油茶籽油对鱼糜凝胶特性及凝胶结构的影响

周绪霞,姜 珊,顾赛麒,赵丹丹,丁玉庭*

(浙江工业大学海洋学院食品工程与质量控制研究所,浙江 杭州 310014)

摘 要:为探讨脂质对鱼糜蛋白凝胶功能特性的影响及其机理,研究不同油茶籽油添加量对鱼糜凝胶特性、水分分布、脂质及蛋白质结构等的影响。结果表明:随着油茶籽油添加量的增加,鱼糜凝胶强度、乳化稳定性和持水性显著增加(P<0.05),当油茶籽油添加量增加到8%时各指标基本稳定,此时鱼糜凝胶强度为225.1 g·cm,游离出来的液体质量分数为2.60%。拉曼光谱分析发现,油茶籽油的添加改变了鱼糜凝胶体系中脂质和蛋白质的化学结构,主要表现为C—H谱带峰宽的增加、O—H谱带相对强度的下降,以及鱼糜蛋白中β-折叠、β-转角和无规卷曲结构相对含量的增加和α-螺旋结构相对含量的降低。同时,随着油脂质量分数的增加,水分以更加细小的状态分布在鱼糜凝胶体系之中。以上结果进一步揭示了油茶籽油的添加可增加鱼糜凝胶强度、乳化稳定性和持水性的内在原因。

关键词:鱼糜凝胶;凝胶强度;乳化稳定性;水分分布状态;蛋白质结构;拉曼光谱

鱼糜制品传统加工方法最早源于我国,20世纪被日本开发成以冷冻鱼糜为原料的机械化和规模化加工生产方式。目前我国鱼糜制品的食用形式单一,在一定程度上制约了该产业的发展,开发新型鱼糜制品具有重要意义。研究表明,添加外源油脂不仅能改善鱼糜制品的滋味和营养特性,而且脂质能通过与鱼糜蛋白的乳化作用而改善鱼糜蛋白凝胶的功能特性[1-2],是开发新型鱼糜产品的一条重要途径。Shi Liu等[3]研究了不同植物油对鱼糜凝胶质构、色差、流变特性和微观结构等的影响,发现植物油可以改善鱼糜制品的色泽和滋味,且不同植物油的影响程度不一致。Pietrowski等[2]研究表明富含ω-3油脂的加入改善了鱼糜蛋白的凝胶特性和流变特性。但目前对油脂对鱼糜的影响的研究主要集中于凝胶质构、流变特性和对微观结构的影响方面,除此之外,凝胶强度和乳化稳定性也是评价乳化类凝胶制品品质的重要指标,但在该方面的研究报道较少,而且对其影响机理也缺乏深入研究。

从凝胶形成的角度分析,脂质对鱼糜凝胶特性的影响与其与鱼糜蛋白质相互作用而改变蛋白质结构有关,但目前对脂质和蛋白质相互作用的研究在方法学方面仍相对较少。近年来,拉曼光谱技术的发展可为该领域的研究提供有效的技术手段。拉曼光谱是基于拉曼散射效应,对与入射光频率不同的散射光谱进行分析以得到分子振动、转动方面的信息,并应用于分子结构研究的一种分析方法。与分子红外光谱不同,拉曼光谱不仅能得到有关氨基酸组成的信息,还能分析α-螺旋、β-折叠、无规卷曲等二级结构信息,且对分子振动具有指纹式的分辨率、受水溶剂的影响较小,可用于对食品中蛋白质、脂质、水分等的检测[4]。Marquardt等[5]用拉曼光谱对鱼肉中的类胡萝卜素、胶原蛋白和脂肪的含量进行了快速测定;Sánchez-González等[6]用拉曼光谱研究了鱼糜在凝胶过程中蛋白质和水分结构的变化。

本实验以油茶籽油为研究对象,添加不同量的油茶籽油,研究其对鱼糜凝胶强度、乳化稳定性的影响,并通过拉曼光谱法对复合凝胶光谱特性进行分析,探讨脂质对鱼糜蛋白质和脂质构象及凝胶体系中水分分布的影响,分析不同油茶籽添加量油对鱼糜凝胶特性的影响及其与蛋白质结构改变的相关性,为进一步改善鱼糜制品凝胶特性、提高鱼糜制品商品价值、充分开发利用我国鱼糜资源提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

