渗透处理对冷冻干燥罗非鱼肉品质和肌原纤维蛋白的影响_韦丽娜.pdf
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1、DOI:10.12131/20220256文章编号:2095 0780(2023)02 0133 09渗透处理对冷冻干燥罗非鱼肉品质和肌原纤维蛋白的影响韦丽娜1,2,李来好2,郝淑贤2,黄 卉2,杨贤庆2,相 欢2,赵永强2,岑剑伟2,魏 涯21.广东海洋大学 食品科技学院,广东 湛江 5240882.中国水产科学研究院南海水产研究所/农业农村部水产品加工重点实验室/国家水产品加工技术研发中心,广东 广州510300摘要:为探究渗透处理在提升罗非鱼肉冷冻干燥效率、改善干制品复水后品质的影响,为罗非鱼肉冷冻干燥产品开发提供理论支持,使用食盐、丙二醇、复合渗透剂(食盐+丙二醇)预处理罗非鱼肉,再结
2、合烫漂处理后进行冷冻干燥,分析了渗透剂预处理对其肉蒸煮损失、冷冻干燥特性、复水率和肌原纤维蛋白特性的影响。结果表明食盐、丙二醇和复合渗透剂均能降低罗非鱼肉的蒸煮损失,提高其干燥效率。复合渗透处理冷冻干燥用时最短(19 h),食盐和丙二醇渗透处理后鱼肉干燥时间(20 h)较对照组(24 h)明显缩短。丙二醇与复合渗透剂显著提高了干制鱼肉的复水性(P0.05),其中丙二醇渗透处理干制鱼肉的复水率最高(71.11%),较对照组有显著提高(P0.05)。食盐渗透对干制鱼肉复水后的质构影响显著(P0.05),其中对硬度和弹性影响最大,分别为(94.33.9)g和(3.440.23)mm;丙二醇添加对鱼肉
3、硬度无显著影响,但可提高鱼肉弹性。添加食盐加速肌原纤维蛋白氧化,肌原纤维蛋白质量浓度和巯基质量摩尔浓度分别下降0.32 mgmL1和0.47 molg1,表面疏水性和羰基质量摩尔浓度分别增加4.10 g和0.23 nmolmg1;SDS-PAGE电泳图谱显示肌球蛋白重链条带发生降解消失;丙二醇渗透保护剂减缓预冻过程中冰晶生成,抑制蛋白氧化,离子键和氢键质量浓度分别提高了0.65和0.33 mgmL1,二硫键质量浓度降低(P0.05),提高了蛋白稳定性。因而食盐和丙二醇复配使用可有效抑制加工过程中的蛋白氧化,保持干制鱼肉复水后良好的食用口感。综合考虑,真空冷冻干燥前可采用复合渗透处理罗非鱼肉。关
4、键词:罗非鱼肉;渗透处理;真空冷冻干燥;干燥效率;肌原纤维蛋白中图分类号:TS 254.4文献标志码:A 开放科学(资源服务)标识码(OSID):Effect of osmosis treatment on meat quality and myofibrillar protein offreeze-dried tilapiaWEI Lina1,2,LI Laihao2,HAO Shuxian2,HUANG Hui2,YANG Xianqing2,XIANG Huan2,ZHAO Yongqiang2,CEN Jianwei2,WEI Ya21.College of Food Science
5、and Technology,Guangdong Ocean University,Zhanjiang 524088,China2.South China Sea Fisheries Research Institute,Chinese Academy of Fishery Sciences/Key Laboratory of Aquatic Product Processing,Ministry of Agriculture and Rural Affairs/National R&D Center for Aquatic Product Processing,Guangzhou 51030
6、0,ChinaAbstract:In order to explore the effect of osmotic treatment on improving the freeze-drying efficiency of tilapia meat and thequality of dried products after rehydration,and to provide theoretical supports for the development of freeze-dried tilapia meat第 19 卷第 2 期南 方 水 产 科 学Vol.19,No.22023 年
7、 4 月South China Fisheries ScienceApr.,2023收稿日期:2022-09-25;修回日期:2022-10-20基金项目:国家现代农业产业技术体系(CARS-46);广东省重点领域研发计划项目(2019B020225001);中国水产科学研究院基本科研业务费专项资金(2020TD69);中国水产科学研究院南海水产研究所中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金资助(2020CY03,2021SD06)作者简介:韦丽娜(1997),女,硕士研究生,研究方向为水产品加工与质量安全。E-mail:通信作者:李来好(1963),男,研究员,博士,研究方向为水产品加工与
8、质量安全。E-mail:郝淑贤(1972),女,研究员,博士,研究方向为水产品加工与质量安全。E-mail:products,we pretreated the tilapia meat with salt,propylene glycol and compound penetrant(Salt+propylene glycol),followedby blanching and freeze-drying.Then we analyzed the effects of penetrant pretreatment on the cooking loss,freeze-drying chara
9、-cteristics,rehydration rate and myofibrillar protein characteristics of tilapia meat.The results show that salt,propylene glycoland composite penetrant could reduce the cooking loss and improve the drying efficiency of tilapia meat.The freeze-drying timeof composite osmotic treatment was the shorte
10、st(19 h),and the drying time of fish after the salt and propylene glycol osmotictreatment was 20 h,which was significantly shorter than that of the control group(24 h).The propylene glycol and composite pene-trant improved the rehydration of dried fish significantly(P0.05),and the rehydration rate o
