紫菜粉添加对鱿鱼鱼糜凝胶特性及其蛋白结构的影响

目前鱿鱼主要通过速冻、烘焙等，加工成冷冻鱿鱼块、鱿鱼圈和即食鱿鱼丝，产品比较单一。鱿鱼肉厚色白、组织细腻、无骨刺、无腥味等，十分适合各种鱼糜制品的加工。但秘鲁鱿鱼肉往往含有不受人欢迎的酸涩味，而且富含内源性蛋白酶，对肌原纤维蛋白产生降解，不易形成凝胶强度高、保水性好的鱼糜凝胶，大大制约了鱿鱼鱼糜制品的开发。有关鱿鱼鱼糜凝胶特性的改进研究有较多报道，但主要集中在淀粉、蛋白类添加剂及超高压前处理对凝胶特性的影响。

紫菜是我国大规模养殖的重要经济海藻，是一种高蛋白、高纤维、低热量、富含矿物质的藻类。但目前对紫菜深加工工艺的研究仍然有限，与紫菜加工发达的国家差距较大。紫菜粉富含海藻多糖等活性成分，具有较好的凝胶增强和吸水能力，常被用作稳定剂、增稠剂、乳化剂和胶凝剂，将其与鱼糜混合，能改善鱼肉肌原纤维蛋白凝胶特性，提高制品保水能力，同时符合荤素搭配的食品营养原则。但有关将海藻粉添加到鱿鱼鱼糜中，研究紫菜粉对鱿鱼鱼糜凝胶特性影响的研究鲜见报道。

宁波大学食品与药学学院（浙江省动物蛋白食品精深加工技术重点实验室）的徐安琪、杨镕和杨文鸽*等人将紫菜粉与鱿鱼鱼糜混合，探究不同紫菜粉添加量对鱿鱼鱼糜凝胶感官、色泽、凝胶强度和持水性的影响，确定较优的紫菜粉添加量区间，并通过圆二色谱（CD）、傅里叶红外光谱（FTIR）分析紫菜粉对鱿鱼肌原纤维蛋白二级结构和鱼糜蛋白构象的影响，结合扫描电镜观察凝胶微观结构，探讨紫菜粉改善鱿鱼鱼糜凝胶的机理，旨在为紫菜应用于鱿鱼鱼糜及其制品的生产提供指导。

1 紫菜粉添加量对鱿鱼鱼糜凝胶感官质量评分的影响

结果显示，不同紫菜粉添加量对鱿鱼鱼糜凝胶感官影响显著（P＜0.05），随着添加量的增加，唯有弹性逐渐减小，而组织状态、色泽、气味和口感都呈先增加后下降的趋势，并分别在添加量0.6%、0.4%、0.8%和0.6%处达到最大值。当紫菜粉添加量为0.4%时，感官质量总分最高，此时鱿鱼鱼糜凝胶切面结构紧密、无气孔，表面有光泽，带有鱿鱼和紫菜特有风味，口感比较细腻。添加量为0.8%或更高时，除气味外，产品各项指标呈现劣化趋势，可能是因紫菜含量过多会破坏蛋白凝胶结构或紫菜中的不溶性纤维与肌纤维蛋白竞争水分引起的品质下降。结合感官分析，紫菜粉添加量以0.4%～0.6%左右为佳。

2 紫菜粉添加量对鱿鱼鱼糜凝胶色泽的影响

结果显示，添加紫菜粉对鱿鱼鱼糜凝胶色泽影响显著。添加紫菜粉后，L*和a*值显著下降，b*值显著上升（P＜0.05）。推测是因为紫菜粉中的色素类物质使肉糜色泽发生变化。紫菜粉添加量达到0.6%时，a*和b*值不再随着添加量的升高而显著改变，而L*值和白度仍呈显著下降趋势（P＜0.05）。L*值反映样品的光亮度，数值越小，鱼糜凝胶表面越暗淡，a*值降低和b*值升高表明鱿鱼鱼糜凝胶的色泽朝偏绿偏黄的方向发展（图1），这主要受紫菜粉本身颜色影响。

3 紫菜粉添加量对鱿鱼鱼糜凝胶强度和持水性的影响

由图2 可知，对照组样品的凝胶强度是1 112.21 g·cm，紫菜粉添加组较对照组凝胶强度显著提高（P＜0.05），随着添加量的增加，凝胶强度呈先上升后下降的趋势，其中0.4%组达到最大值1 567.02 g·cm。这是因为在凝胶化过程中，加热促使鱿鱼鱼糜蛋白分子基团暴露，添加适当的紫菜粉，紫菜中的多糖、蛋白与暴露的鱼糜蛋白基团发生相互作用，有利于形成稳定的三维网络结构；同时紫菜粉所含的多糖具有较强的吸水性，吸水后通过氢键相互作用，使凝胶结构更加稳固。当紫菜粉添加量大于0.6%时，凝胶强度有所下降。

