CaCl2、复合磷酸盐及木瓜蛋白酶对河鲈鱼肉的嫩化作用

鉏晓艳　李新　廖涛　耿胜荣　汪兰　乔宇　王玮琼　熊光权

摘 要：以河鲈鱼为研究对象，以剪切力为考察指标，研究CaCl2、复合磷酸盐、木瓜蛋白酶对鲈鱼半成品的嫩化效果。在单因素试验基础上，采用正交试验设计，对影响鱼肉剪切力的嫩化剂及其添加量进行三因素三水平的优化试验，最后利用扫描电镜，对未嫩化和复合嫩化剂嫩化后的鱼肉微观结构进行观察。结果表明：CaCl2 1.2 g/kg、复合磷酸盐1.2 g/kg、木瓜蛋白酶1.8 g/kg为最优嫩化剂组合，经该组合嫩化后，鱼肉剪切力最低可降至（8.40±0.13）N

（注射方式）和（7.28±0.52）N（涂抹方式）；用扫描电镜观察，鱼肉嫩化后肌纤维变宽、纤维密度降低、纤维间连接组织较少，致密结构变得蓬松。该嫩化剂组合对河鲈鱼肉嫩化效果良好。

关键词：河鲈鱼；复合磷酸盐；CaCl2；木瓜蛋白酶；嫩化

Tenderization of Perch Meat with Compound Phosphate， Calcium Chloride and Papain

ZU Xiaoyan， LI Xin， LIAO Tao， GENG Shengrong， WANG Lan， QIAO Yu， WANG Weiqiong， XIONG Guangquan*

（Hubei Innovation Center of Agricultural Science and Technology， Institute for Farm Products Processing and Nuclear-Agricultural Technology， Hubei Academy of Agricultural Sciences， Wuhan 430064， China）

Abstract： The tenderization of perch meat with compound phosphate， calcium chloride and papain for the production of semi-finished fish products was investigated. Tenderness was evaluated by shear force. Through single factor and orthogonal array experiments with three factors at three levels， a combination of 1.2 g/kg calcium chloride， 1.2 g/kg compound phosphate and 1.8 g/kg papain was found to be optimal for fish tenderization. The shear force of fish meat was reduced to （8.40 ± 0.13） N and （7.28 ± 0.52） N after tenderization treatment by injection and smearing， respectively. Scanning electron microscope （SEM） observation showed that after tenderization， the diameter of myofibers was increased， the density was decreased， connective tissues were reduced and the compact structure became looser compared with controls， implicating that perch meat was well tenderized .

Key words： perch； compound phosphate； CaCl2； papain； tenderization

中图分类号：TS254.4 文献标志码：A 文章编号：1001-8123（2015）10-0024-04

doi： 10.15922/j.cnki.rlyj.2015.10.006

河鲈为鮨科鲈属，又名鲁鱼、花鲈[1]。河鲈体型较大、肉味鲜美、营养丰富、经济价值高，是名贵鱼类之一，也是淡水养殖的主要品种。鲈鱼肉质细嫩，脂肪含量较高，且骨刺较少，适宜进行深加工，但加工、灭菌和贮运过程会导致其肉质嫩度下降，这在一定程度上限制了鲈鱼加工业的发展。

目前市场对鲈鱼调理品的需求量日益增加，嫩度和口感作为产品品质的重要指标，直接影响鲈鱼调理品的商品价值。目前嫩化技术集中应用于畜禽肉类，主要有物理法（电刺激、高压、微波、超声等）[2-4]、低浓度盐离子法（CaCl2、磷酸盐等）[5-7]、酶法（木瓜蛋白酶、弹性蛋白酶、复合酶制剂等）[8-9]、有机酸法（柠檬酸、乳酸和醋酸等）。其中多聚磷酸盐、钙离子和木瓜蛋白酶受到较多关注，但三者协同作用的嫩化效果及在鱼肉制品中的研究尚未见报道。

本实验以鲈鱼半成品为研究对象，系统研究复合磷酸盐、CaCl2和木瓜蛋白酶等对鱼肉剪切力及肌肉纤维的影响，确定嫩化剂的用量、优化嫩化工艺、建立保持鲈鱼调理品嫩度的方法。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

鲈鱼、盐、味精购于武汉市武商量贩；木瓜蛋白酶（酶活6 000 U/mg） 广西南宁庞博生物工程有限公司；

焦磷酸钠、聚磷酸钠、偏磷酸钠、CaCl2等均为食品级

试剂。

1.2 仪器与设备

TA-XTPlus型食品物性测试仪 英国Stable Micro System公司；Quanta扫描电镜 美国FEI公司。

1.3 方法

1.3.1 原料处理

河鲈去头尾、腮鳞、内脏和鱼皮，剔除原料中鱼刺。选用背部肉，将鱼肉切成2 cm×2 cm×1.5 cm的条块，清洗、沥干，用1%食盐和0.5%味精均匀涂抹鱼块，加嫩化剂处理后，20 ℃腌制1.5 h，-40 ℃速冻30 min，-20 ℃冷库冷藏12 h，气烹3 min；冷却后制样。

