提升南美白对虾肌原纤维蛋白凝胶结构和保水性的方法

1.本发明涉及食品加工技术领域，具体是提升南美白对虾肌原纤维蛋白凝胶结构和保水性的方法。


背景技术：

2.南美白对虾(litopenaeus vannamei)肉质鲜美，脂肪含量少，且富含多种必需营养物质。目前南美白对虾的销售主要集中在鲜食和冷冻加工方面，但是存在加工过程能耗大，对虾产品研究较少及加工形式单一等问题。虾糜制品是将鲜虾通过高速匀浆、成型得到的产品，具有高营养，易存储，食用方便等特点，受到广大消费者青睐。蛋白质是虾类肌肉组织的重要组成部分，对虾糜凝胶的形成起着决定性作用。虾糜凝胶的品质与凝胶方式有关。传统的虾糜凝胶主要以热处理为主，而在热处理过程中，蛋白质分子的运动变得激烈，大量化学键被切断或再结合，导致蛋白质结构崩溃及机能丧失，易产生凝胶劣化现象。此外，在改善凝胶品质方面，通过热诱导形成凝胶的加工方法仍不够理想。
3.目前的处理方法如下：一种优质六齿金线鱼鱼糜制品，以六齿金线鱼鱼糜为原料,采用超高压处理与热处理结合的方法制备得到；制备方法如下：将鱼糜成型后经不同压力(200/400/600mpa)保压不同时间(10/30/50min)后，于40℃静置处理30min后于90℃加热20min即得，并进行质构、色度、持水性能、微观结构、溶解度、tca-可溶性肤等分析。采用超高压和热处理结合的工艺制备得到硬度和弹性都很好的鱼糜制品，凝胶强度比现有的单纯热处理方法所得鱼糜高62％或以上。
4.现有技术采用的部分压力参数(压力大小及保压时间)过大或过长，同时涉及了传统二段式加热法(包含高温加热)，以上可能会对糜制品的色泽、营养等品质产生不利影响。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种提升南美白对虾肌原纤维蛋白凝胶结构和保水性的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.提升南美白对虾肌原纤维蛋白凝胶结构和保水性的方法，包括以下步骤：
8.s1、新鲜的南美白对虾用冰猝死，去头去壳，将获得的虾仁用预冷蒸馏水清洗，清洗后放入铺有碎冰的沥水盘上，用厨房用纸擦去虾仁表面水分；
9.s2、将虾仁与缓冲液a混合，采用高速剪切机进行均质，随后将混合液进行离心，取沉淀重复上述步骤3次；然后将收集的沉淀溶解在缓冲液b中，即得肌原纤维蛋白提取液；将肌原纤维蛋白提取液分装到50ml离心管中，密封准备超高压处理；
10.s3、对肌原纤维蛋白提取液进行超高压处理；
11.s4、将经过不同处理的肌原纤维蛋白液装入250ml烧杯，放入水浴锅中，加热并保温，热处理后，制备的凝胶立即在冰水中冷却；
12.s5、对制备的肌原纤维蛋白凝胶进行品质指标检测。
13.作为本发明的进一步技术方案，所述s1中预冷蒸馏水温度为3.5-4.5℃。
14.作为本发明的更进一步技术方案，所述s2中缓冲液a为0.1m的nacl和20mm的pbs，缓冲液a的ph为7.0，缓冲液a的质量为虾仁质量的4-5倍。
15.作为本发明的再进一步技术方案，所述s2中缓冲液b为0.6m的nacl和20mm的pbs，缓冲液b的ph为7.0，缓冲液b的质量为虾仁质量的0.5-1倍。
16.作为本发明的再进一步技术方案，所述s2中均质转速为11000-12000rpm，均质时间为50-70s；离心条件为4℃，5000rpm离心10min。
17.作为本发明的再进一步技术方案，所述s3中超高压处理条件为：处理温度4℃，处理压力200-400mpa，处理时间10min。
