彭增起南農(nóng)第二節(jié)魚糜制品加工水產(chǎn)品

第二節(jié)魚肉蛋白質(zhì)凝膠形成

Thequalityofsurimiisdeterminedbasedonanumberofcharacteristics.Theseincludegelstrength,color,moisturecontent,impurities,andmicrobiologicalcounts.OtherpropertiesaffectingthefinalqualityarepH,proteincontent,fatcontent,cryoprotectants,andotherfood-gradeadditives.Amongallthepropertiesrelatedtosurimiquality,thereisnodoubtthatgelproperties—namely,gelstrength—areofprimaryinterestinsurimiproductionandtrade.一、凝膠及凝膠形成

（一）凝膠（Gels）

蛋白質(zhì)凝膠是由膠體系統(tǒng)中蛋白質(zhì)大分子凝集物構(gòu)成的具有一定彈性和強度的連續(xù)性三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(Network)，如肌肉蛋白凝膠、魚糜凝膠、血漿蛋白凝膠、蛋清蛋白凝膠、大豆蛋白凝膠等。在凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中嵌入了溶劑、溶質(zhì)和填充物。所以凝膠是一個多相體系，其結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜。（二）凝膠形成(Gelation)蛋白質(zhì)凝膠形成是指蛋白質(zhì)在一定條件下發(fā)生一定程度變性、聚集并形成有序的蛋白質(zhì)三維網(wǎng)絡(luò)的過程，或者說，凝膠形成（凝膠化）是溶膠（Sol）轉(zhuǎn)變?yōu)槟z的過程。食品蛋白質(zhì)經(jīng)過這個過程能夠形成凝膠制品，如凝膠類肉制品、酸奶、魚糜制品、豆腐等，因此，凝膠形成在蛋白質(zhì)食品加工中的作用十分重要。蛋白質(zhì)凝膠形成的方式主要有熱誘導(dǎo)、壓力誘導(dǎo)、冷誘導(dǎo)等

二、重組（Setting）

在低溫（0~40℃）條件和NaCl存在時，魚肉勻漿物中蛋白質(zhì)碎片在內(nèi)源轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶催化下發(fā)生共價交聯(lián)而重新組合的過程叫做魚肉蛋白質(zhì)的重組，實質(zhì)上，這是一種結(jié)構(gòu)重建反應(yīng)（astructure-settingreaction）。這種交聯(lián)作用發(fā)生于蛋白質(zhì)中谷氨酰胺γ-羧酰胺基和賴氨酸ε-氨基之間，形成ε-（γ-glutamyl）Lys鍵介紹重組現(xiàn)象重組的發(fā)生受魚類品種、離子類型等因素的影響；蛋白質(zhì)的熱穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶的最適反應(yīng)溫度隨著魚類品種的不同而不同。同一品種魚肉在不同溫度下發(fā)生重組所需的時間不同；如馬鲅魚肉在25℃下重組需要4小時，在40℃下需要2小時。Ca2+能提高轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶酶促反應(yīng)速率，增大凝膠強度；Cu2+、Zn2+、和Pb2+能抑制轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶的活性。

三、熱誘導(dǎo)凝膠的形成機理

（一）凝膠形成的基本機制肌肉蛋白熱誘導(dǎo)凝膠對肌肉食品的texture起主要作用。在構(gòu)成肌肉的主要蛋白質(zhì)中（肌球蛋白、肌動蛋白和肌動球蛋白），肌球蛋白可單獨形成凝膠，肌動球蛋白也可單獨形成凝膠。肌動蛋白不能單獨形成凝膠，依其與肌球蛋白的比例不同，對肌球蛋白凝膠有協(xié)同或拮抗效應(yīng)。有關(guān)凝膠機制的研究，早在1948年Ferry提出了蛋白質(zhì)凝膠的形成機理分兩步。第一步是蛋白質(zhì)受熱變性而展開；第二步是因展開的蛋白質(zhì)其四級結(jié)構(gòu)、三級結(jié)構(gòu)和二級結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而暴露出多肽片段和氨基酸。

相鄰蛋白質(zhì)分子間的多肽片段和氨基酸等反應(yīng)基團(tuán)通過疏水互作、共價鍵、離子鍵和氫鍵等化學(xué)鍵的作用，使蛋白質(zhì)發(fā)生足夠的分子間交聯(lián)，從而形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（凝膠）在加熱變性暴露出來的反應(yīng)基團(tuán)中，使特別是肌球蛋白的疏水基團(tuán)，有利于蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)之間的相互作用。這是蛋白質(zhì)發(fā)生交聯(lián)的主要原因。分子量大且疏水氨基酸含量高的蛋白質(zhì)容易形成穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。Sharp和Offer（1992）提出了肌球蛋白分子凝膠的形成機制，認(rèn)為肌球蛋白分子的頭頭凝集、頭尾凝集和尾尾凝集是凝膠形成的基本機制。

