葡萄籽提取物对鱿鱼鱼丸品质的影响

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(1.渤海大学食品科学与工程学院,生鲜农产品贮藏加工及安全控制技术 国家地方联合工程研究中心,辽宁锦州 121013; 2.中国水产科学研究院南海水产研究所,广东广州 510641; 3.大连东霖食品股份有限公司,辽宁大连 116101)

鱿鱼具有肉质鲜嫩、营养价值高、无骨刺易加工等特点[1],日益受到鱼糜生产者的青睐,具有作为鱼丸制品原料的重要前景。同时发现鱿鱼等水产品中有较高含量的甲醛(FA)和二甲胺(DMA),FA能和肽类、氨基酸残基等各种小分子量物质反应,导致蛋白质分子间及分子内交联,使蛋白溶解度下降,产品质地变硬、纤维化等,从而降低产品价值[2]。Benjakul等[3]研究结果显示FA诱导产生了疏水氨基酸侧链的甲基基团间大范围的共价键,促进了蛋白的聚集。Chanarat等[4]研究发现,贮藏过程中狗母鱼鱼糜中FA含量增大和蛋白质发生交联,导致鱼糜凝胶形成性变差,鱼糜凝胶的破断力增大,影响其品质。正因为鱿鱼的这些缺点,在一定程度上影响了其产业的发展,令鱼糜生产者望而止步。如何改进原料特性,如何有效控制其制品加工过程中FA含量的产生,成为制约鱿鱼开发的主要问题。鱿鱼鱼糜存在凝胶强度低、持水性弱等缺点,因此,如何有效改善鱿鱼鱼糜凝胶特性是目前提高鱿鱼鱼糜质量的一个关键点。

植物多酚广泛存在于水果、蔬菜中,主要有原花色素、单宁、酚酸、黄酮等。葡萄籽提取物(Grape seed extraction,GSE)是从葡萄籽提取和纯化的多酚类物质,其主要的活性成分是原花青素,由于原花青素分子中含有大量的酚羟基,使得GSE具有显著的清除自由基和抗氧化功能[5-6]。李超等[7]研究表明GSE可有效改善发酵鸭肉香肠贮藏时期的品质。吴帅帅等[8]研究表明茶多酚对甲醛(FA)的控制效果显著,改善了鱿鱼品质。Tyihak等[9]研究发现白黎芦醇是一种效果较好的FA捕获剂。李颖畅等[10]研究发现蓝莓叶多酚能够控制鱿鱼鱼丸中甲醛含量,改善鱿鱼鱼丸贮藏品质。GSE用于改善鱿鱼鱼糜的凝胶品质鲜见报道。因此,选用葡萄籽提取物为外源添加物,探讨其对秘鲁鱿鱼鱼丸品质的影响及内源性甲醛生成的调控作用,为其应用到鱼丸生产加工过程提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

冷冻的秘鲁鱿鱼胴体 -20 ℃冰箱中保存,锦州市林西路水产市场;葡萄籽提取物(原花青素95%) 陕西森弗天然制品有限公司;蛋清粉 深圳恒生生物科技有限公司;玉米淀粉 吉林省杞参食有限公司;甲醇(色谱纯) DIKMA公司;甲苯 天津市密欧化学试剂有限公司;苦味酸 西陇化工股份有限公司;三氯化钛溶液 天津市福晨科学试剂厂;以上试剂无特殊说明均为分析纯。

MS105DU电子分析天平 METTLER TOLEDO公司;ZB-5型斩拌机 诸城市华钢机械有限公司;CR-400色差计 日本Minolta公司;TA.XT-plus型质构仪 英国Stable Micro Systerm公司;SORVALL Stratos冷冻高速离心机 美国Thermo公司;FE20型pH计 METTLER TOLEDO公司;NM120低场核磁共振仪 上海纽迈电子科技有限公司;Milli-Q超纯水系统 美国Millipore公司;Agilent HPLC1260高效液相色谱仪 美国安捷伦科技公司;Agilent GC7890气相色谱仪 美国安捷伦科技公司;UV-2550紫外-可见分光光度计 岛津仪器(苏州)有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 鱿鱼鱼糜加工工艺 将冷冻的秘鲁鱿鱼胴体(-20 ℃保存)在4 ℃下进行解冻,去皮、水洗、用刀切成约1 cm×1 cm小块,10 ℃下空斩3 min,得到鱼糜备用。