18.作为本发明的再进一步技术方案，所述s4中肌原纤维蛋白液的加热温度为25-27℃，加热时间30min，保温温度为70-72℃，保温时间20min；凝胶在冰水中冷却的时间为25-30min。
19.作为本发明的再进一步技术方案，所述s5中肌原纤维蛋白凝胶的品质指标包括：凝胶强度、离心持水力、粒径分布、总巯基和游离巯基含量和sds-page。
20.作为本发明的再进一步技术方案，所述凝胶强度测定为：在凝胶表面均匀取三点，用带有圆柱形金属探针的质地分析仪测量，参数设定为变形70％，试验速度60mm/min，触发力0.2n；所述离心持水力测定为：记录空离心管重量m0，取2g凝胶于15ml离心管中，记录总重量m1，于4℃下4000g离心10min后用滤纸吸干甩出水分，再次凝胶和管总重量m2，一个样品三次平行，whc(％)由下式计算：
[0021][0022]
作为本发明的再进一步技术方案，所述粒径分布测定为：蛋白凝胶样品在-80℃冷冻过夜，再置于真空冷冻干燥机上进行冷冻干燥，直至完全干燥，用研钵将冻干蛋白研磨成粉，采用激光粒度分布仪测定凝胶粒度分布；所述总巯基和游离巯基含量为：取5mg冻干粉加入0.995ml由0.6m的kcl、10mm的edta和8m的尿素组成的ph为7.0的缓冲液c和100μl ellman试剂混合均匀，然后在25℃下水浴25min；所述游离巯基含量为，使用由0.6m的kcl和10mm的edta组成的ph为7.0的缓冲液d，在412nm处测量样品的吸光度，计算公式如下：
[0023][0024]
式中：
[0025]
δa412为412nm下的吸光度减去对照的吸光度；
[0026]
b为酶标仪每孔加样量200μl下透光距离，即0.588cm；
[0027]
ε为摩尔消光系数(l*m-1
*cm-1
)，总巯基13600，游离巯基为14150；
[0028]
c为蛋白质浓度(5mg/ml)。
[0029]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：经过超高压处理后的南美白对虾肌原纤维蛋白液制备的凝胶，其凝胶强度、粒径大小与压力呈显著正相关，压力还能显著增强蛋白凝胶的持水能力，影响凝胶的总巯基和游离巯基含量，并对凝胶的结构产生较大的影响。综合评判，采用300mpa压力处理南美白对虾肌原纤维蛋白液能明显提升其凝胶品质。因此，采用合适的压力和保压时间能显著影响南美白对虾肌原纤维蛋白大分子的空间结构及与水的结合能力，从而有效提高蛋白的凝胶形成能力，在减轻热诱导形成凝胶对蛋白带来损害
的同时改善凝胶品质，为评价超高压处理提升南美白对虾肌原纤维蛋白凝胶结构和保水性提供科学的理论依据。
附图说明
[0030]
图1是不同超高压处理后的蛋白凝胶图；
[0031]
图2是不同超高压处理对肌原纤维蛋白凝胶强度的影响；
[0032]
图3是不同超高压处理对肌原纤维蛋白凝胶持水力的影响；
[0033]
图4是不同超高压处理对肌原纤维蛋白凝胶总巯基和游离巯基含量的影响；
[0034]
图5是不同超高压处理对肌原纤维蛋白凝胶粒径分布的影响。
具体实施方式
[0035]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0036]
实施例1
[0037]
一种提升南美白对虾肌原纤维蛋白凝胶结构和保水性的方法，包括以下步骤：
[0038]
s1、新鲜的南美白对虾用冰猝死，去头去壳，将获得的虾仁用3.5℃的预冷蒸馏水清洗，清洗后放入铺有碎冰的沥水盘上，用厨房用纸擦去虾仁表面水分；
[0039]
