專利名稱：：魔芋葡甘聚糖用于改變淡水魚蛋白冷凍變性和魚糜質(zhì)構(gòu)特性及魚糜持水性的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種魔芋葡甘聚糖用于改變淡水魚蛋白冷凍變性和魚糜質(zhì)構(gòu)特性及魚糜持水性的研究。
背景技術(shù)：
：鰱魚、鳙魚、草魚是中國(guó)大規(guī)模養(yǎng)殖的淡水魚類，生長(zhǎng)速度快，產(chǎn)量大、價(jià)格較低，加工成魚糜制品是其主要的深加工途徑。魚糜制品是以新鮮魚肉或冷凍魚糜為原料，加食鹽、淀粉等輔料制成魚漿后，再加熱制成有彈性的凝膠狀食品的總稱。冷凍低溫貯藏是魚糜廣泛采用的長(zhǎng)期冷藏方法,但魚糜蛋白在凍藏過程中容易發(fā)生冷凍變性，導(dǎo)致魚糜品質(zhì)劣化和魚糜蛋白功能性降低，如持水性下降、蛋白可溶性和凝膠能力下降等。為了抑制魚糜蛋白的冷凍變性，通常在凍藏魚糜中添加抗冷凍變性劑。工業(yè)上常用的抗凍變性劑為蔗糖和山梨醇混合物，盡管二者在抑制魚肉蛋白冷凍變性方面十分有效，但由于甜味較重和熱量高，影響了產(chǎn)品的口味、再加工性能并限制部分消費(fèi)群體(如糖尿病、肥胖等群體)。因此長(zhǎng)期以來研究人員仍在開發(fā)低甜味低熱量的抗凍劑，如蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物、多元醇、低聚糖等。魔芋葡甘聚糖是從天南星科魔芋屬多年生草本植物的地下塊莖中提取而得，魔芋葡甘聚糖屬水溶性半纖維素膳食纖維，研究表明,魔芋葡甘聚糖具有預(yù)防和治療便秘、調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝、改善糖代謝、抗心血管老化等功效，魔芋葡甘聚糖是葡萄糖和甘露糖以糖苷鍵相連形成的高分子聚合物，具有很強(qiáng)的吸水性、凝膠性、穩(wěn)定性、乳化性、增稠性和成膜性，可制作各種食品添加劑。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)狀，旨在提供一種魔芋葡甘聚糖的新的用途，即用于改變淡水魚蛋白冷凍變性和魚糜質(zhì)構(gòu)特性及魚糜持水性。本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)方式為，魔芋葡甘聚糖用于改變淡水魚蛋白冷凍變性和魚糜質(zhì)構(gòu)特性及魚糜持水性，魔芋葡甘聚糖分子結(jié)構(gòu)上D-葡萄糖和D-甘露糖單元上的活潑羥基(-OH)或氫鍵(-H)能夠阻止凍藏過程中魚肉肌原纖維蛋白分子間氫鍵、疏水鍵、二硫鍵、鹽鍵的形成而聚集變性，阻止肌原纖維蛋白鹽溶性下降、Ca2+-ATPase失活、總巰基和活性巰基含量下降，從而顯著提高淡水魚蛋白質(zhì)抗冷凍變性能力，在淡水魚魚糜中添加魔芋葡甘聚糖，能提高淡水魚魚糜凝膠的破斷強(qiáng)度、凹限深度和凝膠強(qiáng)度，同時(shí)魚糜的色澤加深。魚糜持水性隨魔芋葡甘聚糖添加量提高也隨之提高；但添加量提高，綜合考慮認(rèn)為魔芋葡甘聚糖添加量w/w為1.0±0.2%。作為抗凍劑的多糖類物質(zhì)其抗凍機(jī)理是它們分子中的羥基與蛋白質(zhì)分子的某些基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，從而避免蛋白質(zhì)分子之間的聚集變性。此外，多糖類物質(zhì)的游離羥基還可增強(qiáng)自由水轉(zhuǎn)化為束縛水的能力，從而降低"共晶點(diǎn)"溫度，減少冰晶體的形成量，形成一個(gè)不完全凍結(jié)區(qū)域，減緩蛋白質(zhì)分子的相互聚集，進(jìn)而防止蛋白質(zhì)的凝聚變性。