本发明涉及一种改性蛋白在提高鱼糜及其制品粘弹性中的应用，属于食品加工技术领域。
背景技术：
鱼糜制品是将冷冻鱼糜解冻后，经擂溃、调味、成型、加热和冷却处理而制成的一类产品,是全球生产、消费量最大的水产食品之一，是海洋食品加工中的一种重要功能性原料,其主要成分为盐溶性肌原纤维蛋白。目前主要的鱼糜产品主要包括鱼糕、鱼丸、鱼排等，其特点是蛋白质含量高、脂肪含量低、口感鲜嫩、食用方便。近年来随着人们对鱼糜及其制品的需求量越来越大，探索一种经济安全高效的外源添加物来增加鱼糜粘弹性，对日后生产更高品质鱼糜及其制品，拓宽鱼糜市场具有重要意义。
蛋白质通常具有凝胶性、持水性、起泡性和乳化性等多种功能特性，在食品加工中起着非常重要的作用，常被用作火腿、腊肠等肉制品的增稠剂及面类制品的增强剂，特别是在鱼糜制品中也有广泛应用。在通常情况下，蛋白质都是直接添加到鱼糜及其制品当中用以提高鱼糜及其制品的粘弹性以及凝胶特性的，但由于其属于高分子化合物，同时具备亲水亲油特性，所以具有独特的表面活性，因此虽然蛋白质可以在一定程度上改善鱼糜品质，但其效果有限。目前国内外常通过物理法、化学法和生物酶法等方式对蛋白质进行改性，提高蛋白质的功能特性，拓宽其在食品工业中的应用。
多酚是一类广泛存在于植物体内的、结构中含有许多活性基团的多元酚类化合物，同时具有很强的抗氧化、抑菌、抑制肿瘤细胞增殖等生物活性。多酚能以氢键、疏水作用力、共价键等与蛋白质结合对蛋白质进行改性，形成醌类等一些强有力的络合物，最终影响蛋白功能性质。
半胱氨酸是一种天然的具有生理功能的氨基酸，作为食品添加剂应用于食品加工中，同时在医药领域也有广泛应用。
目前关于蛋白质的改性多见报道，已有研究报道l-半胱氨酸与醌类物质可以相互作用。同时过氧化氢作为强氧化剂可以致蛋白质的主链和氨基酸残基的侧链发生变化，使蛋白质内部基团暴露出来。因此利用蛋白质与多酚在过氧化氢催化条件下反应生成相应的醌类化合物，可以显著缩短反应时间。利用多酚与蛋白质在过氧化氢催化条件下反应，进而再与l-半胱氨酸发生协同效应，进而将改性后的蛋白添加到鱼糜及其制品中来进一步提高鱼糜及其制品的粘弹，对于日后生产更高品质的鱼糜制品，满足更多人的口味需求具有重要意义。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种改性蛋白在提高鱼糜及其制品粘弹性中的应用，将改性蛋白作为外源添加物添加到鱼糜及其制品中，最终达到提高鱼糜及其制品粘弹性的目的。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种改性蛋白在提高鱼糜及其制品粘弹性中的应用，所述应用为将所述改性蛋白作为外源添加物添加到鱼糜及其制品中。
所述改性蛋白按以下方法制备:所述方法具体步骤如下：
(1)将多酚溶于去离子水中，充分搅拌，配制成质量浓度为0.2％-4％的多酚溶液；将蛋白质溶于磷酸缓冲液中，调节ph至7.0-9.0，充分搅拌，配制成质量浓度为5％-15％的蛋白溶液；将过氧化氢溶于去离子水中配制成体积浓度为0.05％-0.15％的过氧化氢溶液；
(2)将步骤(1)配制的蛋白溶液、多酚溶液及过氧化氢溶液混合均匀，其中蛋白溶液体积份数为40-60，多酚溶液的体积份数为5-12，过氧化氢的体积份数为0.8-1.6，在黑暗有氧条件下，在25-40℃的恒温水浴加热条件下搅拌反应1h-4h，反应完成后，所得反应混合物经后超声透析，除去未反应的游离多酚，得到经多酚反应的蛋白溶液；
(3)将l-半胱氨酸溶于去离子水中配制成0.5mg/ml-5mg/ml的l-半胱氨酸溶液，然后将步骤(2)所得经多酚反应的蛋白溶液与所述的l-半胱氨酸溶液按体积比10-50:1的比例混合，置于25±3℃恒温水浴中反应10-30min，反应过程中隔绝氧气，反应完成后将所得产物进行超声透析，除去未反应的l-半胱氨酸，然后将样品进行真空冷冻干燥，制得改性蛋白样品。
