冷凍和SSPS對(duì)鳙魚糜的理化性質(zhì)和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)有協(xié)同作用。使用液氮冷凍并添加可溶性大豆多糖的鳙魚魚糜具有最高的蛋白溶解度、Ca2+-ATPase活性、巰基含量和重鏈濃度。由此可見，SSPS作為一種新型的冷凍保護(hù)劑，可以顯著提高魚糜產(chǎn)品的質(zhì)量，避免過甜和高熱量，當(dāng)與其他技術(shù)聯(lián)用可提高其抗凍活性，這一發(fā)現(xiàn)為糖類抗凍劑應(yīng)用于冷凍魚糜及其制品提供了優(yōu)勢(shì)。Liu等[59]在研究海藻糖溶液對(duì)反復(fù)凍融循環(huán)過程中制備鱸魚魚糜質(zhì)量的影響中發(fā)現(xiàn)，隨著凍融周期的增加，被海藻糖溶液浸泡過的鱸魚魚糜其L*(亮度)、b*(黃色)、總揮發(fā)性鹽基氮含量與未被浸泡的對(duì)照組相比顯著降低，而pH、a*(紅色)、剪切力和處理組樣品的水分含量顯著增加。且與對(duì)照組相比，海藻糖溶液處理過的樣品平均細(xì)胞面積更大，細(xì)胞空間更小。這表明海藻糖溶液能有效提高魚類產(chǎn)品的保水能力，抑制蛋白質(zhì)的降解。Liu等[47]研究發(fā)現(xiàn)添加了魔芋葡甘聚糖的紅姑魚在-18 ℃冷藏50 d冷凍過程中較未添加的對(duì)照組相比，鹽溶性蛋白高14.81%、總巰基含量高6.90%、凝膠強(qiáng)度高10.85%，魔芋葡甘聚糖具有較強(qiáng)的抗氧化活性且硫代巴比妥酸值較低，添加量?jī)H為0.5%就具有很好的效果。可溶性大豆多糖、海藻糖、魔芋葡甘聚糖等這類糖作為膳食纖維，具有低熱量、低甜度甚至沒有甜味、綠色安全，而且在魚糜抗凍方面也具有很好的效果，雖然價(jià)格相比商業(yè)抗凍劑略高，但隨著各種生產(chǎn)技術(shù)的豐富和成熟，此類抗凍劑仍然有很好的應(yīng)用前景。

4.2 磷酸鹽類抗凍劑

復(fù)合磷酸鹽的低溫保護(hù)作用主要通過提高淡水魚的持水能力和減少冷凍魚的解凍損失來改善產(chǎn)品的功能特性[60]。在魚糜中添加適量的磷酸鹽可以提高pH值和凝膠的保水性，同時(shí)還可以增加肌原纖維的溶解度[61]。但也有研究[62]發(fā)現(xiàn)，由于磷酸鹽具有螯合鈣離子的能力，其添加會(huì)在一定程度上減緩并抑制魚糜凝膠的凝固。

Lee等[63]研究了不同磷酸鹽對(duì)凍阿拉斯加鱈魚片和魚糜理化特性的影響，發(fā)現(xiàn)當(dāng)磷酸鈉濃度為0.3%時(shí)，魚片中氧化三甲胺脫甲基化酶活性和甲醛濃度顯著高于魚糜，在6次凍融循環(huán)過程中，三聚磷酸鈉和焦磷酸四鈉組的魚糜比其他組具有較低的烹飪損失和較高的鹽溶性蛋白質(zhì)提取性，但魚糜的質(zhì)地韌性低于其他處理。但Huang等[64]研究發(fā)現(xiàn)磷酸鹽的添加對(duì)草魚魚糜凝膠具有最低的流動(dòng)性和最大的彈性、結(jié)構(gòu)性能以及最好的微觀結(jié)構(gòu)，此外，磷酸鹽可以將一部分弱的不流動(dòng)水更緊密地包裹在蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)較小的孔隙中，使魚糜凝膠更具彈性和保水性。為了更有效地防止魚糜蛋白的冷凍變性，復(fù)合磷酸鹽通常與糖類等其他抗凍劑復(fù)配使用。Lian等[65]發(fā)現(xiàn)，同時(shí)將0.4%藻酸鹽、4%山梨醇和0.3%三聚磷酸鈉加入紅狗鱈魚糜中，在-20 ℃貯藏17周后，與對(duì)照組相比巰基含量多出約20%。但是，過量的磷酸鹽會(huì)抑制人體對(duì)鈣的吸收，因此在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)嚴(yán)格控制磷酸鹽的添加量。

4.3 多酚類抗凍劑

魚蛋白對(duì)氧化反應(yīng)非常敏感，在處理、加工、以及魚類和魚類產(chǎn)品的貯藏過程中均易發(fā)生。氧化可導(dǎo)致蛋白質(zhì)發(fā)生交聯(lián)，聚集和構(gòu)象變化，導(dǎo)致魚肉蛋白溶解度、膠凝和乳化特性的喪失。多酚類物質(zhì)可以通過提供電子或提供氫原子來清除自由基，有效控制魚糜中氧化反應(yīng)的發(fā)生。

