Effects of germinated brown rice slurry on the gel properties of hairtail surimi
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摘要:
为了更好地丰富老年食品市场，满足吞咽困难群体多样化营养需求，该研究以带鱼鱼糜为原料，通过测定凝胶强度、全质构、持水性、动态流变学、白度、水分状态分布、蛋白二级结构、微观结构、体外消化率、国际吞咽障碍食物标准（international dysphagia diet standardisation initiative, IDDSI）等级等指标，研究发芽糙米匀浆对带鱼鱼糜凝胶品质的影响。结果表明，发芽糙米匀浆的加入使带鱼鱼糜的凝胶强度从（649.91±64.35） g·mm显著降低到（480.93±98.84）g·mm（P < 0.05）；与空白组相比，糙米添加组的硬度、胶着度和咀嚼性均显著降低（P < 0.05），具体来说，硬度从585.63±61.35 N降低到399.87±51.23 N，胶着度从81.14±10.23 N降低到50.16±7.13 N，咀嚼性从30.14±5.00 N降低到18.31±3.97 N；白度值变化不显著（P > 0.05）；持水性从77.92%±0.73%显著增加到81.92%±1.40%（ P < 0.05），糙米匀浆的加入改变了水的状态分布，增强蛋白与水的结合；体外消化模拟结果显示，发芽糙米匀浆显著提高了带鱼鱼糜的体外消化率和胃蛋白酶消化率（P < 0.05）。与空白组相比，添加糙米匀浆的鱼糜凝胶网络结构更加疏松，鱼糜凝胶中肌原纤维蛋白的α-螺旋结构含量从47.12%±1.09%显著增加到52.74%±1.65%（P < 0.05），β-折叠结构含量从25.67%±0.84%显著降低到20.99%±0.65%（P < 0.05）。IDDSI等级测定结果表明空白组为6级，糙米添加组为5级。此外，糙米添加组中检测出多种清香味物质，其中醛类、酮类、醇类和酯类化合物显著增加（P < 0.05），而烷烃类化合物显著降低（P < 0.05）。综合各项指标得出，添加适量的发芽糙米匀浆可以软化带鱼鱼糜的凝胶特性。该研究结果可为鱼糜类老年食品的研发提供理论依据与参考。
Abstract:A full analysis was conducted to investigate the impact of germinated brown rice slurry on the gel properties of hairtail surimi. The potential benefits were also addressed for the dysphagia in the elderly. Some parameters were then measured to determine the gel strength, texture profile, water-holding capacity, dynamic rheology, whiteness, water state distribution, protein secondary structure, microstructure, in vitro digestibility, and International Dysphagia Diet Standardization Initiative (IDDSI) level. The results demonstrated that there was a significant impact of germinated brown rice slurry on the gel strength of hairtail surimi. Moreover, the gel strength of hairtail surimi was reduced from (649.91±64.35) to (480.93±98.84) g·mm (P<0.05), indicating a substantial reduction. The gel strength was reduced to make the swallowing easier and safer, which was beneficial for individuals with dysphagia. Furthermore, the brown rice slurry shared a significant impact on various textural properties, such as hardness, cohesiveness, and chewiness. The brown rice group exhibited a significant decrease in hardness (from 585.63±61.35 N to 399.87±51.23 N), cohesiveness (from 81.14±10.23 N to 50.16±7.13 N), and chewiness (from 30.14±5.00 N to 18.31±3.97 N) (P<0.05), compared with the control group. The germinated brown rice slurry was then incorporated into the hairtail surimi, resulting in a softer and more easily chewable product. Interestingly, there was no significant effect on the whiteness value, despite these changes observed in the texture properties. The visual appearance of hairtail surimi failed to alter using germinated brown rice slurry. Furthermore, an augmentation in the water-holding capacity was observed after the addition of germinated brown rice slurry to hairtail surimi. The water-holding capacity exhibited a significant increase from (77.92%±0.73%) to (81.92%±1.40%) (P<0.05). The brown rice slurry was incorporated to induce the distribution of water states, thereby enhancing the protein-water binding. As such, the moisture was retained within the commonly-used product during cooking or processing, in order to prepare the meals for individuals with dysphagia. A more porous network structure was found to form the surimi gel after the addition of brown rice, compared with the control group. This structure was attributed to the unique properties of brown rice, such as the high fiber content and water absorption. The high porosity greatly contributed to the open gel matrix for better water retention. Furthermore, there were outstanding changes in the protein structure within the surimi gel. The α-helix structure content of myofibrillar protein significantly increased from (47.12%±1.09%) to (52.74%±1.65%) after the incorporation of brown rice (P<0.05). The functionality of protein was enhanced for the gel-forming ability. There was a significant decrease in the β-sheet structure content from (25.67%±0.84%) to (20.99%±0.65%) after the addition of brown rice into the surimi gel (P<0.05). A softer texture then improved the tenderness, due to the decreased protein aggregation. Meanwhile, the IDDSI level was determined to evaluate these structural effects on the practical applications in both groups. According to the IDDSI standards, the brown rice group reached level 5 consistency, representing the texture of a mildly thick liquid diet. While the control group achieved level 6 consistency, indicating the texture of a moderately thick liquid diet. In addition to structural modifications, aroma compounds also exhibited notable differences between both groups after sensory analysis. The inclusion of germinated brown rice slurry led to significant increases in the various aroma compounds, including aldehydes, ketones, alcohols, and esters (P<0.05). There was a positive contribution towards flavor perception. Therefore, the germinated brown rice slurry was incorporated to enhance the textural attributes for the overall sensory, in order to enrich the aroma profiles. An optimal amount of germinated brown rice slurry can be expected to soften the gel characteristics of hairtail surimi. These findings can provide theoretical support and reference for the development of surimi-based elderly food products.
