羅非魚（

Oreochromis mossambicus

）是我國重要的淡水養(yǎng)殖魚類，除整魚銷售、切片銷售外通常還加工成魚糜制品銷售 。但羅非魚魚糜有土腥味、凝膠性能差，導(dǎo)致 其產(chǎn)品加工適應(yīng)性較低。目前改善魚糜凝膠特性及風(fēng)味特性的方法主要有添加外源物質(zhì) 和進行加工 前處理 等，其中臭氧水處理是安全性較高的方法 。

臭氧水具有強氧化性、漂白性和殺菌能力，分解時不殘留有毒有害物質(zhì)，被廣泛應(yīng)用于魚糜制品與魚片的脫色漂白、去除異味物質(zhì)及減少水產(chǎn)品的原始細菌數(shù)，適度氧化可以提高魚糜凝膠性能并對風(fēng)味有改善作用。

仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院輕工食品學(xué)院的劉巧瑜、肖斯立、白衛(wèi)東*等采用不同濃度的臭氧水處理羅非魚魚片并制成魚糜，探究漂洗質(zhì)量濃度和漂洗時間對魚糜色度、質(zhì)構(gòu)特性、硫代巴比妥酸反應(yīng)物（TBARS）值和感官品質(zhì)的影響，并分析魚糜肌原纖維蛋白（MP）的羰基含量、總巰基含量、蛋白質(zhì)分子質(zhì)量、二級結(jié)構(gòu)及體外消化特性等指標的變化情況，闡釋MP氧化程度對魚糜凝膠特性和消化特性的影響機制，以期為臭氧水處理在水產(chǎn)品中的廣泛應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 臭氧水處理對羅非魚魚糜色澤的影響

如表3所示，臭氧水處理后羅非魚魚糜的 L* 值和

W

值顯著提高（

P

＜0.05），說明臭氧水處理能顯著改善魚糜的色澤。漂洗過程中，臭氧可以去除水溶性色素，破壞血紅蛋白的卟啉結(jié)構(gòu) ，使魚糜 L* 值、 a* 值、

W

值增大， b* 值降低。當(dāng)臭氧水漂洗質(zhì)量濃度≥10 mg/L、漂洗10 min時，

W

值緩慢增大。

2 臭氧水處理對羅非魚魚糜質(zhì)構(gòu)特性的影響

臭氧水處理對羅非魚魚糜質(zhì)構(gòu)特性的影響如表4所示。臭氧水漂洗后，魚糜的硬度與膠著度顯著高于對照組（

P

＜0.05）。隨漂洗質(zhì)量濃度的增加，硬度與膠著度呈先上升后下降的趨勢。10 mg/L臭氧水漂洗10 min時，硬度、膠著度達到最高值。臭氧水促使MP交聯(lián)、聚集從而使硬度提高，同時臭氧水的氧化作用強化了魚糜熱處理后的凝膠網(wǎng)絡(luò) ，使凝膠性增加。適度的氧化有利于蛋白展開，并通過二硫鍵及疏水相互作用在熱誘導(dǎo)條件下形成規(guī)則且致密的凝膠網(wǎng)絡(luò) 。過度的氧化則使蛋白質(zhì)過度聚集，使凝膠三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)持水力下降，導(dǎo)致蛋白質(zhì)基質(zhì)中的氫鍵減少，阻礙凝膠的形成，降低凝膠性 。因此，10 mg/L臭氧水漂洗10 min蛋白進行適度氧化，能夠較大程度提高魚糜凝膠特性。Zhang Tao等 發(fā)現(xiàn)適度臭氧處理可以提高鳙魚肌原纖維凝膠強度。顏明月 研究表明臭氧水處理羅非魚魚片的硬度均高于對照組，與本研究結(jié)果一致。

