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中国精品科技期刊2020

不同品种虾糜的凝胶品质比较

易靓, 董鑫磊, 马舒恬, 董诗瑜, 周昕仪, 刘小玲

易靓,董鑫磊,马舒恬,等. 不同品种虾糜的凝胶品质比较[J]. 食品工业科技,2022,43(7):94−101. doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2021070147.
引用本文: 易靓,董鑫磊,马舒恬,等. 不同品种虾糜的凝胶品质比较[J]. 食品工业科技,2022,43(7):94−101. doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2021070147.
YI Liang, DONG Xinlei, MA Shutian, et al. Comparison of Gel Quality of Shrimp Surimi of Different Shrimp Varieties[J]. Science and Technology of Food Industry, 2022, 43(7): 94−101. (in Chinese with English abstract). doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2021070147.
Citation: YI Liang, DONG Xinlei, MA Shutian, et al. Comparison of Gel Quality of Shrimp Surimi of Different Shrimp Varieties[J]. Science and Technology of Food Industry, 2022, 43(7): 94−101. (in Chinese with English abstract). doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2021070147.

不同品种虾糜的凝胶品质比较

基金项目: 广西科技重大专项(桂科AA20302019-7)。
详细信息
    作者简介:

    易靓(1997−),女,硕士研究生,研究方向:水产品加工技术理论与应用,E-mail:377946117@qq.com

    通讯作者:

