《食品科学》：仲恺农业工程学院白卫东教授等：臭氧水处理对罗非鱼鱼糜品质及体外消化特性的影响

罗非鱼（

Oreochromis mossambicus

）是我国重要的淡水养殖鱼类，除整鱼销售、切片销售外通常还加工成鱼糜制品销售 。但罗非鱼鱼糜有土腥味、凝胶性能差，导致 其产品加工适应性较低。目前改善鱼糜凝胶特性及风味特性的方法主要有添加外源物质 和进行加工 前处理 等，其中臭氧水处理是安全性较高的方法 。

臭氧水具有强氧化性、漂白性和杀菌能力，分解时不残留有毒有害物质，被广泛应用于鱼糜制品与鱼片的脱色漂白、去除异味物质及减少水产品的原始细菌数，适度氧化可以提高鱼糜凝胶性能并对风味有改善作用。

仲恺农业工程学院轻工食品学院的刘巧瑜、肖斯立、白卫东*等采用不同浓度的臭氧水处理罗非鱼鱼片并制成鱼糜，探究漂洗质量浓度和漂洗时间对鱼糜色度、质构特性、硫代巴比妥酸反应物（TBARS）值和感官品质的影响，并分析鱼糜肌原纤维蛋白（MP）的羰基含量、总巯基含量、蛋白质分子质量、二级结构及体外消化特性等指标的变化情况，阐释MP氧化程度对鱼糜凝胶特性和消化特性的影响机制，以期为臭氧水处理在水产品中的广泛应用提供理论依据。

1 臭氧水处理对罗非鱼鱼糜色泽的影响

如表3所示，臭氧水处理后罗非鱼鱼糜的 L* 值和

W

值显著提高（

P

＜0.05），说明臭氧水处理能显著改善鱼糜的色泽。漂洗过程中，臭氧可以去除水溶性色素，破坏血红蛋白的卟啉结构 ，使鱼糜 L* 值、 a* 值、

W

值增大， b* 值降低。当臭氧水漂洗质量浓度≥10 mg/L、漂洗10 min时，

W

值缓慢增大。

2 臭氧水处理对罗非鱼鱼糜质构特性的影响

臭氧水处理对罗非鱼鱼糜质构特性的影响如表4所示。臭氧水漂洗后，鱼糜的硬度与胶着度显著高于对照组（

P

＜0.05）。随漂洗质量浓度的增加，硬度与胶着度呈先上升后下降的趋势。10 mg/L臭氧水漂洗10 min时，硬度、胶着度达到最高值。臭氧水促使MP交联、聚集从而使硬度提高，同时臭氧水的氧化作用强化了鱼糜热处理后的凝胶网络 ，使凝胶性增加。适度的氧化有利于蛋白展开，并通过二硫键及疏水相互作用在热诱导条件下形成规则且致密的凝胶网络 。过度的氧化则使蛋白质过度聚集，使凝胶三维网络结构持水力下降，导致蛋白质基质中的氢键减少，阻碍凝胶的形成，降低凝胶性 。因此，10 mg/L臭氧水漂洗10 min蛋白进行适度氧化，能够较大程度提高鱼糜凝胶特性。Zhang Tao等 发现适度臭氧处理可以提高鳙鱼肌原纤维凝胶强度。颜明月 研究表明臭氧水处理罗非鱼鱼片的硬度均高于对照组，与本研究结果一致。

3 臭氧水处理对罗非鱼鱼糜TBARS值的影响

相较于对照组，经臭氧水处理后，鱼糜脂肪氧化程度显著提高（

P

＜0.05），并且随臭氧水质量浓度的增加和漂洗时间的延长呈上升趋势（图1）。臭氧水质量浓度达到22 mg/L时，5 min与10 min臭氧水漂洗的鱼糜TBARS值无显著差异（

P

＞0.05），该质量浓度的臭氧水漂洗后，脂肪氧化程度趋于饱和状态，与黄永军等 研究结果相近。

4 臭氧水处理对罗非鱼鱼糜感官品质的影响

由图2可知，臭氧水漂洗后鱼糜的外观得分明显高于对照组。漂洗质量浓度为10 mg/L时，漂洗10 min鱼糜的气味得分上升至8.1 分，但随着臭氧水漂洗质量浓度的增加和漂洗时间的延长，鱼糜的气味得分逐渐下降。这是因为臭氧水的氧化效应影响了腥味物质与蛋白质的结合，使鱼糜中腥味物质含量减少 ，并且适度的氧化处理引起脂质氧化，对风味起积极作用 ，而过度氧化处理使脂质剧烈氧化生成不良气味 ，这与TBARS值分析结果相印证。质地得分在10 mg/L臭氧水漂洗后达到最高值（9.1 分），适度氧化可以使蛋白交联，有利于提高鱼糜胶凝性，过度的氧化则不利于形成致密的三维网络凝胶结构，降低胶凝性，这与质构分析结果相印证。综上所述，10 mg/L臭氧水漂洗10 min可以提高鱼糜的感官品质。