1.2.2 鱿鱼鱼丸的制备 鱼糜样品10 ℃斩拌3 min,加3%盐和15%淀粉(占鱼糜的百分比),然后分别加入0、0.025%、0.050%、0.100%、0.200%、0.400%的葡萄籽提取物,继续斩拌20 min(10 ℃),装模、成型。40 ℃加热30 min,100 ℃加热4 min,4 ℃下冷藏过夜(约12 h)待测。检测鱼丸白度、凝胶强度、质构特性、横向弛豫时间T2以及鱼丸中的TMAO、TMA、DMA、FA含量。

1.2.3 鱼丸白度的测定 色差仪测出亮度值L*、红绿值a*、黄蓝值b*值,根据Pattarvivat[11]提出的公式计算出白度,公式为

1.2.4 鱼丸凝胶强度和质构(TPA)的测定 取制好的鱼丸样品切成边长为2.5 cm×2.5 cm的圆柱体,使用质构分析仪在质地剖面分析TPA模式下测定。测定条件参数为:测量前探头下降速度2.0 mm/s;测试速度1.0 mm/s;测量后探头回程速度1.0 mm/s;针入距离15.0 mm;触发力值10.0 g[12];探头类型P/5S;数据采集速率为200.00 point s/s。测定指标包括硬度、弹性和凝胶强度。

1.2.5 鱿鱼鱼丸水分含量的变化 样品放置在25 ℃恒温30 min,进行核磁共振试验。测试条件为:质子共振频率为22 MHz,测量温度为32 ℃。样品切成10×10×20 mm的长方体(重1.50±0.01 g)放入核磁管,然后放入分析仪中。采用Carr-Purcell-Meiboom-Gill(CPMG)脉冲序列测定自旋-自旋弛豫时间T2。参数设定为:SFI=22 MHz,P90(μs)=14,SW(kHz)=100,TR(ms)=2000 ms,NS=8,τ(μs)=150,Echocnt=4000[13]。

1.2.6 甲醛(FA)、二甲胺(DMA)、三甲胺(TMA)、氧化三甲胺(TMAO)含量测定

1.2.6.1 甲醛含量测定 参考励建荣[14]的方法,略有改进。在4 mL反应液中加入2 mL DNPH,在60 ℃下衍生30 min后用流水对样品进行冷却,然后用0.45 μm滤膜对样品进行过滤,进样检测。色谱条件:色谱柱:Eclipse Plus18C柱(4.6 μm×250 mm);流动相:A:H2O 30%,B:甲醇 70%;柱温:25 ℃;进样量:20 μL;洗脱时间:15 min;紫外检测器波长355 nm。

1.2.6.2 二甲胺含量测定 根据贾佳[15]的方法,略有改动。取2 mL反应液,加入65% KOH溶液2 mL,用蒸馏水定容至5 mL,加入对甲苯磺酰氯甲苯溶液2 mL,60 ℃水浴60 min,取出冰浴冷却,漩涡振荡2 min,取1 μL甲苯层进行GC-FID分析。色谱条件:色谱柱:H-5石英毛细管柱(30 m×0.32 mm×0.25 μm);仪器条件:进样口:270 ℃;检测器:280 ℃;柱温:初温100 ℃保持l min;以25 ℃/min升温到190 ℃,保持1 min;再以5 ℃/min升温到220 ℃保持1 min;然后以25 ℃/min升温到270 ℃保持3 min;不分流;氮气流速:2 mL/min;进样量:1 μL。

