CN115413730A - 一种基于等离子体活化水制备高强度肌原纤维蛋白凝胶的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于水产品品质改良技术领域，尤其涉及一种基于等离子体活化水制备高强度肌原纤维蛋白凝胶的方法。步骤为：将淡水鱼用清水冲洗干净，选取背部鱼肉，经清洗、去皮后进行搅碎处理获得鱼糜；将超纯水用等离子体设备处理30s～240s，得到等离子体活化水，与NaCl混合得到混合溶液；首先将NaCl溶液与鱼糜混合后进行均质、离心，去除上清液；重复均质、离心数次后除去水溶性蛋白，在得到的沉淀物中再加入混合溶液进行均质、离心，最终得到的上清液为肌原纤维蛋白溶液；最后进行二段式加热，经冷却后即得到高强度肌原纤维蛋白凝胶。通过本发明的方法，可以制备高质量、高蛋白的淡水鱼鱼糜产品，改善淡水鱼鱼糜制品的品质。
Description
技术领域
本发明属于水产品品质改良技术领域，尤其涉及一种基于等离子体活化水制备高强度肌原纤维蛋白凝胶的方法。
背景技术
众所周知，海水鱼鱼糜的凝胶品质优于淡水鱼；但随着海洋捕捞的日趋严重，提高淡水鱼鱼糜制品的品质迫在眉睫。鱼糜制品由肌原纤维蛋白的热诱导凝胶特性制备而成，肌原纤维蛋白是肌肉蛋白的主要构成成分，是形成肌纤维的结构蛋白，对肉制品加工过程中三维凝胶网络结构的形成及成品的品质特性起着决定性作用。因此，提高肌原纤维蛋白的功能特性(尤其是凝胶性能)是改善淡水鱼鱼糜制品品质的关键。
目前研究主要集中于在鱼糜中添加外源物质以及改善传统的热加工方式两方面。在鱼糜中添加外源物质如植物多酚、碱性氨基酸等或用新型加工方式如微波、射频等代替传统的二段式水浴加热可以对肌原纤维蛋白的结构进行修饰，从而改善鱼糜制品的品质。而添加外源物质需要严格把控添加量，若添加量过高，可能会出现安全隐患，改变热加工方式对设备的要求较高、能耗大。
发明内容
本发明将从在肌原纤维蛋白凝胶形成过程中起到重要作用的水入手，创造性的使用等离子体活化水代替蒸馏水，为高凝胶强度的鱼糜制品的生产提供可行的理论依据。通过该方法，可以制备高质量、高蛋白的淡水鱼鱼糜产品，改善淡水鱼鱼糜制品的品质。
为实现以上技术目的，本发明具体步骤如下：
(1)将淡水鱼用清水冲洗干净，选取背部鱼肉，经清洗、去皮后进行搅碎处理获得鱼糜；
(2)将超纯水用等离子体设备处理30s～240s，得到等离子体活化水；
(3)将步骤(2)得到等离子体活化水与NaCl混合，搅拌均匀配制成含有NaCl的等离子体活化水溶液，记为PAW-NaCl溶液；
(4)首先配制NaCl溶液，然后加入步骤(1)得到的鱼糜；搅拌均匀后进行均质、离心，去除上清液，得到的沉淀物再次加入NaCl溶液进行均质、离心，去除上清液，如此重复数次后除去水溶性蛋白，在得到的沉淀物中再加入步骤(3)制备的PAW-NaCL溶液进行均质、离心，最终得到的上清液为肌原纤维蛋白溶液；
(5)肌原纤维蛋白凝胶样品的制备：将步骤(4)制备的肌原纤维蛋白溶液进行二段式加热，然后经冷却后即得到高强度肌原纤维蛋白凝胶。
优选的，步骤(1)中所述淡水鱼具体为花鲢、白鲢、草鱼、青鱼或鲫鱼。
优选的，步骤(2)中所述等离子体设备处理的时间为60s～120s。
优选的，步骤(3)中所述PAW-NaCl溶液中NaCl的浓度为0.6M。
优选的，步骤(4)中所述NaCl溶液的浓度为0.1M；所述NaCl溶液与鱼糜的用量比为5mL：1g。
优选的，步骤(4)中所述PAW-NaCL溶液与鱼糜的用量比为3mL：1g。
优选的，步骤(4)中所述均质的时间为1.5～2min；所述离心的条件为4℃、10000rpm，5-10min。
优选的，步骤(5)中所述二段式加热具体为：先在40℃下加热60min，再在90℃下加热30min。
