羅非魚與海水魚 制備混合魚糜的凝膠特性研究

何曉萌,黃 卉,李來好,3,*,楊賢慶,郝淑賢,魏 涯,吳燕燕

(1.中國水產科學研究院南海水產研究所,國家水產品加工技術研發中心,農業部水產品加工重點實驗室,廣東廣州 510300;2.上海海洋大學食品學院,上海 201306;3.廣東省漁業生態環境重點實驗室,廣東廣州 510300)

魚糜制品是以各種海水魚或淡水魚為原料,經過采肉、漂洗、擂潰、凝膠化等工序制成。其食用方便、味道鮮美、富含優質蛋白,符合現代人的消費習慣,而且易于實現工業化生產,越來越為市場接受和喜愛[1-2]。增強魚糜的凝膠特性,是提高魚糜制品品質的關鍵。已有研究表明,不同魚糜以合適的比例混合,對其凝膠特性具有協同增效作用[3-5],還能改善制品的色香味。凝膠特性主要由鹽溶性蛋白含量決定,海水魚鹽溶性蛋白含量較高,凝膠特性好于淡水魚,但其成本較高，并且隨著漁業資源的日益衰退,已有研究者提出[6-7]通過混合魚糜制品來降低成本,混合魚糜的市場將會不斷擴大。目前國內也有企業開始關注混合魚糜制品。

羅非魚是我國南方最主要的淡水養殖品種之一,隨著產量的不斷增長,逐漸成為全球關注的淡水養殖魚類[8]。但羅非魚加工產品形式單一,產品價值沒有得到充分開發。羅非魚具有采肉率高、肉質鮮美、彈性良好的特點,將羅非魚與海水魚混合制備魚糜制品,可以得到品質較好的產品,提高羅非魚的經濟價值。本文對五種產量較大的海水魚魚糜(海鱸魚、黃花魚、金鯧魚、紅三魚、馬鮫魚)和作為南海重點開發的鳶烏賊魚糜的凝膠特性(凝膠強度、白度、鹽溶性蛋白含量、巰基含量)進行測定,篩選出凝膠特性好的魚糜,將其與羅非魚魚糜混合,開發凝膠特性較強、風味好、成本低的羅非魚混合魚糜制品。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

羅非魚、海鱸魚、黃花魚、金鯧魚、紅三魚、馬鮫魚 廣州客村華潤萬家超市;鳶烏賊 捕撈于南海海域,-20 ℃凍藏保存;氯化鈉、氯化鉀、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉 分析純,廣州化學試劑廠;蛋白定量測試盒(考馬斯亮藍法)、巰基測定試劑盒(分光光度法) 南京建成生物工程研究所;大豆分離蛋白 華潤萬家超市。

Ultra Turrax T50均質機 德國IKA公司;Sigma-3K30高速冷凍離心機 德國SIGMA公司;HH-4數顯恒溫水浴鍋 常州澳華儀器有限公司;CT3質構儀 美國Brookfield公司;SC-80C型全自動色差儀 北京康光儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 魚糜加工工藝流程 預處理(取肉,去皮,斬剁為1 cm3肉塊)→漂洗(水洗2次,0.25%鹽洗1次,每次4 min,肉液比1∶3)→脫水(4000 r/min,15 min)→擂潰(空擂1 min后添加2%的食鹽擂1 min)→加入輔料(9%大豆分離蛋白)→灌入腸衣(直徑20 mm)→凝膠化(微波加熱,15 W/g功率強度60 s)→冷卻至4 ℃冷藏過夜→測定樣品凝膠特性

1.2.2 凝膠強度的測定 將制備好的樣品從4 ℃冰箱中取出,使溫度平衡至室溫,然后將其切成30 mm高的圓柱體,采用CT3型質構儀測凝膠強度。測定參數:壓縮模式測定魚糜凝膠的破斷強度(g)和凹陷深度(mm),其中破斷強度反映了魚糜凝膠的硬度,凹陷深度反映了魚糜凝膠的彈性[9-10]。選用直徑5 mm球形探頭壓縮樣品,測前速率,測后速率均為5.0 mm/s、測試速率1.0 mm/s、下壓位移15 mm、觸發值5 g、數據采集速率400 pps。每次實驗做3組平行,取平均值。

凝膠強度(g·mm)=破斷強度(g)×凹陷深度(mm)