冷冻鱼糜(白菇鱼鱼糜,水分含量76.72%,等级A,置于-80 ℃冰箱冻藏) 上虞市泰之味食品有限公司;油茶籽油 杭州久晟生物科技有限公司;食盐购于浙江工业大学超市。

三聚磷酸钠、焦磷酸盐钠和六偏磷酸钠等化学试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

HR2850型飞利浦打浆机 珠海经济特区飞利浦家庭电器有限公司;CR21GⅡ高速冷冻离心机 日本日立公司;HH-1型数显恒温水浴锅 江苏省金坛市江南仪器厂;TA-XT2i型质构仪 英国Stable Micro System公司;Q100型差示扫描量热(differential scanning calorimetry,DSC)仪 美国TA公司;HR 800 Lab RAM显微共焦激光拉曼光谱仪(配备531.95 nm氩离子激光光源分析) 法国Jobin-Yvon公司。

1.3 方法

1.3.1 鱼糜凝胶的制备

分别取6 份各100 g的冷冻鱼糜,4 ℃半解冻后分别切成大约1 cm×1 cm×1 cm的小块放入打浆机内。每份加入2%食盐、0.3%复合磷酸盐(三聚磷酸钠、焦磷酸钠、六偏磷酸钠质量比为2∶2∶1)、油茶籽油和水。6 组样品中添加油茶籽油的质量分别为鱼糜质量的0%、2%、4%、6%、8%和10%,并添加水直至油和水的总质量为鱼糜质量的20%。混合样品于3 000 r/min斩拌5 min(整个过程控制斩拌温度在12 ℃以下)。将斩拌后的鱼糜灌入塑料肠衣内(Φ22 mm),排走气泡后两端扎紧,于4 ℃冰箱中预凝胶4 h,然后置于90 ℃的水浴加热20 min形成凝胶,随后立即冷却,于4 ℃冰箱中冷藏过夜,分析各项指标。

1.3.2 凝胶强度的测定

将鱼糜凝胶切成Φ22 mm×Φ20 mm的圆柱体,在室温条件下平衡30 min后采用TA-XT2i质构仪测定凝胶的破断强度、破断距离和凝胶强度。参数设定如下,探头:P/5s;测前速率2 mm/s;测试速率1 mm/s;测后速率2 mm/s;触发力5 g;距离:10 mm。穿刺曲线上第一个峰值为破断强度,到达第一个峰值的距离为破断距离。破断强度和破断距离的乘积即为凝胶强度。每个处理组5 个重复。

1.3.3 乳化稳定性的测定

采用Lurueña-Martínez[7]、汪张贵[8]等的方法测定鱼糜的乳化稳定性,并作稍 微改动。具体方法为:称取鱼糜乳化物(m1/g)于50 mL离心管(m0/g)中,5 000×g离心3 min驱除气泡。然后90 ℃水浴加热20 min,5 000×g离心15 min,倒出表面皿(m2/g)中的游离液体(油脂和水的混和物),称量离心管和鱼糜的总质量(m3/g)。将收集到的液体于105 ℃加热16 h后称量总质量(m4/g)。每处理组设有3 个重复。通过式(1)~(4)计算乳化稳定性。

式中:mt为游离出液体的总质量/g:Xi为鱼糜中油脂的质量分数/%。

1.3.4 差示扫描量热分析

称取20 mg鱼糜凝胶样品,放入氧化铝坩埚底部密封。首先采用标准品对DSC仪进行校准,然后再对样品进行测定。在流速为20~30 mL/min的氮气保护下,将坩埚放在DSC仪中进行测定,以密封的空坩埚为对照。测定条件为:起始温度-60 ℃(冰的冻结在该温度下达到平衡);终止温度为30 ℃;升温速率为10 ℃/min。每个样品重复测定3 次,结果用±s表示。

水分形态分析:假设鱼糜凝胶中水的热焓值(ΔH0)与纯水的相同,即334 J/g。可冻结水(包括自由水和不易流动水)含量可通过样品在0 ℃附近的焓变(ΔH)计算得出,见公式(5)。

