鱼副产品制备鱼冻的研究

易翠平，祝 波，钟春梅

(长沙理工大学化学与生物工程学院，湖南长沙410114)

鳡鱼(Elopicthys Banbusa，E.Banbusa)是近年来在湖南、湖北新兴起来的养殖品种，加工过程中产生的鱼骨、鱼皮、鱼鳞等副产品亦开始寻求妥善处置的办法。这些副产品中的蛋白质和脂质往往与鱼肉相近，尤其是胶原蛋白，在鱼鳞和鱼皮的粗蛋白中含量可高达70%［1］。研究认为，鱼蛋白及其水解物具有清除自由基、降血压、作为运动营养品［2］及抗乳腺癌细胞等功能［3］，胶原蛋白亦被认为有强筋健骨、美肌养颜的作用［4］，因此具有极大的开发潜力。在中国的传统食品中，常常将鱼熬煮后冷藏，形成胶冻状食品，俗称“鱼冻”［5］。因此，我们可以考虑将这些副产品作为加工鱼冻的原料，开发新一代的营养鱼冻产品。

本实验拟以鳡鱼皮、鱼鳞及鱼骨等副产物为原料，提取其中的蛋白质，再进行调配、调味与成型，制成“鱼冻”产品，并对其质构和氨基酸组成进行分析。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

鱼皮、鱼鳞、鱼骨等鳡鱼副产物由常德市天嘉农业综合开发有限公司提供，洗净沥干，冷藏备用。卡拉胶、柠檬酸、醋酸、氯化钠均为食用级。

DS-1型电动捣碎机 江苏省金坛市金城国盛实验仪器厂;CP114型电子天平、SE602型电子天平奥豪斯仪器(上海)有限公司;HJ-1型磁力搅拌器天津市泰斯特仪器有限公司;英国TA-XT Plus物性测试仪 北京微讯超技仪器技术有限公司;PHS-2C型精密酸度计 上海雷磁仪器厂;L-8900全自动氨基酸分析仪日立公司。

1.2 实验方法

1.2.1 工艺流程

鱼冻制备工艺采用如下流程:

其中，脱腥工艺采用紫苏汁、料酒及醋等对原料进行处理后清洗。提取时在80kPa的压强下反应一段时间，过滤、取提取液，再加卡拉胶，调味后冷却至室温，测定其强度和硬度。

1.2.2 鱼冻提取条件的优化

1.2.2.1 单因素实验 酸化剂:在提取时，取1∶1的柠檬酸和醋(v/v)作为酸化剂，将酸化剂与原料按1%、2%、3%、4%、5%(v/m)的添加量研究酸化剂对鱼冻的弹性和硬度的影响，其中氯化钠为2.0%、卡拉胶为0.8%;

氯化钠:在提取时，将氯化钠与原料按照1.0%、2.0%、3.0%、4.0%、5.0%(m/m)的添加量研究氯化钠对鱼冻的弹性和硬度的影响，其中酸化剂为3.0%、卡拉胶为0.8%;

卡拉胶:在调配时，将提取液与卡拉胶按照0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%(m/m)的添加量研究卡拉胶对鱼冻的弹性和硬度的影响，其中氯化钠2.0%、酸化剂为3.0%。

1.2.2.2 正交实验 采用正交表L9(34)，研究因素酸化剂2.0%、3.0%、4.0%(v/m)，氯化钠2.0%、2.5%、3.0%(m/m)，卡拉胶0.9%、1.0%、1.1%(m/m)对鱼冻硬度的影响，并进行优化分析。因素水平表见表1。

表1 鳡鱼冻制备正交实验因素水平表Table1 Factors and levels of orthogonal experiment on E.Banbusa jelly preparation

1.2.3 质构(TPA)分析 取鳡鱼冻用自制模具制成40mm×40mm×30mm的柱形体，放入模具，测弹性、硬度和凝胶强度。

弹性P和硬度H 运用TPA模式，选用cylinder P/3.6探头对鱼肉进行二次穿刺实验［6］，设置如下:预压速度3mm/s，下压速度1mm/s，回复速度3mm/s，应变30%，两次压缩之间停留5s，触发力5g。

式中，P、H分别为鳡鱼的弹性、硬度;F1、F2分别为TPA曲线中第一、第二个峰值高度。

1.2.4 感官评定方法 挑选5～7个训练有素的人员组成感官评定小组，根据鳡鱼冻的色泽、风味、透明度等感官指标对实验产品进行感官评定。

1.2.5 氨基酸组成分析 精确称取一定量样品于水解管中，加入定量6mol/L HCl，抽真空，110℃下水解24h;冷却，将水解液定容至50m L，过滤;取滤液1m L于小烧杯中，真空干燥后加入1m L 0.02mol/L HCl，在空气中放置30m in。取50μL反应液进样，柱流速0.225m L/m in，操作压力80～130kg/cm2，常规分析柱温53℃，茚三酮显色，检测波长570nm和440nm(检测Pro和Pro-OH)。

