鱼种和亲水胶体对鱼糜制品凝胶性质的影响

王艳霞，张金丽，张瑞婷，郝更新，翁武银，2，*（.集美大学食品与生物工程学院，福建厦门3602；2.厦门市海洋功能食品重点实验室，福建厦门3602）

鱼种和亲水胶体对鱼糜制品凝胶性质的影响

王艳霞1，张金丽1，张瑞婷1，郝更新1，翁武银1，2，*
（1.集美大学食品与生物工程学院，福建厦门361021；2.厦门市海洋功能食品重点实验室，福建厦门361021）

考察了添加复合亲水胶体对鲢鱼、带鱼、金线鱼等鱼糜制品凝胶特性的影响。结果发现，添加亲水胶体后，带鱼鱼糜制品凝胶强度从58.38 g·cm提高至107.27 g·cm，金线鱼鱼糜制品从328.68 g·cm下降至137.55 g·cm，但鲢鱼鱼糜制品没有明显变化。另一方面，添加亲水胶体后鱼糜制品的硬度、粘结性、咀嚼性等发生下降，但水分含量、持水性、蒸煮吸水率均有显著提高。而且，添加亲水胶体后带鱼鱼糜制品中肌球蛋白重链的降解受到一定的抑制。SEM结果发现亲水胶体可以填充到带鱼和鲢鱼鱼糜制品中，但在金线鱼鱼糜凝胶结构中容易形成胶体块状，导致凝胶强度下降。

鱼种，亲水胶体，鱼糜制品，凝胶性质

随着我国老龄人口增加，针对老年人的生理特点制备的低硬度、易消化、蛋白质质量好、适当增加食物纤维的老年食品逐渐引起关注［1］，但市场上的老年食品不仅品种单一，而且缺乏［2-3］，因此开发低凝胶强度的鱼糜制品将符合市场的需求。在前期研究中，我们利用正交实验考察了亲水胶体对鱼糜制品凝胶强度的影响，结果发现添加0.3%瓜尔豆胶、0.5%大豆蛋白、1.0%蛋清蛋白可以使鱼糜制品的凝胶强度降低到125 g·cm，接近日本厚生省介护食品的强度要求（100 g·cm）［4］。因此，有必要进一步降低鱼糜制品的凝胶强度，使其符合老年食品对硬度的要求。

由于鱼类生长环境不同会导致不同鱼种在鱼肉蛋白含量、肌动球蛋白、Ca2+-ATPase活性上存在差别，进而影响鱼肉的凝胶形成能［5］。张崟等［6］发现罗非鱼鱼糜凝胶的强度显著高于黄姑鱼、带鱼、沙丁鱼、鲜丁鱼等四种常用海水鱼鱼糜。尹贝贝等［7］研究表明丁鱼鱼糜凝胶强度大于红三鱼，但却比巴浪鱼低。这些结果表明鱼种是影响鱼糜凝胶形成能的一个重要因素。然而，有关亲水胶体和鱼种对鱼糜制品凝胶特性影响的研究却鲜有报道。

因此，本研究比较了添加和未添加亲水胶体的鲢鱼、带鱼、金线鱼三种鱼糜制品的凝胶特性，为制备适合老年人食用的鱼糜制品提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

冷冻金线鱼鱼糜 厦门市星彩晟进口有限公司；冷冻带鱼鱼糜 台州鸿佳食品有限公司；新鲜鲢鱼 集美菜市场；食品级淀粉 杭州普罗星淀粉有限公司；食品级瓜尔豆胶、蛋清蛋白、大豆蛋白 郑州德瑞生物科技有限公司。

TMS-PRO质构仪 美国Food Technology公司；Avanti J-25高速冷冻离心机 美国Beckman公司；UV-8000A型紫外分光光度计 上海元析仪器有限公司；FA25高剪切分散乳化机 上海弗鲁克流体机械制造有限公司；S-4800扫描电子显微镜 日本日立制造所。

