茯苓多糖对南湾鱼糜理化性质及凝胶特性的影响

陈秋怡1,靳羽慧1,杨 柳1,李九菊1,王荣荣1,*,邢淑婕2,*

(1.信阳农林学院食品科学与工程学院,河南 信阳 464000;2.漯河职业技术学院食品技术创新学院,河南 漯河 462000)

摘 要:为探究茯苓多糖(Poria cocos polysaccharide,PCP)对南湾鱼糜理化性质及凝胶特性的影响,在南湾鱼糜中添加不同质量分数(1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%)PCP,形成PCP-鱼糜复合凝胶,分析鱼糜肌原纤维蛋白的浊度、表面疏水性、活性巯基含量以及复合凝胶的白度、凝胶强度、感官评分、动态流变学特性、蛋白质二级结构及微观结构等变化。结果表明:随着PCP添加量的增加,鱼糜肌原纤维蛋白的浊度升高,白度降低,凝胶强度先增大后减小。在PCP添加量为2.0%时,复合凝胶强度达最大值(654.48 g·cm),此时,复合凝胶具有最高的储能模量,硬度、感官评分、持水性、活性巯基含量均显著高于对照组,蒸煮损失率、水分活度、表面疏水性和硫代巴比妥酸反应物值均显著低于对照组(P<0.05),蛋白质二级结构中的β-转角和α-螺旋相对含量降低,β-折叠相对含量升高,从而形成网络孔径更小、结构更致密的鱼糜凝胶。综上所述,在南湾鱼糜中添加2.0% PCP有助于形成致密的复合凝胶网络,从而改善鱼糜凝胶品质。

关键词:茯苓多糖;南湾鱼糜;肌原纤维蛋白;凝胶特性

收稿日期:2025-07-14

基金项目:河南省重点研发与推广专项(科技攻关)项目(242102110090;252102111063);

河南省高等学校重点科研项目(22B550016);信阳农林学院科技创新团队项目(XNKJTD-002);

信阳农林学院水产资源深加工利用科技服务团队项目;大别山实验室2024年重点课题研发专项(DMLP003)

第一作者简介:陈秋怡(1994—)(ORCID: 0009-0003-7757-7334),女,硕士,研究方向为食品加工与贮藏保鲜。E-mail: 4431008122@qq.com

*通信作者简介:

王荣荣(1981—)(ORCID: 0009-0004-1331-2756),女,副教授,硕士,研究方向为食品微生物及发酵技术。E-mail: 494155991@qq.com

邢淑婕(1972—)(ORCID: 0009-0008-4039-7651),女,教授,硕士,研究方向为食品与生物技术。E-mail: xing3600@163.com

Effects of Poria cocos Polysaccharide on the Physicochemical Properties and Gel Characteristics of Surimi Prepared from Fish in Nanwan Lake

CHEN Qiuyi1, JIN Yuhui1, YANG Liu1, LI Jiuju1, WANG Rongrong1,*, XING Shujie2,*
(1. College of Food Science and Engineering, Xinyang Agriculture and Forestry University, Xinyang 464000, China;2. Institute of Food Technology and Innovation, Luohe Vocational Technology College, Luohe 462000, China)

Abstract: Our aim was to investigate the effects of Poria cocos polysaccharide (PCP) on the physicochemical properties and gel characteristics of surimi prepared from fish from Nanwan Lake. Myofibrillar proteins extracted from surimi added with PCP at different levels (1.0%, 1.5%, 2.0%, 2.5%, and 3.0%; m/m) were evaluated for turbidity, surface hydrophobicity and active sulfhydryl group content. The whiteness, gel strength, sensory score, dynamic rheological properties, protein secondary structure, and microstructure etc. of the composite surimi gels were analyzed. The results showed that with increasing the amount of PCP added, the turbidity of myofibrillar proteins from the surimi increased,the whiteness decreased, and the gel strength increased first and then decreased. When the addition level of PCP was 2.0%, the surimi gel strength reached a maximum of 654.48 g·cm. Additionally, the surimi gel had the highest storage modulus (G’), with significantly higher hardness, sensory scores, water-holding capacity, and active sulfhydryl group content compared to the control group. Meanwhile, its cooking loss rate, water activity, surface hydrophobicity,and thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) value were significantly lower than those of the control group(P < 0.05). The relative contents of β-turn and α-helix conformations were reduced, and the relative content of β-sheet was increased, thereby leading to the formation of denser networks with smaller pore sizes in the surimi gel.In conclusion, the addition of 2.0% PCP to the surimi facilitates the formation of a compact gel network structure, thereby enhancing its gel quality.

