沙蒿膠對蝦蛄肌原纖維蛋白凝膠特性的影響

袁程程，張坤生，任云霞

(天津商業大學生物技術與食品科學學院，天津市食品生物技術重點實驗室，天津 300134)

沙蒿膠對蝦蛄肌原纖維蛋白凝膠特性的影響

袁程程，張坤生*，任云霞

(天津商業大學生物技術與食品科學學院，天津市食品生物技術重點實驗室，天津 300134)

為了提高蝦蛄中肌原纖維蛋白凝膠的品質，從蝦蛄中提取肌原纖維蛋白，分別添加質量分數0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%的沙蒿膠，研究沙蒿膠在不同NaCl濃度（0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 mol/L）和不同加熱溫度（60、70、80、90 ℃）條件下對肌原纖維蛋白凝膠特性的影響。結果表明：相同沙蒿膠添加量條件下，90 ℃時肌原纖維蛋白凝膠保水性顯著高于60 ℃和70 ℃（P＜0.05）；80 ℃時凝膠硬度和彈性最大且顯著高于60 ℃和70 ℃（P＜0.05）；但對凝膠白度的影響差異并不顯著。隨著NaCl濃度的增加，凝膠保水性和硬度呈先上升后下降趨勢，在0.3 mol/L時達到最大值；凝膠的彈性和白度呈現上升趨勢。在90 ℃時添加1.0%沙蒿膠的凝膠保水性最佳；在同一溫度條件下，隨著沙蒿膠添加量增加，凝膠彈性增強，添加0.6%沙蒿膠的凝膠硬度最大，白度呈下降趨勢。本研究結果為進一步研究沙蒿膠在蝦蛄制品中的應用提供了一定的理論依據。

蝦蛄；沙蒿膠；肌原纖維蛋白；凝膠特性；溫度；NaCl

蝦蛄（Oratosquilla oratoria）是一種營養豐富、汁鮮肉嫩的水產品。蛋白質及維生素含量較高，但不易保存保鮮，且其價格依季節變化很大，將其制成肉丸、火腿等產品則能較好地開發和利用蝦蛄[1]。蝦蛄中的肌原纖維蛋白是一種鹽溶蛋白，其凝膠特性影響著肉制品的彈性、保水性、產品得率等[2]。影響肌原纖維蛋白凝膠功能特性的因素很多，如溫度、pH值、離子強度、蛋白質濃度和各種添加劑等。其中，通過外源添加物來改善肉類食品的凝膠特性是研究的一大熱點[3-7]。

沙蒿膠是一種常見的食品添加劑，具有高保水性、分散性、增稠性、化學穩定性，在吸水數十倍后溶脹成蛋清樣膠凝體等獨特的理化性質而使它具有廣泛的應用和開發價值。沙蒿膠作為增稠保鮮劑用于肉類制品中，使其具有良好的保水、保油、保鮮、保味特性，且能提高肉制品的成品率，延長保存期[8-10]。

研究表明，肌原纖維蛋白可以和多種多糖相互作用，親水性多糖能夠改善鹽溶性蛋白熱誘導凝膠特性[11-12]。劉敦華等[13]研究表明沙蒿膠能與大豆分離蛋白相互作用，增強凝膠強度，適合于肉制品的加工。喬亮等[14]得出在乳化腸里添加一定量的沙蒿膠可以有效提高其黏著性。本研究在蝦蛄肌原纖維蛋白中添加沙蒿膠，探究其在不同加熱溫度和NaCl濃度條件下對肌原纖維蛋白凝膠保水性、硬度、彈性和白度的影響，旨在為蝦蛄肉制品的深加工提供理論和技術依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

蝦蛄購自天津市北辰區老板娘水產城。

沙蒿膠（食品級） 河北百味生物科技有限公司；NaCl、Na2HPO4、NaH2PO4、H3PO4（分析純） 天津市贏達稀貴化學試劑廠；MgCl2（分析純） 天津市天大化工實驗廠；牛血清蛋白 美國Sigma公司；考馬斯亮藍G250 天津市科密歐化學試劑開發中心；95%乙醇天津市風船化學試劑科技有限公司。