3 臭氧水處理對羅非魚魚糜TBARS值的影響

相較于對照組，經(jīng)臭氧水處理后，魚糜脂肪氧化程度顯著提高（

P

＜0.05），并且隨臭氧水質(zhì)量濃度的增加和漂洗時間的延長呈上升趨勢（圖1）。臭氧水質(zhì)量濃度達到22 mg/L時，5 min與10 min臭氧水漂洗的魚糜TBARS值無顯著差異（

P

＞0.05），該質(zhì)量濃度的臭氧水漂洗后，脂肪氧化程度趨于飽和狀態(tài)，與黃永軍等 研究結(jié)果相近。

4 臭氧水處理對羅非魚魚糜感官品質(zhì)的影響

由圖2可知，臭氧水漂洗后魚糜的外觀得分明顯高于對照組。漂洗質(zhì)量濃度為10 mg/L時，漂洗10 min魚糜的氣味得分上升至8.1 分，但隨著臭氧水漂洗質(zhì)量濃度的增加和漂洗時間的延長，魚糜的氣味得分逐漸下降。這是因為臭氧水的氧化效應(yīng)影響了腥味物質(zhì)與蛋白質(zhì)的結(jié)合，使魚糜中腥味物質(zhì)含量減少 ，并且適度的氧化處理引起脂質(zhì)氧化，對風(fēng)味起積極作用 ，而過度氧化處理使脂質(zhì)劇烈氧化生成不良氣味 ，這與TBARS值分析結(jié)果相印證。質(zhì)地得分在10 mg/L臭氧水漂洗后達到最高值（9.1 分），適度氧化可以使蛋白交聯(lián)，有利于提高魚糜膠凝性，過度的氧化則不利于形成致密的三維網(wǎng)絡(luò)凝膠結(jié)構(gòu)，降低膠凝性，這與質(zhì)構(gòu)分析結(jié)果相印證。綜上所述，10 mg/L臭氧水漂洗10 min可以提高魚糜的感官品質(zhì)。

5 臭氧水處理對羅非魚魚糜MP總巰基含量的影響

巰基為半胱氨酸的特征基團，由于半胱氨酸對氧化環(huán)境具有較高的靈敏性，因此通過測定總巰基的變化可以反映臭氧水處理對羅非魚MP氧化程度的影響。由圖3可知，羅非魚MP總巰基含量隨臭氧水質(zhì)量濃度的增加而降低，可能是巰基電離的H+與臭氧水中的羥自由基和HO2·結(jié)合，導(dǎo)致二硫鍵的形成。10 mg/L與14 mg/L臭氧水漂洗不同時間巰基含量無顯著差異（P＞0.05），可能是此質(zhì)量濃度條件下漂洗的蛋白變性程度較低，巰基含量下降較緩慢，增大漂洗臭氧水質(zhì)量濃度與延長漂洗時間后蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)過度展開，兩個鄰近半胱氨酸分子間的蛋白質(zhì)深度氧化，巰基含量快速下降。臭氧水質(zhì)量濃度越大、漂洗時間越久，MP氧化程度越深。

6 臭氧水處理對羅非魚魚糜MP總羥基含量的影響

蛋白質(zhì)主鏈側(cè)鏈被氧化后，蛋氨酸與精氨酸的—NH或—NH2等氨基可能會通過氧化脫氨反應(yīng)轉(zhuǎn)化為羰基，MP羰基含量可作為判定羅非魚蛋白質(zhì)氧化程度的表征指標。如圖4所示，隨著臭氧水質(zhì)量濃度的增加和漂洗時間的延長，魚糜的羰基含量顯著增加（P＜0.05），表明蛋白質(zhì)的氧化程度與臭氧水質(zhì)量濃度以及漂洗時間有直接關(guān)系。臭氧生成羥自由基和超氧陰離子自由基，攻擊蛋白質(zhì)分子獲得氫原子，形成以碳為中心的新自由基，引發(fā)蛋白質(zhì)自由基鏈式反應(yīng)，生成大量羰基。

