【摘" "要】" "通過測定克氏原螯蝦肉糜持水性、色度、凝膠強(qiáng)度、消化率、蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu)等指標(biāo)，探究豌豆蛋白粉添加量（0%、10%、20%、30%、40%、50%）對(duì)蝦肉糜凝膠品質(zhì)的影響。結(jié)果顯示豌豆蛋白粉含量的增加顯著提高了小龍蝦肉糜的持水性，紅值逐漸下降，破斷力逐漸增加，凝膠強(qiáng)度和破斷距離先增大后減小，在添加量為30%時(shí)最大，此時(shí)凝膠切面變得更加光滑、平整。進(jìn)一步消化實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在胃腸消化階段，當(dāng)添加量增加至30%時(shí)消化率開始上升；蛋白電泳實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，隨著豌豆蛋白粉的增加，肌球蛋白重鏈（MHC）交聯(lián)比例下降；蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)分析表明，添加量達(dá)到30%時(shí)，β-轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)的相對(duì)含量開始下降。綜上所述，豌豆蛋白粉的加入可以改善小龍蝦肉糜凝膠品質(zhì)。

【關(guān)鍵詞】" "豌豆蛋白粉；克氏原螯蝦肉糜；凝膠特性

【Abstract】" " The effects of pea protein powder addition （0%， 10%， 20%， 30%， 40% and 50%） on the gel quality of minced shrimp meat are investigated by determining the indicators of water-holding capacity， color， gel strength， digestibility and protein secondary structure of crawfish minced meat. The results show that， with the increase of pea protein powder content， the water holding capacity of crawfish meat paste is significantly improved， the red value decreased gradually， the breaking force increased gradually， the gel strength and breaking distance increased first and then decreased， and when the addition reaches 30%， the section of gel becomes smoother and flatter; further digestion experiments show that， in the gastrointestinal digestion stage， the digestibility starts to increase when the addition amount is increased to 30%; SDS-PAGE analysis shows that the proportion of myosin heavy chain （MHC） cross-linking decreases with more pea protein powder added. The analysis of protein secondary structure shows that when the addition reaches 30%， the relative content of β-turn structures starts to decline. In summary， the addition of pea protein powder can improve the gel quality of crawfish meat paste.

【Key words】" " "pea protein powder; crawfish （Procambarus clarkii） meat paste; gel properties

〔中圖分類號(hào)〕 TS254.4" " " " " " " " " "〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕" A

〔文章編號(hào)〕 1674 - 3229（2024）04 - 0056 - 07" " "DOI：10.20218/j.cnki.1674-3229.2024.04.008

0" " "引言

小龍蝦（Procambarus clarkii），學(xué)名克氏原螯蝦，又稱紅螯蝦或淡水小龍蝦，因其鮮美的口味而廣受人們喜愛［1］。目前市場上，小龍蝦主要以鮮活銷售為主，加工產(chǎn)品則以速凍調(diào)味蝦及蝦尾為主，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)較為單一，如何將農(nóng)產(chǎn)品的深加工技術(shù)應(yīng)用于小龍蝦產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展，是水產(chǎn)品加工企業(yè)的一個(gè)重要發(fā)展方向［2-3］。小龍蝦肉腸作為新型食品，有著獨(dú)特的口感和營養(yǎng)價(jià)值，具有很大的市場潛力。

