鲢鱼鱼浆对鱼糜凝胶品质的影响

李俊杰，熊善柏，曾 俊，赵思明，刘 茹,*

(1.华中农业大学食品科学技术学院，湖北 武汉 430070；2.广东省农业科学院畜牧研究所，广东 广州 510640；3.广州飞禧特水产科技有限公司，广东 广州 510640；4.国家大宗淡水鱼加工技术研发分中心(武汉)，湖北 武汉 430070)

鲢鱼鱼浆对鱼糜凝胶品质的影响

李俊杰1,2,3，熊善柏1,4，曾 俊1，赵思明1,4，刘 茹1,4,*

(1.华中农业大学食品科学技术学院，湖北 武汉 430070；2.广东省农业科学院畜牧研究所，广东 广州 510640；3.广州飞禧特水产科技有限公司，广东 广州 510640；4.国家大宗淡水鱼加工技术研发分中心(武汉)，湖北 武汉 430070)

以鲢鱼为对象，研究全鱼浆和鱼骨浆的基本组成及其添加量对鱼糜凝胶品质的影响，并分析微生物转谷氨酰胺酶(MTGase)对添加鱼浆后的鱼糜凝胶性能的改善作用。结果表明：2种鱼浆的总灰分含量都较高，且蛋白质含量都高于12%。无论是添加全鱼浆还是鱼骨浆的鱼香肠，采用两段加热(40℃、1h，90℃、0.5h)的凝胶性能和持水性都高于一段加热(121℃、0.5h)。随着2种鱼浆添加量的增加，两段加热凝胶的破断强度和凝胶强度均先增加后减小，全鱼浆的适宜添加量10%高于鱼骨浆的5%。MTGase可不同程度地提高添加鱼浆的鱼糜凝胶的凝胶性能和持水性，且对一段加热凝胶持水性的改善效果高于两段加热。

鱼浆；凝胶性能；持水性；转谷氨酰胺酶

我国是淡水鱼养殖大国，2010年淡水养殖产量达2346.5万t，占全世界淡水养殖总量的60%以上，提供了我国约1/3的优质动物蛋白质来源[1]。鱼糜及其制品是一种高蛋白、低脂肪的营养食品，因其营养丰富、价格适宜、食用方便，深受国外市场和国内广大消费者的欢迎。近年来，传统的鱼糜加工过程中会产生大量副产物[2]，其中鱼头、鱼骨约占45%左右[3]，目前这些副产物主要用于加工饲料，附加值较低。鱼骨中含有丰富的蛋白质、钙等物质，特别是经过微粒化后的钙质的消化吸收率可以达到60%～65%[4]，远高于猪骨、鸡骨等畜禽骨骼，是一种优良的天然蛋白和钙的补充剂[5]。因此，将采肉后的鱼骨或直接将除去鱼头、鱼鳞和鱼内脏的鱼体直接加工成鱼浆，用于鱼糜制品中既可增加产品的营养价值，同时也可提高其附加值。然而，添加鱼浆对鱼糜品质凝胶特性、持水性等的可能影响尚未见相关报道。

本实验以鲢鱼为对象，研究全鱼浆和鱼骨浆的添加量对鱼糜凝胶制品品质的影响，在实验中添加全鱼浆的鱼香肠简称为全鱼浆香肠，添加鱼骨浆的鱼香肠简称为鱼骨浆香肠，随后采用微生物转谷氨酰胺酶(MTGase)对全鱼浆香肠和鱼骨浆香肠的品质进行优化，旨在为鱼浆在鱼糜凝胶制品中的应用提供一定的理论参考，并在今后开发一种新型高钙鱼糜制品以促进淡水鱼资源的高效利用。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

鲢鱼(Hypohthalmichthys molitrix)购于华中农业大学农贸市场；全鱼浆和鱼骨浆 大明水产科技有限公司；食盐、味精、鸡蛋、大豆油、羟丙基淀粉HP-CFT0310、马铃薯原淀粉均为食品级。

K600(3205)食品调理机 德国博朗电器；TAXTPlus质构仪 英国Stable Micro System公司；HH-6恒温水浴锅 金坛市精达仪器制造厂。

1.2 方法

1.2.1 鱼香肠制作工艺

原料鱼→前处理→水洗→采肉→漂洗→脱水→擂溃→灌肠→蒸煮→冷却

1.2.2 蒸煮工艺

一段加热：121℃加热0.5h；两段加热：第一段采用40℃凝胶化处理1h，第二段采用90℃加热0.5h。

1.2.3 基本成分测定[6]

