海藻糖在水產(chǎn)品加工中的應(yīng)用

阮燕春++張?jiān)乒?+韋珂

摘要：海藻糖是一種非還原性二糖，在魚(yú)片、魚(yú)糜等水產(chǎn)品加工中具有優(yōu)良的抗凍保鮮作用，對(duì)冷凍水產(chǎn)蛋白質(zhì)的Ca2+-ATP酶活性、鹽溶性蛋白含量、活性巰基含量、凝膠強(qiáng)度的下降均有良好的抑制作用，海藻糖還具有優(yōu)良的矯味作用，可抑制魚(yú)貝類水產(chǎn)品中三甲胺等腥味物質(zhì)的產(chǎn)生，抑制水產(chǎn)品豐富的不飽和脂肪酸氧化酸敗。海藻糖在水產(chǎn)品凍藏、干制品、即食休閑食品加工中具有廣闊的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：海藻糖；冷凍；變性；矯味

中圖分類號(hào)：S986.1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1003-4374（2015）03-0043-04

Application of Trehalose in aquatic products' processing

Yuan Yan-chun et al

Abstract： Trehalose is an non-reducing disaccharide， which has good performance in anti-freeze andfresh-keeping for aquatic products' processing. Trehalose is not only a strong inhibitor for reducing the activ-ity of enzyme Ca2 + -ATP content of salt-soluble protein， content of active sulfhydryl and gel strength butalso a great flavor modifier by inhibiting the production of trimethylamine that cause the fishy smell and re-straining the oxidation and rancidification of unsaturated fatty acid contained in aquatic products. Thus it en-joys a bright perspective in the processing of frozen aquatic products dried products and instant snack.

Key words： Trehalose； freeze； denaturation； flavormodification

海藻糖是一種功能性糖類，其化學(xué)結(jié)構(gòu)是由兩個(gè)葡萄糖分子以a，a一1，l糖苷鍵構(gòu)成的非還原性二糖。海藻糖具有很多優(yōu)良特性，如低甜度、低吸濕性、保水性、耐熱性和耐酸性、抗齲齒性、可消化性，防止淀粉老化等，這些特性使海藻糖已大量應(yīng)用在點(diǎn)心類、米面制品、飲料等大宗食品加工中。然而人們對(duì)海藻糖的興趣始終離不開(kāi)它作為應(yīng)激代謝物對(duì)生物體特殊的抗逆保護(hù)作用，即保護(hù)生物細(xì)胞和生物活性物質(zhì)在高溫、干燥脫水、冷凍、高滲透壓、輻射等不良環(huán)境條件下活性免遭破壞的功能。海藻糖的抗逆保護(hù)作用是通過(guò)防止蛋白質(zhì)變性、抑制美拉德反應(yīng)、抑制脂類物質(zhì)氧化變質(zhì)、抑制丙烯酰胺等有害物質(zhì)的產(chǎn)生、保持組織結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定等功能來(lái)實(shí)現(xiàn)的。近年來(lái)海藻糖的這些功能在水產(chǎn)品的加工中得到了較好的開(kāi)發(fā)應(yīng)用。

海藻糖抑制水產(chǎn)品蛋白質(zhì)冷凍變性作用

水產(chǎn)品蛋白質(zhì)含量高，易于被微生物污染，冷凍是水產(chǎn)品長(zhǎng)期保存和運(yùn)輸時(shí)防止微生物腐敗變質(zhì)的常用手段，但冷凍卻會(huì)使水產(chǎn)品發(fā)生冷凍變性，即蛋白質(zhì)分子由于氫鍵、疏水鍵、二硫鍵、鹽鍵的形成而聚集變性，以及由于冰晶的產(chǎn)生引起細(xì)胞和細(xì)胞器破裂以及肌纖維斷裂等。冷凍變性造成了水產(chǎn)品質(zhì)量的降低，使水產(chǎn)品蛋白質(zhì)的功能如持水能力、鹽溶性、凝膠形成能力等下降，使水產(chǎn)品的肉質(zhì)和口感受損。肌原蛋白的Ca2+-ATP酶活性、鹽溶性蛋白含量、巰基含量、水分、凝膠強(qiáng)度等理化指標(biāo)被廣泛用來(lái)作為魚(yú)肉或魚(yú)糜蛋白質(zhì)變性的指標(biāo)。人們利用這些指標(biāo)研究了多種物質(zhì)的抗冷凍變性能力，發(fā)現(xiàn)海藻糖是效果顯著的水產(chǎn)品抗凍劑。

