食品膠-魚肉蛋白復(fù)合熱凝膠體系的形成及機(jī)理研究.pdf

1、凝膠特性是水產(chǎn)蛋白制品主要的功能特性之一。本研究以羅非魚肉為原料，分別添加食品級卡拉膠、褐藻膠和黃原膠，制備食品膠-肌肉蛋白復(fù)合熱誘導(dǎo)凝膠，探討加熱速率、蛋白質(zhì)濃度、離子強(qiáng)度、膠體添加量對復(fù)合體系流變和凝膠特性的影響，在此基礎(chǔ)上提取肌動球蛋白和肌球蛋白，研究食品膠的添加對復(fù)合體系動態(tài)粘彈性、凝膠微觀結(jié)構(gòu)及分子間化學(xué)作用力的影響，探討復(fù)合體系的熱誘導(dǎo)凝膠形成機(jī)理。主要目的是增強(qiáng)魚肉蛋白凝膠化的基礎(chǔ)理論并揭示食品膠-魚肉蛋白復(fù)合熱凝膠體系的

2、形成機(jī)理。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)羅非魚肌肉蛋白體系為典型的假塑性流體，存在剪切稀化現(xiàn)象;熱誘導(dǎo)凝膠形成過程的研究顯示，所有實(shí)驗(yàn)蛋白體系的彈性模量(G')均明顯大于粘性模量(G")，表明以彈性為主的粘彈性凝膠體系形成;加熱速率(1～5℃/min)對魚肉蛋白體系熱誘導(dǎo)流變特性的影響顯著，較小的加熱速率（1℃/min和2℃/min）能使體系獲得較大的G'值;加熱速率為2℃/min時(shí)，體系能形成較好的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。魚肉蛋白熱誘導(dǎo)凝

3、膠體系的形成過程大致分為三個(gè)階段，即凝膠形成區(qū)、凝膠劣化區(qū)和凝膠加強(qiáng)區(qū);蛋白濃度(4％～10％)和NaCl濃度(1％～5％)對體系的彈性模量影響顯著，體系的動態(tài)粘彈性模量隨著蛋白濃度的增加呈現(xiàn)遞增趨勢;當(dāng)NaCl濃度1％時(shí)，G值明顯較低，體系尚未形成穩(wěn)定的凝膠;選定NaCl濃度3％，蛋白濃度8％，經(jīng)過程序升溫(20～90℃，2℃/min)和降溫(90～20℃，2℃/min)，體系的G'值快速增加，凝膠體系逐漸形成，進(jìn)一步對此凝膠體系進(jìn)行

4、頻率掃描(0.01～100 Hz)，G值隨著頻率的增大而增加，表明體系形成的是弱凝膠。
　　(2)選定肌肉蛋白濃度10％，分別添加0.2％～1.0％的卡拉膠、褐藻膠或黃原膠，采用二段加熱法(40℃/1h、90℃/30min)，探討食品膠-肌肉蛋白復(fù)合體系的凝膠形成及機(jī)理。結(jié)果表明，三種膠體在一定程度上都能提高肌肉蛋白熱誘導(dǎo)凝膠的質(zhì)構(gòu)特性;比較而言，卡拉膠的添加對體系質(zhì)構(gòu)特性有明顯的改善作用，黃原膠能提高凝膠的彈性和白度，而褐藻膠對

5、體系的凝膠強(qiáng)度有微弱的增強(qiáng)作用;動態(tài)流變學(xué)研究表明，食品膠的添加能顯著提高羅非魚肌肉蛋白體系的動態(tài)粘彈性;添加卡拉膠時(shí)，體系的G'值隨著膠體濃度的增大而逐漸增大;黃原膠的添加不利于魚肉蛋白凝膠體系的形成;凝膠化學(xué)作用力分析顯示，維持卡拉膠-肌肉蛋白復(fù)合熱凝膠體系的主要化學(xué)作用力是疏水相互作用、二硫鍵、非二硫共價(jià)鍵?？ɡz添加量為0.8％時(shí)，熱凝膠體系中的非二硫共價(jià)鍵占40.8％;凝膠微觀結(jié)構(gòu)分析表明，魚肉蛋白凝膠表面凹凸不平，孔徑較小。

6、添加卡拉膠后，凝膠微觀結(jié)構(gòu)表面平整，孔徑均勻。因此，卡拉膠的添加有助于魚肉蛋白形成均勻牢固的熱誘導(dǎo)凝膠三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
　　(3)從羅非魚肉中提取肌動球蛋白，固定蛋白濃度20 mg/mL，添加0.2％～1.0％的卡拉膠、褐藻膠或黃原膠，探討食品膠-肌動球蛋白復(fù)合體系的流變特性、凝膠微觀結(jié)構(gòu)及分子間化學(xué)作用力。結(jié)果表明，食品膠-肌動球蛋白復(fù)合體系存在剪切稀化現(xiàn)象，且黃原膠能顯著增加體系的粘度;隨著加熱速率(1～5℃/min)的增加，體

7、系的動態(tài)彈性模量下降;卡拉膠的添加對肌動球蛋白體系彈性模量的增大最明顯，但高濃度的卡拉膠(0.8％～1.0％)對體系凝膠特性有抑制作用;黃原膠-肌動球蛋白復(fù)合凝膠體系具有更好的持水性;卡拉膠-肌動球蛋白復(fù)合熱凝膠的微觀結(jié)構(gòu)均勻致密，孔徑細(xì)小，表面平整光滑;維持卡拉膠-肌動球蛋白復(fù)合熱凝膠體系的主要化學(xué)作用力為二硫鍵。因此，卡拉膠與肌動球蛋白的相互作用對凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有加固作用。
　　(4)進(jìn)一步提取羅非魚肌球蛋白，研究加熱速率、蛋白

8、濃度(5～14 mg/mL)、pH值(2.0～12.0)、NaCl濃度(0.2～0.6 mol/L)對肌球蛋白動態(tài)流變學(xué)特性的影響，探討卡拉膠-肌球蛋白復(fù)合體系的流變學(xué)特性及凝膠形成機(jī)理。結(jié)果表明，蛋白濃度、NaCl濃度對羅非魚肌球蛋白體系的彈性模量影響顯著，G值隨蛋白濃度、NaCl濃度的增大而增大;當(dāng)加熱速率為1℃/min、離子強(qiáng)度為0.6 mol/L時(shí)，羅非魚肌球蛋白體系能形成較好的凝膠。且體系形成凝膠適宜的pH條件為中性環(huán)境＞堿性