水分测定：105℃干燥恒质量法；灰分测定：马福炉挥发恒质量法；粗脂肪测定：索氏抽提法；粗蛋白测定：微量凯氏定氮法。

1.2.4 鱼香肠凝胶穿刺性能测定

室温条件下采用TA-XTPlus质构仪进行穿刺实验，探头为P/0.25S的球形探头。将鱼香肠凝胶切成25mm长的圆柱体。样品穿刺距离为15mm。破断强度(kg)定义为：穿刺曲线上的第一个峰值；凹陷深度(mm)定义为：与破断强度相对应的破断距离；凝胶强度(kggmm)=破断强度h凹陷深度[7]。

1.2.5 鱼香肠凝胶持水性(WHC)测定

将凝胶切成5mm厚的薄片，用滤纸包好，用硬度计施加5kg力保持2min，持水性为挤压后的质量除以挤压前的质量[8]。

1.3 数据处理

2 结果与分析

2.1 全鱼浆和鱼骨浆的基本成分分析

表 1 全鱼浆和鱼骨浆的基本成分Table 1 Basic chemical composition of silver carp paste and bone paste

由表1可知，全鱼浆和鱼骨浆水分含量高于鲢鱼肉，粗蛋白含量低于鲢鱼肉，原因是全鱼浆和鱼骨浆在微粒化时，为了控制其温度在实验中添加了冰水，导致水分含量高于鲢鱼肉，而鱼骨骼中粗蛋白含量较小，故全鱼浆和鱼骨浆的粗蛋白含量较鲢鱼肉小。全鱼浆中粗脂肪含量高于鲢鱼肉和鱼骨浆，这是由于全鱼浆含有高脂肪含量的腹部肉所致。全鱼浆和鱼骨浆中总灰分含量显著高于鲢鱼肉，这与鱼骨成分的灰分含量高达53.6%[9]密切相关。总灰分中主要矿物质为钙和磷，两者的比值接近于人机体的2:1，是一种天然的优质钙源，适于人体对钙的良好吸收[10]。

2.2 鱼浆对鱼香肠凝胶性能的影响

2.2.1 鱼浆对鱼香肠凝胶质构性能的影响

表 2 全鱼浆对鱼香肠穿刺性能的影响(x±s,n=3)Table 2 Effect of whole fi sh paste on puncture properties of fi sh sausages (x±s,n=3)

表 3 鱼骨浆对鱼香肠穿刺性能的影响(±s,n=3)Table 3 Effect of fi sh bone paste on puncture properties of fi sh sausages (±s, n=3)

表 3 鱼骨浆对鱼香肠穿刺性能的影响(±s,n=3)Table 3 Effect of fi sh bone paste on puncture properties of fi sh sausages (±s, n=3)

鱼骨浆添加量/%破断强度/kg凹陷深度/mm凝胶强度/(kggmm)一段加热两段加热一段加热两段加热一段加热两段加热00.25f0.02a0.38f0.01b9.12f0.44a9.63f0.28a2.25f0.30a3.68f0.23ba50.21f0.00b0.50f0.02a7.47f0.60b8.69f0.46ba1.59f0.12b4.36f0.38a100.15f0.00d0.42f0.01b7.46f0.69b8.82f0.11ba1.11f0.13c3.71f0.04ba150.14f0.01d0.37f0.01b6.06f0.22b8.46f0.18b0.82f0.02c3.16f0.11b200.17f0.00c0.41f0.03b6.21f0.48b8.50f1.13b1.08f0.08c3.52f0.74ba250.15f0.01d0.37f0.06b6.27f1.37b8.43f0.60b0.95f0.25c3.17f0.69b

由表2、3可知，采用两段式加热鱼香肠的破断强度、凹陷深度和凝胶强度都高于一段加热，这是由于鲢鱼肌肉中存在内源性TGase[11]，该酶可在40℃左右催化肌球蛋白重链(MHC)的谷氨酸(Glu)残基与赖氨酸(Lys)残基之间发生交联作用，生成ε-(γ-Glu)-Lys非二硫共价键[12-13]，鱼糜经40℃保温1h后立即放于90℃加热，使其迅速通过了60℃左右的凝胶劣化温度带，也从一定程度上抑制了鱼糜的凝胶劣化[12,14]，进而形成了更好的网络结构，提高了凝胶性能。

