熱處理對食品品質(zhì)的作用探究

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本文作者：劉洋濤、陸利霞、林麗軍、熊曉輝 單位：南京工業(yè)大學(xué)食品與輕工學(xué)院

肌原纖維粗絲中的肌球蛋白是最主要的肌原纖維蛋白。肌球蛋白由輕鏈與重鏈2個部分組成［6］。肌球蛋白輕鏈與重鏈具有不同的熱穩(wěn)定性，且不同種類之間差距較大，如白色石首魚酶解肌球蛋白輕鏈在80℃形成二聚體，而白眼雪魚的酶解肌球蛋白輕鏈則基本不形成二聚體［7］。ReedZ．H．等研究發(fā)現(xiàn)，鮭魚肌球蛋白的表面疏水性在18．5～75．0℃范圍內(nèi)隨溫度的升高而升高，之后維持穩(wěn)定［8］。羅非魚肌球蛋白輕鏈與重鏈的表面疏水性在30～40℃范圍內(nèi)都呈上升趨勢，其中重鏈到達70℃之后近似穩(wěn)定，而輕鏈雖呈上升趨勢，但變化不大［9］。箭齒鰈肌球蛋白的表面疏水性在20～65℃范圍內(nèi)持續(xù)增加［10］。蛋白質(zhì)分子的表面疏水性可能與形成蛋白質(zhì)分子的氨基酸殘基的疏水性有關(guān)。肌球蛋白的表面疏水性發(fā)生變化說明分子內(nèi)或分子間的疏水作用力發(fā)生了改變，達到一定程度后必然導(dǎo)致蛋白完全變性。VisessanguanW．等觀察到肌球蛋白的α-螺旋在15℃條件下開始展開，并一直持續(xù)到65℃［10］。這與肌球蛋白表面疏水性的變化有相同變化趨勢，可能是蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的展開使得更多的氨基酸疏水性殘基暴露的原因。鮭魚肌球蛋白總巰基含量在18．5～50．0℃范圍內(nèi)保持穩(wěn)定，超過50．0℃后開始下降。表面活性巰基含量則隨著溫度從18．5～50．0℃升高而逐漸增加，超過50．0℃后則表面活性巰基及總巰基含量均減少［8］。但箭齒鰈肌球蛋白表面活性巰基含量在20～30℃內(nèi)顯著減少，在30℃之后穩(wěn)定［10］。肌球蛋白表面活性巰基含量在低溫加熱的條件下因蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的展開可能會有所增加，在一定溫度范圍內(nèi)可能因為表面活性巰基結(jié)合形成二硫鍵，從而造成其含量下降。

肌球蛋白與肌動蛋白在三磷酸腺苷ATP供能或死后僵直的情況下可結(jié)合形成肌動球蛋白。肌動球蛋白的熱穩(wěn)定性與肌球蛋白的熱穩(wěn)定有密切的聯(lián)系，且在一定程度上又有所差異。肌動球蛋白的表面疏水性隨加熱溫度的增加與肌球蛋白相類似，并可能都是由于蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)，如無規(guī)卷曲的展開造成的［11］，且其展開速率會因溫度的升高而加快［12］。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的展開與凝聚可能導(dǎo)致其特性的改變。如馬鮫魚肌動球蛋白在加熱過程中黏度與Ca2+ATP酶活性均顯著降低［13］，羅非魚的肌動球蛋白在42和45℃熱處理條件下產(chǎn)生聚集物［14］，八線馬鲅肌動球蛋白則在40℃以上條件下形成不溶性聚集物［15］。羅非魚的肌動球蛋白在產(chǎn)生聚集物時表面活性巰基含量出現(xiàn)最大值，并在95℃加熱條件下減少至50%。與此同時，總巰基含量隨溫度的升高而減少［14］。八線馬鲅的表面活性巰基含量在50℃以下隨溫度的升高而升高，之后開始下降，在高于50℃條件下有二硫鍵形成［15］。在45℃以上的熱處理中，肌動球蛋白多以非共價鍵形成聚集物，超過75℃則多以二硫鍵形式形成聚集物［14］。

肌漿蛋白的組成較為復(fù)雜，其中主要包括具有生化特性的各種酶類和賦予肌肉顏色特性的色素蛋白［16］等。在高溫條件處理下酶會因變性失活，但在低溫加熱條件下，部分酶類將保留一定的催化活性，如55℃熱處理后魚肉中仍可檢測出蛋白酶活性［17］;且經(jīng)55℃加熱10min，魚肉中磷酸酶的活性僅降低為原來的10%［18］。低溫加熱處理過程中的酶催化反應(yīng)必然會引起魚肉組成和品質(zhì)的變化。肌紅蛋白是主要的色素蛋白。不同結(jié)構(gòu)的肌球蛋白具有不同的熱穩(wěn)定性，ThiansilakulY等通過動電勢分析測得東方小頭鮪肌紅蛋白的等電點為5．25，氧合肌紅蛋白與高鐵肌紅蛋白的變性溫度分別為61與60℃，即60℃以上的熱處理會使肌紅蛋白發(fā)生變性［19］。在達到肌紅蛋白變性溫度前，伴隨溫度的升高和加熱時間的延長，氧合肌紅蛋白變得更易氧化和構(gòu)象變化，而高鐵肌紅蛋白卻出現(xiàn)變穩(wěn)定的趨勢。此外，有研究表明肌紅蛋白會引起肉制品中脂質(zhì)氧化［20］，羅非魚肌紅蛋白具有促氧化能力，在45℃以下的熱處理對其促氧化能力不受影響，但更高的溫度則會導(dǎo)致其促氧化能力的降低。高鐵肌紅蛋白的促氧化能力在68和90℃條件下相差不大，而氧合肌紅蛋白的促氧化能力受溫度的影響則較大［21］。因此，低溫加熱不能有效防止因肌紅蛋白引起的脂質(zhì)氧化，反而可能因溫度的提高加速脂質(zhì)氧化。