然而，前期的預(yù)實(shí)驗(yàn)表明，純蝦肉制作蝦肉腸，面臨著成本高、凝膠品質(zhì)差等問題。因此，在蝦肉中添加適量植物蛋白，不僅可以降低生產(chǎn)成本，還能提高產(chǎn)品的營養(yǎng)價(jià)值和口感。隨著消費(fèi)者對(duì)環(huán)保、健康生活方式的重視，全球?qū)χ参镄匀忸愵愃莆锏男枨蟪掷m(xù)增加，預(yù)計(jì)到2025年，全球植物肉市場價(jià)值將達(dá)到279億美元［4］。豌豆是世界上種植最廣泛的豆科植物之一，豌豆蛋白是優(yōu)良的植物蛋白，具有成本低、過敏性低、營養(yǎng)價(jià)值高且非轉(zhuǎn)基因等優(yōu)點(diǎn)。近年來，豌豆蛋白作為一種潛在的替代動(dòng)物蛋白，在食品和飲料行業(yè)受到了廣泛的關(guān)注［5］。有研究表明它在肉類類似物結(jié)構(gòu)中也起著重要作用，如改善持水性和凝膠強(qiáng)度［6］。國內(nèi)外對(duì)肉制品和豌豆蛋白相互作用后能提高肉糜凝膠品質(zhì)均有相關(guān)報(bào)導(dǎo)，如Su等［7］研究發(fā)現(xiàn)，加入豌豆蛋白的法蘭克福香腸展現(xiàn)出了更佳的熱穩(wěn)定性和剪切硬度。計(jì)紅芳等［8］研究表明，添加豌豆蛋白的雞肉肉糜凝膠品質(zhì)得到明顯改善。Xue等人［9］研究表明在肉制品中添加豌豆蛋白有助于水分子與其極性基團(tuán)的結(jié)合，從而改善肉制品的保水能力和質(zhì)地特性。目前，關(guān)于豌豆蛋白在克氏原螯蝦肉糜中的應(yīng)用研究還鮮見報(bào)道。因此，本研究以克氏原螯蝦肉糜為研究對(duì)象，探討添加不同比例的豌豆蛋白粉對(duì)其凝膠品質(zhì)的影響，旨在為新型克氏原螯蝦肉糜制品的開發(fā)提供理論依據(jù)。

1" " "材料與方法

1.1" "主要材料與試劑

低規(guī)格克氏原螯蝦（趙氏水產(chǎn)鋪，平均克重19.23 g，得肉率為12.4%）；豌豆蛋白粉（西安美和生物科技有限公司，產(chǎn)品規(guī)格90%）；Precast-Glgel 4%-15%變性電泳Hepes預(yù)制膠：生物工程（上海）股份有限公司；SDS-PAG蛋白上樣緩沖液（5X）：北京蘭杰柯科技有限公司。

1.2" "主要儀器與設(shè)備

MJ-LZ30E223攪拌機(jī)；2XZ-2型旋片式真空泵；NR60CP精密色度；WQF-530傅立葉變換紅外光譜儀；TA-XTplus熱物性測定儀。

1.3" "方法

1.3.1" "小龍蝦肉腸的制備

參照梁峰［10］的方法，稍作改動(dòng)，具體如下：原料蝦挑選→去殼、除雜質(zhì)→冷凍保存（-18 ℃）→冷凍克氏原螯蝦解凍（4 ℃）→加水?dāng)嚢?5 s→加入不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的豌豆蛋白粉（0%、10%、20%、30%、40%、50%）和鹽，混勻→調(diào)節(jié)水分（76.00%）→再次斬拌20 s→抽真空3 min→灌腸衣→一段水浴加熱（40 ℃水浴1 h）→二段水浴加熱（90 ℃、30 min）→冰水冷卻→4 ℃冷藏保存→測定凝膠性質(zhì)。以0%即未添加豌豆蛋白粉為對(duì)照組。

1.3.2" "持水性測定

將每根蝦腸切5 mm厚的片段并稱重（m1），平鋪在濾紙上，標(biāo)注每個(gè)蝦肉圓片的序號(hào)，并記錄每個(gè)蝦肉圓片的質(zhì)量，接著在蝦肉圓片上再放置相同面積的濾紙，施以5 kg力并保持3 min，壓榨完后的蝦腸片的質(zhì)量為（m2），按式（1）計(jì)算持水性［11］。