1.2 实验方法

1.2.1 鱼糜的制备 鲢鱼鱼糜参考Weng等［8］方法在低于10℃条件下制备。新鲜鲢鱼经去头、去内脏后，用冰水漂洗去除血污和黑膜，利用采肉机获得的白色肉按照料液比为1∶3（W/V）的比例用冰水漂洗3次，脱水后加入4%山梨醇、4%蔗糖、0.2%多聚磷酸钠和0.2%焦磷酸钠等抗冻剂，混合均匀后，分装到塑料袋中，保存在-30℃冰箱中供以下实验用。

1.2.2 冷冻鱼糜水分含量、蛋白含量、灰分含量的测定 水分含量采用直接干燥法测定，105℃干燥至恒重；蛋白含量采用凯氏定氮法测定，蛋白质系数为6.25；灰分含量按照GB/T 9695.18-2008测定。

1.2.3 鱼糜制品的制备 参考张瑞婷等［4］将溶于水的复合亲水胶体（0.3%瓜尔豆胶、0.5%大豆蛋白、1.0%蛋清蛋白、10%淀粉）添加到半解冻的鱼糜中，利用蒸馏水将水分含量调为80%，空擂10 min后加入鱼浆质量3%的NaCl，盐擂15 min后将鱼浆填入直径和高均为3 cm的不锈钢容器，两端密封后放在90℃水浴锅中加热15 min，然后用碎冰快速冷却，置于4℃冰箱冷藏平衡24 h备用。

1.2.4 破断实验 参考郑温翔等［9］报道的方法，利用TMS-PRO质构仪，在室温条件下采用球形探头（Ф5 mm）以30 mm/min的测试速度、20 mm的穿刺距离测定鱼糜制品凝胶强度。穿刺曲线上第一个峰值为破断强度，其对应位移即破断深度。鱼糜制品凝胶强度的计算公式为：

凝胶强度（g·cm）=B×D

式中，B-鱼糜制品的破断强度（g）；D-鱼糜制品的破断深度（cm）。

1.2.5 质构参数的测定 参考Weng等［10］报道的方法，在室温条件下用TMS-PRO质构仪采用圆柱形探头（Ф38 mm）对鱼糜制品进行连续两次30%压缩变形测定，测试速度为60 mm/min，停留时间为5 s。

1.2.6 持水性的测定 参考黄玉平等［11］报道的方法，将鱼糜制品切成2 g左右的块状，精确称量后用3层滤纸包裹后放入离心管，在4℃条件下以1000×g离心15 min，对离心后样品的质量进行测定，鱼糜制品的持水性按下列公式进行计算：

式中，W1—鱼糜制品离心前的质量（g）；W2—鱼糜制品离心后的质量（g）。

1.2.7 蒸煮吸水率的测定 参考Chang等［12］报道的方法并略有变动，精确称取5 g左右的块状鱼糜制品，在沸水中煮5 min后迅速移到碎冰中冷却，用纸巾轻轻拭去样品表面水分后称重，蒸煮吸水率计算公式为：

式中，M1—蒸煮前样品的质量（g）；M2—蒸煮后样品的质量（g）。

1.2.8 电泳（SDS-PAGE）分析 鱼糜制品用含2%SDS、8 mol/L尿素、20 mmol/L Tris-HCl（pH8.8）的蛋白变性剂均质溶解后，参考Laemmli等［13］报道的方法，在电流为8 mA的条件下用浓缩胶为5%、分离胶为8%的胶进行电泳，然后用考马斯亮蓝R-250染色，经脱色液脱色至背景透明后拍照。

