袁程程，張坤生，任云霞

(天津商業(yè)大學(xué)生物技術(shù)與食品科學(xué)學(xué)院，天津市食品生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300134)

沙蒿膠對(duì)蝦蛄肌原纖維蛋白凝膠特性的影響

袁程程，張坤生*，任云霞

(天津商業(yè)大學(xué)生物技術(shù)與食品科學(xué)學(xué)院，天津市食品生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300134)

為了提高蝦蛄中肌原纖維蛋白凝膠的品質(zhì)，從蝦蛄中提取肌原纖維蛋白，分別添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%的沙蒿膠，研究沙蒿膠在不同NaCl濃度（0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 mol/L）和不同加熱溫度（60、70、80、90 ℃）條件下對(duì)肌原纖維蛋白凝膠特性的影響。結(jié)果表明：相同沙蒿膠添加量條件下，90 ℃時(shí)肌原纖維蛋白凝膠保水性顯著高于60 ℃和70 ℃（P＜0.05）；80 ℃時(shí)凝膠硬度和彈性最大且顯著高于60 ℃和70 ℃（P＜0.05）；但對(duì)凝膠白度的影響差異并不顯著。隨著NaCl濃度的增加，凝膠保水性和硬度呈先上升后下降趨勢(shì)，在0.3 mol/L時(shí)達(dá)到最大值；凝膠的彈性和白度呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。在90 ℃時(shí)添加1.0%沙蒿膠的凝膠保水性最佳；在同一溫度條件下，隨著沙蒿膠添加量增加，凝膠彈性增強(qiáng)，添加0.6%沙蒿膠的凝膠硬度最大，白度呈下降趨勢(shì)。本研究結(jié)果為進(jìn)一步研究沙蒿膠在蝦蛄制品中的應(yīng)用提供了一定的理論依據(jù)。

蝦蛄；沙蒿膠；肌原纖維蛋白；凝膠特性；溫度；NaCl

蝦蛄（Oratosquilla oratoria）是一種營(yíng)養(yǎng)豐富、汁鮮肉嫩的水產(chǎn)品。蛋白質(zhì)及維生素含量較高，但不易保存保鮮，且其價(jià)格依季節(jié)變化很大，將其制成肉丸、火腿等產(chǎn)品則能較好地開(kāi)發(fā)和利用蝦蛄[1]。蝦蛄中的肌原纖維蛋白是一種鹽溶蛋白，其凝膠特性影響著肉制品的彈性、保水性、產(chǎn)品得率等[2]。影響肌原纖維蛋白凝膠功能特性的因素很多，如溫度、pH值、離子強(qiáng)度、蛋白質(zhì)濃度和各種添加劑等。其中，通過(guò)外源添加物來(lái)改善肉類食品的凝膠特性是研究的一大熱點(diǎn)[3-7]。

沙蒿膠是一種常見(jiàn)的食品添加劑，具有高保水性、分散性、增稠性、化學(xué)穩(wěn)定性，在吸水?dāng)?shù)十倍后溶脹成蛋清樣膠凝體等獨(dú)特的理化性質(zhì)而使它具有廣泛的應(yīng)用和開(kāi)發(fā)價(jià)值。沙蒿膠作為增稠保鮮劑用于肉類制品中，使其具有良好的保水、保油、保鮮、保味特性，且能提高肉制品的成品率，延長(zhǎng)保存期[8-10]。

研究表明，肌原纖維蛋白可以和多種多糖相互作用，親水性多糖能夠改善鹽溶性蛋白熱誘導(dǎo)凝膠特性[11-12]。劉敦華等[13]研究表明沙蒿膠能與大豆分離蛋白相互作用，增強(qiáng)凝膠強(qiáng)度，適合于肉制品的加工。喬亮等[14]得出在乳化腸里添加一定量的沙蒿膠可以有效提高其黏著性。本研究在蝦蛄肌原纖維蛋白中添加沙蒿膠，探究其在不同加熱溫度和NaCl濃度條件下對(duì)肌原纖維蛋白凝膠保水性、硬度、彈性和白度的影響，旨在為蝦蛄肉制品的深加工提供理論和技術(shù)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