海藻糖抑制肌原纖維冷凍變性

Wu等對(duì)鱸魚(yú)肌原纖維冷凍保藏進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)不加抗凍劑處理的鱸魚(yú)肌原纖維，在-18C凍藏30d后，其C a2+-ATP酶活性已下降了一半，凍藏90 d后Ca2+-ATP酶活性僅為鮮魚(yú)的1.3%；而鱸魚(yú)肌原纖維經(jīng)10%海藻糖在5℃腌制15min之后-18℃凍藏90d，其Ca2+-ATP酶活性仍保留93.2%，即使僅用5%的海藻糖腌制，Ca2+-ATP酶活性也仍保留81.45%；鱸魚(yú)肌原纖維經(jīng)10%海藻糖和5%海藻糖處理，凍藏90d后肌原纖維溶解性可分別保留81.2%和67.3%，而此時(shí)不加抗凍劑處理的溶解性已幾乎為0；不加抗凍劑處理的鱸魚(yú)肌原纖維巰基含量，在凍藏45d時(shí)已從1.211mol/g降至0.04lmol/g，90d后已降為0，經(jīng)10%海藻糖和5%海藻糖處理的肌原纖維巰基含量，在凍藏至90d時(shí)分別為0.71mol/g和0.59mol/g。海藻糖對(duì)鱸魚(yú)肌原纖維抗凍保鮮效果十分顯著。

海藻糖抑制魚(yú)片冷凍變性

羅非魚(yú)是我國(guó)淡水魚(yú)類中產(chǎn)量增長(zhǎng)迅速的養(yǎng)殖品種，由于羅非魚(yú)被認(rèn)為是鱈魚(yú)等傳統(tǒng)深海白肉魚(yú)的理想替代產(chǎn)品，在國(guó)際市場(chǎng)尤其是歐美市場(chǎng)上收到廣泛歡迎，我國(guó)冷凍羅非魚(yú)片的加工出口增長(zhǎng)很快，出口量已占世界第1位。冷凍羅非魚(yú)片生產(chǎn)中，傳統(tǒng)上加入多聚磷酸鹽溶液進(jìn)行浸泡，以增加魚(yú)片的持水性和改善口感。但多聚磷酸鹽對(duì)防止魚(yú)片的冷凍變性作用甚微。蒙健宗等的研究表明，海藻糖可有效地防止冷凍羅非魚(yú)片的蛋白質(zhì)變性，對(duì)提高冷凍魚(yú)片產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量作用顯著。羅非魚(yú)片經(jīng)去皮、磨皮、整形去骨刺、燈檢、分級(jí)后，用海藻糖溶液浸漬，瀝干后一l8℃凍藏8周。結(jié)果經(jīng)過(guò)5%海藻糖浸漬處理的冷凍羅非魚(yú)片，其鹽溶性蛋白含量比空白組高出25.2%，保持的Ca2+-ATP酶活性比空白組高23.O%，代表持水能力的自由液滴損失和加熱液滴損失兩項(xiàng)指標(biāo)分別為空白對(duì)照組的35%和75%，表明冷凍形成的冰晶體對(duì)羅非魚(yú)片組織損傷的程度得到了較好的抑制。

海藻糖抑制魚(yú)糜冷凍變性

隨著鱈魚(yú)等優(yōu)質(zhì)魚(yú)糜原料資源的逐漸枯竭，水產(chǎn)行業(yè)近年來(lái)已趨向使用低值小雜魚(yú)類作為魚(yú)糜加工的原料。但小雜魚(yú)的凝膠特性較差，更需要在凍藏過(guò)程中減小冷凍變性的影響。安利華等考察了多種抗凍劑對(duì)東海白姑魚(yú)魚(yú)糜冷凍變性保護(hù)作用，認(rèn)為海藻糖具有較好的效果。白姑魚(yú)魚(yú)糜在-20℃凍藏12周后，對(duì)照樣凝膠強(qiáng)度下降了24.O%，而添加80%海藻糖和8%乳酸鈉后，凝膠強(qiáng)度分別下降10.9%和14.6%，均顯著低于對(duì)照樣；白姑魚(yú)魚(yú)糜在凍藏過(guò)程中的C a2+-ATP酶活性不斷下降，凍藏12周后，對(duì)照樣Ca2+-ATP酶活性下降61.3%，而添加8%海藻糖和8%乳酸鈉的Ca2+-ATP酶活性分別下降33.1%和35.6%。該研究結(jié)果表明，白姑魚(yú)魚(yú)糜在凍藏過(guò)程中易發(fā)生變性，凝膠能力下降，而海藻糖具有較好的抗凍效果，可顯著抑制其凝膠能力的降低并略優(yōu)于傳統(tǒng)抗凍劑。海藻糖對(duì)羅非魚(yú)、草魚(yú)、鯉魚(yú)、鯪魚(yú)等淡水魚(yú)糜的冷凍變性也有相似的抑制效果。