7 臭氧水處理對羅非魚魚糜MP交聯(lián)和聚集的影響

肌球蛋白重鏈（MHC）、肌動蛋白（Actin）、肌鈣蛋白（Tn）、原肌球蛋白（TM）和肌球蛋白輕鏈（MLC）是肌原纖維的主要結(jié)構(gòu)。由圖5可知，經(jīng)過臭氧水氧化修飾后MHC附近蛋白聚集體有增多趨勢，表明氧化使蛋白發(fā)生了一定程度的交聯(lián)與聚集。10～18 mg/L臭氧水漂洗使蛋白適度交聯(lián)，各條帶顏色明顯。當(dāng)臭氧水質(zhì)量濃度達到22 mg/L，漂洗時間達到10 min時MHC條帶明顯減弱，同時未產(chǎn)生新的可見條帶，此時因為蛋白過度氧化形成不溶性聚集體，導(dǎo)致蛋白質(zhì)分子在提取過程中被過濾除去或堆積在進樣口無法順利進入濃縮膠。

8 臭氧水處理對羅非魚魚糜MP二級結(jié)構(gòu)的影響

拉曼光譜是用來評價蛋白質(zhì)構(gòu)象的一種振動光譜，測量的精確度和靈敏度較高。蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)通常由光譜圖中發(fā)揮重要作用的酰胺I（1 600～1 700 cm-1）和酰胺III（1 200～1 350 cm-1）譜帶反映。由圖6可看出，與對照組相比，10～18 mg/L臭氧水處理后魚糜MP中α-螺旋相對含量隨臭氧水質(zhì)量濃度增加持續(xù)減少，同時β-折疊和無規(guī)卷曲相對含量逐漸增加。當(dāng)質(zhì)量濃度超過18 mg/L時，無規(guī)卷曲相對含量略有下降，蛋白變性程度達到最大。臭氧水漂洗可能會對蛋白質(zhì)的肽鏈和氨基酸側(cè)鏈產(chǎn)生影響，導(dǎo)致蛋白質(zhì)α-螺旋結(jié)構(gòu)逐漸解旋，轉(zhuǎn)化為松散的β-折疊和無規(guī)卷曲結(jié)構(gòu)，蛋白分子內(nèi)部的疏水基團暴露，引起巰基含量下降（圖3），同時肌球蛋白分子間的疏水相互作用增強，蛋白質(zhì)發(fā)生聚合（表4和圖5）。

Liu Ru等報道蛋白質(zhì)多肽鏈上的羰基（—CO）和氨基（—NH）間的分子內(nèi)氫鍵維持著α-螺旋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，此時α-螺旋含量的下降說明臭氧水對分子內(nèi)的氫鍵有破壞作用，氫鍵穩(wěn)定性下降導(dǎo)致α-螺旋的消失，并使蛋白無序性增加。

9 臭氧水處理對羅非魚魚糜體外模擬消化中肽分子質(zhì)量的影響

胃腸模擬消化是一個水解過程 ，從消化結(jié)果可以看出蛋白質(zhì)水解程度。魚糜體外模擬胃腸消化后肽分子質(zhì)量的結(jié)果如圖7所示，對照組小分子肽（100～1 000 Da）相對含量約為21.19%，臭氧水漂洗后提升至26.81%～28.03%。臭氧水漂洗后小分子肽含量與對照組相比顯著提高（ P ＜0.05）。1 000 Da以下寡肽更容易被人體吸收，因此臭氧水處理后可能會促進魚糜蛋白在人體內(nèi)的吸收及生物可利用性 。臭氧水質(zhì)量濃度10 mg/mL漂洗10 min時，蛋白水解程度最高，此時多肽含量最小，小分子肽含量最大。適度的臭氧水漂洗導(dǎo)致蛋白變性是蛋白質(zhì)水解程度增大的主要原因 ，但過高濃度的臭氧水和長時間的漂洗可能會使蛋白質(zhì)過度氧化，引起蛋白質(zhì)疏水基團暴露從而增強了蛋白質(zhì)間的疏水作用導(dǎo)致其過度聚集，使腸胃消化液與蛋白質(zhì)內(nèi)部的接觸點位減少。

