環(huán)境因子紫外線(xiàn)誘導(dǎo)海參自溶過(guò)程中主要化學(xué)成分的變化

環(huán)境因子紫外線(xiàn)誘導(dǎo)海參自溶過(guò)程中主要化學(xué)成分的變化

0管理及將其作為一種突變性產(chǎn)物,其自溶能力及質(zhì)量評(píng)價(jià)體系不完善門(mén)刺科動(dòng)物。我國(guó)約有可食用海參20多種,以渤海海域所產(chǎn)的仿刺參(Stichopusjaponicus)為主。海參富含蛋白質(zhì)、黏多糖及海參皂苷等多種生理活性物質(zhì),具有極高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和藥用價(jià)值。然而,海參具有極強(qiáng)的自溶能力,在外界環(huán)境及化學(xué)因子的刺激下,海參首先發(fā)生“吐腸”,體壁部分會(huì)發(fā)生“溶解”,甚至溶為液態(tài)。這種獨(dú)特的生理現(xiàn)象給海參的保鮮、貯藏、運(yùn)輸和加工帶來(lái)諸多不便,造成極大的營(yíng)養(yǎng)損失。目前,我國(guó)海參年產(chǎn)量已超過(guò)9萬(wàn)噸,海參的自溶問(wèn)題不容忽視。一直以來(lái),研究學(xué)者將海參的自溶視為其對(duì)外界刺激所產(chǎn)生的應(yīng)激效應(yīng),所以從動(dòng)物學(xué)角度分析了海參自身的神經(jīng)傳導(dǎo)及自我修復(fù)能力。對(duì)于水產(chǎn)保鮮及加工領(lǐng)域來(lái)講,通過(guò)調(diào)控海參自溶,避免不必要的營(yíng)養(yǎng)損失,并提升產(chǎn)品質(zhì)量顯得尤為重要。目前,海參自溶過(guò)程的評(píng)價(jià)體系還不完善,尚未建立海參自溶的評(píng)價(jià)指標(biāo)?；诖?本研究旨在從主要化學(xué)成分變化的角度出發(fā),從宏觀上分析海參的兩大化學(xué)成分——蛋白質(zhì)和糖分在自溶過(guò)程中的變化規(guī)律,以期建立海參自溶的評(píng)價(jià)指標(biāo),為海參自溶的調(diào)控和機(jī)理研究奠定理論基礎(chǔ)。1材料和方法1.1血清蛋白與葡萄糖鮮活海參,購(gòu)于大連長(zhǎng)興水產(chǎn)品市場(chǎng);牛血清蛋白,Fluka(Switzerland)產(chǎn)品;葡萄糖,購(gòu)于天津博迪化工有限公司。試驗(yàn)所用其他試劑均為分析純。1.2儀器、設(shè)備和制造了吸濕性染料UV-2100型分光光度計(jì),UNIC,USA;PHS-3型精密pH計(jì),上海雷磁儀器廠;Z323K型冷凍離心機(jī),HERMLE,GERMANY;JJ200Y型精密電子天平,美國(guó)雙杰兄弟集團(tuán)有限公司;202232S型電熱恒溫干燥箱,上海躍進(jìn)醫(yī)療器械廠;HH-6型數(shù)顯恒溫水浴鍋,江蘇金壇榮華儀器制造有限公司。1.3測(cè)試方法1.3.1自溶樣品的制備鮮活海參殺死后,分別取體壁和腸兩部分,洗凈后勻漿。紫外線(xiàn)(30W,0.5m)照射30min后,取5g樣品,在不同溫度(4～70℃)、pH(2～8)、NaCl質(zhì)量濃度(0～30mg/mL)和液料比(1～14mL/g)的條件下,使其自溶4h,即可分別得到相應(yīng)條件下的自溶樣品。勻漿后未經(jīng)紫外線(xiàn)照射誘導(dǎo)自溶的海參命名為“正常海參”。1.3.2tca可溶性寡肽質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)定自溶過(guò)程采用McIIvaine’s緩沖體系。自溶時(shí)間結(jié)束后取樣,加入2倍體積的10%TCA,室溫靜置20min,13500r/min離心10min,取上清液,采用福林-酚法測(cè)定,并根據(jù)牛血清蛋白標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)計(jì)算TCA可溶性寡肽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(mg/g)(干基)。1.3.3總糖與還原糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)定自溶過(guò)程均采用去離子水體系。