海藻糖抑制魷魚(yú)冷凍變性

魷魚(yú)蛋白質(zhì)含量為18%-20%，是一種深受歡迎的高蛋白、低脂肪、風(fēng)味鮮美的水產(chǎn)品，在我國(guó)已形成了較大的加工出口產(chǎn)業(yè)，解決凍藏加工過(guò)程中的冷凍變性和保水性問(wèn)題，有助于提高魷魚(yú)產(chǎn)業(yè)的附加值。路鈺希等研究了多種抗凍保鮮劑對(duì)凍藏魷魚(yú)品質(zhì)的影響，將保鮮劑溶液與魷魚(yú)按2：1 （V/m）浸泡lOmin后瀝干凍藏于-20℃。凍藏60d后，對(duì)照組的感官評(píng)分指標(biāo)均為較差，而各保鮮劑組都可保持中等品質(zhì)水平；5%海藻糖對(duì)魷魚(yú)持水力提高了14.83%，鹽溶性蛋白含量提高了4.26mg/g，活性巰基含量提高了6.37×10-5mol/g，Ca2+-ATP酶活性提高了0.72×10-2umol/（ min - mg），抗凍保鮮作用均優(yōu)于混合磷酸鹽和D-山梨醇。

海藻糖抑制冷凍變性的機(jī)理

水產(chǎn)品蛋白質(zhì)在凍藏過(guò)程中由于氫鍵、疏水鍵、二硫鍵、鹽鍵的形成往往會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)鹽溶性的下降；隨著冷凍時(shí)間的延長(zhǎng)，由于蛋白質(zhì)分子與結(jié)合水的結(jié)合狀態(tài)被破壞，導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性，使魚(yú)肌原纖維蛋白Ca2+-ATP酶活性下降；水產(chǎn)品在凍藏過(guò)程中的液滴損失一方面由于形成的冰晶體對(duì)魚(yú)體的肌肉組織產(chǎn)生機(jī)械損傷引起，另一方面是由于蛋白質(zhì)分子與結(jié)合水的結(jié)合狀態(tài)被破壞引起。海藻糖在冷凍魚(yú)片中防止蛋白質(zhì)變性的作用，是通過(guò)改變蛋白質(zhì)中存在的水的狀態(tài)和性質(zhì)間接地起作用，同時(shí)海藻糖具有高的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度，包括較小的自由體積、受限制的分子流動(dòng)性和在貯存中抵抗相分離和結(jié)晶的能力。此外，日本的TadanoriS等發(fā)現(xiàn)，含有海藻糖的水在結(jié)冰時(shí)冰晶形成的特性，也是減少對(duì)魚(yú)肉機(jī)械損傷的重要原因。他們?cè)陲@微鏡下觀察蔗糖水溶液和海藻糖水溶液形成的冰晶形態(tài)，蔗糖水溶液在過(guò)冷凍條件下形成的單冰晶體較大，而且邊緣銳利，容易刺破水產(chǎn)品肌肉細(xì)胞；而海藻糖水溶液在過(guò)冷凍條件下形成的單冰晶比蔗糖的冰晶要小得多，而且邊緣圓滑，見(jiàn)圖l。因此經(jīng)海藻糖充分浸漬后就不易引起水產(chǎn)品細(xì)胞破裂而損失細(xì)胞內(nèi)容物，有效地保持了水產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)成分、風(fēng)味物質(zhì)，也有利于保持水分重量和新鮮的口感。

海藻糖對(duì)水產(chǎn)品的矯味作用

海藻糖抑制不飽和脂肪酸的分解

除了冷凍加工，水產(chǎn)品還常常采用晾曬、加熱、腌制等方式加工成干制品、即食休閑食品和腌制食品。富含油脂的肉類在加熱和光照條件下，會(huì)產(chǎn)生一定刺激性的臭味，這是油脂酸敗劣化產(chǎn)生的味道。油脂酸敗是長(zhǎng)鏈的不飽和脂肪酸分解斷裂成短鏈的脂肪酸、醛類和酮類等，并且在分解的過(guò)程中還產(chǎn)生一些具有不愉快特殊氣味的中間產(chǎn)物如過(guò)氧化物等，構(gòu)成了脂肪氧化酸敗臭味。水產(chǎn)品中的不飽和脂肪酸含量較其他肉類高，發(fā)生氧化酸敗的程度更加迅速，劣化的油脂對(duì)水產(chǎn)加工品的口感和營(yíng)養(yǎng)都產(chǎn)生了不利的影響。糖類即使是還原性糖類幾乎沒(méi)有抗氧化能力，糖醇類對(duì)油脂有明顯的抗氧化能力，但對(duì)抑制不飽和脂肪酸加熱分解的作用很弱。奧和之等研究發(fā)現(xiàn)，海藻糖卻能很好地抑制不飽和脂肪酸的熱分解：添加5%海藻糖溶液后，a一亞麻酸、亞油酸和油酸的分解率分別減少了30%，62%和63%，而a-亞麻酸加熱時(shí)揮發(fā)性醛的產(chǎn)生率也只有空白對(duì)照的18%。海藻糖抑制不飽和脂肪酸分解產(chǎn)生揮發(fā)性醛的機(jī)理是抑制了不飽和脂肪酸的自動(dòng)氧化，即抑制了氫過(guò)氧化物等氧化起始產(chǎn)物的形成。

