秘鲁鱿鱼丝加工中回潮工艺的作用机理研究

辛学倩,薛长湖,薛 勇,李 丰,李兆杰,王玉明

(中国海洋大学,山东青岛 266003)

秘鲁鱿鱼丝加工中回潮工艺的作用机理研究

辛学倩,薛长湖,薛 勇,李 丰,李兆杰,王玉明

(中国海洋大学,山东青岛 266003)

回潮过程是鱿鱼丝加工中的重要工序,即将经过水煮、一次调味、渗透、干燥的鱿鱼板放入-10～-5℃的冷库冻藏,但此工序在秘鲁鱿鱼丝加工中的作用机理并不清楚,工艺参数无理论依据。本研究以盐溶性蛋白质含量、扫描电镜观察、光学显微镜观察,氧化三甲胺的变化为指标,研究了秘鲁鱿鱼丝加工半成品在-10℃回潮过程中的变化机理,结果表明,在回潮 0～6d过程中,蛋白质变性明显,肌原纤维蛋白质空间结构发生改变,形成了稳定的网络结构;氧化三甲胺主要降解产生三甲胺(T MA),只产生少量的二甲胺(DMA)和甲醛(FA)。回潮最佳的时间确定为 3～6d,从而为秘鲁鱿鱼丝生产提供理论依据。

秘鲁鱿鱼丝,半成品,回潮,作用机理

1 材料与方法

1.1 实验材料

冷冻秘鲁鱿鱼 (Dosidicus gigas) 由浙江兴业集团鱿鱼丝加工厂提供,原料按以下加工工艺进行处理：原料→解冻→清洗→水煮→一次调味→渗透→干燥→半成品,将半成品放入-10℃恒温箱备用,每隔 3d取样进行各理化指标的测定。

1.2 实验方法

1.2.1 盐溶性蛋白质含量 (EPN值)的测定 根据MFRD[2]的方法进行测定,称取样品两份,分别加入30mL高离子磷酸缓冲液和低离子磷酸缓冲液,均质。前者抽提 3h,后者抽提 1h,然后离心 15min,取上清液,加入 10mL 15%三氯乙酸使蛋白质沉淀,静止2h,再离心 5min,除去上清液取沉淀,用 3mL 1mol/L NaOH溶解沉淀,定容,然后用双缩脲比色法测定蛋白质的含量。

盐溶性蛋白含量(mg/g)=高盐溶液中蛋白质含量-低盐溶液中蛋白质含量

1.2.2 扫描电镜观察[3]将待测样品放入 2.5%的戊二醛溶液中固定 2h后,用 50%～100%乙醇梯度脱水,二氧化碳临界点干燥,液氮冷冻,并于冷冻下割断,离子溅射喷金,扫描电镜(JS M-84,JEOL公司,日本)观察。

1.2.3 光学显微镜观察 实验采用 Van Gieson染色法[4]进行光学显微镜进行观察,将鱿鱼样品用固定液包埋后进行冷冻切片,然后苏木精染色 15min,水洗30s,再进行 Van Gieson染色 3min,脱水后用阿拉伯树胶封固,在荧光显微镜下观察(放大倍数为 10)。

1.2.4 氧化三甲胺、三甲胺、二甲胺的测定 取秘鲁鱿鱼原料切碎后,按 1∶2(w/v)加入 7.5%的三氯乙酸,以 18000r/min匀浆,9000r/min离心 15min,上清液经过滤后,分别测定氧化三甲胺 (T MAO)、三甲胺(T MA)和二甲胺(DMA)的含量。

T MAO的测定根据 Yamagata(1969)的方法[5], T MA的测定采用苦味酸三甲胺盐比色法[6],DMA的测定根据 Dyer和Mounsey(1945)的铜铵方法[7]。

2 结果与分析

2.1 回潮过程中盐溶性蛋白质含量 (EPN值)的变化

蛋白质的盐溶性(EPN值)是反映蛋白质变性的常用指标。在冻藏过程中,蛋白质会发生冷冻变性,蛋白分子改变其原有三维结构,分子开始伸展,同时形成新的氢键、疏水性、二硫键和盐键等,分子间结合致密而有力,从而形成一种较硬的稳定结构,导致蛋白质的盐溶性下降[8]。如图 1所示,秘鲁鱿鱼丝半成品在-10℃回潮过程 EPN值逐渐降低,表明蛋白质的变性程度逐渐增大,其中在冻藏 0～6d过程中,蛋白质的变性显著,EPN值由回潮前的 13.96mg/kg降低到 10.49mg/kg,在回潮 6～12d过程中,蛋白质变性缓慢,EPN值由 10.49mg/kg仅降低到 9.15mg/kg。说明在秘鲁鱿鱼丝加工工序中的回潮过程中,蛋白质变性,硬度增大,而且蛋白质的变性主要在 0～6d过程中。