1.2.6 数据处理 采用Excel2003作图，并进行单因素的方差分析、正交实验的直观分析。实验均重复3次，结果取平均值。

2 结果与讨论

2.1 单因素实验

图1是氯化钠含量对鳡鱼冻弹性和硬度的影响图。结果表明，氯化钠对鳡鱼冻弹性和硬度有影响，其含量从1%增加到2%时，鳡鱼冻弹性和硬度急剧增长，但从3%增加到5%，增幅很缓。Eastone认为在鱼类副产物的蛋白质中，盐溶性蛋白质含量最为丰富，约为总蛋白质的60%～80%［7］，因此，氯化钠含量的增加有助于增加盐溶性蛋白，但超过一定范围(2%)后，氯化钠继续增加对蛋白的提取作用不大。这也间接说明该实验提取出的鱼冻主要成分是盐溶性蛋白。

图1 氯化钠含量对鳡鱼冻弹性和硬度的影响Fig.1 Springiness and hardness of E.Banbusa jelly affected by NaCl

图2是酸化剂(柠檬酸∶醋酸=1∶1)含量对鳡鱼冻弹性和硬度的影响图。结果表明，酸化剂对鳡鱼冻弹性和硬度有影响。其含量从1%增加到2%时，鳡鱼冻弹性和硬度急剧增长;从2%增加到4%，增幅减缓，但仍在持续增长;超过4%，鳡鱼冻的弹性和硬度下降。Martínez-Alvarez等认为pH影响水溶性蛋白的提取率，酸化剂主要通过影响提取液的pH而影响水溶性蛋白的提取率［8］，从而影响到凝胶的弹性和硬度。但当酸化剂含量太高(＞5%时)，则可能会部分水解蛋白质而导致凝胶的弹性和硬度下降。

图2 酸化剂含量对鳡鱼冻弹性和硬度的影响Fig.2 Springiness and hardness of E.Banbusa jelly affected by acidulant

图3是卡拉胶的用量对鳡鱼冻弹性和硬度的影响图。结果表明，卡拉胶对鳡鱼冻弹性和硬度有影响。其含量从0.4%增加到1.0%时，鳡鱼冻弹性和硬度匀速增长;超过1.0%，鳡鱼冻的弹性和硬度基本保持不变。这与李罗明等研究淡水鱼加工副产品制备鱼冻的结果一致［9］。

2.2 正交实验

单因素实验结果表明，本研究制备的鳡鱼冻弹性变化范围很小，且和硬度的变化有一定的相关性，因此在正交实验中仅选取硬度作为评价指标。根据氯化钠、酸化剂、卡拉胶对鳡鱼冻弹性和硬度的单因素影响结果可得到正交优化实验各因素的取值范围分别为:2%～3%、2%～3%、0.9%～1.1%。在这个条件范围内进行正交实验，结果见表2。直观分析结果表明:鱼冻硬度的影响主次因素为A＞B＞C，即酸化剂的影响最大、氯化钠含量次之，卡拉胶的用量影响相对较小。最优方案是A2B3C3，即3%的酸化剂、3%的氯化钠、1.1%的卡拉胶用量可以制备得到硬度最为理想的鳡鱼冻产品。

图3 卡拉胶用量对鳡鱼冻弹性和硬度的影响Fig.3 Springiness and hardness of E.Banbusa jelly affected by carrageenan

在优化实验结果A2B3C3的条件下进行验证实验，结果表明，在该条件下制备得到的鳡鱼冻的凝胶硬度为2403N，高于正交实验中最优水平A2B2C3的2335N，符合我们对产品的预判断。当然，由鱼蛋白形成的凝胶特性受提取和加热方法的影响［10］，因此不同的鱼冻之间可能会有差别［11-12］。对该结果进行感官评定，结果表明该鱼冻风味良好:均匀透明、没有杂质，风味纯正、无鱼腥味，软硬适中、富有弹性。密封包装后冷藏6个月不变质。

表2 鳡鱼冻弹性和硬度影响因子的正交优化实验Table2 Optimization the factors of springiness and hardness on E.Banbusa jelly by orthogonal experiment

2.3 鳡鱼冻的氨基酸分析

鳡鱼冻理论上是胶原蛋白形成的凝胶，具有较高的营养价值，因此本研究对其氨基酸组成进行了分析，结果表明鳡鱼冻的氨基酸组成很全面，虽然Thr、Ser、Met等的相对含量略低于研究报道中鳡鱼肌肉的氨基酸组成［14-15］，但基本能满足FAO/WHO建议的氨基酸模式(表3)。这与一般果冻产品的主要成分是以碳水化合物为主的添加剂是不同的。

3 结论

本研究为提高鳡鱼加工副产品的利用率，将传统的家常鱼冻改良制备成营养与风味俱佳的鱼冻产品。通过单因素实验确定了适于鳡鱼冻加工的硬度的优化实验的适宜范围为:2%～3%、2%～3%、0.9%～1.1%。在这个条件范围内的正交实验结果表明，提取时添加3%的酸化剂、3%的氯化钠，调配时添加1.1%的卡拉胶用量可以制备得到凝胶硬度为2403N的鳡鱼冻产品，此时鱼冻产品的风味良好、含有跟鳡鱼肌肉类似的氨基酸、冷藏条件下保质期可达6个月。

表3 鳡鱼冻的氨基酸组成Table3 Amino acids of E.Banbusa jelly

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