鹽和多糖對(duì)魚糜凝膠形成的影響與機(jī)制
本文選題:魚糜凝膠 + 鹽。 參考:《江南大學(xué)》2017年博士論文
【摘要】:隨著魚糜制品需求量日益增加,淡水魚糜逐漸成為重要的魚糜制品生產(chǎn)原料。但是淡水魚糜凝膠性差,易劣化,亟需有效的加工技術(shù)改善其凝膠特性。蛋白質(zhì)凝膠化是凝膠品質(zhì)形成的重要步驟,分子間相互作用是蛋白凝膠化形成的基礎(chǔ)。盡管國(guó)內(nèi)外研究者對(duì)魚糜凝膠形成過程中分子間作用力及蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化已有較充分的認(rèn)識(shí),但是二者與魚糜凝膠質(zhì)構(gòu)特性間的相關(guān)關(guān)系仍不明確,且金屬鹽離子和多糖對(duì)低鹽魚糜凝膠品質(zhì)的影響鮮有研究。本論文以淡水魚糜熱凝膠為研究對(duì)象,通過對(duì)凝膠形成中分子間作用力、蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)與凝膠質(zhì)構(gòu)特性之間的關(guān)系進(jìn)行研究,明確了引起凝膠特性發(fā)生改變的相關(guān)分子作用力,并利用金屬鹽離子及多糖對(duì)蛋白質(zhì)分子間作用力的影響,對(duì)魚糜凝膠品質(zhì)進(jìn)行調(diào)控。本課題對(duì)于揭示蛋白質(zhì)間相互作用對(duì)淡水魚糜凝膠形成的影響具有重要的學(xué)術(shù)意義,并為開發(fā)具有理想質(zhì)構(gòu)的高蛋白、低鹽淡水魚糜凝膠制品提供理論支持和技術(shù)指導(dǎo)。首先研究了分子間作用力對(duì)魚糜凝膠形成的影響。通過添加尿素、十二烷基硫酸鈉(SDS)及N-乙基馬來酰亞胺(NEM)不同程度的破壞魚糜凝膠形成中的分子間作用力,對(duì)所得凝膠質(zhì)構(gòu)特性、流變特性和蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,研究分子間作用力、蛋白質(zhì)構(gòu)象與魚糜凝膠質(zhì)構(gòu)特性間的相關(guān)關(guān)系。結(jié)果表明氫鍵、疏水相互作用和二硫鍵的破壞顯著降低了魚糜凝膠的硬度和膠黏性。凝膠強(qiáng)度隨尿素和NEM含量的增加顯著下降,而添加2%SDS則會(huì)引起凝膠強(qiáng)度升高。流變結(jié)果表明當(dāng)溫度低于肌球蛋白輕鏈變性臨界點(diǎn)溫度(Tc)時(shí),變性劑的加入引起魚糜的儲(chǔ)能模量(G′)發(fā)生顯著變化。尤其經(jīng)SDS處理后,魚糜流變曲線與經(jīng)典的肌球蛋白流變曲線明顯不同。拉曼光譜結(jié)果表明,當(dāng)魚糜凝膠分子間作用力被大量破壞時(shí),位于1600 cm-1-1700 cm-1范圍內(nèi)表征酰胺I區(qū)的譜帶向低波長(zhǎng)移動(dòng),α-螺和β-折疊結(jié)構(gòu)的含量逐漸減少,而無規(guī)則卷曲結(jié)構(gòu)的含量顯著增加。相關(guān)性分析表明凝膠強(qiáng)度與無規(guī)則卷曲結(jié)構(gòu)的含量呈顯著負(fù)相關(guān),β-折疊和β-轉(zhuǎn)角對(duì)彈性形成的貢獻(xiàn)較大。然后研究了金屬鹽離子種類(NaCl、KCl和CaCl_2)及離子強(qiáng)度(0.51、0.34和0.17mol/kg)對(duì)魚糜凝膠特性的影響,并分析了凝膠分子間作用力的變化。結(jié)果表明,含有NaCl和KCl的魚糜凝膠持水性高于含有CaCl_2的凝膠。隨著CaCl_2含量的增加,持水性從93%顯著下降至87%。添加高離子強(qiáng)度CaCl_2的魚糜凝膠硬度及膠黏性明顯高于其他組,但彈性較低。離子強(qiáng)度為0.17 mol/kg時(shí),添加CaCl_2的魚糜凝膠強(qiáng)度是添加NaCl的1.55倍。當(dāng)溫度從25°C升高至90°C時(shí),CaCl_2處理組與NaCl和KCl處理組的流變特性有明顯差異。當(dāng)溫度高于49°C時(shí),CaCl_2處理組的G′顯著高于NaCl及KCl處理組。隨著CaCl_2的升高,氫鍵作用逐漸降低,疏水相互作用和非特異性結(jié)合逐漸增強(qiáng),巰基含量逐漸減少,溶解度逐漸升高。