进一步，本发明所述应用为：
将所述改性蛋白样品溶于去离子水中，形成质量浓度5％-15％的改性蛋白溶液；将鱼糜、食盐、复合磷酸盐、淀粉和冰水混合并斩拌均匀，并加入所述质量浓度为5％-15％改性蛋白溶液，在研钵中擂溃8-15min，然后将所得鱼糜混合物灌入人造肠衣中，排除气泡后两端扎紧，在85～95℃下加热至产物凝胶成型，加热完毕后即得鱼糜制品；所述的鱼糜、食盐、复合磷酸盐、淀粉、冰水及改性蛋白溶液的质量比为100：2-3：0.3-0.6：3-8：5-10：6-8。
进一步，步骤(1)中，所述的蛋白质为蛋清蛋白、乳清蛋白、大豆分离蛋白中的一种，但不限于此。
进一步，步骤(1)中，所述的多酚为茶多酚或茶多酚组分中的一种或任意几种的混合物。
再进一步，所述的茶多酚组分为儿茶素、表儿茶素、表没食子儿茶素或表没食子儿茶素没食子酸酯，但不限于此。
进一步，步骤(2)中，所述的过氧化氢在配制过程中应严格避光避热，以防止分解。
进一步，步骤(2)中，所述蛋白溶液、多酚溶液及过氧化氢溶液的混合时，推荐先将蛋白溶液与多酚溶液混合，再加入过氧化氢溶液。
更进一步，步骤(2)中，所述蛋白溶液与多酚溶液混合时，推荐将多酚溶液应按0.2-0.8ml/s的速率均速缓慢滴加到蛋白溶液中，避免添加过快产生沉淀。
进一步，本发明步骤(2)或步骤(3)中，所述的超声透析法为将透析袋固定于装有去离子水的透析容器内，在50-100khz的超声频率下，2-6℃条件下透析12-36h，每隔3-5h换一次去离子水。
进一步，本发明步骤(3)所述的将经多酚反应的蛋白溶液与l-半胱氨酸溶液反应过程中应隔绝氧气，即在无氧条件下进行。
再进一步，本发明所述的鱼糜可以是红娘鱼糜、白鱼糜、杂鱼糜等，但不限于此。
更进一步，所述的混合过程为：将所述的鱼糜用斩拌机在0-10℃条件下空斩5-10min，然后加入食盐、复合磷酸盐、淀粉和冰水混合斩拌3-10min。
进一步，所述的加热方式为：首先在40-45℃下水浴加热30-60min至产物凝胶化，然后在90-95℃下水浴加热15-45min至产物凝胶成型。
再进一步，本发明所述的应用具体为：
称取500g鱼糜，放在4℃冰箱中解冻24h，用斩拌机在10℃以下空斩3min，添加2％-3％的食盐继续斩拌5min，然后再分别添加0.3％复合磷酸盐、3％淀粉和5％冰水并继续斩拌3min。将斩拌好的样品分成两大组，一组添加3％-8％改性后的质量浓度为20-100％蛋白溶液，另一组3％-8％未改性的质量浓度为20-100％蛋白溶液作为对比例，在研钵中擂溃5min。然后将鱼糜灌入直径为21mm的人造肠衣中，排除气泡后两端扎紧，采用两段加热法：首先40℃水浴加热60min使鱼糜凝胶化，然后90℃水浴加热30min使鱼糜凝胶成型，得到鱼糜制品。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明所述的改性蛋白制备过程简单，原料易得，效率高、耗时短且效果显著，所得产品性质稳定；将所述的改性蛋白应用到鱼糜及其制品中，可以使鱼糜的粘弹性显著增强，可以制备出更高品质的鱼糜制品，满足更多人的口味需求。
附图说明
图1为不同浓度茶多酚改性蛋清蛋白的ftir图谱。
图2为蛋清蛋白经不同浓度茶多酚改性前后热变性温度的变化。
图3为蛋清蛋白改性前后凝胶强度的变化。
图4为蛋清蛋白改性前后凝胶持水性的变化。
图5为大豆分离蛋白改性前后凝胶强度的变化。
图6为乳清蛋白改性前后起泡性的变化。
图7为改性蛋清蛋白对红娘鱼糜凝胶强度的影响。