Sun等[50]從常作為農(nóng)業(yè)廢棄物丟棄在蘋果園的蘋果中分離得到了蘋果多酚，對(duì)其進(jìn)行體外抗氧化活性研究發(fā)現(xiàn)蘋果多酚可以抑制草魚魚糜在冷藏過程中可溶性肌原纖維蛋白的降解，并且在蛋白質(zhì)功能特性、凝膠強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)特性方面保護(hù)了草魚魚糜在冷藏過程中的理化性質(zhì)，延長(zhǎng)草魚魚糜的感官保質(zhì)期。Tang等[51]也研究發(fā)現(xiàn)生育酚對(duì)鱘魚糜也有很好的低溫保護(hù)作用，與Sun等[50]研究結(jié)果相似，此外，在18 ℃貯藏16周期間，僅添加0.1% 的生育酚其抗凍效果與添加8%的商業(yè)抗凍劑相當(dāng)，這也進(jìn)一步證明了酚類物質(zhì)的強(qiáng)大抗凍能力，但是大多數(shù)的天然多酚類物質(zhì)都具有顏色，作為抗凍保護(hù)劑添加到魚糜制品中，可能會(huì)對(duì)感官品質(zhì)具有不良的影響，此外，多酚和蛋白質(zhì)會(huì)通過共價(jià)鍵和非共價(jià)鍵相互作用導(dǎo)致蛋白質(zhì)交聯(lián)，并可能影響蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能，這也成為多酚類物質(zhì)廣泛應(yīng)用的一大局限。

4.4 蛋白水解產(chǎn)物抗凍劑

近年來，隨著水產(chǎn)品綜合利用的不斷深入，水產(chǎn)品下腳料的酶解物被廣泛研究和利用，蛋白質(zhì)水解物作為一種綠色產(chǎn)品，其大量親水性氨基酸能與水相互作用形成氫鍵，保證了凍結(jié)過程中水的穩(wěn)定性，減少巨大冰晶體的形成，這一特點(diǎn)賦予了蛋白水解產(chǎn)物良好的抗凍活性[66]45-46。

Zhang等[8]用胰蛋白酶和堿性蛋白酶制備的魚糜加工副產(chǎn)物(SPB)水解液在體外具有清除自由基和金屬螯合活性。當(dāng)加入魚糜時(shí)，這些水解產(chǎn)物有效地延緩了巰基氧化、羰基化、肌球蛋白變性和疏水氨基酸在冷藏過程中的暴露，凝膠的凝膠性能和持水能力也得到了改善。總的來說，SPB的水解產(chǎn)物可以作為常規(guī)使用的化學(xué)抗氧化劑和冷凍保護(hù)劑的潛在雙功能替代品。Zhou等[53]研究發(fā)現(xiàn)，鰱魚副產(chǎn)物蛋白酶解液可以作為一種有效的低溫保護(hù)劑，在凍融循環(huán)過程中，與添加蔗糖—山梨醇混合物的對(duì)照組相比，鰱魚蛋白水解物對(duì)魚糜起到良好的冷凍保護(hù)作用，而不增加魚糜的甜度。因而可知，蛋白水解產(chǎn)物的開發(fā)利用，緩解了水產(chǎn)魚類利用率較低的問題，提高了水產(chǎn)加工產(chǎn)業(yè)的附加值。

4.5 抗凍多肽

抗凍多肽是一類在結(jié)冰或亞結(jié)冰狀態(tài)下，能保護(hù)生物體免受凍害的一類小分子物質(zhì)[29]。它能有效減少低溫過程中，食品中水分冰晶的形成和重結(jié)晶，其優(yōu)良的冰晶抑制效應(yīng)引起了學(xué)者們[67-69]的廣泛研究。Srinivasan等[70]研究表明，明膠肽通過與帶負(fù)電荷的冰面的初始非特異性靜電相互作用進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整，使其與冰表面的氧形成最佳氫鍵，并通過肽的相鄰疏水殘基形成的部分非極性環(huán)境來穩(wěn)定肽與冰晶復(fù)合體中的靜電相互作用和氫鍵，從而達(dá)到抑制冰晶生長(zhǎng)的目的。Wu等[55]研究發(fā)現(xiàn)絲膠肽用于魚糜凍藏過程中的性能穩(wěn)定，能有效地防止魚糜凍存肌動(dòng)球蛋白中巰基含量的下降，減緩其表面疏水殘基的暴露和肌球蛋白重鏈的降解，對(duì)低溫條件下草魚魚糜有顯著的抗凍活性。李曉坤[66]54-57也研究發(fā)現(xiàn)豬皮明膠抗凍肽對(duì)魚糜有良好的低溫保護(hù)作用，凍藏過程中，豬皮明膠抗凍肽可抑制蛋白變性，有效保留巰基和鹽溶性蛋白含量，且當(dāng)添加量為8%時(shí)效果最佳。

5 結(jié)語

魚糜種類復(fù)雜多樣，不同魚肉制作的魚糜其蛋白質(zhì)含量也不盡相同，低溫貯藏過程中，外部環(huán)境的差異也影響魚糜制品品質(zhì)，想要完全了解魚糜蛋白在低溫過程中的變性機(jī)理相對(duì)來說較為困難，而變化規(guī)律的探究在一定程度上有助于解決這一難題。目前，中國(guó)防止魚糜蛋白質(zhì)冷凍變性，普遍還是通過添加抗凍劑來實(shí)現(xiàn)，商業(yè)抗凍劑甜度大、熱量高，不符合現(xiàn)階段消費(fèi)者對(duì)營(yíng)養(yǎng)健康的需求，因此開發(fā)新型綠色的抗凍劑就顯得尤為重要。