蝦蛄購(gòu)自天津市北辰區(qū)老板娘水產(chǎn)城。

沙蒿膠（食品級(jí)） 河北百味生物科技有限公司；NaCl、Na2HPO4、NaH2PO4、H3PO4（分析純） 天津市贏達(dá)稀貴化學(xué)試劑廠；MgCl2（分析純） 天津市天大化工實(shí)驗(yàn)廠；牛血清蛋白 美國(guó)Sigma公司；考馬斯亮藍(lán)G250 天津市科密歐化學(xué)試劑開(kāi)發(fā)中心；95%乙醇天津市風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

T10高速組織勻漿機(jī) 德國(guó)IKA公司；Avanti J-E高效離心機(jī) 美國(guó)BeckMan公司；HW-S24型電熱恒溫水浴鍋 上海一恒科學(xué)儀器有限公司；UV-7504紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì) 上海欣茂儀器有限公司；FA2004A電子天平上海精天儀器有限公司；色差儀 美國(guó)Hunter Lab公司；SMSTA TA-XT Plus質(zhì)構(gòu)儀 英國(guó)Stable Micro System公司。1.3 方法

1.3.1 蝦蛄中肌原纖維蛋白的提取

參照Park[15]、王詩(shī)萌[16]等的方法。將蝦蛄去殼取肉，加入4 倍體積的蛋白提取液（0.002 mol/L MgCl、0.1 mol/L NaCl、0.001 mol/L乙二胺四乙酸（ethylenediaminetetraacetic acid，EDTA）、0.1 mol/L Na2HPO4/NaH2PO4（pH 7.0）），高速勻漿30 s，5 000 r/min、4 ℃離心15 min后，取沉淀，再重復(fù)2 次，之后加入4 倍體積的0.1 mol/L NaCl溶液，高速勻漿30 s，5 000 r/min、4 ℃離心15 min，重復(fù)3 次，最后1 次離心前將混合液的pH值調(diào)至6.25，最后所得沉淀即為肌原纖維蛋白。

1.3.2 不同加熱溫度處理

用0.3 mol/L NaCl將肌原纖維蛋白稀釋到40 mg/mL，沙蒿膠的添加量為質(zhì)量分?jǐn)?shù)0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%，充分?jǐn)嚢柚辽齿锬z分散均勻，每份取50 mL置于100 mL的小燒杯中，在60、70、80、90 ℃水浴鍋中加熱30 min，快速冷卻，然后貯存在4 ℃冰箱中備用。

1.3.3 不同NaCl濃度處理

用0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 mol/L的NaCl溶液將肌原纖維蛋白稀釋到40 mg/mL，沙蒿膠的添加量為0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%，充分?jǐn)嚢柚辽齿锬z分散均勻，每份取50 mL置于100 mL的小燒杯中，在80 ℃水浴鍋中加熱30 min，快速冷卻，然后貯存在4 ℃冰箱中備用，測(cè)試前將凝膠樣品取出，在室溫條件下放置30 min，進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)測(cè)試。

1.3.4 指標(biāo)檢測(cè)

1.3.4.1 蛋白質(zhì)含量的測(cè)定

參照才衛(wèi)川等[17]的方法，利用考馬斯亮藍(lán)法測(cè)定肌原纖維蛋白含量。

1.3.4.2 凝膠保水性的測(cè)定

參照Foegeding等[18]的方法，取凝膠在10 000 r/min、4 ℃離心10 min后根據(jù)公式（1）計(jì)算凝膠的保水性。

式中：m0為離心管質(zhì)量/g；m1為離心前離心管與凝膠質(zhì)量之和/g；m2為離心后離心管與離心去掉水后凝膠的質(zhì)量之和/g。

1.3.4.3 凝膠硬度的測(cè)定

用TA-XT Plus型質(zhì)構(gòu)分析儀測(cè)試凝膠的硬度。探頭型號(hào)：p/0.5；測(cè)前速率：2.0 mm/s；測(cè)試速率：1.0 mm/s測(cè)后速率：1.0 mm/s；觸發(fā)類型：自動(dòng)；觸發(fā)力：5.0 g。每個(gè)樣品做3 組平行。

1.3.4.4 凝膠彈性的測(cè)定

用TA-XT Plus型質(zhì)構(gòu)分析儀測(cè)試凝膠的彈性。探頭型號(hào)：p/0.5；測(cè)前速率：2.0 mm/s；測(cè)試速率：1.0 mm/s；測(cè)后速率：1.0 mm/s；壓縮比：50%；觸發(fā)力：5.0 g。每個(gè)樣品做3 組平行。