1.2.6.3 三甲胺和氧化三甲胺含量测定 根据贾佳[15]建立的方法,略有改动。取4 mL反应液,加入1 mL 10%甲醛,5 mL甲苯,3 mL 25% KOH。30 ℃水浴10 min,振荡2 min。将甲苯层用0.2 g无水硫酸钠吸水,吸取3 mL无水甲苯层与3 mL苦味酸混合,410 nm处比色。蒸馏水取4 mL做对照。

氧化三甲胺的测定:取4 mL反应液加入1% TiCl3(1 mL+99 mL)水溶液0.5 mL,80 ℃水浴90 s,冷水冷却,其余同三甲胺测定步骤。

1.3 数据统计

实验数据处理及作图采用Origin 9.0,SPSS 19.0统计分析软件,p<0.05为差异显著,实验至少重复3次,结果以平均值±标准偏差表示。

2 结果与分析

2.1 白度的变化

白度的高低可以反映鱼丸的品质等级和外观状态。由于GES本身带有颜色,会直接或间接地影响鱼丸白度。不同浓度的GES添加量对鱿鱼鱼丸白度的影响如图1所示,白度随着葡萄籽提取物浓度的增加而逐渐下降。当GSE添加量为0～0.025%时,鱿鱼鱼丸白度差异不显著(p>0.05);当GSE添加量高于0.050%～0.400%时,白度显著降低(p<0.05)。可见,葡萄籽添加量低于0.050%时,对白度无显著影响。

图1 葡萄籽提取物对秘鲁鱿鱼鱼丸白度的影响Fig.1 Effects of different concentration of GSE on whiteness value of squid balls注:图中不同小写字母表示差异显著, p<0.05;图2～图3,图6同。

2.2 质构特性的变化

硬度和弹性是影响鱿鱼鱼丸质构特性的重要指标,不同浓度GSE对鱿鱼鱼丸质硬度和弹性的变化如图2所示,随着GSE添加量的增加,弹性有缓慢增加的趋势,但是不同浓度之间无显著性差异(p>0.05),硬度呈逐渐上升趋势。未添加葡萄籽提取物的鱿鱼鱼丸硬度、弹性分别为1238.47 g、0.965,当GSE添加浓度为0.050%时,硬度、弹性值分别为1344.06 g、0.982,相比于空白组明显增加8.53%、1.77%。这可能是加入GSE后,GSE中多酚类物质与肉中蛋白质发生了反应,使蛋白质物质之间交联或者相互作用,从而增强了鱿鱼的机械性能[16]。

图2 葡萄籽提取物对秘鲁鱿鱼鱼丸质构特性的影响Fig.2 Effects of different concentration of GSE on texture of squid balls

2.3 凝胶强度的变化

凝胶强度等于破断力与凹陷距离的乘积,破断力可反映鱼丸的硬度情况,凹陷距离可间接反映出鱼丸的弹性情况,所以凝胶强度也是反映鱼丸品质的重要指标,通过改善破断力和凹陷距离可以改善鱼丸的凝胶强度[12]。不同浓度的GSE对鱿鱼鱼丸破断力、凹陷距离和凝胶强度的影响如图3所示。破断力、凹陷距离和凝胶强度随着GSE添加量的增加而呈现上升趋势,当添加量为0～0.050%时显著(p<0.05)增加,而后上升趋势增加缓慢。当GSE添加量在0.050%～0.400%范围时,凝胶强度无显著(p>0.05)变化;当GSE添加量等于0.400%时,鱼丸破断力和凝胶强度均达到最大值。说明一定浓度的GSE可以改善鱼丸的凝胶特性。从对破断力、凹陷距离和凝胶强度作用效果以及节省成本看,选择0.050%的葡萄籽提取物添加量比较合适。

图3 葡萄籽提取物对秘鲁鱿鱼鱼丸的 破断力、凹陷距离和凝胶强度的影响Fig.3 Effects of different concentration of GSE on breaking force,deformation and gel strength of squid balls