性能测定：
(1)将每个凝胶样品切成3×3×1mm的立方体，并使用北京博立康实验仪器有限公司生产的FD-1A-50冻干机冷冻干燥24h，随后将冷冻干燥后的样品固定在青铜短管上，并使用中京科仪技术有限公司生产的MSBC-12离子衍射仪镀金；
(2)质构性能测定：所用仪器为英国Stable Micro Systems公司生产的TA.XT.Plus食品物性仪，选取P/5柱形探头，进行压力试验，设置预备速度为2mm/s；测试速度为2mm/s；后测速度为4mm/s；距离为10mm；触发力为2g，记录压缩后的凝胶强度(g·mm)；
(3)最后以凝胶强度的大小作为评判凝胶质构性能的标准，以此评价鲢肌原纤维蛋白凝胶的强度大小，根据检测结果与空白样品检测数据相比较，从而评价不同处理时间的等离子体活化水提取的肌原纤维蛋白凝胶强弱。
有益效果：
与对照组相比，当处理等离子体活化水的时间在30～240s之间变化时，凝胶强度发生不同程度的改变。对照组样品的凝胶强度为16.27±0.86g·mm，凝胶强度较弱。而本发明处理后的样品的凝胶强度为58.03±2.11g·mm，凝胶强度提升3倍之多；同时表面光滑；形成胶体；富有弹性。因此，通过本发明的方法，可以制备高质量、高蛋白的淡水鱼鱼糜产品，改善淡水鱼鱼糜制品的品质。
具体原因在于，经特定时间处理得到的等离子体活化水加入后，一方面，蛋白溶液的pH值显著降低，蛋白由原来的带负电转变为了带正电，更容易发生聚集；另一方面，等离子体活化水中的大量活性氧和活性氮物质如NO、NO2、OH·、NO·对蛋白进行了适度氧化，将蛋二级结构中α-螺旋转变为β-折叠，增强了蛋白凝胶之间的疏水相互作用，从而对蛋白的二级结构进行了修饰，促进了蛋白分子之间的聚集。
附图说明
图1为等离子体活化水处理0s时扫描电镜图；
图2为等离子体活化水处理30s时扫描电镜图；
图3为等离子体活化水处理60s时扫描电镜图；
图4为等离子体活化水处理120s时扫描电镜图；
图5为等离子体活化水处理240s时扫描电镜图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，具体实施中的淡水鱼选择花鲢。
对比例：
(1)鱼肉的预处理：将花鲢用清水冲洗干净，选取背部鱼肉，经清洗、去皮后进行搅碎处理获得鱼糜；
(2)等离子体活化水(PAW)的制备：将超纯水用等离子体设备处理0s，记为PAW0；
(3)等离子体活化水-NaCl溶液的制备：将PAW0与NaCl混合配制成含有NaCl的等离子体活化水溶液，记为PAW0-NaCl溶液；所述溶液中NaCl的浓度为0.6M；
(4)肌原纤维蛋白的提取：首先配制浓度为0.1M的NaCl溶液，然后加入步骤(1)得到的鱼糜，其中NaCl溶液与鱼糜的用量比为5mL：1g；搅拌均匀后进行均质、离心(4℃、10000rpm、5min)，得到的沉淀物再次加入NaCl溶液进行均质、离心(4℃、10000rpm、5min)，去除上清液，如此重复3次，除去水溶性蛋白后，在得到的沉淀物中再加入步骤(3)制备的PAW0-NaCL溶液，其与鱼糜的用量比为3mL：1g；经均质、离心(4℃、10000rpm、5min)，最终得到的上清液为肌原纤维蛋白溶液，将其置于4℃冰箱，备用；
(5)肌原纤维蛋白凝胶样品的制备：将上述制备的肌原纤维蛋白溶液进行二段式加热，具体为：先在40℃下加热60min，再在90℃下加热30min。然后迅速冷却，即得到鲢肌原纤维蛋白凝胶，在4℃冰箱中放置12h，备用；
(6)质构性能测定：所用仪器为英国Stable Micro Systems公司生产的TA.XT.Plus食品物性仪，选取P/5柱形探头，进行压力试验，设置预备速度为2mm/s；测试速度为2mm/s；后测速度为4mm/s；距离为10mm；触发力为2g。记录压缩后的凝胶强度(g·mm)；