11、f dried fish treated with propy-lene glycol was the highest(71.11%),which was significantly higher than that of the control group(P0.05).Salt penetration hada significant effect on the texture of dried fish after rehydration(P0.05),among which hardness and elasticity had the greatesteffects(94.33.9)
12、g and(3.440.23)mm,respectively.Propylene glycol had no significant effects on the hardness of fish,butcould improve the elasticity.The addition of salt accelerated the oxidation of myofibrillar protein,and the contents of myofibril-lar protein and sulfhydryl decreased 0.32 mgmL1 and 0.47 molg1,respe
13、ctively,while the surface hydrophobicity and car-bonyl content increased 4.10 g and 0.23 nmolmg 1,respectively.SDS-PAGE shows that the myosin heavy chain band disap-peared.Propylene glycol osmotic protective agent slowed down the formation of ice crystals and inhibited the protein oxidationduring pr
14、e-freezing.The mass concentrations of ionic bond and hydrogen bond increased by 0.65 mgmL1 and 0.33 mgmL1,respectively,the mass concentration of disulfide bond decreased(P0.05),which improved the protein stability.Therefore,thecompound penetrant can inhibit the protein oxidation effectively during t
15、he processing process and keep good taste of dried fishafter rehydration,which is suitable for the pretreatment of tilapia before vacuum freeze-drying.Keywords:Tilapia meat;Infiltration treatment;Vacuum freeze drying;Drying efficiency;Myofibrillar protein罗非鱼肉质细嫩,骨刺少,富含蛋白质和多种氨基酸,含脂量低1-2,深受消费者欢迎。但因水分含
16、量高,容易受酶和微生物的影响而发生腐败变质3,常温条件下无法保存,目前多以生鲜食用和冷冻加工为主4。随着现代消费模式的改变,人们对方便速食产品的需求逐渐增加。对鱼肉进行加工,使之便于室温存放,满足开袋即食或冲泡即食的需求成为当前研究热点之一。真空冷冻干燥作为一种条件温和的干燥方式成为本研究的首选。真空冷冻干燥适用于热敏性成分原料(果蔬和水产品)的干燥,但因时间长、效率低、能耗高等因素限制了其在水产品中的应用。研究表明用非热预处理或热处理后再干燥,可在一定程度上提高原料的干燥效率和干制品的复水性5-6。渗透脱水是一种非热预处理手段,其利用细胞内外部渗透压,促使水分迁移,改变原料对自由水的束缚能力
17、,从而影响原料的干燥效率7。食盐是常用的渗透剂之一。食盐腌制不仅可降低水分含量、延缓烹饪损失、加速肌苷酸的形成并赋予产品主要滋味,还提升了整体感官品质。但食盐摄入过多会造成健康问题,有研究转向了低盐(质量分数 1.5%2.0%)腌制8,在低盐环境下添加复合渗透剂一定程度上弥补了因食盐用量过低导致的品质下降问题9;张芸等10发现糖醇代替部分盐腌制处理,鱼肉的出品率、持水性明显提高,细胞保持完整;郑曼11研究表明丙二醇+丙三醇+氯化钠(NaCl)预处理可提高罗非鱼片的干燥速率和复水性。笔者项目组在前期研究中发现热处理提高了细胞通透性,使细胞持水力下降,干燥时可加快水分散失并显著提升干燥速率和复水性
18、12-13。姚娜娜等14研究表明添加剂和热处理均缩短了大果沙棘(Hip-pophae rhamnoides)的干燥时间。目前有关热处理与非热处理相结合提升水产品干燥特征的研究尚未见报道。本研究以热处理样品为对照,分析了热处理与非热处理联合对提升干燥速率及复水性的影响,探讨了渗透剂对鱼肉冷冻干燥的影响机制,以期为罗非鱼肉冷冻干燥产品开发提供理论依据。1 材料与方法 1.1 材料与试剂新鲜罗非鱼(每尾 400500 g),购于广州超市。食用盐(广东省广盐集团股份有限公司);丙二醇(食品级,美媛生物科技有限公司);蛋白测定试剂盒、总巯基、羰基含量测定试剂盒(南京建成生物工程研究所);12%(体积分数
19、)Bis-Tris 预制胶、SDS 电泳缓冲液(20)(上海英潍捷基贸易有限公司);预染蛋白分子量标准(6.5270 kD)、SDS-134南 方 水 产 科 学第 19 卷PAGE 蛋白上样缓冲液(5)、考马斯亮蓝染色液(上海碧云天生物技术有限公司)。1.2 仪器与设备CR-400 色差计(日本柯尼卡美能达控股公司);Alpha1-4 真空冷冻干燥机(德国 Christ 公司);H1850R 台式高速冷冻离心机(湘仪离心机仪器有限公司);BS124S 电子天平(德国 Sartorius 公司);HH-4 快速恒温数显水浴箱(常州澳华仪器公司);CT3 质构仪(美国 Brookfield 公司
20、);Mini GelTank PAGE 电泳槽(美国赛默飞科技公司);Sun-rise-basic Tacan 酶标仪(瑞士 TECAN 公司)。1.3 实验方法1.3.1原料预处理取罗非鱼背部肌肉,切成 3 cm3 cm1 cm 的小块,质量约为 12 g,吸干鱼肉表面水分,在 4 条件下浸渍预处理 1 h,浸渍液(质量分数)分别为:1.5%食盐、3%丙二醇、1.5%食盐+3%丙二醇,对照组不做任何处理。浸渍结束后滤纸吸去鱼肉表面水分,100 沸水烫漂 1 min,滤纸吸去表面水分后进行真空冷冻干燥。真空冷冻干燥:40 冰箱预冻 12 h,真空冷冻干燥冷阱温度 40,真空度 20 Pa。1.