肌基質(zhì)蛋白是主要的結(jié)締組織蛋白，其中最為重要的便是膠原蛋白。膠原蛋白的含量與魚肉的質(zhì)地有一定聯(lián)系，低膠原蛋白的魚肉較為柔嫩［22］。膠原蛋白會在加熱過程中溶解或解鏈，對魚肉質(zhì)地產(chǎn)生影響［23］。

熱處理必然導(dǎo)致魚肉脂質(zhì)的氧化，其中不同的熱加工形式對魚肉脂質(zhì)具有不同的影響，如在油煎過程因C16∶0、C14∶0和C22∶0的損失造成飽和脂肪酸含量損失70%，罐裝過程3種脂肪酸損失40%。在微波加熱過程中因C24∶1含量的增加，使得單不飽和脂肪酸含量增加38%［24］。但微波加熱過程中游離脂肪酸含量會顯著減少，共軛二烯烴的含量增加，過氧化值減少［25］。ω-3不飽和脂肪酸在熱加工過程中損失較大［24］。魚肉脂質(zhì)的過氧化值在煙熏過程中減少，在油煎、烘焙、燒烤加工中則會增加。在多種熱加工中都會導(dǎo)致TBA(硫代巴比妥酸)值增加［26］。

魚肉綜合品質(zhì)受熱的變化主要表現(xiàn)在質(zhì)構(gòu)特性、顏色等方面。適當?shù)臒崽幚韺︳~肉質(zhì)構(gòu)特性和色澤具有提高作用。如30℃處理的鯉魚具有最好的食用品質(zhì)［27］，熱處理的新鮮草魚在硬度、脆性、彈性和咀嚼性方面都好于生鮮草魚［28］;在60～100℃熱水處理中，熟肉的硬度、凝聚性、彈性和咀嚼性較生肉提高，升高溫度有利于上述質(zhì)構(gòu)指標的提高［29］。但品質(zhì)特性會因魚肉種類的不同而產(chǎn)生不同的變化，如對虹鱒在30～70℃范圍內(nèi)進行熱處理，發(fā)現(xiàn)伴隨溫度的升高其亮度顯著增高，硬度增加［30］。但是通過對鮑魚沸水蒸煮3h后觀察，發(fā)現(xiàn)無論是垂直切片還是交叉切片獲得的肌纖維與生肉肌纖維相比體積都相對較大，而彈性和抗拉強度則相對減小［31］。加熱會使魚肉中部分蛋白分解［32］，結(jié)締組織被破壞，從而提高咀嚼特性，在此過程中膠原蛋白的分解與凝膠作用可能會使魚肉發(fā)亮［33］，提高色澤。KongF．B．等使用121．1℃油浴對鮭魚加熱發(fā)現(xiàn)其嫩度變化分為快速韌化、快速嫩化、慢韌化、慢嫩化4個階段，在此過程中當85%以上膠原蛋白溶解時剪切力同時達到最低值，并發(fā)現(xiàn)蒸煮損失和皺縮面積與剪切力改變有顯著關(guān)聯(lián)［34］。熱處理使魚肉蛋白疏水區(qū)域暴露，蛋白分子變性或形成聚集物。在此過程中，隨表面疏水作用的提高則會使蛋白分子持水能力下降，水分與蛋白分子的結(jié)合被破壞，使水分更易流失，且能導(dǎo)致組織蛋白相互收縮，游離脂肪酸則會發(fā)生聚集或體現(xiàn)一定的乳化作用。但過度加熱會使魚肉品質(zhì)下降［35］，蛋白的過度變性，風(fēng)味物質(zhì)大量損失，感官特性降低，令人難以接受。

目前有關(guān)熱加工對魚肉影響的研究總體而言較少。一方面只片面研究魚肉組成中某一種特定組分隨溫度變化的情況，而忽視了各種成分之間的相互影響;另一方面，如何同時保證水產(chǎn)品感官品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)尚未進行研究。結(jié)合目前水產(chǎn)加工的現(xiàn)狀而言，水產(chǎn)品的熱處理與冷處理研究應(yīng)耦合起來，并不僅單純地研究冷或熱處理后的影響，而應(yīng)復(fù)合考慮連續(xù)的冷熱處理對魚肉的影響，從而提高魚肉的食用品質(zhì)。