    刘小玲(1972−),女,博士,教授,研究方向:水产品加工技术理论与应用,E-mail:13877173857@163.com

  • 中图分类号: TS254.4

Comparison of Gel Quality of Shrimp Surimi of Different Shrimp Varieties

  • 摘要: 本文以南美白对虾(Penaeus vannamei,PV)、斑节对虾(Penaeus monodon,PM)、罗氏沼虾(Macrobrachium rosenbergii,MR)为研究对象,通过比较不同品种虾糜的流变特性、蒸煮得率、保水性、质构特性及感官特性,研究不同品种虾糜的品质差异,以期为虾滑制品的原料选择提供理论依据。结果表明:PV、PM、MR三种虾的得肉率分别为53.12%、49.40%、34.93%。三种虾糜的储能模量(Storage modulus,G′ )在40 ℃左右开始快速上升,65 ℃时达到最大,其中,PV的G’max值最高;经反复冻融处理后,虾糜升温过程中G’并未有大幅度提高,说明冷冻会改变虾糜蛋白质结构导致凝胶品质下降。冻融后PV、PM虾糜凝胶的蒸煮得率和保水率上升,MR下降。PV虾糜凝胶的硬度和咀嚼性最好,PM凝胶的弹性最好,感官评价结果表明PV和PM虾糜凝胶的组织状态和质地优于MR,经过反复冻融后,PV虾糜凝胶的质地和感官评分较优。PV、PM、MR的粗蛋白含量分别为21.72、19.30、17.23 g/100 g,水溶性蛋白较低、盐溶性蛋白较高的PV和PM凝胶品质较好,水溶性蛋白含量最高的MR形成的凝胶品质最差,三种虾糜的盐溶性蛋白含量在反复冻融后均明显下降。综上所述,南美白对虾糜口感良好,得肉率高,成本较低,适合作为虾滑制品的原材料。
    Abstract: In this paper, Penaeus vannamei (PV), Penaeus monodon (PM) and Macrobrachium rosenbergii (MR) were used as the research object, through comparing the rheological properties, cooking yield, water holding capacity, texture properties and sensory characteristics of different varieties of shrimp surimi, to explore the quality differences of different raw materials varieties of shrimp surimi, in order to provide a theoretical basis for the selection of raw materials for shrimp products. The results showed that the meat yield of PV, PM and MR were 53.12%, 49.40% and 34.93% respectively. The storage modulus (G') of three varieties of shrimp surimi began to rise rapidly at about 40 ℃, reached the maximum at 65 ℃, and the G'max value of PV was the highest. After repeated freezing and thawing treatment, G' did not increase significantly during the temperature rised of shrimp, indicating that freezing would change the protein structure of shrimp and lead to a decline in gel quality. After freezing and thawing, the cooking yield and water retention rate of PV and PM shrimp surimi gel increased, while MR decreased. PV shrimp surimi gel had the best hardness and chewiness. The elasticity of PM gel was the best. Sensory evaluation showed that the tissue state and texture of PV and PM shrimp surimi gel were better than MR. After repeated freezing and thawing, the texture and sensory score of PV shrimp surimi gel were excellent. The crude protein contents of PV, PM and MR were 21.72, 19.30 and 17.23 g/100 g respectively, and the quality of PV and PM gel with lower water-soluble protein and higher salt soluble protein was better. The MR with highest water soluble protein content formed the worst gel, and the salt soluble protein content of three shrimp surimi decreased significantly after repeated freezing and thawing. In conclusion, the surimi of Penaeus vannamei has good taste, high meat yield and low cost, so it is suitable to be used as the raw material of prawn products.
  • 南美白对虾(Penaeus vanname,PV),也称凡纳滨对虾,由于其肉质鲜美,营养丰富,出肉率高,被公认为是世界上较优的养殖品种之一[1]。罗氏沼虾(Macrobrachium rosenbergii,MR),有“淡水虾王”之称,具有个体大、营养价值高、养殖周期短等优点,是我国主要养殖的淡水虾类之一[2]。斑节对虾(Penaeus monodon,PM),具有生长速度快、个体大、肉质鲜美等优点,是世界三大主要养殖对虾之一[3]。这三种虾为我国养殖量较大的虾类品种,均具有营养丰富、肉质鲜美的特点。目前,我国虾的加工产品以冻全虾、冻虾仁、蝴蝶虾等冷冻制品为主。近年来,伴随火锅餐饮方式盛行,虾滑制品逐渐成为伴随火锅的一种高档食材。虾滑是以新鲜虾仁为原料,添加盐或其他配料,经过斩拌、擂溃后冻结的一种冷冻虾糜制品,具有高蛋白、低脂肪等特点。食用时,将虾滑取出,放入热水中加热片刻即可形成口感爽滑的虾滑热凝胶制品。虾中蛋白质凝胶的形成赋予虾滑良好的品质和口感[4],因此,凝胶性是虾滑制品的重要品质属性,体现在其热加工中凝胶的形成及状态,以及虾滑冻藏期间凝胶品质的稳定性。通常凝胶性的评价可用其最小热凝胶化浓度、最低凝胶化温度、凝胶的硬度、弹性、持水力等指标反映[4]。凝胶化蛋白浓度越低、凝胶化温度越低,则原料更易形成凝胶态,可通过流变仪的动态流变性中弹性模量的变化反映。硬度、弹性、咀嚼性大小反映虾糜凝胶的口感情况,可通过质构仪的参数反映[5]。持水性是虾糜凝胶保水性能高低的直接反映,持水性越高,虾糜的品质也越好[6],可利用保水率或失水率等指标反映。

    冷冻虾滑制品的凝胶性主要受虾肉中的肌原纤维蛋白组成结构的影响[7],同时也受虾滑加工中的斩拌、擂溃等工艺条件的影响。由于其为冷冻未凝胶化制品,冻结及冻藏条件也显著影响其后续解冻热加工后所形成的凝胶品质[8]。其中,原料的品种差异性对凝胶的形成及其性质有重要影响,有研究表明,由于不同鱼种肌肉中肌球蛋白、肌动蛋白等含量不同,可能会导致其形成凝胶的能力及形成的凝胶种类不同[9]

    目前,针对南美白对虾、斑节对虾、罗氏沼虾三种虾糜的凝胶性比较还未有研究,三种虾加工为虾滑的凝胶品质有何区别,哪种虾更适宜加工为虾滑制品还未有答案。为此,本文以南美白对虾、斑节对虾、罗氏沼虾为研究对象,比较三种虾制备的虾糜反复冻融前后的性质差异及其热凝胶化后凝胶制品的品质差异,以期为虾滑制品的原料选择提供理论依据。

    鲜活且大小均匀的南美白对虾(PV)、斑节对虾(PM)、罗氏沼虾(MR) 购于南宁市淡村海鲜市场,购买后冰鲜运往实验室后立即制成虾糜以保证原料新鲜;食盐 购于广西大学超市;磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、氯化钠、三氯乙酸、尿素、β-巯基乙醇等 所有试剂均为分析纯。