其中:ΔH为鱼糜凝胶DSC测得的吸热峰面积计算的单位质量焓变/(J/g);ΔH0为纯水的单位质量焓变/(J/g)。

非冻结水含量为总含水量与可冻结水含量的差值[9]。1.3.5 拉曼光谱分析

拉曼光谱通过激光拉曼分析仪进行测定。测试所使用的功率为20 mW,光谱获取条件为:开孔200 μm,光栅600 g/mm,扫描3 次,积分时间60 s,分辨率2 cm-1,数据获取速率120/ (cm·min),获取的拉曼光谱范围在400~4 000 cm-1之间。测试完成后用Labspec软件对拉曼光谱数据进行处理(平滑,多点基线校正去除荧光背景)。为了进行强度计算,根据苯丙氨酸环在波数为1 003 cm-1附近伸缩振动的光谱强度作为内标进行归一化处理,该峰的强度不随蛋白质结构的变化发生改变[10-11]。1.4 统计分析

采用Excel 2007软件对数据进行整理,用SPSS 19.0软件对数据进行方差分析,用Duncan法进行多重比较(P<0.05表示差异显著),用Origin 8.0软件绘图。

2 结果与分析

2.1 油茶籽油添加量对鱼糜凝胶强度的影响

图1 油茶籽油添加量对鱼糜凝胶强度的影响
Fig.1 Effect of camellia tea oil addition on gel strength of surimi gels

由图1可知,随着油茶籽油添加量的增加,鱼糜凝胶强度显著增加,当添加量为8%时,凝胶强度达到最大225.1 g·cm,此后基本稳定,这与其他研究结果相一致。Debusca等[12]研究表明,富含ω-3油脂(亚麻油、藻类油、鲱鱼油)能够增加鱼糜凝胶强度。Alvarez等[13]研究发现植物油能够增强蛋白质凝胶的网络结构,改善凝胶弹性。凝胶强度的增加一方面是由于油脂填充了凝胶蛋白网络的空隙,限制了凝胶网状结构中蛋白质基质的移动,形成了更致密的凝胶网络结构[14]。另一方面,当油脂添加量增加时,有更多的蛋白能够参与凝胶结构形成,也会使鱼糜凝胶强度增加。Hoogenkamp[15]研究发现,当用油脂对肉类蛋白进行预乳化时,更多的盐溶性蛋白参与凝胶网络结构的形成。Luo Yongkang等[16]也报道凝胶强度与蛋白浓度呈正相关。但当油脂添加量达到一定值时,蛋白质的量不能充分包裹油脂,油脂不能够被完全乳化而从网络结构空隙中流出,故凝胶强度不再增加。Shi Liu等[3]对植物油(大豆油、花生油、玉米油和菜籽油)对鱼糜的影响的结果表明,1%~5%的植物油显著降低了鱼糜的凝胶强度,且影响程度与植物油种类有关,其中添加花生油的鱼糜凝胶强度较高,这与本研究结果不一致。这种差异可能是随着油脂含量的增加,鱼糜蛋白含量降低,使得形成凝胶网状结构的蛋白含量减少,致使凝胶网络结构变差,鱼糜凝胶强度降低[3],而在本实验中,所有处理组中鱼糜蛋白的含量是一样的。

2.2 油茶籽油添加量对鱼糜乳化稳定性的影响

表1 油茶籽油添加量对鱼糜乳化稳定性的影响
Table1 Effect of camellia tea oil addition on emulsion stability of surimi %

注:同列肩标不同字母表示差异显著(P<0.05)。下同。

由表1可知,随着油茶籽油添加量的增加,鱼糜中游离出来的液体质量分数先降低后增加(P<0.05),当油脂添加量为8%时最小(2.60%)。鱼糜中游离出来的油脂质量分数随油脂添加量的增加显著增加(P<0.05),但与添加的油脂量相比,游离出来的油脂占总添加油脂的比例逐渐减小,推测随着油脂添加量的增加,更多的油脂参与了鱼糜蛋白的乳化作用,使游离出来的液体含量减少,表明鱼糜的乳化稳定性增强。Hughes等[17]研究发现法兰克福香肠中添加的猪肉脂肪含量越低,香肠的蒸煮损失越高,持水性和乳化稳定性下降,这与本研究的结果一致。汪张贵等[8]研究发现,中、低脂肪蛋白比的肉糜加热后游离出来的液体无显著性差异,但过高的脂肪会增加游离出的液体含量,降低肉糜的乳化稳定性,这与本实验中添加10%油脂的鱼糜样品中游离出来的液体质量高于8%油脂添加量的研究结果一致。以上结果表明,一定添加量的油脂能够增强鱼糜的乳化稳定性和凝胶强度,但过高的油脂添加量会因蛋白质不足以充分包裹油脂而使多余的油脂从蛋白质网状结构中流出,使得游离出来的液体质量百分数增加,这与图1中凝胶强度的变化趋势相一致。