1.3.4.5 凝膠白度的測(cè)定

用全自動(dòng)便攜式色差計(jì)進(jìn)行測(cè)定，記錄L*、a*、b*值，參照Park等[19]的方法根據(jù)公式（2）計(jì)算白度。每個(gè)樣品做3 組平行。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用SPSS 19.0、Originpro 9.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線方程的建立

根據(jù)考馬斯亮藍(lán)法得到蛋白質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程為y= 0.008 42x－0.005 95，R2=0.998 7，式中：y為吸光度；x為蛋白含量/（μg/mL）。

2.2 肌原纖維蛋白凝膠保水性

2.2.1 加熱溫度對(duì)肌原纖維蛋白凝膠保水性的影響

圖 1 不同加熱溫度條件下添加沙蒿膠對(duì)肌原纖維蛋白凝膠保水性的影響Fig. 1 Effect of ASK gum on the water-holding capacity of myof i brillar protein gels formed at different temperatures

由圖1可知，肌原纖維蛋白凝膠的保水性隨著加熱溫度的升高和沙蒿膠添加量的增大均有所升高。90 ℃時(shí)凝膠保水性與60、70 ℃時(shí)相比差異顯著（P＜0.05）。在90 ℃時(shí)，凝膠保水性從未添加沙蒿膠時(shí)的72.10%提高到89.54%（沙蒿膠添加量1.0%）。這說(shuō)明添加沙蒿膠可以有效提高肌原纖維蛋白凝膠的保水性，這可能是因?yàn)樯齿锬z本身有很強(qiáng)的結(jié)合水的能力，增大質(zhì)量使得其結(jié)合的水分增多，凝膠的保水性就越高。當(dāng)沙蒿膠添加量為1.0%，90 ℃時(shí)凝膠保水性達(dá)到最大值，這可能是因?yàn)榧≡w維蛋白在90℃時(shí)達(dá)到最大變性程度，蛋白之間的互作形成牢固三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，更好地鎖住水分，提高了保水性[20]。

2.2.2 NaCl濃度肌原纖維蛋白凝膠保水性的影響

由圖2可知，在相同NaCl濃度條件下，隨著沙蒿膠添加量的增加，肌原纖維蛋白凝膠的保水性增強(qiáng)；在相同的沙蒿膠添加量條件下，隨著NaCl濃度的增加，凝膠保水性整體呈現(xiàn)出先升后降的趨勢(shì)。在NaCl濃度逐漸增加到0.3 mol/L的過(guò)程中，保水性均逐漸增強(qiáng)，且在0.3 mol/L時(shí)達(dá)到最高值94.56%，這可能是因?yàn)楫?dāng)體系中含有一定濃度的NaCl能夠促進(jìn)蛋白質(zhì)的溶解性，從而提高肌原纖維蛋白凝膠化和與水分結(jié)合的能力，同時(shí)肌原纖維蛋白上的負(fù)電荷增加會(huì)使肌原纖維之間的靜電斥力增大，從而加大纖維間的空隙，保水性隨之增強(qiáng)，但NaCl濃度過(guò)高時(shí)反而會(huì)導(dǎo)致凝膠保水性降低[21-22]。

圖 2 不同NaCl濃度條件下添加沙蒿膠對(duì)肌原纖維蛋白凝膠保水性的影響Fig. 2 Effect of ASK gum on the water-holding capacity of myof i brillar protein gels in the presence of different salt concentrations

2.3 肌原纖維蛋白凝膠質(zhì)構(gòu)特性

2.3.1 加熱溫度對(duì)肌原纖維蛋白凝膠硬度和彈性的影響

圖 3 不同加熱溫度添?xiàng)l件下添加沙蒿膠對(duì)肌原纖維蛋白凝膠硬度（A）、彈性（B）的影響Fig. 3 Effect of ASK gum on the hardness (A) and elasticity (B) of myof i brillar protein gels formed at different temperatures

由圖3A可知，在相同的加熱溫度條件下，隨著沙蒿膠添加量的增加，肌原纖維蛋白凝膠的硬度逐漸增大，添加量為0.6%時(shí)達(dá)到最大，與未添加時(shí)相比顯著提高（P＜0.05）。但繼續(xù)增加沙蒿膠的添加量，凝膠的硬度降低，這可能是因?yàn)檩^高添加量的沙蒿膠會(huì)使肌原纖維蛋白間的交聯(lián)受阻[23]。由圖3B可知，在相同加熱溫度條件下，隨著沙蒿膠添加量的增加，肌原纖維蛋白凝膠的彈性逐漸增強(qiáng)，80 ℃時(shí)凝膠的彈性由未添加時(shí)的0.803提高到0.901。這可能是因?yàn)樯齿锬z可以均勻分散于水