5 臭氧水处理对罗非鱼鱼糜MP总巯基含量的影响

巯基为半胱氨酸的特征基团，由于半胱氨酸对氧化环境具有较高的灵敏性，因此通过测定总巯基的变化可以反映臭氧水处理对罗非鱼MP氧化程度的影响。由图3可知，罗非鱼MP总巯基含量随臭氧水质量浓度的增加而降低，可能是巯基电离的H+与臭氧水中的羟自由基和HO2·结合，导致二硫键的形成。10 mg/L与14 mg/L臭氧水漂洗不同时间巯基含量无显著差异（P＞0.05），可能是此质量浓度条件下漂洗的蛋白变性程度较低，巯基含量下降较缓慢，增大漂洗臭氧水质量浓度与延长漂洗时间后蛋白质结构过度展开，两个邻近半胱氨酸分子间的蛋白质深度氧化，巯基含量快速下降。臭氧水质量浓度越大、漂洗时间越久，MP氧化程度越深。

6 臭氧水处理对罗非鱼鱼糜MP总羟基含量的影响

蛋白质主链侧链被氧化后，蛋氨酸与精氨酸的—NH或—NH2等氨基可能会通过氧化脱氨反应转化为羰基，MP羰基含量可作为判定罗非鱼蛋白质氧化程度的表征指标。如图4所示，随着臭氧水质量浓度的增加和漂洗时间的延长，鱼糜的羰基含量显著增加（P＜0.05），表明蛋白质的氧化程度与臭氧水质量浓度以及漂洗时间有直接关系。臭氧生成羟自由基和超氧阴离子自由基，攻击蛋白质分子获得氢原子，形成以碳为中心的新自由基，引发蛋白质自由基链式反应，生成大量羰基。

7 臭氧水处理对罗非鱼鱼糜MP交联和聚集的影响

肌球蛋白重链（MHC）、肌动蛋白（Actin）、肌钙蛋白（Tn）、原肌球蛋白（TM）和肌球蛋白轻链（MLC）是肌原纤维的主要结构。由图5可知，经过臭氧水氧化修饰后MHC附近蛋白聚集体有增多趋势，表明氧化使蛋白发生了一定程度的交联与聚集。10～18 mg/L臭氧水漂洗使蛋白适度交联，各条带颜色明显。当臭氧水质量浓度达到22 mg/L，漂洗时间达到10 min时MHC条带明显减弱，同时未产生新的可见条带，此时因为蛋白过度氧化形成不溶性聚集体，导致蛋白质分子在提取过程中被过滤除去或堆积在进样口无法顺利进入浓缩胶。

8 臭氧水处理对罗非鱼鱼糜MP二级结构的影响

拉曼光谱是用来评价蛋白质构象的一种振动光谱，测量的精确度和灵敏度较高。蛋白质二级结构通常由光谱图中发挥重要作用的酰胺I（1 600～1 700 cm-1）和酰胺III（1 200～1 350 cm-1）谱带反映。由图6可看出，与对照组相比，10～18 mg/L臭氧水处理后鱼糜MP中α-螺旋相对含量随臭氧水质量浓度增加持续减少，同时β-折叠和无规卷曲相对含量逐渐增加。当质量浓度超过18 mg/L时，无规卷曲相对含量略有下降，蛋白变性程度达到最大。臭氧水漂洗可能会对蛋白质的肽链和氨基酸侧链产生影响，导致蛋白质α-螺旋结构逐渐解旋，转化为松散的β-折叠和无规卷曲结构，蛋白分子内部的疏水基团暴露，引起巯基含量下降（图3），同时肌球蛋白分子间的疏水相互作用增强，蛋白质发生聚合（表4和图5）。

Liu Ru等报道蛋白质多肽链上的羰基（—CO）和氨基（—NH）间的分子内氢键维持着α-螺旋结构的稳定性，此时α-螺旋含量的下降说明臭氧水对分子内的氢键有破坏作用，氢键稳定性下降导致α-螺旋的消失，并使蛋白无序性增加。

