一种高效钙负载鱼糜制品及其制备方法

1.本发明属于食品加工技术领域，具体涉及一种高效钙负载鱼糜制品的制备方法，可增强鱼糜制品的营养特性和凝胶特性。


背景技术：

2.鱼糜制品由于富含蛋白质、低脂肪以及独特的粘弹特性深受广大消费者喜爱。随着人们健康意识的增强，单一以补充能量或强烈的风味特点(重盐重辣)使得现有鱼糜种类难以满足消费者需求。因此进一步丰富鱼糜制品营养功能价值尤为重要。钙的膳食摄入对于维持机体的多项生理功能、代谢活动以及骨骼健康具有重要作用。鱼糜加工过程中所产生的鱼骨是钙的优质来源之一。然而，鱼骨主要用于加工鱼骨粉，加工利用度低，附加值较小，此外若处理不当可能造成环境污染问题。研究表明鱼骨经过微粒化处理后更利于人体消化吸收，故能作为人体营养所需的矿质元素补充剂。目前，有研究者通过在鱼糜制品加工过程中添加钙，以增强鱼糜的营养价值。如杨俊斌公开了一种高钙鱼糜香辣酱及其制备方法，将鱼骨泥加入鱼肉中，并经多种调味料腌制，经高温处理后制备了一种鱼糜香辣酱成品(cn201010281318.3)。熊善柏公开了一种纳米鱼骨制品及制备方法与应用，将清洗干净的鱼骨经高压蒸煮锅蒸煮软化后，通过湿法高能球磨机粉碎后添加至鱼糜中，得到一种无沙砾感和质构特性改善的鱼糜凝胶制品(cn201310684480.3)。何秋生等公开了一种高钙鱼丸及制备方法，将鱼头或鱼骨骨泥化处理后连同将鱼肉进行斩拌，加热定型后制备成鱼丸(cn201210006473.3)。
3.由上可知，将富含钙的鱼加工副产物鱼骨进行微粒化处理后加入到鱼肉中以提高鱼糜制品的钙摄入量已成为工业界和科研院所的共识。有研究表明，一定浓度钙离子的添加能够通过激活内源性转谷氨酰胺酶起到增强鱼糜凝胶强度的效果，但会减弱鱼糜制品的弹性。进一步增加钙离子浓度会由于空间位阻作用降低鱼糜凝胶品质(于楠楠，盐和多糖对鱼糜凝胶形成的影响与机制，江南大学，2017)。此外，不同鱼种类的内源性转谷氨酰胺酶含量及酶活也有显著差异，对钙添加量的依赖程度也有所不同。一般而言，深海鱼类的内源性转谷氨酰胺酶含量高于近海鱼和淡水鱼(nielsenpm.reaction and potential industrial applications of transglutaminase.food biotech,1995,9(2):119～156)。由上可知，通过添加微粒化鱼骨以增强鱼糜制品营养特性和凝胶强度的效果受钙添加量以及鱼糜种类的限制。将化学反应活性较弱的鱼骨钙微粒直接加入至部分鱼糜(内源性蛋白酶活性低)制品中，易导致体系微观结构不均一，从而使鱼糜凝胶特性降低。鱼糜凝胶的微观结构与凝胶的诸多特性如粘弹性、热稳定性密切相关，后者直接影响鱼糜制品的加工品质与市场价值。此外，即使将鱼骨钙粉碎至纳米级别，钙较弱的化学反应活性也不足以在高温处理等较为苛刻加工条件下与肌原纤维蛋白紧密结合，最终会导致钙的流失，无法实现通过摄入鱼糜制品实现钙膳食补充的目的。因此如何增强鱼骨钙的化学反应活性，从而更有效的与鱼糜肌原纤维蛋白体系结合，制备一种兼具钙补充与理想凝胶特性的鱼糜凝胶制品，是制备营养增强型鱼糜制品的关键。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服当前鱼骨钙的化学反应活性较弱，无法与鱼糜肌原纤维蛋白通过化学相互作用形成稳定凝胶体系，导致钙补充损失，提供了一种基于多酚改性的高效钙负载鱼糜制品及其制备方法。
5.为实现上述技术目的，本发明的技术方案为：一种高效钙负载鱼糜制品，按照质量分数计由以下材料组成：100份鱼糜、2～10份鱼骨和0.5～1份植物多酚。
6.进一步地，鱼骨优选为5～10份，植物多酚优选为0.6～0.8份。
7.进一步地，鱼骨优选为10份，植物多酚优选为0.65份。
8.进一步地，所述鱼糜和鱼骨的来源为淡水鱼种；所述植物多酚为儿茶素、没食子酸、原花青素、花青素中的一种或多种按任意比例混合。
9.进一步地，所述淡水鱼种为青鱼、草鱼、鲤鱼、鲫鱼、鲢鱼、鳙鱼、鲂鱼或罗非鱼。
