高溫蒸煮對鳙魚塊肌間小刺軟化效果和質構品質的影響*

毛文星，許學勤，許艷順，姜啟興，夏文水

(江南大學食品學院，江蘇 無錫，214122)

鳙魚(Aristichthysnobilis)又名胖頭魚、花鰱、黑鰱、鰱鳙，主要分布于長江流域下游和珠江地區，東北、華北也有養殖，是我國主要的淡水經濟魚類之一［1］。據2013年《中國漁業統計年鑒》顯示，2012年鳙魚養殖產量達285.14萬 t［2］，僅次于青魚、草魚和鰱魚。目前鳙魚主要是以鮮銷為主，加工比率僅10%左右，迫切需要開發鳙魚系列加工產品［3］。受傳統消費習慣的影響，人們偏愛食用鳙魚頭部，而去除魚頭的魚段部分商品價值較低。目前對于去頭后魚段的加工產品開發主要有魚蛋白粉、魚糜和濃縮魚湯等少量產品［4-6］，而且這些產品多處于研發階段，產業化程度還比較低。近年來，人們也有以淡水魚段為原料，研究采用各種工藝開發魚干制品，但研究內容多側重在腌制、脫水和殺菌安全性方面，如孫洋［7］從腌制脫腥、熱風和油炸脫水、殺菌等工藝，對半干鰱魚片的加工工藝進行了研究;湯鳳雨［8］對糖醋鯉魚加工過程中的脫腥工藝、油炸工藝和殺菌工藝等進行了研究。

鳙魚肉肌間小刺多是影響其魚段加工利用的一大原因。已有產品所用的加工技術，均會受到淡水魚魚肉多肌間小刺特點的影響。傳統罐頭魚采用高溫蒸煮，但由于沒有經過適當的脫水預處理，因而熱處理時間不能過長，只能滿足微生物學安全性要求，否則會使魚肉質地潰爛，影響消費者接受性，這種熱處理強度不能使魚肉肌間小刺得到有效軟化。風味休閑魚干制品技術，雖然可以實現魚刺酥化目的，但一般采用高溫油炸工藝，使產品帶有過多脂肪，并且影響魚肉形態。報道的鲇魚肉中魚骨高溫蒸煮軟化的技術［9］，沒有經過脫水干燥處理，因而會使淡水魚肉質軟爛，不能實現既使魚骨軟化又能保持魚肉形體完整的效果，此外，這種技術采用蒸汽蒸煮，因而必須在包裝條件下才能進行處理，而多刺的魚肉往往會使袋子刺破，也制約了它的適用范圍。如能通過適當處理，使這種影響消費者接受性的因素消失或者弱化，可以提高這種淡水魚加工產品的消費者接受性。為此，本研究擬以多肌間小刺的鳙魚段為對象，通過鹽漬及熱風干燥適當脫水，然后進行高溫蒸煮達到有效軟化肌間小刺目的，并重點考察了水分含量和鹽分含量2個因素的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鳙魚，體重2.5～3.0 kg/條，購于無錫市濱湖區華潤萬家超市，宰殺、去鱗、去內臟，備用。

精制食用鹽(NaCl≥99.1 g/100 g)，K2CrO4，Ag-NO3等常用化學試劑均為分析純，上?；瘜W試劑公司。

1.2 儀器與設備

101-3-BS電熱恒溫鼓風干燥箱，上海躍進醫療器械廠;精密電子天平，梅特勒-托利多儀器(上海)有限;D Z-400/S D Z-500/S小型食品包裝機，南通菲絲特機械制造有限公司;全自動殺菌鍋(雙罐式)，溫州市龍強輕工機械有限公司;TA-XT2i質構儀，英國STABLE MICRO;Q 2000差示掃描量熱儀，美國TA公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 工藝流程

