臭氧氧化对鲢肌球蛋白流变特性的影响

摘要 为探究鲢鱼糜加工中臭氧的氧化作用对鱼糜凝胶品质的改善效果，以臭氧氧化的鲢肌球蛋白为原料，采用流变仪并结合Ostwald-de Waele 方程、Burgers 方程拟合，研究臭氧氧化鲢肌球蛋白的流变特性，并分析其凝胶化过程中凝胶特性的变化。结果显示，肌球蛋白溶液储能模量G'始终大于损耗模量G''，臭氧氧化45 s时，肌球蛋白溶液G'和G''最大，对频率依赖性最弱；臭氧氧化使肌球蛋白溶液黏性系数k 值下降；不同臭氧氧化时长的肌球蛋白凝胶化趋势相似，但臭氧氧化作用使肌球蛋白G'达到峰值所需时间减小、峰值增加；在蠕变-恢复扫描测试中，臭氧氧化作用使肌球蛋白弛豫时间减少，弹性响应变快，臭氧氧化45 s 时形变量ε 最小。结果表明，肌球蛋白溶液属于弱凝胶及假塑性流体，一定程度的臭氧作用可使肌球蛋白在热诱导凝胶化中加速形成凝胶且凝胶特性得到一定程度提升。

关键词 鲢； 鱼糜； 肌球蛋白； 臭氧； 流变特性； 凝胶特性

中图分类号 TS254.1 文献标识码 A 文章编号 1000-2421（2024）01-0219-07

鱼糜制品是一种重要的水产加工品，2022 年全国鱼糜制品总计135.48 万t［1］，深受广大消费者的喜爱。冷冻鱼糜是生产鱼糜制品的主要原料。漂洗是生产冷冻鱼糜的重要工序，传统漂洗耗水量大，目前企业采用“采肉→滚筒筛冲洗过滤→自来水漂洗”工艺漂洗鱼糜达到节水目的，但是该工序漂洗后的鱼糜色泽、凝胶性能、风味等品质均有下降［2］，笔者所在实验室前期研究发现采用“自来水+臭氧水”漂洗节水的同时，一定程度上可以改善鱼糜品质［3-4］。臭氧是一种强氧化剂，可以通过直接或者间接产生活性自由基对鱼糜蛋白产生氧化效应。在适当的浓度下臭氧氧化可使鱼糜蛋白分子构象以及蛋白之间的相互作用发生改变，形成共价或非共价键，从而促进鱼糜凝胶的形成［5］。Zhang 等［6］研究表明，低浓度臭氧水对鳙肌原纤维蛋白的理化性能有积极作用，改善了鳙鱼糜凝胶的性能。多项研究发现臭氧水漂洗鱼糜蛋白可促使二级结构由α-螺旋向β-折叠转变，过度的臭氧氧化则会导致蛋白发生交联，通过二硫键交联形成聚集体［7-9］。

目前关于臭氧氧化改善鱼糜凝胶品质的机制研究还较缺乏，流变特性在一定程度上可以反映大分子的分子结构和链构象［10-12］。Kim 等［13］利用小振幅振荡试验，结合普适性理论和橡胶弹性理论，研究了黄原胶刺槐豆混合物和阿拉斯加鳕鱼糜2 种生物聚合物的力学模量与浓度的依赖关系。由于肌原纤维蛋白在加热和冷却时能产生三维凝胶，可控制鱼肌肉（鱼糜）的流变特性。Huang 等［14］研究了草鱼肌原纤维蛋白的流变特性，发现肌原纤维蛋白溶液表现出剪切变稀的行为，且随着浓度的增加而变得越来越明显。肌原纤维蛋白溶液在15 和20 mg/mL 时形成弱凝胶结构，而在5 和10 mg/mL 时形成浓溶液或缠结网络。然而，臭氧氧化后鱼糜蛋白的流变学性能还未被系统研究，因此，本研究以不同臭氧氧化程度的鲢肌球蛋白为原材料，通过流变仪静态扫描、频率扫描、稳态剪切、温度扫描、蠕变恢复测试对其流变学性能进行分析，旨在明确臭氧氧化对鲢鱼糜加工适应性的影响，为臭氧在鱼糜生产中应用提供一定参考。