自溶完畢后取樣,13500r/min離心10min,取上清液,分別采用苯酚-硫酸法測(cè)定總糖和3,5-二硝基水楊酸法測(cè)定還原糖,并根據(jù)葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)計(jì)算二者的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(mg/g)(干基)。1.3.4各因素對(duì)參保糖溶出率的影響為了避免海參個(gè)體差異所引起的各成分的組間差別,更好地反映各主要化學(xué)成分的變化情況,在分析海參自溶過(guò)程中主要化學(xué)成分的溶出情況時(shí),以各組正常海參中TCA可溶性寡肽和總糖為1,計(jì)算各自溶樣品主要化學(xué)成分的溶出倍數(shù)。此外,由于還原糖為總糖的一部分,計(jì)算還原糖的溶出倍數(shù)時(shí)以相應(yīng)的正常海參總糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)為基數(shù)。在分析各因素對(duì)海參主要化學(xué)成分變化的影響時(shí),以主要化學(xué)成分的相對(duì)溶出率表示,即TCA可溶性寡肽相對(duì)溶出率、總糖相對(duì)溶出率及還原糖相對(duì)溶出率。計(jì)算公式為化學(xué)成分相對(duì)溶出率=各組化學(xué)成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)各組化學(xué)成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大值×100%化學(xué)成分相對(duì)溶出率=各組化學(xué)成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)各組化學(xué)成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大值×100%式中,化學(xué)成分分別指TCA可溶性寡肽、總糖及還原糖。2結(jié)果與分析2.1體壁和腸中總糖、還原糖的溶出及其變化本研究分別考察了紫外線(xiàn)誘導(dǎo)的海參體壁和海參腸在自溶過(guò)程中其主要化學(xué)成分的變化情況,目的在于比較二者的不同之處,為海參加工提供必要的理論依據(jù)。由圖1可見(jiàn),隨著自溶過(guò)程的進(jìn)行,與新鮮海參相比,體壁和腸中的TCA可溶性寡肽、總糖及還原糖的溶出量逐漸提高,至4h時(shí)達(dá)到平臺(tái)期。其中,TCA可溶性寡肽的溶出量分別提高至正常組水平的(2.02±0.16)和(4.16±0.07)倍,總糖的溶出量分別提高了33.3%和36.5%。此外,海參體壁在自溶中溶出還原糖的量極低;而海參腸在自溶中溶出的糖類(lèi)主要以還原糖為主,且還原糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高了55.2%(4h)。由此可見(jiàn),在自溶過(guò)程中,海參體壁和腸的蛋白質(zhì)均發(fā)生顯著降解,海參體壁總糖溶出率較高,海參腸內(nèi)多糖降解顯著。因此,在進(jìn)一步研究中,分別考察這些方面的變化情況。2.2不同ph對(duì)tca可溶性寡肽和總糖溶出量的影響pH對(duì)海參體壁和腸自溶過(guò)程中蛋白質(zhì)的降解、總糖溶出和多糖的降解有顯著的影響(圖2)。海參體壁在不同pH條件下自溶時(shí),TCA可溶性寡肽和總糖溶出量的變化趨勢(shì)基本一致,均在pH6.0時(shí)相對(duì)較高。對(duì)于海參腸自溶來(lái)講,在酸性條件下TCA可溶性寡肽溶出量相對(duì)較高,而還原糖的變化趨勢(shì)恰好相反,二者分別于pH5.0和7.0時(shí)達(dá)到最大值。2.3不同溫度對(duì)可溶性寡肽溶出量的影響海參體壁和腸自溶過(guò)程中大分子蛋白質(zhì)的降解程度均受溫度變化的影響,且TCA可溶性寡肽溶出量變化趨勢(shì)相似,均在溫度為50℃時(shí)達(dá)到最大值(圖3)。同時(shí),海參腸自溶過(guò)程中還原糖的溶出也隨溫度的升高而發(fā)生變化,溫度為40℃時(shí)溶出量最大。然而,海參體壁中總糖的溶出基本不受溫度變化的影響。2.4對(duì)參比的影響NaCl能激活某些蛋白酶,從而促進(jìn)大分子蛋白質(zhì)的降解。