Keywords: Poria cocos polysaccharide; surimi produced from fish in Nanwan Lake; myofibrillar proteins; gel characteristics

DOI: 10.7506/rlyj1001-8123-20250714-225

中图分类号:TS254.1

文献标志码:A

文章编号:1001-8123(2026)05-0001-09

引文格式:

陈秋怡, 靳羽慧, 杨柳, 等. 茯苓多糖对南湾鱼糜理化性质及凝胶特性的影响[J]. 肉类研究, 2026, 40(5): 1-9.DOI:10.7506/rlyj1001-8123-20250714-225. http://www.rlyj.net.cn

CHEN Qiuyi, JIN Yuhui, YANG Liu, et al. Effects of Poria cocos polysaccharide on the physicochemical properties and gel characteristics of surimi prepared from fish in Nanwan Lake[J]. Meat Research, 2026, 40(5): 1-9. DOI:10.7506/rlyj1001-8123-20250714-225. http://www.rlyj.net.cn

鱼糜是鱼经过采肉、漂洗、脱水、斩拌和熟制等工艺加工而成的制品,因具有高蛋白、低脂肪、口感紧实等特点而深受消费者喜爱[1]。南湾鱼产自河南省信阳市南湾湖,其肉质鲜嫩、营养价值高,硒含量比普通鱼类高3~5 倍[2],是鱼糜制品原料的良好来源。目前南湾鱼市场主要以生鲜和南湾鱼肉的深加工产品为主[3],但由于鱼糜制品中水分和内源性蛋白酶含量较高,易出现凝胶劣化、腐败变质等问题,限制了鱼糜产业的发展。研究[4]表明,在鱼糜中引入多糖等外源添加物可以有效改善其品质。如曾泽政等[5]将金花茶多糖加入巴沙鱼糜,结果表明,多糖与鱼糜形成致密的复合凝胶网络,对巴沙鱼糜的凝胶强度、质构特性及感官品质均起到改善作用。

茯苓(Poria cocos)来自多孔菌科卧菌属真菌的干燥菌核,其主要化学成分为多糖、三萜、脂肪酸、甾醇、酶等,其中多糖质量分数约为90%,含β-茯苓聚糖、葡萄糖、蔗糖及果糖等成分[6]。茯苓多糖(Poria cocos polysaccharide,PCP)具有抗菌、抗病毒、抗肿瘤及调控代谢等多重药理效应,是一种天然活性物质[7]。史云静等[8]发现,PCP能通过抑制核因子κB和NOD样受体热蛋白结构域蛋白3信号通路减轻脂多糖诱导的焦虑和抑郁样行为。另外,PCP具有良好的水溶性、热稳定性、抗氧化性和生物活性,在医药、食品和保健品等领域均展现出广阔的应用潜能[9]。张喜贺等[10]添加PCP作为复合乳酸菌冷冻干燥的复配保护剂,使复合乳酸菌的冻干存活率提高,Na+-K+-ATP酶和乳酸脱氢酶的活力显著提升。

目前国内外鲜见有关PCP对鱼糜品质影响的研究。基于此,本研究将PCP加入南湾鱼糜,通过两段加热法制成PCP-鱼糜复合凝胶。考察不同PCP添加量(质量分数1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%)对PCP-鱼糜复合凝胶肌原纤维蛋白的浊度、表面疏水性、活性巯基含量以及复合凝胶的白度、凝胶强度、质构特性、感官评分、蒸煮损失率、持水性、水分活度、硫代巴比妥酸反应物(thiobarbituric acid reactive substances,TBARS)值、动态流变学特性、蛋白质二级结构及微观结构的影响,以期改善南湾鱼糜的凝胶品质,为进一步开发优质、健康的鱼糜产品提供新的思路。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜南湾鳙鱼 市购;PCP(纯度70%) 陕西天行健生物化工技术有限公司。

