马铃薯淀粉过干对鱼糜制品质量的改善

摘要

本研究研究了过度二氢马铃薯淀粉对Surimi产品的影响。研究了蛋白质和化学相互作用，凝胶溶解度和蛋白质凝胶蛋白混合物的化学组成，凝胶溶解度和蛋白质构象，其中含有8％的天然土蚁淀粉和8％过二十甲淀粉淀粉。结果表明，淀粉增加了不溶性蛋白质含量。就化学相互作用而言，超越马铃薯淀粉增加了氢键和非基硫醚共价键的量，并降低了离子键的量，这可能稳定蛋白质凝胶的网络结构。拉曼光谱的分析显示更多α加入淀粉后-螺旋变成随机硬币结构，有利于提高鱼糜制品的强度和保水能力。

1.介绍

淀粉是Surimi海鲜产品的重要成分，因为它会影响Surimi Fish蛋白凝胶的纹理和物理特征。例如，它可以提高Surimi凝胶强度，修改纹理，降低成本[1，提高冻融稳定性[2］．淀粉可以代替鱼蛋白的一部分，同时保持所需的凝胶性能，由于其水控能力[3.］．

对于添加淀粉提高鱼糜凝胶质量的机理，目前公认的理论模型有三种:Couso等人提出的空腔模型[4] 1998年;杨和公园饲养的灌装挤出模型[5];以及Kong等人提出的包和束效应模型[6］．总的来说，这三种模型都是从物理角度出发，解释了鱼糜的淀粉和凝胶性质之间的关系。但从化学角度研究淀粉对鱼糜凝胶蛋白功能的影响尚未见报道。

本研究通过与纯鱼糜凝胶比较，研究了在添加8%天然和过干马铃薯淀粉的情况下，淀粉对鱼糜凝胶蛋白的影响，以期为鱼糜中淀粉与蛋白质相互作用机理提供理论依据。

2。材料和方法

2．1．材料

本地和过度干燥的马铃薯淀粉是从法国罗盖特获得的。AA级鲢鱼鱼糜购自洪湖鸿业水产食品有限公司聚氯乙烯(PVC)塑料外壳购自龙海日盛塑料彩印包装有限公司。

2．2.样品制备

冰冻的鱼糜在4°C下解冻过夜，然后切丁剁碎3分钟。在鱼糜中加入3%的盐，切2分钟，直至鱼糜糊完全分散。然后加入8%的马铃薯淀粉，低速搅拌3 min至浆体均匀(调整最终含水率至78%)。最后的肠道样品按照模拟的工业配方制作。在浆料中加入8%脂肪、5%冰蛋白、4%大豆蛋白、0.6%糖、0.6%味精，搅拌2 min。这种鱼酱被切碎，通过排气混合成一个直径30毫米的塑料外壳，由大约20厘米长的肠子制成。将肠子置于40℃水浴中30 min，凝胶化;然后在90°C处理30分钟;然后在冰水中迅速冷却样品。样品在4℃保存过夜。

2.3。蛋白质组合物的测定

根据帕克的方法[7，蛋白质的组成如下所示。

水溶性蛋白含量测定:100ml低磷酸盐缓冲液(0.05 mol/L KCl-0.01 mol/L NaH)₂阿宝₄-0.03 mol / L Na₂HPO₄)加入10 g剁碎的鱼糜凝胶样品中。混合匀浆2 min，搅拌3 h, 4℃，5000 r/min离心10 min。用BCA法测定上清液中蛋白质含量。

盐溶性蛋白含量测定:100ml高磷酸盐缓冲液(0.5 mol/L KCl-0.01 mol/L NaH)₂阿宝₄-0.03 mol / L Na₂HPO₄)加入10 g剁碎的鱼糜凝胶样品中。混合匀浆2 min，搅拌3 h, 4℃，5000 r/min离心10 min。用BCA法测定上清液中蛋白质含量。

不溶性蛋白含量测定:用鱼糜凝胶中测定的总蛋白(粗蛋白)减去水溶性和盐溶性蛋白含量。

2．4．化学力的测定

4 g切碎的鱼香肠样本,分别添加到20毫升0.05 mol / L的氯化钠(S1), 0.6 mol / L氯化钠(S2), 0.6 mol / L氯化钠+ 1.5 mol / L尿素(S3), 0.6 mol / L氯化钠+ 8 mol / L尿素(S4)和0.6 mol / L氯化钠+ 8 mol / L尿素+ 0.5 mol / Lβ-巯基乙醇(S5)。混合匀浆2 min。将均匀的液体离心持续15分钟[8］．用Lowry法测定上清液中的蛋白含量。溶解在S2和S1溶液中的蛋白质的差异表示离子键的贡献，溶解在S3和S2溶液中的蛋白质的差异表示氢键的贡献，溶解在S4和S3溶液中的蛋白质的差异表示疏水相互作用的贡献，而S4和S5溶液中溶解的蛋白质含量的差异表明二硫键的贡献[9］．所有结果均以蛋白质含量占蛋白质总量的百分比表示。