持水性=m2/m1×100" " " " " "（1）

1.3.3" "色差

將克氏原螯蝦腸切成1 cm厚的薄片，用色差儀進(jìn)行測定，并按式（2）計(jì)算白度值［12］。

式中：W表示白度，L表示亮度值，a表示紅度值，b表示黃度值。

1.3.4" " 凝膠強(qiáng)度

在室溫下用質(zhì)構(gòu)儀（TPA）的模型分析樣品的凝膠強(qiáng)度指標(biāo)。將克氏原螯蝦丸切成1 cm厚片狀。TPA測試條件：測前速率0.2 cm/s，測試速率3 cm/s，測后速率0.2 cm/s，穿刺深度8 mm。按式（3）計(jì)算凝膠強(qiáng)度。每個(gè)樣品平行5次測定［13］。

凝膠強(qiáng)度=破斷力×破斷距離 （3）

1.3.5" "干物質(zhì)消化率

（1） 樣品干物質(zhì)重量∶切3 g蝦肉放在培養(yǎng)皿中，放入50 ℃烘箱烘干至恒重并稱重為m0，平行兩組實(shí)驗(yàn)［14］。

（2） 胃模擬消化：準(zhǔn)備12個(gè)合適大小的錐形瓶并標(biāo)記，加入樣品后先加入人工唾液，放入搖床于37 ℃、2 min，模擬人體口腔咀嚼，調(diào)整pH值到3左右，加入6 mL胃液，模擬人體胃消化，消化完成后，離心20 min，轉(zhuǎn)速為8000 r/min。將上清液放入冰箱保存，沉淀物轉(zhuǎn)移至培養(yǎng)皿放入50 ℃烘箱烘至恒重并稱重記錄為m1。烘干后代入式（4）進(jìn)行胃消化率的計(jì)算。

胃消化率=（m0-m1）/ m1×100" " "（4）

式中：m0為小龍蝦干物質(zhì)重量；m1為胃未消化殘?jiān)晌镔|(zhì)重量。

（3）胃腸道模擬消化：準(zhǔn)備12個(gè)合適大小的錐形瓶并標(biāo)記，先加人工唾液，放入搖床37 ℃、2 min，模擬人體口腔咀嚼，使用pH計(jì)將pH值調(diào)整到3左右，加入胃液，模擬人體胃消化，調(diào)整pH值至7后加入12 mL腸液，放入模擬人體腸消化，消化完成后，將錐形瓶中所有的內(nèi)容物轉(zhuǎn)移至離心管，轉(zhuǎn)速8000 r/min，離心20 min。將上清液放入冰箱，未消化物轉(zhuǎn)移至培養(yǎng)皿放入50 ℃烘箱烘至恒重并稱重為m2。烘干后代入式（5）進(jìn)行胃腸消化率的計(jì)算［15］。

腸消化率=（m0-m2）/ m2×100" " （5）

式中：m0為小龍蝦干物質(zhì)重量；m2為胃腸未消化殘?jiān)晌镔|(zhì)重量。

1.3.6" "聚丙烯酰胺凝膠電泳（SDS-PAGE）

稱取4 g攪碎的蝦肉腸凝膠置于50 mL燒杯中，加入36 mL 的5% SDS溶解液，混勻后，于4600 r/min轉(zhuǎn)速下均質(zhì)3 min。均質(zhì)后將樣品在85 ℃水浴1 h，完成后將樣品進(jìn)行離心以去除沉淀，轉(zhuǎn)速為8000 r/min，離心20 min。取上清液，加入蛋白濃度調(diào)整至一致的上清液0.4 mL與0.1 mL上樣緩沖液混勻，于沸水中加熱7 min，冷卻后取10 μL樣液上樣，進(jìn)行電泳。電泳完成后，將凝膠取出，置于考馬斯亮藍(lán)（R-250）染色液中染色30 min，再將其置于脫色液中進(jìn)行脫色處理，直到電泳膠背景清晰，隨即拍照分析蛋白條帶［16］。

1.3.7" "蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)

