海藻糖在水產(chǎn)品加工中的應(yīng)用

阮燕春++張云光++韋珂

摘要：海藻糖是一種非還原性二糖，在魚片、魚糜等水產(chǎn)品加工中具有優(yōu)良的抗凍保鮮作用，對冷凍水產(chǎn)蛋白質(zhì)的Ca2+-ATP酶活性、鹽溶性蛋白含量、活性巰基含量、凝膠強度的下降均有良好的抑制作用，海藻糖還具有優(yōu)良的矯味作用，可抑制魚貝類水產(chǎn)品中三甲胺等腥味物質(zhì)的產(chǎn)生，抑制水產(chǎn)品豐富的不飽和脂肪酸氧化酸敗。海藻糖在水產(chǎn)品凍藏、干制品、即食休閑食品加工中具有廣闊的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：海藻糖；冷凍；變性；矯味

中圖分類號：S986.1

文獻標識碼：A

文章編號：1003-4374（2015）03-0043-04

Application of Trehalose in aquatic products' processing

Yuan Yan-chun et al

Abstract： Trehalose is an non-reducing disaccharide， which has good performance in anti-freeze andfresh-keeping for aquatic products' processing. Trehalose is not only a strong inhibitor for reducing the activ-ity of enzyme Ca2 + -ATP content of salt-soluble protein， content of active sulfhydryl and gel strength butalso a great flavor modifier by inhibiting the production of trimethylamine that cause the fishy smell and re-straining the oxidation and rancidification of unsaturated fatty acid contained in aquatic products. Thus it en-joys a bright perspective in the processing of frozen aquatic products dried products and instant snack.

Key words： Trehalose； freeze； denaturation； flavormodification

海藻糖是一種功能性糖類，其化學(xué)結(jié)構(gòu)是由兩個葡萄糖分子以a，a一1，l糖苷鍵構(gòu)成的非還原性二糖。海藻糖具有很多優(yōu)良特性，如低甜度、低吸濕性、保水性、耐熱性和耐酸性、抗齲齒性、可消化性，防止淀粉老化等，這些特性使海藻糖已大量應(yīng)用在點心類、米面制品、飲料等大宗食品加工中。然而人們對海藻糖的興趣始終離不開它作為應(yīng)激代謝物對生物體特殊的抗逆保護作用，即保護生物細胞和生物活性物質(zhì)在高溫、干燥脫水、冷凍、高滲透壓、輻射等不良環(huán)境條件下活性免遭破壞的功能。海藻糖的抗逆保護作用是通過防止蛋白質(zhì)變性、抑制美拉德反應(yīng)、抑制脂類物質(zhì)氧化變質(zhì)、抑制丙烯酰胺等有害物質(zhì)的產(chǎn)生、保持組織結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定等功能來實現(xiàn)的。近年來海藻糖的這些功能在水產(chǎn)品的加工中得到了較好的開發(fā)應(yīng)用。

海藻糖抑制水產(chǎn)品蛋白質(zhì)冷凍變性作用

水產(chǎn)品蛋白質(zhì)含量高，易于被微生物污染，冷凍是水產(chǎn)品長期保存和運輸時防止微生物腐敗變質(zhì)的常用手段，但冷凍卻會使水產(chǎn)品發(fā)生冷凍變性，即蛋白質(zhì)分子由于氫鍵、疏水鍵、二硫鍵、鹽鍵的形成而聚集變性，以及由于冰晶的產(chǎn)生引起細胞和細胞器破裂以及肌纖維斷裂等。冷凍變性造成了水產(chǎn)品質(zhì)量的降低，使水產(chǎn)品蛋白質(zhì)的功能如持水能力、鹽溶性、凝膠形成能力等下降，使水產(chǎn)品的肉質(zhì)和口感受損。肌原蛋白的Ca2+-ATP酶活性、鹽溶性蛋白含量、巰基含量、水分、凝膠強度等理化指標被廣泛用來作為魚肉或魚糜蛋白質(zhì)變性的指標。人們利用這些指標研究了多種物質(zhì)的抗冷凍變性能力，發(fā)現(xiàn)海藻糖是效果顯著的水產(chǎn)品抗凍劑。