2.3 DSC分析凝胶中水分分布状态的变化

图2 不同油茶籽油添加量鱼糜凝胶的DSC图
Fig.2 Heat fl ow of surimi gels with camellia tea oil added at different concentrations

表2 油茶籽油添加量对鱼糜凝胶水分分布状态的影响
Table2 Effect of camellia tea oil addition on water state distribution of surimi gels
%

由图2可知,鱼糜凝胶在-10~10 ℃之间出现了一个吸热峰,表明凝胶中的可冻结水在升温过程中发生焓变,由此可推测出凝胶中可冻结水和非冻结水的含量。由表2可知,随着油茶籽油添加量的增加,鱼糜凝胶中可冻结水的含量逐渐减少,而非冻结水的含量逐渐增加,油脂添加量达到8%后趋于稳定。非冻结水指在测试温度范围内未发生相变,与高分子物质紧密结合的水[9],本实验中主要指与鱼糜蛋白质结合的水。非冻结水含量的增加表明与蛋白质紧密结合的水的量增加,即鱼糜凝胶的持水性增加。Pramualkijja等[18]研究发现,当米糠油的含量从0%增加到10%时,牛肉盐溶性蛋白凝胶持水性增加。凝胶持水性的增加推测是由于油脂能与其他物质结合覆盖在鱼糜蛋白表面,形成了更加致密的凝胶网状结构,阻止了鱼糜凝胶中水分的迁移和损失。本实验中油脂的添加增加了凝胶持水性的研究结果与鱼糜乳化稳定性的变化趋势一致。

DSC图谱显示,随着油茶籽油添加量的增加,鱼糜凝胶吸热峰的峰值逐渐向低温段移动,从3.21 ℃(未添加油茶籽油)逐渐降低到1.54 ℃(油茶籽油添加量为10%)。Lue等[19]的研究表明,聚合材料中不易流动水以一定的方向包围着聚合物和非冻结水,排列成第2或第3水化层,形成类似“笼形”的“聚集体”,在空间允许的情况下,水分子有形成更多氢键的趋势以形成这种结构。随着油脂添加量的增加,水分子与油脂之间也可形成部分氢键以利于这种结构的形成,使更多水分子禁锢在脂质-蛋白复合凝胶网络结构中,不易流动水的流动性减弱,导致冰点降低,吸热峰的峰值向低温区移动[20-21]

2.4 拉曼光谱分析

2.4.1 C—H伸缩振动的变化

图3 不同油茶籽油添加量鱼糜凝胶的拉曼光谱图
Fig.3 Raman spectra (2 800‒3 000 cm-1) of pure camellia tea oil, pure surimi gel and surimi gel with 8% camellia tea oil added

图4 归一化的2 854 cmm-1和2 9300 ccmm-1峰强随油茶籽油添加量的变化
Fig.4 Normalized intensity of 2 854 and 2 930 cm-1peaks of surimi gels with camellia tea oil added at different concentrations

拉曼光谱图谱中,2 800~3 000 cm-1范围内各峰反映了脂肪族C—H的伸缩振动变化。如图3所示,纯的油茶籽油在2 854 cm-1和2 923 cm-1处有两个强峰,未加入油茶籽油的鱼糜凝胶和加入8%油茶籽油的鱼糜凝胶在2 854 cm-1和2 930 cm-1附近出现两个强峰,这两个峰分别是由酰基—CH2基团的对称伸缩振动和不对称伸缩振动引起的[22]。油茶籽油中2 854 cm-1处的峰强高于2 923 cm-1处,而含0%和8%油茶籽油的鱼糜凝胶在2 930 cm-1处的峰强高于2 854 cm-1处,表明油茶籽油中酰基—CH2基团主要以对称伸缩振动为主,而鱼糜凝胶中油脂的酰基—CH2基团主要以不对称伸缩振动为主。加入油茶籽油鱼糜凝胶的峰宽大于纯油茶籽油和未添加油脂的鱼糜凝胶的峰宽,峰宽的增加是由于脂质中酰基链的构象变得不规则,鱼糜凝胶中脂质构象的不规则变化可能是由于蛋白质的疏水残基在一定程度上嵌入了油脂酰基链的内部,增加了脂质-蛋白之间的相互作用,使得蛋白质和脂质构象均变得不规则[23]。归一化后峰强随油脂添加量的变化如图4所示,随着油脂添加量的增加,峰强显著性降低(P<0.05),当油脂添加量为8%时,峰强最低,此后峰强无显著性变化(P>0.05)。Larsson等[24]研究表明,周围环境的极性增加会增加此峰的强度。由于油脂为非极性物质,当添加的油脂量逐渐增加时,鱼糜蛋白周围的极性降低,峰强减小。当油脂添加量为8%时,此峰的强度最低,可能是因为在此油脂添加量时脂肪族残基的疏水相互作用最大[25]。蛋白质为两亲物,它正是通过疏水基团包裹油脂,与油脂充分作用形成脂质-蛋白凝胶体系,随着油脂添加量的增加,脂肪族残基的疏水相互作用增加,蛋白与油脂之间的相互作用增强,蛋白质基质形成的凝胶网络结构更加紧密,从而使得乳化稳定性、持水性和凝胶强度增加。