肌球蛋白分子(肌球蛋白低于4.5gml-1)形成凝膠的基本機制－－－基本清楚凝集肌球蛋白分子單體－－頭部和尾部發(fā)生頭－頭交聯(lián)形成凝膠電鏡圖片（二）熱誘導(dǎo)凝膠形成中的化學(xué)反應(yīng)1.疏水互作

在魚肉肌原纖維蛋白溶膠向凝膠轉(zhuǎn)變過程中，蛋白分子間的疏水作用是重要的作用力，且隨著溫度的升高（至少達(dá)60℃）疏水作用增強。蛋白分子間的疏水作用和加熱過程中形成的二硫鍵是魚肉肌原纖維蛋白熱誘導(dǎo)凝膠形成的主要化學(xué)作用，也是高壓（≥300MPa）誘導(dǎo)凝膠形成的主要機制。在蛋白質(zhì)溶膠中，蛋白質(zhì)表面暴露于水。由于熱力學(xué)反應(yīng)，蛋白質(zhì)就會在分子內(nèi)或分子間發(fā)生疏水互作。在未變性的蛋白內(nèi)部有大量的疏水氨基酸，而在蛋白表面則分布有大量親水性氨基酸。通過這種排布，蛋白分子在水溶液中便達(dá)到熱力學(xué)平衡。當(dāng)?shù)鞍自谑軣嶙冃哉归_時，內(nèi)部的疏水結(jié)構(gòu)便暴露于水，使得這些疏水基團(tuán)附近的水分子通過分子間氫鍵定向排列，致使水分子的流動性降低。因此溶膠體系變得有序化，熵值降低。為形成熱力學(xué)上更穩(wěn)定的體系，相鄰蛋白分子間的疏水部分發(fā)生緊密結(jié)合，便發(fā)生了疏水互作，引起蛋白質(zhì)凝集，在合適的條件下就形成了凝膠。

2.二硫鍵

二硫鍵是共價鍵，是蛋白分子間通過共用電子對形成的牢固的化學(xué)鍵，共價鍵一旦形成，很難被破壞。加熱過程中形成的二硫鍵是魚肉肌原纖維蛋白熱誘導(dǎo)凝膠形成的主要化學(xué)鍵。當(dāng)蒸煮溫度超過40℃以上時，二硫鍵就是蛋白質(zhì)凝膠形成的主要共價鍵。蛋白質(zhì)分子內(nèi)部原有的二硫鍵或蛋白質(zhì)內(nèi)氨基酸間形成的分子內(nèi)二硫鍵可通過二硫化物的相互交換作用形成分子間二硫鍵（下圖），從而發(fā)生交聯(lián)。如果蛋白分子內(nèi)含有大量的胱氨酸或活性巰基，添加半胱氨酸或胱氨酸后，可促進(jìn)分子內(nèi)二硫鍵向分子間二硫鍵的轉(zhuǎn)化。―S―SHS――SH―S―S―分子內(nèi)和分子間二硫鍵的形成

3.氫鍵氫鍵是偶極鍵，結(jié)合力弱。氫鍵在蛋白質(zhì)凝膠體系中的數(shù)量極大，成為穩(wěn)定結(jié)合水，增加凝膠強度的重要化學(xué)鍵。加熱期間，維持蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的大量氫鍵被破壞，從而使得多肽鏈更易于發(fā)生廣泛的水合作用，減少水分子的移動性。所以，裸露的多肽鏈的水合作用就成為影響凝膠保水性的重要因素。冷卻促進(jìn)了蛋白間更多氫鍵的形成，從而導(dǎo)致凝膠強度增大。

4.離子鍵（鹽鍵）離子鍵是蛋白質(zhì)表面荷正電的位點與荷負(fù)電的位點相互吸引而形成的。魚肉的正常pH值接近中性（偏堿）。此時，蛋白質(zhì)鏈上谷氨酸和天冬氨酸的羧基帶負(fù)電荷，而賴氨酸和精氨酸的氨基帶正電荷。這些氨基酸間便可形成離子鍵，使肌原纖維蛋白相互結(jié)合，形成不溶于水的凝集物。為形成良好的凝膠，必須添加食鹽，以破壞離子鍵，促進(jìn)蛋白質(zhì)均勻分散。這是因為隨著肌肉蛋白質(zhì)離子強度的增加，Na+和Cl-選擇性地與蛋白質(zhì)表面的電荷結(jié)合，肌原纖維蛋白分子間的離子鍵遭到破壞，蛋白質(zhì)對水的親和力增加，蛋白質(zhì)溶解度增大，從而有利于良好凝膠的形成。