海藻糖抑制肌原纖維冷凍變性

Wu等對鱸魚肌原纖維冷凍保藏進行了研究，發(fā)現(xiàn)不加抗凍劑處理的鱸魚肌原纖維，在-18C凍藏30d后，其C a2+-ATP酶活性已下降了一半，凍藏90 d后Ca2+-ATP酶活性僅為鮮魚的1.3%；而鱸魚肌原纖維經(jīng)10%海藻糖在5℃腌制15min之后-18℃凍藏90d，其Ca2+-ATP酶活性仍保留93.2%，即使僅用5%的海藻糖腌制，Ca2+-ATP酶活性也仍保留81.45%；鱸魚肌原纖維經(jīng)10%海藻糖和5%海藻糖處理，凍藏90d后肌原纖維溶解性可分別保留81.2%和67.3%，而此時不加抗凍劑處理的溶解性已幾乎為0；不加抗凍劑處理的鱸魚肌原纖維巰基含量，在凍藏45d時已從1.211mol/g降至0.04lmol/g，90d后已降為0，經(jīng)10%海藻糖和5%海藻糖處理的肌原纖維巰基含量，在凍藏至90d時分別為0.71mol/g和0.59mol/g。海藻糖對鱸魚肌原纖維抗凍保鮮效果十分顯著。

海藻糖抑制魚片冷凍變性

羅非魚是我國淡水魚類中產(chǎn)量增長迅速的養(yǎng)殖品種，由于羅非魚被認為是鱈魚等傳統(tǒng)深海白肉魚的理想替代產(chǎn)品，在國際市場尤其是歐美市場上收到廣泛歡迎，我國冷凍羅非魚片的加工出口增長很快，出口量已占世界第1位。冷凍羅非魚片生產(chǎn)中，傳統(tǒng)上加入多聚磷酸鹽溶液進行浸泡，以增加魚片的持水性和改善口感。但多聚磷酸鹽對防止魚片的冷凍變性作用甚微。蒙健宗等的研究表明，海藻糖可有效地防止冷凍羅非魚片的蛋白質(zhì)變性，對提高冷凍魚片產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量作用顯著。羅非魚片經(jīng)去皮、磨皮、整形去骨刺、燈檢、分級后，用海藻糖溶液浸漬，瀝干后一l8℃凍藏8周。結(jié)果經(jīng)過5%海藻糖浸漬處理的冷凍羅非魚片，其鹽溶性蛋白含量比空白組高出25.2%，保持的Ca2+-ATP酶活性比空白組高23.O%，代表持水能力的自由液滴損失和加熱液滴損失兩項指標分別為空白對照組的35%和75%，表明冷凍形成的冰晶體對羅非魚片組織損傷的程度得到了較好的抑制。

海藻糖抑制魚糜冷凍變性

隨著鱈魚等優(yōu)質(zhì)魚糜原料資源的逐漸枯竭，水產(chǎn)行業(yè)近年來已趨向使用低值小雜魚類作為魚糜加工的原料。但小雜魚的凝膠特性較差，更需要在凍藏過程中減小冷凍變性的影響。安利華等考察了多種抗凍劑對東海白姑魚魚糜冷凍變性保護作用，認為海藻糖具有較好的效果。白姑魚魚糜在-20℃凍藏12周后，對照樣凝膠強度下降了24.O%，而添加80%海藻糖和8%乳酸鈉后，凝膠強度分別下降10.9%和14.6%，均顯著低于對照樣；白姑魚魚糜在凍藏過程中的C a2+-ATP酶活性不斷下降，凍藏12周后，對照樣Ca2+-ATP酶活性下降61.3%，而添加8%海藻糖和8%乳酸鈉的Ca2+-ATP酶活性分別下降33.1%和35.6%。該研究結(jié)果表明，白姑魚魚糜在凍藏過程中易發(fā)生變性，凝膠能力下降，而海藻糖具有較好的抗凍效果，可顯著抑制其凝膠能力的降低并略優(yōu)于傳統(tǒng)抗凍劑。海藻糖對羅非魚、草魚、鯉魚、鯪魚等淡水魚糜的冷凍變性也有相似的抑制效果。

