斑点叉尾鮰鱼皮保藏方法＊

刘海英,何磊,过世东

(江南大学食品学院,江苏 无 锡,214122)

斑点叉尾鮰鱼皮保藏方法＊

刘海英,何磊,过世东

(江南大学食品学院,江苏 无 锡,214122)

通过自然风干、烘干和盐渍 3种不同的方法处理斑点叉尾鮰鱼皮,并在室温条件下分别保藏 10、30、60和 90 d。在鱼皮保藏结束后,利用差示扫描量热法定期测定鱼皮的收缩温度,提取鱼皮酸溶胶原并测定各胶原的红外光谱性质,利用 SDS-PAGE电泳法测定胶原分子的分子质量分布,以此分析各种处理方法及保藏时间对鱼皮性质的影响。结果表明:风干处理后的鱼皮经保藏一段时间后,复水后的鱼皮和其酸溶胶原的特性与新鲜鱼皮及其酸溶胶原的特性最为接近,表明风干处理的效果最佳,从中提取所得酸溶胶原结构基本保持原有状态。

鱼皮,保藏,差示扫描量热法,SDS-PAGE

明胶是胶原的变性产物,现已经被广泛地用于食品加工、照相底片、化妆品和制药等行业。明胶的生产原料通常来源于哺乳动物 (主要是猪和牛)的皮与骨,而利用水产动物为原料制取明胶的研究较少[1]。近年来,由于受到疯牛病、口蹄疫以及宗教原因的影响,哺乳动物明胶的应用受到一定限制,而鱼皮明胶却以其低抗原性、低致敏性等特殊性质引起了人们的广泛重视。斑点叉尾鮰 (channel catfish,Ietalurus Punetaus)是美国最重要的水产养殖鱼类之一[2],我国于 1984年首次引进,至今已经被广泛养殖。目前国内对其多为加工成鱼片出口。随着出口需求大量增加,生产过程产生的鱼皮逐年增多,但这些鱼皮利用率很低。

斑点叉尾鮰鱼皮中含有大量的胶原,是制取明胶的优良原料。但是,由于斑点叉尾鮰鱼皮胶原的变性温度较低 (34℃)[3],且易于分解。因此,寻找鱼皮的适宜保藏方法对于鱼皮明胶的制备显得尤为重要。目前,我国水产加工企业的实际生产中对鱼皮的保藏以冻藏为主,但是这种方法存在能耗大,成本高的问题。

本文主要采用烘干、冷风干燥、盐渍 3种方法预处理鱼皮,而后常温保藏,并利用差示扫描量法(DSC)、傅里叶红外扫描性质及相对分子量分布比较3种处理方法对鱼皮及鱼皮内胶原性质的影响,以期得到一种简单易行,并能保持鱼皮原有性质的保藏方法。

1 实验方法和材料

1.1 实验材料

斑点叉尾鮰鱼鱼皮,江苏省泰兴江泰食品有限公司;新鲜斑点叉尾鮰鱼,精制食用盐,购自超市;其他化学试剂均为分析纯。

1.2 实验仪器

差示扫描量热仪 Pyris 1 dsc,美国 PerkinEl mer公司;傅立叶变换红外光谱仪 NEXUS470,N ICOLET公司;电泳仪 Powerpac,Bio-Rad公司;凝胶电泳成像仪Gel Doc-It TS,UVP公司;真空冷冻干燥机MlocroMoD-uLYo-23,Ther mo Savant公司。

1.3 实验方法

1.3.1 样品制备

(1)新鲜鱼皮:新鲜斑点叉尾鮰鱼剖片,去肉。

(2)烘干鱼皮:鱼皮于烘箱内 57℃干燥 (前期研究表明,斑点叉尾鮰鱼皮的收缩温度在 58～60℃,超过此温度胶原肽链断裂),当鱼皮质量基本不变时,冷却装入封口袋,置于干燥避光环境常温保藏。保藏时间分别为 10,30,60,90 d。

⑶风干鱼皮:鱼皮置于通风口处 (0～15℃左右),使其自然风干,当其质量基本不变后,装入封口袋中置于干燥避光常温保藏。保藏时间分别为 10,30,60,90 d。

⑷盐渍鱼皮:鱼皮上均匀抹上精制食用盐 (约 2 g鱼皮:1 g食盐),摆放过夜脱去水分,之后除去鱼皮表面盐粒,装入封口袋中避光常温保藏。保藏时间分别为 10,30,60,90 d。