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Keywords:
- gel /
- texture /
- YISHI food /
- germinated brown rice /
- protein structure
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0. 引 言
近20年来，中国人口老龄化程度正在快速加深。预计截止到2030年末，中国60岁及以上人口将占全国人口的21.1%，中国首次进入中度老龄化社会[1]。面对人口不断老龄化的发展走势以及品种单一的老年食品现状，可以利用鱼糜制品高蛋白、低脂肪、高营养、易消化、方便食用的特点开发适合老年人食用的鱼糜制品。但是，由于老年人对食物要求较为特殊，既要柔软易吞食，又要营养丰富且吸收快，而传统的鱼糜制品凝胶强度高，种类少且价格昂贵。近年来一些学者采用高压处理[2]、酶解法[3-4]、冻融法[5]和辐照处理[6]来改善食品质地，然而，这些加工方式往往需要较大的经济投入，同时也可能导致一定程度的营养损失和食品安全隐患。因此，迫切需要开发出适合老年人食用的低凝胶强度的鱼糜制品，以满足市场需求的同时降低上述问题的发生概率。
糙米是稻壳脱壳的颖果，比精米有更多的养分和人体所需要的元素，而发芽又可以使糙米营养价值得到进一步提升。糙米的发芽过程可视为一种特殊的“酶改性”过程。研究发现，糙米经发芽后，机体内的蛋白酶、谷氨脱羧酶等内源酶被激活，可以催化一系列生理生化反应，组织结构变松软，矿物质等营养成分可消化率增加，风味和口感得到很大改善，其营养及功能性价值也大大提高[7]。WU等[8]发现糙米中含有大量内源酶，例如淀粉酶、纤维素酶、蛋白酶和脂肪酶等，当糙米处于适宜条件可调动大量储存物质发芽时，糙米内各种内源酶将被激活，淀粉、蛋白质和脂肪等大分子物质被分解成小分子，植酸被降解成低级植酸盐，纤维质糠层软化，从而使得糙米的适口性增加，消化吸收率与生物利用率均有明显改善。丁俊胄等[9]以早944稻米为原料，经过72 h的发芽处理，每12 h对内源酶活力进行测定，结果发现糙米内α-淀粉酶、β-淀粉酶、蛋白酶、谷氨酸脱羧酶、植酸酶等内源酶活力呈现上升趋势。
鉴于此，本文以发芽糙米和鱼糜为材料，制作一种软质鱼糜制品，通过测定相关指标探究其对鱼糜凝胶特性的影响，旨在提供功能性、营养性鱼糜制品的理论参数，丰富老年食品市场，提升产品质量和品牌化程度，更好地满足吞咽困难群体营养多样化需求。
1. 材料与方法
1.1 材料和试剂
冷冻带鱼鱼糜，购自宁波兰洋水产食品有限公司，于−80 ℃下保存；辽宁省盘锦市蟹田糙米，购自锦州万维超市，4 ℃冰箱储存备用；戊二醛、无水乙醇、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、胃蛋白酶、酪蛋白、氢氧化钠均为分析级，购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司；三氯乙酸产自麦克林生物科技有限公司；人工胃液和人工肠液为标准品，产自上海源叶生物科技有限公司。
1.2 主要仪器和设备
LHR-150生化培养箱，上海一恒科技有限公司；SY-5 L真空冷冻斩拌机，善友公司；DZ-500/2S真空封口机，舜康包装机械有限公司；TA-XT Plus质构仪，英国 SMS 公司；CR-400色差计，日本 Konica Minolta 控股公司；Discovery HR-1流变仪，Discovery HR-1 公司；Biofuge stratos台式冷冻高速离心机，美国 Thermo Fisher 公司；NMI20低场核磁共振仪，苏州纽迈分析仪器股份有限公司；TRACE1300/ISQ 7000气相色谱质谱联用仪，Thermo Fisher Scientific公司；LabRAM HR Evolution拉曼光谱仪，堀场（中国）贸易有限公司；S-4800扫描电镜，日本 HitachiI 公司；UV-2550紫外可见分光光度计，尤尼柯（上海）仪器有限公司。
1.3 试验方法
1.3.1 发芽糙米匀浆的制作
催芽工艺参考马培轩等[10]的方法，将颗粒饱满、无断裂的糙米，清水冲洗后，36 ℃浸泡9 h；然后用去离子水清洗干净，均匀铺在经过高温灭菌的2层纱布之间，保持培养湿度≥ 95%、氧气充足条件下，37 ℃恒温发芽36~48 h，待芽长达2~3 mm时结束发芽；用清水洗净发芽糙米的表面黏液、擦除表面水分，按糙米与去离子水质量比为1:1.5进行研磨，0.07 mm孔径滤网过滤后得到发芽糙米匀浆。
1.3.2 酶活力的测定
称取1.00 g发芽糙米，用8 mL pH 7.2磷酸缓冲液在冰浴中研磨成浆，4 ℃下以10 000 r/min离心30 min，取上清液作为蛋白酶粗提液。将粗酶液均质、过滤后，取1 mL底物（20 g/L酪蛋白溶液）与1 mL粗酶液，在40 ℃保温10 min，再于90 ℃水浴5 min灭酶。加入2 mL 0.14 mol/L三氯乙酸溶液，室温放置15 min以沉淀残余蛋白质，6 000 r/min离心15 min，取上清液于275 nm测定吸光值。以酪氨酸为标准液，预加三氯乙酸溶液作对照。1 g（发芽）谷物粗酶液催化酪蛋白每分钟生成1 μg酪氨酸定义为1个蛋白酶活力单位（U）。
1.3.3 鱼糜凝胶制备
