金枪鱼鱼肉匀浆的黏度特性研究

赵瑞云,包海蓉

(上海海洋大学食品学院,上海 201306)

金枪鱼鱼肉匀浆的黏度特性研究

赵瑞云,包海蓉*

(上海海洋大学食品学院,上海 201306)

为优化金枪鱼鱼肉匀浆的黏度测试条件,本文研究了不同均质时间、稳定时间、鱼肉匀浆浓度、NaCl浓度、pH及测试温度对鱼肉匀浆黏度的影响。研究结果表明:当均质1 min,稳定60 min,加溶液量(mL)∶肉(g)为9∶1,NaCl为1.2 mol/L,pH为7.5,测试温度为5 ℃时,可获得较稳定的鱼肉匀浆黏度测定结果,为建立通过金枪鱼鱼肉匀浆黏度测量方法评价冻藏金枪鱼品质奠定基础。

大目金枪鱼,鱼肉匀浆,测试条件,黏度

金枪鱼属于大洋暖水性洄游鱼类,是国际营养学会推荐的三大营养鱼之一[1-2]。新鲜度高的金枪鱼可作为生鱼片食用,但其品质极易发生变化,快速有效的品质评价方法是金枪鱼研究的热点之一。目前金枪鱼的鲜度评价主要通过理化指标、微生物指标及感官指标,如:pH、K值、Ca-ATPase活性、高铁肌红蛋白、挥发性盐基氮、色差、质地、风味、微生物数量等[3-5]。对于鱼类的品质评价,流变技术正逐渐发展。鱼肉的流变特性受肌原纤维蛋白和结缔组织蛋白的影响最大[6-7]。

蛋白质的黏度与蛋白质分子的物理化学特性和结构有一定的相关性[8],故其黏度可作为蛋白质变性和聚集程度的指标[9-11]。根据蛋白质的黏度,可进一步评价冻藏鱼肉的品质,有报道测定鱼类冻藏过程肌动球蛋白的表观和相对黏度的变化,认为肌动球蛋白的黏度的变化是一个敏感性指标与品质具有良好的相关性[12]。但是蛋白质的提取过程较繁琐且蛋白质在提取过程中易发生变化[10-17],在冷冻鱼品质评价方面并非非常实用的手段,寻找更快速和简易的手段用于实验室或产业应用,具有重要意义。

鱼肉匀浆的获得比较便利,但是鱼肉匀浆也是一种具有不定形微结构的非均质物料,所以流变性质的研究一直是食品流变学研究中的难点[18-20]。其中影响鱼肉匀浆黏度的因素有多种,例如样品浓度、pH、NaCl浓度、均质时间、稳定时间、测试温度[10-17]等。本实验通过研究不同均质时间、稳定时间、鱼肉匀浆浓度、NaCl浓度、pH和流变测试温度对大目金枪鱼鱼肉匀浆黏度的影响,优化金枪鱼鱼肉匀浆的黏度测试条件。以期望在后续研究中建立鱼肉匀浆黏度与冻藏鱼肉品质的相关性,为金枪鱼鱼肉匀浆的流变特性和冻藏品质之间的定量描述奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

大目金枪鱼 -60 ℃冻藏的购于浙江大洋世家股份有限公司的大目金枪鱼背部肉,装入聚乙烯保鲜袋密封,置于4 ℃低温培养箱中解冻至中心温度0 ℃时取样,每个指标重复3次;磷酸氢二钠(≥99.5%)、磷酸二氢钠(≥99.5%)、氯化钠(≥99.5%) 均为分析纯(AR),国药集团化学试剂有限公司。

SG2-ELK研究用酸度计 梅特勒-托利多公司;MCR301流变仪 奥地利安东帕公司;GL-20B高速冷冻离心机 上海安亭科学仪器厂;D-130电动匀浆机 Wiggens有限公司;FA2004型电子分析天平 南京东迈科技仪器有限公司;LRH-100CL低温培养箱 上海一恒科学仪器有限公司;TES1384 Datalogger 4 Input Thermometer Made In Taiwan;AL104-IC型分析天平 梅特勒-托利多国际贸易(上海)有限公司。

表1 不同均质时间对鱼肉匀浆黏度的影响Table 1 Effects of homogenization time on the viscosity of tuna homogenate