魔芋葡甘聚糖是一種非離子型水溶性高分子多糖，魔芋葡甘聚糖分子結(jié)構(gòu)上D-葡萄糖和D-甘露糖單元上的活潑羥基(-OH)或氫鍵(-H)是其能作為抗冷凍劑的原因。魔芋葡甘聚糖分子結(jié)構(gòu)上D-葡萄糖和D-甘露糖單元上的活潑羥基(-OH)或氫鍵(-H)能夠阻止凍藏過程中魚肉肌原纖維蛋白分子間氫鍵、疏水鍵、二硫鍵、鹽鍵的形成而聚集變性，阻止肌原纖維蛋白鹽溶性下降、Ca2+-ATPase失活、總巰基和活性巰基含量下降。魔芋葡甘聚糖對(duì)淡水魚糜凝膠質(zhì)構(gòu)特性有顯著的影響，其破斷強(qiáng)度、凹限深度和凝膠強(qiáng)度都隨魔芋葡甘聚糖添加量的增加而增大，但同時(shí)產(chǎn)品的脆度也隨魔芋葡甘聚糖添加量的增加而增大，脆性加大；隨著魔芋葡甘聚糖添加量的加大，淡水魚魚糜白度下降，呈負(fù)相關(guān)；由于魔芋葡甘聚糖具有很強(qiáng)的吸水性，因此隨著魔芋葡甘聚糖添加量的增加淡水魚魚糜持水性顯著增強(qiáng)。綜合考慮認(rèn)為魔芋葡甘聚糖最佳添加量(w/w)以1.0%為宜。圖1是凍藏過程中肌原纖維蛋白鹽溶性變化圖2是凍藏過程中肌原纖維蛋白Ca"—ATPase活性變化圖3是凍藏過程中肌原纖維蛋白總巰基含量的變化圖4是凍藏過程中肌原纖維蛋白活性巰基含量的變化具體實(shí)施例方式本發(fā)明證實(shí)魔芋葡甘聚糖可顯著提高淡水魚蛋白質(zhì)抗冷凍變性能力，在淡水魚魚糜中添加魔芋葡甘聚糖，能提高淡水魚魚糜凝膠的破斷強(qiáng)度、凹限深度和凝膠強(qiáng)度，同時(shí)魚糜的色澤加深。作為抗凍劑的多糖類物質(zhì)其抗凍機(jī)理是它們分子中的羥基與蛋白質(zhì)分子的某些基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，從而避免蛋白質(zhì)分子之間的聚集變性。此外，多糖類物質(zhì)的游離羥基還可增強(qiáng)自由水轉(zhuǎn)化為束縛水的能力，從而降低"共晶點(diǎn)"溫度，減少冰晶體的形成量，形成一個(gè)不完全凍結(jié)區(qū)域，減緩蛋白質(zhì)分子的相互聚集，進(jìn)而防止蛋白質(zhì)的凝聚變性。魔芋葡甘聚糖是一種非離子型水溶性高分子多糖，魔芋葡甘聚糖分子結(jié)構(gòu)上D-葡萄糖和D-甘露糖單元上的活潑羥基(-0H)或氫鍵(-H)是其能作為抗冷凍劑的原因。魔芋葡甘聚糖分子結(jié)構(gòu)上D-葡萄糖和D-甘露糖單元上的活潑羥基(-OH)或氫鍵(-H)能夠阻止凍藏過程中魚肉肌原纖維蛋白分子間氫鍵、疏水鍵、二硫鍵、鹽鍵的形成而聚集變性，阻止肌原纖維蛋白鹽溶性下降、Ca2+-ATPase失活、總巰基和活性巰基含量下降，故顯著提高了淡水魚蛋白質(zhì)抗冷凍變性能力。魔芋葡甘聚糖對(duì)淡水魚糜凝膠質(zhì)構(gòu)特性有顯著的影響，其破斷強(qiáng)度、凹限深度和凝膠強(qiáng)度都隨魔芋葡甘聚糖添加量的增加而增大，但同時(shí)產(chǎn)品的脆度也隨魔芋葡甘聚糖添加量的增加而增大，脆性加大；隨著魔芋葡甘聚糖添加量的加大，淡水魚魚糜白度下降，呈負(fù)相關(guān)；由于魔芋葡甘聚糖具有很強(qiáng)的吸水性，因此隨著魔芋葡甘聚糖添加量的增加淡水魚魚糜持水性顯著增強(qiáng)。下面用具體實(shí)施例詳述本發(fā)明在實(shí)施例中，本申請(qǐng)人用對(duì)照組和處理組作了對(duì)比試驗(yàn)，對(duì)照組采用沒有經(jīng)過任何處理的淡水魚肌原纖維蛋白，處理組有添加魔芋葡甘聚糖和蔗糖山梨醇兩組，例l、凍藏過程中肌原纖維蛋白鹽溶性變化淡水魚肌原纖維蛋白在凍藏過程中鹽溶性變化情況如圖1所示，圖中線中有圓形塊的為對(duì)照組，線中有方形塊的為蔗糖山梨醇組，線中有三角形塊的為魔芋葡甘聚糖組。從圖中清晰可見，對(duì)照處理肌原纖維蛋白鹽溶性變化和添加抗凍劑處理有顯著差異。