紫菜粉添加后持水性显著提高（P＜0.05），原因在于紫菜含有丰富的多糖，具有较强的吸收和保留水分的能力。紫菜粉添加量在0.4%时，鱼糜凝胶持水力升高幅度较大，随后持水力升幅不显著（P＞0.05）。本实验中当紫菜粉添加量大于0.6%时，持水性和凝胶强度的变化趋势并不一致。综合鱿鱼鱼糜凝胶强度和持水性，0.4%和0.6%都是较适的紫菜粉添加量。

通过上述指标，可以看出0.4%和0.6%组鱿鱼鱼糜凝胶强度和持水性分别达到或接近峰值，凝胶品质得到改善，因此后续取对照组、0.4%组和0.6%组鱿鱼鱼糜、凝胶化鱼糜和鱼糜凝胶，分析凝胶化过程中鱼糜蛋白构象、肌原纤维蛋白组成及其二级结构、鱼糜凝胶微观结构，进一步探究紫菜粉改善鱿鱼鱼糜凝胶品质机理。

4 鱼糜蛋白的FTIR分析

如图3 所示，样品在红外区出现若干特征吸收峰，可反映蛋白质二级结构的变化趋势。其中酰胺I带（1 600～1 700 cm-1），酰胺II带（1 500～1 600 cm-1），酰胺III（1 220～1 330 cm-1）都有吸收峰出现。

在凝胶化过程中，鱼糜蛋白中反映α-螺旋特征的吸收峰向低波数偏移，其中对照组由1 654、1 650 cm-1至1 638 cm-1，0.4%组由1 658、1 650 cm-1至1 638 cm-1，0.6%组由1 653、1 650 cm-1至1 637 cm-1，说明凝胶化过程中鱼糜蛋白α-螺旋转变为β-折叠结构，这与后续CD图谱结果一致。酰胺II带的特征吸收峰由60%的N—H弯曲振动和40%的C—N伸缩振动引起，凝胶化过程中，对照组在1 542 cm-1附近的酰胺II带无明显变化，而0.4%组和0.6%组酰胺II带峰形逐渐变宽，表明紫菜粉促进了凝胶化过程中N—H弯曲或C—N伸缩振动的变化，并进一步影响鱼糜蛋白结构的变化。对照组、0.4%组和0.6%组在1 240 cm-1附近的酰胺III带均无明显变化，40 ℃和90 ℃加热后，850 cm-1附近的肌球蛋白侧链酪氨酸残基的峰形较为尖锐。可见在凝胶化过程中，蛋白之间相互交联，鱼糜蛋白的疏水性残基暴露，表面疏水性增加，而疏水相互作用是蛋白质发生折叠时的主要推动力，对稳定肌原纤维蛋白网络结构发挥重要作用。

5 鱼糜凝胶显微结构的分析

如图4所示，对照组鱼糜凝胶网络结构比较松散，表面粗糙，孔洞大小不均一，而紫菜粉的添加使鱿鱼鱼糜凝胶网络孔径变小，三维结构更加紧凑，孔洞大小和分布比较均匀。此外与0.6%组相比，0.4%组鱼糜凝胶的微观结构更加致密，可能的原因是紫菜粉添加量过高，会因为不溶性纤维的增加而阻碍蛋白质之间的交联，对网络结构存在一定的负面影响。

6 肌原纤维蛋白的CD分析

图5为不同紫菜粉添加后凝胶形成过程中肌原纤维蛋白的CD图，其二级结构含量如图6所示。在209～222 nm波长范围内出现的双槽曲线是α-螺旋结构的特征吸收峰。由图5可知，肌原纤维蛋白在209 nm和220 nm附近存在2 个负凹槽，表明存在α-螺旋。在凝胶化过程中，对照组肌原纤维蛋白主要呈现α-螺旋和β-转角结构减少、β-折叠结构增加的趋势，其中α-螺旋、β-转角相对含量分别下降5.1%、6.6%，而β-折叠含量上升14%；紫菜粉添加组也呈现α-螺旋含量下降、β-折叠含量上升的趋势，而β-转角和无规卷曲变化不明显。在鱿鱼鱼糜热凝胶化过程中，α-螺旋含量降低代表蛋白分子展开程度增加，而β-折叠含量增加代表蛋白分子间聚集程度增加，说明加热促进肌原纤维蛋白分子展开，α-螺旋结构部分展开并重排成β-折叠结构。加热变性后，蛋白质分子中α-螺旋和β-转角会转变为β-折叠，由此推测β-折叠结构的形成也是鱿鱼鱼糜蛋白聚集和形成凝胶网络结构的前提条件。