注:同列肩标不同字母表示差异显著(p≤0.05);选取的是剪切速率为10 s-1时的黏度测试条件下的黏度值[23];表2～表5同。

1.2 不同因素对金枪鱼鱼肉匀浆黏度的影响

1.2.1 均质时间对黏度的影响 称取5 g碎鱼肉,除去脂肪和结缔组织,加入45 mL溶液(含20 mL 1.6 mol/L的NaCl,磷酸盐缓冲液调pH为6.7),分别均质1、2、3、4、5 min(18000 r/min),稳定(均质到上样测试前的时间)0 min,整个过程需在冰浴条件下进行。在5 ℃条件下测定均质时间与黏度的关系。

1.2.2 稳定时间对黏度的影响 称取5 g碎鱼肉,除去脂肪和结缔组织,加入45 mL溶液(pH为6.7,含20 mL 1.6 mol/L的NaCl),均质1 min(18000 r/min),分别稳定0、30、60、120、180、240、300 min,整个过程需在冰浴条件下进行。在5 ℃条件下测定稳定时间与黏度的关系。

1.2.3 鱼肉匀浆浓度对黏度的影响 称取5 g碎鱼肉,除去脂肪和结缔组织,分别加入25、30、35、40、45、50 mL溶液(pH均为6.7,均含20 mL 1.6 mol/L的NaCl),均质1 min(18000 r/min),稳定约60 min,整个过程需在冰浴条件下进行。在5 ℃条件下测定鱼肉匀浆浓度与黏度的关系。

1.2.4 NaCl溶液浓度对黏度的影响 称取5 g碎鱼肉,除去脂肪和结缔组织,加入45 mL溶液(pH均为6.7,分别含20 mL 0.0、0.4、0.8、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0 mol/L的NaCl),均质1 min(18000 r/min),稳定约60 min,整个过程需在冰浴条件下进行。在5 ℃条件下测定NaCl与黏度的关系。

1.2.5 pH对黏度的影响 称取5 g碎鱼肉,除去脂肪和结缔组织,加入45 mL溶液(pH分别为4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5,均含20 mL 1.2 mol/L的NaCl),均质1 min(18000 r/min),稳定约60 min,整个过程需在冰浴条件下进行。在5 ℃条件下测定pH与黏度的关系。

1.2.6 测试温度对黏度的影响 称取5 g碎鱼肉,除去脂肪和结缔组织,加入45 mL溶液(pH为6.7,含20 mL 1.6 mol/L的NaCl),均质1 min(18000 r/min),稳定约60 min,整个过程需在冰浴条件下进行。分别在2、5、7、10、15、20、25 ℃条件下测定测试温度与黏度的关系。

1.2.7 鱼肉匀浆黏度的测定 采用安东帕MCR301高级旋转流变仪测定鱼肉匀浆的黏度。其中测试探头的型号为PP50-1,直径为49.985 mm。上样,调整板间距离为1 mm,擦去多余样品(注意不要把板与板之间的样品析出)。在固定测试温度(测试前恒温5 min),剪切速率0～100 s-1条件下,获得样品的黏度与剪切速率的关系。

1.3 统计分析

实验数据用SPSS 18.0软件进行分析,采用One-way analysis of variance和Least-significance difference进行比较;绘图用Origin 8.0软件。

2 结果与分析

2.1 均质时间对鱼肉匀浆黏度的影响

如图1所示,不同均质时间下,金枪鱼鱼肉匀浆的黏度随剪切速率的增大而减小。这是由于金枪鱼鱼肉匀浆属于假塑性流体[21]。从图1和表1可看出,鱼肉匀浆的黏度随均质时间的增加而减小。这主要是随着鱼肉均质时间的增加,肌肉组织的颗粒变小,导致的鱼肉匀浆黏度的降低[21-22]。从表1可以看出,均质时间为1、2、3 min时,鱼肉匀浆的黏度值之间无显著差异(p>0.05),而均质时间大于3 min时,鱼肉匀浆黏度值显著降低,可能是由于均质时间的继续增加,蛋白质发生乳化,黏度降低。当均质1 min时,鱼肉匀浆的黏度值大且与均质2 min和3 min无差异显著(p>0.05),可减小均质时间的增加引起的误差,利于观察其它因素对鱼肉匀浆黏度的影响。故最优均质时间为1 min。

图1 不同均质时间的金枪鱼鱼肉匀浆黏度曲线Fig.1 Viscosity curve of tuna homogenate at different homogenization time