2.4.2 O—H伸缩振动的变化

图 55峰强比值随油茶籽油添加量的变化
Fig.5 Change in ratio ofas a function of the concentration of camellia tea oil added to surimi gels

波数在3 100~3 500 cm-1范围内的拉曼光谱与水分子的大小和流动性有关,反映了水分结构及状态的变化[26]。本实验中在3 380 cm-1附近出现一个小峰,3 250 cm-1附近出现一个强度较大的峰,分别为O—H的不对称谱带和对称谱带[26]。由图5可知,鱼糜凝胶中O—H谱带的相对强度随油脂添加量的增加呈下降趋势。Sánchez-González等[6]研究发现,当鱼糜从溶胶状态变成凝胶状态时,水分子之间的氢键变弱而使vs(O—H)谱带I3250cm-1/I3380cm-1的比值降低。Lafleur等[27]研究发现当大藤壶(giant barnacle)肌肉中的间隙由小变大,分布在间隙中水的聚集体由小变大时,vs(O—H)谱带I3250cm-1/ I3380cm-1的比值降低。因此本实验中vs(O—H)谱带强度的降低可能是由于油脂填补了原来蛋白网状结构中的间隙,使蛋白网络结构更加紧密,水分子以更小的状态分散在脂质-蛋白网络结构中,限制了水的流动性,使水分子之间氢键的形成能力减弱,从而降低了vs(O—H)谱带强度,这与前面的实验结论一致。

2.4.3 蛋白质二级结构的变化

图6 不同油茶籽油添加量的鱼糜凝胶的拉曼光谱图 (400~4 000 cm
Fig.6 Raman spectra (400‒4 000 cm-1) for surimi gels with camellia tea oil added at different concentrations (0%‒10%)

表3 酰胺Ⅰ带估算油茶籽油添加量对鱼糜凝胶蛋白质二级结构含量的影响
Table3 Secondary structure fractions of surimi protein estimated from the amide I band as a function of camellia tea oil level

不同添加量油茶籽油鱼糜凝胶的拉曼光谱图如图6所示,随着油茶籽油添加量的增加,鱼糜凝胶的酰胺Ⅰ带从1 661.35 cm-1逐渐向右偏移,当添加量增加到10%时,酰胺Ⅰ带偏移到1 665.13 cm-1;酰胺Ⅲ带的峰强逐渐增加。由酰胺Ⅰ带的变化,根据Alix等[28]的方法对蛋白质的二级结构相对含量的计算结果显示,加入油茶籽油后,鱼糜凝胶中蛋白质二级结构发生显著变化(表3)。油脂添加量从0%增加到10%时,α-螺旋结构相对含量降低(从43.48%降低到29.97%),而β-折叠、β-转角和无规卷曲结构的相对含量均逐渐增加,分别从28.45%增加到38.80%、从17.03%增加到19.15%、从10.99%增加到11.81%。这与Howell[29]、Lee[30]、Herrero[23]和Shao Junhua[31]等的研究结果一致。Shao Junhua等[32]报道酰胺Ⅲ带(1 230~1 350 cm-1)峰强的增加是由于形成了更多含量的β-折叠结构,这与酰胺Ⅰ带的分析结果一致。因此,加入油脂后不仅改变了鱼糜凝胶中脂质的构象,也改变了蛋白质的构象,使蛋白质结构朝更加不规则的方向变化,有利于蛋白质疏水基团的暴露,能够更好地与脂质相互作用,增加了凝胶强度和乳化稳定性。Beattie等[33]研究发现,牛肉硬度的增加与蛋白质二级结构中β-折叠含量呈正相关;Herrero等[25]发现熟肉的破断力也与蛋白质二级结构中β-折叠的含量呈正相关。因此,鱼糜凝胶中凝胶强度的增加可能与蛋白质二级结构中β-折叠含量的增加有关,关于这两者之间的具体联系还有待进一步验证。