1.2.9 扫描电镜微观组织结构观察 参考Weng等［8］报道的方法将鱼糜制品切成边长为2～3 mm正立方体小块，在4℃下用含2.5%戊二醛的0.1 mol/L磷酸盐缓冲液（pH7.2）固定24 h，经过0.1 mol/L磷酸盐缓冲液（pH7.2）清洗3次，再对其进行一系列30%、50%、60%、70%、80%、90%、100%（v/v）乙醇梯度脱水，用CO2临界点干燥仪干燥后将其粘在样品台导电条带上固定，经E-1010离子溅射仪镀金后，用扫描电子显微镜对样品微观组织结构进行观察拍照。

1.2.10 数据统计与分析 每组实验数据有≥3个平行，用Microsoft Excel 2003对数据处理取平均值、偏差；采用SPSS 17.0软件进行显著性分析，检测方法为Duncan多重检验，检测限为0.05。

2 结果与分析

2.1 冷冻鱼糜基本组分

表1 冷冻鱼糜的基本组分Table1 Essential composition of frozen surimi

由表1可知，鲢鱼鱼糜的水分含量最高，带鱼次之，金线鱼最低；相反，金线鱼鱼糜的蛋白含量和灰分含量最高，带鱼次之，鲢鱼最低。虽然有研究报道养殖水域环境和养殖方式对鱼肉的水分含量、蛋白含量和灰分含量有一定的影响［14］，但本实验室制备的鲢鱼鱼糜灰分含量低、水分含量高的主要原因可能是漂洗较彻底而脱水不够彻底。

2.2 鱼种和亲水胶体对鱼糜制品凝胶强度的影响凝胶强度是反映鱼糜凝胶特性的一项重要指标。由表2可知，未添加亲水胶体时，不管是破断强度、破断深度还是凝胶强度，测定值都是金线鱼鱼糜制品最大，鲢鱼次之，带鱼最低，表明不同鱼种的凝胶强度存在显著的差异。带鱼肌肉和内脏存在大量的蛋白酶，尤其采肉时没有及时去除内脏，带鱼肌原纤维蛋白会受到内源性蛋白酶的破坏导致鱼糜制品的凝胶强度下降［15］，而金线鱼鱼糜制品凝胶强度高的原因可能是由于鱼糜中盐溶性蛋白含量最高（表1）。

表2 鱼种和亲水胶体对鱼糜制品凝胶强度的影响Table2 Effect of fish species and hydrocolloids on gel strength of surimi gels

添加亲水胶体后，可以发现仍然是金线鱼鱼糜制品的凝胶强度值最大，但带鱼的凝胶强度值逐渐接近鲢鱼鱼糜制品。而且，与未添加亲水胶体组相比，带鱼鱼糜制品的凝胶强度值明显增加，金线鱼鱼糜制品显著降低，但鲢鱼却没有显著性变化，说明了添加亲水胶体对不同鱼种鱼糜制品凝胶强度的影响存在一定的差异。有研究报道添加大豆蛋白在一定程度上抑制了低等级（2级）鳕鱼鱼糜制品凝胶劣化现象从而提高其凝胶强度，但会稀释鱼糜蛋白浓度及阻碍肌原纤维蛋白的交联使其形成不连续网络凝胶结构，进而降低SA级阿拉斯加鳕鱼糜制品和自制鲤鱼鱼糜制品的凝胶强度［16］。Hernández-Briones等［17］研究表明添加鱼类明胶对A级阿拉斯加鳕鱼鱼糜凝胶性能没有明显的影响，但会使FA级鳕鱼鱼糜凝胶性能发生下降。

2.3 鱼种和亲水胶体对鱼糜制品质构性能的影响

压缩实验反映了物质的质构特性，质构参数值可以定量分析鱼糜制品的质构性能。亲水胶体对不同鱼种制备的鱼糜制品TPA参数的影响如表3所示。在未添加亲水胶体情况下，金线鱼鱼糜制品的硬度、弹性、粘结性、咀嚼性明显最高，但鲢鱼、带鱼鱼糜制品质构参数间没有显著性差异。添加亲水胶体后，鱼糜制品的硬度、粘结性、咀嚼性均出现不同程度的降低，内聚性均升高，其中金线鱼鱼糜制品的质构参数的变化程度最大。这与Tabilo-Munizaga等［18］报道的结果类似，无论蛋清蛋白、马铃薯淀粉单独添加还是二者复配添加均可以降低阿拉斯加鳕鱼和太平洋鳕鱼鱼糜凝胶的硬度、粘结性和咀嚼性，但对鱼糜凝胶弹性没有影响。

