秘魯魷魚絲加工中回潮工藝的作用機理研究

辛學倩,薛長湖,薛 勇,李 豐,李兆杰,王玉明

(中國海洋大學,山東青島 266003)

秘魯魷魚絲加工中回潮工藝的作用機理研究

辛學倩,薛長湖,薛 勇,李 豐,李兆杰,王玉明

(中國海洋大學,山東青島 266003)

回潮過程是魷魚絲加工中的重要工序,即將經過水煮、一次調味、滲透、干燥的魷魚板放入-10～-5℃的冷庫凍藏,但此工序在秘魯魷魚絲加工中的作用機理并不清楚,工藝參數無理論依據。本研究以鹽溶性蛋白質含量、掃描電鏡觀察、光學顯微鏡觀察,氧化三甲胺的變化為指標,研究了秘魯魷魚絲加工半成品在-10℃回潮過程中的變化機理,結果表明,在回潮 0～6d過程中,蛋白質變性明顯,肌原纖維蛋白質空間結構發生改變,形成了穩定的網絡結構;氧化三甲胺主要降解產生三甲胺(T MA),只產生少量的二甲胺(DMA)和甲醛(FA)。回潮最佳的時間確定為 3～6d,從而為秘魯魷魚絲生產提供理論依據。

秘魯魷魚絲,半成品,回潮,作用機理

1 材料與方法

1.1 實驗材料

冷凍秘魯魷魚 (Dosidicus gigas) 由浙江興業集團魷魚絲加工廠提供,原料按以下加工工藝進行處理：原料→解凍→清洗→水煮→一次調味→滲透→干燥→半成品,將半成品放入-10℃恒溫箱備用,每隔 3d取樣進行各理化指標的測定。

1.2 實驗方法

1.2.1 鹽溶性蛋白質含量 (EPN值)的測定 根據MFRD[2]的方法進行測定,稱取樣品兩份,分別加入30mL高離子磷酸緩沖液和低離子磷酸緩沖液,均質。前者抽提 3h,后者抽提 1h,然后離心 15min,取上清液,加入 10mL 15%三氯乙酸使蛋白質沉淀,靜止2h,再離心 5min,除去上清液取沉淀,用 3mL 1mol/L NaOH溶解沉淀,定容,然后用雙縮脲比色法測定蛋白質的含量。

鹽溶性蛋白含量(mg/g)=高鹽溶液中蛋白質含量-低鹽溶液中蛋白質含量

1.2.2 掃描電鏡觀察[3]將待測樣品放入 2.5%的戊二醛溶液中固定 2h后,用 50%～100%乙醇梯度脫水,二氧化碳臨界點干燥,液氮冷凍,并于冷凍下割斷,離子濺射噴金,掃描電鏡(JS M-84,JEOL公司,日本)觀察。

1.2.3 光學顯微鏡觀察 實驗采用 Van Gieson染色法[4]進行光學顯微鏡進行觀察,將魷魚樣品用固定液包埋后進行冷凍切片,然后蘇木精染色 15min,水洗30s,再進行 Van Gieson染色 3min,脫水后用阿拉伯樹膠封固,在熒光顯微鏡下觀察(放大倍數為 10)。

1.2.4 氧化三甲胺、三甲胺、二甲胺的測定 取秘魯魷魚原料切碎后,按 1∶2(w/v)加入 7.5%的三氯乙酸,以 18000r/min勻漿,9000r/min離心 15min,上清液經過濾后,分別測定氧化三甲胺 (T MAO)、三甲胺(T MA)和二甲胺(DMA)的含量。

T MAO的測定根據 Yamagata(1969)的方法[5], T MA的測定采用苦味酸三甲胺鹽比色法[6],DMA的測定根據 Dyer和Mounsey(1945)的銅銨方法[7]。

2 結果與分析

2.1 回潮過程中鹽溶性蛋白質含量 (EPN值)的變化

蛋白質的鹽溶性(EPN值)是反映蛋白質變性的常用指標。在凍藏過程中,蛋白質會發生冷凍變性,蛋白分子改變其原有三維結構,分子開始伸展,同時形成新的氫鍵、疏水性、二硫鍵和鹽鍵等,分子間結合致密而有力,從而形成一種較硬的穩定結構,導致蛋白質的鹽溶性下降[8]。如圖 1所示,秘魯魷魚絲半成品在-10℃回潮過程 EPN值逐漸降低,表明蛋白質的變性程度逐漸增大,其中在凍藏 0～6d過程中,蛋白質的變性顯著,EPN值由回潮前的 13.96mg/kg降低到 10.49mg/kg,在回潮 6～12d過程中,蛋白質變性緩慢,EPN值由 10.49mg/kg僅降低到 9.15mg/kg。說明在秘魯魷魚絲加工工序中的回潮過程中,蛋白質變性,硬度增大,而且蛋白質的變性主要在 0～6d過程中。

