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电子束辐照对梅鱼鱼糜化学作用力、流变及其凝胶特性的影响

食品辐照是一种新兴的鱼类经采肉、斩拌、擂溃、加热等工艺加工而成的具有弹性的凝胶即为鱼糜凝胶,凝胶的形成与鱼糜蛋白化学作用力的变化有关,而鱼糜凝胶性能、流变特性等均为评价鱼糜品质的重要指标。食品加工技术,因其安全高效的特性而广泛应用于食品保鲜及品质改善。



但电子束辐照对鱼糜蛋白的影响研究较少,尤其是电子束辐照对梅鱼鱼糜流变学特性及其化学作用力的影响鲜见报道。来自宁波大学食品与药学学院、浙江省动物蛋白食品精深加工技术重点实验室的吕梁玉、罗华彬和吕鸣春等人以利用海水经济鱼类梅鱼加工而成的鱼糜为原料,研究不同电子束辐照剂量(09 kGy)对鱼糜流变特性、化学作用力及其凝胶特性的影响,确定合适的电子束辐照前处理鱼糜剂量,旨在为辐照技术在鱼糜加工中的应用提供参考。


1. 电子束辐照对梅鱼鱼糜凝胶特性的影响


1.1 梅鱼鱼糜凝胶的持水性与白度


持水性和白度都是评价鱼糜凝胶品质的重要指标。随着辐照剂量的增加,梅鱼鱼糜凝胶的持水性和白度总体都呈先上升后下降的趋势。与对照组相比,1 kGy处理组鱼糜凝胶的持水性并无显著变化,37 kGy处理组有显著上升(P0.05),并在5 kGy处理组达到最大值,9 kGy处理组又降低,可能是由于小剂量辐照不足以引起水分子重新排布,而剂量过高又会破坏鱼糜凝胶的网状结构,引起持水性下降。辐照剂量大于3 kGy时,梅鱼鱼糜凝胶白度显著上升(P0.05),在5 kGy时达到最大值。


1.2 梅鱼鱼糜凝胶的质构特性


随着辐照剂量的增加,鱼糜凝胶硬度、弹性、黏聚性和咀嚼性均呈先上升后下降的趋势。5 kGy处理组鱼糜凝胶硬度、咀嚼性、黏聚性均达到最大值,而弹性最大值出现在7 kGy处理组。这与根据持水性和白度的变化所选择的辐照剂量一致。


2. 电子束辐照对梅鱼鱼糜及鱼糜凝胶化学作用力的影响


鱼糜中离子键和氢键的贡献远大于鱼糜凝胶,而疏水作用力和二硫键则相反。随着辐照剂量的增加,鱼糜、鱼糜凝胶中的离子键和氢键的贡献变化趋势基本一致,都是先减小后增加;在鱼糜中,5 kGy处理组离子键的贡献显著低于其他组(P0.05),5 kGy7 kGy处理组氢键的贡献没有显著差异(P0.05),但均显著低于其余组(P0.05)。各组鱼糜和鱼糜凝胶中二硫键的贡献均显著高于对照组(P0.05),随辐照剂量增加,疏水作用力先增加后减小,并均在5 kGy处达到峰值。


3. 电子束辐照对梅鱼鱼糜肌原纤维蛋白组成的影响


分子质量220 kDa左右条带为肌球蛋白重链,48 kDa左右的条带为肌动蛋白。经高剂量(≥7 kGy)电子束辐照之后,梅鱼鱼糜肌原纤维蛋白条带发生了变化,表现为肌球蛋白重链降解,但降解并不明显;肌动蛋白条带无明显变化。说明辐照对梅鱼鱼糜肌原纤维蛋白的降解作用并不显著,对梅鱼鱼糜凝胶的形成不会产生负面作用。



4. 电子束辐照对梅鱼鱼糜流变学特性的影响


4.1 频率对梅鱼鱼糜储能模量等的影响


随着角度频率的增加,G呈上升趋势,在频率小于2π rad/s1 Hz)时增幅明显,大于2π rad/s时趋势平缓,而tan δ在频率小于2π rad/s时逐步减小,大于2π rad/s时缓慢增加,可能是由于鱼糜蛋白形成的凝胶结构相对稳固,较小的频率并不能破坏其凝胶结构,反而有助于凝胶网络的形成,频率过高则会破坏其三维结构,体系向黏性方向转变。5 kGy辐照后G总是高于对照组(P0.05),tan δ总是小于对照组(P0.05),说明5 kGy辐照对梅鱼鱼糜凝胶弹性有一定的提升,这与之前质构特性的结果相一致。


4.2 温度对梅鱼鱼糜储能模量的影响


在升温过程中,G的变化大致分为3 个阶段。第一阶段为2031 ℃,此阶段G随温度的升高而升高,推测可能是由于鱼糜蛋白在低温下开始交联,并初步形成网状结构。第二阶段3143 ℃,此阶段G随温度的升高而减小。

5 kGy辐照后低温凝胶化阶段优势并不明显,但高温凝胶化过程中G的增长趋势明显强于对照组,可能是由于辐照暴露了相关活性基团,使凝胶网状结构充分形成。


结 论


在梅鱼鱼糜热诱导凝胶过程中,鱼糜蛋白疏水作用力和二硫键是稳定凝胶结构的主要化学作用力,5 kGy处理组鱼糜所形成的鱼糜凝胶白度、持水性、质构等性能指标优于其他剂量组;与对照组鱼糜相比,5 kGy处理组鱼糜储能模量(G)高,而损耗角正切(tan δ)低;在变温过程中,梅鱼鱼糜G的变化分3 个阶段,当温度低于31 ℃时,随着温度的升高G缓慢增加;3143 ℃时,G有所下降;当温度高于43 ℃时,随着温度的升高G迅速上升,鱼糜形成鱼糜凝胶。结论:适宜剂量(5 kGy)电子束辐照前处理显著影响梅鱼鱼糜化学作用力和流变特性(P0.05),促进鱼糜凝胶形成,改善鱼糜品质。


本文《电子束辐照对梅鱼鱼糜化学作用力、流变及其凝胶特性的影响》来源于《食品科学》20183919 7-12页,作者:吕梁玉、罗华彬、吕鸣春、杨文鸽、张进杰、楼乔明、徐大伦、傅佳。DOI:10.7506/spkx1002-6630-201819002。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。


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修改/编辑:李莹;责任编辑:张睿梅

图片来源于百度图片