淀粉-脂肪酸复合物的相变机理及对鱼糜凝胶强度的增效机制

Starch can improve gel strength and texture properties in surimi products. Polyunsaturated fatty acids (PUFA) have important physiological functions in human health, but they are prone to be oxidized. Therefore, gel strength of surimi can be improved, the oxidation stability of PUFA can be effectively increased and nutritive value of surimi products can be fortified when starch-fatty acid complexes are added into the surimi gel. However, the phase transformation process of starch-fatty acid complexes and synergistic mechanism of heat induced gel strength is still not reported. In this project, starch-fatty acid complexes will be prepared using corn starch with different amylose content and polyunsaturated fatty acid. The thermodynamic properties, crystal morphology, rheological properties and microstructure of complexes will be investigated to confirm the phase transition mechanism of starch-fatty acid complexes during heat induced gel. The conformational changes and chemical force of surimi gel protein will be analyzed using chemical method and spectroscopy. The gel strength and water holding capacity of surimi gel fortified with starch-fatty acid complexes will be measured. Consequently, the synergistic mechanism of starch-fatty acid complexes on surimi gel strength will be clarified from the micro and macro aspects. This project will provide an important theoretic and practical significance for processing new surimi products.

在鱼糜制品生产中，淀粉可显著改善鱼糜凝胶强度和质构特性。同时，多不饱和脂肪酸在生物机体内具有重要生理功能，但其极易氧化。因此，将淀粉-脂肪酸复合物添加到鱼糜中，既可改善鱼糜凝胶特性，又可有效提高多不饱和脂肪酸的氧化稳定性，强化鱼糜制品的营养价值。然而，淀粉-脂肪酸复合物的相变过程及对鱼糜热诱导凝胶强度的增效机制尚未见报道。本项目拟利用不同直链含量的玉米淀粉和不饱和脂肪酸制备淀粉-脂肪酸复合物，从复合物的热力学性质、晶型变化、流变学特性及微观结构等角度解析淀粉-脂肪酸复合物在热诱导凝胶过程中的相变机理；利用化学法和光谱技术研究淀粉-脂肪酸复合物对鱼糜蛋白质构象变化及化学作用力的影响规律；并结合复合物对鱼糜制品凝胶强度、持水性等品质的改善程度，最终从微观和宏观两方面阐明淀粉-脂肪酸复合物对热诱导鱼糜凝胶强度的增效机制。本研究可为鱼糜及其制品加工提供新的思路和理论基础，具有重要的理论和应用价值。

在鱼糜制品生产中，淀粉可显著改善鱼糜凝胶强度和质构特性。同时，多不饱和脂肪酸在生物机体内具有重要生理功能，但其极易氧化。因此，将淀粉-脂肪酸复合物添加到鱼糜中，既可改善鱼糜凝胶特性，又可有效提高多不饱和脂肪酸的氧化稳定性，强化鱼糜制品的营养价值。然而，淀粉-脂肪酸复合物的相变过程及对鱼糜热诱导凝胶强度的增效机制尚未见报道。本项目利用不同直链含量的玉米淀粉（高直链玉米淀粉和蜡质玉米淀粉）和不同饱和度的脂肪酸（硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸）制备淀粉-脂肪酸复合物，发现淀粉与脂肪酸形成复合物后热稳定性降低；晶体由B型结构转变成V型结构，且脂肪酸中的双键对复合物的形成有阻碍作用；淀粉-脂肪酸复合物有两种存在形式，分别为颗粒表面凸起的球晶和嵌在颗粒表面的层状或絮状结构，且第二种存在形式随脂肪酸中双键个数的增加变得稀松；淀粉与脂肪酸形成复合物后平均粒径减小，分散液稳定性提高。研究了淀粉-脂肪酸复合物对鱼糜凝胶强度、白度、蛋白质构象和微观结构等的影响，发现淀粉或淀粉-脂肪酸复合物的添加可提高鱼糜凝胶强度、白度和不易流动水的比例，促使鱼糜蛋白从α-螺旋向β-折叠，β-转角和无规卷曲结构的转变，使凝胶网络结构更致密均匀，空洞更小；含淀粉-脂肪酸复合物的鱼糜凝胶中脂肪酸含量显著提高。将高温（121℃）处理的鱼糜凝胶在30℃下贮藏八周，发现随着贮藏时间的增加，鱼糜凝胶中的水分逐渐由结合水转变为自由水，鱼糜蛋白的α-螺旋结构逐渐转变为其他三种二级结构；添加淀粉-脂肪酸复合物组的鱼糜凝胶在整个贮藏期间可保持较高的凝胶强度和白度，较低的硫代巴比妥酸值和菌落总数。综上，淀粉与脂肪酸形成复合物后颗粒粒径变小，糊化温度提高，更有助于对鱼糜凝胶强度的改善，同时，淀粉-脂肪酸复合物和鱼糜蛋白可能形成三元复合结构，使淀粉-脂肪酸复合物更稳定地存在于鱼糜凝胶中。