1.2 儀器與設備

T10高速組織勻漿機 德國IKA公司；Avanti J-E高效離心機 美國BeckMan公司；HW-S24型電熱恒溫水浴鍋 上海一恒科學儀器有限公司；UV-7504紫外-可見分光光度計 上海欣茂儀器有限公司；FA2004A電子天平上海精天儀器有限公司；色差儀 美國Hunter Lab公司；SMSTA TA-XT Plus質構儀 英國Stable Micro System公司。1.3 方法

1.3.1 蝦蛄中肌原纖維蛋白的提取

參照Park[15]、王詩萌[16]等的方法。將蝦蛄去殼取肉，加入4 倍體積的蛋白提取液（0.002 mol/L MgCl、0.1 mol/L NaCl、0.001 mol/L乙二胺四乙酸（ethylenediaminetetraacetic acid，EDTA）、0.1 mol/L Na2HPO4/NaH2PO4（pH 7.0）），高速勻漿30 s，5 000 r/min、4 ℃離心15 min后，取沉淀，再重復2 次，之后加入4 倍體積的0.1 mol/L NaCl溶液，高速勻漿30 s，5 000 r/min、4 ℃離心15 min，重復3 次，最后1 次離心前將混合液的pH值調至6.25，最后所得沉淀即為肌原纖維蛋白。

1.3.2 不同加熱溫度處理

用0.3 mol/L NaCl將肌原纖維蛋白稀釋到40 mg/mL，沙蒿膠的添加量為質量分數0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%，充分攪拌至沙蒿膠分散均勻，每份取50 mL置于100 mL的小燒杯中，在60、70、80、90 ℃水浴鍋中加熱30 min，快速冷卻，然后貯存在4 ℃冰箱中備用。

1.3.3 不同NaCl濃度處理

用0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 mol/L的NaCl溶液將肌原纖維蛋白稀釋到40 mg/mL，沙蒿膠的添加量為0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%，充分攪拌至沙蒿膠分散均勻，每份取50 mL置于100 mL的小燒杯中，在80 ℃水浴鍋中加熱30 min，快速冷卻，然后貯存在4 ℃冰箱中備用，測試前將凝膠樣品取出，在室溫條件下放置30 min，進行相關指標測試。

1.3.4 指標檢測

1.3.4.1 蛋白質含量的測定

參照才衛川等[17]的方法，利用考馬斯亮藍法測定肌原纖維蛋白含量。

1.3.4.2 凝膠保水性的測定

參照Foegeding等[18]的方法，取凝膠在10 000 r/min、4 ℃離心10 min后根據公式（1）計算凝膠的保水性。

式中：m0為離心管質量/g；m1為離心前離心管與凝膠質量之和/g；m2為離心后離心管與離心去掉水后凝膠的質量之和/g。

1.3.4.3 凝膠硬度的測定

用TA-XT Plus型質構分析儀測試凝膠的硬度。探頭型號：p/0.5；測前速率：2.0 mm/s；測試速率：1.0 mm/s測后速率：1.0 mm/s；觸發類型：自動；觸發力：5.0 g。每個樣品做3 組平行。

1.3.4.4 凝膠彈性的測定

用TA-XT Plus型質構分析儀測試凝膠的彈性。探頭型號：p/0.5；測前速率：2.0 mm/s；測試速率：1.0 mm/s；測后速率：1.0 mm/s；壓縮比：50%；觸發力：5.0 g。每個樣品做3 組平行。