1.3.2 剪切力测定

采用TA-XT plus质构仪测定河鲈鱼肉剪切力。探头型号为BSK，测试模式为hot dog，测试前速率2.0 mm/s，

测试后速率10.0 mm/s，下行距离25 mm，样品厚度10 mm。每种样品测定6 次[10]。

1.3.3 单因素试验

1.3.3.1 复合磷酸盐添加量对河鲈鱼肉嫩度的影响

选取复合磷酸盐（焦磷酸钠、聚磷酸钠、偏磷酸钠质量比为3∶2∶2）添加量为0、0.2、0.4、0.8、1.2、1.6、2.0 g/kg，经加工处理制样后，以剪切力为指标，确定复合磷酸盐的最适添加量。

1.3.3.2 CaCl2添加量对河鲈鱼肉嫩度的影响

选取CaCl2添加量为0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 g/kg，经加工处理制样后，以剪切力为指标，确定CaCl2的最适添加量。

1.3.3.3 木瓜蛋白酶添加量对河鲈鱼肉嫩度的影响

选取木瓜蛋白酶添加量为0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 g/kg，经加工处理制样后，以剪切力为指标，确定木瓜蛋白酶的最适添加量。

1.3.4 正交试验

通过单因素试验的确定，以复合磷酸盐、CaCl2、木瓜蛋白酶的添加量为试验因素，以涂抹方式剪切力为主指标，结合注射方式的剪切力，进行三因素三水平

L9（33）正交试验设计，因素水平如表1所示。

1.3.5 扫描电镜观察

对经最优嫩化剂组合嫩化后的鱼肉进行扫描电镜观察，以未嫩化鱼肉为对照。取鱼肉样品，顺着纹理切成10 mm×10 mm×2 mm长方形小块，戊二醛固定1.5 h后取出，用pH 6.8的磷酸盐缓冲溶液冲洗3 次，然后分别用体积分数50%、70%、90%、100%的乙醇脱水，每次10～15 min。乙醇脱水结束后将鱼肉先用乙醇-叔丁醇（1∶1，V/V）溶液浸泡15 min，再用叔丁醇浸泡15 min，冷冻干燥24 h[11]。将样品送武汉大学测试中心用扫描电镜进行观察。样品用双面胶粘于样品台上，用离子溅射器镀铂膜，膜厚度约为100 A。测试条件为：加速电压10 kV，能量分辨率Mn kα 132 eV，放大倍数分别为80、300、1 000 倍，观察并拍照具有代表性的表面微观结构[12]。

2 结果与分析

2.1 CaCl2添加量对河鲈鱼肉嫩度的影响

由图1可知，鱼体注射或涂抹CaCl2均可降低河鲈鱼肉剪切力，其中注射方式可显著降低鱼肉剪切力，该结果与Ca2+注射牛肉的嫩化效果相似[13]。肉的成熟嫩化过程主要是钙激活蛋白酶和溶酶体组织蛋白酶的作用，而CaCl2主要通过缩短钙激活酶激活时间来嫩化肌肉[14]。但Ca2+添加量并非越高越好，大于1.5 g/kg时，鱼肉剪切力不再下降甚至有所上升，这是因为钙激活酶需要一定量的Ca2+即可达到最大活性条件，继续增加Ca2+，钙激活酶活性不再增加，而盐离子添加量过高会导致鱼肉失水剪切力上升。因此选择CaCl2较低添加量0.8～1.2 g/kg进入正交试验。

2.2 复合磷酸盐添加量对河鲈鱼肉剪切力的影响

由图2可知，涂抹和注射复合磷酸盐均可显著降低河鲈鱼肉剪切力，其中注射方式对鱼肉的嫩化作用更直接，在注射量为0.2 g/kg时即可达到涂抹复合磷酸盐1.2 g/kg的效果。离子强度是引起嫩化的重要因素，多聚磷酸能够通过提高离子强度，促使肌球蛋白从肌原纤维中溶解出来，从而提高肉的保水性而使肉品嫩化[15-17]。当复合磷酸盐添加量大于1.2 g/kg，鱼肉剪切力有所上升，这可能因为盐离子添加量过高会导致蛋白产生盐析，与水结合的蛋白质减少，肉的持水性下降，嫩度也下降[7]，剪切力上升。因此选择复合磷酸盐添加量1.0～1.4 g/kg进入正交试验。