    JYL-C022E料理机 九阳公司;SQP电子天平 赛多利斯科学仪器(北京)有限公司;HAKKE MARS-40流变仪 赛默飞世尔科技(中国)有限公司;DZKW-D2恒温水浴锅 天津天泰仪器有限公司;TMS-PRO质构仪 美国FTC公司;LG10-2.4A 高速离心机 辽宁塞亚斯科技有限公司;K-375全自动定氮仪 瑞士步琦实验室设备公司;F16502 扫描电镜 荷兰PHENOM公司。

    分别将三种新鲜虾剥壳,去头,去除虾线(内脏),保留虾肉,称取肉的质量。留取一部分虾肉用于测定粗蛋白含量,将虾肉切成小块,用清水漂洗三次后沥干并分为若干份,每份中添加质量分数为1%的食盐,在4~10 ℃采用料理机进行斩拌1~2 min,直到虾肉糜呈灰色粘稠状。

    将虾糜铺成1 cm厚的样品置于封口袋中,置于−18 ℃冰箱冷冻12 h取出,在4 ℃条件下解冻12 h,进行反复冻结-融化4次(合计96 h),将解冻的样品再次进行上述实验。冻融后的PV、PM、MR分别记为PVF、PMF、MRF,分别对六个虾糜样品进行分析。

    称取虾的质量m0,1.2.1中预处理后虾仁的质量m1,虾肉得率按公式(1)计算:

    (%)=m1m0×100
    (1)

    动态流变性参考RUTH等[10]的方法稍作修改。将虾糜置于流变仪平行板的下层,用药匙抹平,调整上下层板夹缝为1 mm后进行测量。振荡频率设置为1 Hz,温度变化范围设置为20~90 ℃,升温速度3 ℃/min,记录弹性模量和粘性模量的变化。

    蒸煮得率测定参考姜帅等[11]的方法稍作修改。分别将虾糜进行热凝胶化,测定其蒸煮得率。分别称取虾糜质量m1(约20 g)置于50 mL离心管中,1000 r/min、离心5 min除去气泡,先在40 ℃下加热20 min,再在70 ℃下加热10 min,冷却至室温后用纸擦去表面水分,称取质量m2。蒸煮得率按公式(2)计算:

    (%)=m2m1×100
    (2)

    保水率参考杨玲玲等[12]的方法稍作修改。分别称取1.2.5中虾糜凝胶的质量m3(约10 g),用滤纸包裹样品,放入离心管,7000 r/min离心10 min,离心后再称取样品质量m4。保水率按公式(3)计算:

    (%)=m4m3×100
    (3)

    质构测定方法参考CHEN等[13]的方法稍作修改。称取20 g虾糜并制成丸状,先在40 ℃下加热20 min,再在70 ℃下加热10 min,测量前在室温下平衡1 h,切成1 cm左右的正方体,采用TPA模式进行测定。质构仪参数设置:采用P36探头进行两次压缩,测试速度为60 mm/min,触发力为0.1 N,压缩形变为50%,两次压缩之间停顿时间为4 s。选取硬度、弹性、内聚性和咀嚼性结果。

    感官评价方法参考徐晨等[14]的方法稍作修改。由10位以上食品专业的学生(男女平均)作为感官评定人员对虾糜热凝胶的组织状态与质地进行评价,加热方法参考1.2.5,每项指标的最高得分为20分,最低为1分,根据评分来判定样品的优劣,最后计算每个人的总分,取平均值。评分标准如表1所示。

    表  1  虾糜热凝胶感官评价标准
    Table  1.  Sensory evaluation standard of shrimp surimi gel
    评价指标评分标准
    组织状态
    (20分)
    表面光滑,无气孔,结构致密均匀(16~20)
    表面光滑,有小气孔,结构较均匀致密(11~15)
    表面较光滑,有大气孔,结构较松散(6~10)
    表面粗糙,有空洞,结构松散(1~5)
    质地
    (20分)
    弹性好,咀嚼无砂状感和残留,口感细腻(16~20)
    弹性较好,咀嚼无砂状感和残留,口感较细腻(11~15)
    弹性较差,咀嚼略有砂状感和残留,口感较粗糙(6~10)
    弹性差,咀嚼有砂状感和残留,口感粗糙(1~5)
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    将1.2.5中的虾糜凝胶切成5 mm×5 mm×1 mm的小块,用磷酸缓冲液(pH7.4)清洗5 min,重复3次;再用2.5%的戊二醛溶液在4 ℃条件下固定10 h;再次用磷酸缓冲液(pH7.4)清洗5 min,重复3次;然后依次用体积分数为50%、60%、70%、80%、90%和100%的乙醇溶液进行脱水,脱水后在-80 ℃条件下预冻12 h,然后置于冷冻干燥机中干燥48 h,采用离子溅射对样品表面喷金,于扫描电子显微镜下对虾糜微观结构进行观察[15]