s2、将虾仁与缓冲液a混合，采用高速剪切机进行均质，均质转速为11000-12000rpm，均质时间为50s；随后将混合液进行离心，离心条件为4℃，5000rpm离心10min；取沉淀重复上述步骤3次；然后将收集的沉淀溶解在缓冲液b中，即得肌原纤维蛋白提取液；将肌原纤维蛋白提取液分装到50ml离心管中，密封准备超高压处理；
[0040]
s3、对肌原纤维蛋白提取液进行超高压处理，处理温度4℃，处理压力200mpa，处理时间10min；
[0041]
s4、将经过不同处理的肌原纤维蛋白液装入250ml烧杯，放入水浴锅中，在25℃下加热30min，然后在70℃下保温20min(具体为使用数显水浴锅对蛋白液进行加热，首先设置水浴锅温度为25℃，达到该温度后将含蛋白液的烧杯(保鲜膜密封)，待水浴锅温度达到70℃后开始计时，保温时间为20min)；热处理后，制备的凝胶立即在冰水中冷却25min；
[0042]
其中，s2中缓冲液a为0.1m的nacl和20mm的pbs，缓冲液a的ph为7.0，缓冲液a的质量为虾仁质量的4倍；s2中缓冲液b为0.6m的nacl和20mm的pbs，缓冲液b的ph为7.0，缓冲液b的质量为虾仁质量的0.5倍。
[0043]
实施例2
[0044]
一种提升南美白对虾肌原纤维蛋白凝胶结构和保水性的方法，包括以下步骤：
[0045]
s1、新鲜的南美白对虾用冰猝死，去头去壳，将获得的虾仁用4℃的预冷蒸馏水清洗，清洗后放入铺有碎冰的沥水盘上，用厨房用纸擦去虾仁表面水分；
[0046]
s2、将虾仁与缓冲液a混合，采用高速剪切机进行均质，均质转速为11500rpm，均质时间为60s；随后将混合液进行离心，离心条件为4℃，5000rpm离心10min；取沉淀重复上述步骤3次；然后将收集的沉淀溶解在缓冲液b中，即得肌原纤维蛋白提取液；将肌原纤维蛋白
提取液分装到50ml离心管中，密封准备超高压处理；
[0047]
s3、对肌原纤维蛋白提取液进行超高压处理，处理温度4℃，处理压力300mpa，处理时间10min；
[0048]
s4、将经过不同处理的肌原纤维蛋白液装入250ml烧杯，放入水浴锅中，在26℃下加热30min，然后在71℃下保温20min，热处理后，制备的凝胶立即在冰水中冷却28min；
[0049]
其中，s2中缓冲液a为0.1m的nacl和20mm的pbs，缓冲液a的ph为7.0，缓冲液a的质量为虾仁质量的4.5倍；s2中缓冲液b为0.6m的nacl和20mm的pbs，缓冲液b的ph为7.0，缓冲液b的质量为虾仁质量的0.8倍。
[0050]
实施例3
[0051]
一种提升南美白对虾肌原纤维蛋白凝胶结构和保水性的方法，包括以下步骤：
[0052]
s1、新鲜的南美白对虾用冰猝死，去头去壳，将获得的虾仁用4.5℃的预冷蒸馏水清洗，清洗后放入铺有碎冰的沥水盘上，用厨房用纸擦去虾仁表面水分；
[0053]
s2、将虾仁与缓冲液a混合，采用高速剪切机进行均质，均质转速为12000rpm，均质时间为70s；随后将混合液进行离心，离心条件为4℃，5000rpm离心10min；取沉淀重复上述步骤3次；然后将收集的沉淀溶解在缓冲液b中，即得肌原纤维蛋白提取液；将肌原纤维蛋白提取液分装到50ml离心管中，密封准备超高压处理；
[0054]
s3、对肌原纤维蛋白提取液进行超高压处理，处理温度4℃，处理压力400mpa，处理时间10min；
[0055]
s4、将经过不同处理的肌原纤维蛋白液装入250ml烧杯，放入水浴锅中，在27℃下加热30min，然后在72℃下保温20min，热处理后，制备的凝胶立即在冰水中冷却30min；
[0056]
其中，s2中缓冲液a为0.1m的nacl和20mm的pbs，缓冲液a的ph为7.0，缓冲液a的质量为虾仁质量的5倍；s2中缓冲液b为0.6m的nacl和20mm的pbs，缓冲液b的ph为7.0，缓冲液b的质量为虾仁质量的1倍。