1.2.3 白度值的測定 將樣品切成3 mm的薄片,采用SC-80C型全自動色差儀測定魚糜凝膠的白度,色差計用標準黑板和白板進行校正,記錄樣品的亮度(L*)值,其值從0到100變化,0表示黑色,100表示白色;紅/綠(a*)值表示從紅到綠的值,正值代表紅色程度,負值代表綠色程度;黃/藍(b*)值表示從黃到藍的值,正值表示黃色程度,負值表示藍色程度。每組樣品測6份平行。白度值的計算公式如下[11]:

白度值=100-[(100-L*)2+a*2+b*2]1/2

1.2.4 鹽溶性蛋白質的測定 取10 g樣品加6倍的A液(pH=7.5,0.1 mol/L KCl,20 mmol/L Tris-HCl緩沖液)和2倍的B液(1% Triton,pH=7.5,0.1 mol/L KCl,20 mmol/L Tris-HCl緩沖液),用IKA勻漿機勻漿(9600 r/min、30 s、5次),紗布過濾,除去結締組織。再用冷凍離心機離心(4 ℃、8000 r/min、15 min),去除上清液,將沉淀用8倍的A液混合均勻離心,重復3次。最后用A液將沉淀洗出,即得到鹽溶性蛋白溶液[12],用考馬斯亮藍法測定其濃度,為避免反復凍融,將其分裝于10 mL的離心管中,于-70 ℃超低溫冰箱中貯存。

1.2.5 巰基含量的測定 將上述得到的鹽溶性蛋白溶液濃度調整至4 mg/mL,取樣液5 mL,采用巰基測試盒測定其總-SH含量,實驗重復3次取平均值。巰基含量計算公式:-SH(mol/g)=A·D/(C·B),式中,A表示412 nm處的吸光度差值,D為稀釋倍數,B表示待測蛋白溶液的濃度(mg/mL),C表示分子吸光系數,值為13600 mol/(cm·L)。

1.2.6 混合魚糜實驗 篩選出凝膠特性最好的魚糜,將其按5%、10%、15%、20%、25%的比例與羅非魚混合,測定混合魚糜的凝膠特性。

1.3 數據處理

應用Excel及SPSS軟件對實驗結果進行統計分析,實驗至少進行三次,根據三次實驗結果計算相應的標準偏差,結果以“平均數±標準差”的形式表示。組間分析采用Tukey HSD法進行多重比較,p<0.05為顯著,p>0.05為不顯著,不同字母表示差異顯著。各指標間采用Pearson相關性分析,p<0.01為極顯著相關。

2 結果與分析

2.1 不同種類魚糜的凝膠強度

凝膠強度是反映魚糜凝膠特性的主要指標,能夠直觀的表明魚糜的硬度和彈性性狀。如圖1可得,海鱸魚和馬鮫魚魚糜的凝膠強度顯著高于其他魚糜(p<0.05),分別為4569.27和4511.33 g·mm,具有較好的硬度和彈性。其次是金鯧魚和紅三魚魚糜,凝膠強度分別為3100.02和2861.94 g·mm。實驗得出,馬鮫魚和海鱸魚的凝膠強度無顯著差異，但顯著高于其他海水魚。Chanarat等[13]實驗得出馬鮫魚魚糜的凝膠強度與本實驗結果相似。實驗得到的金鯧魚魚糜和鳶烏賊魚糜的凝膠強度略高于文獻[14-15],而紅三魚魚糜的凝膠強度低于文獻結果[16],估計是由于加工工藝不同所導致的。Cardoso等[17]研究海鱸魚的凝膠特性時得到,當添加2.5%的食鹽時海鱸魚的凝膠強度為2275.51 g·mm;而再添加少量MTGase(0.25%)就能和鹽之間形成協同效應,使凝膠強度顯著增強,達到6561.22 g·mm。本文添加了2%食鹽和9%大豆分離蛋白,結果處于Cardoso等人所得數據之間,這可能是由于MTGase和大豆分離蛋白這兩種添加劑對魚糜的凝膠強度具有不同影響所造成的。

圖1 不同種類魚糜的凝膠強度Fig.1 Gel strength of different kinds of surimi注:不同字母表示不同種類魚糜的 凝膠強度存在顯著性差異(p<0.05)。