海藻糖抑制腥臭昧物質(zhì)的生成

大多數(shù)魚(yú)貝類水產(chǎn)品在保鮮和加工時(shí)會(huì)產(chǎn)生特有的腥臭味，產(chǎn)生腥臭味的原因是水產(chǎn)品蛋白質(zhì)和脂類的分解產(chǎn)生的低分子揮發(fā)性物質(zhì)，包括揮發(fā)性胺類，揮發(fā)性羰基化合物和揮發(fā)性硫化物等。其中三甲胺是魚(yú)腥味的主要成分，它是由水產(chǎn)品體內(nèi)的氧化三甲胺被酶還原或加熱分解而產(chǎn)生的，它的氣味閾值很低.只要有很少的含量就可感覺(jué)到，產(chǎn)生三甲胺味道的水產(chǎn)品其市場(chǎng)價(jià)格會(huì)受到極大的影響。奧和之等發(fā)現(xiàn)，在攪碎的鯖魚(yú)肉中添加5%海藻糖，加熱后通過(guò)氣相色譜檢測(cè)到的三甲胺濃度，可減少到無(wú)添加時(shí)的54%；但用麥芽糖、新海藻糖和山梨糖醇的效果則比海藻糖弱，而使用葡萄糖、果糖和砂糖則沒(méi)有減少三甲胺生成的作用。這些糖類物質(zhì)對(duì)揮發(fā)性醛和乙基硫醇等腥味物質(zhì)的效果也和三甲胺相似。表明海藻糖對(duì)魚(yú)貝類的腥味有抑制和掩蓋的作用。但值得注意的是，魚(yú)貝類加熱后再添加海藻糖則對(duì)三甲胺的產(chǎn)生沒(méi)有抑制作用，也就不會(huì)減少腥臭味。

海藻糖在水產(chǎn)品加工中的應(yīng)用前景

冷凍保藏和運(yùn)輸流通是大宗水產(chǎn)品加工中最常用的手段，水產(chǎn)品蛋白質(zhì)的冷凍變性是影響口感、品質(zhì)和價(jià)格的重要因素，尋找理想的抗凍保鮮劑是行業(yè)中的重要課題。常用的抗冷凍劑如蔗糖和山梨醇等，盡管都能有效地防止水產(chǎn)品蛋白質(zhì)的冷凍變性，但都有甜度高和熱量高等缺陷。海藻糖不僅抗冷凍變性效果較好，還具有低甜度的特性，甜度僅僅是蔗糖的45%左右，加上在水產(chǎn)品中的添加量不高，對(duì)甜度口感并不會(huì)帶來(lái)改變，因而海藻糖將在大宗冷凍魚(yú)片、魚(yú)糜、冷凍對(duì)蝦、魷魚(yú)、貝類以及水產(chǎn)調(diào)理食品的抗凍保鮮中大顯身手。海藻糖對(duì)水產(chǎn)品具有特殊的抑制三甲胺等腥味的功能，具有抑制水產(chǎn)品豐富的不飽和脂肪酸氧化酸敗的功能，在需要晾曬、加熱等加工過(guò)程的水產(chǎn)品干制品、即食休閑食品中，海藻糖更會(huì)受到商家和消費(fèi)者的歡迎。

此外，海藻糖本身是一種食用糖，日常食用的很多食物中海藻糖的含量很豐富，如蜂蜜（含O.l%-1.9%），蘑菇（8%-17%），活性干酵母（15%-20%）等。目前海藻糖的生產(chǎn)方法是將廣西特產(chǎn)的木薯淀粉通過(guò)酶轉(zhuǎn)化而得到，由于其安全性很高，海藻糖在我國(guó)是作為一種食品（食用糖）而不是食品添加劑來(lái)進(jìn)行管理的，在使用中沒(méi)有化學(xué)類食品添加劑的安全憂慮。海藻糖在水產(chǎn)品加工中的應(yīng)用在日本已占到海藻糖食品加工用途的8%之多，在我國(guó)也將具有更廣闊的應(yīng)用前景。