图 1 回潮过程中秘鲁鱿鱼丝半成品盐溶性蛋白质的变化

2.2 回潮过程对肌纤维微结构的影响

秘鲁鱿鱼肌肉纤维微结构的变化是影响鱿鱼丝品质的重要指标。如图 2A～E的鱿鱼丝加工半成品扫描电镜照片所示,秘鲁鱿鱼丝半成品在回潮前,肌肉纤维排列杂乱无序,肌纤维直径小,回潮至 6d时,肌肉纤维的分布呈现一定的方向性,肌肉纤维之间的空隙较大,组织整体结构较松散,形成了较好的网络结构,6～12d过程中,组织结构变化不明显。表明在回潮 6d时,肌肉纤维蛋白质三维结构发生改变明显,蛋白质分子结合有力,形成了稳定的网络结构。这种变化与蛋白质的变性相一致,从而可以推测肌肉纤维微结构的变化由蛋白质的变性引起的。

图 2 秘鲁鱿鱼丝加工半成品的扫描电镜照片注：A.回潮 0d;B.回潮 3d;C.回潮 6d; D.回潮 9d;E.回潮 12d,图 3同。

2.3 回潮过程对肌纤维的聚集作用

为了进一步详细观察回潮过程中肌肉纤维的变化,对秘鲁鱿鱼丝加工半成品纵切面组织构造进行了Van Gieson染色(放大倍数为 10),观察回潮过程对蛋白质聚集的作用。Van Gieson染色法把胶原蛋白染成红色,肌纤维染成黄色,细胞核染成深褐色[9],因为秘鲁鱿鱼肌肉大部分为肌肉纤维,胶原蛋白的含量很少,所以染色结束后,黄色居多。如图 3A～E所示,回潮前肌纤维排列紧密,纤维间空隙小。随着回潮时间的延长,在冻藏 3～6d过程中,肌纤维开始聚集,肌纤维变粗,纤维间隙变大,形成较有序的排列。进一步证明在回潮 6d时,秘鲁鱿鱼蛋白质的空间结构发生改变,形成稳定的网络结构。

图3 鱿鱼丝加工半成品的组织切片

回潮过程中蛋白质的聚集可能与此过程中甲醛(FA)的作用有关。Benjakul等[10]的研究表明,FA会诱导疏水氨基酸侧链的甲基基团间形成大范围的共价键,促进蛋白质的聚集。同时,Ang和 Hultin[11]研究结果表明,加入 FA会促进肌球蛋白和肌动蛋白聚合成高分子聚合物,随着 FA加入量的增加,蛋白质的聚集越明显。

2.4 氧化三甲胺、三甲胺、二甲胺的变化

氧化三甲胺(T MAO)存在于大多数海洋动物中,主要起到调节渗透压的作用,秘鲁鱿鱼肌肉中 T MAO含量较高 (15～75mg/kg)。研究表明,T MAO可以通过不同的途径分解为三甲胺(T MA)或等量的二甲胺(DMA)和甲醛(FA)。其中 FA的产生引起鱿鱼蛋白质的变化,从而影响鱿鱼丝的品质。此外,甲醛含量的控制也是保证食品安全性的重要课题。本研究对T MAO、DMA、T MA的变化测定如图 4所示。从图中结果可知,秘鲁鱿鱼半成品在回潮过程中 T MAO会发生降解,鱿鱼丝加工半成品在回潮 12d过程中, T MAO含量由最初的 51.32mg/kg减少到 30.00mg/kg,在 0～3d过程中,主要产生 T MA,由 0mg/kg增加到0.20mg/kg,在 3～12d过程中,T MA增加缓慢,仅增加了 0.06mg/kg,但 DMA增加较快,由 0.31mg/kg增加到0.45mg/kg。这些数据表明,回潮过程中,T MAO发生了降解,初期 (0～3d),主要降解产生 T MA,后期(6～12d)主要产生DMA和 FA,也即是说 FA的产生主要发生在回潮 6～12d过程中。因此,在秘鲁鱿鱼丝加工过程中,将半成品的回潮时间缩短为 3～6d,有利于控制鱿鱼丝产品中的甲醛含量,从而有利于保证鱿鱼丝的品质和安全性。