2.4 横向弛豫时间T2水分的变化

如图4可知，鱿鱼鱼丸存在4种状态的水,T21、T22、T23、T24，这4个T2特征峰所对应的弛豫时间分别为0.5～1.3,4～11,24～100,200～1000 ms。T2值是一种测定持水能力的方法,其大小代表该种水分与物质结合的紧密程度,T24值越大说明水分越易流动[9],各特征峰所对应的横坐标即为该水分的平均值。根据出峰时间和各特征峰所占总面积的百分比,认为4个特征峰分别对应的是T21和T22为结合水,T23为不易流动水,T24则是自由水。葡萄籽提取物对秘鲁鱿鱼弛豫组分峰面积比例的影响如图5可知,随着GSE添加量的增大,这几种状态的水分含量并不是一成不变的,P21、P22稍微增大,但差异不显著(p>0.05),GSE添加量为0～0.200%时,P23显著(p<0.05)增加;GSE添加量为0～0.200%时,P24略有减少,GSE添加量0.200～0.400%时,P24显著(p<0.05)减少,从2.44%下降到1.32%。GSE的加入对秘鲁鱿鱼鱼丸各状态下水分子的分布有影响,且可能使鱼丸中部分自由水转换成了结合水和不易流动水,减少了鱼丸中水的流动性,从而使鱼丸持水性增强,凝胶强度增大。

图4 秘鲁鱿鱼鱼丸T2横向弛豫时间的分布变化Fig.4 Change in T2 transverse relaxation time distribution of squid balls

图5 葡萄籽提取物对秘鲁鱿鱼 鱼丸弛豫组分峰面积比例的影响Fig.5 Changes of peaks area proportion of squid balls with different concentration of GSE

2.5 甲醛、二甲胺、三甲胺和氧化三甲胺含量的变化

不同浓度GSE对秘鲁鱿鱼鱼丸TMAO分解的影响结果如图6所示。由图6(a)可知,GSE添加量为0～0.050%时,随着GSE浓度的增加,FA、DMA含量显著(p<0.05)降低。由图6(b)可知,GSE添加量为0～0.200%时,随添加量的增加,TMAO含量显著(p<0.05)增加,GSE添加量为0～0.100%时,TMA含量则显著(p<0.05)减小,GSE再增加,TMA含量无显著性变化。表明GSE能够抑制秘鲁鱿鱼鱼丸中TMAO的热分解,降低FA、DMA和TMA含量,其中FA含量远远低于DMA含量。励建荣等[17]研究表明茶多酚具有捕获甲醛作用。GSE中主要是多酚类物质[18],其可能与FA发生酚醛缩合反应,从而使秘鲁鱿鱼凝胶制品中FA含量减少。也可能是GSE中的酚类物质抑制了自由基形成,进而使TMAO热分解受到抑制。综合分析,GSE为0.050%时,显著(p<0.05)降低FA、DMA和TMA含量,显著(p<0.05)升高TMAO含量。

图6 葡萄籽提取物浓度对秘鲁鱿鱼鱼丸TMAO分解的影响Fig.6 Effects of different concentration of GSE on TMAO thermal decomposition in squid balls

3 结论

随葡萄籽提取物(GSE)添加浓度的增加,白度呈现降低趋势,浓度低于0.050%时,秘鲁鱿鱼鱼丸白度无(p<0.05)显著降低;硬度明显提高,弹性无显著性变化;破断力、凹陷距离和凝胶强度(p<0.05)显著升高,浓度高于0.050%时,凹陷距离和凝胶强度上升缓慢;T23组分峰面积比例显著(p<0.05)增大、T24组分峰面积比例显著(p<0.05)减小即葡萄籽提取物能提高秘鲁鱿鱼鱼丸的持水性,降低鱼丸中水分的流动性。随着葡萄籽添加量的增加,甲醛、二甲胺和三甲胺含量降低,氧化三甲胺增加;葡萄籽提取物添加量为0.050%时可显著改善秘鲁鱿鱼鱼丸的凝胶特性、抑制TMAO的热分解和减少FA含量,鱼丸加工过程中添加0.050%葡萄籽提取物比较适宜。葡萄籽提取物通过与蛋白质发生交联作用,提高了鱼丸的持水性和凝胶性能,葡萄籽中多酚类物质与甲醛发生缩合反应,降低鱼丸中甲醛含量。