参考姬颖[11]的方法，将冷冻鱼糜提前置于4 ℃冰箱解冻12 h，使鱼糜达到半解冻状态，将其切成1 cm3左右的小块，取300 g鱼糜放入斩拌机中，保持斩拌期间温度处于0～4 ℃及真空状态，以
2000 ～3000 r/min的速率空斩1 min；均匀加入质量分数2.5%的食盐，以2000 ～3000 r/min盐斩2 min直至鱼糜浆料完全分散成浆且具有一定的黏性，最后均匀加入28.5 g的发芽糙米匀浆，以转速2000 ～3000 r/min斩拌5 min使得浆料进一步混合，促进鱼糜与发芽糙米匀浆的充分接触。然后将斩拌所得的鱼糜装入自封袋，排气后经过挤压将其装入直径38 mm的聚乙烯食品级塑料肠衣，用U型密封机将肠衣两端封口。在40 ℃条件下进行一段加热40 min，在其凝胶化之后在90 ℃二段加热熟化15 min。最后将熟化过后的鱼糜置于碎冰或冰水中冷却至室温，得到鱼糜凝胶制品。1.3.4 凝胶强度的测定
将在4 ℃冰箱中放置12 h的鱼肠取出，将其切成25 mm高的圆柱体。选用TA-XT Plus质构仪，将测定参数设置为：测前速率2.00 mm/s，测试速率1.00 mm/s，测后速率10.00 mm/s，下压距离15.00 mm，触发力9.80 × 10−2 N，然后用P/5S球形探头对鱼糜凝胶圆柱体进行穿刺试验，每组测3个平行。凝胶强度计算方法见式（1）：
$$ S=F\times D $$ (1) 式中S表示凝胶强度，g·mm；F表示破裂力，g；D表示破裂距离，mm.
1.3.5 全质构分析
将鱼肠切成长度25 mm的圆柱体，选用TA-XT Plus质构仪，选取P/36R探头，将测定参数设置为：返回距离30 mm，返回速度10 mm/s，测前2 mm/s，测中1 mm/s，测后1 mm/s，压缩60%，触发力4.90 × 10−3 N，压缩间隔为5 s，每组测6个平行。
1.3.6 色差的测定
参考高智泉等[12]的方法，将样品切成高度为10 mm的圆柱体，使用色差计测定亮度值（L*）、红绿值（a*）及黄蓝值（b*），每组测3个平行。白度值（whiteness value, Wv）计算方法见式（2）：
$$ Wv=100-\sqrt{{\left(100-{L}^{\mathrm{*}}\right)}^{2}+{a}^{{\mathrm{*}}^{2}}+{b}^{{\mathrm{*}}^{2}}} $$ (2) 1.3.7 流变学特性的测定
通过流变仪进行温度扫描测试，以评估鱼糜的热诱导凝胶轮廓。将鱼糜制成平行板形状（直径35 mm，间隙1 mm），然后用硅油覆盖以防止水蒸发。在1 ℃/min的加热速率下，从10~90 ℃测量样品的存储模量（G'）和损失模量（G"），频率和应变分别设置为0.1 Hz和0.5%。
1.3.8 持水性（water holding capacity, WHC）测定
将样品（约5 g）切成5 mm厚，精确称量（m1），然后放置在3层滤纸之间。在
4201 r/min、4 ℃下离心20 min后，再次快速称量凝胶（m2），每组测3个平行。WHC计算方法见式（3）：$$ {W}_{HC}=\left({m}_{2}/{m}_{1}\right)\times 100\text{%} $$ (3) 1.3.9 水分状态分布的测定
参考SONG等[13]的方法。确保凝胶样品表面无外界水分，将其切成圆柱体（直径×高=20 mm × 20 mm），放入核磁管中。根据CPMG脉冲序列测定凝胶的弛豫时间T2。脉冲参数：磁体频率21 MHz，谱宽200 MHz，回收延迟时间3 000 ms，回波数量5 000，扫描数量4。使用Multi Exp Inv Analysis分析软件拟合数据，计算横向弛豫时间，得出的峰面积表示样品中所含水分质量分数。
1.3.10 气相色谱-质谱联用分析（gas chromatography-mass spectrometry, GC-MS）
参照严丽娟等[14]的方法并稍加修改。采用固相微萃取法提取鱼汤中的挥发性物质，准确称取2.0 g鱼糜凝胶样品于20 mL顶空瓶中，放入磁力搅拌子，迅速用聚四氟乙烯隔垫密封，于50 ℃水浴中平衡10 min，将经过老化处理的50/30 μmDVB/CAR/PDMS萃取头插入顶空瓶中吸附30 min，然后在GC-MS进样口解吸5 min。
GC条件：HP-5MS毛细管柱（30 m × 0.25 mm，0.25 μm）；采用不分流模式进样，载气He流速1.0 mL/min；进样口温度250 ℃；升温程序：起始温度40 ℃，保持3 min，以3 ℃/min升至100 ℃，再以5 ℃/min升至240 ℃，保持5 min。
MS条件：电子电离源；接口温度280 ℃；四极杆温度150 ℃；离子源温度230 ℃；电子能量70 eV；质量扫描范围m/z 30~550。
1.3.11 蛋白二级结构的测定
采用拉曼光谱法测定蛋白的二级结构。将样品切成厚约2 mm的薄片，均匀地放在载玻片上。使用532 nm激光器在400~
3600 cm−1范围内扫描拉曼光谱。分辨率为1 cm−1，采集时间为30 s。计算α-螺旋、β-折叠、β-转角和无规则卷曲结构的百分比，每组测3次平行。计算二级结构百分比含量。1.3.12 微观结构的测定
参考林雅文等[15]的方法。将灌肠好的鱼糜凝胶切片（厚约2 mm），在体积分数2.5%戊二醛溶液中固定24 h，然后去除固定液并用磷酸盐缓冲液（0.2 mol/L, pH 7.2）洗脱3 次，每次15 min，再用体积分数为50%、60%、70%、80%、90%、100%梯度的乙醇溶液脱水1次，每次15 min，置于通风处自然风干，待彻底干透后将样品安装在载物台上，先离子溅射镀金，再扫描电子显微镜观察，放大倍数10 000倍。
