Improvement of quality and surimi gel properties by natural functional ingredients

Abstract

This study investigates the effects of calcium oxide (CaO) derived from eggshells and varying concentrations of sulfhydryl group extract from Paederia linearis Hook.f roots (0–10 µmol/100g) on the physicochemical properties of Channa micropeltes surimi gel. The results demonstrate that the addition of CaO at 6 µmol/100g significantly enhanced gel properties, with gel strength increasing by 48.2%, breaking force increasing by 26%, and deformation improving by 18%, compared to the control group (p < 0.05). Additionally, water-holding capacity increased by 9.76%. Rheological analysis revealed significant increases in both the storage modulus (G′) and loss modulus (G′′), suggesting enhanced gel elasticity and viscosity during heating. Scanning electron microscopy (SEM) images exhibited a uniform, dense gel structure with small pores at the optimal CaO concentration. SDS-PAGE analysis confirmed that CaO activated transglutaminase (TGase) activity, which facilitated cross-linking between myosin heavy chain (MHC) and disulfide bonds. Regarding the sulfhydryl group extract from Paederia linearis Hook.f roots, the optimal concentration of 8 µmol/100g significantly improved gel properties, with gel strength increasing by 82.88%, breaking force increasing by 34.27%, and deformation increasing by 36.25%. Additionally, water-holding capacity increased by 33.46%, and sulfhydryl group content decreased by 5.51 µmol/g. This effect was attributed to the promotion of myosin protein cross-linking, through disulfide formation resulting in stronger, more elastic gels. SEM analysis revealed a uniformly distributed small-pore structure, while SDS-PAGE analysis showed that sulfhydryl groups enhanced TGase activity, facilitating cross-linking between MHC and actin, and promoting the formation of disulfide bonds during heating. As a result, the surimi gel exhibited improved gel strength and enhanced textural properties.

การศึกษาผลกระทบของการเติมแคลเซียมออกไซด์ (CaO) ที่ได้จากเปลือกไข่และสารสกัดหมู่ซัลฟ์ไฮดริลจากรากกระพังโหม (Paederia linearis Hook.f) ความเข้มข้นต่างกัน (0–10 µmol/100g) ต่อคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของเจลจากซูริมิ Channa micropeltes ผลการศึกษาพบว่า การเติม CaO ที่ความเข้มข้น 6 µmol/100g ส่งผลให้คุณสมบัติของเจลดีขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ โดยความแข็งแรงเจลเพิ่มขึ้นร้อยละ 48.2 ความต้านทานการแตกหักเพิ่มขึ้นร้อยละ 26 และการยืดตัวเพิ่มขึ้นร้อยละ 18 เมื่อเทียบกับกลุ่มควบคุม (p < 0.05) นอกจากนี้ความสามารถในการกักเก็บน้ำเพิ่มขึ้นร้อยละ 9.76 การวิเคราะห์สมบัติการไหล (Rheology Properties) พบว่า ค่ามอดูลัสเก็บพลังงาน (G′) และมอดูลัสสูญเสียพลังงาน (G′′) เพิ่มขึ้น ซึ่งบ่งชี้ถึงความยืดหยุ่นและความหนืดที่เพิ่มขึ้นของเจลในระหว่างกระบวนการให้ความร้อนภาพจากกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (SEM) แสดงให้เห็นโครงสร้างเจลที่มีความเรียบเนียนและหนาแน่นพร้อมรูขนาดเล็กที่ความเข้มข้นที่เหมาะสมของ CaO การวิเคราะห์ SDS-PAGE ยืนยันว่า CaO กระตุ้นการทำงานของเอนไซม์ทรานส์กลูตามิเนส (TGase) ช่วยในการเชื่อมโยงระหว่างโซ่หนักของไมโอซิน (MHC) และพันธะไดซัลไฟด์ ผลการศึกษาสำหรับสารสกัดหมู่ซัลฟ์ไฮดริลจากรากกระพังโหม พบว่า ความเข้มข้นที่เหมาะสมที่ 8 µmol/100g สามารถปรับปรุงคุณสมบัติของเจลอย่างมีนัยสำคัญโดย ความต้านทานการแตกหัก การยืดตัวและความแข็งของเจลเพิ่มขึ้นร้อยละ 34.27, 36.25 และ 82.88 ตามลำดับและความสามารถในการกักเก็บน้ำเพิ่มขึ้นร้อยละ 33.46 และสามารถลดปริมาณโปรตีนหมู่ซัลฟ์ไฮดริลได้ 5.51 µmol/g ซึ่งผลกระทบอธิบายได้ว่าการส่งเสริมการเชื่อมโยงโปรตีนไมโอซิน ผ่านกระบวนการเกิดพันธะไดซัลไฟด์ทำให้เจลมีความแข็งแรงและยืดหยุ่นเพิ่มขึ้น ภาพโครงสร้าง SEM แสดงถึงการกระจายอย่างสม่ำเสมอและมีรูขนาดเล็ก ในขณะที่การวิเคราะห์ SDS-PAGE แสดงให้เห็นว่าหมู่ซัลฟ์ไฮดริลช่วยเพิ่มกิจกรรมของ TGase ส่งเสริมการเชื่อมโยงระหว่างโซ่หนักของไมโอซิน (MHC) และแอกติน ส่งเสริมการสร้างพันธะไดซัลไฟด์ที่เพิ่มขึ้นระหว่างกระบวนการให้ความร้อนซึ่งส่งผลให้เนื้อเจลมีความแข็งแรงและเนื้อสัมผัสเพิ่มขึ้น