不同蛋白添加剂对秘鲁鱿鱼鱼糜凝胶特性的影响

孔文俊，刘　鑫，薛　勇，李兆杰，薛长湖

（中国海洋大学食品科学与工程学院，山东青岛266003）

不同蛋白添加剂对秘鲁鱿鱼鱼糜凝胶特性的影响

孔文俊，刘鑫，薛勇*，李兆杰，薛长湖

（中国海洋大学食品科学与工程学院，山东青岛266003）

为了改善秘鲁鱿鱼鱼糜的凝胶特性，本文研究了添加不同种类的蛋白添加剂（卵清蛋白，猪血浆蛋白，乳清蛋白，大豆蛋白）对秘鲁鱿鱼鱼糜凝胶破断力，凹陷距离，凝胶强度，色泽的影响，并通过SDS-PAGE电泳分析其肌原纤维蛋白的降解情况。结果发现：添加卵清蛋白可显著增强鱿鱼鱼糜的破断强度和凝胶强度（p＜0.05），添加乳清蛋白和大豆蛋白对秘鲁鱿鱼鱼糜破断强度和凝胶强度的提高没有明显的促进作用，而添加猪血浆蛋白粉则对秘鲁鱿鱼鱼糜的破断强度和凝胶强度有一定的降低作用。添加各种蛋白粉的鱿鱼鱼糜凝胶凹陷度变化不大。而添加几种蛋白粉均会使鱼糜凝胶的白度降低，其中添加猪血浆蛋白粉对鱼糜白度的影响最大。通过SDS-PAGE分析，秘鲁鱿鱼鱼糜在添加蛋白后肌球蛋白的变化不明显。这表明蛋白添加剂的蛋白酶抑制剂作用效果不大。

鱿鱼鱼糜，蛋白添加剂，凝胶特性

鱼糜制品是一种新型的海洋加工食品。它不但味道鲜美，而且营养价值丰富，其消费量在发达国家和发展中国家均日益增加［1］。由于阿拉斯加狭鳕等优质鱼糜原料资源的过度开发，其资源日益短缺。所以目前开发新的鱼糜资源已经成为各国科技工作者的重要内容。

鱿鱼因其巨大的产量、较高的蛋白含量和无骨刺易加工［2］等特点，正日益受到鱼糜生产者的青睐。其中秘鲁鱿鱼肉质细嫩，营养丰富，具有作为鱼糜制品原料的重要前景。但是鱿鱼鱼糜存在凝胶强度低等缺点［3］，如何提高秘鲁鱿鱼鱼糜的凝胶强度是提高鱿鱼鱼糜质量的关键。

目前应用较多的蛋白弹性增强剂有鸡蛋清蛋白、乳清蛋白、大豆分离蛋白、以及各种动物血浆蛋白等非肌肉蛋白。这些弹性增强剂可以有效的提高鱼糜的凝胶强度，提高鱼糜质量。不同非肌肉蛋白对鱼糜凝胶作用的机理有所不同。一般认为鸡蛋清蛋白、乳清蛋白、大豆蛋白等对鱼糜凝胶的改良作用主要是通过其自身的凝胶作用来实现［4-5］。而动物血浆蛋白对凝胶的改良作用则主要是因为这些蛋白质可抑制鱼糜中的蛋白酶活性，从而避免其降解蛋白质。而国内外利用蛋白添加剂来改善鱿鱼鱼糜品质的研究目前还未见报道。本文主要研究了不同蛋白添加剂对鱿鱼鱼糜凝胶特性的影响，从而为鱿鱼鱼糜制品的生产提供依据。

1　材料与方法

1.1材料与仪器

秘鲁鱿鱼鱼糜由中国海洋大学食品科学与工程学院中试基地提供，-18℃冻藏；卵清蛋白、大豆蛋白、乳清蛋白青岛天新食品添加剂有限公司；猪血浆蛋白青岛普罗顿生物技术有限公司；十二烷基硫酸钠（SDS）、β-巯基乙醇、尿素、Tris等试剂均为分析纯。

TMS-PRO质构仪美国Food Technology公司；UMC5型真空斩拌机德国Stephan公司；MX-50型水分快速测定仪日本A&D公司；HH2型数显恒温水浴锅国华电器有限公司；WSC-S色度仪上海精密科学仪器有限公司。

1.2实验方法

1.2.1鱼糜凝胶的制备［6］将（-20℃）冷冻秘鲁鱿鱼鱼糜半解冻后斩拌1min，加入不同浓度的非肌肉蛋白粉进一步斩拌1min，然后添加1.5%食盐继续斩拌5min，将斩拌后的鱼糜充填至直径为3cm的肠衣中，采用一段加热法，即在90℃下加热20min的凝胶形成方法。加热后立即将鱼肠置于冰水中冷却然后将其置于冰箱（4℃）放置12h或过夜，待检。

1.2.2鱼糜凝胶强度的测定将鱼糜肠切成30mm左右的小段，用TMS-PRO质构仪测定鱼糜肠的破断强度，凹陷距离，并取二者的乘积计算凝胶强度。测定条件：探头为5mm球形探头。下压速率60mm/min［7］。