氯化钠、氢氧化钠、Tris、磷酸氢二钠、磷酸二氢钾、乙醇(均为分析纯) 郑州派尼化学试剂厂;硫酸铜、溴酚蓝(均为分析纯) 天津市巴斯夫化工有限公司;盐酸、三氯乙酸(均为分析纯) 天津市科密欧化学试剂有限公司;甘氨酸(分析纯) 河北弘状元教育科技有限公司;乙二胺四乙酸(ethylene diamine tetraacetic acid,EDTA)(分析纯) 开封东大化工(集团)有限公司;Ellman试剂(纯度98%) 山东科源生化有限公司;2-硫代巴比妥酸(纯度98%)、牛血清白蛋白(纯度≥98%) 上海麦克林生化科技股份有限公司;三氯甲烷、25%戊二醛(均为分析纯) 成都市科隆化学品有限公司。

1.2 仪器与设备

YH-M3003电子分析天平 五鑫衡器有限公司;PHS-25 pH计 上海天达仪器有限公司;RY-12台式斩拌机正元精密机械(江苏)有限公司;DZKW-D-Z电热恒温水浴锅 北京市永光明医疗仪器有限公司;HJ-1磁力搅拌器 天津市赛得利斯实验分析仪器制造厂;JZ-10T手持均质机 北京佳航博创科技有限公司;TG16离心机上海卢湘仪离心机仪器有限公司;FD-1A-80真空冷冻干燥箱 上海比朗仪器制造有限公司;CR9色差仪深圳三恩时科技有限公司;FTC质构仪 北京盈盛恒泰科技有限公司;MCR102e流变仪 安东帕(上海)商贸有限公司;UR120D0004紫外-可见分光光度计 翱艺仪器(上海)有限公司;Frontier傅里叶变换红外光谱仪美国铂金埃尔默股份有限公司;HD-4水分活度仪无锡市华科仪器仪表有限公司;EM-30 Plus扫描电子显微镜 北京欧波同光学技术有限公司。

1.3 方法

1.3.1 PCP-鱼糜复合凝胶的制备

将鲜鱼经前处理后依次进行清洗、采肉、冲洗(质量分数0.5%的NaCl溶液)、过滤、斩拌(2 min),得到鱼糜。取6 组100 g鱼糜分别加入0%(对照)、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%(均为质量分数,以鱼糜质量计,下同)PCP,斩拌2 min,加入2.5% NaCl和30%冰水,斩拌2 min。然后注入直径25 mm的塑料肠衣中,采用两段法加热(40 ℃加热30 min、90 ℃加热20 min)[11],得到PCP-鱼糜复合凝胶。

1.3.2 鱼糜肌原纤维蛋白特性测定

1.3.2.1 肌原纤维蛋白提取

参考李学鹏等[12]的方法,取5 g第2次斩拌后的鱼糜提取肌原纤维蛋白,采用双缩脲法测定肌原纤维蛋白质量浓度。用Tris-HCl缓冲液(pH 7.2)稀释至所需质量浓度,进行各项指标测定。

1.3.2.2 浊度测定

测定肌原纤维蛋白溶液(1 mg/mL)于340 nm波长处的吸光度,用以表示肌原纤维蛋白浊度[13]

1.3.2.3 表面疏水性测定

参考申辉[14]的方法,以溴酚蓝结合量表示肌原纤维蛋白的表面疏水性。

1.3.2.4 活性巯基含量测定

参考米红波等[15]的方法并稍作修改。取0.75 mL肌原纤维蛋白溶液(5 mg/mL)与5 mL Tris-甘氨酸缓冲液(pH 8)混合均匀,加入25 μL Ellman试剂,剧烈振荡后在室温下静置1 h,4 ℃、4 500 r/min离心10 min,以Tris-甘氨酸缓冲液为基准,测定上清液于412 nm波长处的吸光度(A412 nm)。活性巯基含量按式(1)计算:

式中:D为肌原纤维蛋白溶液稀释倍数;ε为分子摩尔吸光系数(13 600 L/(mol·cm));ρ为肌原纤维蛋白质量浓度/(mg/mL)。

1.3.3 复合凝胶白度测定

参考杜晓婷[16]的方法,测定样品的亮度值(L*)、红度值(a*)、黄度值(b*),白度按式(2)计算:

1.3.4 复合凝胶强度和质构特性测定

参考杜晓婷[16]的方法,凝胶强度按式(3)计算:

1.3.5 复合凝胶感官评价

邀请10 名具有感官评价经验的食品专业学生对样品进行打分,评价标准如表1所示,采用四维等权(各25%)评分模型(单项满分10 分),通过加权算法获得总分[17]

表1 复合凝胶感官评价标准
Table 1 Sensory evaluation criteria for composite gels

得分色泽(25%)气味(25%)质地(25%)弹性(25%)1~3颜色较暗、较黄,不均匀鱼腥味较重切面粗糙,颗粒或气泡较多弹性差,稍用力按压即裂开弹性一般,稍用力按压不裂开,但难恢复原状8~10颜色白皙、明亮,无杂色4~7颜色较白,略不均匀有轻微鱼腥味切面均匀,颗粒或气泡较少几乎无鱼腥味切面平滑,无明显颗粒或气泡弹性好,稍用力按压不裂开,能迅速恢复原状

1.3.6 复合凝胶蒸煮损失率测定

参考吴芳等[18]的方法,将复合凝胶于室温下平衡1 h,剥去肠衣,切成5 mm薄片,称其质量(m1/g),放入蒸煮袋并封口,90 ℃水浴30 min后取出冷却并称质量(m2/g)。蒸煮损失率按式(4)计算:

1.3.7 复合凝胶持水性测定

参考吴芳等[18]的方法,将复合凝胶于室温下平衡1 h,剥去肠衣,切成5 mm薄片,称其质量(m3/g),将复合凝胶薄片包裹在滤纸(直径为20 cm)中,放入50 mL离心管内,4 ℃、3 000 r/min离心15 min,取出后称质量(m4/g)。持水性按式(5)计算:

1.3.8 复合凝胶水分活度测定

称取适量绞碎的凝胶样品,用水分活度仪测定水分活度。

1.3.9 复合凝胶TBARS值测定

参照王森[19]的方法,称取绞碎的复合凝胶样品10 g,加入50 mL质量分数7.5%三氯乙酸(含质量分数0.1% EDTA),搅拌30 min,过滤。在试管中加入5 mL上清液和5 mL 0.02 mol/L 2-硫代巴比妥酸溶液,90 ℃水浴40 min,冷却后取上清液,加入5 mL三氯甲烷,振荡摇匀,静置,测定其于532、600 nm波长处的吸光度。TBARS值按式(6)计算:

式中:M为丙二醛的摩尔质量(72.06 g/mol);ε为分子摩尔吸光系数(155 L/(mol·cm));10为换算系数。

1.3.10 复合凝胶动态流变学特性测定

参考王敬涵等[20]的方法,参数设置:数据点数量60,数据点记录时间0.5 min,温度扫描范围20~80 ℃,升温速率2 ℃/min,测量时间30 min,振荡频率1 Hz,应变0.1%~100%,记录升温过程中样品的储能模量(G’)。

1.3.11 复合凝胶傅里叶变换红外光谱测定

参考Zhou Aimei等[21]的方法,将真空冷冻干燥后的样品在400~4 000 cm-1波数范围内扫描32 次,分辨率为4 cm-1

1.3.12 复合凝胶微观结构观察

参考董诺等[22]的方法,将样品真空冷冻干燥、喷金后,用扫描电子显微镜观察样品微观结构。用ImageJ软件对图像进行处理,得到分形维数。

1.4 数据处理

实验重复3 次,结果以平均值±标准差表示。采用SPSS 26、Omnic、PeakFit软件分析数据,采用OriginPro 2021软件绘图。

2 结果与分析

2.1 PCP添加量对鱼糜肌原纤维蛋白浊度的影响

在鱼糜蛋白乳浊液中,浊度越大通常代表体系中蛋白质分子的聚集程度越高[23]。由图1可知,对照组的南湾鱼糜肌原纤维蛋白浊度最低,随着PCP添加量增加,浊度逐渐升高,可能是PCP与肌原纤维蛋白通过静电相互作用形成复合凝聚物,使肌原纤维蛋白发生了聚集,浊度升高。这与李丹等[24]的研究结果一致,他们发现菠萝蜜籽可溶性膳食纤维与肌原纤维蛋白复合体系的浊度随菠萝蜜籽可溶性膳食纤维添加量的增加而升高。

