南美白对虾(新宝配资
Penaeus vannamei)又称凡纳滨对虾,是我国海水养殖对虾产量最高的品种之一,具有高蛋白低脂肪,富含多种人体必需氨基酸、维生素和矿物质的优点。虾滑是以虾肉为主要原料,经过漂洗、斩拌、擂溃等一系列步骤制成的深加工虾制品。
风味是影响产品品质的重要参数之一,其中虾香味主要来源于热加工过程中脂质的氧化及分解。虾的不同部位脂质含量差异明显,直接影响加工过程中风味的形成。据报道,将鱼油、南极磷虾油等制备成乳液并添加到鱼糜制品中可以改善其风味,同时提高产品白度。模拟脂肪是以蛋白、碳水化合物和植物油等为原料制备的脂肪替代物,相较于乳液具有更高的稳定性,且能够模拟出脂肪润滑细腻的口感,可有效提高油脂的稳定性。
因此,集美大学海洋食品与生物工程学院的郭雨晨、黄津妍、翁武银*等利用虾油制备模拟脂肪,以虾滑制品的感官特征、挥发性有机化合物、凝胶特性和微观结构为主要指标,探究模拟脂肪添加量对虾滑制品风味和物理性质的影响,旨在为虾滑制品的品质改良提供理论指导。
1 感官评价
如表2所示,随着模拟脂肪添加量的增加,虾滑制品的气味评分显著增加(
P<0.05),这可能是虾油基模拟脂肪具有浓郁的虾香味。虾滑制品的滋味评分随着模拟脂肪添加量的增加而增加,这是由于虾油中含有丰富的呈味氨基酸。由于虾油含有类胡萝卜素,因此添加虾油基模拟脂肪会使虾滑制品呈现明亮均匀的橘红色,使得色泽评分随着模拟脂肪添加量的增加而增加。添加4.0%模拟脂肪时虾滑制品的口感评分最高,降低或增加模拟脂肪添加量均会使虾滑制品口感评分下降。据报道,添加少量油脂可以填充在凝胶网络空隙中并提高凝胶网络结构的致密性,而添加过量油脂会抑制交联并破坏网络结构。de Souza Paglarini等利用大豆蛋白乳液凝胶代替脂肪添加到法兰克福香肠中时发现,50%以上的乳液凝胶替代脂肪会导致口感劣化。综上,当模拟脂肪添加量为4.0%时,虾滑制品的虾香味和鲜甜味较浓郁,综合感官品质最好。
2 GC-IMS分析
为了探究模拟脂肪添加量对虾滑制品挥发性化合物种类和含量的影响,采用GC-IMS对虾滑制品进行分析。如图1a所示,红色斑点和蓝色斑点分别代表挥发性化合物浓度的高和低。在A区域中,虾滑制品的挥发性化合物数量和信号强度随着模拟脂肪添加量的增加逐渐增加。
为了进一步明确模拟脂肪添加量对虾滑制品挥发性化合物浓度的影响,以未添加模拟脂肪的虾滑制品作为参比,获得挥发性化合物的二维形貌差异图(图1b)。其中,蓝色、白色和红色的点分别代表挥发性化合物的浓度低于、等于和高于参比样品。由图1b可知,虾滑制品挥发性化合物的离子迁移时间集中在1.25~1.75 ms,保留时间集中在200~1 000 s。伴随着模拟脂肪添加量的增加,B区域中的大部分挥发性化合物浓度明显增加,而C区域中的挥发性化合物浓度明显减少。
如图1c所示,在所有虾滑制品中共检测出30种挥发性化合物,包括醛类5种、酮类8种、醇类8种、酯类6种和其他化合物3种。这与Liang Rui等报道的不同热加工方式下南美白对虾挥发性化合物结果相似。由图1c可知,伴随着模拟脂肪添加量的增加,D区域中代表甜香味的丁酸乙酯、2-戊酮和羟基丙酮等挥发性化合物的浓度逐渐增加,表明添加模拟脂肪可以改善虾滑制品的风味。
如图1d所示,虾滑制品中的酮类和酯类化合物含量随着模拟脂肪添加量的增加而增加,这可归因于不饱和脂肪酸氧化或氨基酸分解。酮类和酯类化合物含量的增加会使得虾肉的甜香味和果香味增加,改善产品风味。研究结果表明,添加模拟脂肪可以提升虾滑制品的整体风味,这与感官评价结果相印证。
3 质构特性和凝胶强度
如表3所示,随着模拟脂肪添加量的增加,虾滑制品的凝胶强度、硬度和咀嚼性均呈现先上升后下降的趋势,其中模拟脂肪添加量为4.0%时凝胶强度、硬度和咀嚼性均最大,硬度和凝胶强度分别为2 472.04 g和826.14 g·mm,这可能是因为少量的模拟脂肪可以均匀分布在凝胶基质的空腔中,提高了凝胶网络结构的致密性。有研究发现,添加8%花生分离蛋白乳液凝胶可以提高鳕鱼鱼糜制品的硬度和咀嚼性,但添加12%乳液凝胶会抑制蛋白质相互作用导致鱼糜制品质构性能下降。在本研究中,当模拟脂肪添加量超过4.0%时虾滑制品凝胶强度、硬度和咀嚼性也会出现下降的现象,表明过量的模拟脂肪会阻碍凝胶网络结构的形成。弹性是指样品经过第1次压缩后能够再恢复原状的速度和程度新宝配资,内聚性是指样品破裂前其内部结构抵抗变形的程度。模拟脂肪添加量对虾滑制品的弹性和内聚性无明显影响,可能是因为虾滑制品凝胶网络结构在30%压缩比下没有受到破坏。