鳙魚段→預處理→鹽漬脫水→熱風干燥→真空包裝→高溫蒸煮

1.3.2 操作要點

預處理:鳙魚段清洗后，選取含肌間小刺較多的背肉進行整理，切為4 cm×3 cm×1.5 cm的魚塊。

鹽漬脫水:在25℃室溫條件下，魚片置于4%食鹽鹽漬液中浸泡腌制。

熱風干燥:鹽漬預脫水魚塊置于熱風干燥箱內，在50℃條件干燥到一定水分含量。

真空包裝:干燥后的魚片，用高溫蒸煮袋真空包裝。

高溫蒸煮:真空包裝后的魚片，置于高壓殺菌鍋內，在不同的溫度、時間組合條件下進行高溫蒸煮實驗。

1.3.3 鹽漬曲線的繪制

在25℃室溫下，將事先處理好的魚塊，分別放入濃度為2%、4%、6%和8%的食鹽溶液中，分別鹽漬0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 和 3.0 h，取出，清水沖洗去除表面多余的鹽漬液，測定鹽含量，繪制鹽漬曲線，為制備不同鹽含量的魚塊提供參考依據。

1.3.4 鹽含量的測定

硝酸鹽滴定法(GB/T 12457-2008)［10］。

1.3.5 高溫蒸煮實驗

選取含肌間小刺較多的背肉進行切塊，得到初始水分含量為80%左右的魚塊，真空包裝，采用不同溫度，分別為120、125和130℃，不同時間，分別為20、25和30 min進行高溫蒸煮，對高溫蒸煮樣品的魚刺軟化程度和魚塊質構形態進行感官評價，以確定合適的熱處理強度條件。

1.3.6 水分含量對高溫蒸煮魚塊品質的影響

將魚塊置于質量分數為4%的食鹽鹽漬液中，根據鹽漬曲線通過控制腌制時間得到含鹽量為1.5%的魚塊，熱風干燥至水分含量為70%、60%、50%、40%和30%，然后真空包裝，高溫蒸煮，反壓冷卻后，進行感官評定和質構分析。

1.3.7 鹽含量對高溫蒸煮魚塊品質的影響

將魚塊置于質量分數為4%的食鹽鹽漬液中，根據鹽漬曲線通過控制腌制時間得到含鹽量分別為1.0%、1.5%、2.0%和2.5%的魚塊，并做空白對照組，熱風干燥至水分含量為50%，真空包裝，高溫蒸煮，反壓冷卻后，進行感官評定和質構分析。

1.3.8 響應面法優化高溫蒸煮實驗效果

基于以上高溫蒸煮和水分含量的單因素實驗結果，固定適當的鹽含量，根據Box-Bohnken實驗設計原理［11］，以高溫蒸煮溫度、時間和水分含量為實驗設計的3個因素，以產品總體感官評分為目標響應值，設計三因素三水平的復合因素實驗。借助Design-Expert 8.0.5軟件對實驗結果進行響應面擬合和分析［12］。實驗因素水平設計如表1所示。

表1 因素水平設計Table 1 Factors and levels of RSM analysis

1.3.9 魚刺DSC實驗方法

取出高溫蒸煮后魚塊中的肌間小魚刺，烘干表面的水分，用研缽研碎，運用差示掃描量熱儀(DSC)進行分析，并用未經高溫蒸煮處理的肌間小魚刺作為對照，樣品質量7～9 mg，放入DSC坩堝后，加蓋密封，并用空鋁坩堝作為參比，采用的溫度掃描范圍為30～130℃，升溫速率為10℃/min。

1.3.10 樣品感官評定方法

將樣品按照3位數隨機編號，并按照隨機的順序提供給每位感官評定人員。對樣品的某一特征指標，采用9分制進行評價，具體見表2。評定小組由20位(10男10女)經一定篩選的感官評定人員組成，評定人員年齡在20～40歲之間，統計評定結果［8］。取20人的平均值作為產品的感官得分，并根據相關標準進行數據統計分析。

表2 產品感官評分標準Table 2 The standard of sensory on Products

檢驗骨軟化程度的方法:用一只攝子夾住試樣一端，另一只鑷子夾住試樣另一端，用力壓折，觀察變形情況(分“易”“不易”“難”3種情況記錄)。觀察記錄:用壓折法檢驗骨變形易、難情況。