1.3.2 鱼皮酸溶性胶原的提取

新鲜、同处理方法及不同保藏时间的鱼皮分别切块 (5 mm ×5 mm),鱼皮与 50 g/L NaCl溶液以 1 g∶5 mL的比例浸泡 6h(低于 10℃,间歇搅拌)除去非胶原物质,用冷却去离子水洗涤浸泡过的鱼皮,并在沥干后用鱼皮 (g)∶正已烷 (mL)=1∶2在正己烷中浸泡6 h,每 2 h搅拌 15 min除去脂肪。用冷却去离子水冲洗多次后,于通风橱中沥干,之后于冰箱内冷藏。采用 0.5 mol/L乙酸对预处理鱼皮浸提 24 h,提取温度低于 10℃,间歇搅拌。浸提液用多层纱布过滤,在冰水浴环境用研细的 NaCl盐析直至溶液中 NaCl浓度达到 0.9mol/L。盐析液离心 (4 000 r/min,30 min)后得白色沉淀物,之后复溶于 0.5 mol/L乙酸溶液,再重复操作溶解于沉淀 2～3次。沉淀于 10℃以下分别对 0.1 mol/L乙酸和冷却去离子水透析,所得产物经真空冷冻干燥[3]后,封口袋密封,于干燥器内避光保存。

1.3.3 鱼皮收缩温度测定

干燥处理过的鱼皮,分别在去离子水中浸泡 4～6 h,后取出沥干。盐渍处理的鱼皮,经冷却去离子水冲洗多次后沥干待用。新鲜鱼皮无需浸泡处理。准确称取 12～15 mg鱼皮样品于 DSC铝坩埚中,压盖。差示扫描量热仪采用金属铟校正后,以空坩埚作为参比进行测定。扫描温度为 30～100℃,升温速率为10℃/min,吹扫 N2流量为 20 mL/min。

1.3.4 胶原的傅里叶红外光谱 (FT-IR)分析

采用 Nicolet Nexus 470傅立叶变换红外光谱仪对样品在 400～4 000 cm-1区间内进行扫描,扫描次数 64次 ,分辨率为 4 cm-1[4-5]。

1.3.5 鱼皮酸溶性胶原的 SDS-PAGE分析

采用 LaemmLi[6]的方法,使用 7.5%分离胶和5%浓缩胶,溴酚兰染色,上样量为 10μL。考马斯亮蓝 R-250染液,甲醇 /乙醇溶液脱色。

2 结果与讨论

2.1 鱼皮收缩温度的比较

不同处理方法及不同保藏时间所处理鱼皮的热收缩温度见表 1。从表 1中可以看出,风干处理后鱼皮的热收缩温度比新鲜鱼皮有所下降;烘干处理后的鱼皮热收缩温度与新鲜鱼皮的保持在同一水平,并随保藏时间增加而缓慢升高;经过盐渍处理的鱼皮其热收缩温度与新鲜鱼皮的相差很大,且其热收缩温度在保藏期间呈不稳定趋势,波动较大无规律可循。

表1 不同处理后鱼皮的热收缩温度

2.2 鱼皮酸溶胶原的傅里叶红外光谱比较

红外光谱是研究蛋白质结构的一种有效方法。胶原傅里叶红外转换对比扫描图谱如图 1～图 3所示。

从图 1～图 3中可以得出,新鲜鱼皮酸溶胶原、风干处理鱼皮、烘干处理鱼皮和盐渍处理鱼皮酸溶胶原的酰胺 A带、酰胺Ⅰ带、酰胺Ⅱ带、酰胺Ⅲ带的出峰处如表 2所示。

图 1 新鲜鱼皮酸溶胶原与风干处理鱼皮的酸溶胶原红外光谱图对比(图 1中曲线自上而下依次为:新鲜鱼皮酸溶胶原、风干后保藏 10 d的鱼皮酸溶胶原、风干后保藏 30 d的鱼皮酸溶胶原、风干后保藏 60 d的鱼皮酸溶胶原、风干后保藏 90 d的鱼皮酸溶胶原)

图 2 新鲜鱼皮酸溶胶原与烘干处理鱼皮的酸溶胶原红外光谱图对比(图 2中曲线自上而下依次为:新鲜鱼皮酸溶胶原、烘干后保藏 10 d的鱼皮酸溶胶原、烘干后保藏 30 d的鱼皮酸溶胶原、烘干后保藏 60 d的鱼皮酸溶胶原、烘干后保藏 90 d的鱼皮酸溶胶原)

图 3 新鲜鱼皮酸溶胶原与盐渍处理鱼皮的酸溶胶原红外光谱图对比(图 3中曲线自上而下依次为:新鲜鱼皮酸溶胶原、盐渍后保藏 10 d的鱼皮酸溶胶原、盐渍后保藏 30 d的鱼皮酸溶胶原、盐渍后保藏 60 d的鱼皮酸溶胶原、盐渍后保藏 90 d的鱼皮酸溶胶原)

酰胺 A通常出现在 3 330 cm-1附近,是 N—H伸缩振动的吸收峰,表明氢键的存在以及其变化情况。酰胺B出现于 3 080 cm-1,这是胶原在扫描中通常出现的波长[7]。酰胺Ⅰ带、酰胺Ⅱ带、酰胺Ⅲ带分别表示 C=O的伸缩振动、N—H的弯曲振动和 C—H的伸缩振动。酰胺 I和蛋白质的二级结构有关,酰胺Ⅲ证明了螺旋结构的存在[8-9]。