4 流变性质分析
如图2所示,当加热温度从20 ℃升至40 ℃时,虾糜的
G’和G”逐渐降低,这可能是在该温度范围内蛋白质结构随着升温而逐渐展开。当温度继续升高至50 ℃时,虾糜溶胶的G’和G”出现最低值,这可归因于内源性蛋白酶的作用导致虾糜蛋白质降解。当加热温度从50 ℃进一步提高至95 ℃时,虾糜溶胶的G’和G”逐渐增大,并于70 ℃左右形成稳定的凝胶网络结构。另一方面,在温度为20~95 ℃的范围内,所有虾糜溶胶的G’均大于G”,表明虾糜的凝胶网络结构以弹性为主。
当添加2.0%模拟脂肪时,虾糜溶胶的
G’和G”在20~50 ℃范围内高于未添加模拟脂肪的虾糜溶胶,但随着模拟脂肪添加量的增加却明显下降。有研究表明,少量模拟脂肪可以与肌球蛋白结合抑制加热过程中的蛋白质变性,但过量模拟脂肪会阻碍虾糜溶胶蛋白质的交联。添加模拟脂肪的虾糜溶胶在50~95 ℃条件下的G’和G”均低于未添加模拟脂肪的虾糜溶胶(图2),表明模拟脂肪会阻碍虾糜凝胶网络结构的形成。
5 色泽分析
如 表4所示,随着模拟脂肪添加量的增加,虾滑制品的L*值和b*值显著增加(
P<0.05),而a*值无明显变化(P>0.05),意味着虾滑制品的色泽更加亮黄。这可能与油脂导致的光散射效应和虾油的颜色有关。类似的结果也出现在添加南极磷虾油对鲢鱼鱼糜凝胶色泽影响的研究中。为了进一步揭示添加模拟脂肪对虾滑制品色泽的影响,通过ΔE分析虾滑制品颜色的变化。ΔE可以反映样品间颜色的差异程度,ΔE>2.00意味着样品间的颜色差异能够被没有经验的观察者肉眼识别。在本研究中,虾滑制品ΔE均大于2.00,且随着模拟脂肪添加量的增加颜色变得更鲜艳,表明虾滑制品的色泽可以利用虾油基模拟脂肪进行调控。
6 LF-NMR分析
为了明确模拟脂肪对虾滑制品内部水分状态的影响,采用LF-NMR测定虾滑制品横向弛豫时间(
T2 )(图3a)。其中,T22(10~1 000 ms)和T23( 1 000~10 000 ms)分别代表凝胶网络结构中的不可移动水和自由水。如图3a所示,虾滑制品内部水分主要以不可移动水状态存在。由图3b可知,随着模拟脂肪添加量增加至4.0%,P22 增加而P23减少。然而,进一步提高模拟脂肪添加量会导致P22减少而P23增加。这可能是少量模拟脂肪可以填充在凝胶基质的空腔,结果导致形成的致密网络结构降低水分子的流动性;但过量的模拟脂肪会阻碍蛋白质的交联,不利于凝胶网络结构对水分子的束缚。结果表明,通过控制模拟脂肪的添加量可以控制虾滑制品中不可移动水的占比。
7 ATR-FTIR分析
研究报道,波数3 270 cm -1 处 的酰胺A带吸收峰与O—H和N—H基团有关,波数2 922 cm -1 处 的酰胺B带和波数2 852 cm -1 处 的吸收峰与脂肪酰基 CH 2 基 团的伸缩振动有关,波数1 743 cm -1 处 为油脂中C=O的特征峰。由图4可知,模拟脂肪中含有明显的油脂特征峰,且随着模拟脂肪添加量的增加吸收峰强度增强。伴随着模拟脂肪添加量的增加,酰胺A带强度先上升后下降。Zhao Shengming等在研究改性藜麦蛋白乳液作为猪背脂肪替代品时发现,添加50%乳液可以促进蛋白质-水的相互作用进而促进氢键的形成新宝配资,而过量的乳液会导致蛋白间氢键相互作用减弱。研究表明,适量添加模拟脂肪可以促进虾滑制品中蛋白质分子之间氢键的形成,而过量模拟脂肪会阻碍蛋白质分子之间氢键的形成。
8 微观结构分析
