全球鱼类加工每年将产生超过2千万吨的加工副产物,其中鱼骨是鱼片和鱼糜等水产制品加工过程中产生的主要固态副产物,占到加工原料鱼体总重量的8-10%。鱼骨富含钙等矿物质元素,是一种优良和低价的天然钙源。但是,绝大部分的鱼骨被作为加工饲料的原料,其经济价值低。目前,以鱼骨为原料加工微米鱼骨粉和鱼骨泥等功能性产品的报道已经很多,而对纳米鱼骨及其相关产品的报道还非常少。本课题以鱼骨为原料,采用干法和湿法球磨方法制备纳米鱼骨,对制备的纳米鱼骨进行特性表征;研究添加纳米鱼骨对不同鱼种的鱼糜胶凝特性的影响;探究纳米鱼骨对鱼肉蛋白胶凝的影响机制,以期为应用纳米鱼骨到鱼糜制品中奠定理论基础和提供实验参数。主要研究结果如下:1.采用干法球磨的方法制备纳米白鲢鱼骨粉,并采用LDS、SEM、FT-IR、EDS和ICP等方法对纳米鱼骨粉的特性进行了表征。结果表明,鱼骨粉的粒径和比表面积显著受到转速、球料比、磨球直径和球磨时间的影响(p<0.05)。纳米鱼骨的干法球磨制备的适宜工艺条件为:转速400 r/min、球料比4:1、磨球粒径2 mm和球磨时间2.5 h。在适宜工艺条件下,鱼骨粉的粒径处于0.113到14.5μm范围,其中占总体积40.64%的颗粒处于纳米范围内,平均粒径和比表面积分别为1.75μm和7.75 m2/g。SEM结果显示鱼骨颗粒在球磨后变小和均匀。灰分(63.71%)和蛋白质(20.52%)是纳米鱼骨粉的主要成分,总钙含量为236.90 mg/g。随着粒径的减小,钙离子在溶液中的释放度增加,鱼骨颗粒表面的钙含量降低(p<0.05),化学组成和化学结构不变。2.采用高能湿法球磨的方法制备纳米鱼骨,并对纳米鱼骨的粒度分布、微观形貌、元素组成、ZETA电位、钙离子浓度和化学键进行了分析。结果表明,纳米鱼骨的粒径显著受到磨球粒径、转速和填充率的影响。纳米鱼骨的湿法球磨加工的适宜条件为:磨球粒径0.5 mm、转速3000 r/min、填充率85%。在适宜的加工条件下,鱼骨粉颗粒在2 h内全部降低到纳米尺度范围内,球磨6 h后得到的纳米鱼骨颗粒的平均粒径为115.3 nm。TEM结果显示纳米鱼骨颗粒外形主要呈规则的多面体。FT-IR图谱表明湿法球磨对鱼骨颗粒化学结构变化的影响不显著。纳米鱼骨颗粒带负电荷,其ZETA电位的绝对值随着纳米鱼骨颗粒粒径的降低而增加(p<0.05)。纳米鱼骨颗粒中的钙元素比例在球磨后显著降低(p<0.05),而纳米鱼骨悬液中钙离子的浓度随着球磨时间的增加而增加(p<0.05),说明鱼骨颗粒中的钙在球磨过程中稳定地释放到悬液中。3.研究纳米鱼骨浓度(平均粒径280 nm,0、0.1、0.25、0.5、1和2%)对阿拉斯加狭鳕胶凝特性的影响。结果表明,鱼糜凝胶的破断力和破断距离随着纳米鱼骨的浓度从0%增加到1%而显著增加(p<0.05)。在动态流变图谱中,与LMM聚集相关的峰值温度和G′随着纳米鱼骨的浓度增加而增加。另外,添加1%纳米鱼骨的G′最高。TGase的活力随着纳米鱼骨中钙的含量增加而增加。MHC2和MHCXL的强度随着纳米鱼骨含量的增加而增加,说明在TGase和纳米鱼骨释放的钙离子共同作用下形成更多ε-(γ-谷氨酸)赖氨酸交联。4.研究纳米鱼骨(0、1、3、5和10 mg钙/g鱼糜)和加热速率(0.5、1、5、20和80 oC/min)对太平洋鳕鱼糜质构和流变特性的影响。结果表明,添加纳米鱼骨钙和降低加热速率显著(p<0.05)增加鱼糜的凝胶强度。纳米鱼骨钙显著(p<0.05)增强TGase的活力,最适的TGase的催化温度是30 oC。G′随着纳米鱼骨的含量增加而逐渐增加。在慢速加热条件下(1 oC/min),流变图中在35 oC和70oC左右显示两个峰。而采用快速加热(20 oC/min)的流变图没有出现峰。鱼糜凝胶的蛋白质模式受到纳米鱼骨和加热速率的影响,在慢速加热条件下MHC的强度随着纳米鱼骨含量的增加而降低,表明在纳米鱼骨钙和内源性TGase的作用下行成了ε-(γ-谷氨酸)赖氨酸异肽交联。5.研究了鱼骨粒度(22、0.48、0.30、0.18和0.12μm)对白鲢鱼糜胶凝特性的影响。结果表明,采用两段式加热(40 oC 1h/90 oC 30 min)鱼糜凝胶的破断力和破断距离随着随着鱼骨粒度的降低而显著增加(p<0.05)。而采用一段式加热的鱼糜凝胶的破断力和破断距离不受鱼骨粒度的影响(p>0.05)。扫描电镜结果表明,不添加鱼骨和添加纳米鱼骨的鱼糜凝胶形成连续的网络结构,而添加微米鱼骨的鱼糜凝胶的网络结构断裂。随着鱼骨粒度降低,鱼糜中钙离子含量增加,内源性TGase的活力增加,催化形成了更多MHCXL。6.比较研究了添加Ca Cl2、纳米鱼骨(NFB)、纳米羟基磷灰石(HAP)和胶原蛋白(CLG)对白鲢肌动球蛋白(AM)凝胶强度、化学键、微观结构和蛋白质二级结构的影响,以探究纳米鱼骨对鱼肉蛋白凝胶的影响机制。对照组、Ca Cl2组、NFB组、HAP组和HAP&CLG组混合液中钙离子的浓度分别是0.01,15.00、15.34、6.60和6.40 mmol/L。HAP和NFB的粒径分布相同。结果表明:NFB组的AM凝胶的破断力与Ca Cl2组的蛋白凝胶的破断力无显著性差异(p>0.05),但是显著高于空白组、HAP组和HAP&CLG组的AM破断力(p<0.05)。添加5组不同混合液的肌动球蛋白凝胶的疏水相互作用力、二硫键、微观结构和主要蛋白质二级结构均无显著性差异(p>0.05)。在SDS-PAGE图谱中,Ca Cl2组和NFB组MHC2条带的强度显著高于其它三组。以上结果证明NFB增强白鲢AM凝胶强度的主要机制是通过激活内源性TGase,促进肌球蛋白重链共价交联形成MHC2。