隨著凍藏時(shí)間的延長(zhǎng)，所有處理樣品中鹽溶性蛋白含量均呈下降趨勢(shì)。對(duì)照組在凍藏開始階段迅速下降，凍藏5天后，鹽溶性蛋白含量下降到60.1%，之后下降速度減緩，直到凍藏30天，鹽溶性蛋白含量下降到40.1%。和對(duì)照相比，兩種抗凍劑處理都有效抑制了鹽溶性蛋白溶解度的迅速下降，凍藏5天后，添加魔芋葡甘聚糖和蔗糖山梨醇樣品中的鹽溶性蛋白含量分別為84.1%和85.6%。魔芋葡甘聚糖樣品比蔗糖山梨醇樣品鹽溶性蛋白含量降低前期快，但到了中后期(15天以后)魔芋葡甘聚糖樣品比蔗糖山梨醇樣品鹽溶性蛋白含量降低反而減慢，在凍藏30d時(shí)，蔗糖山梨醇樣品和魔芋葡甘聚糖樣品鹽溶性蛋白含量分別為70.2%和75.2%。這是由于在凍藏中，肌原纖維蛋白分子間氫鍵、疏水鍵、二硫鍵、鹽鍵的形成而聚集變性，導(dǎo)致其鹽溶性下降。兩種抗凍劑延緩了蛋白在凍藏過程中的冷凍變性，如果冷凍魚糜需要長(zhǎng)期貯藏，魔芋葡甘聚糖比蔗糖山梨醇混合物會(huì)有更好的效果。實(shí)施例2、凍藏過程中肌原纖維蛋白Ca"—ATPase活性變化肌原纖維蛋白具有ATP酶活性，在凍藏過程中，由于蛋白質(zhì)的變性會(huì)引起此活性發(fā)生改變。因此肌原纖維蛋白的ATP酶活性被廣泛用來作為魚肉或魚糜蛋白變性的指標(biāo)。凍藏過程中蛋白Ca"—ATPase活性的變化曲線圖2，從圖中可見，對(duì)照處理肌原纖維蛋白Ca"—ATPase活性變化和添加抗凍劑處理有顯著差異。凍藏開始時(shí)，對(duì)照處理酶活快速下降，凍藏5d后，酶活由0.35陶ol(Pi).mg—'(pro).min—'下降到0.2Mmol(Pi).mg—'(pro).min—'，下降了42.8%，凍藏30d時(shí)，降低到初始值的28.6%。添加抗凍劑處理的Ca"—ATPase活性降低速度受到抑制，酶活都比同期對(duì)照組高，第5d時(shí)，魔芋葡甘聚糖和蔗糖山梨醇樣品的酶活均為初始值的88.6%。蔗糖山梨醇樣品和魔芋葡甘聚糖樣品有相似的變化趨勢(shì)，凍藏30d，酶活分別為初始值的62.9%和65.7%,較好的保存了肌原纖維蛋白Ca2+—ATPase活性。實(shí)施例3、凍藏過程中肌原纖維蛋白總巰基和活性巰基含量的變化凍藏過程中肌原纖維蛋白總巰基含量變化見圖3A。從圖中可見，凍藏5d時(shí)，各樣品總巰基含量變化很小，在隨后的凍藏期間，對(duì)照組總巰基含量明顯下降，在凍藏30d時(shí)，總巰基含量從9.1Xl(TW.g—'(pro)降低到6.2X10-5mol.gH(pro)，而含有抗凍劑的樣品下降不明顯，凍藏30d魔芋葡甘聚糖和蔗糖山梨醇樣品的總巰基含量分別為7，1Xl(T5mol.g'(pro)和7.3X10—5mol.gH(pro)。冷凍貯藏過程中肌原纖維蛋白活性巰基含量的變化趨勢(shì)和總巰基相似，具體見圖4。從圖中可見，對(duì)照處理在凍藏過程中下降較快，凍藏30d時(shí)，活性巰基含量從5.9X10—5mol.g—'(pro)下降為3.2XKTmol.g—'(pro)，為原始值的46%。而含抗凍劑處理的樣品活性巰基含量緩慢下降，凍藏30d魔芋葡甘聚糖和蔗糖山梨醇樣品活性巰基含量分別從5.9X105mol.g—'(pro)降低至lj4.1X10—5mol.g1(pro)和4.0Xl(Tmol.g'(pro),為原始值的30%和32%。這些結(jié)果表明，魔芋葡甘聚糖和蔗糖山梨醇有相似的抑制效果，魔芋葡甘聚糖和蔗糖山梨醇的加入抑制了凍藏過程中蛋白質(zhì)中巰基的氧化和二硫鍵的形成。實(shí)施例4、魔芋葡甘聚糖對(duì)淡水魚糜凝膠質(zhì)構(gòu)特性的影響魔芋葡甘聚糖的添加可顯著提高草魚魚糜的凝膠特性，其破斷強(qiáng)度、凹限深度和凝膠強(qiáng)度都隨魔芋葡甘聚糖添加量的增加而增大，顯著高于對(duì)照處理；同時(shí)產(chǎn)品的脆度也隨魔芋葡甘聚糖添加量的增加而增大，脆性加大。