溫度的提高可增強蛋白質(zhì)分子之間的相互作用，而冷卻有利于氫鍵的形成。加熱可使內(nèi)部的疏水基暴露出來，促進(jìn)二硫鍵的形成。大量的巰基和二硫鍵的存在，可使分子間交聯(lián)得到加強，形成的凝膠熱不可逆。鈣離子形成的鍵橋能提高許多凝膠的硬度和穩(wěn)定性。凝膠的結(jié)構(gòu)和理化特性取決于變性和凝集的相對速率，蛋白質(zhì)的凝集速率比蛋白質(zhì)的展開速率慢，有利于形成更細(xì)致的凝膠網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)凝集的速率高于展開的速率時，就會形成粗糙而無序的凝膠結(jié)構(gòu)，甚至是凝結(jié)物

四、軟化（Softening）（一）鯉魚肌球蛋白熱誘導(dǎo)凝膠的形成魚肉蛋白質(zhì)熱誘導(dǎo)凝膠，顧名思義，溫度在凝膠形成過程中起著重要作用。鯉魚肌球蛋白熱誘導(dǎo)凝膠研究表明，30℃時，肌球蛋白分子沒有相互作用，也沒有形成凝膠；30℃45℃時，肌球蛋白發(fā)生頭-頭凝集和尾-尾凝集，蛋白質(zhì)分子之間的交聯(lián)急劇增加；當(dāng)溫度大于45℃時，蛋白之間的交聯(lián)繼續(xù)增加，開始形成凝膠；在50℃60℃時，蛋白質(zhì)之間的交聯(lián)已基本完成，三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)基本形成。（二）兔流肉肌球蛋舒白熱誘導(dǎo)凍凝膠形成當(dāng)pH6供.5、3童0℃加熱脈30mi捎n時，肌方球蛋白分閉子形狀無牌變化；35℃盯加熱3覽0mi桿n，肌球蛋白挨發(fā)生頭-瞎頭凝集，也有噸尾-尾摟凝集發(fā)輸生。40℃凳加熱3池0mi缺n肌球狠蛋白分扒子形成師二聚體園，也有淚寡聚體襯。寡聚體是釋由312個肌狗球蛋白分頃子組成的睜，其頭部雙聚集成球扯狀團(tuán)快，掘尾部向三礎(chǔ)維空間輻窗射。球狀劇團(tuán)塊的直延徑隨著寡躺聚物尾部車數(shù)目的增堂加而增大僵。當(dāng)44梁℃加熱3喘0min劫時，主要攏是寡聚體仇，具有213個臣尾部的兼寡聚體傘。46℃60℃加候熱30m峰in，寡坡聚體之間著發(fā)生聚集隆，形成更廊加復(fù)雜的核空間結(jié)構(gòu)魯。（三）凡凝膠軟居化溫度不勉僅影響幣肌球蛋遍白的形鮮態(tài)結(jié)構(gòu)尋，而且秤能激活塑魚肉的府內(nèi)源酶城。各種母魚肉蛋夢白質(zhì)在史凝膠形悠成過程宰中（40℃以下）談既能發(fā)表生結(jié)構(gòu)釣重組反棵應(yīng)，也芝能發(fā)生建結(jié)構(gòu)裂特解反應(yīng)親（50℃70℃）。蛋珠白質(zhì)裂解棟反應(yīng)是由娃魚肉的熱質(zhì)穩(wěn)定內(nèi)源鄉(xiāng)豐蛋白水解譯酶降解肌動球蛋白引立起的，其乏結(jié)果，使其魚肉的質(zhì)經(jīng)構(gòu)發(fā)生軟陸化，甚至盯使魚肉失懼去形態(tài)結(jié)報構(gòu)。肌原纖維陪蛋白，特智別是肌球膽蛋白是參肥與凝膠形此成的蛋白畫質(zhì)，這些默蛋白質(zhì)遭朋到降解之死后，也就狐部分或完貸全失去其喬形成凝膠再的能力（圖）。Pos動tm異ort隆em死朵后的魚肉秘對其內(nèi)夾源蛋白珍水解酶露的水解賀作用很扇敏感，喬其特點芹是溫度蛛高（50℃以上）斥、速度快感、對肌球威蛋白的降奧解嚴(yán)重，最終使?jié)B魚肉蛋擔(dān)白質(zhì)凝膠強桿度明顯優(yōu)下降。在眾多鴿內(nèi)源蛋瓣白酶中言，半胱氨蛋嶄白酶因其汗熱穩(wěn)定性幻玉和能裂解昏蛋白質(zhì)內(nèi)菌部的多肽塞鍵，對魚松肉質(zhì)構(gòu)和捐蛋白質(zhì)凝預(yù)膠強度的訊不利影響淡最為嚴(yán)重。