梅鱼鱼糜超高压凝胶化工艺及凝胶机理的研究

论文摘要

随着水产加工业的发展,人们对水产品尤其是鱼糜制品的质量要求也越来越高。然而,传统的热加工对鱼糜制品具有较大的热损伤,容易破坏其网络结构,造成色泽和质构特性的下降,不利于得到高质量的产品。超高压技术是一项非热处理技术,能改变蛋白质空间结构,导致蛋白质变性、聚集或凝胶化。本文以近海小型经济鱼类——梅鱼为研究对象,应用超高压技术,研究了梅鱼鱼糜超高压凝胶化工艺,并比较超高压和热处理对凝胶特性的影响以及贮藏过程中凝胶理化品质的变化情况,同时对梅鱼鱼糜超高压凝胶机理进行了研究,得到以下结论：考察了超高压压力（100-600 MPa）、保压时间（5-30 min）和协同温度（10-60℃）对梅鱼鱼糜凝胶特性的影响,结果表明：压力在200 MPa时,梅鱼鱼糜已经开始形成凝胶；保压时间对凝胶特性无显著性影响；随着协同处理温度的升高,凝胶特性显著降低。通过正交试验确定了梅鱼鱼糜最优超高压处理条件为：压力300 MPa、保压时间15 min、协同温度20℃。超高压与热处理比较结果发现,经超高压处理的梅鱼鱼糜凝胶强度是热处理的2.2倍,而凝胶硬度仅为热处理的67%；超高压凝胶的弹性、内聚性、咀嚼性、持水性和白度均高于热处理凝胶,其中弹性增加明显,为热处理的1.6倍。超高压和热处理两种方式组合处理结果表明,超高压处理之后再经热处理得到的梅鱼鱼糜凝胶特性与单一的两段式热处理基本一致,而热处理后再经超高压处理则对梅鱼鱼糜凝胶结构破坏严重。在超高压作用下,TGase、卡拉胶和结冷胶对梅鱼鱼糜凝胶特性具有一定的改善效果,其中TGase的效果尤为明显。通过研究添加了凝胶增强剂后的鱼糜凝胶强度、质构、pH、色泽、水分和微观结构,可以看出在添加剂存在状态下,超高压诱导凝胶更致密,能获得更好的品质,并提高凝胶的保水性能。超高压处理后梅鱼鱼糜凝胶在贮藏过程中理化品质的变化结果表明,-18℃冷冻贮藏对凝胶的网络结构具有较强的破坏作用,从而导致硬度、弹性和咀嚼性明显下降。超高压比热处理更有利于保持鱼糜凝胶特性在贮藏过程中的稳定性。超高压处理能影响梅鱼鱼糜肌原纤维蛋白的结构,包括蛋白质巯基含量、蛋白质聚集以及蛋白质二级结构方面的变化,探讨其与梅鱼鱼糜超高压凝胶化的关系,进一步丰富鱼糜制品超高压凝胶化机理。结果表明,随着处理压力的升高,肌原纤维蛋白溶液中的活性巯基含量呈上升的趋势,而总巯基含量则逐渐下降；经超高压处理后,肌球蛋白重链带（MHC）和肌动蛋白带（Actin）强度均有所下降,同时大分子蛋白带（MW>200kDa）出现；梅鱼鱼糜肌原纤维蛋白二级结构以β-折叠为主,超高压导致蛋白质二级结构发生重排,螺旋结构减少,无序结构增多,分子链展开。综上所述,超高压能促进梅鱼鱼糜凝胶的形成,获得比传统热处理更好的品质,其在鱼糜制品加工中具有良好的应用前景。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 引言
• 1.1 鱼类资源及加工概况
• 1.1.1 鱼类资源
• 1.1.2 鱼类蛋白质的组成
• 1.1.3 鱼糜加工工艺及特点
• 1.1.4 鱼糜凝胶的机理
• 1.2 超高压食品处理技术简介
• 1.2.1 超高压技术的概念和分类
• 1.2.2 超高压技术的基本原理
• 1.2.3 超高压技术的主要特点
• 1.3 超高压技术在水产品加工中的应用
• 1.3.1 高压杀菌
• 1.3.2 高压凝胶化
• 1.3.3 高压速冻和不冻冷藏
• 1.4 凝胶态食品质构分析
• 1.4.1 食品凝胶强度定义及测定
• 1.4.2 食品TPA定义及测定
• 1.5 本文研究内容和意义
• 1.5.1 研究内容
• 1.5.2 研究意义
• 第2章 超高压处理对梅鱼鱼糜凝胶特性的影响
• 2.1 材料与仪器
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.2 实验仪器