(7)经测定，该组样品的凝胶强度为16.27±0.86g·mm，凝胶强度较弱。
实施例1：
本发明包括鱼肉的清洗、去皮、肌原纤维蛋白的提取、蛋白含量的测定及样品的制备、质构性能测定、数据处理等程序，具体生产工艺如下：
(1)鱼肉的预处理：将花鲢用清水冲洗干净，选取背部鱼肉，经清洗、去皮后进行搅碎处理获得鱼糜；
(2)等离子体活化水(PAW)的制备：将超纯水用等离子体设备处理30s，记为PAW30；
(3)等离子体活化水-NaCl溶液的制备：将PAW30与NaCl混合配制成含有NaCl的等离子体活化水溶液，记为PAW30-NaCl溶液；所述溶液中NaCl的浓度为0.6M；
(4)肌原纤维蛋白的提取：首先配制浓度为0.1M的NaCl溶液，然后加入步骤(1)得到的鱼糜，其中NaCl溶液与鱼糜的用量比为5mL：1g；搅拌均匀后进行均质、离心(4℃、10000rpm、5min)，得到的沉淀物再次加入NaCl溶液进行均质、离心(4℃、10000rpm、5min)，去除上清液，如此重复3次，除去水溶性蛋白后，在得到的沉淀物中再加入步骤(3)制备的PAW30-NaCL溶液，其与鱼糜的用量比为3mL：1g；经均质、离心(4℃、10000rpm、5min)，最终得到的上清液为肌原纤维蛋白溶液，将其置于4℃冰箱，备用；
(5)肌原纤维蛋白凝胶样品的制备：将上述制备的肌原纤维蛋白溶液进行二段式加热，具体为：先在40℃下加热60min，再在90℃下加热30min。然后迅速冷却，即得到鲢肌原纤维蛋白凝胶，在4℃冰箱中放置12h，备用；
(6)质构性能测定：所用仪器为英国Stable Micro Systems公司生产的TA.XT.Plus食品物性仪，选取P/5柱形探头，进行压力试验，设置预备速度为2mm/s；测试速度为2mm/s；后测速度为4mm/s；距离为10mm；触发力为2g。记录压缩后的凝胶强度(g·mm)；
(7)经测定，该组样品的凝胶强度为20.66±2.33g·mm，较对比例显著提高。
实施例2：
本发明包括鱼肉的清洗、去皮、肌原纤维蛋白的提取、蛋白含量的测定及样品的制备、质构性能测定、数据处理等程序，具体生产工艺如下：
(1)鱼肉的预处理：将花鲢用清水冲洗干净，选取背部鱼肉，经清洗、去皮后进行搅碎处理获得鱼糜；
(2)等离子体活化水(PAW)的制备：将超纯水用等离子体设备处理60s，记为PAW60；
(3)等离子体活化水-NaCl溶液的制备：将PAW60与NaCl混合配制成含有NaCl的等离子体活化水溶液，记为PAW60-NaCl溶液；所述溶液中NaCl的浓度为0.6M；
(4)肌原纤维蛋白的提取：首先配制浓度为0.1M的NaCl溶液，然后加入步骤(1)得到的鱼糜，其中NaCl溶液与鱼糜的用量比为5mL：1g；搅拌均匀后进行均质、离心(4℃、10000rpm、5min)，得到的沉淀物再次加入NaCl溶液进行均质、离心(4℃、10000rpm、5min)，去除上清液，如此重复3次，除去水溶性蛋白后，在得到的沉淀物中再加入步骤(3)制备的PAW60-NaCL溶液，其与鱼糜的用量比为3mL：1g；经均质、离心(4℃、10000rpm、5min)，最终得到的上清液为肌原纤维蛋白溶液，将其置于4℃冰箱，备用；
(5)肌原纤维蛋白凝胶样品的制备：将上述制备的肌原纤维蛋白溶液进行二段式加热，具体为：先在40℃下加热60min，再在90℃下加热30min。然后迅速冷却，即得到鲢肌原纤维蛋白凝胶，在4℃冰箱中放置12h，备用；
(6)质构性能测定：所用仪器为英国Stable Micro Systems公司生产的TA.XT.Plus食品物性仪，选取P/5柱形探头，进行压力试验，设置预备速度为2mm/s；测试速度为2mm/s；后测速度为4mm/s；距离为10mm；触发力为2g。记录压缩后的凝胶强度(g·mm)；