2.2 稳定时间对鱼肉匀浆黏度的影响

表2 不同稳定时间对鱼肉匀浆黏度的影响Table 2 Effects of standing time on viscosity of tuna homogenate

表3 不同溶液添加量对鱼肉匀浆黏度的影响Table 3 Effects of additive amount of solution on the viscosity of tuna homogenate

如图2所示金枪鱼鱼肉匀浆的黏度随稳定时间的增加总体呈现先增加后逐渐稳定的趋势,金枪鱼鱼肉匀浆的黏度与稳定时间之间存在三阶的多项式关系(R2=0.8248)。这是由于鱼肉均质时会形成气泡,而气泡的数量会影响鱼肉匀浆的黏度;同时鱼肉均质后的稳定可促使蛋白质与水分子之间的结合,从而导致鱼肉匀浆的黏度先增加后逐渐稳定。从表2可以看出,稳定约60 min时,鱼肉匀浆的黏度值较大且与稳定120 min无差异显著(p>0.05),利于观察其它因素对鱼肉匀浆黏度的影响,降低鱼肉匀浆黏度测量的不稳定性。故最优稳定时间为60 min。

图2 不同稳定时间与金枪鱼鱼肉匀浆黏度的关系Fig.2 The relationship between standing time and viscosity of tuna homogenate

2.3 加溶液量对鱼肉匀浆黏度的影响

如图3所示金枪鱼鱼肉匀浆的黏度随加溶液量的增加呈现下降的趋势。赵杰文[24]等对鲢鱼、鲤鱼、鲫鱼不同掺水量下鱼肉匀浆黏度的研究结果与本实验相似。从图3可看出,金枪鱼鱼肉匀浆的黏度与加溶液量之间存在线性关系(R2=0.9124)。鱼肉匀浆的黏度是由蛋白质分子间、蛋白质与水分子间、蛋白质与其它分子间的内聚力以及分子扩散形成的。水和蛋白质是鱼肉匀浆的主要成分。蛋白质携带的极性基团与水分子的相互作用可使蛋白质高度水化。当鱼肉匀浆的加水量增加时,蛋白质高度水化,直接吸附在蛋白质表面的水分子与蛋白质结合牢固,距离蛋白质远的水分子与蛋白质结合松散甚至完全自由,故蛋白质之间相互分离。其中蛋白质间的作用力远大于水分子间的作用力,故鱼肉匀浆的黏度降低[28]。从表3可看出,加溶液量(mL)∶肉(g)为9∶1时的黏度值与加溶液量(mL)∶肉(g)为10∶1的无差异显著(p>0.05),且其标准差比加溶液量(mL)∶肉(g)为10∶1的小,故当加溶液量(mL)∶肉(g)为9∶1可较明显地观察其他因素对鱼肉匀浆黏度的影响。则最优加溶液量(mL)∶肉(g)为9∶1。

图3 不同溶液添加量与金枪鱼鱼肉匀浆黏度的关系Fig.3 The relationship between additive amount of solution and viscosity of tuna homogenate

2.4 NaCl溶液浓度对黏度的影响

如图4所示金枪鱼鱼肉匀浆的黏度随NaCl浓度的增加呈现先上升再下降的趋势,金枪鱼鱼肉匀浆的黏度与NaCl浓度之间存在二阶的多项式关系(R2=0.9376)。低离子强度时,鱼肉匀浆中的肌原纤维蛋白质以细丝状存在,导致鱼肉匀浆的黏度低[25-26]。离子强度增大到一定值或继续增大时,一些肌原纤维蛋白开始溶解,导致肌动球蛋白含量增加,肌动球蛋白可使鱼肉中脂肪的黏度降低,即鱼肉匀浆黏度下降[12]。Hamm研究了NaCl浓度对牛肉匀浆黏度的影响,结果显示NaCl浓度小于5%时,匀浆黏度与NaCl浓度呈正相关,而NaCl浓度大于5%后,匀浆黏度与NaCl浓度呈负相关。从图4可以看出,NaCl浓度在1.2 mol/L左右,鱼肉匀浆的黏度值最大,之后随着NaCl浓度的继续上升,鱼肉匀浆的黏度逐渐下降,可能引起肌原纤维蛋白的溶解,影响蛋白的结构组成,导致鱼肉匀浆黏度测量时的不稳定。故最优NaCl浓度为1.2 mol/L。

图4 不同NaCl浓度与金枪鱼鱼肉匀浆黏度的关系Fig.4 The relationship between NaCl concentration and the viscosity of tuna homogenate

