納米魚骨的制備、特性表征及其對魚糜膠凝影響的機(jī)制研究.pdf

1、全球魚類加工每年將產(chǎn)生超過2千萬噸的加工副產(chǎn)物，其中魚骨是魚片和魚糜等水產(chǎn)制品加工過程中產(chǎn)生的主要固態(tài)副產(chǎn)物，占到加工原料魚體總重量的8-10％。魚骨富含鈣等礦物質(zhì)元素，是一種優(yōu)良和低價的天然鈣源。但是，絕大部分的魚骨被作為加工飼料的原料，其經(jīng)濟(jì)價值低。目前，以魚骨為原料加工微米魚骨粉和魚骨泥等功能性產(chǎn)品的報道已經(jīng)很多，而對納米魚骨及其相關(guān)產(chǎn)品的報道還非常少。
　　本課題以魚骨為原料，采用干法和濕法球磨方法制備納米魚骨，對制備的納

2、米魚骨進(jìn)行特性表征;研究添加納米魚骨對不同魚種的魚糜膠凝特性的影響;探究納米魚骨對魚肉蛋白膠凝的影響機(jī)制，以期為應(yīng)用納米魚骨到魚糜制品中奠定理論基礎(chǔ)和提供實(shí)驗(yàn)參數(shù)。主要研究結(jié)果如下:
　　1.采用干法球磨的方法制備納米白鰱魚骨粉，并采用LDS、SEM、FT-IR、EDS和ICP等方法對納米魚骨粉的特性進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，魚骨粉的粒徑和比表面積顯著受到轉(zhuǎn)速、球料比、磨球直徑和球磨時間的影響(p＜0.05)。納米魚骨的干法球磨制備的

3、適宜工藝條件為:轉(zhuǎn)速400 r/min、球料比4∶1、磨球粒徑2mm和球磨時間2.5 h。在適宜工藝條件下，魚骨粉的粒徑處于0.113到14.5μm范圍，其中占總體積40.64％的顆粒處于納米范圍內(nèi)，平均粒徑和比表面積分別為1.75μn和7.75 m2/g。SEM結(jié)果顯示魚骨顆粒在球磨后變小和均勻。灰分(63.71％)和蛋白質(zhì)(20.52％)是納米魚骨粉的主要成分，總鈣含量為236.90 mg/g。隨著粒徑的減小，鈣離子在溶液中的釋放度

4、增加，魚骨顆粒表面的鈣含量降低(p＜0.05)，化學(xué)組成和化學(xué)結(jié)構(gòu)不變。
　　2.采用高能濕法球磨的方法制備納米魚骨，并對納米魚骨的粒度分布、微觀形貌、元素組成、ZETA電位、鈣離子濃度和化學(xué)鍵進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，納米魚骨的粒徑顯著受到磨球粒徑、轉(zhuǎn)速和填充率的影響。納米魚骨的濕法球磨加工的適宜條件為:磨球粒徑0.5 mm、轉(zhuǎn)速3000 r/min、填充率85％。在適宜的加工條件下，魚骨粉顆粒在2h內(nèi)全部降低到納米尺度范圍內(nèi)，球磨

5、6h后得到的納米魚骨顆粒的平均粒徑為115.3 nm。TEM結(jié)果顯示納米魚骨顆粒外形主要呈規(guī)則的多面體。FT-IR圖譜表明濕法球磨對魚骨顆粒化學(xué)結(jié)構(gòu)變化的影響不顯著。納米魚骨顆粒帶負(fù)電荷，其ZETA電位的絕對值隨著納米魚骨顆粒粒徑的降低而增加(p＜0.05)。納米魚骨顆粒中的鈣元素比例在球磨后顯著降低(p＜0.05)，而納米魚骨懸液中鈣離子的濃度隨著球磨時間的增加而增加(p＜0.05)，說明魚骨顆粒中的鈣在球磨過程中穩(wěn)定地釋放到懸液中。

6、
　　3.研究納米魚骨濃度（平均粒徑280nm，0、0.1、0.25、0.5、1和2％）對阿拉斯加狹鱈膠凝特性的影響。結(jié)果表明，魚糜凝膠的破斷力和破斷距離隨著納米魚骨的濃度從0％增加到1％而顯著增加(p＜0.05)。在動態(tài)流變圖譜中，與LMM聚集相關(guān)的峰值溫度和G'隨著納米魚骨的濃度增加而增加。另外，添加1％納米魚骨的G嘬高。TGase的活力隨著納米魚骨中鈣的含量增加而增加。MHC2和MHCXL的強(qiáng)度隨著納米魚骨含量的增加而增加，

7、說明在TGase和納米魚骨釋放的鈣離子共同作用下形成更多ε-（γ-谷氨酸）賴氨酸交聯(lián)。
　　4.研究納米魚骨（0、1、3、5和10 mg鈣/g魚糜）和加熱速率(0.5、1、5、20和80℃/min)對太平洋鱈魚糜質(zhì)構(gòu)和流變特性的影響。結(jié)果表明，添加納米魚骨鈣和降低加熱速率顯著(p＜0.05)增加魚糜的凝膠強(qiáng)度。納米魚骨鈣顯著(p＜0.05)增強(qiáng)TGase的活力，最適的TGase的催化溫度是30℃。G'隨著納米魚骨的含量增加而逐漸增

8、加。在慢速加熱條件下(1℃/min)，流變圖中在35℃和70℃左右顯示兩個峰。而采用快速加熱(20℃/min)的流變圖沒有出現(xiàn)峰。魚糜凝膠的蛋白質(zhì)模式受到納米魚骨和加熱速率的影響，在慢速加熱條件下MHC的強(qiáng)度隨著納米魚骨含量的增加而降低，表明在納米魚骨鈣和內(nèi)源性TGase的作用下行成了ε-（γ-谷氨酸）賴氨酸異肽交聯(lián)。
　　5.研究了魚骨粒度（22、0.48、0.30、0.18和0.12μm）對白鰱魚糜膠凝特性的影響。結(jié)果表明，采

9、用兩段式加熱(40℃1h/90℃30 min)魚糜凝膠的破斷力和破斷距離隨著隨著魚骨粒度的降低而顯著增加(p＜0.05)。而采用一段式加熱的魚糜凝膠的破斷力和破斷距離不受魚骨粒度的影響(p＞0.05)。掃描電鏡結(jié)果表明，不添加魚骨和添加納米魚骨的魚糜凝膠形成連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，而添加微米魚骨的魚糜凝膠的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)斷裂。隨著魚骨粒度降低，魚糜中鈣離子含量增加，內(nèi)源性TGase的活力增加，催化形成了更多MHCXL。
　　6.比較研究了添加C

10、aCl2、納米魚骨(NFB)、納米羥基磷灰石(HAP)和膠原蛋白(CLG)對白鰱肌動球蛋白（AM）凝膠強(qiáng)度、化學(xué)鍵、微觀結(jié)構(gòu)和蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的影響，以探究納米魚骨對魚肉蛋白凝膠的影響機(jī)制。對照組、CaCl2組、NFB組、HAP組和HAP&CLG組混合液中鈣離子的濃度分別是0.01，15.00、15.34、6.60和6.40 mmol/L。HAP和NFB的粒徑分布相同。結(jié)果表明:NFB組的AM凝膠的破斷力與CaCl2組的蛋白凝膠的破斷力無