由表2可知，全鱼浆的添加对一段加热鱼香肠的破断强度、凹陷深度没有显著影响，而全鱼浆添加量达到30%会显著降低一段加热鱼香肠的凝胶强度。两段加热鱼香肠的破断强度和凝胶强度随全鱼浆添加量的增加呈先增大后减小的趋势，且添加量为10%时凝胶强度最大。这可能是由于全鱼浆中含有一定浓度的Ca2+，在其作用下内源性TGase被更大程度地激活[15]，在40℃保温时形成了更多的非二硫共价键，使网络结构进一步增强，提高了其凝胶强度。但当添加量高于10%时，由于全鱼浆中蛋白质含量低于鱼肉，此时可形成网络结构的蛋白质浓度降低，凝胶强度又有所降低。

由表3可知，在鱼骨浆添加量为0～15%范围内，一段加热鱼香肠的破断强度和凝胶强度随添加量增大呈下降趋势，添加鱼骨浆会显著降低鱼香肠的凹陷深度，而鱼骨浆添加量在5%～25%范围内鱼香肠的凹陷深度没有显著变化。添加5%的鱼骨浆可显著提高两段加热凝胶的破断强度，当添加量高于10%时会显著降低两段加热凝胶的凹陷深度，而对破断强度和凝胶强度的影响较小。产生这一现象的原因与全鱼浆中的变化相似，是因为鱼骨浆中蛋白质含量低于全鱼浆，而钙含量高于全鱼浆，故其适宜的添加量5%低于全鱼浆的10%。

2.2.2 鱼浆对鱼香肠持水性的影响

图 1 全鱼浆(a)和鱼骨浆(b)添加量对鱼香肠持水性的影响Fig.1Effect of whole fi sh paste and fi sh bone paste on water-holding capacity of fi sh sausages

由图1可知，添加全鱼浆对两段加热凝胶的持水性影响较小，采用一段加热时，凝胶的持水性随全鱼浆添加量的增加呈先上升后下降的趋势。鱼骨浆的添加对2种热处理方式制作的鱼香肠凝胶的持水性均有负面效应，但添加量低于5%时影响不显著。这可能是由于鱼浆中所含的Ca2+(鱼骨含钙率高达23.9%[16])进一步激活了内源性TGase，促进网络结构形成，良好的凝胶网络有利于束缚更多的水分。但添加较多的全鱼浆对蛋白质浓度的降低效应占主导地位，网络强度减弱，进而使产品的持水性减小[17]。两段加热处理的鱼香肠比一段加热处理的持水性好，这主要是由于两段加热经历了凝胶化过程，并且迅速通过60℃左右的凝胶劣化温度带[18-19]，形成的凝胶网络结构较好，提高了对水分的束缚能力，改善了其持水性。

2.3 MTGase对添加鱼浆的鱼香肠凝胶性能的影响

由前面实验结果可知，全鱼浆或鱼骨浆的添加量会在一定程度上降低鱼糜凝胶的强度，为了改善其凝胶性能，随后研究了MTGase对其凝胶性能的影响。

2.3.1 MTGase对鱼香肠质构性能的影响

表 4 MTGase对添加全鱼浆的鱼香肠穿刺性能的影响±s,n=3)Table 4 Effect of MTGase on puncture properties of fi sh sausages prepared with whole fi sh paste (±s,n=3)

表 4 MTGase对添加全鱼浆的鱼香肠穿刺性能的影响±s,n=3)Table 4 Effect of MTGase on puncture properties of fi sh sausages prepared with whole fi sh paste (±s,n=3)

MTGase添加量/(U/g pro)破断强度/kg凹陷深度/mm凝胶强度/(kggmm)一段加热两段加热一段加热两段加热一段加热两段加热00.16f0.02d0.52f0.23b6.25f0.66a9.70f0.28b0.99f0.18d5.07f2.29b30.23f0.02c0.74f0.10a7.68f2.49a10.7f0.54a1.83f0.73dc7.94f1.48a60.25f0.01cb0.77f0.03a6.69f0.37a11.06f0.17a1.69f0.13bc8.55f0.31a90.31f0.04a0.86f0.08a9.79f1.78ba11.31f0.72a3.00f0.20ab9.77f1.36a120.28f0.01b0.82f0.09a7.83f0.16a10.79f0.81a2.49f0.09bc8.89f1.30a150.32f0.01a0.82f0.10a12.65f3.66a11.07f0.60a4.04f1.16a9.99f1.76a

表 5 MTGase对添加鱼骨浆的鱼香肠穿刺性能的影响(±s,n=3)Table 5 Effect of MTGase on puncture properties of fi sh sausages prepared with fi sh bone paste (±s, n=3)

表 5 MTGase对添加鱼骨浆的鱼香肠穿刺性能的影响(±s,n=3)Table 5 Effect of MTGase on puncture properties of fi sh sausages prepared with fi sh bone paste (±s, n=3)