表4 不同pH对鱼肉匀浆黏度的影响Table 4 Effects of pH on the viscosity of tuna homogenate

表5 不同测试温度对鱼肉匀浆黏度的影响Table 5 Effects of measurement temperature on the viscosity of tuna homogenate

2.5 pH对黏度的影响

如图5所示金枪鱼鱼肉匀浆的黏度随pH的增加呈现先下降再上升的趋势,金枪鱼鱼肉匀浆的黏度与pH之间存在三阶的多项式关系(R2=0.9951)。肌动球蛋白和肌球蛋白的等电点在5～5.5左右[27-28]。等电点处鱼肉匀浆中的蛋白质不带电,分子间的相互作用力弱,颗粒易碰撞、凝聚产生沉淀,所以鱼肉匀浆在等电点处,其黏度小[29]。而图5显示pH在4.5～5左右时,鱼肉匀浆黏度最低,这可能是NaCl的加入导致等电点降低。Borderias A J等研究了不同pH下鳕鱼鱼肉匀浆的黏度,结果表明pH在4.8时鳕鱼的黏度值最低[12]。pH离蛋白质等电点越远,同种电荷的分子越多,排斥力越大,导致在一定pH范围内,鱼肉匀浆黏度随pH的增大而增大[26-31]。从表4可以看出,pH在7.5左右时,鱼肉匀浆的黏度值与pH在7.0时无差异显著(p>0.05),且黏度值较大,可一定程度的降低蛋白质凝聚沉淀对黏度测量的影响。故最优pH为7.5。

图5 pH与金枪鱼鱼肉匀浆黏度的关系Fig.5 The relationship between pH and the viscosity of tuna homogenate

2.6 测试温度对鱼肉匀浆黏度的影响

如表5所示金枪鱼鱼肉匀浆的黏度随测试温度的增加总体呈现降低的趋势。这是由于测试温度增加时,某些蛋白质会发生聚合反应,导致鱼肉匀浆黏度降低[17]。从表5可以看出,鱼肉匀浆的测试温度为5、7、10 ℃时,黏度值结果无差异显著(p>0.05),因此可选用5 ℃作为测试温度,既可以减少蛋白质的聚合,又利于观察其他因素对鱼肉匀浆黏度的影响,降低测试温度对鱼肉匀浆测量稳定性的影响。故最优测试温度为5 ℃。

3 结论

当均质1 min,稳定60 min,加溶液量(mL)∶肉(g)9∶1,NaCl浓度1.2 mol/L,pH7.5,测试温度5 ℃时,鱼肉匀浆测得的黏度值相对稳定,可减少由于测试条件的细微波动引起的测试值的变动,为后续研究鱼肉匀浆黏度和鱼肉冻藏品质之间的相关性奠定基础,也可为金枪鱼鱼肉匀浆的黏度和冻藏品质之间的定量描述提供参考。

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Study on the viscosity of tuna homogenate

ZHAO Rui-yun,BAO Hai-rong*

(College of Food Science and Technology,Shanghai Ocean University,Shanghai 201306,China)

The effects of homogenizing time,standing time(time elapsing between homogenization and measurement),the ratio of solution to muscle,NaCl,pH and measurement temperature on the viscosity of tuna homogenate were studied in order to optimize test condition of tuna homogenate for viscosity measurement. The optimized test condition showed that:homogenization time was 1 min,stabilized for 60 min,the ratio of solution to tuna muscle was 9∶1,the concentration of NaCl was 1.2 mol/L,adjusted pH at 7.5,the measurement temperature was at 5 ℃. The purpose of optimization of preparations and test condition for tuna homogenate based on viscosity measurement was to obtain stable viscosity value of tuna homogenate,lay a foundation of quantitative analysis between viscosity of tuna homogenate and quality of frozen tuna.

bigeye tuna(Thunnusobesus);homogenate;test condition;viscosity

2016-09-26

赵瑞云(1989-)，女，硕士研究生，主要从事水产品流变及品质评价方面的研究，E-mail:ryzhao1203@163.com。

*通讯作者:包海蓉(1969-)，女，博士，副教授，主要从事食品加工工艺和水产品保鲜方面的研究，E-mail:hrbao@shou.edu.cn。

TS254.1

A

1002-0306(2017)08-0128-05

10.13386/j.issn1002-0306.2017.08.017