1.3.4.5 凝膠白度的測定

用全自動便攜式色差計進行測定，記錄L*、a*、b*值，參照Park等[19]的方法根據公式（2）計算白度。每個樣品做3 組平行。

1.4 數據統計分析

采用SPSS 19.0、Originpro 9.0軟件進行數據分析處理。

2 結果與分析

2.1 標準曲線方程的建立

根據考馬斯亮藍法得到蛋白質的標準曲線回歸方程為y= 0.008 42x－0.005 95，R2=0.998 7，式中：y為吸光度；x為蛋白含量/（μg/mL）。

2.2 肌原纖維蛋白凝膠保水性

2.2.1 加熱溫度對肌原纖維蛋白凝膠保水性的影響

圖 1 不同加熱溫度條件下添加沙蒿膠對肌原纖維蛋白凝膠保水性的影響Fig. 1 Effect of ASK gum on the water-holding capacity of myof i brillar protein gels formed at different temperatures

由圖1可知，肌原纖維蛋白凝膠的保水性隨著加熱溫度的升高和沙蒿膠添加量的增大均有所升高。90 ℃時凝膠保水性與60、70 ℃時相比差異顯著（P＜0.05）。在90 ℃時，凝膠保水性從未添加沙蒿膠時的72.10%提高到89.54%（沙蒿膠添加量1.0%）。這說明添加沙蒿膠可以有效提高肌原纖維蛋白凝膠的保水性，這可能是因為沙蒿膠本身有很強的結合水的能力，增大質量使得其結合的水分增多，凝膠的保水性就越高。當沙蒿膠添加量為1.0%，90 ℃時凝膠保水性達到最大值，這可能是因為肌原纖維蛋白在90℃時達到最大變性程度，蛋白之間的互作形成牢固三維網狀結構，更好地鎖住水分，提高了保水性[20]。

2.2.2 NaCl濃度肌原纖維蛋白凝膠保水性的影響

由圖2可知，在相同NaCl濃度條件下，隨著沙蒿膠添加量的增加，肌原纖維蛋白凝膠的保水性增強；在相同的沙蒿膠添加量條件下，隨著NaCl濃度的增加，凝膠保水性整體呈現出先升后降的趨勢。在NaCl濃度逐漸增加到0.3 mol/L的過程中，保水性均逐漸增強，且在0.3 mol/L時達到最高值94.56%，這可能是因為當體系中含有一定濃度的NaCl能夠促進蛋白質的溶解性，從而提高肌原纖維蛋白凝膠化和與水分結合的能力，同時肌原纖維蛋白上的負電荷增加會使肌原纖維之間的靜電斥力增大，從而加大纖維間的空隙，保水性隨之增強，但NaCl濃度過高時反而會導致凝膠保水性降低[21-22]。

圖 2 不同NaCl濃度條件下添加沙蒿膠對肌原纖維蛋白凝膠保水性的影響Fig. 2 Effect of ASK gum on the water-holding capacity of myof i brillar protein gels in the presence of different salt concentrations

2.3 肌原纖維蛋白凝膠質構特性

2.3.1 加熱溫度對肌原纖維蛋白凝膠硬度和彈性的影響

圖 3 不同加熱溫度添條件下添加沙蒿膠對肌原纖維蛋白凝膠硬度（A）、彈性（B）的影響Fig. 3 Effect of ASK gum on the hardness (A) and elasticity (B) of myof i brillar protein gels formed at different temperatures

由圖3A可知，在相同的加熱溫度條件下，隨著沙蒿膠添加量的增加，肌原纖維蛋白凝膠的硬度逐漸增大，添加量為0.6%時達到最大，與未添加時相比顯著提高（P＜0.05）。但繼續增加沙蒿膠的添加量，凝膠的硬度降低，這可能是因為較高添加量的沙蒿膠會使肌原纖維蛋白間的交聯受阻[23]。由圖3B可知，在相同加熱溫度條件下，隨著沙蒿膠添加量的增加，肌原纖維蛋白凝膠的彈性逐漸增強，80 ℃時凝膠的彈性由未添加時的0.803提高到0.901。這可能是因為沙蒿膠可以均勻分散于水

