淡水魚糜發(fā)酵及其凝膠形成機理研究.pdf

1、魚糜具有蛋白質(zhì)含量高、脂肪含量低、口感嫩爽等特點深受歡迎，但目前魚糜生產(chǎn)原料多為海水魚，淡水魚應(yīng)用較少。因淡水魚多屬難凝膠化魚種，凝膠強度較低，易凝膠劣化。本論文根據(jù)微生物的發(fā)酵性能和魚糜的基本制作工藝，結(jié)合現(xiàn)代食品與發(fā)酵技術(shù)，旨在研制出具有獨特風味，高營養(yǎng)、高安全性、貯藏期長，符合中國人飲食心理等特點的優(yōu)質(zhì)發(fā)酵魚糜。本研究對于了解魚肉在發(fā)酵環(huán)境下化學成分的變化規(guī)律、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變化以及凝膠形成的機理具有重要的學術(shù)意義，本研究將為水產(chǎn)加工

2、業(yè)建立生物發(fā)酵的新加工技術(shù)體系提供堅實的理論基礎(chǔ)和科學依據(jù)，對于促進淡水魚加工具有重要的應(yīng)用價值。 首先研究了7株乳酸桿菌(LC、LS、Lp-1、LP-5、Lp-8、Lp-10、Lp-15)、2株戊糖片球菌(PP和Pp-8)和1株木糖葡萄球菌(Sx-12)的生長、產(chǎn)酸、耐鹽、產(chǎn)蛋白和脂肪分解能力、拮抗性、抑菌性等生理學特性。所有菌株在12-18h內(nèi)都能進入對數(shù)生長階段，具有較好的發(fā)酵活力；在24h內(nèi)的產(chǎn)酸能力與發(fā)酵初期相比差異極

3、顯著。性能測定表明Lp-5，LC，Sx-12，PP，Lp-8，Lp-15顯示出較好的發(fā)酵特性。分別以這六株較優(yōu)的微生物為發(fā)酵劑，以鰱魚肉糜為基質(zhì)。分析在發(fā)酵劑作用下，鰱魚肉糜理化和食用品質(zhì)變化的規(guī)律和特征。結(jié)果表明，魚肉糜經(jīng)微生物作用后，pH值迅速由最初的6.6降至60 h時的4.05-4.46。而對照組，則升高到7.12。非蛋白質(zhì)態(tài)氮和氨基態(tài)氮含量隨發(fā)酵時間的增加而增加，但以接種木糖葡萄球菌增加最大，60 h時分別為8.32 mg/g

4、和0.62％。接種發(fā)酵劑的鰱魚肉漿的TVBN值上升較慢，在發(fā)酵60 h后仍在新鮮標準內(nèi)(15-25 mg/100g)，也沒有腐敗臭味的產(chǎn)生。而未接種發(fā)酵劑的對照組在發(fā)酵到48 h時已呈現(xiàn)腐敗現(xiàn)象。添加發(fā)酵劑可顯著增加了鰱魚肉糜的硬度、膠粘性、咀嚼性，提高魚肉的白度，有效抑制Pseudomonas(假單胞菌屬)、Enterobacteriaceae(腸道菌)等的生長繁殖(P<0.05)。除木糖葡萄球菌外，發(fā)酵劑的添加可有效抑制發(fā)酵過程中生

5、物胺的產(chǎn)生。感官評定(風味、質(zhì)地、外觀、總體接受性)表明，添加發(fā)酵劑可顯著改善魚糜的品質(zhì)，特別是菌株LC、PP、Lp-8顯示出較高的感官特性。 在研究了單一發(fā)酵劑的基礎(chǔ)上，使用混合微生物發(fā)酵劑對鰱魚肉糜進行發(fā)酵。在發(fā)酵過程中，乳酸菌大量生長增殖，成為優(yōu)勢菌種，pH值急速下降，48 h時降至4.21-4.36，混合發(fā)酵劑也可有效抑制腸道菌和假單胞菌的生長繁殖，降低揮發(fā)性鹽基氮(TVBN)、TBA和生物胺的累積，并且可提高鰱魚肉糜的