10 臭氧水處理對羅非魚魚糜體外模擬消化的影響

圖8a中，經(jīng)臭氧水漂洗后，魚糜MHC、Actin、Tn、Tm條帶均比對照組（0 mg/L臭氧水）淺，表明臭氧水漂洗有利于魚糜蛋白在腸胃的消化。變性的蛋白質(zhì)由于肽鍵暴露增加了與消化酶的接觸點位，促進了魚糜蛋白在腸胃的水解程度。當(dāng)臭氧水漂洗質(zhì)量濃度≥10 mg/L時，電泳結(jié)果相近，條帶顏色變化不明顯，表明10 mg/L臭氧水處理時胃部消化效果已達到最佳。腸部消化后，SDS-PAGE圖譜中大分子條帶基本消失，表明魚糜在腸道已經(jīng)基本完成水解（圖8b）。

結(jié) 論

臭氧水漂洗使羅非魚魚糜的

L

*值、

W

值、硬度和膠著度顯著提高（

P

＜0.05），當(dāng)臭氧水漂洗質(zhì)量濃度≥10 mg/L、漂洗10 min時，

W

值緩慢增大。10 mg/L臭氧水漂洗10 min后，魚糜的硬度、膠著度達到最高值。臭氧水漂洗后魚糜TBARS值顯著增大（

P

＜0.05）。感官評價結(jié)果表明，當(dāng)臭氧水漂洗質(zhì)量濃度為10 mg/L、漂洗10 min時，外觀評分高于對照組，同時氣味、質(zhì)地評分達到最高。綜上，10 mg/L臭氧水漂洗10 min為最佳漂洗條件。

10～18 mg/L臭氧水漂洗時，MP適度氧化，蛋白結(jié)構(gòu)逐漸展開并適度交聯(lián)，使羅非魚的凝膠特性最佳。體外消化模擬實驗證實臭氧水漂洗促進了魚糜在胃部的消化水解，其中10 mg/mL質(zhì)量濃度臭氧水漂洗10 min時魚糜小分子肽含量最高，水解程度最高。

綜上所述，10 mg/mL臭氧水漂洗羅非魚片10 min適用于提高羅非魚魚糜的品質(zhì)特性。本研究可為臭氧水在水產(chǎn)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用提供理論依據(jù)。

作者簡介

通信作者：

白衛(wèi)東，博士， 二級 教授， 博士生 導(dǎo) 師 ，仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院研究生部部長，廣東省“南粵優(yōu)秀教師”。擔(dān)任“廣東省嶺南特色食品工程技術(shù)中心”及廣州市“廣式傳統(tǒng)食品加工與安全重點實驗室”主任、中國食品科學(xué)技術(shù)學(xué)會理事、廣東省食品學(xué)會副理事長等。主要研究嶺南特色食品品質(zhì)研究和開發(fā)、廣式傳統(tǒng)食品研究、天然產(chǎn)物開發(fā)與應(yīng)用等。近年來，主持國家自然基金面上項目2 項、國家重點研發(fā)項目子課題1 項，廣東省重點研發(fā)項目等省部級以上科研項目12 項。通過科技成果鑒定8 項，獲得科研獎勵7項（省部級以上6 項，其中二等獎第一完成人3 項）。申請發(fā)明專利24 件（授權(quán)15 件），發(fā)表三大索引論文 60 多篇；副主編、參編多本教材。