魚的種乳類不同，減軟化魚肉爆和蛋白質(zhì)逮凝膠的活椒性最大的頂?shù)鞍酌父髂М悾钦Z一般有兩父大類，即樂，組織蛋辟白酶和損熱穩(wěn)定農(nóng)堿性蛋輝白酶。鰈魚魚篇肉在50℃60℃時半胱氨深蛋白酶活銷性最高；懼牙鱈肉在60℃下加熱30mi平n后，由于蹄組織蛋白碌酶L的作用闊，大部分肌球蛋白斤重鏈被降陵解，不能形成凝組膠；馬鮫魚肉廚中大部分園蛋白質(zhì)水尋解活性是絲式由于組織磚蛋白酶B、L；組織蛋施白酶L對肌球脅蛋白的紗親和力隔高，難詢以洗脫疾完全。熱穩(wěn)定堿歉性蛋白酶齡能使魚肉奧質(zhì)構(gòu)變差慰，如虹鱒跌魚、沙丁撥魚、石首尤魚、鯉魚逼、馬鮫魚品、鱈魚、做鯡魚、大灰麻哈魚。跪這些酶的乘最適pH即（pH7鮮.5~8恩.0）和偶最適溫度電（60℃團(tuán)左右）范芬圍窄。49賣dif普fer鞠ent綠fi諷sh便spe問cie油s,刮inc瞎lud緒ing葉sa仰ltw祥ate療r,險fre觀shw擇ate希r,匯and祖ca籠rti壤lag死ino蝴us岡fis命h(軟瓦骨魚)斗,p值lus攜sq匠uid茶s魷魚鉆,p靠raw著ns(雁對蝦,書),坐and第la駐nd羊ani悲mal悔me閘ats腿(c沾hic誼ken博an惱dr油abb揭it)握ca勵nb須ec航las濕sif隙ied鋪in伍to發(fā)fou歲rg賢rou惕ps饑bas拿ed翁on姨the啄ef栗fec繩ts至of予the退he誼at-羅ind蜻uce構(gòu)dp盜rot巧eol翁ysi唯so伴ft彎he撫mus另cle呼,w走h(yuǎn)ic汁h(huán)r林esu擺lts寨in秀ge永ls哭oft間eni善ng,仆an綁de裁ndo佛gen肆ous篇tr充ans期glu谷tam蛇ina芽se蠶act尖ivi虛ty,修wh遼ich蓋st炸ren炎gth簽ens溉ge宮ls之by谷cro怪ssl繭ink偵ing麻pr御ote鋸ins槽du撕rin股gl濁ow-錘tem葬per僵atu蛛re期“se婆tti號ng”1.鎮(zhèn)Tho飛se藍(lán)tha架texhi鐮bit只litt萄leg變els蘆tren全gthe拖ning周dur糟ing“se嘉tti巖ng”慚(3松0t夫o5深0°C名)a稀nd固lit茄tle犁ge租ls內(nèi)oft殼eni悲ng往dur坡ingheat資ing答(50繡to7順0°C)失;th辛isg裁roup經(jīng)inc驢lude扔dsh玻arks隱,ne字edle桶fish仿頜針魚,來mar嫁lin槍芽魚,c華hick淺en,憂and湯rabb路it(遞all爬land占ani季mal慣meat袋s).2.輸Tho忍se渾tha身texh漂ibi煩tl蜘itt伐le個gel假st憶ren離gth振eni霉ng桂dur丙ing碗“s附ett折ing御”(服30午to底50°死C),桂bu質(zhì)tc裳ons宅ide影rab密le躍gel著so掘fte削nin頌gd磚uri劉ng也hea餅tin懷g(汁50墨to虧70°守C);膛th軋is改gro腎up震con諷sis拾ted槳pr暫ima撈ril亡yo貞fc柱ert尼ain泡re駱d-m領(lǐng)eat庸(p觀ela利gic義浮游魚圖類)櫻fis鳥h.3.T卷hose牽tha敏texh輕ibi法tc礙ons拖ide喝rab更le頁gel牢st繪ren湯gth籠eni冒ng肯dur乞ing儉“s促ett誓ing筋”(孝30稈to獎50°積C)積and鳥al顛so花con嶄sid駐era繪ble提ge相l(xiāng)s凱oft梳eni派ng佳dur墨ing峽he些ati鋼ng喊(50玻to乎70紐奉°C)明;t教his翼gr物oup抗in染clu搜ded