中，形成黏稠而滑膩的膠凝體，添加量越大與蛋白質(zhì)交聯(lián)后形成的凝膠彈性就越大。在相同的沙蒿膠添加量條件下，肌原纖維蛋白凝膠的硬度和彈性隨著溫度升高逐漸增大，加熱溫度為80 ℃時(shí)達(dá)到最大且顯著高于60 ℃和70 ℃時(shí)形成凝膠的硬度和彈性（P＜0.05)。這可能是因?yàn)樵?0、70 ℃時(shí)蛋白還未充分達(dá)到變性溫度，一部分蛋白未能完全變性和發(fā)生交聯(lián)；而90 ℃時(shí)蛋白由于過(guò)度加熱引起變性收縮，沒(méi)有充分聚合成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)[24-25]，因此凝膠硬度和彈性相對(duì)較低。

2.3.2 NaCl濃度對(duì)肌原纖維蛋白凝膠硬度和彈性的影響

圖 4 不同NaCl濃度條件下添加沙蒿膠對(duì)肌原纖維蛋白凝膠硬度（A）、彈性（B）的影響Fig. 4 Effect of ASK gum on the hardness (A) and elasticity (B) of myof i brillar protein gels in the presence of different salt concentrations

由圖4可知，在相同的NaCl濃度條件下，隨著沙蒿膠添加量的增加，凝膠硬度呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢(shì)，凝膠彈性始終呈上升趨勢(shì)。當(dāng)NaCl的濃度為0.3 mol/L，沙蒿膠添加量達(dá)到0.6%時(shí)，凝膠硬度達(dá)到最大值。沙蒿膠添加量相同時(shí)，隨著NaCl濃度的提高凝膠硬度先升后降，凝膠彈性逐漸增強(qiáng)。這可能是因?yàn)榈蜐舛鹊腘aCl可以提高肌原纖維蛋白的溶解性，利于相鄰蛋白分子間的官能團(tuán)發(fā)生重疊，形成凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。但當(dāng)鹽濃度高到足以中和穩(wěn)定凝膠的電荷，由于氫鍵和離子鍵是維持凝膠穩(wěn)定的重要因素，反而使凝膠硬度降低[26]。

2.4 肌原纖維蛋白凝膠白度

2.4.1 加熱溫度對(duì)肌原纖維蛋白凝膠白度的影響

由圖5可知，在相同的溫度條件下，隨著沙蒿膠添加量的增加，肌原纖維蛋白凝膠白度總體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，90 ℃、添加1.0%的沙蒿膠時(shí)，肌原纖維蛋白凝膠白度最低為65.96。在相同沙蒿膠添加量條件下，60、70、80、90 ℃對(duì)凝膠白度影響的差異均不顯著（P＞0.05）。在80 ℃時(shí)，肌原纖維蛋白凝膠白度隨著沙蒿膠添加量的增加，下降趨勢(shì)相對(duì)緩慢?？偟膩?lái)說(shuō)，與不添加沙蒿膠相比，添加沙蒿膠之后凝膠白度下降，這可能是歸因于沙蒿膠其自身帶的淡黃色，但由于顏色較淺對(duì)凝膠色度的影響并不明顯。

圖 5 不同加熱溫度下添加沙蒿膠對(duì)肌原纖維蛋白凝膠白度的影響Fig. 5 Effect of ASK gum on the whiteness of myof i brillar protein gels formed at different temperatures

2.4.2 NaCl濃度對(duì)肌原纖維蛋白凝膠白度的影響

圖 6 不同NaCl濃度條件下添加沙蒿膠對(duì)肌原纖維蛋白凝膠白度的影響Fig. 6 Effect of ASK gum on the whiteness of myof i brillar protein gels in the presence of different salt concentrations