第一作者：

劉巧瑜，博士， 副教授，碩士生導(dǎo)師。主要從事中式傳統(tǒng)肉制品加工與保鮮及呈味機理、中式半成品菜肴工業(yè)化生產(chǎn)與保鮮關(guān)鍵技術(shù)、生鮮與調(diào)理食品加工與儲運標準化關(guān)鍵技術(shù)研究。主持廣東省科技計劃項目1項、廣東省高教廳項目3項，梅州市科技計劃項目1項、橫向項目多項。參與國家重點研發(fā)計劃“水產(chǎn)品加工過程中風(fēng)味品質(zhì)形成的分子基礎(chǔ)與調(diào)控機制”，廣東省重點領(lǐng)域研發(fā)計劃“中央廚房食品安全加工生產(chǎn)技術(shù)集成應(yīng)用”等20多項國家級、省市級科技計劃項目研究和廣東省多個企業(yè)工程中心的建設(shè)，申報專利5 項，在國內(nèi)外核心學(xué)術(shù)期刊發(fā)表科研論文60余篇。

本文《臭氧水處理對羅非魚魚糜品質(zhì)及體外消化特性的影響》來源于《食品科學(xué)》2024年45卷第22期26-33頁，作者：劉巧瑜，肖斯立，曾曉房，黃曉霞，游云，莊曉琪，李瑞，李湘鑾，朱嘉敏，練曉丹，白衛(wèi)東。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20240118-166。點擊下方閱讀原文即可查看文章相關(guān)信息。

實習(xí)編輯：陳麗先；責(zé)任編輯：張睿梅。點擊下方閱讀原文即可查看全文。圖片來源于文章原文及攝圖網(wǎng)

為深入探討未來食品在大食物觀框架下的創(chuàng)新發(fā)展機遇與挑戰(zhàn)，促進產(chǎn)學(xué)研用各界的交流合作，由北京食品科學(xué)研究院、中國肉類食品綜合研究中心、國家市場監(jiān)督管理總局技術(shù)創(chuàng)新中心（動物替代蛋白）及中國食品雜志社《食品科學(xué)》雜志、《Food Science and Human Wellness》雜志、《Journal of Future Foods》雜志主辦，西華大學(xué)食品與生物工程學(xué)院、四川旅游學(xué)院烹飪與食品科學(xué)工程學(xué)院、四川輕化工大學(xué)生物工程學(xué)院、成都大學(xué)食品與生物工程學(xué)院、成都醫(yī)學(xué)院檢驗醫(yī)學(xué)院、四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院都市農(nóng)業(yè)研究所、四川大學(xué)農(nóng)產(chǎn)品加工研究院、西昌學(xué)院農(nóng)業(yè)科學(xué)學(xué)院、宿州學(xué)院生物與食品工程學(xué)院、大連民族大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院、北京聯(lián)合大學(xué)保健食品功能檢測中心共同主辦的“第二屆大食物觀·未來食品科技創(chuàng)新國際研討會”即將于2025年5月24-25日在中國 四川 成都召開。

長按或微信掃碼進行注冊

會議招商招展

聯(lián)系人：楊紅；電話：010-83152138；手機：13522179918（微信同號）

為進一步深入探討食品產(chǎn)業(yè)在當(dāng)前復(fù)雜多變環(huán)境下的高質(zhì)量發(fā)展路徑，并著重關(guān)注食品科學(xué)、營養(yǎng)安全保障的基礎(chǔ)研究與關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，貫徹落實“大食物觀”和“健康中國2030”國家戰(zhàn)略，北京食品科學(xué)研究院和中國食品雜志社《食品科學(xué)》雜志、《Food Science and Human Wellness》雜志、《Journal of Future Foods》雜志，將與國際谷物科技協(xié)會（ICC）、湖南省食品科學(xué)技術(shù)學(xué)會、湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所、湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)、中南林業(yè)科技大學(xué)、長沙理工大學(xué)、湘潭大學(xué)、湖南中醫(yī)藥大學(xué)、湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)長沙現(xiàn)代食品創(chuàng)新研究院共同舉辦“第十二屆食品科學(xué)國際年會”。本屆年會將于2025年8月9-10日在中國 湖南 長沙召開。

長按或微信掃碼進行注冊

會議招商招展

聯(lián)系人：楊紅；電話：010-83152138；手機：13522179918（微信同號）