參照朱士臣等［17］的方法，用傅里葉紅外光譜儀（FTIR）記錄龍蝦肉糜的光譜。將小龍蝦肉糜碾成均勻的薄片。將克氏原螯蝦肉腸冷凍干燥，取冷凍干燥后的小龍蝦樣品和溴化鉀，一起研磨至粉末，減少水分的干擾，將樣品壓片處理后用FTIR測定。測試條件：測試波數(shù)為400～4000 cm-1，分辨率4 cm-1，掃描次數(shù)32次。采用軟件Peak Fit對(duì)光譜進(jìn)行擬合，并算出不同二級(jí)結(jié)構(gòu)的相對(duì)含量。采用軟件OMNIC分析光譜。

1.3.8" "數(shù)據(jù)處理

采用軟件Origin 2021繪圖。數(shù)據(jù)使用SPSS 2021進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和單因素方差分析，Plt;0.05，表示差異顯著。

2" " "結(jié)果與分析

2.1" "持水性

持水性是衡量肉制品品質(zhì)的關(guān)鍵特征之一，反映蛋白凝膠結(jié)構(gòu)對(duì)水分的束縛能力，對(duì)蝦肉糜凝膠制品的加工特性、產(chǎn)量以及成本起著重要作用［18］。凝膠失水率與持水性呈負(fù)相關(guān)，即失水率越低，表明凝膠的持水性能越佳。此外，還與凝膠的結(jié)構(gòu)相關(guān)，形成的凝膠越致密、均勻，其失水率也越低。豌豆蛋白粉的添加量對(duì)蝦肉肉糜凝膠持水性的影響如圖1所示。由圖1可知，隨著豌豆蛋白粉比例的增加，凝膠的持水性也逐漸增加，表明豌豆蛋白粉的添加能夠顯著增強(qiáng)凝膠的持水性。當(dāng)豌豆蛋白粉添加量為30%時(shí)，蝦肉肉糜凝膠的持水性明顯提高，為95.36%，與空白對(duì)照組（不添加豌豆蛋白粉的蝦肉肉糜凝膠）相比，增加了2.69%。添加豌豆蛋白粉后蝦肉肉糜凝膠的持水性增加，一方面是由于豌豆蛋白粉的添加能增加對(duì)水分的吸收［19］；另一方面豌豆蛋白與蝦肉肉糜形成了較為均勻、致密的三維網(wǎng)狀凝膠結(jié)構(gòu)，從而限制了水分子的運(yùn)動(dòng)，有效地將水分束縛在凝膠網(wǎng)絡(luò)中，進(jìn)而使蝦肉肉糜凝膠的持水性提高［8］。

2.2" "色度

圖2是豌豆蛋白粉的添加量對(duì)小龍蝦肉色度的影響，從圖2A可知，與空白對(duì)照組相比，不同豌豆淀粉添加量均對(duì)L、a和b值有影響。隨著豌豆蛋白粉添加比例的增加，L值呈先上升后下降的趨勢(shì)。而a值逐漸減小，b值則變化不顯著。計(jì)紅芳等［20］在研究豌豆蛋白對(duì)牛肉鹽溶蛋白凝膠色澤的影響時(shí)也出現(xiàn)同樣的趨勢(shì)。從圖2B可知，當(dāng)豌豆淀粉添加量增加至30%，小龍蝦肉糜凝膠切面更加光滑、平整。隨著豌豆蛋白添加比例的增加，白度逐漸減小，是因?yàn)橥愣沟鞍追郾旧沓实S色從而會(huì)影響蝦肉本身顏色；另外，蛋白粉在加熱過程中會(huì)發(fā)生糊化并吸水溶脹，導(dǎo)致含水量增加，進(jìn)而改變光的反射情況［21］；同時(shí)，蛋白粉糊化后透明度也會(huì)增加，意味著透過的光更多，而反射的光減少，從而導(dǎo)致白度值的降低［22］。