3 结 论

本实验结果表明,加入不同添加量的油茶籽油后,鱼糜凝胶特性发生了显著变化。随着油脂添加量的增加,鱼糜凝胶强度、乳化稳定性都显著增加。当油脂添加量为8%时,凝胶特性最好,继续增加油脂添加量,油脂分子得不到充分乳化,凝胶强度和乳化稳定性不再增加。DSC分析结果表明,鱼糜凝胶的持水性随着油脂添加量的增加而显著增加;拉曼图谱分析表明,油脂的加入对鱼糜凝胶中脂质、蛋白质的结构以及水分在凝胶中的分布状态均产生显著影响,使得脂质和蛋白质的构象变得不规则,导致疏水残基的暴露,有利于它们之间的相互作用,形成了更加致密的凝胶网络结构,水分以更加细小的状态分布在凝胶网络结构中,最终使得凝胶强度、乳化稳定性和持水性均增加。因此,不同添加量油脂导致的鱼糜凝胶特性的改善主要与凝胶体系中水分、脂质和蛋白质的分布及结构的改变以及它们之间的相互作用有关。

参考文献:

[1] CHOJNICKA A, SALA G, DEKRUIF C G, et al. The interactions between oil droplets and gel matrix affect the lubrication properties of sheared emulsion-filled gels[J]. Food Hydrocooids, 2009, 23(3): 1038-1046. DOI:10.1016/j.foodhyd.2008.08.008.

[2] PIETROWSKI B N, TAHERGORABI R, JACZYNSKI J. Dynamic rheology and thermal transitions of surimi seafood enhanced with ω-3-rich oils[J]. Food Hydrocolloids, 2012, 27(2): 384-389. DOI:10.1016/ j.foodhyd.2011.10.016.

[3] SHI Liu, WANG Xianfeng, CHANG Tong, et al. Effects of vegetable oils on gel properties of surimi gels[J]. LWT-Food Science and Technology, 2014, 57(2): 586-593. DOI:10.1016/j.lwt.2014.02.003.

[4] 陈倩, 李沛军, 孔保华. 拉曼光谱技术在肉品科学研究中的应用[J].食品科学, 2012, 33(15): 307-313.

[5] MARQUARDT B J, WOLD J P. Raman analysis of fi sh: a potential method for rapid quality screening[J]. LWT-Food Science and Technology, 2004, 37(1): 1-8. DOI:10.1016/S0023-6438(03)00114-2.

[6] SÁNCHEZ-GONZÁLEZ I, CARMONA P, MORENO P, et al. Protein and water structural changes in fish surimi during gelation as revealed by isotopic H/D exchange and Raman spectroscopy[J]. Food Chemistry, 2008, 106(1): 56-64. DOI:10.1016/ j.foodchem.2007.05.067.

[7] LURUEÑA-MARTÍNEZ M A, VIVAR-QUINTANA A M, REVILLA I. Effect of locust bean/xanthan gum addition and replacement of pork fat with olive oil on the quality characteristics of low-fat frankfurters[J]. Meat Science, 2004, 68(3): 383-389. DOI:10.1016/ j.meatsci.2004.04.005.

[8] 汪张贵, 吴菊清. 脂肪蛋白比对肉糜特性的影响[J]. 食品科学, 2011, 32(3): 68-72.

[9] 刘锐, 武亮, 张影全, 等. 基于低场核磁和差示量热扫描的面条面团水分状态研究[J]. 农业工程学报, 2015, 31(9): 288-294. DOI:10.11975/j.issn.1002-6819.2015.09.043.

[10] LI-CHAN E C Y. The applications of Raman spectroscopy in food science[J]. Trends in Food Science and Technology, 1996, 7(11): 361-370. DOI:10.1016/S0924-2244(96)10037-6.

[11] 韩敏义, 李伟峰, 王鹏, 等. 拉曼光谱研究NaCl浓度对猪肉肌原纤维蛋白凝胶硬度的影响[J]. 核农学报, 2014, 28(12): 2193-2199. DOI:10.11869/j.issn.100-8551.2014.12.2192.