蝦肉在自溶過(guò)程中TCA可溶性寡肽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)受NaCl質(zhì)量濃度的影響,質(zhì)量濃度為25mg/mL時(shí),蛋白質(zhì)的降解相比NaCl質(zhì)量濃度為0時(shí)更加明顯。本研究發(fā)現(xiàn),NaCl對(duì)海參體壁蛋白質(zhì)降解有一定影響,在20mg/mL時(shí),TCA可溶性寡肽的溶出量相對(duì)較高,但對(duì)海參腸卻無(wú)影響(圖4),海水中NaCl約為30mg/mL,這可能與海參的生長(zhǎng)環(huán)境有關(guān)。NaCl對(duì)自溶過(guò)程中體壁總糖的溶出無(wú)明顯影響,但腸還原糖的溶出卻隨NaCl質(zhì)量濃度的不斷增加而逐漸降低。2.5液料比的影響隨著液料比的提高,海參體壁TCA可溶性寡肽和海參腸還原糖的溶出率先增大后減小,說(shuō)明在一定的液料比條件下,體壁蛋白質(zhì)和腸大分子糖類(lèi)的降解程度最大(圖5)。體壁自溶過(guò)程中總糖的溶出不受液料比變化的影響,而腸自溶過(guò)程中蛋白質(zhì)的降解程度卻隨著液料比的增大而逐漸減小。說(shuō)明在利用自溶產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)海參腸多肽類(lèi)產(chǎn)品時(shí),可不必添加過(guò)多的溶劑,利用其自身的水分即可。3自溶過(guò)程中體壁tca可溶性寡肽及腸還原糖的相對(duì)溶出率一般來(lái)講,水產(chǎn)品的自溶與內(nèi)源酶關(guān)系密切,海參內(nèi)源酶可能也參與到海參的自溶過(guò)程中。自溶體系的pH對(duì)內(nèi)源酶和底物的結(jié)構(gòu)、解離狀態(tài)及結(jié)合狀態(tài)都會(huì)產(chǎn)生影響。研究發(fā)現(xiàn),海參體壁組織蛋白酶B和L的最適反應(yīng)pH分別為5.5和5.0;海參腸道β-1,3-葡聚糖酶的最適反應(yīng)pH為5.0～6.0,接近海參自溶過(guò)程中體壁TCA可溶性寡肽及腸還原糖相對(duì)溶出率達(dá)到最大時(shí)的pH。溫度對(duì)內(nèi)源酶的活力也有重要影響,海參體壁半胱氨酸蛋白酶、組織蛋白酶B和L的最適反應(yīng)溫度均在50℃左右,接近海參自溶過(guò)程中體壁TCA可溶性寡肽相對(duì)溶出率達(dá)到最大時(shí)的溫度;而海參腸β-1,3-葡聚糖酶的最適反應(yīng)溫度為40℃,也接近于自溶過(guò)程中海參腸還原糖相對(duì)溶出率達(dá)到最大時(shí)的溫度。此外,自溶過(guò)程中海參腸還原糖的溶出隨著NaCl質(zhì)量濃度的不斷增加而逐漸降低,這可能由于NaCl可降低海參腸中可降解多糖的糖苷酶的活性所引起的。另外,海參自溶過(guò)程受液料比的影響,是因?yàn)檫m宜的液料比決定著自溶過(guò)程中可能起作用內(nèi)源酶的濃度。液料比小,酶分子不能自由移動(dòng);液料比大,酶濃度小,這兩種條件下,酶均不能與大分子蛋白質(zhì)和碳水化合物充分接觸,從而得不到充分的降解。關(guān)于各種內(nèi)源酶與海參自溶的關(guān)系還有待于進(jìn)一步的系統(tǒng)研究。4核心指標(biāo)的確定在海參體壁和腸自溶過(guò)程中,兩大營(yíng)養(yǎng)成分——蛋白質(zhì)和糖類(lèi)均發(fā)生不同程度的變化?？偨Y(jié)海參自溶過(guò)程中(4h)主要成分的變化規(guī)律如下:①不論海參體壁還是海參腸,自溶中TCA可溶性寡肽的溶出率均提高,并且受溫度、pH的影響;②海參體壁的自溶過(guò)程中,總糖的溶出率增加,但僅受pH的影響;③海參腸的自溶中,還原糖溶出率提高,并且受溫度、pH和NaCl濃度的影響。因此,可以利用TCA可溶性寡肽溶出率作為海參自溶過(guò)程的評(píng)價(jià)指標(biāo),同時(shí),還可采用還原糖溶出率作為海參腸自溶過(guò)程的評(píng)價(jià)指標(biāo)。綜上所述,在海參加工、貯運(yùn)過(guò)程中,要保證海參的鮮活狀態(tài)時(shí),需要控制自溶,應(yīng)限制在較低的溫度,pH可以控制在偏堿性范圍內(nèi),而且要盡量避免陽(yáng)光的照射,