圖 1 回潮過程中秘魯魷魚絲半成品鹽溶性蛋白質的變化

2.2 回潮過程對肌纖維微結構的影響

秘魯魷魚肌肉纖維微結構的變化是影響魷魚絲品質的重要指標。如圖 2A～E的魷魚絲加工半成品掃描電鏡照片所示,秘魯魷魚絲半成品在回潮前,肌肉纖維排列雜亂無序,肌纖維直徑小,回潮至 6d時,肌肉纖維的分布呈現一定的方向性,肌肉纖維之間的空隙較大,組織整體結構較松散,形成了較好的網絡結構,6～12d過程中,組織結構變化不明顯。表明在回潮 6d時,肌肉纖維蛋白質三維結構發生改變明顯,蛋白質分子結合有力,形成了穩定的網絡結構。這種變化與蛋白質的變性相一致,從而可以推測肌肉纖維微結構的變化由蛋白質的變性引起的。

圖 2 秘魯魷魚絲加工半成品的掃描電鏡照片注：A.回潮 0d;B.回潮 3d;C.回潮 6d; D.回潮 9d;E.回潮 12d,圖 3同。

2.3 回潮過程對肌纖維的聚集作用

為了進一步詳細觀察回潮過程中肌肉纖維的變化,對秘魯魷魚絲加工半成品縱切面組織構造進行了Van Gieson染色(放大倍數為 10),觀察回潮過程對蛋白質聚集的作用。Van Gieson染色法把膠原蛋白染成紅色,肌纖維染成黃色,細胞核染成深褐色[9],因為秘魯魷魚肌肉大部分為肌肉纖維,膠原蛋白的含量很少,所以染色結束后,黃色居多。如圖 3A～E所示,回潮前肌纖維排列緊密,纖維間空隙小。隨著回潮時間的延長,在凍藏 3～6d過程中,肌纖維開始聚集,肌纖維變粗,纖維間隙變大,形成較有序的排列。進一步證明在回潮 6d時,秘魯魷魚蛋白質的空間結構發生改變,形成穩定的網絡結構。

圖3 魷魚絲加工半成品的組織切片

回潮過程中蛋白質的聚集可能與此過程中甲醛(FA)的作用有關。Benjakul等[10]的研究表明,FA會誘導疏水氨基酸側鏈的甲基基團間形成大范圍的共價鍵,促進蛋白質的聚集。同時,Ang和 Hultin[11]研究結果表明,加入 FA會促進肌球蛋白和肌動蛋白聚合成高分子聚合物,隨著 FA加入量的增加,蛋白質的聚集越明顯。

2.4 氧化三甲胺、三甲胺、二甲胺的變化

氧化三甲胺(T MAO)存在于大多數海洋動物中,主要起到調節滲透壓的作用,秘魯魷魚肌肉中 T MAO含量較高 (15～75mg/kg)。研究表明,T MAO可以通過不同的途徑分解為三甲胺(T MA)或等量的二甲胺(DMA)和甲醛(FA)。其中 FA的產生引起魷魚蛋白質的變化,從而影響魷魚絲的品質。此外,甲醛含量的控制也是保證食品安全性的重要課題。本研究對T MAO、DMA、T MA的變化測定如圖 4所示。從圖中結果可知,秘魯魷魚半成品在回潮過程中 T MAO會發生降解,魷魚絲加工半成品在回潮 12d過程中, T MAO含量由最初的 51.32mg/kg減少到 30.00mg/kg,在 0～3d過程中,主要產生 T MA,由 0mg/kg增加到0.20mg/kg,在 3～12d過程中,T MA增加緩慢,僅增加了 0.06mg/kg,但 DMA增加較快,由 0.31mg/kg增加到0.45mg/kg。這些數據表明,回潮過程中,T MAO發生了降解,初期 (0～3d),主要降解產生 T MA,后期(6～12d)主要產生DMA和 FA,也即是說 FA的產生主要發生在回潮 6～12d過程中。因此,在秘魯魷魚絲加工過程中,將半成品的回潮時間縮短為 3～6d,有利于控制魷魚絲產品中的甲醛含量,從而有利于保證魷魚絲的品質和安全性。

圖 4 回潮過程中秘魯魷魚絲加工半成品的DMA、T MA、T MAO的變化

3 結論

3.1 秘魯魷魚絲半成品在-10℃回潮過程中其物理化學特性發生明顯變化,其主要作用機理是使蛋白質發生變性,肌肉纖維空間結構發生改變,形成結構松散,穩定的網絡結構,從而使成品魷魚絲的產生有序均一、蓬松的質構特征。

3.2 回潮過程中蛋白質的變性以及網狀結構的形成主要發生在 3～6d期間,同時在回潮時間小于 6d時,氧化三甲胺主要降解產生 T MA,只產生少量的DMA和 FA。從而可以得出結論：秘魯魷魚絲半成品的最佳回潮時間為 3～6d,為秘魯魷魚絲生產工藝的改進有重要的指導意義。

[1]夏松養 .秘魯魷魚肌肉酸性物質去除的初步研究[J].食品科技,2007(9)：121-123.

[2]MFRD (Marine FisheriesResearchDevelopment). Laboratorymanual on analytical methods and procedures for fish and fish product[M].Singapore：Southeast Asian Fisheries Development Center,1987.