图8为改性蛋清蛋白对红娘鱼糜流变特性的影响。
图9为改性大豆分离蛋白对杂鱼糜凝胶强度的影响。
图10为改性乳清蛋白对白鱼糜凝胶强度的影响。
具体实施方式
下面通过具体的实施例子对本发明做进一步的详细描述。在以下实例中蛋白选取蛋清蛋白，多酚采用茶多酚作为典型代表来研究本发明关于蛋白功能改性的方法对蛋清蛋白功能特性的影响。
实施例1：改性蛋清蛋白样品的制备
首先取新鲜鸡蛋去黄收集蛋清液，去除卵带等杂质，用分散机搅打均匀并滤去上层泡沫；然后分别称取0-4g茶多酚溶于100g去离子水中，配制成浓度0％、1％、2％、3％、4％的茶多酚溶液；量取100μl过氧化氢溶于100ml的去离子水中，配制成体积分数为0.1％的过氧化氢溶液。
称取50g新鲜蛋清蛋白液，用考马斯亮蓝法测定蛋白质浓度，用磷酸缓冲液调节蛋白质质量浓度为10％，并将ph值至7.0，然后将浓度为0％、1％、2％、3％、4％的茶多酚溶液分别取10ml缓慢加入到50ml的蛋清蛋白溶液，然后每个样品中加入1ml的过氧化氢溶液作为催化剂，反应过程中通入氧气并不断搅拌，在25℃恒温水浴条件下反应1.5h，反应完成后将样品溶液在4℃、50khz的超声频率下透析15h，每隔5h换一次去离子水，得到初步的样品溶液。
称取0.1gl-半胱氨酸溶于100ml的去离子水中，配制成1mg/ml的溶液，然后添加1ml的l-半胱氨酸溶液到50ml样品溶液中，置于25℃恒温水浴中反应30min，反应过程中隔绝氧气，反应完成后将样品溶液在4℃、80khz的超声频率下透析24h，每隔6h换一次去离子水，除去未反应的l-半胱氨酸，然后将样品进行真空冷冻干燥，最终制得改性蛋清蛋白样品。
实施例2：蛋清蛋白经改性后二级结构的变化
准确称取实施例1中制得3mg样品，加入100mg磨细的干燥溴化钾，研磨成均匀干燥的粉末，压成薄片，利用傅立叶红外光谱仪收集样品的红外图谱。然后分析各二级结构含量的变化。傅立叶红外图谱如图1所示，各二级结构含量如表1所示。
表1.不同浓度茶多酚对蛋清蛋白二级结构的影响
由表1可以看出，改性后的蛋白质的二级结构发生了显著变化。本发明的改性方法一定程度上破坏了蛋清蛋白原有的刚性结构，柔性结构增加，使分子由有序变为无序，导致蛋白质结构展开，使得α-螺旋含量不断下降，而β-折叠含量显著上升。
实施例3：蛋清蛋白改性后热稳定性的变化
取实施例1中冷冻干燥得到的改性蛋清蛋白，称取适量样品放入铝坩埚中，密封，并用相同的空坩埚作参比，以5℃/min的升温速率从25℃加热到105℃。整个过程均在干燥n2下进行，吹扫气速率20ml/min，保护气速率60ml/min。结果如图2所示。
如图2所示，改性后的蛋清蛋白的两个吸收峰均向右移动，即改性后蛋白质变性温度增大，表明蛋白质经本发明的改性方法改性后热稳定性增强。
实施例4：蛋清蛋白改性后凝胶强度的变化
将实施例1中改性得到的最终产物用去离子水溶解，配成10％的蛋白溶液，取40ml样品溶液灌入直径为21mm的人造肠衣中，两端扎紧，然后置于90℃水浴锅中恒温水浴30min，取出后迅速放入冰水浴中冷却至常温，放入4℃冰箱中冷藏过夜。将蛋清蛋白凝胶切成直径21mm,长25mm的圆柱体，用质构仪检测蛋清蛋白的凝胶强度。
如图3所示，相比未改性的蛋清蛋白，改性后蛋清蛋白的凝胶强度显著增强。
实施例5：蛋清蛋白改性前后持水力的变化
取实施例1中制备好的蛋清蛋白凝胶，称取一定质量(m1)的蛋白凝胶，用一层滤纸包裹，置于50ml离心管中，在4℃条件下4000r/min离心10min，离心完毕后取出样品并称重(m2)，按下式计算失水率：
失水率(％)＝(m1-m2)/m1×100％。
各样品处理前后质量变化如表2所示，分析结果如图4所示。
表2.不同浓度茶多酚改性蛋清蛋白处理前后的质量变化