1.3.11 樣品質構實驗方法

采用TA-XT2i物性分析儀，參照文獻［13］選用的測定條件為:測試模式texture profile analysis(TPA);探頭:P/25;測前速度:1 mm/s;測試速度:1 mm/s;測后速度:1 mm/s;壓縮程度:50%;負重:10 g。

TPA測試也被稱為2次咀嚼模式測試，本研究選擇硬度、彈性和咀嚼性作為評價產品質構的指標［14］。

1.3.12 數據統計分析和繪圖

采用SPSS 18(statistical product and service solutions)數據分析軟件，進行差異顯著性分析。

采用Design-Expert 8.0.5對數據進行響應面優化處理。

采用Origin 8.0對數據進行繪圖。

2 結果與討論

2.1 食鹽濃度和鹽漬時間對魚塊含鹽量的影響

按照1.3.2方法進行鹽含量的測定，結果如圖1所示。

根據圖1，可以估算在各個鹽漬液濃度達到一定鹽含量所需要的時間，從而有效控制鹽含量。

2.2 高溫蒸煮條件對魚肉肌間小魚刺軟化和魚肉質地的影響

高溫蒸煮的目的在于既能使魚刺軟化，又使得魚塊保持完整的成型和較好的質地。徐錦等［15］在淡水魚川味休閑調味魚干加工工藝研究一文中和陳奇等［16］在風味鰱魚干的加工工藝一文中都提到了121℃高溫滅菌15 min，對魚干的骨刺軟化效果有一定影響，但并未深入研究;王陽光等［9］在高壓軟化青鲇整魚肉中骨刺的工藝研究一文中研究了不同溫度、時間對魚體骨軟化程度的影響，但沒有預先進行脫水處理，導致肉質疏松，韌性不足。

圖1 不同鹽漬液濃度對魚塊鹽含量的影響Fig.1 Effect of the salting concentration on the content of fillets salt

表3所示為不同處理條件對高溫蒸煮后魚肉的小刺軟化程度和魚塊質地的影響。由表3可見，魚刺軟化程度隨著蒸煮溫度的升高和蒸煮時間的延長而提高，但魚塊的質地也同時隨蒸煮溫度的提高和蒸煮時間的延長而趨于軟爛，出現魚塊成型差的問題。從魚刺軟化角度看，選擇一定溫度下適當的蒸煮時間，就可以達到預期的目的。而魚肉軟爛問題，經過分析認為，與試樣魚塊含大量水分有一定關系，隨后的實驗擬對魚塊進行適當脫水預處理，以期在使魚刺軟化的同時，還能保持魚塊的成型完整性和較好的質地。高溫處理強度取決于溫度和時間的組合，因此，根據實驗結果擬選取能使魚刺軟化的125℃、25 min高溫處理強度作為固定條件進行后續實驗。

表3 蒸煮溫度和時間對魚刺軟化效果的影響Table 3 Effect of high-temperature cooking temperature and time on the fillets

為了進一步考察高溫蒸煮對處理的魚肉肌間小刺的效果，用經125℃、25 min條件高溫蒸煮的魚刺與未經高溫蒸煮處理的魚刺進行了DSC對比分析，結果如圖2所示。

圖2 對照和樣品熱流量對比圖Fig.2 The comparison figure of heat flow on control and sample

由圖2可知，未經高溫蒸煮處理的魚肉肌間小刺在30～75℃存在一個吸熱的變性負峰，并在52.74℃處出現峰極值，此溫度范圍也是一般膠原蛋白的熱變性溫度。而經高溫蒸煮處理的魚肉肌間小刺在整個掃描溫度區間一直未出現變性吸收峰，可以假定高溫蒸煮處理已經使得膠原蛋白變性，是這種熱處理魚刺軟化效應的一種現象解釋。

