热处理对食品品质的作用探究

本文作者：刘洋涛、陆利霞、林丽军、熊晓辉 单位：南京工业大学食品与轻工学院

肌原纤维粗丝中的肌球蛋白是最主要的肌原纤维蛋白。肌球蛋白由轻链与重链2个部分组成［6］。肌球蛋白轻链与重链具有不同的热稳定性，且不同种类之间差距较大，如白色石首鱼酶解肌球蛋白轻链在80℃形成二聚体，而白眼雪鱼的酶解肌球蛋白轻链则基本不形成二聚体［7］。ReedZ．H．等研究发现，鲑鱼肌球蛋白的表面疏水性在18．5～75．0℃范围内随温度的升高而升高，之后维持稳定［8］。罗非鱼肌球蛋白轻链与重链的表面疏水性在30～40℃范围内都呈上升趋势，其中重链到达70℃之后近似稳定，而轻链虽呈上升趋势，但变化不大［9］。箭齿鲽肌球蛋白的表面疏水性在20～65℃范围内持续增加［10］。蛋白质分子的表面疏水性可能与形成蛋白质分子的氨基酸残基的疏水性有关。肌球蛋白的表面疏水性发生变化说明分子内或分子间的疏水作用力发生了改变，达到一定程度后必然导致蛋白完全变性。VisessanguanW．等观察到肌球蛋白的α-螺旋在15℃条件下开始展开，并一直持续到65℃［10］。这与肌球蛋白表面疏水性的变化有相同变化趋势，可能是蛋白质结构的展开使得更多的氨基酸疏水性残基暴露的原因。鲑鱼肌球蛋白总巯基含量在18．5～50．0℃范围内保持稳定，超过50．0℃后开始下降。表面活性巯基含量则随着温度从18．5～50．0℃升高而逐渐增加，超过50．0℃后则表面活性巯基及总巯基含量均减少［8］。但箭齿鲽肌球蛋白表面活性巯基含量在20～30℃内显著减少，在30℃之后稳定［10］。肌球蛋白表面活性巯基含量在低温加热的条件下因蛋白质结构的展开可能会有所增加，在一定温度范围内可能因为表面活性巯基结合形成二硫键，从而造成其含量下降。

肌球蛋白与肌动蛋白在三磷酸腺苷ATP供能或死后僵直的情况下可结合形成肌动球蛋白。肌动球蛋白的热稳定性与肌球蛋白的热稳定有密切的联系，且在一定程度上又有所差异。肌动球蛋白的表面疏水性随加热温度的增加与肌球蛋白相类似，并可能都是由于蛋白质二级结构，如无规卷曲的展开造成的［11］，且其展开速率会因温度的升高而加快［12］。蛋白质结构的展开与凝聚可能导致其特性的改变。如马鲛鱼肌动球蛋白在加热过程中黏度与Ca2+ATP酶活性均显著降低［13］，罗非鱼的肌动球蛋白在42和45℃热处理条件下产生聚集物［14］，八线马鲅肌动球蛋白则在40℃以上条件下形成不溶性聚集物［15］。罗非鱼的肌动球蛋白在产生聚集物时表面活性巯基含量出现最大值，并在95℃加热条件下减少至50%。与此同时，总巯基含量随温度的升高而减少［14］。八线马鲅的表面活性巯基含量在50℃以下随温度的升高而升高，之后开始下降，在高于50℃条件下有二硫键形成［15］。在45℃以上的热处理中，肌动球蛋白多以非共价键形成聚集物，超过75℃则多以二硫键形式形成聚集物［14］。

肌浆蛋白的组成较为复杂，其中主要包括具有生化特性的各种酶类和赋予肌肉颜色特性的色素蛋白［16］等。在高温条件处理下酶会因变性失活，但在低温加热条件下，部分酶类将保留一定的催化活性，如55℃热处理后鱼肉中仍可检测出蛋白酶活性［17］;且经55℃加热10min，鱼肉中磷酸酶的活性仅降低为原来的10%［18］。低温加热处理过程中的酶催化反应必然会引起鱼肉组成和品质的变化。肌红蛋白是主要的色素蛋白。不同结构的肌球蛋白具有不同的热稳定性，ThiansilakulY等通过动电势分析测得东方小头鲔肌红蛋白的等电点为5．25，氧合肌红蛋白与高铁肌红蛋白的变性温度分别为61与60℃，即60℃以上的热处理会使肌红蛋白发生变性［19］。在达到肌红蛋白变性温度前，伴随温度的升高和加热时间的延长，氧合肌红蛋白变得更易氧化和构象变化，而高铁肌红蛋白却出现变稳定的趋势。此外，有研究表明肌红蛋白会引起肉制品中脂质氧化［20］，罗非鱼肌红蛋白具有促氧化能力，在45℃以下的热处理对其促氧化能力不受影响，但更高的温度则会导致其促氧化能力的降低。高铁肌红蛋白的促氧化能力在68和90℃条件下相差不大，而氧合肌红蛋白的促氧化能力受温度的影响则较大［21］。因此，低温加热不能有效防止因肌红蛋白引起的脂质氧化，反而可能因温度的提高加速脂质氧化。