2．5．凝胶溶解度的测定

将20 mL 20 mmol/L加入1 g切碎的鱼糜凝胶样品，在Tris-HCl缓冲溶液中pH为8.0，混合匀浆2 min。缓冲液含有1% (w/v) SDS, 8 mol/Lurea和2% (v/v)β巯基乙醇。混合溶液在100°C下加热2分钟，并在10,00离心在室温下搅拌4小时后搅拌30分钟。离心后，将50％（M / V）三氯乙酸（TCA）加入10mL上清液中，沉淀蛋白质。将混合液在4℃下储存18小时，然后在10,00℃下离心30分钟。用10％（m / v）浓度的TCA洗涤后，在30mol / L NaOH 0.5ml中溶解在30mol / L NaOH 0.5mL中。利用Lowry方法来确定蛋白质含量。溶出速率表示为溶剂中蛋白质总蛋白质含量的百分比[10］．以蛋白质在0.5 mol/L NaOH中溶解量测定鱼糜凝胶的总蛋白含量。

2.6。Ft-Raman光谱分析

切片的凝胶样品粘在一层箔玻璃载玻片上，并放置在拉曼光谱的物体装载表上。扫描范围为300至3800厘米⁻¹［11］．在1003±1 cm范围内用苯环进行基线校正的收入谱⁻¹环振动(由于微环境影响小)为标准范围内的归一化光谱[12］．采用Peak Fit软件对酰胺I波段的原始光谱曲线进行拟合，完全解决了不同波段的重叠问题。通过积分面积计算蛋白质二级结构的百分比。

2.7。统计分析

所有的测量至少进行了三次。采用5%的最小显著差异(LSD)来定义显著差异。所有分析均使用SPSS软件v 19.0进行。

3.结果与讨论

3．1.蛋白质组成

由于淀粉-鱼糜体系中存在淀粉，CON(对照，即纯鱼糜凝胶)、NPS(天然土豆淀粉鱼糜凝胶)和LMPS(过度干燥的土豆淀粉鱼糜凝胶)样品的总蛋白(TP)含量会有所不同。因此，首先测定鱼糜凝胶样品的总蛋白含量。水溶性蛋白(WSP)、盐溶性蛋白(SSP)和不溶性蛋白(ISP)含量以占总蛋白量的百分比表示(表)1)．结果表明，马铃薯淀粉对鱼糜凝胶蛋白组成( )．可溶性和盐溶性蛋白质含量显著低于CON和NPS，不溶性蛋白质含量显著高于CON和NPS。值得注意的是，鱼糜凝胶的形成实质上是盐溶性蛋白质交联的过程，然后逐渐转化为不溶性蛋白质[11］．因此，我们提出过干马铃薯淀粉的存在可以促进鱼糜凝胶中盐溶性蛋白的交联形成，从而提高凝胶的质量。

３．２．化学作用

鱼糜凝胶体系中的网络结构主要是通过蛋白质分子之间和分子内部的相互作用来维持的，如化学键、离子键、氢键、疏水作用、共价键等[13] （桌子2)．从表中可以看出2马铃薯淀粉对Surimi凝胶蛋白中的化学相互作用的形成有显着影响（ )．

冷冻鱼糜中存在大量的离子键，一般需要盐离子来打破离子键使蛋白质分散，分散后的蛋白质经过热处理后可以形成具有弹性结构的凝胶[14］．我们发现，在我们的淀粉-鱼糜凝胶体系中，离子键降低了，这可能是因为淀粉的存在阻碍了蛋白质之间和蛋白质内部离子键的形成。由此可见，马铃薯淀粉有利于鱼糜凝胶的弹性。鱼糜凝胶中的氢键在冷却过程中对结合水的稳定性和鱼糜凝胶强度的提高起着重要作用[13］．表格2表明马铃薯淀粉尤其是超越淀粉显着增加了SURIMI蛋白中的氢键量（ )．