2.4 鱼种和亲水胶体对鱼糜制品水分含量、持水性、蒸煮吸水率的影响

表4 鱼种和亲水胶体对鱼糜制品水分含量、持水性、蒸煮吸水率的影响Table4 Effect of fish species and hydrocolloids on the moisture content，water holding capacity and cooking absorption of surimi gels

水分含量、持水性均是鱼糜制品质量检测的重要指标，蒸煮吸水率在一定程度上反映了鱼糜制品的保水能力及产品出品率［19］。由表4可知，未添加亲水胶体时，带鱼鱼糜制品水分含量最低，金线鱼鱼糜制品持水性能最好，鲢鱼鱼糜制品的蒸煮吸水率最高；添加亲水胶体后，不管是鲢鱼、带鱼还是金线鱼，鱼糜制品的水分含量、持水性、蒸煮吸水率均得到一定程度的提高，尤其带鱼鱼糜制品的变化程度最为显著。Yang等［20］研究表明高抗性大米淀粉因含易结合自由水的氢键基团及其强吸水能力增加了鱼糜凝胶的持水性和蒸煮吸水率。Sánchez-Alonso［21］研究也表明小麦膳食纤维具有促进结合水的能力，进而提高了重组鳕鱼、竹荚鱼鱼糜凝胶的持水性、蒸煮吸水率。也有研究表明添加马铃薯淀粉、蛋清蛋白可以提高鱼糜凝胶的持水性［22］。

2.5 鱼种和亲水胶体对鱼糜制品蛋白组分的影响

表3 鱼种和亲水胶体对鱼糜制品TPA参数的影响Table3 Effect of fish species and hydrocolloids on TPA of surimi gels

图1（A）显示了未添加亲水胶体时不同鱼种鱼糜制品蛋白组分的电泳图谱。三种鱼鱼糜制品蛋白均主要由肌球蛋白重链（MHC）、肌动蛋白（Actin）、原肌球蛋白（TM）和一些未进入浓缩胶的高分子聚合物（HMWF）组成。当电泳样品未添加βME时，与鲢鱼、金线鱼鱼糜制品相比，带鱼鱼糜制品的MHC蛋白条带浓度比鲢鱼、金线鱼鱼糜制品低，并在65 ku附近出现一个明显的降解条带。巫朝华等［15］将带鱼糜添加到鲢鱼糜中考察复合鱼糜制品的凝胶强度时，发现伴随着带鱼糜含量的增加复合鱼糜凝胶强度出现下降，表明带鱼糜中存在酶活性较高的内源性组织蛋白酶。这个结果与本研究类似，带鱼糜制品中的MHC出现大量降解（图1A），凝胶强度、水分含量比其他2种鱼糜制品低（表2，表4）。当电泳样品添加βME后，不管哪一种鱼糜，利用其制备的鱼糜制品未进入浓缩胶的HMWF蛋白条带浓度明显下降，MHC、Actin的蛋白条带浓度增加。这些结果表明鱼糜制品在形成过程中MHC和Actin通过二硫键形成了高分子聚合物。然而，在带鱼糜制品和金线鱼糜制品中，还发现有少量的HMWF，这可能是工厂制备的鱼糜添加了大豆蛋白等其他添加剂而使鱼糜蛋白通过非二硫共价键形成的交联产物。

图1 鱼种和亲水胶体对鱼糜制品蛋白组分的影响Fig.1 Effect of fish species and hydrocolloids on protein fractions of surimi gels