掃描電子顯微鏡(SEM)觀察顯示添加NaCl及KCl的魚糜凝膠網(wǎng)絡(luò)較為平整,而添加CaCl_2的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)則呈現(xiàn)致密的顆粒狀聚集。接著研究總離子強(qiáng)度保持0.51 mol/kg不變時(shí),CaCl_2對(duì)低鹽魚糜凝膠形成的影響。通過對(duì)魚糜凝膠特性、流變特性、水分分布、分子間作用力和蛋白結(jié)構(gòu)的分析,確定NaCl與CaCl_2組合以獲得低鹽魚糜凝膠。結(jié)果表明以0.95%的CaCl_2代替1.5%的NaCl能夠提高魚糜凝膠的質(zhì)構(gòu)特性、凝膠強(qiáng)度和G′值,但過多的NaCl被CaCl_2替代則會(huì)造成凝膠品質(zhì)下降。隨著體系中CaCl_2含量從0增加到1.58%,魚糜凝膠的持水性降低了15.6%,T23峰面積比例從0.37%增至5.31%。加熱過程中,CaCl_2含量較高的處理組,G′逐漸降低后迅速升高,最后趨于穩(wěn)定,G′值明顯高于對(duì)照組。當(dāng)CaCl_2含量增加至1.58%時(shí),Tc從59°C降低至47°C。隨著NaCl被CaCl_2替代,巰基含量逐漸降低,低濃度CaCl_2有利于形成(γ-Glu)-Lys鍵。CaCl_2的添加促進(jìn)了α-螺旋結(jié)構(gòu)向β-折疊與無規(guī)則卷曲結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變,而對(duì)β-轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)的影響較小。最后考察三種陰離子多糖(ι-卡拉膠、κ-卡拉膠及海藻酸鈉)對(duì)鈣-魚糜體系凝膠形成的影響,結(jié)果表明ι-卡拉膠對(duì)于凝膠強(qiáng)度的提高最為顯著,κ-卡拉膠顯著增大了魚糜凝膠的硬度,降低了彈性,海藻酸鈉能夠提高魚糜凝膠的破斷力,但對(duì)破斷距離和彈性沒有顯著影響。添加三種多糖均能明顯提高魚糜凝膠的持水性,其中海藻酸鈉的作用最明顯。隨著多糖的添加,鈣-魚糜體系的G′在升溫過程中不斷增大。與未加多糖的鈣-魚糜體系相比,Tc因ι-卡拉膠與海藻酸鈉的加入而提高,而不受κ-卡拉膠的影響。頻率掃描結(jié)果顯示在線性粘彈性區(qū)間內(nèi),含有ι-卡拉膠魚糜體系的G′值最大。ι-卡拉膠通過與鈣離子協(xié)同作用而改變魚糜體系的凝膠特性。濁度及表面疏水性結(jié)果表明ι-卡拉膠減少了復(fù)合體系中蛋白質(zhì)間的疏水相互作用,降低了蛋白間過度聚集。紅外光譜測(cè)定結(jié)果顯示ι-卡拉膠的添加對(duì)蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)沒有顯著影響,主要通過影響蛋白的三級(jí)與四級(jí)結(jié)構(gòu)發(fā)揮作用。CaCl_2的添加能夠顯著提高ι-卡拉膠-魚糜凝膠體系的凝膠特性,且隨著CaCl_2含量的增加,凝膠強(qiáng)度逐漸增大。ι-卡拉膠與鈣的協(xié)同作用可以有效改善低鹽魚糜凝膠的凝膠品質(zhì),控制凝膠形成得到具有軟硬適中質(zhì)構(gòu)特性的魚糜凝膠。
[Abstract]:In this paper , the relationship between intermolecular force , protein conformation and gel texture was studied . The results showed that the relationship between intermolecular force , protein conformation and gel texture was studied . The results showed that 1 . 5 % NaCl was used instead of 1.5 % NaCl to increase the texture , gel strength and G ' value .
【學(xué)位授予單位】:江南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類號(hào)】:TS254.4
【參考文獻(xiàn)】
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,本文編號(hào):2114289
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