肌基质蛋白是主要的结缔组织蛋白，其中最为重要的便是胶原蛋白。胶原蛋白的含量与鱼肉的质地有一定联系，低胶原蛋白的鱼肉较为柔嫩［22］。胶原蛋白会在加热过程中溶解或解链，对鱼肉质地产生影响［23］。

热处理必然导致鱼肉脂质的氧化，其中不同的热加工形式对鱼肉脂质具有不同的影响，如在油煎过程因C16∶0、C14∶0和C22∶0的损失造成饱和脂肪酸含量损失70%，罐装过程3种脂肪酸损失40%。在微波加热过程中因C24∶1含量的增加，使得单不饱和脂肪酸含量增加38%［24］。但微波加热过程中游离脂肪酸含量会显著减少，共轭二烯烃的含量增加，过氧化值减少［25］。ω-3不饱和脂肪酸在热加工过程中损失较大［24］。鱼肉脂质的过氧化值在烟熏过程中减少，在油煎、烘焙、烧烤加工中则会增加。在多种热加工中都会导致TBA(硫代巴比妥酸)值增加［26］。

鱼肉综合品质受热的变化主要表现在质构特性、颜色等方面。适当的热处理对鱼肉质构特性和色泽具有提高作用。如30℃处理的鲤鱼具有最好的食用品质［27］，热处理的新鲜草鱼在硬度、脆性、弹性和咀嚼性方面都好于生鲜草鱼［28］;在60～100℃热水处理中，熟肉的硬度、凝聚性、弹性和咀嚼性较生肉提高，升高温度有利于上述质构指标的提高［29］。但品质特性会因鱼肉种类的不同而产生不同的变化，如对虹鳟在30～70℃范围内进行热处理，发现伴随温度的升高其亮度显著增高，硬度增加［30］。但是通过对鲍鱼沸水蒸煮3h后观察，发现无论是垂直切片还是交叉切片获得的肌纤维与生肉肌纤维相比体积都相对较大，而弹性和抗拉强度则相对减小［31］。加热会使鱼肉中部分蛋白分解［32］，结缔组织被破坏，从而提高咀嚼特性，在此过程中胶原蛋白的分解与凝胶作用可能会使鱼肉发亮［33］，提高色泽。KongF．B．等使用121．1℃油浴对鲑鱼加热发现其嫩度变化分为快速韧化、快速嫩化、慢韧化、慢嫩化4个阶段，在此过程中当85%以上胶原蛋白溶解时剪切力同时达到最低值，并发现蒸煮损失和皱缩面积与剪切力改变有显著关联［34］。热处理使鱼肉蛋白疏水区域暴露，蛋白分子变性或形成聚集物。在此过程中，随表面疏水作用的提高则会使蛋白分子持水能力下降，水分与蛋白分子的结合被破坏，使水分更易流失，且能导致组织蛋白相互收缩，游离脂肪酸则会发生聚集或体现一定的乳化作用。但过度加热会使鱼肉品质下降［35］，蛋白的过度变性，风味物质大量损失，感官特性降低，令人难以接受。

目前有关热加工对鱼肉影响的研究总体而言较少。一方面只片面研究鱼肉组成中某一种特定组分随温度变化的情况，而忽视了各种成分之间的相互影响;另一方面，如何同时保证水产品感官品质和营养品质尚未进行研究。结合目前水产加工的现状而言，水产品的热处理与冷处理研究应耦合起来，并不仅单纯地研究冷或热处理后的影响，而应复合考虑连续的冷热处理对鱼肉的影响，从而提高鱼肉的食用品质。