中，形成黏稠而滑膩的膠凝體，添加量越大與蛋白質交聯后形成的凝膠彈性就越大。在相同的沙蒿膠添加量條件下，肌原纖維蛋白凝膠的硬度和彈性隨著溫度升高逐漸增大，加熱溫度為80 ℃時達到最大且顯著高于60 ℃和70 ℃時形成凝膠的硬度和彈性（P＜0.05)。這可能是因為在60、70 ℃時蛋白還未充分達到變性溫度，一部分蛋白未能完全變性和發生交聯；而90 ℃時蛋白由于過度加熱引起變性收縮，沒有充分聚合成三維網狀結構[24-25]，因此凝膠硬度和彈性相對較低。

2.3.2 NaCl濃度對肌原纖維蛋白凝膠硬度和彈性的影響

圖 4 不同NaCl濃度條件下添加沙蒿膠對肌原纖維蛋白凝膠硬度（A）、彈性（B）的影響Fig. 4 Effect of ASK gum on the hardness (A) and elasticity (B) of myof i brillar protein gels in the presence of different salt concentrations

由圖4可知，在相同的NaCl濃度條件下，隨著沙蒿膠添加量的增加，凝膠硬度呈現先升高后下降的趨勢，凝膠彈性始終呈上升趨勢。當NaCl的濃度為0.3 mol/L，沙蒿膠添加量達到0.6%時，凝膠硬度達到最大值。沙蒿膠添加量相同時，隨著NaCl濃度的提高凝膠硬度先升后降，凝膠彈性逐漸增強。這可能是因為低濃度的NaCl可以提高肌原纖維蛋白的溶解性，利于相鄰蛋白分子間的官能團發生重疊，形成凝膠網絡結構。但當鹽濃度高到足以中和穩定凝膠的電荷，由于氫鍵和離子鍵是維持凝膠穩定的重要因素，反而使凝膠硬度降低[26]。

2.4 肌原纖維蛋白凝膠白度

2.4.1 加熱溫度對肌原纖維蛋白凝膠白度的影響

由圖5可知，在相同的溫度條件下，隨著沙蒿膠添加量的增加，肌原纖維蛋白凝膠白度總體呈現下降趨勢，90 ℃、添加1.0%的沙蒿膠時，肌原纖維蛋白凝膠白度最低為65.96。在相同沙蒿膠添加量條件下，60、70、80、90 ℃對凝膠白度影響的差異均不顯著（P＞0.05）。在80 ℃時，肌原纖維蛋白凝膠白度隨著沙蒿膠添加量的增加，下降趨勢相對緩慢?？偟膩碚f，與不添加沙蒿膠相比，添加沙蒿膠之后凝膠白度下降，這可能是歸因于沙蒿膠其自身帶的淡黃色，但由于顏色較淺對凝膠色度的影響并不明顯。

圖 5 不同加熱溫度下添加沙蒿膠對肌原纖維蛋白凝膠白度的影響Fig. 5 Effect of ASK gum on the whiteness of myof i brillar protein gels formed at different temperatures

2.4.2 NaCl濃度對肌原纖維蛋白凝膠白度的影響

圖 6 不同NaCl濃度條件下添加沙蒿膠對肌原纖維蛋白凝膠白度的影響Fig. 6 Effect of ASK gum on the whiteness of myof i brillar protein gels in the presence of different salt concentrations

由圖6可知，在相同的NaCl濃度條件下，隨著沙蒿膠添加量的增加，凝膠白度逐漸下降。在相同沙蒿膠添加量條件下，隨著NaCl濃度的增加凝膠白度呈上升趨勢，且NaCl濃度為0.5 mol/L時的肌原纖維蛋白凝膠白度值顯著高于濃度為0.1 mol/L時的凝膠白度（P＜0.05）。增加NaCl濃度可明顯提高凝膠的白度，可能是因為鈉離子與蛋白內部的氨基酸結合，使食用膠與蛋白間發生美拉徳反應的過程受阻[27]，因此添加較大濃度的NaCl的凝膠，白度明顯高于低濃度組的白度。