2.2 不同種類魚糜的白度

白度是反映魚糜色澤的關鍵指標。如圖2所示,鳶烏賊和紅三魚魚糜的白度顯著高于其他魚糜(p<0.05),分別為59.10%和58.62%,海鱸魚魚糜次之,白度為56.99%，黃花魚、金鯧魚、馬鮫魚的白度略低,分別為54.78%、53.28%和53.39%。由此可以得到,金锠魚魚糜和馬鮫魚魚糜的白度無顯著差異，但顯著低于其他海水魚。Panpipat等[18]實驗獲得黃花魚與馬鮫魚魚糜的白度值與本實驗結果相似。儀淑敏等[19]通過高壓凝膠化獲得紅三魚魚糜的白度為70%左右,岳開華等[20]利用高壓凝膠化使得海鱸魚魚糜的白度達到70%以上,高于本實驗結果,主要是由于工藝不同導致的,高壓能提高魚糜的白度。王娜等[21]實驗獲得金鯧魚魚糜的白度為70%左右,高于本實驗結果,可能是由于本實驗添加的大豆分離蛋白降低了魚糜的白度。Jian等[22]得到添加了1.5%魔芋甘露聚糖和不同溫度(85、90、95 ℃)加熱下的羅非魚魚糜的白度分別為65.25%、59.87%、58.95%,本文在微波加熱的條件下,測得的羅非魚魚糜白度為69.03%,高于上述實驗結果,這可能是由于添加劑和熱凝膠條件的不同所造成的。高溫可能導致魚糜肌紅蛋白變性和氧化副產物降解,從而導致白度的下降。

圖2 不同種類魚糜的白度Fig.2 Whiteness of different kinds of surimi注:不同字母表示不同種類魚糜的 白度存在顯著性差異(p<0.05)。

2.3 不同種類魚糜鹽溶性蛋白含量

魚糜凝膠形成機理主要是肌原纖維蛋白通過氫鍵、二硫鍵、離子鍵等化學作用力形成三維空間網絡結構的過程[23]。肌原纖維蛋白即鹽溶性蛋白,約占魚肉總蛋白的55%～60%[24],它是決定魚糜制品凝膠特性的關鍵。由圖3可得,海鱸魚和馬鮫魚魚糜的鹽溶性蛋白含量顯著高于其他魚糜(p<0.05),分別為48.17和49.77 mg/mL，其次是紅三魚魚糜,鹽溶性蛋白含量為30.28 mg/mL。實驗得出,馬鮫魚的鹽溶性蛋白含量顯著高于海鱸魚，海鱸魚的鹽溶性蛋白顯著高于除馬鮫魚外的其他海水魚。實驗得到的馬鮫魚魚糜、海鱸魚魚糜和羅非魚魚糜的鹽溶性蛋白含量高于文獻[25-27],而鳶烏賊魚糜的鹽溶性蛋白含量略低于文獻結果[28],估計是由于加工工藝不同所導致的。Poowakanjana等[29]測得紅三魚魚糜鹽溶性蛋白為25 mg/mL,略低于本文的結果,可能是擂潰時間及魚的鮮度不同造成的。

圖3 不同種類魚糜的鹽溶性蛋白含量Fig.3 Salt soluble protein content of different kinds of surimi注:不同字母表示不同種類魚糜的鹽溶性蛋白含量存在顯著性差異(p<0.05)。

2.4 不同種類魚糜的巰基含量

總-SH含量對蛋白質的聚集起很關鍵的作用,是用來衡量蛋白質變性的重要參數指標。由圖4可得,黃花魚魚糜和海鱸魚魚糜的巰基含量顯著高于其他魚糜(p<0.05),分別為0.090和0.075 mmol/g,具有較強的抗氧化性，其次是紅三魚和馬鮫魚魚糜,巰基含量分別為0.066和0.065 mmol/g。實驗得出,不同種類魚糜的巰基含量存在顯著性差異。Poowakanjana等[29]測得紅三魚魚糜巰基含量范圍是0.060～0.085 mmol/g,岳開華等[26]測得海鱸魚魚糜的巰基含量為0.05 mmol/g左右,馬海霞等[30]測得鳶烏賊魚糜的巰基含量為0.05 mmol/g左右,羅曉玲[31]測得馬鮫魚魚糜巰基含量范圍是0.060～0.090 mmol/g,本文得到的結果與上述文獻相似。

表1 羅非魚-海鱸魚混合魚糜的凝膠特性Table 1 Gel properties of the tilapia-sea bass mixed surimi

注:不同字母表示混合魚糜的凝膠特性存在顯著性差異(p<0.05)。

表2 羅非魚-海鱸魚混合魚糜凝膠特性的相關性分析Table 2 Correlation analysis of gel properties of the tilapia-sea bass mixed surimi

