鱼肉蛋白/多糖复合凝胶过程及高温热稳定性机理与调控

Maintaining the stable texture and properties of surimi gel is the key issue of developing surimi product circulated at room temperature. Two complex protein/polysaccharide gel stable at high temperature had been found in preliminary work of the project, however the mechanism of gel process and stability is not clear. The research is still scarce on this aspect. In this context, the project is focus on fish protein/ curdlan (KGM). The theory and means of polymer materials science is learned in the research . Mechanism of microstructure and sensory characteristics of gel is disclosed adopting phase behavior analysis, microstructure development tracking and dynamic rheological texting. In addition, the mechanism of stability of complex gel is clarified in terms of the water change, the macromolecular aggregation change and the coherence structure change in the gel. At last, the microstructure and properties of complex gel is improved by means of crosslink.

解决鱼糜制品在高温(100℃-121℃)杀菌过程中凝胶结构和物性稳定问题，是开发常温流通鱼糜制品的关键。课题前期发现了两种鱼肉蛋白/多糖复合凝胶具有良好的高温热稳定性，但鱼肉蛋白/多糖复合凝胶过程及其高温热稳定性机理尚不明确，现有的国内外相关研究尚属空白。本课题以鱼肉蛋白/可得然胶（魔芋胶）为对象，借鉴高分子材料学理论和研究手段，采用相行为分析、微结构演化跟踪、动态流变性测试等方法，系统研究鱼肉蛋白/多糖复合体系凝胶过程规律，阐明混合凝胶体结构和物性特征形成的过程机理；进一步，利用凝胶结构分析、分子间作用力测定以及水分状态分析等方法研究高温热处理对混合凝胶的影响，从凝胶构造、大分子聚集、凝胶中水分迁移等角度阐明复合凝胶高温热稳定性机理。最后，通过交联固化凝胶的方法对复合凝胶的结构与物性进行调控。

鱼糜制品经高温杀菌成为常温流通产品将极大改善鱼糜产品食用方便性，其关键是解决鱼糜制品在高温加热过程中凝胶物性和结构稳定问题。前期研究表明，鱼糜凝胶品质在高温杀菌过程中受到破坏，必须构建能够在高温处理过程中保持良好质构的复合凝胶体。针对这一课题，本研究提出了利用蛋白/多糖共混来改善复合凝胶的高温热稳定性，对共混体系的相分离、凝胶化等过程机理开展了以下研究。.研究了溶液体系中鱼肉蛋白和魔芋胶、可得然胶和卡拉胶等多糖相互作用，定量分析了环境因素对共混体系相行为的影响，观察体系不同相行为阶段的微观结构演变过程，以及不同混合比例和加热温度下对体系相分离和凝胶化的影响。研究了鱼肉蛋白与可得然胶、卡拉胶、糯米粉和玉米淀粉等多糖共混体系热诱导凝胶固化过程，表征不同复合体系凝胶强度，保水特性和白度等宏观物性。以复合体系时间扫描、频率扫描、应变扫描及稳态剪切揭示凝胶动力学。利用显微镜技术观察凝胶结构，进一步揭示凝胶过程—微观结构—宏观物性之间的关联关系。筛选出多种改性淀粉、可得然胶、可得然胶-魔芋胶复配胶体、脱乙酰魔芋胶/鱼糜复合凝胶体系高温热处理后测定物性变化规律，检测复合凝胶对温度和压力稳定性，通过蛋白高温热处理后结构及蛋白热稳定性的变化，分子间相互作用力和显微镜观察等多尺寸多维度揭示了复合凝胶高温热稳定机理。将天然交联剂京尼平、诃子和五倍子提取物与蛋白共混，考察凝胶体微结构和物性学变化，揭示交联条件对复合凝胶高温热处理稳定性和机理。.本项目率先系统研究鱼肉蛋白/多糖混合凝胶动态过程及变化规律，揭示共混凝胶过程—微观结构—宏观物性之间的关联关系，解释魔芋胶、可得然胶等多糖与鱼糜共混凝胶高温热稳定性机理，并利用交联剂提高蛋白/多糖共混凝胶的感官性质和热稳定性。本课题不但对于拓展鱼糜凝胶领域的理论内涵，丰富水产食品化学理论具有重要的理论价值，同时对解决高温杀菌鱼糜制品的质构改善问题具有重要的实用价值。