图1（B）显示了添加亲水胶体后不同鱼种鱼糜制品蛋白组分的电泳图谱。由图1可知，当电泳样品未添加βME时，不管利用哪一种鱼种的鱼糜制备的鱼糜制品的蛋白条带的变化趋势与未添加亲水胶体组（图1A）类似，说明鱼种是影响鱼糜制品蛋白组分的重要因素，添加的亲水胶体可能以填充剂形式存在鱼糜制品中不会改变蛋白组分。有研究表明流动性较差的大分子SPI填充于鱼糜蛋白间，会减少鱼糜蛋白互相接触的机会［23］。因此，添加的亲水胶体可能填充在鱼糜蛋白间减少鱼糜蛋白的交联，阻碍连续凝胶网络结构的形成，进而降低了金线鱼糜制品的凝胶强度（表2）。肖旭华［24］研究也发现大量米渣蛋白以填充剂形式稀释鱼糜蛋白并阻碍鲢鱼糜蛋白的交联，使鲢鱼糜凝胶强度、质构参数随着米渣蛋白含量的增加而降低。有研究表明蛋清粉、大豆蛋白能有效抑制肌肉内的组织蛋白酶B、L活性，提高鱼糜制品的凝胶强度［25-26］。因此，本研究中添加的含有蛋清蛋白、大豆蛋白复合亲水胶体的带鱼鱼糜制品MHC降解现象明显减弱（图1B），可能是添加的亲水胶体对内源性组织蛋白酶有抑制作用，进而提高带鱼鱼糜制品的凝胶强度、水分含量、持水性和蒸煮吸水率（表2，表4）。

2.5 鱼种和亲水胶体对鱼糜制品微观组织结构的影响

利用扫描电子显微镜观察添加亲水胶体前后不同鱼种鱼糜制品的微观组织结构，结果如图2所示。未添加亲水胶体时，鲢鱼鱼糜制品含一定数量且形状大小不一的孔洞，而带鱼鱼糜制品含数量较多的大孔洞并呈疏松纤维状网络结构，金线鱼鱼糜制品网络结构表面粗糙不平但内部致密无孔洞。一般情况下，鱼糜蛋白分子的有序聚集形成致密均匀的鱼糜凝胶网络结构［27］，凝胶结构越均匀致密有序，其凝胶强度越高，持水性越好。金线鱼鱼糜制品致密的网络结构与其较高的凝胶强度、质构参数、持水性（表2～表4）相对应。带鱼鱼糜制品的大孔疏松纤维状结构可能是带鱼鱼糜蛋白在凝胶形成过程发生降解引起的（图1A）。也有研究表明组织蛋白酶L的降解作用会使鱼糜凝胶微观结构含数量较多的大孔径孔洞，结果导致鱼糜凝胶的凝胶强度下降［28］。

图2 鱼种和亲水胶体对鱼糜制品的组织结构的影响（10000×）Fig.2 Scanning electron micrograph of surimi gels from different fish species added with or without hydrocolloids（10000×）