(7)经测定，该组样品的凝胶强度为25.70±1.38g·mm，较对比例和实施例1显著提高。
实施例3：
本发明包括鱼肉的清洗、去皮、肌原纤维蛋白的提取、蛋白含量的测定及样品的制备、质构性能测定、数据处理等程序，具体生产工艺如下：
(1)鱼肉的预处理：将花鲢用清水冲洗干净，选取背部鱼肉，经清洗、去皮后进行搅碎处理获得鱼糜；
(2)等离子体活化水(PAW)的制备：将超纯水用等离子体设备处理120s，记为PAW120；
(3)等离子体活化水-NaCl溶液的制备：将PAW120与NaCl混合配制成含有NaCl的等离子体活化水溶液，记为PAW120-NaCl溶液；所述溶液中NaCl的浓度为0.6M；
(4)肌原纤维蛋白的提取：首先配制浓度为0.1M的NaCl溶液，然后加入步骤(1)得到的鱼糜，其中NaCl溶液与鱼糜的用量比为5mL：1g；搅拌均匀后进行均质、离心(4℃、10000rpm、5min)，得到的沉淀物再次加入NaCl溶液进行均质、离心(4℃、10000rpm、5min)，去除上清液，如此重复3次，除去水溶性蛋白后，在得到的沉淀物中再加入步骤(3)制备的PAW120-NaCL溶液，其与鱼糜的用量比为3mL：1g；经均质、离心(4℃、10000rpm、5min)，最终得到的上清液为肌原纤维蛋白溶液，将其置于4℃冰箱，备用；
(5)肌原纤维蛋白凝胶样品的制备：将上述制备的肌原纤维蛋白溶液进行二段式加热，具体为：先在40℃下加热60min，再在90℃下加热30min。然后迅速冷却，即得到鲢肌原纤维蛋白凝胶，在4℃冰箱中放置12h，备用；
(6)质构性能测定：所用仪器为英国Stable Micro Systems公司生产的TA.XT.Plus食品物性仪，选取P/5柱形探头，进行压力试验，设置预备速度为2mm/s；测试速度为2mm/s；后测速度为4mm/s；距离为10mm；触发力为2g。记录压缩后的凝胶强度(g·mm)；
(7)经测定，该组样品的凝胶强度为58.03±2.11g·mm，较对比例和实施例2显著提高。
实施例4：
本发明包括鱼肉的清洗、去皮、肌原纤维蛋白的提取、蛋白含量的测定及样品的制备、质构性能测定、数据处理等程序，具体生产工艺如下：
(1)鱼肉的预处理：将花鲢用清水冲洗干净，选取背部鱼肉，经清洗、去皮后进行搅碎处理获得鱼糜；
(2)等离子体活化水(PAW)的制备：将超纯水用等离子体设备处理240s，记为PAW240；
(3)等离子体活化水-NaCl溶液的制备：将PAW240与NaCl混合配制成含有NaCl的等离子体活化水溶液，记为PAW240-NaCl溶液；所述溶液中NaCl的浓度为0.6M；
(4)肌原纤维蛋白的提取：首先配制浓度为0.1M的NaCl溶液，然后加入步骤(1)得到的鱼糜，其中NaCl溶液与鱼糜的用量比为5mL：1g；搅拌均匀后进行均质、离心(4℃、10000rpm、5min)，得到的沉淀物再次加入NaCl溶液进行均质、离心(4℃、10000rpm、5min)，去除上清液，如此重复3次，除去水溶性蛋白后，在得到的沉淀物中再加入步骤(3)制备的PAW240-NaCL溶液，其与鱼糜的用量比为3mL：1g；经均质、离心(4℃、10000rpm、5min)，最终得到的上清液为肌原纤维蛋白溶液，将其置于4℃冰箱，备用；
(5)肌原纤维蛋白凝胶样品的制备：将上述制备的肌原纤维蛋白溶液进行二段式加热，具体为：先在40℃下加热60min，再在90℃下加热30min。然后迅速冷却，即得到鲢肌原纤维蛋白凝胶，在4℃冰箱中放置12h，备用；