如图4所示，与未改性的蛋清蛋白凝胶相比，改性后的蛋清蛋白凝胶失水率持续下降，即蛋白的持水性增强。
实施例6：儿茶素改性大豆分离蛋白样品的制备
准确称取15g大豆分离蛋白，溶于100g去离子水中，用磷酸缓冲液调节ph值至8.0，配制成质量浓度为15％的大豆分离蛋白溶液。然后分别称取0-1g儿茶素溶于100g去离子水中，分别配制成浓度0％、0.2％、0.4％、0.6％、0.8％的儿茶素溶液。量取150μl过氧化氢溶于100ml的去离子水中，配制成体积分数为0.15％的过氧化氢溶液。
然后将浓度0％、0.2％、0.4％、0.6％、0.8％的儿茶素溶液分别取12ml缓慢加入到60ml的蛋清蛋白溶液，然后每个样品中加入1.6ml的过氧化氢溶液作为催化剂，反应过程中通入氧气并不断搅拌，在40℃恒温水浴条件下反应1h，反应完成后将样品溶液在4℃、100khz的超声频率下透析18h，每隔6h换一次去离子水，得到初步的样品溶液。
称取5gl-半胱氨酸溶于100ml的去离子水中，配制成5mg/ml的溶液，然后添加1ml的l-半胱氨酸溶液到50ml样品溶液中，置于25℃恒温水浴中反应30min，反应过程中隔绝氧气，反应完成后将样品溶液在4℃、100khz的超声频率下透析36h，每隔6h换一次去离子水，除去未反应的l-半胱氨酸，然后将样品进行真空冷冻干燥，最终制得改性大豆分离蛋白样品。
实施例7：大豆分离蛋白改性前后凝胶强度的变化
将实施例8中得到的改性大豆分离蛋白溶液取40ml样品溶液灌入直径为21mm的人造肠衣中，两端扎紧，并在90℃的水中加热保温30min，随后用冰水将其冷却至室温，再放在4℃下的静置24h，取出后陈化30min后即可测定其凝胶强度。
如图5所示，相比未改性的大豆分离蛋白，改性后大豆分离蛋白的凝胶强度显著增强。
实施例8：表没食子儿茶素没食子酸酯改性乳清蛋白样品的制备
准确称取5g乳清蛋白粉，溶于100g去离子水中，用磷酸缓冲液调节ph值至9.0，配制成质量浓度为5％的乳清蛋白溶液。然后分别称取0-2g表没食子儿茶素没食子酸酯溶于100g去离子水中，分别配制成浓度0％、0.5％、1％、1.5％、2.0％的表没食子儿茶素没食子酸酯溶液。量取50μl过氧化氢溶于100ml的去离子水中，配制成体积分数为0.05％的过氧化氢溶液。
然后将浓度0％-2％的表没食子儿茶素没食子酸酯溶液分别取5ml缓慢加入到40ml的蛋清蛋白溶液，然后每个样品中加入0.8ml的过氧化氢溶液作为催化剂，反应过程中通入氧气并不断搅拌，在25℃恒温水浴条件下反应4h，反应完成后将样品溶液在4℃、50khz的超声频率下透析12h，每隔3h换一次去离子水，得到初步的样品溶液。
称取0.05gl-半胱氨酸溶于100ml的去离子水中，配制成0.05mg/ml的溶液，然后添加5ml的l-半胱氨酸溶液到50ml样品溶液中，置于25℃恒温水浴中反应10min，反应过程中隔绝氧气，反应完成后将样品溶液在4℃、80khz的超声频率下透析18h，每隔3h换一次去离子水，除去未反应的l-半胱氨酸，然后将样品进行真空冷冻干燥，最终制得改性乳清蛋白样品。
实施例10：乳清蛋白改性前后起泡特性的变化
取各组样品溶液50ml(v0)于100ml量筒中，用高速分散机6000r/min打泡3min后，测量泡沫高度记为v1。起泡性(fc)的计算方法分别如下：
fc(％)＝v1/v0×100％
表3.不同含量表没食子儿茶素没食子酸酯改性对乳清蛋白起泡性的影响
具体分析结果如图5所示，相比未改性的乳清蛋白，改性后乳清蛋白的起泡性显著增强。
如图6所示，相比未改性的乳清蛋白，改性后乳清蛋白的起泡性显著增强。
实施例9：将改性蛋清蛋白作为外源添加物添加到鱼糜中