[0057]
对照组
[0058]
按照实施例1的方法，将s3中的200mpa改成0mpa，其余步骤不变。
[0059]
对上述实施例1-3和对照组进行品质指标检测，具体包括：
[0060]
凝胶强度测定：在凝胶表面均匀取三点，用带有圆柱形金属探针的质地分析仪测量，参数设定为变形70％，试验速度60mm/min，触发力0.2n；测试结果见图1、图2，如图1所示，对照组在热处理后并没有形成凝胶，而是呈现有颗粒悬浮的混合液状态，而经过200mpa压力处理后的蛋白液再经热处理就有了形成凝胶的迹象，而且随着处理压力增大，凝胶的形成越明显；此外，经300mpa处理形成的凝胶比400mpa处理的凝胶外观更完整、表面更光滑；如图2所示，因对照组呈现颗粒悬浮状态，故其凝胶强度为0g；而经200mpa以上压力处理得到的凝胶呈现出弱凝胶状态，凝胶强度与处理压力呈显著正相关，而400mpa处理形成的凝胶强度和300mpa处理的凝胶相比没有显著性差异。
[0061]
所述离心持水力测定：记录空离心管重量m0，取2g凝胶于15ml离心管中，记录总重量m1，于4℃下4000g离心10min后用滤纸吸干甩出水分，再次凝胶和管总重量m2，一个样品三次平行，具体见图3，其中whc(％)由下式计算：
[0062]
[0063]
如图3所示，与对照组相比，经200mpa以上压力处理形成的凝胶持水能力显著增强，其中，经300mpa处理的凝胶持水能力最大，继续增加压力，凝胶的持水能力有下降的趋势。持水能力越强，说明凝胶的稳定性越好；这表明，压力能促进南美白对虾肌原纤维蛋白分子内亲水基团的暴露，在蛋白凝胶形成的过程中使一些水分被保持在凝胶中，从而增强凝胶的持水能力。
[0064]
粒径分布测定：蛋白凝胶样品在-80℃冷冻过夜，再置于真空冷冻干燥机上进行冷冻干燥，直至完全干燥，用研钵将冻干蛋白研磨成粉，采用激光粒度分布仪测定凝胶粒度分布；所述总巯基和游离巯基含量为：取5mg冻干粉加入0.995ml由0.6m的kcl、10mm的edta和8m的尿素组成的ph为7.0的缓冲液c和100μl ellman试剂混合均匀，然后在25℃下水浴25min，测试结果见表5，如图5所示，对照组中蛋白凝胶的粒径较小，主要分布在1-4μm、8μm和26μm左右，随着处理压力的增加，三种粒径区间的凝胶含量显著下降，并且粒径右移，同时在126μm左右产生了新的粒径，并且随着压力增加，粒径右移同时含量增加。说明超高压能明显影响凝胶的蛋白质间及蛋白质与水的化学作用力，使蛋白质发生不同程度的絮凝和聚集，从而直接影响加热后形成的凝胶结构。
[0065]
游离巯基含量测定：使用由0.6m的kcl和10mm的edta组成的ph为7.0的缓冲液d，在412nm处测量样品的吸光度，测试结果见图4，其计算公式如下：
[0066][0067]
式中：
[0068]
δa
412
为412nm下的吸光度减去对照的吸光度；
[0069]
b为酶标仪每孔加样量200μl下透光距离，即0.588cm；
[0070]
ε为摩尔消光系数(l*m-1
*cm-1
)，总巯基13600，游离巯基为14150；
[0071]
c为蛋白质浓度(5mg/ml)。
[0072]
如图4所示，和对照组相比，经300mpa以上压力处理的凝胶总巯基含量显著下降，游离巯基含量先上升后下降。表明压力改变了蛋白结构，导致游离巯基暴露，而随着压力继续升高，蛋白质-蛋白质、蛋白质-水的基团间发生了相互作用，导致游离巯基含量下降。
[0073]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。