3 結 論

本實驗研究發現，沙蒿膠添加量為1.0%、90 ℃時蝦蛄肌原纖維蛋白凝膠的保水性達到最大值；在NaCl濃度為0.3 mol/L時保水性最佳，但濃度過高會使保水性下降。80 ℃時，沙蒿膠添加量為0.6%的凝膠硬度最大；沙蒿膠添加量為1.0%時，凝膠彈性最強。隨著NaCl濃度的增加，凝膠硬度呈先升后降的趨勢，凝膠彈性增強。隨著沙蒿膠添加量的增加凝膠白度總體呈下降趨勢。因此，添加適量的沙蒿膠并結合控制體系中的NaCl濃度和溫度更有助于改善蝦蛄肌原纖維蛋白的凝膠特性。

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Effect of Artemisia sphaerocephala Krasch. Gum on Gel Properties of Myof i brillar Proteins from Squilla

YUAN Chengcheng, ZHANG Kunsheng*, REN Yunxia
(Tianjin Key Laboratory of Food Biotechnology, College of Biotechnology and Food Science, Tianjin University of Commerce, Tianjin 300134, China)

In order to improve the quality of heat-induced myofibrillar protein gel from squilla, the influence of adding different amounts of Artemisia sphaerocephala Krasch. gum (ASK gum) namely, 0%, 0.2%, 0.4%, 0.6%, 0.8% and 1.0%, was investigated on the properties of heat-induced myof i brillar protein gels under different conditions of NaCl concentration (0.1, 0.2, 0.3, 0.4 and 0.5 mol/L) and temperature (60, 70, 80 and 90 ℃). The results showed that with addition of the same amount of ASK gum, the water-holding capacity of heat-induced myof i brillar protein gels at 90 ℃ was higher than at 60 and 70 ℃ (P < 0.05). Gel hardness and elasticity at 80 ℃ were higher than at 60 and 70 ℃ (P < 0.05), but the difference in whiteness was not signif i cant (P > 0.05). With the increase in NaCl concentration, the water-holding capacity and hardness of the gels rose at fi rst before reaching the maximum values at 0.3 mol/L followed by a decrease, and elasticity and whiteness kept increasing. At 90 ℃, the gel with 1.0% ASK gum added had the best water-holding property. At the same temperature, the elasticity of the gels was strengthened with the increase of ASK gum addition; the maximum hardness was achieved with addition of 0.6% ASK gum, and whiteness presented a decreasing trend. These results may provide a basis for the application of ASK gum in squilla products.

squilla; Artemisia sphaerocephala Krasch. gum; myof i brillar protein; gel properties; temperature; NaCl

10.7506/spkx1002-6630-201705018

TS201.1

A

1002-6630（2017）05-0111-05

袁程程, 張坤生, 任云霞. 沙蒿膠對蝦蛄肌原纖維蛋白凝膠特性的影響[J]. 食品科學, 2017, 38(5): 111-115. DOI:10.7506/ spkx1002-6630-201705018. http://www.spkx.net.cn

YUAN Chengcheng, ZHANG Kunsheng, REN Yunxia. Effect of Artemisia sphaerocephala Krasch. gum on gel properties of myof i brillar proteins from squilla[J]. Food Science, 2017, 38(5): 111-115. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/ spkx1002-6630-201705018. http://www.spkx.net.cn

2016-01-25

“十二五”國家科技支撐計劃項目（2012BAD37B06-07）

袁程程（1992—），女，碩士研究生，研究方向為食品加工與貯藏。E-mail：yccheng511@163.com*

張坤生（1957—），男，教授，博士，研究方向為食品加工與貯藏。E-mail：zhksheng@tjcu.edu.cn