9 臭氧水处理对罗非鱼鱼糜体外模拟消化中肽分子质量的影响

胃肠模拟消化是一个水解过程 ，从消化结果可以看出蛋白质水解程度。鱼糜体外模拟胃肠消化后肽分子质量的结果如图7所示，对照组小分子肽（100～1 000 Da）相对含量约为21.19%，臭氧水漂洗后提升至26.81%～28.03%。臭氧水漂洗后小分子肽含量与对照组相比显著提高（ P ＜0.05）。1 000 Da以下寡肽更容易被人体吸收，因此臭氧水处理后可能会促进鱼糜蛋白在人体内的吸收及生物可利用性 。臭氧水质量浓度10 mg/mL漂洗10 min时，蛋白水解程度最高，此时多肽含量最小，小分子肽含量最大。适度的臭氧水漂洗导致蛋白变性是蛋白质水解程度增大的主要原因 ，但过高浓度的臭氧水和长时间的漂洗可能会使蛋白质过度氧化，引起蛋白质疏水基团暴露从而增强了蛋白质间的疏水作用导致其过度聚集，使肠胃消化液与蛋白质内部的接触点位减少。

10 臭氧水处理对罗非鱼鱼糜体外模拟消化的影响

图8a中，经臭氧水漂洗后，鱼糜MHC、Actin、Tn、Tm条带均比对照组（0 mg/L臭氧水）浅，表明臭氧水漂洗有利于鱼糜蛋白在肠胃的消化。变性的蛋白质由于肽键暴露增加了与消化酶的接触点位，促进了鱼糜蛋白在肠胃的水解程度。当臭氧水漂洗质量浓度≥10 mg/L时，电泳结果相近，条带颜色变化不明显，表明10 mg/L臭氧水处理时胃部消化效果已达到最佳。肠部消化后，SDS-PAGE图谱中大分子条带基本消失，表明鱼糜在肠道已经基本完成水解（图8b）。

结 论

臭氧水漂洗使罗非鱼鱼糜的

L

*值、

W

值、硬度和胶着度显著提高（

P

＜0.05），当臭氧水漂洗质量浓度≥10 mg/L、漂洗10 min时，

W

值缓慢增大。10 mg/L臭氧水漂洗10 min后，鱼糜的硬度、胶着度达到最高值。臭氧水漂洗后鱼糜TBARS值显著增大（

P

＜0.05）。感官评价结果表明，当臭氧水漂洗质量浓度为10 mg/L、漂洗10 min时，外观评分高于对照组，同时气味、质地评分达到最高。综上，10 mg/L臭氧水漂洗10 min为最佳漂洗条件。

10～18 mg/L臭氧水漂洗时，MP适度氧化，蛋白结构逐渐展开并适度交联，使罗非鱼的凝胶特性最佳。体外消化模拟实验证实臭氧水漂洗促进了鱼糜在胃部的消化水解，其中10 mg/mL质量浓度臭氧水漂洗10 min时鱼糜小分子肽含量最高，水解程度最高。

综上所述，10 mg/mL臭氧水漂洗罗非鱼片10 min适用于提高罗非鱼鱼糜的品质特性。本研究可为臭氧水在水产领域的广泛应用提供理论依据。

作者简介

通信作者：

白卫东，博士， 二级 教授， 博士生 导 师 ，仲恺农业工程学院研究生部部长，广东省“南粤优秀教师”。担任“广东省岭南特色食品工程技术中心”及广州市“广式传统食品加工与安全重点实验室”主任、中国食品科学技术学会理事、广东省食品学会副理事长等。主要研究岭南特色食品品质研究和开发、广式传统食品研究、天然产物开发与应用等。近年来，主持国家自然基金面上项目2 项、国家重点研发项目子课题1 项，广东省重点研发项目等省部级以上科研项目12 项。通过科技成果鉴定8 项，获得科研奖励7项（省部级以上6 项，其中二等奖第一完成人3 项）。申请发明专利24 件（授权15 件），发表三大索引论文 60 多篇；副主编、参编多本教材。

第一作者：

刘巧瑜，博士， 副教授，硕士生导师。主要从事中式传统肉制品加工与保鲜及呈味机理、中式半成品菜肴工业化生产与保鲜关键技术、生鲜与调理食品加工与储运标准化关键技术研究。主持广东省科技计划项目1项、广东省高教厅项目3项，梅州市科技计划项目1项、横向项目多项。参与国家重点研发计划“水产品加工过程中风味品质形成的分子基础与调控机制”，广东省重点领域研发计划“中央厨房食品安全加工生产技术集成应用”等20多项国家级、省市级科技计划项目研究和广东省多个企业工程中心的建设，申报专利5 项，在国内外核心学术期刊发表科研论文60余篇。

本文《臭氧水处理对罗非鱼鱼糜品质及体外消化特性的影响》来源于《食品科学》2024年45卷第22期26-33页，作者：刘巧瑜，肖斯立，曾晓房，黄晓霞，游云，庄晓琪，李瑞，李湘銮，朱嘉敏，练晓丹，白卫东。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20240118-166。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

实习编辑：陈丽先；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网

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