1.3.13 国际吞咽障碍食物标准（international dysphagia diet standardisation initiative, IDDSI）等级测定
参考EKONOMOU等[16]的方法，进行国际吞咽障碍食物标准等级测定，4～7级为固体，采用勺子倾斜测试和勺子挤压测试，其中级别越高，吞咽困难程度越大。在本研究中，将鱼糜凝胶切成约1.5 cm × 1.5 cm的小块。使用拇指手指力量用勺子按压凝胶样品，直至甲面变白（压力约为17 kPa）进行勺压试验。勺子倾斜试验：将凝胶样品盛于小勺中，此时勺面平行于水平面，以每秒3°的速度缓慢倾斜勺面，分别在倾斜30°、60°以及90°时观察记录样品状态（每个状态停留20 s），以此为依据对样品进行IDDSI等级分析。
1.3.14 胃蛋白酶消化率（pepsin digestibility, P）测定
1 g鱼糜凝胶在7 mL的50 mmol/L NaCl-0.1 mol/L磷酸一钾（pH 1.8）中均质。匀浆在37 ℃下预孵育5 min，与0.5 mL 1.5 mg/mL胃蛋白酶溶液混合，在37 ℃下消化10 min。然后，向混合物中加入7.5 mL 500 mmol/L 三（羟甲基）氨基甲烷（Tris-HCl）（pH 7.4），然后在冰上冷却以停止反应。离心（
4201 r/min，10 min，4 ℃），用紫外分光光度计测定上清液在280 nm处的光密度（OD280）。空白片的制备方法相同，不含鱼糜凝胶。鱼糜凝胶的胃蛋白酶消化率计算方法见式（4）：$$ {P}={S}-{C} $$ (4) 式中P表示胃蛋白酶消化率，用吸光度表示；S表示糙米添加组的吸光度；C表示空白组的吸光度。
1.3.15 模拟体内胃肠消化（gastrointestinal digestibility, GD）
参考MINEKUS等[17]的方法。将鱼糜凝胶切碎、烘干备用。取5 g（M0）绞碎的干燥鱼糜凝胶，加入10 mL蒸馏水与20 mL模拟胃液混合均匀，用1 mol/L的HCl调pH为2.0，37 ℃恒温振荡水浴2 h，反应结束后用0.5 mol/L的 NaHCO3调节pH为 7.0。
模拟肠消化阶段：取上述胃消化液，加入对应体积的模拟肠液混合均匀于37 ℃振荡水浴2 h，反应结束后用2 mol/L HCl调pH 2.0，
6861 r/min离心15 min，可得上清液和沉淀物。将沉淀物取出并干燥，称其质量，计作M1。模拟体内胃肠消化率GD计算方法见式（5）：$$ {G}_{D}=\left(1-\frac{{M}_{1}}{{M}_{0}}\right)\times 100\text{%} $$ (5) 1.4 数据处理
每组试验重复6次，利用IBM SPSS Statistics 27软件的独立样本T检验对测定的数据进行显著性分析，结果以平均值±标准差表示，当P < 0.05时，表明存在显著性差异；当P < 0.01时，表明存在极显著差异；当P > 0.05时，表明差异不显著；利用Origin 2022软件作图处理。
2. 结果与分析
2.1 发芽糙米匀浆酶活力的分析
酪氨酸标准曲线为y=
0.0074 x+0.0083 （R2=0.999），测定发芽糙米匀浆的酶活x为（42.10±1.53）U，未发芽糙米酶活x为（3.11±0.77）U，本结果说明糙米发芽之后产生了大量的蛋白酶，此结果与丁俊胄等[9]的结果趋势一致，发芽72 h 时酶活力与未发芽的酶活力的比值为13.94。2.2 发芽糙米匀浆对带鱼鱼糜凝胶特性的影响
2.2.1 凝胶强度
破断力和破断距离是影响鱼糜凝胶特性的关键参数，两者均与凝胶强度呈正相关，且两者的乘积即为凝胶强度值。由表1数据可知，空白组的凝胶强度为（649.91±64.35）g·mm，糙米添加组的凝胶强度为（480.93±98.84）g·mm，显著低于空白组（P < 0.05）。朱秀清等[18]研究发现，各种蛋白酶均会使蛋白质水解产生小分子肽。糙米经过发芽之后产生的蛋白酶作用于鱼糜中的蛋白质，进而导致鱼糜凝胶强度降低。所以，本研究中向鱼糜中添加发芽糙米匀浆会对鱼糜凝胶中的蛋白结构产生破坏作用，从而使鱼糜凝胶软化。
表 1 发芽糙米匀浆对带鱼鱼糜凝胶强度、全质构和色差的影响Table 1. Effects of germinated brown rice slurry on the gel strength, texture profile, and whiteness of hairtail surimi指标
Index空白组
Control group糙米添加组
Brown rice added group凝胶强度
Gel strength (g·mm)649.91±64.35 480.93±98.84* 全质构
Texture profile
analysis硬度/N 585.63±61.35 399.87±51.23** 弹性 0.37±0.05 0.37±0.05 黏聚性 0.14±0.01 0.13±0.01 胶着度/N 81.14±10.23 50.16±7.13** 咀嚼度/N 30.14±5.00 18.31±3.97** 回复性 0.03±0.00 0.03±0.00 色差