图1 PCP添加量对鱼糜肌原纤维蛋白浊度的影响
Fig. 1 Effect of PCP addition on the turbidity of myofibrillar proteins from surimi

小写字母不同表示差异显著(P<0.05)。图2~5、7~9同。

2.2 PCP添加量对鱼糜肌原纤维蛋白表面疏水性的影响

溴酚蓝和蛋白质疏水位点的结合能力可以表征蛋白质的表面疏水性,溴酚蓝结合量越高,蛋白质分子内部的疏水性氨基酸残基暴露越多,氧化越严重[25]。由图2可知,随着PCP添加量增加,鱼糜肌原纤维蛋白的表面疏水性先降低后升高,当PCP添加量为2.0%时,鱼糜肌原纤维蛋白的溴酚蓝结合量为23.41 μg,此时表面疏水性最低。这可能是由于PCP分子中含有大量羟基、羧基等亲水基团,当PCP添加量较低时(<2.0%),多糖的亲水基团与蛋白质分子表面的极性基团间通过氢键或静电作用结合,使蛋白质分子表面的亲水性增强。而当PCP添加量过高(>2.0%)时,多糖分子间可能发生聚集,掩盖部分蛋白质表面的亲水基团,或促使蛋白质分子内部的疏水基团重新暴露。周昕仪等[26]研究凉粉草多糖对鱼肌球蛋白的相互作用,发现添加凉粉草多糖后,鱼肌球蛋白的表面疏水性显著降低(最高降低67%);米红波等[15]研究发现,可溶性大豆多糖及其酶解产物通过暴露羟基基团和降低分子质量减少鱼糜肌原纤维蛋白的表面疏水性,其中添加5%内切聚半乳糖醛酸酶-可溶性大豆多糖的鱼糜表面疏水性最低。

图2 PCP添加量对鱼糜肌原纤维蛋白表面疏水性的影响
Fig. 2 Effect of PCP addition on the surface hydrophobicity of myofibrillar proteins from surimi

2.3 PCP添加量对鱼糜肌原纤维蛋白活性巯基含量的影响

活性巯基含量越高,蛋白质的氧化程度越低,越能维持蛋白质结构的稳定性和各种功能特性[27]。由图3可知,鱼糜肌原纤维蛋白的活性巯基含量随着PCP添加量的增加先升高后降低,当PCP添加量为2.0%时,活性巯基含量最高,为23.54 μmol/g。这可能是因为PCP具有抗氧化性,在鱼糜中添加适量PCP可以一定程度上提高鱼糜肌原纤维蛋白整体的抗氧化性和稳定性,而当PCP添加量过高(>2.0%)时,多糖分子可能发生聚集,与肌原纤维蛋白竞争抗氧化环境中的活性位点,削弱其抗氧化能力,同时过量PCP还可能引发部分巯基发生氧化交联,形成二硫化物,最终导致活性巯基含量下降[28]

图3 PCP添加量对鱼糜肌原纤维蛋白活性巯基含量的影响
Fig. 3 Effect of PCP addition on the active sulfhydryl group content of myofibrillar proteins from surimi

2.4 PCP添加量对复合凝胶白度的影响

由图4可知,与对照组相比,PCP的添加对鱼糜凝胶白度有显著影响(P<0.05)。随着PCP添加量的增加,复合凝胶的白度逐渐降低,这可能是因为鱼糜凝胶为乳白色,而PCP为淡黄色,二者混合后,PCP会降低复合凝胶的白度。当PCP添加量≤2.5%时,复合凝胶的白度均在80以上,处于可接受范围。

图4 PCP添加量对复合凝胶白度的影响
Fig. 4 Effect of PCP addition on the whiteness of composite surimi gels