热处理后鱼糜蛋白的疏水位点会暴露在水环境中。为了保持热力学系统的稳定性，疏水相互作用增强，导致蛋白质聚集形成凝胶网络[13］．在本研究中，蛋白质之间的疏水相互作用显著降低( ）在加入马铃薯淀粉后。淀粉和周围水之间的相互作用可以改变蛋白质周围的水状态，从而影响Surimi凝胶系统内的疏水相互作用。

当加热温度高于40℃时，二硫键被认为是促进蛋白质凝胶形成的主要共价键[15］．与纯SURIMI系统相比，天然淀粉 - SURIMI系统中的二硫键量显着降低（ )．但添加过干马铃薯淀粉后，二硫键的数量高于天然淀粉-鱼糜体系。这说明马铃薯淀粉对二硫键形成的负面影响可能与淀粉颗粒的结构有关。

3．3．溶解度的凝胶

含有SDS，尿素和β巯基乙醇的溶剂通常用于溶解蛋白质中的无硫化物共价键[16］．因此，鱼糜凝胶的溶解度是指非二硫共价键的形成，该共价键也是形成鱼糜凝胶网络结构的主要化学相互作用之一[11］．如图所示1，淀粉的存在，特别是过干的马铃薯淀粉的存在，显著降低了鱼糜凝胶的溶解速率( )，表明过干淀粉显著增加了非二硫共价键的数量。据推测，淀粉颗粒在加热过程中吸收了水分;因此，连续相内蛋白质和内源谷氨酰胺转移酶(TGase)含量增加。

3．4．蛋白质构象

拉曼光谱(图2)可以用来研究蛋白质分子间的相互作用:它可以提供氨基酸侧链、多肽的相对强度信息，以及多糖主链的振动频率。

拉曼谱带1600〜1700厘米内⁻¹被称为酰胺I带，它提供有关蛋白质二级结构的信息。具体为1650~1660、1665~1680、1660~1665 cm波段的光谱⁻¹范围分别对应于α螺旋,β-薄片和随机卷曲的蛋白质。CON、NPS和LMPS的波段峰位于1653 cm⁻¹和1667厘米⁻¹，1654厘米⁻¹和1662厘米⁻¹， 1656厘米⁻¹和1664厘米⁻¹．可以看出，两种淀粉的加入使螺旋结构的特征峰发生了蓝移，表明降低了α-helix [17］．刘等人声称原因是α-螺旋在鲢鱼鱼糜中随着凝胶结构的形成而降低α-螺旋成随机线圈结构[11] （桌子3.)．表格3.定量分析了蛋白质在酰胺I带的二级结构，表明过干的马铃薯淀粉对淀粉的转变有显著影响α-螺旋进入随机线圈结构:更多α-螺旋转化为随机的螺旋，促进蛋白质分子的聚集和相互作用;因此，淀粉似乎使鱼糜凝胶网络更稳定。

在3100~ 3500cm范围内⁻¹，拉曼谱峰是指O-H的伸缩运动，与氢键结合的水分子分子间的振动有关[18］．在该研究中，位于3280,3277和3274厘米的o-h伸展带峰值的o-h拉伸带峰值⁻¹，强度值分别为0.76、0.84、0.89。这些峰的波数减少意味着与水的氢键更强，强度值越高表明结合水分子的数量越大[12，19］．由此可见，马铃薯淀粉可以提高鱼糜凝胶的水结合和保水能力，有利于在加热过程中凝胶基质的形成。马铃薯淀粉过干的影响更为显著。

4.结论

研究表明，马铃薯淀粉过干对鱼糜凝胶的性能有改善作用。它促进了不溶性蛋白的形成，减少了离子键的数量，增加了非二硫共价键和疏水相互作用的数量，有利于凝胶网络结构的形成。蛋白质构象的数据也证实了马铃薯淀粉对鱼糜凝胶的水结合和保水能力的积极作用。目前，由于食品系统和预处理的复杂性，很难利用小的相互作用，如π-π叠加以解释Surimi Gel的性质的改进。

额外观点

实际应用．马铃薯淀粉过干可改善鱼糜凝胶的性能，促进了不溶性蛋白的形成，减少了离子键的数量，增加了非二硫共价键和疏水相互作用的数量。因此，马铃薯淀粉特别是过干马铃薯淀粉可用于提高鱼糜制品的质量。

的利益冲突

作者声明他们没有利益冲突。

致谢

本研究由江苏省“六大人才高峰”高层次人才项目(2015-NY-008)、江苏省教研联合创新基金资助(批准号:20171010901);BY2015019-05)，江苏省食品安全质量控制协同创新中心项目。

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