论文摘要
我国已成为水产品生产大国,产量连续18年居世界第一位,国内外市场对水产品的质量与安全提出了更高的要求。但近年来,我国水产品安全事件层出不穷,其中鱿鱼等水产品中甲醛含量超标问题尤为突出,关系到鱿鱼产业乃至全国水产加工产业的发展,亟待解决。因此,探明鱿鱼及制品加工过程中甲醛产生机理,研发鱿鱼及制品中甲醛的控制技术,已成为迫切之需。鉴于此,本课题以资源丰富、开发潜力巨大的秘鲁鱿鱼为研究对象,跟踪鱿鱼加工和储藏过程甲醛的消长规律,研究鱿鱼甲醛生成的酶学途径和高温化学分解途径,探索添加剂控制鱿鱼冷冻和高温过程内源性甲醛的生成,初步闸明了鱿鱼甲醛抑制剂的作用机制。本论文主要围绕以上几个方面开展工作,获得结果如下:1.鱿鱼及其制品储藏加工过程甲醛消长规律的研究显示,鱿鱼原料中FRB-FA含量为5.33-20.13 mg/kg,鱿鱼品种影响甲醛本底含量,鱿鱼制品甲醛含量明显高于鱿鱼原料,FRB-FA含量为17.03-126.23 mg/kg,F-FA含量为1.09-7.09 mg/kg。肝脏甲醛含量明显高于其他组织,胴体靠近内脏和软骨部分较高。鱿鱼肌肉25℃和4℃储存过程随着鱼肉品质的变质,两种甲醛含量逐步下降,高温促进FRB-FA和F-FA的生成,特别是80-100℃。鱿鱼丝加工过程蒸煮和焙烤工序甲醛含量明显上升。秘鲁和北太鱿鱼丝在25℃、4℃和-20℃储存条件下两种甲醛表现相同的变化趋势,25℃储存的鱿鱼丝FRB-FA呈现上升的趋势,低温储藏减少甲醛生成,鱿鱼丝F-FA均呈现下降-再上升的变化趋势,低温储藏,甲醛下降越低,回升越慢。结果表明,鱿鱼加工热处理促进甲醛生成,使鱿鱼制品甲醛含量显著高于原料,鱿鱼和鱿鱼丝储存过程甲醛含量有显著的变化,随着鱼肉变质甲醛含量逐步下降,低温减少鱿鱼丝甲醛的生成。2.秘鲁鱿鱼甲醛生成TMAOase性质及酶活抑制的研究显示,秘鲁鱿鱼TMAOase活性较低,肝脏酶活相对较高。鱿鱼肝脏和肌肉粗酶最佳作用温度为40℃和50℃,表现不耐热性,最佳作用pH分别为4.5和7.0,Na2SO3和CA能明显促进酶活,而TP和Na2S对酶活有较强的抑制作用。肝脏TMAOase经过酸化、DE52和Sephacryl S-300层析,获得较纯化的酶。纯化酶与肝脏粗酶性质相似,分子量为27.0kDa,纯化酶最佳pH为7.0,最佳作用温度为40℃,表现热不稳定性,Km为20.35 mM。EDTA,Na2SO3和CA促进酶活,而TP和Na2S抑制酶活。鱿鱼肝脏.肌肉和TMAOase-肌肉体外重组体甲醛和DMA明显生成,高含量甲醛能促进鱼肉蛋白质交联,使空间结构变得致密。TP、蔗糖和乙酸3种添加剂能显著减少酶-肌肉重组体中甲醛和DMA含量,其中TP抑制甲醛效果最好,蔗糖还有微弱抑制TMA的生成,3种添加剂能延缓TMAO分解和蛋白可溶性的下降,但是对蛋白分布无影响。结果表明,秘鲁鱿鱼存在TMAOase酶催化生成甲醛的途径,该途径对鱿鱼内源性甲醛的贡献不大,TP、蔗糖和乙酸能有效减少冷冻过程鱿鱼的甲醛含量。3.秘鲁鱿鱼高温过程甲醛生成特性和控制的研究显示,鱿鱼和鳕鱼高温具有不同的甲醛生成特点,5种鱿鱼经100℃处理甲醛、DMA和TMA含量显著上升,相应的TMAO含量下降,而4种鳕鱼相同处理后甲醛显著下降,DMA含量无明显变化,TMA含量下升,相应的TMAO含量下降。鱿鱼肌肉和上清高温甲醛生成规律相似,上清pH 7.0时甲醛和DMA生成最高,添加物Na2SO3、Fe2++Asc、Fe2++Cys强烈促进鱿鱼体系甲醛的生成,而TP、MF、CA、CaCl2、MgCl2显著降低甲醛含量。TMAO标准体系在辅助因子作用下高温分解生成甲醛、DMA和TMA,温度越高,生成量越多;pH 5.0时甲醛和DMA生成最高;添加剂H2O2和碘乙酸促进甲醛生成,而CA和Na2S减少甲醛含量。TMAO-Fe2+体系和鱿鱼体系高温均检测到了相似的自由基六重峰,aN和g相似,aN分别为6.07G和6.05G,g为2.009G。高温甲醛抑制剂最佳作用浓度CA和CaCl2为10mM,MgCl2为50mM、TP为0.1%,MF为0.05%。CA、TP和CaCl2正交组均能显著降低鱿鱼上清中的甲醛和DMA含量,将0.04%TP和10mM CaCl2作为最佳的复合甲醛抑制剂。复合甲醛抑制剂能有效降低鱿鱼片甲醛和DMA含量,不影响蛋白含量,但鱿鱼硬度、明度L*水值和红度a*略有增加。结果表明,鱿鱼高温具有TMAO热分解生成高含量的甲醛、DMA和TMA的（CH3）3N·自由基反应,该途径-高温化学分解是鱿鱼内源性甲醛的主要来源,复合甲醛抑制剂能显著降低高温过程鱿鱼的甲醛含量。4.秘鲁鱿鱼甲醛抑制剂作用机制的初步研究显示,甲醛抑制剂具有两种不同的作用方式,CA、CaCl2、MgCl2通过抑制鱿鱼TMAO的热分解,减少甲醛的生成。TP和MF主要捕获鱿鱼中生成的甲醛。5种几茶素类单体中ECg、EGCg结合甲醛能力较高,甲醛捕获率为21-22%,6种简单酚类中间苯三酚结合甲醛能力最高,甲醛捕获率为34%。CA等有机酸明显抑制鱿鱼和TMAO体系高温甲醛和DMA的生成,鱿鱼体系中草酸、CA和柠檬酸三钠效果最好,而TMAO体系酒石酸效果最好。CaCl2和乳酸钙能显著减少鱿鱼上清甲醛和DMA含量,Ca2+能抑制Fe2+对甲醛生成的促进作用。CA和Ca2+降低鱿鱼高温TMAO分解的自由基信号强度,CA效果更佳。结果表明,TP捕获甲醛主要与几茶素单体A环的间苯三酚型结构有关,CA通过鳌合体系中的Fe2+,Ca2+通过抑制Fe2+参与TMAO脱甲基作用,从而降低自由基的信号,实现抑制鱿鱼高温甲醛生成。