Color deviation亮度值L* 70.59±1.54 71.56±0.57 红绿值a* −0.35±0.06 −0.43±0.02* 黄蓝值 b *8.34±0.25 8.72±0.29* 白度 69.42±1.42 70.25±0.61 注：*表示差异显著（P<0.05）；**表示差异极显著（P<0.01）。 Note: * indicates significant difference (P<0.05); ** indicates extremely significant difference (P<0.01). 2.2.2 全质构
全质构是评价鱼糜产品质量的重要因素，同时也直接影响着消费者对产品的喜爱程度，其主要指标有硬度、弹性、黏聚性、胶着度、咀嚼度以及回复性。由表1可知，空白组硬度为585.63±61.35 N，糙米添加组硬度为399.87±51.23 N，极显著低于空白组（P<0.01）；空白组弹性为0.37±0.05，糙米添加组弹性为0.37±0.05，与空白组相比不显著（P>0.05）；空白组黏聚性为0.14±0.01，糙米添加组黏聚性为0.13±0.01，两组相比不显著（P>0.05）；空白组胶着度为81.14±10.23 N，糙米添加组胶着度为50.16±7.13 N，极显著低于空白组（P<0.01）；空白组咀嚼度为30.14±5.00 N，糙米添加组咀嚼度为18.31±3.97 N，咀嚼度极显著低于空白组（P<0.01）；空白组回复性为0.03±0.00，糙米添加组回复性为0.03±0.00，极显著低于空白组（P<0.01）。上述结果具有统计学意义，通过添加发芽糙米匀浆可以显著降低鱼糜凝胶的硬度、胶着度、咀嚼度，该结果与上述凝胶强度结果趋势一致。由于发芽糙米蛋白酶活性升高导致蛋白降解，推测质构变化的主要原因可能是添加糙米后，成分本身发生变化导致的。
2.2.3 色 差
白度是评价鱼糜制品重要的感官指标之一，它可以直观地影响消费者的接受程度，白度越高越容易被消费者接受[19]。由表1可知，空白组亮度值（L*）为70.59±1.54，糙米添加组亮度值（L*）为71.56±0.57，两组相比不显著（P>0.05）；空白组红绿值（a*）为−0.35±0.06，糙米添加组红绿值（a*）为−0.43±0.02，显著低于空白组（P<0.05）；空白组黄蓝值（b*）为8.34±0.25，糙米添加组黄蓝值（b*）为8.72±0.29，显著低于空白组（P<0.05）；利用公式(2)计算得到白度值，空白组白度值为69.42±1.42，糙米添加组白度为70.25±0.61，二者白度差异不显著（P>0.05），但糙米添加组白度较空白组增加了1.20%。有研究表明，少量淀粉添加到鱼糜中，由于淀粉颗粒充分受热并将鱼糜凝胶内部的游离水充分吸收膨胀，使透光性增大，所以会增加鱼糜凝胶的白度值[20]。发芽糙米匀浆色白，比本试验用到的带鱼鱼糜白度高，可能是添加的发芽糙米匀浆自身的颜色造成的[21]。
2.2.4 流变特性
流变特性可反映鱼糜蛋白的非破断凝胶特性，其中，常用储能模量（G'）反映样品的弹性趋势，损耗模量（G"）表示样品的黏性趋势[22]。由图1可知，在20～90℃，鱼糜的凝胶化过程呈现相同的变化趋势，均为凝胶化、凝胶劣化和凝胶强化3个阶段。空白组和糙米添加组分别在60和50 ℃附近出现凝胶变差的现象，空白组在55～60 ℃附近出现凝胶变差现象是因为鱼糜中的内源性蛋白酶水解、热诱导的氢键断裂和蛋白质解离[23]。而在55 ℃之后G'显著上升，这是因为随着温度升高，解离蛋白的交联增加，肌球蛋白重链和肌动蛋白变性解旋交联度增加，从而形成不可逆的凝胶网络结构[24]。而糙米添加组在45～50 ℃附近出现凝胶变差的现象可能是因为糙米在发芽过程内源酶被激活，对鱼糜凝胶蛋白结构产生水解作用[12]，鱼糜中的内源性蛋白酶提前释放造成凝胶劣化提前出现。其中，空白组的G'和G"均高于糙米添加组，说明添加发芽糙米匀浆能降低带鱼鱼糜的凝胶强度。G'和G"的变化趋势一致，且在整个凝胶化过程中，G"始终低于G'，这表明所有样品在凝胶化过程中均以弹性特性为主导[25]。
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图 1 发芽糙米匀浆对带鱼鱼糜流变学特性的影响Figure 1. Effects of germinated brown rice slurry on rheological properties of hairtail surimi2.3 发芽糙米匀浆对带鱼鱼糜持水性及水分状态分布的影响
持水性不仅可以反映鱼糜凝胶受外力影响时的稳定性，同时也间接反映了鱼糜凝胶的致密性和淀粉的吸水能力[26]。图2是添加发芽糙米匀浆对带鱼鱼糜持水性及水分分布状态的影响。空白组的持水率为77.92%±0.73%，而糙米添加组的持水性为81.92%±1.40%，显著高于空白组（P<0.05）。这可能是因为发芽糙米匀浆中含有未被分解的淀粉，在淀粉糊化过程中，淀粉颗粒吸水膨胀，使持水性提高[27]，这一特性对于鱼糜凝胶制品的质地和口感调整具有积极的影响。