2.3" "凝膠強(qiáng)度

凝膠強(qiáng)度是凝膠的一個(gè)重要特性，能夠反映出凝膠的品質(zhì)。不同豌豆蛋白粉添加量對(duì)小龍蝦肉糜凝膠強(qiáng)度、破斷距離和破斷力的影響，如圖3所示。從圖3A、圖3B可知，豌豆蛋白粉增加至30%時(shí)，小龍蝦肉糜凝膠的凝膠強(qiáng)度和破斷距離逐漸增大，說明小龍蝦肉糜凝膠變得更加緊密，彈性增加，這是因?yàn)闊嵴T導(dǎo)后豌豆蛋白粉與小龍蝦肉糜中的肌球蛋白之間形成了交聯(lián)，這種交聯(lián)取代了原來蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)自建的交聯(lián)作用，從而提高其凝膠強(qiáng)度和破斷距離［23］。隨著豌豆蛋白粉超過30%，凝膠強(qiáng)度和破斷距離開始下降，原因可能是豌豆蛋白粉添加量較多時(shí)會(huì)稀釋蛋白的濃度，不利于改善凝膠強(qiáng)度［24］。由圖3C可知，隨著豌豆蛋白粉的增加，破斷力也呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢(shì)。因此，添加30%的豌豆蛋白粉，有利于改善小龍蝦肉糜凝膠的凝膠特性。

2.4" "干物質(zhì)消化率

由圖4A可知，在胃消化階段，添加一定量的豌豆蛋白粉對(duì)胃消化率沒有顯著影響（P gt; 0.05）；由圖4B可知，在胃腸消化階段，隨著豌豆蛋白粉添加量的增加，胃腸消化率首先呈下降趨勢(shì)，但當(dāng)豌豆蛋白粉添加量的比例達(dá)到30%后，胃腸消化率又有所上升。這主要?dú)w因于蛋白質(zhì)氧化和聚集程度的不同，從而影響了蛋白質(zhì)與酶間的相互作用［24］。初始階段消化率下降可能是因?yàn)橹参锏鞍锥嘁跃奂瘧B(tài)的形式存在，加上其酶抑制劑的存在，抑制消化酶水解［25］。有研究指出，添加植物蛋白后通常會(huì)使魚糜制品中的消化率降低［26］，這也與上述添加豌豆蛋白后蝦肉凝膠強(qiáng)度的變化趨勢(shì)結(jié)果一致（圖3）。

2.5" "蛋白凝膠電泳圖譜分析

圖5為不同豌豆蛋白粉添加量的蝦肉離心上清液SDS-PAGE圖。由圖5可知，小龍蝦肉糜凝膠主要包含肌球蛋白重鏈（MHC，約200 kDa）和肌動(dòng)蛋白（AC，約48 kDa）。肌動(dòng)蛋白和肌球蛋白重鏈條帶較未加豌豆蛋白粉組的條帶增強(qiáng)，說明豌豆蛋白粉的加入改變了凝膠蛋白的組成［10］。添加豌豆蛋白粉后，肌球蛋白重鏈條帶的增強(qiáng)表明混合凝膠中肌球蛋白參與網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)交聯(lián)度下降，推測豌豆蛋白的添加量達(dá)到30%后，混合凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)發(fā)生了較大變化。

2.6" " 蝦肉肉糜凝膠蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu)分析

傅里葉紅外光譜是一種用于鑒定物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的有效無損檢測技術(shù)手段［27］。蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)主要包括：β-折疊（1600～1640 cm-1）、無規(guī)則卷曲（1640～1650 cm-1）、α-螺旋（1650～1660 cm-1）、β-轉(zhuǎn)角（1660～1695 cm-1）。蛋白質(zhì)紅外譜帶主要包括：酰胺I帶（1600～1700 cm-1）和酰胺II帶（1220～1330 cm-1），可用于定量分析蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)。當(dāng)外部加工條件發(fā)生變化時(shí)，蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)也必然發(fā)生變化，從而帶來一系列理化性質(zhì)和凝膠性質(zhì)的變化。圖6為不同豌豆蛋白粉添加量的蝦肉在500～4000 cm-1波長區(qū)域的紅外光譜圖。如圖6所示，在波長2929 cm-1和3289 cm-1處附近出現(xiàn)的單峰是由C-H和O-H拉伸振動(dòng)引起的［28］，在1654 cm-1處附近出現(xiàn)的單峰是酰胺I帶的特征吸收峰。豌豆蛋白粉的添加，酰胺I帶吸收峰發(fā)生了藍(lán)移，說明不同豌豆蛋白粉添加量的蝦糜蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化［4］。