    三种虾肌原纤维蛋白的提取参考MA等[16]和胡潇予[17]的方法并稍作修改。取3.0 g虾糜,加入20 mL冷磷酸缓冲液(pH7.4)均质30 s,10000 r/min 4 ℃离心10 min,留沉淀重复上述步骤一次。所得沉淀由20 mL 0.7 mmol/L NaCl溶液溶解1 h,10000 r/min 4 ℃离心15 min,留上清液待测。选用5%浓缩胶,15%分离胶,浓缩胶电压80 V,分离胶电压120 V,蛋白质标品上样量为5 µL,样品上样量为10 µL。

    参考唐小艳[18]的方法稍作修改。分别称取6种虾糜约50 g,加入4倍体积的冰水,高速组织匀浆机匀浆2 min,4 ℃下浸提90 min(不时搅拌),于4 ℃条件下离心(10000 r/min) 20 min,并收集上清液,沉淀重复抽提1次,两次离心后得到的上清液中加入5%的TCA(比例1:1),离心得上清液用于非蛋白氮(NPN)的测定,沉淀为水溶性蛋白。向之前剩余的沉淀中加入4倍体积的0.5 mol/L NaCl(0.1 mol/L,pH7.4 PBS),高速组织匀浆机匀浆2 min,在4 ℃条件下浸提18 h(不时搅拌),离心(10000 r/min,20 min,4 ℃),沉淀重复抽提1次,两次离心后得到的上清液即为盐溶性蛋白,沉淀为不溶性蛋白。

    根据1.2.11中的方法对虾糜蛋白质进行分离,用凯氏定氮法(GB 5009.5-2016 食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定)测定各组分蛋白含量及粗蛋白含量。

    根据王鑫等[19]的方法并稍作修改,将样品分别溶解在5种溶剂中,表示不同化学作用力的贡献。选择的5种溶剂分别为:0.05 mol/L NaCl溶液(SA),0.6 mol/L NaCl溶液(SB),0.6 mol/L NaCl溶液+1.5 mol/L尿素(SC),0.6 mol/L NaCl溶液+8 mol/L尿素(SD),0.6 mol/L NaCl溶液+8 mol/L尿素+0.5 mol/L β-巯基乙醇(SE)。称取1 g样品加10 mL不同溶剂,在5000 r/min下匀浆2 min,然后4 ℃放置1 h,并在4 ℃、10000 r/min条件下离心30 min,上清液于4 ℃保存,通过考马斯亮蓝法测定上清液中的蛋白质浓度。以(SB-SA)、(SC-SB)、(SD-SC)、(SE-SD)的溶解度分别代表离子键、氢键、疏水相互作用和二硫键的贡献。

    每个实验重复3次,所有结果用均值±标准差表示,并利用IBM SPSS Statistics 26软件进行分析和处理,采用Duncan多重检验方法进行显著性分析,Origin 2018进行作图。

    研究表明,虾中有约40%的头胸部无法食用,相较于整虾的质量,得肉率是衡量虾品质的一个重要因素[20]。较高的得肉率不仅代表品种优良,更有益于实际生产中成本的控制。由表2可知,罗氏沼虾与其他两种虾的得肉率相比有显著性差异(P<0.05),因为其头部占重较多,能被用于生产虾滑制品的肉质量较少。