低温段加热后，与对照组相比，0.4%组和0.6%组凝胶化鱼糜肌原纤维蛋白的α-螺旋结构分别上升2.4%和9.1%，β-折叠结构分别下降7.3%和7.6%，β-转角结构中0.4%组上升3.4%，0.6%组下降0.2%，而无规卷曲相对含量无显著变化；进一步通过90 ℃高温段加热，与对照组相比，0.4%组和0.6%组鱼糜凝胶中肌原纤维蛋白的α-螺旋含量分别上升1.2%和5.1%，β-折叠含量分别下降2.7%和3.2%，β-转角结构中0.4%组上升1.4%，0.6%组下降0.1%，而无规卷曲含量变化不显著。由此可见，与对照组相比，各紫菜粉添加组的凝胶化鱼糜、鱼糜凝胶中肌原纤维蛋白中α-螺旋的相对含量增加，β-折叠的相对含量降低，其中0.4%组β-转角的相对含量增加。结合鱼糜凝胶的持水性和凝胶强度在0.4%和0.6%组均达到峰值，说明α-螺旋和β-转角结构的相对含量与凝胶强度和持水性存在一定相关性。相比于伸展的β-折叠构象，α-螺旋和β-转角结构的空间排列更为紧密，有利于更多的水分被截留，从而使凝胶网络结构更稳固，同时也进一步解释了0.4%组鱼糜凝胶微观结构更加致密的原因。推测在鱿鱼鱼糜凝胶化过程中，加热促进肌原纤维蛋白α-螺旋结构部分展开，并重排成β-折叠，而紫菜粉的添加则有利于热凝胶化过程中肌原纤维蛋白α-螺旋和β-转角结构的保留，增强鱼糜凝胶强度及其持水性。

7 肌原纤维蛋白的SDS-PAGE分析

如图7所示，其中分子质量200 kDa左右条带为鱿鱼肌球蛋白重链（MHC），97 kDa左右条带为软体动物特有的副肌球蛋白（PM），43 kDa左右条带为肌动蛋白（AC）。

40 ℃低温段加热后得到凝胶化鱼糜，其MHC条带明显减弱，高温段加热后条带几乎消失，推测凝胶化过程中MHC通过分子间的共价键交联成聚集，聚集体因分子过大无法进入分离胶，且有研究表明低温凝胶化阶段肌球蛋白的交联和凝胶强度存在明显的相关性。与对照组相比，90 ℃高温段加热后，0.4%组和0.6%组MHC、PM和AC强度均有一定程度减弱，说明紫菜粉不仅促使MHC相互交联，同时也可使AC和PM与之交联，形成具有稳定三维网络结构的凝胶，这与鱿鱼鱼糜凝胶强度和持水性的变化结果基本一致。

结 论

在鱿鱼鱼糜中添加适量的紫菜粉，兼有鱿鱼和紫菜独特风味，同时鱼糜凝胶强度和持水性显著增强，这与紫菜粉中的多糖、蛋白具有较强的吸水能力，并与鱼糜蛋白分子相互作用有关。在热凝胶化过程中，鱿鱼鱼糜肌原纤维蛋白的二级结构有所转变，而紫菜粉的加入有利于鱼糜凝胶保留更多的α-螺旋和β-转角结构，增加截留水分的能力；电镜结果显示，紫菜粉的加入使鱼糜凝胶网络孔径变小，结构更加致密。但过量添加紫菜粉，会削弱鱼糜肌原纤维蛋白之间的交联作用，引起凝胶强度下降。综合来看，在鱿鱼鱼糜中添加0.4%～0.6%紫菜粉，可有效改善其凝胶品质，为丰富鱼糜制品市场提供理论依据。

本文《紫菜粉添加对鱿鱼鱼糜凝胶特性及其蛋白结构的影响》来源于《食品科学》2021年42卷2期46-52页，作者：徐安琪，杨镕，朱煜康，盛珍珍，宋琳璐，贾茹，黄涛，杨文鸽。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20191110-121。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

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修改/编辑：袁月；责任编辑：张睿梅

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