10.本发明提出了一种高效钙负载鱼糜制品的制备方法，包括以下步骤：
11.(1)鱼骨经脱脂、清洗、粉碎后得到粒径为200nm以下的纳米鱼骨钙颗粒；
12.(2)将纳米鱼骨钙颗粒在植物多酚溶液中浸泡，经离心、干燥后得到多酚改性修饰的，具有反应活性的ca@polyphenol纳米颗粒；
13.(3)将ca@polyphenol纳米颗粒与鱼糜斩拌混匀后，利用两段加热法进一步凝胶化得到钙增强型鱼糜凝胶制品。
14.步骤(1)所述的脱脂具体为：脱脂剂为异丙醇、氢氧化钠、碳酸钠中的一种或多种按任意比例混合；所述脱脂剂溶液的体积分数为1％～3％；所述鱼骨与脱脂剂的体积比为1:20～50；脱脂温度控制在20℃～35℃；脱脂时间为4～12h。
15.进一步地，步骤(1)所述的粉碎具体为：首先将鱼骨干燥后的鱼骨经高能湿法球磨粉碎6～12h，在121℃下高温蒸煮4h。
16.进一步地，所述步骤(2)中的浸泡处理具体为：采用真空辅助浸泡，真空度为0.03～0.08mpa，反应时间为1h～5h。
17.进一步地，所述两段加热法具体为：在40℃下加热2h，然后在90℃下加热0.5h，得到鱼糜凝胶制品。
18.本发明方法与现有技术相比，具有如下有益效果：
19.(1)通过化学反应基团丰富的多酚改性处理鱼骨钙，制备ca@polyphenol纳米颗粒，基于多酚酚羟基与肌原纤维蛋白氨基间的氢键桥接作用，将鱼骨钙包裹于鱼糜凝胶体系中，从而增强钙的有效摄入，减少高温加工过程中的钙损失。
20.(2)本发明多酚除可作为中间媒介起到纳米钙的束缚作用外，另外多酚丰富的生物学活性和抗氧化活性，还可作为品质改良剂进一步增强鱼糜制品的加工贮藏品质。
附图说明
21.图1为实施例1制备得到的一种ca@polyphenol纳米颗粒；
22.图2为实施例2制备得到的一种ca@polyphenol纳米颗粒增强鱼糜凝胶强度的效果；
23.图3为实施例3制备得到的一种ca@polyphenol纳米颗粒在鱼糜制品中的钙含量；
24.图4为实施例4制备得到的一种ca@polyphenol纳米颗粒增强鱼糜凝胶持水性。
具体实施方式
25.下面通过实施例和附图对本发明进行具体描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员根据上述本发明的内容作出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明保护的范畴。
26.实施例1
27.首先取100份鱼糜、10份鱼骨和1份植物多酚。
28.将草鱼骨在1％(v/v)的异丙醇溶液中脱脂6h，脱脂温度为20℃，鱼骨重量与异丙醇(脱脂剂)体积的比值为1:20。脱脂后的草鱼骨经自来水清洗、通过高能湿法球磨进行粉碎处理。高温蒸煮条件为121℃下蒸煮4h，高能湿法球磨时间为8h，得到平均粒径为10～200nm的纳米鱼骨钙颗粒。
29.接着，将粉碎后得到的纳米鱼骨钙颗粒在0.5％(w/v)的没食子酸溶液中真空辅助浸泡3h，真空度为0.03mpa。通过冷冻离心机3000rpm，4℃离心5min取沉淀。进一步干燥后得到多酚改性修饰的ca@polyphenol纳米颗粒，如图1所示。
30.最后，将ca@polyphenol纳米颗粒加入鲢鱼鱼糜中，加入量为鱼糜干基质量的0.5％，随后用斩拌机在3600r/min转速下斩拌3min，控制斩拌机的真空度为0.6bar，温度《5℃，以上制备得到的鱼糜混合物用真空包装机脱除气泡后，用灌肠机灌入肠衣，在40℃加热2h，90℃加热0.5h得到鱼糜凝胶。加热后的鱼肠置于冰水中15min冷却，然后在4℃冰箱储藏。
31.实施例2
32.首先取100份鱼糜、5份鱼骨和0.6份植物多酚。
33.将鲢鱼骨在1.5％(v/v)的氢氧化钠溶液中脱脂5h，脱脂温度为20℃，鱼骨重量与氢氧化钠(脱脂剂)体积的比值为1:30。脱脂后的鲢鱼骨经自来水清洗、通过高能湿法球磨进行粉碎处理。高温蒸煮条件为121℃下蒸煮4h，高能湿法球磨时间为10h，得到平均粒径为10～200nm的纳米鱼骨颗粒。