    表  2  不同虾品种得肉率
    Table  2.  Meat yield of different shrimp varieties
    虾品种得肉率(%)
    PV53.12±1.04a
    PM49.40±2.29a
    MR34.93±3.03b
    注:同列不同小写字母表示差异显著(P<0.05);表3~表5同。
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    动态流变学常被用来评价蛋白质的粘弹性,也是凝胶性质的表征。弹性模量(G’)和粘性模量(G’’)的增加主要是由于肌动球蛋白交联形成的共价键和非共价键限制了蛋白质的分子运动[21];G’的增加能够表明良好凝胶网络的形成,越高表明其形成的凝胶结构越好[22]图1~图4的结果显示,三种新鲜虾糜的G’、G’’变化均呈现相同的趋势,在升温过程中均有突然增大的趋势,经过冻融处理的三种虾糜的G’、G’’和新鲜虾糜有相同的变化趋势,但不同的是虾糜的热凝胶化温度区间从40~50 ℃升高到55~65 ℃,并且在温度达到90 ℃时有继续增大的趋势;G’、G’’的值相比新鲜虾糜大幅度下降。在升温过程中,三种新鲜虾糜的G’max分别为487.23、425.48、281.15 kPa,这表明南美白对虾糜储存的能量最高,体系中的相互作用力最强,稳定性最好,而罗氏沼虾糜的稳定性最差;经过冻融处理的虾糜G’与新鲜虾糜相比都下降十分明显,这是因为反复冻融期间,由于冰晶的增大和重结晶破坏了肌肉细胞,造成肌肉组织的损伤,导致蛋白质的二级和三级结构变化,最终导致虾糜品质的劣化。已有研究表明,冻融循环会导致虾的组织破坏、蛋白质变性[23]和肌肉纤维受损[24]

    图  1  升温过程中G′的变化
    Figure  1.  Change in storage modulus during heating
    图  2  升温过程中G′的变化
    注:图2图1中PVF、PMF、MRF的放大图。
    Figure  2.  Change in storage modulus during heating
    图  3  升温过程中G″的变化
    Figure  3.  Change in viscous modulus during heating
    图  4  升温过程中G″的变化
    注:图4图3中PVF、PMF、MRF的放大图。
    Figure  4.  Change in viscous modulus during heating

    在加热过程中,蒸煮得率是决定肉类肌原纤维蛋白保水性的关键因素[25]。蒸煮得率反映了蒸煮过程中水分损失的程度;蒸煮得率越大,说明水分损失越少,持水能力越强[26]。由图5可知,MR虾糜经过冻融处理后蒸煮得率显著下降(P<0.05),而PM则显著提高(P<0.05),PV虾糜的蒸煮得率虽然也有所提高但是并不显著。虽然新鲜MR虾糜凝胶的蒸煮得率较高,但是在经过冻融处理后的PV和PM虾糜比MR更稳定。

    图  5  不同品种虾糜凝胶的蒸煮得率比较
    注:不同小写字母表示相同处理条件下不同品种间差异显著(P<0.05);图6、图9同。
    Figure  5.  Comparison of cooking yield of shrimp surimi gel with different raw materials

    保水率是虾糜凝胶保水性能的直接反映,是判断虾糜凝胶品质的主要因素之一[27]。保水性影响着肉糜凝胶的多汁性和质构特性[28],质构特性中弹性的差异可能与肉糜中蛋白质-水相互作用的程度有关[29]。根据图6可知,MR虾糜经过冻融处理后保水率显著下降(P<0.05),而PV、PM虾糜冻融后保水率显著提高(P<0.05),可能是因为反复冻融期间冰晶的形成和增加、脱水和溶质浓度的增加引起肌肉组织的变化[30],导致肌原纤维蛋白聚集从而使虾糜凝胶的保水率升高,与蒸煮得率的结果一致。

    图  6  不同品种虾糜凝胶的保水率比较
    Figure  6.  Comparison of water holding capacity of shrimp surimi gel with different raw materials

    质地被认为评价肉制品的重要因素[25]。全质构分析(TPA)通常是质构仪探头对样品进行两次挤压来探究样品被咀嚼时的变化,因此被广泛应用于评价各种食品的质地[31-32]。TPA不仅用于评估产品的消费者需求,还用于评估蛋白质基质的结构完整性[33]。由表3可知,三种虾糜经过冻融处理后硬度、内聚性、弹性、咀嚼性均显著下降(P<0.05),其中,PV虾糜下降幅度最小,其次是PM和MR虾糜,说明PV、PM虾糜相比于MR更稳定。有研究发现虾糜在冷冻处理后蛋白质发生变性,肌原纤维蛋白结构遭到破坏,从而对硬度、弹性、咀嚼性造成影响[34],鱼糜在冷冻后质构特性也发生了明显下降[35]

