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基于鱼鳞贮藏方式改善鳙鱼鱼鳞明胶的功能特性应

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-12-16
核心提示:在中国,鳙鱼是四大家鱼之一,其他3 种为青鱼、鲢鱼和草鱼。鱼鳞是鱼制品加工过程中的主要废弃物之一,其富含胶原蛋白,是一种良好的明胶原料。热风干燥作为一种食品保存手段,广泛应用于食品工业。
   在中国,鳙鱼是四大家鱼之一,其他3 种为青鱼、鲢鱼和草鱼。鱼鳞是鱼制品加工过程中的主要废弃物之一,其富含胶原蛋白,是一种良好的明胶原料。热风干燥作为一种食品保存手段,广泛应用于食品工业。工业上的烘干机通常是采用热风或者直接将燃烧气体作为干燥媒介。太阳晒干是一种传统且低成本的脱水方式,这种利用太阳对物质进行干燥的方式在当代仍被广泛使用。
 
  众所周知,一般情况下,低温能有效延长食品的贮藏期,冰箱贮藏就是一个日常生活中用于食物保藏的典型方式。因此,来自江西师范大学生命科学学院的沙小梅、涂宗财和南昌大学食品科学与技术国家重点实验室的黄涛等人选取热风干燥、太阳晒干和低温保藏方式处理鱼鳞,研究其对制备的鱼鳞明胶功能性质(凝胶强度、乳化性、起泡性)的影响,探寻能够提高鳙鱼鱼鳞明胶功能性质的原料贮藏方式。此外,采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDSPAGE)和扫描电子显微镜(SEM)探究鱼鳞贮藏方式对明胶结构特性的影响。
 
  1. 鱼鳞明胶的分子质量分析
 
  所有的鱼鳞明胶样品均含有特征性的α链(α1和α2)、β链(两条α链共价交联形成)和高分子质量聚合物(HMWP)。相比新鲜鱼鳞和60℃热风干燥鱼鳞制备得到的明胶,太阳晒干和低温方式(4℃和-20℃)贮藏的鱼鳞制备得到的明胶具有更多的α链、β链和HMWP。在所有的鱼鳞明胶样品中,新鲜鱼鳞和60℃热风干燥鱼鳞制备得到的明胶具有更多分子质量低于100Da的多肽。
 
  2. 鱼鳞明胶的FTIR分析
 
  所有的鱼鳞明胶样品都含有4 个类似的酰胺带吸收峰:酰胺A带(3440~3300 cm-1)、酰胺I带(1600~1700 cm-1)、酰胺II带(1560~1540 cm-1)、酰胺III带(1250~1230 cm-1),表明所有贮藏鱼鳞的方式都不会破坏明胶的功能性基团。新鲜、太阳晒干、4 ℃贮藏、-20 ℃贮藏和60 ℃热风干燥的鱼鳞制备的明胶酰胺A带吸收峰波数分别为3401.98、3336.91、3332.67、3337.29 cm-1和3400.41 cm-1。
 
  新鲜、太阳晒干、4 ℃贮藏、-20 ℃贮藏和60 ℃热风干燥的鱼鳞制备的明胶酰胺I带吸收峰波数分别为1658.06、1658.25、1654.84、1654.83 cm-1和1653.54 cm-1。
 
  3. 鱼鳞明胶的微观结构分析
 
  不同方式贮藏鱼鳞会导致明胶具有不同的微观结构。新鲜和60 ℃热风干燥的鱼鳞制备得到的明胶微观结构呈现出较大孔洞。太阳晒干、4 ℃和-20 ℃贮藏的鱼鳞制备得到的明胶具有致密的网络结构外观。
 
  4. 鱼鳞明胶的凝胶强度分析
 
  新鲜、太阳晒干、4 ℃贮藏、-20 ℃贮藏和60 ℃热风干燥的鱼鳞制备的明胶凝胶强度分别为(450.33±12.12)、(488.86±8.40)、( 516.91±4.50 )、( 497. 65±22 . 44 )g 和(434.25 ±7.01)g。相比于新鲜和60 ℃热风干燥方式,太阳晒干和低温(4 ℃和-20 ℃)贮藏鱼鳞使得明胶具有更强的凝胶强度(P<0.05)。
 
  α链、β链和HMWP是增强鱼鳞明胶凝胶强度的重要组分,此外,减少低分子质量的组分含量也将提升鱼鳞明胶的凝胶强度。
 
  4 ℃贮藏的鱼鳞制备的明胶具有最强的凝胶强度和最强的氢键(基于FTIR中酰胺A带的最低波数);太阳晒干和-20 ℃贮藏的鱼鳞制备的明胶具有中等强度的凝胶强度和氢键;新鲜和60 ℃热风干燥的鱼鳞制备的明胶具有最低的凝胶强度和最弱的氢键(基于FTIR中酰胺A带的最高波数)。
 
  低凝胶强度的鱼鳞明胶(新鲜和60 ℃热风干燥鱼鳞制备得到的明胶)有着松散的网络结构,这说明鱼鳞明胶的微观结构可能在一定程度上反映其凝胶强度。伴随着致密的网络结构,鱼鳞明胶有更好的能力以抵制外部破坏力,因此显示出高的凝胶强度。
 
  5. 鱼鳞明胶的界面性质分析
 
  各种鱼鳞贮藏方式显着改善了明胶的乳化活性,新鲜、太阳晒干、4 ℃贮藏、-20 ℃贮藏和60 ℃热风干燥的鱼鳞制备的明胶乳化活性分别为47.26、49.87、54.26、58.56 m2/g和52.29 m2/g。
 
  结 论
 
  4 种贮藏方式不会破坏明胶的分子质量分布(α链、β链和高分子聚合物)和傅里叶变换红外光谱的特征性吸收峰(酰胺A带、酰胺I带、酰胺II带和酰胺III带)。4 种贮藏方式都能提升鱼鳞明胶的乳化活性和起泡能力,其中,-20 ℃贮藏鱼鳞1 个月改善明胶乳化活性和起泡能力的效果最佳。除60 ℃热风干燥之外,其他贮藏方式均能改善鱼鳞明胶的凝胶强度,这可能与其相应的结构特征变化有关。相比新鲜鱼鳞和60 ℃热风干燥鱼鳞,太阳晒干和低温方式(4 ℃和-20 ℃)贮藏鱼鳞使得鱼鳞明胶α链、β链和高分子聚合物含量增加,酰胺A带吸收峰的波数降低,鱼鳞明胶网络结构的致密性增加。
 
 
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