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图 2 发芽糙米匀浆对带鱼鱼糜水分状态分布和持水性的影响注：T21、T22和T23分别表示结合水、不易流动水和自由水，P21、P22和P23分别表示结合水、不易流动水和自由水的含量。Figure 2. Effects of germinated brown rice slurry on water distribution and water holding capacity of hairtail surimiNote: T21、T22 and T23 represent bound water, immobilized water, and free water, respectively, while P21、P22 and P23 represent the contents of bound water, immobilized water, and free water, respectively.T2弛豫时间可以直接反映水的流动性，与鱼糜的WHC值密切相关。其中，T21（0.1～10 ms）代表与蛋白质官能团紧密结合的结合水；T22（10～100 ms）代表鱼糜凝胶结构内的固定化水，被认为是凝胶网络结构中的主要水成分；T23（100～
1000 ms）的弛豫时间最长，代表被困在鱼糜凝胶孔隙中的自由水[27]。本试验鱼糜凝胶的T2弛豫曲线如图2a所示，弛豫时间T2所对应的峰面积比例差异见图2b，其中P21、P22、P23分别代表各弛豫时间所对应的峰面积比例，分别表示不同状态的水分含量。由图可知，糙米添加组鱼糜凝胶中的T21、T22和T23有一定差异。与空白组相比糙米添加组的结合水部分出现2个峰，分别记作T21a和T21b，一般来讲，T21a（0.1～2 ms）表示与蛋白质等大分子表面的极性基团以氢键相结合的单层水，T21b（2～10 ms）被认为是能够通过与蛋白质中的酰胺基、淀粉维生素中的羟基形成键能较小的氢键的那部分水，与单分子层相比，其结合强度较低[28]；糙米添加组固定化水含量大于空白组，说明添加发芽糙米可以提高固定化水的含量；而糙米添加组自由水含量则小于空白组，该部分水与鱼糜结合程度最低，流动性最大，离心时易损失，自由水含量较高时，鱼糜凝胶的持水能力较小、持水性差[29]，即糙米添加组持水性高于空白组，与上述结果一致。综上，添加发芽糙米匀浆可以促进水与鱼糜凝胶的结合程度。2.4 添加发芽糙米匀浆对带鱼鱼糜挥发性风味物质的影响
对鱼糜凝胶中挥发性风味物质进行GC-MS检测。图3是各挥发性风味物质相对含量。空白组和糙米添加组中分别检测出18、20种风味物质。在空白组中，共检出5种醛类化合物、4种烷烃类化合物、4种酮类化合物、3种醇类化合物、2种其他化合物。醛类占挥发性物质总量的20.28%，烃类占41.97%，酮类占12.56%，醇类占6.07%，其他类占19.12%。糙米添加组共检测出7种醛类化合物、4种烷烃类化合物、3种酯类化合物、2种酮类化合物、1种醇类化合物、3种其他化合物。醛类占挥发性物质总量的37.64%，烃类占16.79%，酯类占2.42%，酮类占22.94%，醇类占10.46%，其他类占9.75%。
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图 3 发芽糙米匀浆对鱼糜风味物质及其含量的影响Figure 3. Influence of germinated brown rice slurry on the flavor substance and percentage of volatile flavor substance在空白组与糙米添加组中各检测出4种烷烃类物质，分别占总挥发性物质的41.97%、16.79%。在空白组中，烷烃类化合物的相对含量最高，其中支链物质较多，如2-甲基己烷（29.55%）、3-甲基庚烷（9.19%）、3-甲基己烷（1.66%）和4-甲基-十二烷（1.57%），这类化合物可以产生类似水果、花香、香料等多种香气；在糙米添加组中，烷烃类化合物多为碳原子数12~19的直链烃，如十七烷含量（13.88%）、十二烷（1.62%）、十三烷（0.88%）和十九烷（0.41%），这类化合物基本无味且普遍阈值较大，对鱼糜风味贡献较小[30]。
张培茵等[31]采用低温等离子体处理糙米原料和糙米饭，利用GC-IMS技术从中识别出7类55种挥发性风味物质（包括醛类、醇类、酮类、酯类、萜类、酸类和其他类），主要以醛类、酮类为主。研究表明，醛类是稻米的主要风味物质贡献者，主要由脂肪氧化降解及脱羧产生，阈值较低，低浓度下有一定的青草和水果香气[31]。在空白组与糙米添加组中分别检测出4、7种醛类化合物，分别占总挥发性物质的20.28%、37.64%。在空白组中，壬醛含量最高（11.63%），该物质通常表现为油腥味[32]。在糙米添加组中，己醛含量最高（17.17%），该物质通常呈现出青草味和甜香味等[33]，赋予鱼糜凝胶特殊的风味。
酮类是碳基化合物，阈值较低，可产生浓郁的香味，主要来源于不饱和脂肪酸的氧化降解，以及醇类化合物的氧化或酯类化合物的降解[25]。空白组与糙米添加组中分别检测出4种和2种酮类化合物，分别占总挥发性物质的12.56%和22.94%。酮类物质主要提供花果香气和草本香气[34]。糙米添加组酮类物质明显增多，这与发芽糙米匀浆的加入密切相关，可以使产品获得独特的清香味。