2.5 PCP添加量对复合凝胶强度和质构特性的影响

食品的质构特性包括硬度、弹性、内聚性等,从咀嚼的难易程度、口感的丰富度、口腔的黏附感等方面综合影响食品的口感[29]。如表2所示,不同PCP添加量对鱼糜凝胶的硬度、弹性、胶黏性及咀嚼性有显著影响(P<0.05),而对其内聚性的影响不显著。随着PCP添加量的增加,复合凝胶的质构特性均呈先上升后下降的趋势。当PCP添加量为2.0%时,复合凝胶的硬度、弹性、胶黏性和咀嚼性均达到最大值,此时的复合凝胶结构致密,具有较好的弹性且不易松散,品质较好。

表2 PCP添加量对复合凝胶质构特性的影响
Table 2 Effects of PCP addition on texture properties of composite surimi gels

注:同列不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。

PCP添加量/%硬度/N弹性/mm内聚性胶黏性/N咀嚼性/mJ 04.82±0.23b12.35±0.03c0.48±0.08a2.29±0.26c28.64±3.32c 1.04.97±0.04ab12.37±0.03c0.54±0.04a2.68±0.20ab33.48±2.25ab 1.55.03±0.06ab12.44±0.02b0.55±0.04a2.77±0.16a34.59±1.95a 2.05.23±0.02a12.48±0.01a0.54±0.05a2.82±0.27a35.18±3.35a 2.55.07±0.35ab12.45±0.02ab0.49±0.03a2.49±0.05abc31.03±0.57abc 3.04.71±0.13b12.39±0.01c0.49±0.02a2.33±0.10bc29.03±1.25bc

鱼糜的凝胶强度是指鱼糜经擂溃、加热等处理后形成具有弹性和韧性凝胶体的能力,是衡量鱼糜品质和加工性能的关键指标。如图5所示,随着PCP添加量的增加,复合凝胶的凝胶强度呈先升高后降低的变化趋势,说明添加适量的PCP能够有效提升鱼糜的凝胶特性。当PCP添加量较低(1.0%~2.0%)时,复合凝胶的凝胶强度逐渐增大,这可能是因为PCP的分子结构可填充于蛋白质凝胶网络的空隙中,增强网络结构的致密性和连续性。当PCP添加量进一步增加,凝胶强度反而下降,这可能是因为过量的PCP会在体系中形成过多游离的多糖分子,这些分子可能通过空间位阻效应阻碍肌原纤维蛋白分子间的正常交联,破坏原本有序的凝胶网络结构[30]。当PCP添加量为2.0%时,复合鱼糜凝胶的凝胶强度达最大值(654.48 g·cm),此时鱼糜凝胶具有较好的凝胶特性。

图5 PCP添加量对复合凝胶强度的影响
Fig. 5 Effect of PCP addition on the gel strength of composite surimi gels

2.6 PCP添加量对复合凝胶感官品质的影响

食品的感官品质直接影响着消费者对鱼糜制品的接受度。由图6可知,随着PCP添加量增加,复合凝胶的质地和弹性评分先升高后降低,在PCP添加量为2.0%时达到最高分,分别为8.33、8.67;复合凝胶的色泽评分逐渐降低,与白度分析结果一致;气味评分逐渐升高,这可能是由于PCP的添加对鱼糜起到了一定的去腥作用,添加量越高效果越好;感官评价总分先升高后降低,在PCP添加量为2.0%时达最高分(8.00),与对照组(6.33)相比提高26.38%,此时的复合凝胶综合感官品质最好。

图6 PCP添加量对复合凝胶感官评分的影响
Fig. 6 Effect of PCP addition on the sensory score of composite surimi gels

