不同种类淀粉对罗非鱼鱼糜凝胶品质的影响

发表时间:2023/05/08 00:13:34  来源:食品科学杂志  作者:周春霞,刘璐  浏览次数:5841  
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鱼糜是一种盐溶性肌原纤维蛋白的浓缩物,可用于制备各种鱼糜制品,如鱼丸、鱼肠等。因其营养价值高、脂肪含量低、食用方便等优点,鱼糜制品已成为一种常见食品。目前,鱼糜制品的主要原料为海水鱼,淡水鱼占比较少。由于海洋资源逐渐枯竭以及海洋环境污染等因素,海水鱼价格变得更为昂贵,因此开发和研究淡水鱼鱼糜制品具有良好的市场前景。

罗非鱼蛋白含量在15%~25%之间,是典型的白肉鱼,具有开发鱼糜制品的潜能。但与海水鱼鱼糜相比,淡水鱼鱼糜的凝胶形成能力差,且易凝胶劣化,因此在淡水鱼鱼糜制品后序加工中,常需添加外源添加物改善鱼糜品质。广东海洋大学食品科技学院,广东省水产品加工与安全重点实验室,广东省海洋食品工程技术研究中心,广东省现代农业科技创新中心的刘璐、周春霞*等以罗非鱼鱼糜为原料,比较原木薯淀粉、3 种木薯变性淀粉(羟丙基淀粉、磷酸酯淀粉和乙酰化二淀粉磷酸酯)以及复配木薯变性淀粉(乙酰化二淀粉磷酸酯与羟丙基淀粉质量比为3∶2)对鱼糜凝胶品质的改善效果,筛选出能有效改善罗非鱼鱼糜凝胶品质的淀粉,为开发新型鱼糜制品提供理论参考。

1、不同种类淀粉对罗非鱼鱼糜凝胶质构特性的影响

如表1所示,添加不同淀粉均可明显增强罗非鱼鱼糜凝胶强度;与原木薯淀粉相比,木薯变性淀粉进一步提高了鱼糜凝胶的凝胶强度,且差异显著(P<0.05),与Kong Wenjun等的结果相符。羟丙基淀粉、乙酰化二淀粉磷酸酯及复配变性淀粉改善罗非鱼鱼糜凝胶强度的效果较好,其中添加了复配变性淀粉的凝胶,凝胶强度最强。这可能是由于羟丙基淀粉引入了亲水的羟丙基基团,而乙酰化二淀粉磷酸酯经过酯化和乙酰化,使这2 种变性淀粉比原淀粉更易溶解和膨胀;同时防止淀粉老化,且淀粉对鱼糜凝胶的影响与淀粉的自身特性密切相关,尤其与其吸水膨胀能力相关,而变性淀粉吸水膨胀能力更强,对鱼糜凝胶基质产生更强的压缩力,从而更好提高鱼糜的基本品质。

2、不同种类淀粉对罗非鱼鱼糜流变学特性的影响

如图1所示,加热过程中,体系的储能模量(G')不断增加,在30 ℃左右达到最高值,表明凝胶网络结构初步形成;此后,G'迅速下降,在55 ℃左右达到最小值,凝胶网络结构的减弱被认为是内源性蛋白水解酶对肌球蛋白的水解导致;然后,G'再次增加,可能是由于解离的蛋白质之间交联增加以及肌球蛋白重链和肌动蛋白的变性,形成了稳定的凝胶网络;随着温度从90 ℃下降到20 ℃,所有体系的G'都迅速上升,表明在冷却过程中凝胶网络得到进一步加强。损耗模量(G″)变化与G'变化规律相似,反映了体系的黏度特性,体系的G″值低于G'值,这表明体系受弹性支配。

3、不同种类淀粉对罗非鱼鱼糜凝胶色泽的影响

如表2所示,添加原木薯淀粉、磷酸酯淀粉、羟丙基淀粉和乙酰化二淀粉磷酸酯均会降低凝胶的L*、a*和白度值,其中添加乙酰化二淀粉磷酸酯的凝胶白度值最小,与王冬妮等研究添加不同淀粉均会导致草鱼鱼糜凝胶白度降低的结果一致。一方面,可能是由于罗非鱼是白肉鱼,本身比添加的淀粉白度高,导致添加后的白度下降;另一方面,可能是由于淀粉在鱼糜凝胶基质中吸水膨胀,导致凝胶的透光性减弱,降低了凝胶的白度值。

4、不同种类淀粉对罗非鱼鱼糜凝胶持水性和蒸煮损失率的影响

如图2所示,在鱼糜中添加了淀粉,形成的凝胶持水性显著提高,蒸煮损失显著降低(P<0.05)。此外,可以看出变性木薯淀粉的改善效果显著高于原木薯淀粉(P<0.05)。添加了羟丙基淀粉、乙酰化二淀粉磷酸酯、复配变性淀粉的鱼糜凝胶持水性较高、蒸煮损失率较低,表明变性淀粉更有利于帮助鱼糜凝胶截留住水分,提高鱼糜凝胶持水性;其中,添加复配变性淀粉的鱼糜凝胶具有最高的持水性和最低的蒸煮损失率,说明复配后的淀粉可以进一步改善鱼糜凝胶的保水能力。这可能是因为变性淀粉中引入的亲水性乙酰基和羟丙基更容易吸水,从而提高了鱼糜凝胶的保水能力。