MTGase添加量/(U/g pro)破断强度/kg凹陷深度/mm凝胶强度/(kggmm)一段加热两段加热一段加热两段加热一段加热两段加热00.15f0.01b0.37f0.04c6.51f0.53b10.35f1.05c0.99f0.07d3.80f0.29d30.21f0.02a0.84f0.06a8.20f2.56ba11.16f0.5bac1.71f0.31c9.35f0.97ba60.25f0.02a0.78f0.00a7.33f0.81b10.59f0.23bc1.81f0.16bc8.30f0.20bc90.23f0.02a0.61f0.07b8.86f0.48ba11.42f0.56bac2.03f0.27bac6.91f0.44c120.25f0.02a0.76f0.04a9.93f1.33a11.60f0.24ba2.51f0.57a8.82f0.59ba150.25f0.05a0.84f0.12a9.83f0.20a12.13f0.56a2.44f0.52ba10.26f1.89a

由表4、5可知，无论是添加全鱼浆还是鱼骨浆，两段加热香肠的凝胶性能均优于一段加热，这与未添加MTGase的凝胶性能相似。对于一段加热的全鱼浆香肠而言，MTGase可显著增加其破断强度和凝胶强度，而对凹陷深度的影响不显著。MTGase的添加可显著提高两段加热全鱼浆香肠的破断强度、凹陷深度和凝胶强度，而MTGase添加量在3～15U/g pro范围内，全鱼浆香肠的这3个凝胶性能参数均无显著变化，故MTGase的适宜添加量为3U/g pro。对于2种加热方式得到的鱼骨浆香肠，MTGase均可显著增加其破断强度和凝胶强度，凹陷深度受低添加量MTGase(＜9U/g pro)的影响较小，添加量高于9U/g pro时会显著增大其凹陷深度，而MTGase添加量在12～15U/g pro范围内，鱼骨浆香肠的这3个凝胶性能参数均无显著变化，故MTGase的适宜添加量为12U/g pro。

2.3.2 MTGase对鱼香肠持水性的影响

图 2 MTGase对添加全鱼浆(a)和鱼骨浆(b)鱼香肠持水性的影响Fig.2 Effect of TGase on water-holding capacity of fi sh sausages prepared with whole fi sh paste or fi sh bone paste

由图2可知，无论是添加全鱼浆还是鱼骨浆，其两段加热香肠的持水性能均优于一段加热的，这也与未添加MTGase的持水性能相似，且MTGase的添加可不同程度地改善2种凝胶的持水性。两段加热的全鱼浆或鱼骨浆香肠的持水性在MTGase添加量为0～15U/g pro范围内无显著变化；而一段加热的全鱼浆香肠和鱼骨浆香肠的持水性随MTGase添加量的增加总体呈上升趋势。

3 结 论

全鱼浆和鱼骨浆中总灰分含量显著高于鲢鱼肉，且蛋白质含量都在12%以上。无论是添加全鱼浆还是鱼骨浆，采用两段加热得到的鱼香肠的凝胶性能和持水性都高于一段加热，即添加鱼浆的鱼香肠宜采用两段加热。两段加热鱼香肠的破断强度和凝胶强度随全鱼浆和鱼骨浆添加量的增加均呈先增大后减小的趋势，持水性受全鱼浆的影响较小，但高添加量鱼骨浆会降低其持水性，同时，全鱼浆在鱼香肠中的适宜添加量10%高于鱼骨浆的5%。MTGase可不同程度地提高添加了鱼浆的鱼糜凝胶的凝胶性能和持水性，添加全鱼浆的鱼糜凝胶中MTGase的适宜添加量为3U/g pro，而添加鱼骨浆的鱼糜凝胶中MTGase的适宜添加量为12U/g pro。

[1] 农业部渔业局. 中国渔业年鉴[M]. 北京: 中国农业出版社, 2011.

[2] 刘蕾, 洪惠, 宋永令, 等. 不同加热条件对鱼糜凝胶特性的影响[J].肉类研究, 2010, 24(6): 15-18.

[3] 陈晶, 熊善柏, 李洁, 等. 白鲢鱼骨蛋白酶水解工艺研究[J]. 食品科学, 2006, 27(11): 326-330.

[4] 霍健聪, 邓尚贵, 童国忠. 鳕鱼骨钙片的制备及其生物利用[J]. 水产学报, 2010, 34(3): 382-388.

[5] 张崟, 朱志伟, 曾庆孝. 鱼骨利用的研究现状[J]. 食品研究与开发, 2007, 28(9): 182-185．

[6] 张水华. 食品分析[M]. 北京: 中国轻工业出版社, 2004: 68-71.