[3]魯緋,孫君社,韓北忠,等 .青方腐乳釀造過程內部微細結構的掃描電鏡觀察 [J].四川大學學報科學版,2004,3(5)：40-43.

[4]Kageyama K,Watanabe Y.Manual of Histologic technique [M].Igaku syion Ltd,Toky,1988：92-95.

[5]Yamagata M,Horimoto K,Nagaoka C.Assessment of green tuna：determing tr imethylamine oxide And its distribution in tuna muscle[J].Food Sci,1969,34：156-159.

[6]王遠紅,等 .食品檢驗與分析實驗技術[M].青島：中國海洋大學出版社,2004：36-38.

[7]Dyer W J,Mounsey Y A.Amines in fish muscleⅡ. Development of trimethylamine and other amines[J].Fish Res Board Can,1945,30：91-98.

[8]蒙健宗,秦小明,等,海藻糖對冷凍羅非魚片蛋白質變性作用的影響[J].食品工業科技,2007,28(2)：214-216.

[9]張賽霞,黎暉,陳東風 .Van Gieson膠原纖維染色方法的探索[J].實用醫技雜志,2007,14(12)：1580-1582.

[10]Benjakul S,Visessanguan W,Thongkaew C,et al.Effect of frozen storage on chemical and gel-forming properties of fish commonly used for surimi production on Thailand[J].Food Hydro,2005,19：197-207.

[11]Ang J F,Hultin H O.Denaturation of cod myosin during freezing aftermodification with formaldehyde[J].Food Sci,1989, 54：814-818.

Study on the m echanism of dampening in the process of dried-seasoned Dosidicus gigas

XIN Xue-qian,XUE Chang-hu,XUE Yong,L I Feng,L I Zhao-jie,WANG Yu-m ing
(Ocean University of China,Qingdao 266003,China)

Damp ening is one of imp ortant p rocesses in the p rocess of d ried-seasoned Dos id icus g igas,tha t was s tored in chilled room (-10～-5℃)afte r the raw m a te ria ls we re boiled w ith wa te r,seasoned,s tayed ove rnight and d ried.But the m echanism of damp ening in the p rocess of d ried-seasoned Dos id icus g igas is not known and the re is no theore tica l supp ort for the p rocess p a ram e te rs.The a rtic le s tud ied the m echanism of damp ening in the p rocess of d ried-seasoned Dos id icus g igas by solub ility of ac tom yos in,obse rva tion of SEM,obse rva tion of light m ic roscop e,changes of T MAO.The results ind ica ted tha t from0to the s ixth day p rote ins dena tura ted rem a rkab ly, p rote in sp ace s truc ture changed and form ed a s tab le ne twork s truc ture.T MAO was deg rada ted p redom inantly into T MA,only a b it of DMA and FA.The op t im um t im e for frozen s torage is from3days to6days,so tha t p roduc tion cyc le can be shortened g rea tly.

d ried-seasoned Dos id icus g igas;sem i-m anufac ture p roduc t;damp ening;m echanism

TS254.1

A

1002-0306(2010)04-0084-03

魷魚絲味道鮮美、口味適中且營養豐富,是現代人喜愛的休閑食品。傳統的魷魚絲加工原料主要有北太平洋魷魚、新西蘭魷魚、阿根廷魷魚等。但近年來,隨著北太平洋魷魚等產量的下降和價格的上升,以它們為主要原料的魷魚制品生產受到很大沖擊。而秘魯魷魚具有色白、肉質細嫩、營養豐富等特點,是一種高蛋白、低脂肪、低膽固醇的美味食品,而且資源非常豐富,漁獲量大,價格低廉,十分適于各種魷魚制品的加工[1],為此各加工企業競相以秘魯魷魚作為魷魚絲加工原料的替代品。目前,不同的魷魚絲加工企業大都沿用著傳統的加工工藝和工藝條件,其加工過程是：原料→解凍→清洗→水煮→一次調味→滲透→干燥→半成品→回潮→焙烤→延壓→拉絲→二次調味→干燥→成品,其中半成品需要在-10～-5℃條件下凍藏 15d左右,這一過程稱為回潮過程。盡管這一工藝對不同魷魚都有較好的適用性,但由于原料性質的差異較大,統一的工藝參數并非完全合適,尤其是回潮工序,此過程耗時長,對生產周期和生產成本影響極大,有必要對不同原料在這一過程中的作用機理和工藝參數進行詳細研究,為魷魚絲企業進行生產提供理論依據。本文以秘魯魷魚為研究對象,采用以鹽溶性蛋白質含量、掃描電鏡觀察、光學顯微鏡觀察、氧化三甲胺的變化為指標,研究了秘魯魷魚絲加工中回潮工序的作用機理,確定了最佳的回潮時間,為縮短秘魯魷魚絲加工周期以及新工藝研究提供理論依據。

2009-06-02

辛學倩(1985-),女,碩士研究生,研究方向：水產品加工與貯藏工程。

國家“863”項目(2007AA091802)。