2.7 PCP添加量对复合凝胶持水性和蒸煮损失率的影响

持水性反映鱼糜凝胶网络结构的保水能力[31],蒸煮损失率反映鱼糜凝胶的结构稳定性、持水持油性及加工性能,二者均是判断鱼糜制品品质及得率的重要指标[32]。由图7可知,随着PCP添加量增加,复合凝胶的持水性先升高后降低,蒸煮损失率先降低后升高。原因可能是当PCP添加量较低时,其亲水基团与鱼糜蛋白质相互作用,形成更紧密的凝胶网络,从而减少水分和可溶性成分的流失[33];而当PCP添加量过高时,过量的PCP分子间缠绕破坏蛋白质凝胶的均匀结构,导致网络孔隙增大,复合凝胶的持水性下降,进而使蒸煮损失率上升[34]。当PCP添加量为2.0%和2.5%时,复合凝胶的持水性和蒸煮损失率分别达到最值。当PCP添加量为2.0%时,复合凝胶的持水性从对照组的74.90%提升至79.14%,蒸煮损失率从18.12%降低至15.93%,表现出较好的保水性能。

图7 PCP添加量对复合凝胶持水性和蒸煮损失率的影响
Fig. 7 Effect of PCP addition on the water-holding capacity and cooking loss rate of composite surimi gels

2.8 PCP添加量对复合凝胶水分活度的影响

鱼糜凝胶水分活度反映其内部水分的可利用性,间接反映自由水含量,对产品的品质、安全性和保质期有重要影响。如图8所示,随着PCP添加量的增加,复合凝胶的水分活度先降低后升高。当PCP添加量较低(1.0%~2.0%)时,复合凝胶的水分活度逐渐降低,这可能是因为PCP分子中的羟基等亲水基团通过氢键与水分子强烈结合,形成不易流动的束缚水,使水分活度降低。当PCP添加量进一步增加(2.0%~3.0%),水分活度呈上升趋势,这可能是因为过量的PCP与鱼糜蛋白质竞争结合水分子,导致凝胶网络致密性降低,结合水和不易流动水相对含量降低。当PCP添加量为2.0%时,水分活度<0.8,复合凝胶的品质较好。

图8 PCP添加量对复合凝胶水分活度的影响
Fig. 8 Effect of PCP addition on the water activity of composite surimi gels

2.9 PCP添加量对复合凝胶TBARS值的影响

TBARS值通过量化脂质氧化程度反映鱼糜的新鲜度、贮藏稳定性及品质劣变情况,其值越高,表明氧化越严重,风味和营养价值受损越大。如图9所示,TBARS值随着PCP添加量的增加先下降后上升。当PCP添加量较低(1.0%~2.5%)时,复合凝胶的TBARS值逐渐降低,可能是因为PCP具有抗氧化活性,其通过清除自由基与抑制酶活性有效降低脂质过氧化物丙二醛的生成,导致TBARS值下降[35]。当PCP添加量进一步增加(>2.5%)时,TBARS值略微上升,可能是由于鱼糜凝胶水分流失,脂肪更容易接触氧气,进而氧化。当PCP添加量为2.5%时,复合凝胶的TBARS值达最小值,此时复合凝胶的氧化性能最好。当PCP添加量为2.0%时,复合凝胶的TBARS值较低,较对照组下降25.76%,抗氧化性能较好。

图9 PCP添加量对复合凝胶TBARS值的影响
Fig. 9 Effect of PCP addition on the TBARS value of composite surimi gels

2.10 PCP添加量对复合凝胶动态流变学特性的影响

G’又称弹性模量,反映鱼糜蛋白质凝胶的弹性特征,与凝胶性能呈正相关[36]。如图10所示,在36~40 ℃时,复合凝胶G’短暂升高,在40 ℃左右显示出较高的G’,这可能是因为鱼糜中部分肌原纤维蛋白疏水结构暴露,通过氢键形成较弱的凝胶网络[37]。随着体系温度进一步升高,G’呈下降趋势,约在45 ℃下降至最低点。这种下降可能与氢键断裂导致的临时网络结构破坏有关[38]。当温度>45 ℃时,随着温度的升高,G’大幅升高,这可能是因为肌原纤维蛋白的疏水基团进一步暴露,分子间通过共价键(二硫键)与非共价键(疏水相互作用等)的协同作用发生强烈聚集,原本松散或被破坏的网络结构被重新构建为更有序、更坚固的凝胶网络[39],这种结构能更有效地抵抗外力形变,因此复合凝胶的弹性和整体凝胶性能得到大幅提升。随着PCP添加量的增加,复合凝胶的G’先升高后降低,PCP添加量为2.0%的复合凝胶G’最高,即在鱼糜凝胶中添加适量PCP(2.0%)能强化鱼糜凝胶的网络结构,增强其稳定性,与质构特性的分析结果一致。