海藻糖抑制魷魚冷凍變性

魷魚蛋白質(zhì)含量為18%-20%，是一種深受歡迎的高蛋白、低脂肪、風(fēng)味鮮美的水產(chǎn)品，在我國已形成了較大的加工出口產(chǎn)業(yè)，解決凍藏加工過程中的冷凍變性和保水性問題，有助于提高魷魚產(chǎn)業(yè)的附加值。路鈺希等研究了多種抗凍保鮮劑對凍藏魷魚品質(zhì)的影響，將保鮮劑溶液與魷魚按2：1 （V/m）浸泡lOmin后瀝干凍藏于-20℃。凍藏60d后，對照組的感官評分指標均為較差，而各保鮮劑組都可保持中等品質(zhì)水平；5%海藻糖對魷魚持水力提高了14.83%，鹽溶性蛋白含量提高了4.26mg/g，活性巰基含量提高了6.37×10-5mol/g，Ca2+-ATP酶活性提高了0.72×10-2umol/（ min - mg），抗凍保鮮作用均優(yōu)于混合磷酸鹽和D-山梨醇。

海藻糖抑制冷凍變性的機理

水產(chǎn)品蛋白質(zhì)在凍藏過程中由于氫鍵、疏水鍵、二硫鍵、鹽鍵的形成往往會導(dǎo)致蛋白質(zhì)鹽溶性的下降；隨著冷凍時間的延長，由于蛋白質(zhì)分子與結(jié)合水的結(jié)合狀態(tài)被破壞，導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性，使魚肌原纖維蛋白Ca2+-ATP酶活性下降；水產(chǎn)品在凍藏過程中的液滴損失一方面由于形成的冰晶體對魚體的肌肉組織產(chǎn)生機械損傷引起，另一方面是由于蛋白質(zhì)分子與結(jié)合水的結(jié)合狀態(tài)被破壞引起。海藻糖在冷凍魚片中防止蛋白質(zhì)變性的作用，是通過改變蛋白質(zhì)中存在的水的狀態(tài)和性質(zhì)間接地起作用，同時海藻糖具有高的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度，包括較小的自由體積、受限制的分子流動性和在貯存中抵抗相分離和結(jié)晶的能力。此外，日本的TadanoriS等發(fā)現(xiàn)，含有海藻糖的水在結(jié)冰時冰晶形成的特性，也是減少對魚肉機械損傷的重要原因。他們在顯微鏡下觀察蔗糖水溶液和海藻糖水溶液形成的冰晶形態(tài)，蔗糖水溶液在過冷凍條件下形成的單冰晶體較大，而且邊緣銳利，容易刺破水產(chǎn)品肌肉細胞；而海藻糖水溶液在過冷凍條件下形成的單冰晶比蔗糖的冰晶要小得多，而且邊緣圓滑，見圖l。因此經(jīng)海藻糖充分浸漬后就不易引起水產(chǎn)品細胞破裂而損失細胞內(nèi)容物，有效地保持了水產(chǎn)品的營養(yǎng)成分、風(fēng)味物質(zhì)，也有利于保持水分重量和新鮮的口感。

海藻糖對水產(chǎn)品的矯味作用

海藻糖抑制不飽和脂肪酸的分解

除了冷凍加工，水產(chǎn)品還常常采用晾曬、加熱、腌制等方式加工成干制品、即食休閑食品和腌制食品。富含油脂的肉類在加熱和光照條件下，會產(chǎn)生一定刺激性的臭味，這是油脂酸敗劣化產(chǎn)生的味道。油脂酸敗是長鏈的不飽和脂肪酸分解斷裂成短鏈的脂肪酸、醛類和酮類等，并且在分解的過程中還產(chǎn)生一些具有不愉快特殊氣味的中間產(chǎn)物如過氧化物等，構(gòu)成了脂肪氧化酸敗臭味。水產(chǎn)品中的不飽和脂肪酸含量較其他肉類高，發(fā)生氧化酸敗的程度更加迅速，劣化的油脂對水產(chǎn)加工品的口感和營養(yǎng)都產(chǎn)生了不利的影響。糖類即使是還原性糖類幾乎沒有抗氧化能力，糖醇類對油脂有明顯的抗氧化能力，但對抑制不飽和脂肪酸加熱分解的作用很弱。奧和之等研究發(fā)現(xiàn)，海藻糖卻能很好地抑制不飽和脂肪酸的熱分解：添加5%海藻糖溶液后，a一亞麻酸、亞油酸和油酸的分解率分別減少了30%，62%和63%，而a-亞麻酸加熱時揮發(fā)性醛的產(chǎn)生率也只有空白對照的18%。海藻糖抑制不飽和脂肪酸分解產(chǎn)生揮發(fā)性醛的機理是抑制了不飽和脂肪酸的自動氧化，即抑制了氫過氧化物等氧化起始產(chǎn)物的形成。