2.3 水分含量對高溫蒸煮后鳙魚塊品質的影響

2.3.1 水分含量對高溫蒸煮后魚塊感官品質的影響

不同水分含量魚塊經高溫蒸煮后的魚刺軟化程度和形態結果如表4所示。由表4可見，無論是高水分含量還是低水分含量的樣品，經實驗所取的條件高溫處理，其魚刺均已得到有效軟化，但不同水分含量對魚塊成型率卻有明顯影響。表4還說明，水分含量為60%以上的樣品，質地軟爛，表面潮濕，高溫蒸煮后成型稍差，嚼勁差，感官品質較低;而水分過低(如水分含量為30%)的樣品，由于干燥已經使其失去了魚肉原有的質構感，變得堅硬，且外形收縮較為嚴重，因此，感官接受性自然較差。而水分含量處于中等水平的2個試樣，即40%和50%水分含量的樣品經高溫蒸煮，在使魚刺得到軟化的同時，仍然有較好的質構形態，因此感官接受性較好。

表4 產品最終水分含量對產品品質的影響Table 4 Effect of final moisture content on the quality of products

2.3.2 水分含量對高溫蒸煮后魚塊質構的影響

上述感官試驗表明，水分含量對高溫蒸煮后魚塊的質構，有較為顯著的影響。為進一步考察這種影響行為，對同批樣品安排了一組質構分析試驗。圖3～圖5分別為水分含量對高溫蒸煮后魚塊的硬度、彈性和咀嚼性的具體影響情況。

圖3 水分含量對產品硬度的影響Fig.3 Effect of moisture content on the hardness of the products

從圖3可以看出，魚塊的硬度，隨產品水分含量的升高而下降。魚塊在受熱時，質構變硬可能是因為，肌肉中原纖維蛋白(包括肌球蛋白與肌動球蛋白)的熱收縮性，肌漿蛋白的滲出并熱凝聚，肌纖維結構逐漸致密，導致魚體質構變硬［14，17］。魚塊脫水越多，說明其蛋白受熱變性越厲害，其硬度就越大。

從圖4可以看出，魚塊的彈性，隨水分含量的升高，先上升后下降。魚塊的彈性在水分含量為40%時，達到最大。梅燦輝研究結果顯示，梅魚殺菌后的彈性值也是隨水分含量的降低先升高后下降，在水分含量為48%時彈性達到最大［18］，與本試驗的40%較為接近。這可能是因為在水分含量為30%時，魚片水分含量相對較少，肌纖維結構逐漸致密，結締組織被破壞，彈性下降;水分含量在60%時，魚塊高溫蒸煮受熱后，由于水分含量相對高，魚體變軟，彈性也會降低。

從圖5可以看出，魚塊的咀嚼性也隨水分含量增加出現先升高后下降的趨勢，在40%水分含量時，達到最大值。

圖4 水分含量對產品彈性的影響Fig.4 Effect of moisture content on the springiness of the products

圖5 水分含量對產品咀嚼性的影響Fig.5 Effect of moisture content on the chewiness of the products

由以上結果可知，水分含量為40% ～50%的產品總體質構較好。

2.4 鹽含量對高溫蒸煮后鳙魚塊品質的影響

2.4.1 鹽含量對高溫蒸煮后魚塊感官品質的影響

理論上魚塊可以直接用熱風干燥到不同的含水程度，但實驗發現，在適合于魚塊干燥的溫度條件下，長時間干燥魚塊會出現變質現象。因此，實驗利用滲透原理先對魚塊進行鹽漬預脫水處理，以提高其在熱風干燥過程中的穩定性。2.3試驗部分的魚塊試樣是在固定鹽腌至含鹽1.5%條件下再熱風干燥得到的，試驗固然反映了水分含量對魚塊蒸煮條件下的影響，但同時也應看到，由于干燥程度不同，試樣的鹽含量是不一樣的。因此，為了考察鹽含量的影響，安排了一組考察鹽含量對高溫蒸煮軟化魚剌效果影響的試驗。

不同鹽含量魚塊干燥到相同水分含量，再經過高溫蒸煮后的感官評價如表5所示。由表5可見，鹽含量對高溫蒸煮后魚刺軟化效果和魚塊形態影響并不顯著，因此，也反映出上述2.3試驗部分結果分析的可靠性。從表5的結果總體上看，鹽含量在1.5%和2.0%的感官得分相對較高，這2個鹽含量下的魚塊中小魚刺完全軟化，魚塊形態也較好，具體表現為魚刺易咀嚼，易斷裂;魚塊形態完整，成型好，無裂紋。