1.2.3鱼糜肠白度的测定［7］用WSC-S色度仪测定鱼糜凝胶的L*，a*和b*值，白度通过以下公式计算：

白度=100-［（100-L*2）+a*2+b*2］1/2

1.2.4秘鲁鱿鱼鱼糜凝胶SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE） 称取2g鱼糜凝胶，加入8mL 20mmol/L的Tri-HCl缓冲溶液（pH8.0，含有8moL尿素、2%SDS和2%β-巯基乙醇），均质后在沸水浴中加热5min，然后在室温条件下磁力搅拌24h使蛋白质充分溶解出来。将蛋白质溶解液在6000r/min下离心5min，然后取一定量的上清液作为蛋白质样品进行SDS-PAGE。其中浓缩胶浓度为5%，分离胶浓度为9%［8］。

1.2.5数据分析将所有的实验数据用SAS 8.0进行分析，p＜0.05作为显著性差异。

2　结果与分析

2.1添加不同种类蛋白粉对秘鲁鱿鱼鱼糜破断强度的影响

在秘鲁鱿鱼鱼糜中添加不同比例的不同种类的蛋白粉，然后比较了添加不同种类淀粉的鱿鱼鱼糜的破断强度，其结果如图1所示。卵清蛋白粉添加量在0%～3.0%之间时，随着的卵清蛋白粉添加量的增加，鱿鱼鱼糜凝胶的破断强度不断增大，二者呈现正相关的对应关系。添加量为0.50%、1.00%、2.00%、3.00%时凝胶破断强度分别提高了20.1%、37.2%、48.4%和64.9%。而添加猪血浆蛋白的凝胶的破断强度变化不大（p＞0.05），即使添加量增加到3.00%，凝胶的破断强度变化趋势仍然不明显（p＞0.05）。添加0.50%、1.00%大豆蛋白和乳清蛋白对破断强度的影响也不大。当这两种蛋白的添加量达到3%时，破断强度略微上升。

图1　蛋白粉对鱿鱼鱼糜凝胶破断强度的影响Fig.1　The breaking strength of gel added with the power of proteins

2.2添加不同种类蛋白粉对秘鲁鱿鱼鱼糜凹陷距离的影响

如图2所示，比较了添加不同种类的蛋白粉的秘鲁鱿鱼鱼糜的凹陷距离。添加各种蛋白粉的鱿鱼鱼糜凝胶凹陷距离变化不大。添加大豆蛋白和乳清蛋白对鱿鱼鱼糜的凹陷距离无显著性影响（p＞0.05）。添加卵清蛋白粉的鱿鱼鱼糜凝胶凹陷度稍有增加。而添加了猪血浆蛋白的鱼糜凹陷距离会出现略微降低。

图2　蛋白粉对鱿鱼鱼糜凝胶凹陷度的影响Fig.2　The deformation of gel added with the power of proteins

2.3添加不同种类蛋白粉对秘鲁鱿鱼鱼糜凝胶强度的影响

凝胶强度定义为破断强度（g）和凹陷度（cm）的乘积。添加不同种类的蛋白粉对鱼糜凝胶强度的影响结果如图3所示。在相同的蛋白粉添加量下，添加卵清蛋白粉的鱿鱼鱼糜凝胶强度提高最大。添加0.50%、1.00%、2.00%、3.00%的卵清蛋白粉，凝胶强度分别提高了23.3%、44.8%、62.1%、85.5%。添加猪血浆蛋白粉的效果最差，凝胶强度呈明显的降低趋势（p＜0.05）。添加大豆蛋白和乳清蛋白的鱿鱼鱼糜凝胶强度变化不大。

大豆蛋白中含有胰蛋白酶抑制剂［9］，通过添加大豆蛋白可以有效的抑制鱼糜中蛋白酶的活性。但由鱼糜凝胶的SDS-PAGE图可以看出，添加大豆蛋白后的鱼糜相对于鱼糜原料在凝胶形成过程中肌球重链的降解作用并不明显，凝胶中的肌球重链数量并没有明显减少。这可能是由于鱿鱼鱼糜在凝胶形成过程中，蛋白酶对其影响较小。所以大豆蛋白作为蛋白抑制剂增强鱼糜凝胶强度的作用不显著。而且，在这里大豆蛋白本身的凝胶效果也并不显著，因此大豆蛋白对秘鲁鱼糜没有很好的凝胶增强效果。

血浆蛋白中含有肌球重链降解酶的抑制剂。Visessanguan等［10］研究指出，猪血浆蛋白对大眼鲷鱼糜中的胰蛋白酶（Trypsin）、木瓜蛋白酶（Papain）、消化酶及其他易导致凝胶裂化的一些酶的活性有很强的抑制作用。Benjakul等［11-13］的研究发现，通过添加猪血浆蛋白可以有效的抑制大眼鲷鱼糜在加热过程中MHC的降解，从而可显著提高大眼海鲈鱼鱼糜凝胶的破断强度、凹陷度及持水力。但是，由鱼糜凝胶的SDS-PAGE图可以看出，原鱼糜在凝胶形成过程中肌球蛋白重链的降解作用相对于添加血浆蛋白后的鱼糜无明显区别，凝胶中的肌球重链数量并没有明显减少。同样，这也可能是由于鱿鱼鱼糜在凝胶形成过程中，蛋白酶对其影响较小。而且猪血浆蛋白本身没有凝胶效果，因此猪血浆蛋白对秘鲁鱼糜没有很好的凝胶增强效果。