醇类一般来源于脂肪酸的二级氢过氧化物的降解或由羰基化合物还原生成[35]，一般产生较为柔和的气味，有类似水果或植物的香气[36]。在空白组中共检测出3种醇类物质，它们分别为3,3-二甲基-2-戊醇、5-乙基-2-庚醇和2,2-二甲基-1-辛醇，占总挥发性物质的6.07%，在糙米添加组中仅检测出环庚醇一种醇类物质，占总挥发性物质的10.46%，所以糙米添加组的类似水果味或植物的香气较空白组更加浓郁。有研究发现酯类物质具有水果的香味[37]，空白组中未检测出酯类物质，糙米添加组中检测出3种酯类物质，占总挥发性物质的2.42%，分别为己酸壬己酯（1.14%）、2-葵内酯（0.84%）、油酸葵酯（0.44%），该3种物质会为食品增添一种水果或甜味的香气，使产品风味更加丰富。
2.5 发芽糙米匀浆对带鱼鱼糜蛋白二级结构的影响
蛋白质二级结构主要包括α-螺旋、β-折叠、β-转角以及无规则卷曲等结构。采用拉曼光谱扫描法进行蛋白二级结构分析，通过在500 ~
2500 cm−1范围内进行拉曼光谱扫描进而得出特征带，其中酰胺I带（1700 ~1600 cm−1）通常用于提取蛋白质二级结构的信息，它主要代表酰胺基团的C-O拉伸振动，以及N-H的平面内弯曲和C-N键的拉伸[38]。由酰胺I带光谱图计算得到的蛋白质二级结构的定量信息如图4所示。经计算，空白组和糙米添加组的α-螺旋含量分别为47.12%±1.09%和52.74%±1.65%，显著性分析结果表明，糙米添加组的α-螺旋含量显著高于空白组（P<0.05）；β-折叠含量分别为25.67%±0.84%和20.99%±0.65%，糙米添加组的β-折叠含量极显著低于空白组（P<0.01）；β-转角含量分别为16.46%±0.17%和15.92%±0.84%，无规则将卷曲含量分别为10.77%±0.07%和10.43%±0.11%，两者差异均不显著。有研究发现，鱼糜凝胶强度与β-折叠、β-转角和无规则卷曲之间存在正相关关系，但与α-螺旋呈负相关[39]。LIANG等[39]发现，高含量的β-折叠和低含量α-螺旋能维持鱼糜较好的凝胶特性。本试验中，鱼糜凝胶的α-螺旋含量显著增加（P<0.05），β-折叠含量显著降低（P<0.05）。所以，通过添加发芽糙米匀浆可以降低鱼糜凝胶的凝胶强度，符合食品软化的思路。![]()
图 4 添加发芽糙米匀浆对带鱼鱼糜蛋白二级结构的影响Figure 4. Effects of germinated brown rice slurry on secondary structure of hairtail surimi2.6 发芽糙米匀浆对带鱼鱼糜微观结构的影响
鱼糜凝胶的微观结构是反映鱼糜凝胶性能关键指标之一，鱼糜制品的微观结构决定其品质。通常，致密均匀的凝胶三维网络结构与蛋白质分子的有序聚集有关，肌原纤维蛋白加热后，蛋白分子展开，之后重新聚集形成稳定的三维网络结构[40]。如图5所示为空白组与糙米添加组的鱼糜凝胶在放大倍数10 000的扫描电镜图。如图所示，空白组鱼糜凝胶表面光滑平整，孔洞数量较少，孔径较小，凝胶网络结构较为致密，整体分布较均匀；糙米添加组鱼糜凝胶表面粗糙，孔洞较多且孔径较大，网络结构相对较粗糙、疏松。说明添加发芽糙米匀浆不利于凝胶网络结构的形成，与上述凝胶强度、质构等结果趋势一致，有助于软质食品的形成。
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图 5 发芽糙米匀浆对带鱼鱼糜微观结构的影响Figure 5. Effects of germinated brown rice slurry on the microstructure of hairtail surimi.2.7 发芽糙米匀浆对带鱼鱼糜IDDSI等级的影响
随着勺子倾斜程度的增加不会发生明显的流动现象，当勺子完全垂直于水平面的时候，空白组与糙米添加组食团均掉落，但空白组勺面有较多残留，糙米添加组的残留较少。经勺子剪切试验测定，用勺子边缘可以轻松切开凝胶。勺子按压测试结果则表明，将高约1 cm的鱼糜凝胶用勺子按压，压碎鱼糜凝胶时拇指出现白色，且凝胶不能恢复原状。最终该鱼糜制品IDDSI等级认定结果为：空白组鱼糜为6级，糙米添加组鱼糜为5级。
2.8 发芽糙米匀浆对带鱼鱼糜消化特性的影响
经过胃蛋白酶消化之后，空白组OD280为1.39 ± 0.04，糙米添加组的OD280为1.51±0.01，显著性分析结果表明，糙米添加组的胃蛋白酶消化率（OD280）极显著高于空白组（P<0.01）。有研究表明，糙米中存在葡萄糖，而葡萄糖的加入会改变蛋白质的二级结构，使得胃蛋白酶更容易接触酶切位点，这就导致添加发芽糙米匀浆会使鱼糜凝胶更容易被胃蛋白酶消化[41]。用胃液、肠液依次处理带鱼鱼糜凝胶模拟体内消化过程。依次经过胃液、肠液消化之后，空白组的消化率为50.07%±2.77%，糙米添加组的消化率为60.70%±1.58%，极显著高于空白组（P<0.01）。这表明通过添加发芽糙米匀浆可以提高人体肠胃对鱼糜凝胶的消化率，这与上述胃蛋白酶消化结果趋势一致。
3. 结 论
1）通过测定凝胶强度和全质构分析，发芽糙米匀浆的加入导致带鱼鱼糜的凝胶强度（从649.91 g·mm降低到480.93 g·mm）、硬度（从585.63 N降低到399.87 N）、胶着度（从81.14 N降低到50.16 N）、咀嚼性（从30.14 N降低到18.31 N）显著降低（P<0.05）。
2）低场核磁共振与离心损失结果显示，发芽糙米匀浆将带鱼鱼糜凝胶的持水性从77.92%显著提高到81.92%（P<0.05），且促进了鱼糜凝胶与水的结合能力。