34.接着，将粉碎后得到的纳米鱼骨钙颗粒在1％(w/v)的儿茶素溶液中真空辅助浸泡3h，真空度为0.06mpa。通过冷冻离心机3000rpm，4℃离心5min取沉淀。进一步干燥后得到多酚改性修饰的ca@polyphenol纳米颗粒。
35.最后，将ca@polyphenol纳米颗粒加入鲢鱼鱼糜中，加入量为鱼糜干基质量的1％，随后用斩拌机在3600r/min转速下斩拌3min，控制斩拌机的真空度为0.6bar，温度《5℃，以上制备的鱼糜混合物用真空包装机脱除气泡后，用灌肠机灌入肠衣，在40℃加热2h，90℃加热0.5h得到鱼糜凝胶。加热后的鱼肠置于冰水中15min冷却，然后在4℃冰箱储藏。
36.图2为本实施例制得的ca@polyphenol纳米颗粒增强鱼糜的凝胶强度的效果对比图，由图可知，本实施例添加ca@polyphenol纳米颗粒鱼糜制品的凝胶强度远大于添加钙颗粒和多酚的鱼糜制品的凝胶强度。
37.实施例3
38.首先取100份鱼糜、10份鱼骨和0.65份植物多酚。
39.将罗非鱼鱼骨在3％(w/v)的碳酸钠溶液中脱脂8h，脱脂温度为20℃，鱼骨重量与碳酸钠(脱脂剂)体积的比值为1:40。脱脂后的鲢鱼骨经自来水清洗、通过高能湿法球磨进行粉碎处理。高温蒸煮条件为121℃下蒸煮4h，高能湿法球磨时间为8h，得到平均粒径为10
～200nm的纳米鱼骨颗粒。
40.接着，将粉碎后得到的纳米鱼骨钙颗粒在0.8％(w/v)的原花青素溶液中真空辅助浸泡4h，真空度为0.04mpa。通过冷冻离心机3000rpm，4℃离心5min取沉淀。进一步干燥后得到多酚改性修饰的ca@polyphenol纳米颗粒。
41.最后，将ca@polyphenol纳米颗粒加入鲢鱼鱼糜中，加入量为鱼糜干基质量的2％，随后用斩拌机在3600r/min转速下斩拌3min，控制斩拌机的真空度为0.6bar，温度《5℃，以上制备的鱼糜混合物用真空包装机脱除气泡后，用灌肠机灌入肠衣，在40℃加热2h，90℃加热0.5h得到鱼糜凝胶。加热后的鱼肠置于冰水中15min冷却，然后在4℃冰箱储藏。
42.图3为本发明实施例制得的ca@polyphenol纳米颗粒在鱼糜制品中的钙含量，由图可知，本发明制得的多酚修饰钙组的钙负载率远高于未修饰钙组。
43.实施例4
44.首先取100份鱼糜、8份鱼骨和0.8份植物多酚。
45.将黑鱼鱼骨在1.5％(v/v)的异丙醇溶液中脱脂6h，脱脂温度为20℃，鱼骨重量与异丙醇(脱脂剂)体积的比值为1:20。脱脂后的鱼骨经自来水清洗、通过高能湿法球磨进行粉碎处理。高温蒸煮条件为121℃下蒸煮2h，高能湿法球磨时间为6h，得到平均粒径为100～150nm的纳米鱼骨钙颗粒。
46.接着，将粉碎后得到的纳米鱼骨钙颗粒在0.7％(w/v)的茶多酚溶液中真空辅助浸泡2h，真空度为0.03mpa。通过冷冻离心机3000rpm，4℃离心5min取沉淀。进一步干燥后得到多酚改性修饰的ca@polyphenol纳米颗粒。
47.最后，将ca@polyphenol纳米颗粒加入鲢鱼鱼糜中，加入量为鱼糜干基质量的0.75％，随后用斩拌机在3600r/min转速下斩拌3min，控制斩拌机的真空度为0.6bar，温度《5℃，以上制备得到的鱼糜混合物用真空包装机脱除气泡后，用灌肠机灌入肠衣，在40℃加热2h，90℃加热0.5h得到鱼糜凝胶。加热后的鱼肠置于冰水中15min冷却，然后在4℃冰箱储藏。
48.图4为本实施例制得的ca@polyphenol纳米颗粒降低鱼糜失水率的效果对比图，由图可知，本实施例添加ca@polyphenol纳米颗粒鱼糜制品的失水率显著低于对照组。
49.综上所述，本发明方法通过化学反应基团丰富的多酚改性处理鱼骨钙，制备ca@polyphenol纳米颗粒，基于多酚酚羟基与肌原纤维蛋白氨基间的氢键桥接作用，将鱼骨钙包裹于鱼糜凝胶体系中，从而增强钙的有效摄入，减少高温加工过程中的钙损失。本发明组分中的植物多酚除可作为中间媒介起到纳米钙的束缚作用外，另外多酚丰富的生物学活性和抗氧化活性，还可作为品质改良剂进一步增强鱼糜制品的加工贮藏品质。