(6)质构性能测定：所用仪器为英国Stable Micro Systems公司生产的TA.XT.Plus食品物性仪，选取P/5柱形探头，进行压力试验，设置预备速度为2mm/s；测试速度为2mm/s；后测速度为4mm/s；距离为10mm；触发力为2g。记录压缩后的凝胶强度(g·mm)；
(7)经测定，该组样品的凝胶强度为33.07±1.26g·mm，较对比例和实施例2显著提高。不对处理时间的等离子体活化水对产品最终的影响，具体见表1(感官评价表)
表1产品感官评价表
综上所述，本发明将从在肌原纤维蛋白凝胶形成过程中起到重要作用的水入手，创造性的使用等离子体活化水代替传统蒸馏水，对照组样品的凝胶强度为16.27±0.86g·mm，凝胶强度较弱。而本发明处理后的样品的凝胶强度可达58.03±2.11g·mm，凝胶强度提升3倍之多；同时表面光滑；形成胶体；富有弹性。因此，通过本发明的方法，可以制备高质量、高蛋白的淡水鱼鱼糜产品，改善淡水鱼鱼糜制品的品质。
说明：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围内。
Claims (10)
1.一种基于等离子体活化水制备高强度肌原纤维蛋白凝胶的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将淡水鱼用清水冲洗干净，选取背部鱼肉，经清洗、去皮后进行搅碎处理获得鱼糜；
(2)将超纯水用等离子体设备处理30s～240s，得到等离子体活化水；
(3)将步骤(2)得到等离子体活化水与NaCl混合，搅拌均匀配制成含有NaCl的等离子体活化水溶液，记为PAW-NaCl溶液；
(4)首先配制NaCl溶液，然后加入步骤(1)得到的鱼糜；搅拌均匀后进行均质、冷冻离心，去除上清液，得到的沉淀物再次加入NaCl溶液进行均质、离心，去除上清液，如此重复数次后除去水溶性蛋白，在得到的沉淀物中再加入步骤(3)制备的PAW-NaCL溶液进行均质、离心，最终得到的上清液为肌原纤维蛋白溶液；
(5)将步骤(4)制备的肌原纤维蛋白溶液进行二段式加热，然后经冷却后即得到高强度肌原纤维蛋白凝胶。
2.根据权利要求1所述的基于等离子体活化水制备高强度肌原纤维蛋白凝胶的方法，其特征在于，步骤(1)中所述淡水鱼具体为花鲢、白鲢、草鱼、青鱼或鲫鱼。
3.根据权利要求1所述的基于等离子体活化水制备高强度肌原纤维蛋白凝胶的方法，步骤(2)中所述等离子体设备处理的时间为60s～120s。
4.根据权利要求1所述的基于等离子体活化水制备高强度肌原纤维蛋白凝胶的方法，步骤(3)中所述PAW-NaCl溶液中NaCl的浓度为0.6M。
5.根据权利要求1所述的基于等离子体活化水制备高强度肌原纤维蛋白凝胶的方法，其特征在于，步骤(4)中所述NaCl溶液的浓度为0.1M；所述NaCl溶液与鱼糜的用量比为5mL：1g。
6.根据权利要求1所述的基于等离子体活化水制备高强度肌原纤维蛋白凝胶的方法，其特征在于，步骤(4)中所述PAW-NaCL溶液与鱼糜的用量比为3mL：1g。
7.根据权利要求1所述的基于等离子体活化水制备高强度肌原纤维蛋白凝胶的方法，其特征在于，步骤(4)中所述均质的时间为1.5～2min。
8.根据权利要求1所述的基于等离子体活化水制备高强度肌原纤维蛋白凝胶的方法，其特征在于，步骤(4)中所述离心的条件为4℃、10000rpm、5-10min。
9.根据权利要求1所述的基于等离子体活化水制备高强度肌原纤维蛋白凝胶的方法，其特征在于，步骤(5)中所述二段式加热具体为：先在40℃下加热60min，再在90℃下加热30min。
10.根据权利要求1-9任一项所述的方法制备的高强度肌原纤维蛋白凝胶。
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