[7] 刘海梅, 熊善柏, 张丽. TGase抑制剂对鲢鱼糜热诱导凝胶形成的影响[J]. 食品科学, 2008, 29(12): 124-127.

[8] 张崟, 朱志伟, 曾庆孝. 鱼骨利用的研究现状[J]. 食品研究与开发, 2007, 28(9): 182-185．

[9] 范露, 陈加平, 熊善柏, 等. 球磨处理对鲢鱼骨粉理化特性的影响[J].食品科学, 2008, 29(9): 70-73．

[10] SHAPIRO R, HEANEV R P. Co-dependence of calcium and phosphorus for growth and bone development under conditions of varying def i ciency[J]. Bone, 2003, 32: 532-540.

[11] LIU Ru, ZHAO Siming, XIE Bijun, et al. Contribution of protein conformation and intermolecular bonds to fish and pork gelation properties[J]. Food Hydrocolloids, 2011, 25: 898-906.

[12] BENJAKUL S, CHANTARASEWAN C, VISESSANGUAN W. Effect of medium temperature setting on gelling characteristics of surimi from some tropical fi sh[J]. Food Chemistry, 2003, 82: 567-574.

[13] BENJAKUL S, VISESSANGUAN W, PECHARAT S. Suwari gel properties as affected by transglutaminase activator and inhibitors[J]. Food Chemistry, 2004, 85: 91-99.

[14] LIU Ru, ZHAO Siming, LIU Haimei, et al. Studies on fi sh and pork paste gelation by dynamic rheology and circular dichroism[J]. Journal of Food Science, 2007, 72(7): E399-E403.

[15] 刘海梅, 熊善柏, 谢笔钧. 钙离子对白鲢鱼糜热诱导凝胶化的影响[J]. 食品科学, 2006, 27(8): 87-90.

[16] 严菁. 转谷氨酰胺酶对淡水鱼糜凝胶特性的影响[D]. 武汉: 华中农业大学, 2003.

[17] 刘淑华, 陈兴才, 门金秋. 漂洗和擂溃工艺对鳙鱼鱼糜凝胶强度的影响[J]. 福建农林大学学报, 2000, 36(2): 176-179.

[18] 刘茹, 钱曼, 熊善柏, 等. 白鲢鱼糜凝胶劣化的影响因素[J]. 华中农业大学学报, 2007, 26(5): 709-713.

[19] 何松, 孙远明, 孟凌华, 等. 钙与热处理对鱼糜凝胶强度的影响[J].食品科学, 2000, 21(2): 30-32.

Effect of Fish Paste Content on Surimi Gel Properties

LI Jun-jie1,2,3，XIONG Shan-bai1,4，ZENG Jun1，ZHAO Si-ming1,4，LIU Ru1,4,*
(1. College of Food Science and Technology, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China；2. Institute of Animal Science, Guangdong Academy of Agricultural Sciences, Guangzhou 510640, China；3. Guangzhou Fishtech Fishries Science and Technology Co. Ltd., Guangzhou 510640, China；4. National R&D Branch Center for Conventional Freshwater Fish Processing(Wuhan), Wuhan 430070, China)

Whole fi sh paste and bone paste from sliver carps were analyzed for basic chemical composition and their effects on gel properties of surimi were investigated. Meanwhile, we examined whether microbial transglutaminase (MTGase) could improve gel properties of surimi. Both pastes were rich in total ash content and had a protein content exceeding 12%. For each fi sh paste, two-stage heating (40 ℃, 1 h/90 ℃, 0.5 h) resulted in an increase in gel properties and water-holding capacity compared with one-stage heating (121 ℃, 0.5 h). Moreover, breaking strength and gel strength of two-stage heatinduced surimi gel initially increased and then decreased with increasing fi sh paste content. The proper amount of whole fi sh paste (10%) was higher than that of bone paste (5%). MTGase could enhance gel properties and water-holding capacity of surimi and was more effective in improving the water-holding capacity of surimi gel induced by one-stage heating compared with two-stage heating.

f i sh paste；gel properties；water-holding capacity；TGase

TS254.4

A

1002-6630(2013)01-0053-04

2011-11-14

国家现代农业产业技术体系建设专项(CARS-46-23)；淡水鱼精深加工及综合利用技术研究与开发项目(2009GJD10003)；华中农业大学人才科研启动项目(52204-08075)

李俊杰(1988ü)，男，硕士，研究方向为水产品加工及贮藏。E-mail：partylee@webmail.hzau.edu.cn

*通信作者：刘茹(1982ü)，女，副教授，博士，研究方向为水产品加工与贮藏。E-mail：liuru@mail.hzau.edu.cn