从表 2中可以看出风干、烘干、盐渍 3种方法对鱼皮的处理后,从中提取所得胶原的 N-H伸缩振动的吸收峰位置飘移不显著。风干处理的鱼皮胶原的N—H伸缩振动的吸收峰随着保藏时间的延长上下波动;烘干处理鱼皮胶原的N—H伸缩振动的吸收峰则随保藏时间的增加而总体低波长略有偏移;盐渍处理鱼皮胶原的 N—H伸缩振动的吸收峰随保藏时间的延长上下波动。同时,酰胺B吸收峰飘移不明显。处理后的鱼皮胶原的 C=O的伸缩振动峰、N—H的弯曲振动峰和 C—H的伸缩振动峰与新鲜鱼皮胶原基本一致。结果表明氢键结构变化明显,胶原三股螺旋结构的存在[8],即所提取的处理后鱼皮胶原基本保留了 d然胶原的原有形态。

表2 各种处理和不同保藏时间后鱼皮酸溶胶原红外光谱出峰波长

2.3 鱼皮胶原的分子量分布

对鱼皮胶原的 SDS-PAGE电泳,通过凝胶成像系统成像观察明胶分子中α、β、γ的分布,其结果如图 4所示。

图 4 不同处理鱼皮的胶原 SDS-PAGE电泳图

从图 4可以看出,盐渍方法处理的鱼皮在短期(30 d)内保藏其胶原结构能较好地保持原有状态,与新鲜鱼皮胶原相比无明显变化。但随着保藏时间的延长,在 60 d保藏期过后,鱼皮内的胶原开始变性,在β链与α链之间出现了链断裂,同时在α链以下片区成像显示有断裂出现。风干处理方法干燥所得鱼皮在保藏期间内提取得到的胶原结构与新鲜胶原相似,肽链也无解旋,胶原结构保持较完整。烘干处理方法干燥鱼皮提取所得鱼皮胶原从保藏初期开始,其胶原结构发生明显结构变化,肽链产生断裂。电泳图中β链与α链之间和α链不同分子量的肽链片段。结果表明,和新鲜鱼皮相比,风干处理方法优于盐渍处理方法,烘干处理的样品品质最差。

3 结论

通过 3种方法测定了鱼皮性质及鱼皮酸性胶原结构。结果表明,烘干处理保藏鱼皮效果不佳,从中提取的酸性胶原不能在保藏期间保持原有结构,烘干的方法需要一定的设备,消耗一定的电能,成本较高;盐渍保藏方法消耗食盐,加工后盐分难以去除;风干处理后保藏鱼皮与新鲜鱼皮相似,从其中提取所得酸溶性胶原结构仍保持新鲜鱼皮中的状态。斑点叉尾鮰的加工一般在下半年,春节期间是加工旺季。此时,气温比较低,风干处理在工厂实践中比较方便可行,只需要提供一个合适的场地,不需要提供设备和消耗能耗,是一种比较经济简便的保藏方法。

[1] Block E,Ahmed S,Apitz-Castro R,et a1.(E,Z)-Ajoene:a potent antithrombotic agent from garlic[J].J Am Chem Soc,1984,106:8 295-8 296.

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[3] Liu Haiying,Li Ding,Guo Shidong.Studies on collagen from the skin of channel catfish(Ictalurus punctatus)[J].Food Chemistry:2007,101(2):621-625.

[4] 刘苏锐,王坤余等.猪皮Ⅰ型胶原蛋白的提取及其结构表征[J].中国皮革,2007,36(7):43-46.

[5] Muyonga J H.Fourier transform infrared(FTIR)spectroscopic study of acid soluble collagen and gelatin from skins and bones of young and Nile perch(Lates niloticus)[J].Food Chemistry,2004(86):325-322.

[6] LaemmLi U K.Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4[J].Nature(London),1970,227:680-685.

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Sudies on Preservation M ethods of Fish Skin

Liu Hai-ying,He Lei,Guo Shi-dong
(College of Food Science,Jiangnan University,Wuxi 214122,China)

In this study,channel catfish skinswere dried with three differentmethods:air dry at room temperature,hot air dry and marinated with salt.The treated samples were preserved at room temperature for 10 days,30 days,60 days and 90 days.Channel catfish skin shrinkage temperature were measured by differential calorimetry(DSC)method.Collagens of those fish skinswere extracted.The molecularweight distributionswere determined by SDS-PAGE,and the Fourier Transfor m Infrared Spectroscopies of the collagenswere also studied.The results showed that natural drying was the best treatment for fish skin preservation.

Channel catfish skin,Preservation,DSC,SDS-PAGE

博士,副教授 (过世东教授为通讯作者)。

＊江苏省自然基金 (BK2009749)资助

2010-08-16,改回日期:2010-12-17