    表  3  不同品种虾糜凝胶质构特性比较
    Table  3.  Comparison of texture characteristics of different shrimp surimi gel
    品种硬度(N)弹性(mm)内聚性咀嚼性(mJ)
    PV54.03±4.94a7.14±0.28b0.69±0.04a265.70±27.50a
    PVF15.17±0.43c6.32±0.32c0.26±0.01d24.89±1.44d
    PM52.74±4.36a7.61±0.25a0.61±0.02b241.77±9.93b
    PMF10.88±0.90c4.32±0.20d0.21±0.02e10.61±1.13de
    MR28.63±3.62b6.42±0.20c0.42±0.02c84.02±6.01c
    MRF5.67±0.85d3.86±0.49e0.21±0.01e4.55±1.16e
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    感官评价是评定产品好坏的关键[36],本实验中的感官评价基于对虾糜凝胶的组织状态和质地的感性认识。由表4可以看出,新鲜PV和PM虾糜凝胶的感官评价得分显著高于MR(P<0.05),其弹性较好,口感较细腻,组织状态较均匀致密,而罗氏沼虾糜凝胶弹性、咀嚼性较差,组织状态松散有气孔。经过冻融处理后三种虾糜的组织状态并无显著下降(P>0.05),而PM虾糜的质地评分出现了显著下降(P<0.05);此结果与动态流变性、质构特性等结果一致,是因为反复冻融改变了肌原纤维蛋白结构,最终导致凝胶品质下降,整体结果显示,PV和PM的感官评价结果优于MR。

    表  4  不同品种虾糜凝胶感官评价结果
    Table  4.  Sensory evaluation results for shrimp surimi gel of different raw materials
    品种组织状态(分)质地(分)
    PV13.47±3.48a13.22±3.61ab
    PVF12.20±2.90a10.50±1.96bc
    PM12.15±3.76a15.55±3.54a
    PMF13.60±2.22a11.50±1.84bc
    MR8.44±4.16b9.20±1.69c
    MRF6.80±1.55b9.10±2.73c
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    虾糜凝胶特性与其微观结构密切相关[37]。一般情况下,虾糜蛋白分子的有序聚集形成致密均匀的虾糜凝胶网络结构,凝胶结构越均匀致密有序,其质构特性越好[38]。根据图7观察,新鲜的PM、PV相比MR的结构更加紧密;PV经过冻融处理后组织之间更加密集,孔径减小并且呈均匀态势分布,片状结构减少,多聚集成团;PM经过冻融处理后组织之间孔径增加,片状结构减少,呈网丝纤维状分布后多聚集成团;新鲜的MR分层片状分布,冻融后组织孔径增加,片状结构减少,聚集成小团状松散排列。

    图  7  不同品种虾糜凝胶微观结构观察
    Figure  7.  Scanning electron micrographs for shrimp surimi gel of different raw materials

    肌原纤维蛋白是影响虾糜品质的主要蛋白质,其组成可以通过SDS-PAGE进行分析[39]。一般情况下,蛋白质氧化及冷冻变性的主要形式就是蛋白聚集或者降解成片段[40]。由图8可以看出,一些蛋白质聚集体(MHC,肌球蛋白重链)堆积在所有条带的顶部,而经过冻融处理后的虾糜条带的MHC含量升高,表明冷冻期间有高分子蛋白质聚合物形成,可能是蛋白质自由基的聚集等引起的[30];此外,经过冻融处理后的虾糜蛋白发生了轻微的降解,出现了一些小分子量条带。MR虾糜肌原纤维蛋白的组成与PV和PM略有差异,这可能也是之前实验结果中MR虾糜品质较其他两种差的原因。

    图  8  不同品种虾糜蛋白质SDS-PAGE凝胶电泳分析
    Figure  8.  SDS-PAGE analysis of different shrimp surimi protein