卵清蛋白和乳清蛋白同样具有蛋白酶抑制剂的效果［14-15］。除此之外，二者还具自身凝胶效果。卵清蛋白中含有的主要蛋白质为卵白蛋白、伴清蛋白和卵类粘蛋白，卵白蛋白可在75℃形成凝胶，伴清蛋白则在62℃凝胶。乳清蛋白的主要成分为β-乳球蛋白（75%）和α-乳球蛋白（25%），这两种蛋白质分别可在78～83℃、62～68℃凝胶。虽然秘鲁鱿鱼鱼糜的蛋白酶活性在凝胶形成的过程中并不是十分明显，但是卵清蛋白对其在凝胶形成过程中的增强作用依然十分明显，可见卵清蛋白主要是通过自身的凝胶形成来提高秘鲁鱼糜的凝胶强度。而此时乳清蛋白自身的凝胶增强效果则不明显。

图3　蛋白粉对鱿鱼鱼糜凝胶凝胶强度的影响Fig.3　The gel strength of gel added with the power of proteins

2.4添加不同种类蛋白粉对秘鲁鱿鱼鱼糜凝胶白度的影响

添加卵清蛋白、大豆蛋白、乳清蛋白、猪血浆蛋白粉之后，鱿鱼鱼糜凝胶的白度均有所下降。如图4所示，猪血浆蛋白粉的白度下降最大，其中添加0.50%、1.00、2.00%、3.00%猪血浆蛋白粉的白度分别降低了13.1%、22.8%、37.8%、54.0%。这是由于血浆蛋白本身具有非常明显的棕红色，对鱼糜的白度影响非常大，因此严重的降低了鱿鱼鱼糜的白度。其次为大豆蛋白，添加0.50%、1.00、2.00%、3.00%大豆蛋白粉的白度分别降低了6.7%、14.5%、21.7%、28.9%。添加卵清蛋白粉或乳清蛋白粉的秘鲁鱿鱼鱼糜凝胶的白度下降趋势较缓，添加3.00%的卵清蛋白粉或乳清蛋白粉的秘鲁鱿鱼鱼糜凝胶的白度下降均小于18%。这可能是由于这些蛋白本身带有发黄的颜色，蛋白本身的颜色会使秘鲁鱿鱼鱼糜的白度降低。

图4　蛋白粉对鱼糜凝胶白度的影响Fig.4　The whiteness of gel with the power of proteins

图5　不同种类蛋白对秘鲁鱿鱼鱼糜凝胶SDS-PAGE图谱的影响Fig.5　Effect of dfferent protein concentrations on the SDS-PAGE of surimi gels

2.5不同种类蛋白对秘鲁鱿鱼鱼糜凝胶SDS-PAGE图谱的影响

添加不同浓度不同种类的蛋白后，秘鲁鱿鱼鱼糜SDS-GAGE图谱如图5所示。从图5中可见，样品在添加这四种蛋白后相对于鱼糜原料空白组其肌球蛋白重链的降解并不明显，凝胶中的肌球重链数量也并没有明显减少。而且，随着蛋白添加量的增加，鱼糜凝胶的肌球纤维蛋白重链带无明显变化。这表明四种蛋白添加剂所具有的蛋白酶抑制剂的作用不明显。由此推测，在鱿鱼鱼糜形成凝胶的过程中，其内源蛋白酶对凝胶的影响可能较小。

3　结论

添加卵清蛋白可以提高秘鲁鱿鱼鱼糜的凝胶强度，添加0.50%、1.00%、2.00%、3.00%的卵清蛋白粉，凝胶强度分别提高了23.3%、44.8%、62.1%、85.5%。添加乳清蛋白和大豆蛋白对秘鲁鱿鱼鱼糜凝胶强度的提高没有明显的促进作用。而添加猪血浆蛋白粉则对秘鲁鱿鱼鱼糜的凝胶强度有一定的降低作用。通过SDS-PAGE分析，秘鲁鱿鱼鱼糜在添加蛋白后肌球蛋白的变化不明显，因此所添加的蛋白粉中所含有的蛋白酶抑制剂未起到明显作用。几种蛋白粉添加剂均降低了鱼糜凝胶的白度，其中猪血浆蛋白粉对鱼糜白度的影响特别大，而且有明显的不愉快气味。

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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，硕士研究生，研究方向：水产品加工与贮藏。

薛勇（1976-），男，博士，副教授，研究方向：水产品加工与贮藏。

海洋公益性行业科研专项（201305013）；国家自然基金（31371791）。