使用軟件PeakFit將紅外光譜圖中的酰胺I帶進(jìn)行擬合，得到蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu)含量，如圖7所示。添加豌豆蛋白粉后，蝦肉糜的蛋白質(zhì)構(gòu)象發(fā)生顯著變化，α-螺旋結(jié)構(gòu)和無規(guī)則卷曲相對(duì)含量均有所下降，而β-轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)的相對(duì)含量隨豌豆蛋白粉添加量的增加呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢(shì)，無規(guī)則卷曲相對(duì)含量則無顯著變化。這表明，豌豆蛋白粉的加入改變了蝦肉糜蛋白的構(gòu)象，使其結(jié)構(gòu)趨向更不規(guī)則，有助于蛋白質(zhì)疏水基團(tuán)的暴露，從而提高了蝦糜的凝膠強(qiáng)度和硬度［29］。因此，豌豆蛋白粉可以通過改變蛋白質(zhì)環(huán)境，并在蝦肉糜蛋白質(zhì)中促進(jìn)更多β-折疊結(jié)構(gòu)的形成來改變蝦肉糜凝膠的性質(zhì)。

3" " 結(jié)論

研究發(fā)現(xiàn)豌豆蛋白粉可以有效改善克氏原螯蝦肉糜凝膠的品質(zhì)，豌豆蛋白粉添加量為30%時(shí)，改善效果最優(yōu)。添加豌豆蛋白粉使克氏原螯蝦肉糜的持水性提高；切面變得更光滑、平整；當(dāng)添加量增加至30%時(shí)，小龍蝦肉糜凝膠的凝膠強(qiáng)度和破斷距離逐漸增大；隨著豌豆蛋白粉的添加，胃腸消化率呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢(shì)；蛋白電泳實(shí)驗(yàn)分析表明，豌豆蛋白粉的添加使蝦肉糜的蛋白交聯(lián)程度發(fā)生了變化；通過FITR可知，豌豆蛋白粉的加入會(huì)降低α-螺旋的比例，增加β-轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)的比例，這有助于蝦肉肉糜凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成。綜上所述，添加30%的豌豆蛋白粉可以提高蝦肉腸的凝膠強(qiáng)度、持水性等凝膠品質(zhì)，為克氏原螯蝦肉糜凝膠制品及相關(guān)休閑產(chǎn)品的開發(fā)提供了一定的理論基礎(chǔ)。

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責(zé)任編輯" "呂榮榮

［收稿日期］" "2024-07-23

［基金項(xiàng)目］" "國家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目（32302044）；安徽省高校自然科學(xué)研究重點(diǎn)項(xiàng)目（2023AH051540）；淮南市指導(dǎo)性科技計(jì)劃項(xiàng)目（2023100）；淮南師范學(xué)院質(zhì)量工程項(xiàng)目（2022hsjyxm26）

［作者簡介］" "王誼（1997- ），女，碩士，淮南師范學(xué)院生物工程學(xué)院助教，研究方向：食品組分與物性。

［通信作者］" " "葉韜（1988- ），男，碩士，淮南師范學(xué)院生物工程學(xué)院講師，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏。

陸劍鋒（1976- ），男，博士，合肥工業(yè)大學(xué)食品與生物工程學(xué)院教授，研究方向：水產(chǎn)品加工及綜合利用。