添加亲水胶体后，鲢鱼鱼糜制品的孔洞变小，说明亲水胶体填充在鱼糜蛋白内，改善了凝胶网络结构，从而在一定程度上提高了鲢鱼鱼糜制品凝胶强度、水分含量、持水性、蒸煮吸水率（表2，表4）。然而，带鱼鱼糜制品由较多大孔组成的疏松纤维状结构变成表面相对光滑并且有小孔均匀分布的网络结构，一方面是亲水胶体在一定程度上抑制了带鱼鱼糜蛋白分子的降解，另一方面是亲水胶体自身的凝胶作用填充在鱼糜凝胶网络结构中，从而使其凝胶强度、持水性、蒸煮吸水率都得到明显的提高（表2，表4）。Park［29］研究表明亲水胶体可以作为粘合剂和功能性填充剂提高鱼糜凝胶的凝胶特性。另外，有研究表明金线鱼内源性TGase活性高达99.6 U/g（干重），漂洗后依然还有44%的活性，结果导致MHC容易发生交联［30］。因此，金线鱼的高凝胶性能使添加的亲水胶体不易填充到鱼糜蛋白的网络结构中，导致在蛋白之间凝聚成胶体块状，甚至可能阻碍了鱼糜蛋白的交联及连续网络结构的形成，进而降低了金线鱼鱼糜制品的凝胶强度、硬度、粘结性、咀嚼性（表2，表3）。这与黄玉平等［31］研究发现大分子鱼皮明胶蛋白分子很难填充在鱼糜蛋白形成的网络结构，干扰鱼糜凝胶形成连续的网络结构，进而降低鱼糜凝胶弹性的结果相一致。

3 结论

本文研究了添加和未添加亲水胶体的鲢鱼、带鱼、金线鱼鱼糜制品的凝胶特性，结果发现鱼种是影响鱼糜制品凝胶特性的重要因素。一方面，添加亲水胶体会提高带鱼鱼糜制品凝胶强度，降低金线鱼鱼糜制品凝胶强度，但不会对鲢鱼鱼糜制品产生显著影响。另一方面，不管是鲢鱼、带鱼，还是金线鱼，亲水胶体的添加都会降低鱼糜制品的硬度、粘结性、咀嚼性，但都会显著提高三种鱼糜制品的水分含量、持水性、蒸煮吸水率。根据SDS-PAGE和扫描电镜微观组织结构结果，添加亲水胶体能在一定程度上抑制带鱼鱼糜蛋白的降解，但可能阻碍了金线鱼鱼糜蛋白之间的交联。由于添加亲水胶体后带鱼鱼糜制品组织结构平滑均匀并且在三鱼种中凝胶强度最低，因此利用带鱼制备的鱼糜制品更适合老年人食用。

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Effects of fish species and hydrocolloids on the gel properties of surimi gels

WANG Yan-xia1，ZHANG Jin-li1，ZHANG Rui-ting1，HAO Geng-xin1，WENG Wu-yin1，2，*
（1.College of Food and Biological Engineering，Jimei University，Xiamen 361021，China；2.Xiamen Key Laboratory of Marine Functional Food，Xiamen 361021，China）

The physical properties of surimi gels prepared from silver carp，hairtail，threadfin bream with or without hydrocolloids were investigated.After hydrocolloids were incorporated，the gel strength of hairtail surimi gels was increased from 58.38 g·cm to 107.27 g·cm，threadfin bream surimi gels was decreased from 328.68 g·cm to 137.55 g·cm，while no obvious changes were observed in the silver carp surimi gels.On the other hand，the hardness，cohesiveness and chewiness were decreased，but the moisture content，water holding capacity and cooking absorption were increased when hydrocolloids were incorporated into surimi gels.Furthermore，the degradation of myosin heavy chains was inhibited in some extent by the addition of hydrocolloids.Based on the SEM of surimi gels，the hydrocolloids could fill in the network structure of carp surimi gels and hairtail surimi gels，but form colloidal blocks in the network structures of threadfin bream surimi gels，resulting in the decreased gel strength.

fish species；hydrocolloids；surimi gels；gel properties

TS254.1

A

1002-0306（2016）02-0143-05

10.13386/j.issn1002-0306.2016.02.020

2015－04－17

王艳霞（1991－），女，硕士研究生，主要从事水产食品加工方面的研究，E-mail：786045473@qq.com。

*通讯作者：翁武银（1974－），男，博士，教授，主要从事蛋白质化学和水产加工方面的研究，E-mail：wwymail@jmu.edu.cn。

福建省杰出青年科学基金项目（2014J06013）；厦门市海洋经济发展专项资金（13CZP003HJ05）；集美区科技项目（20134C01）。