图 4 回潮过程中秘鲁鱿鱼丝加工半成品的DMA、T MA、T MAO的变化

3 结论

3.1 秘鲁鱿鱼丝半成品在-10℃回潮过程中其物理化学特性发生明显变化,其主要作用机理是使蛋白质发生变性,肌肉纤维空间结构发生改变,形成结构松散,稳定的网络结构,从而使成品鱿鱼丝的产生有序均一、蓬松的质构特征。

3.2 回潮过程中蛋白质的变性以及网状结构的形成主要发生在 3～6d期间,同时在回潮时间小于 6d时,氧化三甲胺主要降解产生 T MA,只产生少量的DMA和 FA。从而可以得出结论：秘鲁鱿鱼丝半成品的最佳回潮时间为 3～6d,为秘鲁鱿鱼丝生产工艺的改进有重要的指导意义。

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[6]王远红,等 .食品检验与分析实验技术[M].青岛：中国海洋大学出版社,2004：36-38.

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[11]Ang J F,Hultin H O.Denaturation of cod myosin during freezing aftermodification with formaldehyde[J].Food Sci,1989, 54：814-818.

Study on the m echanism of dampening in the process of dried-seasoned Dosidicus gigas

XIN Xue-qian,XUE Chang-hu,XUE Yong,L I Feng,L I Zhao-jie,WANG Yu-m ing
(Ocean University of China,Qingdao 266003,China)

Damp ening is one of imp ortant p rocesses in the p rocess of d ried-seasoned Dos id icus g igas,tha t was s tored in chilled room (-10～-5℃)afte r the raw m a te ria ls we re boiled w ith wa te r,seasoned,s tayed ove rnight and d ried.But the m echanism of damp ening in the p rocess of d ried-seasoned Dos id icus g igas is not known and the re is no theore tica l supp ort for the p rocess p a ram e te rs.The a rtic le s tud ied the m echanism of damp ening in the p rocess of d ried-seasoned Dos id icus g igas by solub ility of ac tom yos in,obse rva tion of SEM,obse rva tion of light m ic roscop e,changes of T MAO.The results ind ica ted tha t from0to the s ixth day p rote ins dena tura ted rem a rkab ly, p rote in sp ace s truc ture changed and form ed a s tab le ne twork s truc ture.T MAO was deg rada ted p redom inantly into T MA,only a b it of DMA and FA.The op t im um t im e for frozen s torage is from3days to6days,so tha t p roduc tion cyc le can be shortened g rea tly.

d ried-seasoned Dos id icus g igas;sem i-m anufac ture p roduc t;damp ening;m echanism

TS254.1

A

1002-0306(2010)04-0084-03

鱿鱼丝味道鲜美、口味适中且营养丰富,是现代人喜爱的休闲食品。传统的鱿鱼丝加工原料主要有北太平洋鱿鱼、新西兰鱿鱼、阿根廷鱿鱼等。但近年来,随着北太平洋鱿鱼等产量的下降和价格的上升,以它们为主要原料的鱿鱼制品生产受到很大冲击。而秘鲁鱿鱼具有色白、肉质细嫩、营养丰富等特点,是一种高蛋白、低脂肪、低胆固醇的美味食品,而且资源非常丰富,渔获量大,价格低廉,十分适于各种鱿鱼制品的加工[1],为此各加工企业竞相以秘鲁鱿鱼作为鱿鱼丝加工原料的替代品。目前,不同的鱿鱼丝加工企业大都沿用着传统的加工工艺和工艺条件,其加工过程是：原料→解冻→清洗→水煮→一次调味→渗透→干燥→半成品→回潮→焙烤→延压→拉丝→二次调味→干燥→成品,其中半成品需要在-10～-5℃条件下冻藏 15d左右,这一过程称为回潮过程。尽管这一工艺对不同鱿鱼都有较好的适用性,但由于原料性质的差异较大,统一的工艺参数并非完全合适,尤其是回潮工序,此过程耗时长,对生产周期和生产成本影响极大,有必要对不同原料在这一过程中的作用机理和工艺参数进行详细研究,为鱿鱼丝企业进行生产提供理论依据。本文以秘鲁鱿鱼为研究对象,采用以盐溶性蛋白质含量、扫描电镜观察、光学显微镜观察、氧化三甲胺的变化为指标,研究了秘鲁鱿鱼丝加工中回潮工序的作用机理,确定了最佳的回潮时间,为缩短秘鲁鱿鱼丝加工周期以及新工艺研究提供理论依据。

2009-06-02

辛学倩(1985-),女,硕士研究生,研究方向：水产品加工与贮藏工程。

国家“863”项目(2007AA091802)。