5、不同种类淀粉对罗非鱼鱼糜凝胶水分分布和质子密度的影响

如图3所示,能明显观察到4 个不同的峰,分别为T 2b (0.1~1 ms)、T 21 (1~10 ms)、T 22 (10~200 ms)和T 23 (>200 ms)。T 2b 和T 21 代表结合水,T 22 代表不易流动水,T 23 代表自由水。添加了不同淀粉的鱼糜凝胶中主要水分(含量>90%)的T 22 峰均向左偏移,表明水分子的流动性降低,说明淀粉可以增加凝胶对水的束缚能力,提高了凝胶的持水能力。

累计图3中各峰面积计算出鱼糜凝胶中各水分的含量,如表3所示。添加不同淀粉后,鱼糜凝胶中结合水含量均显著增加(P<0.05),不易流动水和自由水含量均减少,表明凝胶中部分不易流动水和自由水转化为结合水,从而使鱼糜凝胶持水能力更佳。这可能是由于淀粉颗粒填充于凝胶网络结构中,增强了凝胶网络结构,提高了其对水的结合能力,导致结合水含量的增加,进而改善鱼糜凝胶的持水性能。但由于不同种类淀粉性质不同,因此凝胶的水分组成和含量有不同影响;其中,添加复配变性淀粉的罗非鱼鱼糜凝胶具有最高的结合水含量。

如图4所示,未添加淀粉的对照组样品图像呈不均匀的黄蓝色;加入原木薯淀粉后,黄绿色区域变多,但分布不均匀;加入4 种变性木薯淀粉后,图像呈均匀的黄绿色,水分子分布变均匀。鱼糜凝胶的水分分布与其结构有关,鱼糜凝胶网络结构越致密有序,水分分布越均匀,以固定水形式捕获的水越多。图4中,添加淀粉的鱼糜凝胶具有更多明亮的黄色区域,而不含淀粉的对照组中的蓝色区域更多,表明添加淀粉可以有效锁住鱼糜凝胶基质中的水分,增加了持水能力。其中,添加复配变性淀粉的罗非鱼鱼糜凝胶具有最明亮且均匀的水质子密度伪彩图,说明其具有最好的持水能力。

6、不同种类淀粉对罗非鱼鱼糜及其凝胶组织结构的影响

由图5、6可知,淀粉和鱼糜两不相容,淀粉颗粒嵌入鱼糜中,淀粉-鱼糜复合凝胶在连续的蛋白质基质(红色)中形成了以淀粉(紫色)作为分离相存在的两相体系。蛋白质-多糖之间的热力学不相容性引起相分离,导致淀粉作为二级凝胶网络被困在蛋白质的主要凝胶网络中,同时这两种共存相的凝胶化也在动力学上捕获了相分离,是溶胶-热凝胶的变化。

7、不同种类淀粉对罗非鱼鱼糜凝胶微观结构的影响

如图7所示,所有鱼糜凝胶都具有网状结构。对照组中,鱼糜凝胶表面粗糙、不均匀,孔洞多且大,具有最粗的网络与最大的空隙,呈现松散的网络结构。添加木薯淀粉后,凝胶表面孔目减小,孔径变小,但结块度较高,表面不平整。添加变性淀粉后,鱼糜凝胶网络结构进一步改善,添加磷酸酯淀粉的鱼糜凝胶表面变得均匀,孔目较添加原木薯淀粉组明显减少;添加羟丙基淀粉后,鱼糜凝胶具有更小的孔径和均匀的凝胶网络结构;添加乙酰化二淀粉磷酸酯后,鱼糜凝胶表面光滑,网络结构致密均匀;添加复配变性淀粉后,孔径进一步变小,鱼糜凝胶结构变得更为紧实致密。

结论

在鱼糜凝胶中添加4%淀粉(原木薯淀粉、磷酸酯淀粉、羟丙基淀粉、乙酰化二淀粉磷酸酯以及复配木薯变性淀粉)均可改善罗非鱼鱼糜凝胶的质地,明显提高凝胶持水性,降低蒸煮损失率。因为,淀粉在加热过程吸水膨胀,进而压缩了鱼糜凝胶基质,使其变得更坚固,从而获得更加致密均匀的网络结构,改善凝胶品质。其中,添加了复配木薯变性淀粉的鱼糜凝胶,质构特性最强,具有最紧实致密的凝胶结构,能形成更多的结合水并具有高持水性,以及最好的动态黏弹性。因此,在罗非鱼鱼糜中添加4%复配木薯变性淀粉能有效改善罗非鱼鱼糜凝胶品质,为新型罗非鱼鱼糜制品的开发提供理论依据。

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