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 样品制备
• 2.2.2 热处理条件的确定
• 2.2.3 压力对梅鱼鱼糜凝胶特性的影响
• 2.2.4 保压时间对梅鱼鱼糜凝胶特性的影响
• 2.2.5 协同温度对梅鱼鱼糜凝胶特性的影响
• 2.2.6 正交试验优化梅鱼鱼糜超高压加工条件
• 2.2.7 超高压与热处理诱导凝胶特性对比
• 2.2.8 分析方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 热处理条件的确定
• 2.3.2 压力对梅鱼鱼糜凝胶特性的影响
• 2.3.3 保压时间对梅鱼鱼糜凝胶特性的影响
• 2.3.4 协同温度对梅鱼鱼糜凝胶特性的影响
• 2.3.5 梅鱼鱼糜超高压工艺条件的优化
• 2.3.6 超高压与热处理诱导凝胶特性对比
• 2.4 本章小结
• 第3章 超高压下凝胶增强剂对梅鱼鱼糜凝胶特性的影响
• 3.1 材料与仪器
• 3.1.1 实验材料
• 3.1.2 实验仪器
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 配料添加比例
• 3.2.2 样品处理
• 3.2.3 凝胶pH值测定
• 3.2.4 凝胶质构和凝胶强度测定
• 3.2.5 凝胶色差测定
• 3.2.6 凝胶水分的核磁共振（NMR）研究
• 3.2.7 环境扫描电子显微镜（SEM）观察凝胶微观结构
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 凝胶增强剂添加量对梅鱼鱼糜凝胶强度的影响
• 3.3.2 凝胶增强剂对梅鱼鱼糜凝胶pH值的影响
• 3.3.3 凝胶增强剂对梅鱼鱼糜凝胶质构和凝胶强度的影响
• 3.3.4 超高压和热处理对梅鱼鱼糜凝胶色差的影响
• 3.3.5 梅鱼鱼糜凝胶水分的NMR研究
• 3.3.6 梅鱼鱼糜凝胶微观结构观察
• 3.4 本章小结
• 第4章 贮藏过程中梅鱼鱼糜凝胶理化品质的变化
• 4.1 材料与仪器
• 4.1.1 实验材料
• 4.1.2 实验仪器
• 4.2 实验方法
• 4.2.1 样品制备
• 4.2.2 样品处理
• 4.2.3 贮藏条件
• 4.2.4 pH值测定
• 4.2.5 水分活度测定
• 4.2.6 凝胶质构测定
• 4.2.7 凝胶色差测定
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 贮藏过程中凝胶pH值的变化
• 4.3.2 贮藏过程中凝胶水分活度的变化
• 4.3.3 贮藏过程中凝胶硬度的变化
• 4.3.4 贮藏过程中凝胶弹性的变化
• 4.3.5 贮藏过程中凝胶内聚性的变化
• 4.3.6 贮藏过程中凝胶咀嚼性的变化
• 4.3.7 贮藏过程中凝胶白度的变化
• 4.4 本章小结
• 第5章 梅鱼鱼糜超高压凝胶机理的研究
• 5.1 材料与仪器
• 5.1.1 实验材料
• 5.1.2 实验仪器
• 5.2 实验方法
• 5.2.1 肌原纤维蛋白提取
• 5.2.2 肌原纤维蛋白浓度测定
• 5.2.3 巯基含量的测定
• 5.2.4 聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）
• 5.2.5 蛋白质二级结构含量测定
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 肌原纤维蛋白的提取
• 5.3.2 肌原纤维蛋白浓度的测定
• 5.3.3 超高压对肌原纤维蛋白巯基含量的影响
• 5.3.4 超高压肌原纤维蛋白电泳分析
• 5.3.5 超高压对肌原纤维蛋白二级结构的影响
• 5.4 本章小结
• 第6章 总结、创新点与展望
• 6.1 总结
• 6.2 创新点
• 6.3 展望
• 参考文献
• 附录 缩略词表
• 硕士期间完成的论文
• 致谢