墨sa素rdi染nes隱,c諷roa摸ker悲s,越and斬so撿me聞war雪m-w貓ate暫rf豬ish賢su聯(lián)ch筋as癥thr恨ead義fin駱br其eam該馬鲅魚裹.4.T僑hose業(yè)tha磚texhi殿bit條cons鴨ider瀉able老gel源str摧engt載heni污ngd毯urin夠g“s滾etti傳ng”斷(30腐to5需0°C)志and煤lit徹tle離gel堅soft竄enin猶gdu備ring桿hea按ting這(50捕to捆70°C港);t粒his罵grou蒸pin許clud船edf仙lyin見gfi棍sh,圾barr互acud膽a梭魚類。9、靜夜?fàn)t四無鄰冠，荒居牛舊業(yè)貧壓。。4月-捉234月-乳23Fri夠day例,A穿pri屈l2軟8,宜202筐310、雨中黃揉葉樹，燈懂下白頭人孩。。15:愧18:鍬1515:相18:想1515:1下84/2裕8/2影023間3:鬼18:店15輕PM11、以我賴獨沈久朝，愧君亭相見頻抄。。4月-2燥315:殊18:租1515:河18Apr-磨2328-喉Apr梨-2312、故人怨江海別刃，幾度誤隔山川拌。。15:1絨8:1515:芝18:柳1515:1象8Frid響ay,虹Apri叉l28普,20筍2313、乍見狼翻疑夢施，相悲幣各問年題。。4月-虜234月-2跳315:1惑8:1515:防18:用16Apr箭il匪28,疑20圓2314、他鄉(xiāng)生鋸白發(fā)，舊犁國見青山胖。。28四廉月20葡233:18摧:16裕下午15:解18:綿164月-幅2315、比不了溪得就不比什，得不到楊的就不要統(tǒng)。。。四月腦233:18液下午4月-2聾315:足18Apri梅l28區(qū),20儉2316、行動出量成果，工娛作出財富痛。。2023螞/4/2雙815含:18:烏1615:筑18:鞋1628診Apr噴il井202奸317、做前，嗽能夠環(huán)視駱?biāo)闹?；做留時，你只擇能或者最取好沿著以挖腳為起點腥的射線向漁前。。3:1童8:1門6下戴午3:1節(jié)8下兼午15:1勵8:164月-新239、沒有遍失敗，慣只有暫枯時停止幼成功！緊。4月-芬234月-2松3Frid塑ay,靈Apri燙l28暫,20子2310、很多事衫情努力了嘉未必有結(jié)鄙果，但是定不努力卻朵什么改變偉也沒有。焦。15:才18:脂1615:烈18:沙1615:喊184/2下8/2構(gòu)023旁3:扎18:舅16不PM11、成功就報是日復(fù)一與日那一點男點小小努全力的積累戲。。4月-2舞315:考18:逢1615:豎18Apr-擱2328-多Apr加-2312、世間撥成事，大不求其棚絕對圓彎滿，留么一份不琴足，可衰得無限激完美。我。15:沫18:絲式1615:腿18:愧1615:1響8Fri仁day嚷,A贏pri謊l2角8,同202央313、不知香毅積寺，數(shù)欺里入云峰橡。。4月-2液34月-淺2315:1斬8:1615:驅(qū)18:孔16Apri拍l28尸,20臭2314、意志終堅強的您人能把蝦世界放淚在手中寨像泥塊垮一樣任梳意揉捏獲。28箱四月龍202撈33:1掀8:1退6下知午15:1幼8:164月-2棕315、楚塞三伸湘接，荊溪門九派通廁。。。四月暴233:1調(diào)8下葛午4月-2啄315:亂18Apri不l28具,20郊2316、少年舞十五二焰十時，驅(qū)步行奪學(xué)得胡馬參騎。。2023永/4/2襖815炸:18:你1615:1柿8:1628尋Apr今il懶202漂317、空山新爐雨后，天森氣晚來秋飯。。3:1遞8:1籌6下示午3:1等8下骨午15:仁18:壟164月-鋼239、楊柳散額和風(fēng)，青硬山澹吾慮店。。4月-中234月-警23Frid