綜合考慮，在淡水魚魚糜中添加魔芋葡甘聚糖，魔芋葡甘聚糖添加量w/w為1.0±0.1%。魔芋葡甘聚糖最佳添加量w/w為1.0%。不同魔芋葡甘聚糖添加量對(duì)淡水魚糜凝膠質(zhì)構(gòu)特性和色度及持水性的影響見下表<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>從表中可見，隨著魔芋葡甘聚糖添加量的加大，魚糜白度下降，呈負(fù)相關(guān)。魔芋葡甘聚糖添加量在1.0%以內(nèi)，白度下降不明顯，超過1.0%，產(chǎn)品白度大幅度下降。白度是魚糜制品的重要質(zhì)量指標(biāo)之一，因此在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，魔芋葡甘聚糖的添加量以1.0%為宜。表1是魚糜在不同魔芋葡甘聚糖添加量時(shí)的持水性，測(cè)定數(shù)字越大，表明失水越多，持水性越差。隨著魔芋葡甘聚糖添加量的增加，淡水魚魚糜持水性增強(qiáng)，這是由于魔芋葡甘聚糖具有很強(qiáng)的吸水性所引起的。權(quán)利要求1、魔芋葡甘聚糖用于改變淡水魚蛋白冷凍變性和魚糜質(zhì)構(gòu)特性及魚糜持水性，其特征在于魔芋葡甘聚糖分子結(jié)構(gòu)上D-葡萄糖和D-甘露糖單元上的活潑羥基-0H或氫鍵-H能夠阻止凍藏過程中魚肉肌原纖維蛋白分子間氫鍵、疏水鍵、二硫鍵、鹽鍵的形成而聚集變性，阻止肌原纖維蛋白鹽溶性下降、Ca2+-ATPase失活、總巰基和活性巰基含量下降，從而顯著提高淡水魚蛋白質(zhì)抗冷凍變性能力，在淡水魚魚糜中添加魔芋葡甘聚糖，能提高淡水魚魚糜凝膠的破斷強(qiáng)度、凹限深度和凝膠強(qiáng)度，同時(shí)魚糜的色澤加深。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的魔芋葡甘聚糖用于改變淡水魚蛋白冷凍變性和魚糜質(zhì)構(gòu)特性及魚糜持水性，其特征在于在淡水魚魚糜中添加魔芋葡甘聚糖，魔芋葡甘聚糖添加量w/w為1.0±0.2%。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的魔芋葡甘聚糖用于改變淡水魚蛋白冷凍變性和魚糜質(zhì)構(gòu)特性及魚糜持水性，其特征在于在淡水魚魚糜中魔芋葡甘聚糖添加量w/w為1.0X。全文摘要本發(fā)明涉及一種魔芋葡甘聚糖用于改變淡水魚蛋白冷凍變性和魚糜質(zhì)構(gòu)特性及魚糜持水性的研究。魔芋葡甘聚糖是一種非離子型水溶性高分子多糖，其分子結(jié)構(gòu)中D-葡萄糖和D-甘露糖單元上的活潑羥基-OH或氫鍵-H能夠阻止凍藏過程中魚肉肌原纖維蛋白分子間氫鍵、疏水鍵、二硫鍵、鹽鍵的形成而聚集變性，阻止肌原纖維蛋白鹽溶性下降、Ca²⁺-ATPase失活、總巰基和活性巰基含量下降，從而顯著提高淡水魚蛋白質(zhì)抗冷凍變性能力。在淡水魚魚糜中添加魔芋葡甘聚糖，其破斷強(qiáng)度、凹限深度和凝膠強(qiáng)度都隨魔芋葡甘聚糖添加量的增加而增大，淡水魚魚糜持水性也顯著增強(qiáng)，同時(shí)脆度也隨添加量的增加而增大，魚糜的色澤加深。故在淡水魚魚糜中魔芋葡甘聚糖添加量w/w為1.0±0.2％為宜。文檔編號(hào)A23L1/03GK101507474SQ20091006122公開日2009年8月19日申請(qǐng)日期2009年3月23日優(yōu)先權(quán)日2009年3月23日發(fā)明者葉麗秀,明周,欣杜,林若泰,熊光權(quán),薇程,耿勝榮,薛淑靜申請(qǐng)人:湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工與核農(nóng)技術(shù)研究所