    根据溶解性,虾糜中的蛋白质可分为水溶性蛋白、盐溶性蛋白、不溶性蛋白和非蛋白氮,有研究表明,较高的盐溶性蛋白有助于凝胶的形成,而水溶性蛋白会对盐溶性蛋白形成的凝胶网络结构造成干扰[41]。三种虾糜的蛋白质组成及冻融处理后的变化如表5所示。结果显示,三种虾糜的粗蛋白含量分别为21.72、19.30、17.23 g/100 g,PV的粗蛋白、不溶性蛋白、非蛋白氮含量最高,PM的盐溶性蛋白含量最高,MR的水溶性蛋白含量最高,总蛋白含量最低,由于水溶性蛋白会影响凝胶网络的形成,所以含量最高的MR形成的凝胶品质最差,而水溶性蛋白较低、盐溶性蛋白较高的PV和PM凝胶品质较好,与之前质构特性与感官评价的结果相符。而经过反复冻融后三种虾糜的粗蛋白含量明显减少,三种虾糜的盐溶性蛋白含量在反复冻融后均明显下降,是因为冷冻期间部分结合水形成冰晶,冰晶的生长导致蛋白质分子中的化学键断裂,引发蛋白质变性,最终形成的凝胶品质劣化。

    表  5  不同品种虾糜蛋白质组成(g/100 g)
    Table  5.  Protein composition for shrimp surimi of different raw materials (g/100 g)
    样品水溶性蛋白非蛋白氮盐溶性蛋白不溶性蛋白总蛋白
    PV4.37±0.01b3.94±0.04a8.35±0.03d5.06±0.06a21.72±0.14a
    PVF3.93±0.17cd3.88±0.06a7.43±0.14f4.29±0.17b19.53±0.21b
    PM4.13±0.22bc3.77±0.10b10.06±0.17a1.34±0.03c19.30±0.25b
    PMF3.42±0.09e3.69±0.03b9.08±0.05c0.73±0.07e16.92±0.11c
    MR4.75±0.19a2.08±0.03c9.29±0.05b1.11±0.08d17.23±0.27b
    MRF3.65±0.26de2.13±0.05c7.24±0.04e0.98±0.02d14.00±0.34d
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    在凝胶形成过程中,蛋白质变性聚集形成三维网络结构,结构的稳定主要靠蛋白质间的共价键以及非共价键来维持[9]。离子键可以影响蛋白质分子之间的相互作用,氢键主要维持蛋白质二级结构中的α-螺旋结构,与蛋白质凝胶化、粘弹性有一定的关系,离子键和氢键主要维持蛋白质的天然结构,而疏水相互作用和二硫键对维持三维网络结构发挥着主要的作用[42-43]。由图9所示,经过反复冻融处理后,三种虾糜的离子键含量显著下降,PV的氢键含量显著下降,而MR的含量却显著上升,三种虾糜的疏水作用也显著上升,PV、MR的二硫键显著下降,PM却显著上升。由三种虾糜经过反复冻融处理后离子键占比减少而疏水相互作用增加可以推断,反复冻融期间虾糜中的离子键、氢键断裂导致其G′、G″值减小,粘弹性下降从而影响其凝胶品质;疏水相互作用、二硫键占比增加说明反复冻融期间蛋白质发生交联,在经过凝胶化后会过度聚集导致凝胶品质劣化。

    图  9  不同品种虾糜化学作用力
    Figure  9.  Chemical forces for shrimp surimi of different raw materials

    实验结果表明,新鲜PV的得肉率、弹性模量、蒸煮得率最高,保水率、质构指标和感官评分也较高,微观结构较为紧密,品质较优;PM的品质居中,MR的品质最差。为了探究三种虾糜凝胶品质差异原因,分别对虾糜的蛋白组成、SDS-PAGE、化学作用力进行分析,发现PV的粗蛋白、氢键含量高于其他两种虾,疏水相互作用最低,可以说明虾糜凝胶的品质与虾糜本身蛋白质组成及其化学作用力相关,三种虾中PV的品质最佳。经过反复冻融后三种虾糜凝胶的品质均有显著下降(P<0.05),而PV变化较为稳定,综合其品质、来源及成本,三种原料虾中PV最适合作为虾滑制品的原料。

  • 图  1   升温过程中G′的变化

    Figure  1.   Change in storage modulus during heating

    图  2   升温过程中G′的变化

    注:图2图1中PVF、PMF、MRF的放大图。

    Figure  2.   Change in storage modulus during heating

    图  3   升温过程中G″的变化

    Figure  3.   Change in viscous modulus during heating

    图  4   升温过程中G″的变化

    注:图4图3中PVF、PMF、MRF的放大图。

    Figure  4.   Change in viscous modulus during heating

    图  5   不同品种虾糜凝胶的蒸煮得率比较

    注:不同小写字母表示相同处理条件下不同品种间差异显著(P<0.05);图6、图9同。

    Figure  5.   Comparison of cooking yield of shrimp surimi gel with different raw materials