由圖6可知，在相同的NaCl濃度條件下，隨著沙蒿膠添加量的增加，凝膠白度逐漸下降。在相同沙蒿膠添加量條件下，隨著NaCl濃度的增加凝膠白度呈上升趨勢(shì)，且NaCl濃度為0.5 mol/L時(shí)的肌原纖維蛋白凝膠白度值顯著高于濃度為0.1 mol/L時(shí)的凝膠白度（P＜0.05）。增加NaCl濃度可明顯提高凝膠的白度，可能是因?yàn)殁c離子與蛋白內(nèi)部的氨基酸結(jié)合，使食用膠與蛋白間發(fā)生美拉徳反應(yīng)的過(guò)程受阻[27]，因此添加較大濃度的NaCl的凝膠，白度明顯高于低濃度組的白度。

3 結(jié) 論

本實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，沙蒿膠添加量為1.0%、90 ℃時(shí)蝦蛄肌原纖維蛋白凝膠的保水性達(dá)到最大值；在NaCl濃度為0.3 mol/L時(shí)保水性最佳，但濃度過(guò)高會(huì)使保水性下降。80 ℃時(shí)，沙蒿膠添加量為0.6%的凝膠硬度最大；沙蒿膠添加量為1.0%時(shí)，凝膠彈性最強(qiáng)。隨著NaCl濃度的增加，凝膠硬度呈先升后降的趨勢(shì)，凝膠彈性增強(qiáng)。隨著沙蒿膠添加量的增加凝膠白度總體呈下降趨勢(shì)。因此，添加適量的沙蒿膠并結(jié)合控制體系中的NaCl濃度和溫度更有助于改善蝦蛄肌原纖維蛋白的凝膠特性。

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Effect of Artemisia sphaerocephala Krasch. Gum on Gel Properties of Myof i brillar Proteins from Squilla

YUAN Chengcheng, ZHANG Kunsheng*, REN Yunxia
(Tianjin Key Laboratory of Food Biotechnology, College of Biotechnology and Food Science, Tianjin University of Commerce, Tianjin 300134, China)

In order to improve the quality of heat-induced myofibrillar protein gel from squilla, the influence of adding different amounts of Artemisia sphaerocephala Krasch. gum (ASK gum) namely, 0%, 0.2%, 0.4%, 0.6%, 0.8% and 1.0%, was investigated on the properties of heat-induced myof i brillar protein gels under different conditions of NaCl concentration (0.1, 0.2, 0.3, 0.4 and 0.5 mol/L) and temperature (60, 70, 80 and 90 ℃). The results showed that with addition of the same amount of ASK gum, the water-holding capacity of heat-induced myof i brillar protein gels at 90 ℃ was higher than at 60 and 70 ℃ (P < 0.05). Gel hardness and elasticity at 80 ℃ were higher than at 60 and 70 ℃ (P < 0.05), but the difference in whiteness was not signif i cant (P > 0.05). With the increase in NaCl concentration, the water-holding capacity and hardness of the gels rose at fi rst before reaching the maximum values at 0.3 mol/L followed by a decrease, and elasticity and whiteness kept increasing. At 90 ℃, the gel with 1.0% ASK gum added had the best water-holding property. At the same temperature, the elasticity of the gels was strengthened with the increase of ASK gum addition; the maximum hardness was achieved with addition of 0.6% ASK gum, and whiteness presented a decreasing trend. These results may provide a basis for the application of ASK gum in squilla products.

squilla; Artemisia sphaerocephala Krasch. gum; myof i brillar protein; gel properties; temperature; NaCl

10.7506/spkx1002-6630-201705018

TS201.1

A

1002-6630（2017）05-0111-05

袁程程, 張坤生, 任云霞. 沙蒿膠對(duì)蝦蛄肌原纖維蛋白凝膠特性的影響[J]. 食品科學(xué), 2017, 38(5): 111-115. DOI:10.7506/ spkx1002-6630-201705018. http://www.spkx.net.cn

YUAN Chengcheng, ZHANG Kunsheng, REN Yunxia. Effect of Artemisia sphaerocephala Krasch. gum on gel properties of myof i brillar proteins from squilla[J]. Food Science, 2017, 38(5): 111-115. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/ spkx1002-6630-201705018. http://www.spkx.net.cn

2016-01-25

“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2012BAD37B06-07）

袁程程（1992—），女，碩士研究生，研究方向?yàn)槭称芳庸づc貯藏。E-mail：yccheng511@163.com*

張坤生（1957—），男，教授，博士，研究方向?yàn)槭称芳庸づc貯藏。E-mail：zhksheng@tjcu.edu.cn