6、凝膠強度和白度。SDS-PAGE、非蛋白質(zhì)態(tài)氮、游離氨基酸和游離脂肪酸的結(jié)果顯示接種混合發(fā)酵劑加快蛋白質(zhì)和脂肪的降解，也顯著提高了鰱魚肉糜的感官特性。各混合發(fā)酵劑發(fā)酵樣品在質(zhì)地和外觀方面沒有顯著性差異，但S-PXC(Lp-8，Lc和Sx-12)樣品的風味和總體接受性顯著高于S-PXP(Lp-8，Sx-12和PP)和S-XCP(Sx-12，Lc和Pp)樣品。采用HS-SPME/GC-MS結(jié)合嗅覺監(jiān)測器對S-PXC的揮發(fā)性風味成分進行分析，

7、發(fā)酵24 h和48 h的鰱魚肉魚糜中分別檢出42種和44種揮發(fā)性風味物質(zhì)。對發(fā)酵魚糜風味起貢獻主要的揮發(fā)性風味物質(zhì)為：乙酸、己醛、己醇、乙酸乙酯、2，3-戊二酮、2-戊烯-1-醇。 鰱魚糜在發(fā)酵過程中隨發(fā)酵時間的增加其凝膠強度顯著增加，為揭示凝膠形成機制，綜合應(yīng)用傅立葉變換紅外、激光拉曼和圓二色性光譜等方法研究了魚肉肌纖維蛋白結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律。在發(fā)酵過程中，活性巰基含量逐漸下降，而二硫鍵的含量和蛋白表面疏水性逐漸增加。FT-IR和

8、Raman光譜分析表明氫鍵形成的分子間β-折疊結(jié)構(gòu)在蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用形成中發(fā)揮著重要的作用。二硫鍵構(gòu)象已由對照樣品的全旁-旁-反式構(gòu)象(gauche-gauche-trans)轉(zhuǎn)為旁式(gauche)與反-旁-反式并存的構(gòu)象。隨發(fā)酵時間的增加，原來埋藏在蛋白質(zhì)分子內(nèi)部的酪氨酸殘基逐漸暴露于分子的表面。肌纖維蛋白二級結(jié)構(gòu)分析表明，β-折疊增加、無規(guī)卷曲和β-轉(zhuǎn)角降低。發(fā)酵魚糜熱力學研究表明肌球蛋白的熱變性溫度和熱焓隨著發(fā)酵時間的增加

9、而逐漸增加，發(fā)酵48 h熱變性溫度增加了3.28℃，熱焓增加了0.176 J/g。而肌動蛋白則相反，48 h內(nèi)熱變性溫度降低了1.43℃，熱焓降低了0.015J/g。電鏡照片揭示微生物發(fā)酵后的魚糜結(jié)構(gòu)從最初的溶膠狀態(tài)變?yōu)槟z狀態(tài)，凝膠化后肌動球蛋白呈三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。魚糜在發(fā)酵過程中凝膠強度的增加主要是S-S鍵、疏水鍵及氫鍵等相互作用的結(jié)果。 魚糜的發(fā)酵伴隨著極為復雜的理化和微生物進程，采用不同發(fā)酵方法和發(fā)酵條件，發(fā)酵制品在發(fā)酵過程

10、中所伴隨著的生化進程將有所不同，導致發(fā)酵終產(chǎn)品食用品質(zhì)各異。為此，在研究了單一因素的基礎(chǔ)上，采用中心復合設(shè)計(Central Composite Design， CCD)3×3響應(yīng)曲面法優(yōu)化混合發(fā)酵劑的發(fā)酵工藝條件。結(jié)果表明，各因素及其交互作用對響應(yīng)值凝膠強度存在顯著的相關(guān)性。在最優(yōu)工藝條件下，最大凝膠強度達到1192.8 g·cm。 研究了室溫和冷藏(4℃)下，真空和非真空包裝發(fā)酵魚肉魚糜品質(zhì)的變化規(guī)律和特性。在貯藏過程中pH

11、值、TBA、非蛋白氮隨著貯藏時間的增加而增加，而白度值，水分含量和凝膠強度則降低，在冷藏條件下貯藏，可有效抑制腸道菌和假單胞菌的生長。通過微生物、理化衛(wèi)生檢測與感官評分進行相關(guān)分析，建立TVBN、TBA與貯藏時間、貯藏溫度之間的動力學模型，預測鰱魚肉發(fā)酵魚糜在貯藏過程中貨架壽命。試驗表明TVBN變化和TBA的變化對一級化學反應(yīng)和阿侖尼烏斯(Arrhenius)方程具有很高的擬和精度。并求出了TVBN變化反應(yīng)的En和K<,A>分別為52.