    图  6   不同品种虾糜凝胶的保水率比较

    Figure  6.   Comparison of water holding capacity of shrimp surimi gel with different raw materials

    图  7   不同品种虾糜凝胶微观结构观察

    Figure  7.   Scanning electron micrographs for shrimp surimi gel of different raw materials

    图  8   不同品种虾糜蛋白质SDS-PAGE凝胶电泳分析

    Figure  8.   SDS-PAGE analysis of different shrimp surimi protein

    图  9   不同品种虾糜化学作用力

    Figure  9.   Chemical forces for shrimp surimi of different raw materials

    表  1   虾糜热凝胶感官评价标准

    Table  1   Sensory evaluation standard of shrimp surimi gel

    评价指标评分标准
    组织状态
    (20分)
    表面光滑,无气孔,结构致密均匀(16~20)
    表面光滑,有小气孔,结构较均匀致密(11~15)
    表面较光滑,有大气孔,结构较松散(6~10)
    表面粗糙,有空洞,结构松散(1~5)
    质地
    (20分)
    弹性好,咀嚼无砂状感和残留,口感细腻(16~20)
    弹性较好,咀嚼无砂状感和残留,口感较细腻(11~15)
    弹性较差,咀嚼略有砂状感和残留,口感较粗糙(6~10)
    弹性差,咀嚼有砂状感和残留,口感粗糙(1~5)
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    表  2   不同虾品种得肉率

    Table  2   Meat yield of different shrimp varieties

    虾品种得肉率(%)
    PV53.12±1.04a
    PM49.40±2.29a
    MR34.93±3.03b
    注:同列不同小写字母表示差异显著(P<0.05);表3~表5同。
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    表  3   不同品种虾糜凝胶质构特性比较

    Table  3   Comparison of texture characteristics of different shrimp surimi gel

    品种硬度(N)弹性(mm)内聚性咀嚼性(mJ)
    PV54.03±4.94a7.14±0.28b0.69±0.04a265.70±27.50a
    PVF15.17±0.43c6.32±0.32c0.26±0.01d24.89±1.44d
    PM52.74±4.36a7.61±0.25a0.61±0.02b241.77±9.93b
    PMF10.88±0.90c4.32±0.20d0.21±0.02e10.61±1.13de
    MR28.63±3.62b6.42±0.20c0.42±0.02c84.02±6.01c
    MRF5.67±0.85d3.86±0.49e0.21±0.01e4.55±1.16e
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    表  4   不同品种虾糜凝胶感官评价结果

    Table  4   Sensory evaluation results for shrimp surimi gel of different raw materials

    品种组织状态(分)质地(分)
    PV13.47±3.48a13.22±3.61ab
    PVF12.20±2.90a10.50±1.96bc
    PM12.15±3.76a15.55±3.54a
    PMF13.60±2.22a11.50±1.84bc
    MR8.44±4.16b9.20±1.69c
    MRF6.80±1.55b9.10±2.73c
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    表  5   不同品种虾糜蛋白质组成(g/100 g)

    Table  5   Protein composition for shrimp surimi of different raw materials (g/100 g)

    样品水溶性蛋白非蛋白氮盐溶性蛋白不溶性蛋白总蛋白
    PV4.37±0.01b3.94±0.04a8.35±0.03d5.06±0.06a21.72±0.14a
    PVF3.93±0.17cd3.88±0.06a7.43±0.14f4.29±0.17b19.53±0.21b
    PM4.13±0.22bc3.77±0.10b10.06±0.17a1.34±0.03c19.30±0.25b
    PMF3.42±0.09e3.69±0.03b9.08±0.05c0.73±0.07e16.92±0.11c
    MR4.75±0.19a2.08±0.03c9.29±0.05b1.11±0.08d17.23±0.27b
    MRF3.65±0.26de2.13±0.05c7.24±0.04e0.98±0.02d14.00±0.34d
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  • 收稿日期:  2021-07-14
  • 网络出版日期:  2022-02-10
  • 刊出日期:  2022-03-31

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