海藻糖抑制腥臭昧物質(zhì)的生成

大多數(shù)魚貝類水產(chǎn)品在保鮮和加工時會產(chǎn)生特有的腥臭味，產(chǎn)生腥臭味的原因是水產(chǎn)品蛋白質(zhì)和脂類的分解產(chǎn)生的低分子揮發(fā)性物質(zhì)，包括揮發(fā)性胺類，揮發(fā)性羰基化合物和揮發(fā)性硫化物等。其中三甲胺是魚腥味的主要成分，它是由水產(chǎn)品體內(nèi)的氧化三甲胺被酶還原或加熱分解而產(chǎn)生的，它的氣味閾值很低.只要有很少的含量就可感覺到，產(chǎn)生三甲胺味道的水產(chǎn)品其市場價格會受到極大的影響。奧和之等發(fā)現(xiàn)，在攪碎的鯖魚肉中添加5%海藻糖，加熱后通過氣相色譜檢測到的三甲胺濃度，可減少到無添加時的54%；但用麥芽糖、新海藻糖和山梨糖醇的效果則比海藻糖弱，而使用葡萄糖、果糖和砂糖則沒有減少三甲胺生成的作用。這些糖類物質(zhì)對揮發(fā)性醛和乙基硫醇等腥味物質(zhì)的效果也和三甲胺相似。表明海藻糖對魚貝類的腥味有抑制和掩蓋的作用。但值得注意的是，魚貝類加熱后再添加海藻糖則對三甲胺的產(chǎn)生沒有抑制作用，也就不會減少腥臭味。

海藻糖在水產(chǎn)品加工中的應(yīng)用前景

冷凍保藏和運輸流通是大宗水產(chǎn)品加工中最常用的手段，水產(chǎn)品蛋白質(zhì)的冷凍變性是影響口感、品質(zhì)和價格的重要因素，尋找理想的抗凍保鮮劑是行業(yè)中的重要課題。常用的抗冷凍劑如蔗糖和山梨醇等，盡管都能有效地防止水產(chǎn)品蛋白質(zhì)的冷凍變性，但都有甜度高和熱量高等缺陷。海藻糖不僅抗冷凍變性效果較好，還具有低甜度的特性，甜度僅僅是蔗糖的45%左右，加上在水產(chǎn)品中的添加量不高，對甜度口感并不會帶來改變，因而海藻糖將在大宗冷凍魚片、魚糜、冷凍對蝦、魷魚、貝類以及水產(chǎn)調(diào)理食品的抗凍保鮮中大顯身手。海藻糖對水產(chǎn)品具有特殊的抑制三甲胺等腥味的功能，具有抑制水產(chǎn)品豐富的不飽和脂肪酸氧化酸敗的功能，在需要晾曬、加熱等加工過程的水產(chǎn)品干制品、即食休閑食品中，海藻糖更會受到商家和消費者的歡迎。

此外，海藻糖本身是一種食用糖，日常食用的很多食物中海藻糖的含量很豐富，如蜂蜜（含O.l%-1.9%），蘑菇（8%-17%），活性干酵母（15%-20%）等。目前海藻糖的生產(chǎn)方法是將廣西特產(chǎn)的木薯淀粉通過酶轉(zhuǎn)化而得到，由于其安全性很高，海藻糖在我國是作為一種食品（食用糖）而不是食品添加劑來進行管理的，在使用中沒有化學(xué)類食品添加劑的安全憂慮。海藻糖在水產(chǎn)品加工中的應(yīng)用在日本已占到海藻糖食品加工用途的8%之多，在我國也將具有更廣闊的應(yīng)用前景。