3）扫描电镜、拉曼光谱以及IDDSI结果分析显示，糙米添加组的鱼糜凝胶网络结构更加疏松；且鱼糜凝胶中肌原纤维蛋白的α-螺旋结构含量从47.12%显著增加到52.74%（ P <0.05），β-折叠结构含量从25.67%显著降低到20.99%（P<0.05），β-转角和无规则卷曲含量变化不显著（P>0.05），空白组鱼糜为6级，糙米添加组鱼糜为5级；
4）挥发性风味物质分析结果表明，糙米添加组中呈现清香味的物质如己醛、十一酮等物质较空白组高，赋予鱼糜凝胶产品独特的清香风味；
5）消化特性结果显示，糙米添加组的胃蛋白酶消化率和体外模拟消化率均显著高于空白组，且糙米添加组的体外模拟消化率从50.07%显著提高到60.70%（P<0.05）。
综上，添加发芽糙米匀浆通过改变鱼糜凝胶的凝胶强度、质构、持水性、微观结构等达到软化鱼糜凝胶的作用，且能赋予鱼糜凝胶独特风味。本文有助于揭示发芽谷物与肌原纤维蛋白之间的相互作用关系，从而为老年软质食品的开发提供理论指导。
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图 1 发芽糙米匀浆对带鱼鱼糜流变学特性的影响
Figure 1. Effects of germinated brown rice slurry on rheological properties of hairtail surimi
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图 2 发芽糙米匀浆对带鱼鱼糜水分状态分布和持水性的影响
注：T21、T22和T23分别表示结合水、不易流动水和自由水，P21、P22和P23分别表示结合水、不易流动水和自由水的含量。
Figure 2. Effects of germinated brown rice slurry on water distribution and water holding capacity of hairtail surimi
Note: T21、T22 and T23 represent bound water, immobilized water, and free water, respectively, while P21、P22 and P23 represent the contents of bound water, immobilized water, and free water, respectively.
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图 3 发芽糙米匀浆对鱼糜风味物质及其含量的影响
Figure 3. Influence of germinated brown rice slurry on the flavor substance and percentage of volatile flavor substance
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图 4 添加发芽糙米匀浆对带鱼鱼糜蛋白二级结构的影响
Figure 4. Effects of germinated brown rice slurry on secondary structure of hairtail surimi
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图 5 发芽糙米匀浆对带鱼鱼糜微观结构的影响
Figure 5. Effects of germinated brown rice slurry on the microstructure of hairtail surimi.
表 1 发芽糙米匀浆对带鱼鱼糜凝胶强度、全质构和色差的影响
Table 1 Effects of germinated brown rice slurry on the gel strength, texture profile, and whiteness of hairtail surimi
指标
Index空白组
Control group糙米添加组
Brown rice added group凝胶强度
Gel strength (g·mm)649.91±64.35 480.93±98.84* 全质构
Texture profile
analysis硬度/N 585.63±61.35 399.87±51.23** 弹性 0.37±0.05 0.37±0.05 黏聚性 0.14±0.01 0.13±0.01 胶着度/N 81.14±10.23 50.16±7.13** 咀嚼度/N 30.14±5.00 18.31±3.97** 回复性 0.03±0.00 0.03±0.00 色差
Color deviation亮度值L* 70.59±1.54 71.56±0.57 红绿值a* −0.35±0.06 −0.43±0.02* 黄蓝值 b *8.34±0.25 8.72±0.29* 白度 69.42±1.42 70.25±0.61 注：*表示差异显著（P<0.05）；**表示差异极显著（P<0.01）。 Note: * indicates significant difference (P<0.05); ** indicates extremely significant difference (P<0.01). 
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