焯水预处理通过改变蛋白质结构和水分布来提升虹鳟鱼(Oncorhynchus mykiss)鱼皮的膨化品质

《Food Chemistry》:Blanching pretreatment enhances puffing quality of rainbow trout ( Oncorhynchus mykiss) skin by modifying protein structure and water distribution

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月19日 来源:Food Chemistry 10.4

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   •焯水处理改善了蛋白质结构和水分分布,从而获得了更好的膨化效果。•60 °C焯水处理使膨化后的膨胀率和脆度达到最大。•阐明了膨化过程中蛋白质和水分调节的机制。引言随着水产加工产业的快速发展,加工副产物的高效利用已成为食品科学与工程领域的核心关注点(Zhu等,2025)。鱼类加

  
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    焯水处理改善了蛋白质结构和水分分布,从而获得了更好的膨化效果。
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    60 °C焯水处理使膨化后的膨胀率和脆度达到最大。
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    阐明了膨化过程中蛋白质和水分调节的机制。

引言

随着水产加工产业的快速发展,加工副产物的高效利用已成为食品科学与工程领域的核心关注点(Zhu等,2025)。鱼类加工会产生大量副产物,包括鱼皮、鱼鳞、鱼骨、内脏和鱼鳔。其中,鱼皮富含胶原蛋白,在开发高蛋白高附加值食品产品方面具有相当大的潜力(Fikry等,2024)。虹鳟(Oncorhynchus mykiss)是一种重要的冷水养殖品种,然而其鱼皮通常利用不足(Fang等,2023;Wang等,2026)。因此,开发虹鳟鱼皮的高附加值产品对于提高水产品产业的资源利用率具有重要意义。
传统上,鱼皮常被加工成油炸食品,因为油炸可以赋予酥脆的质地和愉悦的风味(Li, Bi等,2021;Vajargahi等,2025)。然而,传统油炸往往导致吸油量过高,频繁食用油炸食品可能会增加健康风险(Qin等,2021)。空气炸锅以高速热空气取代食用油,显著降低了最终含油量。尽管如此,该工艺仍存在加工时间长和产量受限的问题(Zheng等,2026)。近年来,无油炸膨化技术,如真空瞬间干燥(Détente Instantanée Contr?lée,DIC),因对油炸食品日益增长的健康关注而受到越来越多的重视(Li, Yang等,2021;Wang, Han等,2023)。大多数商业成功的膨化食品均以淀粉为基础。相比之下,鱼皮富含胶原蛋白,其致密的蛋白质网络限制了水分的流动性,进而限制了膨化过程中蒸汽驱动的膨胀(Huang等,2019;Li等,2022)。因此,由完整鱼皮制成的膨化产品通常表现出膨胀不足、硬度高和脆度差等问题(Wang, Yao等,2023)。如表S1所示,以往的研究曾试图通过包衣预处理和淀粉混合来增强水产材料的膨化质量或质地。尽管这些方法为鱼皮加工提供了有价值的见解,但它们各自都存在明显的局限性。例如,包衣预处理会引入外源性添加剂,这可能引发对成分安全和加工成本的担忧(Barani等,2026)。淀粉或面粉混合通常需要形成鱼浆基复合材料,这损害了水产材料的完整性结构(Wang, Han等,2023)。因此,开发一种既高效又经济、既能改善脆度和膨胀率又能保持虹鳟鱼皮完整性的预处理方法,具有重要的实用和科学意义。
焯水处理是食品加工中一种高效、经济且广泛使用的热处理预处理方法(Zhang, Huang等,2022)。对于富含胶原蛋白的鱼皮,适当的焯水处理可以部分松弛致密的蛋白质结构,调节水分分布,为膨化创造有利的结构条件(Zhang, Liu等,2022)。这些变化可以促进均匀的孔隙形成,提高最终产品的膨胀率和脆度。然而,过度的焯水处理可能会引起严重的蛋白质变性和过度水分迁移,最终降低膨化质量(Sun等,2022)。完整鱼皮的高效膨化不仅取决于可用于蒸汽生成的水分量,还取决于以胶原蛋白为基础的蛋白质网络在快速加热和压力变化下的变形和支撑孔隙膨胀的能力(Zhang, Liu等,2022)。因此,追踪蛋白质结构变化和水分重新分布对于理解鱼皮的膨化行为至关重要。
本研究以完整的虹鳟鱼皮为原料,将焯水处理与预干燥和膨化相结合,制备高质量的膨化鱼皮产品。系统地研究了焯水温度对蛋白质二级结构、水分分布、微观结构和膨化质量的影响。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析蛋白质二级结构,采用低场核磁共振(LF-NMR)和磁共振成像(MRI)表征水分流动性和分布(Han, Zhang等,2019;Wang等,2023)。通过建立焯水引起的蛋白质结构变化、水分重新分布与关键质量属性(膨胀率、质地、孔隙结构)之间的直接关系,本研究阐明了控制膨化增强的蛋白质-水分调节机制。研究结果为原料完整的富蛋白水产副产物生产富蛋白膨化产品提供了理论依据和技术支持。

章节摘要

材料

虹鳟(Oncorhynchus mykiss)鱼皮购自中归鲜氏科技有限公司(中国新疆)。为确保样品均匀性,仅使用每片完整鱼皮的中间部分。彻底去除表面黏液和鳞片,并小心修剪内侧残余的肌肉和脂肪组织。清洗后的鱼皮在焯水处理前被切成5 cm × 5 cm的方块。

样品制备

鱼皮样品在蒸馏水中(1:10,w/w)分别于40、60、80或100 °C进行焯水处理

焯水温度对虹鳟鱼皮蛋白质二级结构的影响

傅里叶变换红外光谱(FTIR)是一种振动吸收光谱技术,用于定量分析吸收带的性质,包括其类型、强度和峰值频率。通过实现不同条件下蛋白质二级结构的表征,FTIR为研究蛋白质变性过程和阐明蛋白质-蛋白质相互作用提供了关键见解(Vanga等,2020)。蛋白质FTIR光谱中的酰胺I带(1600–1700 cm?1)主要来自Cdouble bondO伸缩振动

结论

本研究探讨了焯水温度对完整虹鳟鱼皮蛋白质二级结构、水分分布和膨化质量的影响。结果表明,焯水温度显著影响了蛋白质结构和水分分布,从而影响鱼皮的膨化行为。随着焯水温度的升高,α-螺旋和β-转角含量降低,而β-折叠和无规卷曲含量增加;同时,结合水

CRediT作者贡献声明

岳泽锋:审阅与编辑,撰写初稿,方法论,调查研究,概念构思。王程:监督,经费获取。李明珠:软件,数据整理。刘千媛:软件,数据整理。孙榕雪:验证。王兴娜:验证。吴超:调查研究,正式分析。蒋宁:监督,经费获取。

利益冲突声明

作者声明,他们不存在可能影响本文所述工作的已知竞争财务利益或个人关系。

致谢

本研究由国家重点研发计划资助(2024YFD2100504)。
岳泽锋|王程|李明珠|刘千媛|孙榕雪|王兴娜|吴超|蒋宁
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