21、3.2蒸煮损失鱼肉经 100 沸水烫漂 1 min 取出,吸干表面水分,然后准确称质量,烫漂前后鱼肉质量差与烫漂前质量之比即为蒸煮损失率。Rcl=mb mamb100%(1)式中:Rcl为蒸煮损失率;mb、ma分别为烫漂前后鱼肉的质量(g)。1.3.3干燥曲线参考崔清亮等15的方法,略作修改。测定干燥过程罗非鱼肉的质量,至含水率约 5%时停止干燥,计算含水率和样品干燥速率。M=mt m0mt100%(2)Rd=Mt Mt+4t(3)式中:M 为含水率(%);mt为不同时间段样品质量(g);m0为最终干燥后质量(g);Rd为干燥速率(%h 1);Mt为不同时间段样品含水率(%);Mt+4为(t+
22、4)h 样品含水率(%);t 为 4 h。1.3.4复水率参考刘书成等16的方法,略做修改。干制样品 80 水浴锅复水 60 min,每 10 min 测一次质量。Rr=m1 m0m1100%(4)式中:Rr为复水率(%);m0、m1为复水前后鱼肉的质量(g)。1.3.5白度参考 Chen 等17的方法,略做修改。干制鱼肉白度(Wn)采用色差仪测定,室温下测定干样品的L*、a*、b*值。L*为明度,正值表示偏白,负值表示偏黑;a*为红绿值,正值表示偏红,负值表示偏绿;b*为黄蓝值,正值表示偏黄,负值表示偏蓝。Wn=100(100 L)2+a2+b2(5)1.3.6质构的测定用质构仪测定复水后鱼
23、肉样品的硬度、弹性、咀嚼性和内聚性,参考吴燕燕等18的方法。每组实验重复 6 次。1.3.7肌原纤维蛋白分析1)肌原纤维蛋白的提取和分析参考崔燕等19的方法,称 2.0 g 干制鱼肉,加入 20 mL 预冷 Tris-maleate 缓冲溶液(50 mmolL1KCl-20 mmolL1 Tris-maleate,pH 7.0),充分匀浆,4 冷冻离心(10 000 rmin1,10 min),除上清液,沉淀中加入 20 mL 预冷 Tris-maleate 缓冲溶液(0.6 molL1 KCl-20 mmolL1 Tris-maleate,pH 7.0),匀浆后 4 静置提取 1 h,4 冷
24、冻离心(10 000 rmin1,10 min),上清液为肌原纤维蛋白溶液。Bradford法测定肌原纤维蛋白溶液浓度。表面疏水性的测定参考 Iiham 等20的方法,20 mmolL1 pH 6.0 的磷酸缓冲液将肌原纤维蛋白稀释至 2 mgmL1,取 1 mL 稀释液加 100 L(1 mgmL1)溴酚蓝混合均匀,并做空白对照,涡旋震荡 10 min,4 冷冻离心(3 000 r min1,15 min),上清液稀释 50 倍,用酶标仪在 595 nm波长下测定吸光值。ABPB=200(ODc ODs)ODc(6)式中:ABPB为溴酚蓝结合量(g);ODc、ODs分别为对照组和样品的吸光值
25、。巯基、羰基按照总巯基测定试剂盒、羰基含量测定试剂盒说明书进行测定。2)分子间的作用力测定鱼肉样品肌原纤维蛋白分子间作用力,参考 Pan 等21方法。鱼肉样品分别与不同缓冲溶液第 2 期韦丽娜等:渗透处理对冷冻干燥罗非鱼肉品质和肌原纤维蛋白的影响135按 119 体积比进行均质匀浆,缓冲溶液分别包括 SA(50 mmolL1 NaCl)、SB(600 mmolL1NaCl)、SC(600 mmolL1 NaCl+1.6 molL1 尿素)、SD(600 mmolL1 NaCl+8 molL1尿素)、SE(600 mmolL1 NaCl+8 molL1尿素+1.5 molL1-巯基乙醇)。4 静
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