图10 PCP添加量对复合凝胶G’的影响
Fig. 10 Effect of PCP addition on the G’ of composite surimi gels

2.11 PCP添加量对复合凝胶蛋白质二级结构的影响

如图11A所示,1 600~1 700 cm-1区间有明显吸收峰,即酰胺I带,其反映蛋白质肽键中C=O伸缩振动的信息,对研究蛋白质二级结构非常重要。不同PCP添加量复合凝胶酰胺I带的波段无明显差异。

图11 PCP添加量对复合凝胶傅里叶变换红外光谱(A)及蛋白质二级结构相对含量(B)的影响
Fig. 11 Effect of PCP addition on the Fourier transform infrared spectrum (A) and protein secondary structure relative content (B) of composite surimi gels

如图11B所示,对照组鱼糜凝胶的β-转角、α-螺旋、无规卷曲、β-折叠相对含量分别为17.21%、5.69%、7.01%、70.09%。添加PCP后,鱼糜凝胶的β-转角(6.21%~14.42%)和α-螺旋(2.31%~4.21%)相对含量均低于对照组;而β-折叠相对含量(76.82%~78.05%)均高于对照组,且随PCP添加量的增加先升高后降低,在PCP添加量为1.5%时达到最高,在PCP添加量为2.0%时也较高。综上,PCP的添加使鱼糜凝胶蛋白质二级结构中的β-转角、α-螺旋向更有序的β-折叠转变,促进了规则凝胶网络的形成,从而改善了凝胶的质地,提高了保水性[40]

2.12 PCP添加量对复合凝胶微观结构的影响

扫描电子显微镜可清晰观察样品表面的微观形貌特征,为分析食品的微观结构与品质、加工特性等提供直观的形态学依据。基于扫描电子显微镜图进行分形维数计算,定量表征PCP对复合凝胶微观结构的影响,分形维数越低,说明鱼糜凝胶的网络结构越无序[41]。由图12可知,对照组的分形维数为1.757 1,其鱼糜凝胶的内部网络粗糙,空腔数量多,孔隙大。随着PCP添加量的增加,鱼糜凝胶的空腔数量先减少后增多,分形维数则先增大后减小,这可能是因为适量的PCP分子可通过氢键、静电作用等与肌原纤维蛋白结合,促进蛋白质分子有序聚集并参与凝胶网络的构建[42],但多糖的过度充填可能会阻碍蛋白质链间的有效交联,使凝胶结构变得松散。在PCP添加量为2.0%时,分形维数达最大值(1.844 4),此时的鱼糜凝胶网络结构最为有序。

图12 PCP添加量对复合凝胶微观结构的影响
Fig. 12 Effect of PCP addition on the microstructure of composite surimi gels

A~F. PCP添加量分别为0%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%。下标1.扫描电子显微镜图像(×1 000);下标2.二值化处理后的扫描电子显微镜图像(×1 000);下标3.分形维数分析图。

3 结论

本研究探究不同添加量PCP对南湾鱼糜凝胶的影响,结果表明:与对照组相比,添加PCP会降低鱼糜凝胶的白度,当PCP添加量低于2.5%时,PCP-鱼糜复合凝胶的白度大于80,在可接受范围内。PCP的添加会引起鱼糜肌原纤维蛋白结构变化或聚集,随着PCP添加量的增加,肌原纤维蛋白浊度升高,表面疏水性先降低后升高,活性巯基含量先升高后降低。当PCP添加量为2.0%时,鱼糜蛋白质分子间的相互作用增强,使蛋白质二级结构中较稳定的β-折叠结构明显增多,由此形成的鱼糜凝胶网络孔径更小,整体结构更为致密。此时PCP-鱼糜复合凝胶的硬度、咀嚼性和凝胶强度等质构特性以及感官品质均为最优,G’最高,同时蒸煮损失率、水分活度和TBARS值较低,持水性最高,具有较好的抗氧化性和稳定性。本研究为PCP在鱼糜制品中的应用提供了一定的理论参考。

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