圖4 不同種類魚糜的巰基含量Fig.4 Sulphur content of different kinds of surimi注:不同字母表示不同種類魚糜的 巰基含量存在顯著性差異(p<0.05)。

注:“**”表示在 0.01水平(單側)上顯著相關。2.5 混合魚糜實驗

本文主要以羅非魚為主,通過少量添加海水魚達到增強魚糜凝膠特性的效果,從而得到成本較低而品質較高的羅非魚混合魚糜制品。通過上述實驗可知,海鱸魚魚糜的凝膠特性較高,可作為與羅非魚魚糜混合的原料。因此,將海鱸魚按5%、10%、15%、20%、25%的比例與羅非魚混合,通過實驗由表1可得,混合魚糜的凝膠強度、鹽溶性蛋白含量、白度相比于羅非魚魚糜都有顯著性提高(p<0.05)。巰基含量在海鱸魚添加量為5%、10%、15%時,相比于羅非魚魚糜有顯著性提高(p<0.05),可能是由于剛開始少量添加海水魚時混合魚糜中的蛋白質相互結合,釋放出了較多的游離態巰基,隨后游離態巰基又相互結合形成二硫鍵,導致巰基含量下降。由表2可知,混合魚糜的凝膠強度、白度、鹽溶性蛋白含量兩兩間都呈現顯著的正相關(p<0.01);巰基含量與白度呈現顯著的負相關(p<0.01)。由此可以得出,當海鱸魚添加量為25%時,羅非魚混合魚糜的凝膠強度、鹽溶性蛋白含量、白度均達到最大值,此時羅非魚混合魚糜制品的凝膠特性最好。徐文鑫[32]在研究不同添加量的魷魚糜對羅非魚魚糜凝膠特性的影響時,發現在魷魚糜10%時,混合魚糜凝膠強度最高為2383.89 g·mm,比單一的羅非魚魚糜提高了76.69 g·mm。Santoso等[25]在研究黃貂魚和馬鮫魚混合魚糜時發現,當黃貂魚和馬鮫魚混合比例為3∶1時,混合魚糜凝膠強度最高為2670.1 g·mm,比單一的馬鮫魚魚糜提高了2022.5 g·mm?；旌萧~糜凝膠協同增效的機理可能是不同魚糜以合適比例混合后,其內源性TG酶、金屬離子及蛋白質氨基酸加強了蛋白質分子間的相互作用,形成了更致密的三維網絡結構[3],從而提高了混合魚糜的凝膠特性。

3 結論

在六種海水魚中,海鱸魚魚糜的凝膠特性較好,凝膠強度為4569.27 g·mm,鹽溶性蛋白含量為48.17 mg/mL,可作為羅非魚混合魚糜制品的原料。當海鱸魚添加量為25%時,羅非魚混合魚糜的凝膠強度為2585.10 g·mm,鹽溶性蛋白含量為29.73 mg/mL,白度為72.62%,比單一的羅非魚魚糜分別提高了27.3%、63.8%和5.2%,而巰基含量無顯著影響。因此,添加25%海鱸魚能夠較大程度地提高羅非魚魚糜的凝膠特性,為羅非魚混合魚糜制品的開發奠定基礎。

[1]陳勝軍,李來好,楊賢慶,等.羅非魚綜合加工利用與質量安全控制技術研究進展[J].南方水產科學,2011,7(4):85-90.

[2]施海峰,高鍵,應杰,等.水溶性殼聚糖對魚糜制品保鮮效果的影響[J].南方水產科學,2011,7(4):49-54.

[3]王嵬,儀淑敏,李學鵬,等.魚糜凝膠的形成機制及混合魚糜研究進展[J].食品安全質量檢測學報,2016,7(1):231-237.

[4]余永名,儀淑敏,徐永霞,等.鰱魚與金線魚混合魚糜的凝膠特性[J].食品科學,2016,37(5):17-22.

[5]陳漢勇,李汴生,阮征,等.三種冷凍魚糜制備的混合魚糜凝膠特性研究[J].農產品加工,2014,361(8):20-23.

[6]Yoon WB,Park JW,Kim BY. Linear programming in blending various components of surimi seafood[J].Journal of food science,1997,62(3):561-564.

[7]Park JW. Use of various grades of surimi with anapplication of least cost formulation[C].1992.

[8]陳勝軍,李來好,楊賢慶,等.我國羅非魚產業現狀分析及提高羅非魚出口競爭力的措施[J].南方水產,2007,3(1):75-80.