[12] DEBUSCA A, TAHERGORABI R, BEAMER S K, et al. Interactions of dietary fi bre and omega-3-rich oil with protein in surimi gels developed with salt substitute[J]. Food Chemistry, 2013, 141(1): 201-208. DOI:10.1016/j.foodchem.2013.02.111.

[13] ALVAREZ D, XIONG Youling L., CASTILLO M, et al. Textural and viscoelastic properties of pork frankfurters containing canolaolive oils, rice bran, and walnut[J]. Meat Science, 2012, 92(1): 8-15. DOI:10.1016/j.meatsci.2012.03.012.

[14] WU M G, XIONG Youling L., CHEN J Y, et al. Rheological and microstructural properties of porcine myofibrillar protein-lipid emulsion composite gels[J]. Journal of Food Science, 2009, 74(4): 207-217. DOI:10.1111/j.1750-3841.2009.01140.x.

[15] HOOGENKAMP H W. Low fat sausage: making it work[J]. Meat Processing, 1987, 26: 28-34.

[16] LUO Yongkang, KUWAHARA R, KANENIWA M, et al. Comparison of gel properties of surimi from Alaska pollock and three freshwater fi sh species: effects of thermal processing and protein concentration[J]. Journal of Food Science, 2001, 66(3): 548-554. DOI:10.1111/j.1365-2621.2001.tb04600.x.

[17] HUGHES E, COFRADES S, TROY D J. Effects of fat level, oat fi bre and carrageenan on frankfurters formulated with 5%, 12% and 30% fat[J]. Meat Science, 1997, 45(3): 273-281. DOI:10.1016/S0309-1740(96)00109-X.

[18] PRAMUALKIJJA T, PIRAK T, KERDSUP P. Effect of salt, rice bran oil and malva nut gum on chemical, physical and physico-chemical properties of beef salt-soluble protein and its application in low fat salami[J]. Food Hydrocolloids, 2016, 53: 303-310. DOI:10.1016/ j.foodhyd.2015.03.004.

[19] LUE S J, SHIEH S J. Modeling water states in polyvinyl alcoholfumed silica nano-composites[J]. Polymer, 2009, 50(2): 654-661. DOI:10.1016/j.polymer.2008.11.026.

[20] MATIJA T, FLORIAN P, OTTO G. A thermoreversible double gel: characterization of a methylcellulose and ê-carrageenan mixed system in water by SAXS, DSC and rheology[J]. Journal of Colloid and Interface Science, 2008, 322(1): 41-50. DOI:10.1016/j.jcis.2008.03.013.

[21] 张莉莉. 高温(100~120 ℃)处理对鱼糜及其复合凝胶热稳定性的影响[D]. 青岛: 中国海洋大学, 2013: 77-78. DOI:10.7666/d.D328962.

[22] van de VOORT F R, SEDMAN J, RUSSIN T. Lipids analysis by vibrational spectroscopy[J]. European Journal of Lipid Science and Technology, 2001, 103(2): 815-840. DOI:10.1002/1438-9312(200112)103:12<815::AID-EJLT11 11815>3.0.CO;2-P.

[23] HERRERO A M, CARMONA P, PINTADO T, et al. Olive oil-inwater emulsions stabilized with caseinate: elucidation of protein-lipid interactions by infrared spectroscopy[J]. Food Hydrocolloids, 2011, 25(1): 12-18. DOI:10.1016/j.foodhyd.2010.04.014.

[24] LARSSON K, RAND R P. Detection of changes in the environment of hydrocarbon chains by Raman spectroscopy and its application to lipid-protein systems[J]. Biochimica et Biophysica Acta, 1973, 326(2): 245-255. DOI:10.1016/0005-2760(73)90250-6.

[25] HERRERO A M, CARMONA P, LOPEZ-LOPEZ I, et al. Raman spectroscopic evaluation of meat batter structural changes induced by thermal treatment and salt addition[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2008, 56(16): 7119-7124. DOI:10.1021/jf800925s.

[26] HERRERO A M, CARMONA P, GARCIA M L, et al. Ultrastructural changes and structure and mobility of myowater in frozen-stored hake (Merluccius merluccius L.) muscle: relationship with functionality and texture[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2005, 53(7): 2558-2566. DOI:10.1021/jf0490706.

[27] LAFEUR M, PIGEON M, PZOLET M, CAILLÉJ P. Raman spectrum of interstitial water in biological systems[J]. Physical Chemistry, 1989, 93(4): 1522-1526. DOI:10.1021/j100341a066.