如图5a所示,虾滑制品经FITC染色后蛋白质呈现绿色,经尼罗红染色后油脂呈现红色。随着模拟脂肪添加量增加至4.0%,红色的油滴数量逐渐增加且均匀分布在虾滑制品凝胶网络中。然而,进一步提高模拟脂肪添加量后,虾滑制品凝胶网络中的小油滴发生聚集并形成不规则的大油滴。这说明少量模拟脂肪可以填充在凝胶网络的孔隙中,而过量的模拟脂肪会从网络结构中溢出,进而阻碍蛋白质之间相互作用。这类似于花生分离蛋白乳液凝胶对鳕鱼鱼糜微观结构的影响,添加8%乳液凝胶的鳕鱼鱼糜凝胶中油滴分布均匀,但添加12%乳液凝胶时会破坏鱼糜凝胶网络结构。
利用SEM观察虾滑制品内部孔隙,结果如图5b所示。未添加模拟脂肪的虾滑制品内部有明显的孔隙结构。当模拟脂肪添加量不超过4.0%时,虾滑的内部结构变得致密。然而,当模拟脂肪添加量超过4.0%时,虾滑制品内部网络结构逐渐松散。结果表明,少量模拟脂肪在虾滑制品中起到填充作用,而过量的模拟脂肪反而破坏虾滑凝胶的致密结构。利用
Df 对 虾滑制品内部微观结构进行量化分析,结果如图5c所示,随着模拟脂肪添加量的增加,Df 呈现先增大后减小的趋势,其中模拟脂肪添加量为4.0%时Df 最大,为2.973 9,这与SEM图像结果相印证(图5b)。Df 越高表明凝胶网络结构的有序程度越高且致密性越好。结果再次表明虾滑制品网络结构的致密性可以通过调整模拟脂肪的添加量进行调控。
9 相关性分析
虾香味主要来源于热加工过程中脂质的氧化及分解,但同时还受到其他多种因素的影响,形成了虾滑制品的独特风味。研究发现,添加4.0%模拟脂肪可以增加虾滑制品中酮类(甜香味)和酯类(果香味)化合物含量(图1d),虾滑制品的虾香味浓郁且综合感官品质最好(表2)。而且,添加4.0%模拟脂肪可以促进虾滑制品致密凝胶网络的形成,提高凝胶强度和持水能力。然而,模拟脂肪添加量超过4%时,虾滑凝胶网络结构会遭到破坏,导致虾滑制品的物理性质发生下降。结果表明,虾油基模拟脂肪在提升虾滑制品整体风味的同时,主要通过影响凝胶网络结构致密程度进而改变虾滑制品的物理性质。结合图6可知,凝胶网络结构
Df 与虾滑制品凝胶强度存在一定的相关性,且与不可移动水占比密切相关。
结论
本研究揭示了虾油基模拟脂肪添加量对虾滑制品风味及物理性质的影响规律。感官评价和GC-IMS结果表明,添加虾油基模拟脂肪可以提升虾滑制品的整体风味;当模拟脂肪添加量为4.0%时,虾滑制品的虾香味和鲜甜味较浓郁,综合感官品质最好。凝胶特性等理化性质的结果表明,添加4.0%模拟脂肪可以均匀填充在凝胶网络的空腔中,形成的致密有序网络结构降低了水分子的流动性,促进自由水转化为不可移动水,从而提高了虾滑制品的凝胶特性。研究结果表明,利用虾油基模拟脂肪可以调控虾滑制品的风味和凝胶特性,结果可为虾滑制品品质改良提供理论依据和技术支撑。
通信作者:
翁武银 教授
集美大学海洋食品与生物工程学院
博士生导师,长期从事水产品加工及其副产物高值化利用研究,先后主持国家自然科学基金面上项目3 项、\"十四五\"国家重点研发计划子课题1项、福建省自然科学基金杰出青年项目1 项等。发表SCI论文100多篇,获授权发明专利30 件(其中12 件实现转让),荣获厦门市\"双百计划\"领军型创业人才、福建省优秀教师等荣誉称号。以第一完成人获福建省科学技术进步奖三等奖2 项,作为主要完成人获中国发明创业奖·成果奖一等奖1 项、福建省科学技术进步奖一等奖1 项。
第一作者:
郭雨晨 硕士研究生
集美大学
主要从事水产品加工的研究,以第一人称发表学术研究论文2 篇,申请发明专利1 件。
本文《虾油基模拟脂肪对虾滑制品风味及物理性质的影响》来源于《食品科学》2025年46卷第12期92-99页,作者:郭雨晨,黄津妍,赵 源,石林凡,任中阳,翁武银*。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20241204-030。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。
实习编辑:农梦琪;责任编辑:张睿梅。点击下方 阅读原文 即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网
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