[9]Phatcharat S,Benjakul S,Visessanguan W. Effects of washing with oxidising agents on the gel-forming ability and physicochemical properties of surimi produced from bigeye snapper(Priacanthustayenus)[J].Food Chemistry,2006,98(3):431-439.

[10]張俊杰,李彩虹.冷凍魚糜的生產與質量檢測[J].肉類工業,2004(4):7-9.

[11]Liu Q,Kong BH,Han JK,et al.Effects of superchilling and cryoprotectants on the quality of common carp(Cyprinuscarpio)surimi:microbial growth,oxidation,and physiochemical properties[J].LWT-Food Science and Technology,2014,57(1):165-171.

[12]陸海霞.秘魯魷魚肌原纖維蛋白凝膠特性的研究[D].杭州:浙江工商大學,2009.

[13]Chanarat S,Benjakul S.Impact of microbial transglutaminase on gelling properties of Indian mackerel fish protein isolates[J].Food Chemistry,2013,136(2):929-937.

[14]曹湛慧,黃和,陳良,等.加工工藝對金鯧魚魚糜制品凝膠強度的影響[J].食品工業,2015(7):37-40.

[15]馬靜蓉,楊賢慶,馬海霞,等.谷氨酰胺轉氨酶及輔料對南海鳶烏賊魚糜凝膠特性的影響[J].食品與發酵工業,2015,41(9):29-33.

[16]王艷霞,張金麗,張瑞婷,等.魚種和親水膠體對魚糜制品凝膠性質的影響[J].食品工業科技,2016(2):143-147.

[17]Cardoso C,Mendes R,Vaz-Pires P,et al. Effect of salt and MTGase on the productionof high quality gels from farmed sea bass[J].Journal of Food Engineering,2010,101(1):98-105.

[18]Panpipat W,Chaijan M,Benjakul S. Gel properties of croaker-mackerel surimi blend[J].Food Chemistry,2010,122(4):1122-1128.

[19]儀淑敏,馬興勝,勵建榮,等.超高壓對金線魚魚肉腸凝膠特性的影響[J].食品工業科技,2014,35(10):129-133.

[20]岳開華,黃永春,張業輝,等.超高壓處理對海鱸魚魚糜凝膠特性的影響[J].廣東農業科學,2016(1):111-116.

[21]王娜,黃和,陳良,等.三種抗凍劑對金鯧魚冷凍魚糜抗凍效果的研究[J].食品工業科技,2015(19):336-342.

[22]Jian Wenjie,Wu Huayi,Wu Lanlan,et al.Effect of molecular characteristics of Konjac glucomannan on gelling and rheological properties of Tilapia myofibrillar protein[J].Carbohydrate Polymers,2016,150:21-31.

[24]陳文博.肌原纖維蛋白熱誘導凝膠形成機制研究[D].南京:南京農業大學,2010.

[25]Santoso J,Ling F,Handayani R.PENGARUH PENGKOMPOSISIAN DAN PENYIMPANAN DINGIN TERHADAP PERUBAHAN KARAKTERISTIK SURIMI IKAN PARI(Trygonsp.)DAN IKANKEMBUNG(Rastrelligersp.)[J].Jurnal Akuatika,2011,2(2).

[26]岳開華,張業輝,劉學銘,等.凍藏溫度對海鱸魚魚糜蛋白生化指標及其凝膠特性的影響[J].現代食品科技,2016,32(6):225-232.

[27]曲楠,曾名湧,董士遠,等.預處理對羅非魚魚糜抗凍效果的影響[J].食品工業科技,2011(7):167-169.

[28]馬靜蓉,楊賢慶,馬海霞,等.南海鳶烏賊肌原纖維蛋白的熱穩定性研究[J].食品與發酵工業,2015(5):80-84.

[29]Poowakanjana S,Park JW.Biochemical characterisation of Alaska pollock,Pacific whiting,and threadfin bream surimi as affected by comminution conditions[J].Food Chemistry,2013,138(1):200-207.

[30]馬海霞,馬靜蓉,楊賢慶,等.南海鳶烏賊肌原纖維蛋白加熱過程中理化性質的變化[J].大連海洋大學學報,2016(2):185-189.

[31]羅曉玲.馬鮫魚魚糜超高壓凝膠化工藝研究[D].無錫:江南大學,2010.

[32]徐文鑫.羅非魚復合魚糜加工工藝的研究[J].農業工程技術,2016(5):24-25.