2.3 木瓜蛋白酶添加量对鱼肉剪切力的影响

木瓜蛋白酶能将肉中的结缔组织及肌纤维中结构较复杂的胶原蛋白、弹性蛋白进行适当降解，从而提高肉的嫩度[18]。由图3可知，随着木瓜蛋白酶添加量的增加，采用涂抹方式，鱼肉剪切力降低程度有限；这与参考文献[19]中，涂抹木瓜蛋白酶可显著增加猪肉嫩度，降低肉剪切力的结果不同，原因可能为采用20 ℃腌制嫩化，非木瓜蛋白酶的最适温度，所以酶的作用未完全发挥出来的缘故。采用注射方式，鱼肉剪切力降低幅度较大，且在2.0 g/kg处剪切力降至最低，因此选择木瓜蛋白酶添加量1.8～2.2 g/kg进入正交试验。

2.4 正交试验结果

由表2可知，以注射方式为指标，各因素对河鲈鱼肉嫩度影响程度大小依次为A>B>C，嫩化剂最佳组合是A3B3C3；以涂抹方式为指标，各因素对河鲈鱼肉嫩度影响程度大小依次为A>C>B，嫩化剂最佳组合是A3B2C2。根据正交试验剪切力的直观数据结果，嫩化剂最佳组合为A3B2C1。由于两个最佳组合均非正交试验中的组合，因此对A3B3C3、A3B2C2进行验证实验，结果显示，A3B3C3组合注射后剪切力为31.09 N，A3B2C2组合涂抹后剪切力为27.97 N，效果均不及A3B2C1组合，因此终选择CaCl2 1.2 g/kg、复合磷酸盐1.2 g/kg、木瓜蛋白酶1.8 g/kg作为最适嫩化剂组合。

表 2 正交试验结果

Table 2 Orthogonal array design with experimental results

试验号 因素 剪切力/N

A B C 注射 涂抹

1 1 1 1 28.83±1.58 24.79±1.41

2 1 2 2 22.08±0.34 15.31±1.05

3 1 3 3 14.82±0.25 24.69±0.90

4 2 1 2 12.67±2.31 9.39±0.76

5 2 2 3 11.45±1.45 14.92±2.98

6 2 3 1 11.31±0.99 10.68±0.44

7 3 1 3 12.85±1.62 10.49±0.89

8 3 2 1 8.40±0.13 7.28±0.52

9 3 3 2 9.89±0.40 11.39±0.50

注射 k1 65.737 54.338 48.530

k2 35.424 41.938 44.636

k3 31.127 36.013 39.122

R 11.536 6.112 3.139

涂抹 k1 64.785 44.665 42.742

k2 34.973 37.494 36.081

k3 29.155 46.754 50.090

R 11.880 3.090 4.670

2.5 河鲈鱼肉嫩化前后表面微观结构观察

a.×80；b.×300；c.×1 000。

图 4 河鲈鱼肉嫩化前（a1～c1）后（a2～c2）在不同放大倍数下的

微观结构（扫描电镜）

Fig.4 Microstructure of perch meat before tenderization （a1～c1） and after tenderization （a2～c2） in different magnifications

河鲈肌肉微观结构包括肌纤维的直径、密度、肌纤维间组织等[20]。用最优嫩化剂组合（CaCl2 1.2 g/kg、复合磷酸盐1.2 g/kg、木瓜蛋白酶1.8 g/kg）对河鲈鱼肉进行嫩化，以未嫩化组为对照进行扫描电镜观察。由图4可知，未嫩化河鲈鱼肉单根肌纤维较细，彼此平行排列，肌纤维密度较大，尤其纤维间连接组织较多（图4a1、b1），

肌纤维表面覆盖肌束膜（图4c1）；而嫩化后的河鲈鱼肉肌纤维也是平行排列，但单根纤维直径较大，肌纤维密度较小，纤维间连接组织少，肌纤维表面肌束膜不明显（图4a2、b2、c2）。扫描电镜结果表明，嫩化后河鲈鱼肉致密结构变得蓬松，肌纤维间连接物减少，肌纤维变宽，这跟肉眼观察到的嫩化后鱼肉块变大结果相印证。本实验中鱼肉肌纤维间连接组织被酶解减少，与酱油提取物对牛肉的嫩化结果[11]相似，但与木瓜蛋白酶嫩化牛肉干[8]导致肌纤维断裂的结果不同，可能因为酶解温度、时间、添加量不同所致。

3 结 论

CaCl2、复合磷酸盐、木瓜蛋白酶对河鲈鱼肉均有不同程度的嫩化作用，但复合嫩化剂（CaCl2 1.2 g/kg、复合磷酸盐1.2 g/kg、木瓜蛋白酶1.8 g/kg）效果更好，嫩化后鱼肉肌纤维直径较大，肌纤维密度较小，纤维间连接组织少，肌纤维表面肌束膜不明显。本研究得到的嫩化剂组合高效实用，适合工业化生产。

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