摘要
本文以低值海参——海地瓜（干品）为实验原料，经前处理后将体壁制备成匀浆后与几种外源添加物复配，研究不同因素对海地瓜凝胶制品品质（选取凝胶强度、硬度、弹性和咀嚼度为指标）的影响，并采用响应面法优化了两种海地瓜凝胶的制备工艺。测定了不同类型海地瓜凝胶的持水性等性能，并对化学结合力、红外扫描等结果进行分析，初步揭示了海地瓜凝胶的凝胶机理，为低值海参的高值化利用奠定理论基础。主要研究结果如下: 1、通过单因素实验研究了大豆分离蛋白(SPI)添加方式、海地瓜匀浆水分含量及谷氨酰胺转氨酶(TGase)、SPI、食盐、酪蛋白酸钠(SC)的添加量对海地瓜凝胶品质的影响，结果表明，SPI在105℃热变性后以溶液形式添加，海地瓜匀浆水分含量为80％较适宜。此外，SC和TGase添加量对凝胶强度影响极显著，SPI、食盐添加量对凝胶强度影响显著;咀嚼度受TGase添加量影响显著;添加物添加量对硬度、弹性的影响均不显著。单因素最佳条件为:SPI添加量2％、食盐添加量1％、SC添加量0.5％、TGase添加量238.4U/100g匀浆。 在单因素实验的基础上，以SPI、SC、TGase添加量为因素，采用响应面分析，分别建立了四个指标的二次回归拟合模型，均具有较高的显著性和可信度，优化了得到最佳工艺参数:SPI添加量1.84％、SC添加量0.53％、TGase添加量259.33U/100g匀浆，在此工艺条件下凝胶强度、咀嚼度、硬度和弹性较纯海地瓜凝胶分别提升了48.54％、44.49％、46.07％、2.07％。说明TGase等外源添加物能够明显改善海地瓜凝胶的品质，最后确定了TGase诱导海地瓜凝胶制备工艺流程。 2、通过单因素实验分析了魔芋胶添加方式、魔芋胶浓度、魔芋胶pH和魔芋胶添加量对凝胶品质的影响，确定魔芋胶在加水溶胀后以溶液形式添加为宜。此外，浓度对凝胶强度、咀嚼度和硬度影响显著，而对弹性的影响不显著;pH在6～8的范围内，凝胶强度获得提升，pH过大时，凝胶强度显著下降，而pH对其他三个指标影响均不显著;凝胶强度在添加量为2％时达到最大值，随添加量增多凝胶强度会显著降低，硬度随添加量增加显著下降，而添加量对咀嚼度和弹性影响不显著。确定单因素最佳条件为魔芋胶浓度6％、pH7、添加量2％。 在单因素实验的基础上，选取魔芋胶浓度、pH及添加量为因素，通过响应面分析法，建立了具有良好的可信度的凝胶强度、咀嚼度、硬度拟合模型，而弹性的拟合模型可信度不足，优化了魔芋胶-海地瓜复合凝胶的工艺参数:魔芋胶浓度为6.95％、pH为7.14、添加量为1.95％。在最佳工艺条件下凝胶强度、咀嚼度、硬度和弹性分别提升20.61％、25.74％、16.58％和6.15％，说明魔芋胶的引入能一定程度上提升海地瓜凝胶的品质，并确定了复合凝胶的最佳制备工艺流程。 3、通过研究魔芋胶浓度、pH和添加量对TGase诱导海地瓜凝胶制品品质的影响发现，浓度对凝胶强度的影响极显著，对咀嚼度和硬度的影响显著，对弹性的影响不显著;pH和添加量对凝胶强度的影响显著，对咀嚼度、硬度和弹性的影响不显著。确定了单因素最佳工艺参数为魔芋胶浓度为9％、pH为7、添加量2％，在此条件下制备的含魔芋胶TGase诱导海地瓜凝胶的凝胶强度大幅提升，同时咀嚼度、硬度和弹性也能保持在一个相对较好的水平内，推测魔芋胶和TGase在改善凝胶品质上有协同作用。 4、通过质构调整的三种海地瓜凝胶与纯海地瓜凝胶相比具有更加优良的持水性，TGase诱导海地瓜凝胶、魔芋胶-海地瓜复合凝胶及含魔芋胶TGase诱导海地瓜凝胶持水性分别提升了约5.72％、8.11％和9.48％;通过对凝胶贮藏稳定性（周期为1周）的分析发现，4℃贮藏时凝胶稳定性要优于常温贮藏，并且质构调整后的海地瓜凝胶其贮藏稳定性都得到了不同程度的提升，而含有魔芋胶的两种海地瓜凝胶稳定性更佳;测定体外消化率发现，体外消化率均接近甚至超过90％，并且含有TGase的两种海地瓜凝胶的体外消化率要显著高于不含TGase的海地瓜凝胶，含有魔芋胶和不含魔芋胶的海地瓜凝胶之间，体外消化率不存在显著的差异。 纯海地瓜凝胶中，化学结合力以非特异性结合和二硫键为主，离子键次之，氢键和疏水作用相对最弱;TGase诱导海地瓜凝胶中，化学结合力以离子键和氢键为主，非特异性结合次之，疏水作用和二硫键较弱;魔芋胶-海地瓜复合凝胶中，化学结合力以非特异性结合、离子键及疏水作用为主，氢键次之，二硫键最弱;含魔芋胶TGase诱导海地瓜凝胶中，主要的化学结合力为非特异性结合，其他结合力相对较弱。通过比较蛋白溶解度发现，蛋白溶解度由高到低依次是纯海地瓜凝胶、魔芋胶-海地瓜复合凝胶、TGase诱导海地瓜凝胶、含魔芋胶TGase诱导海地瓜凝胶。 红外扫描的结果表明，外源添加物的引入并没有导致新的物质和化学键产生，主要是通过化学结合力的改变达到改善凝胶品质的效果。
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