取实施例1中的经冷冻干燥后的改性蛋清蛋白按1:9的比例溶解于去离子水中，配制成10％的改性蛋清蛋白溶液。
称取500g红娘鱼糜，放在4℃冰箱中解冻24h，用斩拌机在10℃以下空斩10min，添加2％的食盐继续斩拌5min，然后再分别添加0.3％复合磷酸盐、8％淀粉和10％冰水并继续斩拌10min。将斩拌好的样品分成两大组，一组添加6％改性后的蛋白溶液，另一组6％的未改性蛋白溶液，在研钵中擂溃15min。然后将鱼糜灌入直径为21mm的人造肠衣中，排除气泡后两端扎紧，采用两段加热法：首先40℃水浴加热60min使鱼糜凝胶化，然后90℃水浴加热30min使鱼糜凝胶成型，加热完毕后立即将鱼肠置于冰水中冷却，再将其置于4℃冰箱中冷藏过夜，待检测。
实施例10：添加改性蛋清蛋白后鱼糜凝胶强度的变化
用ta-xtplus质构仪测定样品的凝胶强度。将制好的鱼糜凝胶切
从图7可以看出，相比添加未改性蛋清蛋白的鱼糜，添加了改性蛋清蛋白的鱼糜的凝胶强度显著增强，即改性后的蛋清蛋白可以进一步改善红娘鱼糜的凝胶特性。
实施例10：添加改性蛋清蛋白后鱼糜流变特性的变化
取实施例9中的擂溃好的鱼糜，称取取3g样品，采用流变仪检测鱼糜添加改性蛋清蛋白后储能模量的变化。
储能模量是加热过程中凝胶存储和恢复能量的大小，反映鱼糜的黏弹性。从图8可以看出，与添加未改性蛋清蛋白的鱼糜相比，添加量改性蛋清蛋白的鱼糜的储能模量增加，即红娘鱼糜在添加了改性蛋清蛋白后的粘弹性进一步提高。
实施例11：将改性大豆分离蛋白作为外源添加物添加到鱼糜中
取实施例6中的经冷冻干燥后的改性大豆分离蛋白用去离子水配制成15％的改性大豆分离蛋白溶液。
称取500g杂鱼糜，放在4℃冰箱中解冻24h，用斩拌机在10℃以下空斩5min，添加3％的食盐继续斩拌15min，然后再分别添加0.6％复合磷酸盐、3％淀粉和5％冰水并继续斩拌3min。将斩拌好的样品分成两大组，一组添加8％改性后的大豆分离蛋白溶液，另一组8％的未改性大豆分离蛋白溶液，在研钵中擂溃8min。然后将鱼糜灌入直径为21mm的人造肠衣中，排除气泡后两端扎紧，采用两段加热法：首先45℃水浴加热30min使鱼糜凝胶化，然后95℃水浴加热15min使鱼糜凝胶成型，加热完毕后立即将鱼肠置于冰水中冷却，再将其置于4℃冰箱中冷藏过夜，待检测。
实施例11：添加改性大豆分离蛋白后鱼糜凝胶强度的变化
用ta-xtplus质构仪测定样品的凝胶强度。将制好的鱼糜凝胶切成
从图9可以看出，相比添加未改性大豆分离蛋白的鱼糜，添加了改性大豆分离蛋白的鱼糜的凝胶强度显著增强，即改性后的大豆分离蛋白可以改善杂鱼糜的凝胶特性。
实施例12：将改性乳清蛋白作为外源添加物添加到鱼糜中
取实施例8中的经冷冻干燥后的改性乳清蛋白用去离子水配制成10％的改性乳清蛋白溶液。
称取500g白鱼糜，放在4℃冰箱中解冻24h，用斩拌机在10℃以下空斩5min，添加2.5％的食盐继续斩拌10min，然后再分别添加0.4％复合磷酸盐、5％淀粉和8％冰水并继续斩拌5min。将斩拌好的样品分成两大组，一组添加8％改性后的乳清蛋白溶液，另一组8％的未改性乳清蛋白溶液，在研钵中擂溃10min。然后将鱼糜灌入直径为21mm的人造肠衣中，排除气泡后两端扎紧，采用两段加热法：首先40℃水浴加热45min使鱼糜凝胶化，然后90℃水浴加热20min使鱼糜凝胶成型，加热完毕后立即将鱼肠置于冰水中冷却，再将其置于4℃冰箱中冷藏过夜，待检测。
实施例13：添加改性乳清蛋白后鱼糜凝胶强度的变化
用ta-xtplus质构仪测定样品的凝胶强度。将制好的鱼糜凝胶切
从图10可以看出，相比添加未改性乳清蛋白的鱼糜，添加了改性乳清蛋白的鱼糜的凝胶强度显著增强，即改性后的乳清蛋白可以改善白鱼糜的凝胶特性。