[28] ALIX J P, PEDANOU G, BERJOT M. Fast determination of the quantitative secondary structure of proteins by using some parameters of the raman amideⅠband[J]. Journal of Molecular Structure, 1988, 174: 159-164. DOI:10.1016/0022-2860(88)80151-0.

[29] HOWELL N K, HERMAN H, LI-CHAN E C Y. Elucidation of protein-lipid interaction in a lysozymed-corn oil system by Fourier transform Raman spectroscopy[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2001, 49(3): 1529-1533. DOI:10.1021/jf001115p.

[30] LEE S H, LEFEVRE T, SUBIRADE M, et al. Changes and roles of secondary structures of whey protein for the formation of protein membrane at soy oil/water interface under high-pressure homogenization[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2007, 55(26): 10924-10931. DOI:10.1021/jf0726076.

[31] SHAO Junhua, DENG Yamin, ZHOU Guanghong, et al. A Raman spectroscopic study of meat protein/lipid interactions at protein/oil or protein/fat interfaces[J]. International Journal of Food Science and Technology, 2015, 50(4): 982-989. DOI:10.1111/ijfs.12695.

[32] SHAO Junhua, ZOU Yufeng, XU Xinglian, et al. Evaluation of structural changes in raw and heated meat batters prepared with different lipids using Raman spectroscopy[J]. Food Research International, 2011, 44(9): 2955-2961. DOI:10.1016/ j.foodres.2011.07.003.

[33] BEATTIE R J, BELL S J, FARMER L J, et al. Preliminary investigation of the application of Raman spectroscopy to the prediction of the sensory quality of beef silverside[J]. Meat Science, 2004, 66(4): 903-913. DOI:10.1016/j.meatsci.2003.08.012.

Effect of Camellia Tea Oil on Properties and Structure of Surimi Gels

ZHOU Xuxia, JIANG Shan, GU Saiqi, ZHAO Dandan, DING Yuting*
(Institute of Food Technology and Quality Control, Ocean College, Zhejiang University of Technology, Hangzhou 310014, China)

Abstract:The objective of this study was to investigate the effect of camellia tea oil on gel strength, water distribution, lipid and protein structure of surimi gels. The results showed that added oil resulted in a signif i cant increase in gel strength, emulsion stability and water-holding capacity of surimi gels (P < 0.05), and when the oil concentration was increased to 8%, these parameters basically kept stable. Under this condition, the gel strength was 225.1 g·cm and the percentage of total expressible fl uid (TEF) was 2.60%. Raman spectroscopy analysis revealed that the addition of camellia tea oil changed the structure of lipid and protein in surimi gels, as indicted mainly by the increased width of C‒H band, the decreased intensity of O‒H band and the increased contents of β-sheet, β-turn and random coil accompanied by the decreased content of α-helix in surimi protein. Meanwhile, with increasing added oil, the water was distributed in a much smaller state in surimi. These fi ndings may further explain the mechanism for the effect of exogenous oil on gel strength, emulsion stability and water-holding capacity of surimi gels.

Key words:surimi gel; gel strength; emulsion stability; water distribution; protein structure; Raman spectroscopy

DOI:10.7506/spkx1002-6630-201709005

中图分类号:TS254

文献标志码:A

文章编号:1002-6630(2017)09-0027-07

引文格式:

周绪霞, 姜珊, 顾赛麒, 等. 油茶籽油对鱼糜凝胶特性及凝胶结构的影响[J]. 食品科学, 2017, 38(9): 27-33. DOI:10.7506/ spkx1002-6630-201709005. http://www.spkx.net.cn

ZHOU Xuxia, JIANG Shan, GU Saiqi, et al. Effect of camellia tea oil on properties and structure of surimi gels[J]. Food Science, 2017, 38(9): 27-33. (in Chinese with English abstract)

DOI:10.7506/spkx1002-6630-201709005. http://www.spkx.net.cn

收稿日期:2016-04-18

基金项目:国家自然科学基金面上项目(31371799;31471613)

作者简介:周绪霞(1980—),女,教授,博士,研究方向为食品加工与质量安全控制。E-mail:xzhou@zjut.edu.cn

*通信作者:丁玉庭(1963—),男,教授,博士,研究方向为食品加工、储藏与质量安全控制。E-mail:dingyt@zjut.edu.cn