表5 鹽含量對產品感官品質的影響Table 5 Effect of salt content on the sensory quality of the products

2.4.2 鹽含量對魚塊高溫蒸煮后質構的影響

圖6～圖8所示分別為鹽含量對高溫蒸煮后魚塊的硬度、彈性和咀嚼性的影響情形?？梢婝}含量對高溫蒸煮后魚塊的質構也有一定影響，但不十分顯著。從圖6可以看出，魚塊的硬度，隨著鹽含量的上升，先上升后下降再上升，在鹽含量為1.0%時，達到最高值;從圖7以看出，魚塊的彈性隨鹽含量增加，出現先下降后上升再下降的情形，在鹽含量為1.5%時，彈性值達到最高值。從圖8可以看出，魚塊的咀嚼性隨著鹽含量的上升，先上升后下降再上升，在鹽含量為1.0%時，達到最高值。

圖6 鹽含量對產品硬度的影響Fig.6 Effect of salt content on the hardness of the products

結合感官評定結果，認為選擇鹽含量為1.5%左右較適宜。

圖7 鹽含量對產品彈性的影響Fig.7 Effect of salt content on the springiness of the products

圖8 鹽含量對產品咀嚼性的影響Fig.8 Effect of salt content on the chewiness of the products

2.5 響應面結果分析

2.5.1 方差分析

對感官得分數據進行方差分析和多項回歸擬合，所得二次多項式回歸方程:

T2=+9.86+0.54×A+0.24×B-0.37×C+0.057×AB-0.19×AC-0.21×BC-1.24×A2-0.88×B2-1.12×C2

表6 感官得分回歸模型及因素的方程分析Table 6 Variance analysis of sensory score regress model and factor

由表6可知，失擬項不顯著(P=0.088 3＞0.05)，而模型的P值＜0.000 1，表明模型高度顯著。因素一次項A/二次項A2、B2、C2對結果影響高度顯著(P＜0.000 1)，一次項C對結果影響顯著(P＜0.05);確定系數R2=0.855 1，調整確定系數，說明此模型能夠反映97.40%響應值的變化，實驗誤差小，模型擬合程度良好，可用于對魚塊高溫蒸煮后總體感官品質的分析和預測。

2.5.2 等高線和響應面分析

根據回歸模型得出的等高線和響應曲面圖，如圖9～圖11所示。通過軟件對得到的實驗回歸方程進行分析處理，得到既能軟化小魚刺又能保證良好質構品質的最佳工藝條件為:溫度126.19℃、時間25.83 min、水分含量47.98%，此時感官得分最佳為9.98分。

圖9 高溫蒸煮溫度和時間對感官評分的影響Fig.9 Effect of high-temperature cooking temperature and time on the sensory score

圖10 高溫蒸煮溫度和水分含量對感官評分的影響Fig.10 Effect of high-temperature cooking temperature and moisture content on the sensory score

圖11 高溫蒸煮時間和水分含量對感官評分的影響Fig.11 Effect of high-temperature cooking time and moisture content on the sensory score

2.5.3 驗證試驗

為了驗證響應面模型的可靠性，在以上得到的優化工藝參數下，并考慮到實際情況，選擇溫度126℃、時間26 min、水分含量48%的條件，重復3次試驗，得到的感官得分為9.89分，與理論預測值基本吻合，證明采用響應面分析法優化得到的工藝條件參數準確可靠，具有實用價值。

3 結論

利用一定程度的高溫蒸煮處理可使鳙魚肌間小刺得到有效軟化，但如果魚肉水分含量過高會導致魚肉軟爛現象，造成成型差的問題，將魚塊最終水分含量控制在40% ～50%內，既可達到魚刺軟化，又能保持魚肉較好的質構品質。魚肉鹽含量對高溫蒸煮后魚塊質構品質影響不顯著。以感官得分為評定指標，利用響應面優化得到的最佳參數結果為高溫蒸煮溫度126℃、處理時間26 min、水分含量48%。

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