罗非鱼与海水鱼 制备混合鱼糜的凝胶特性研究

何晓萌,黄 卉,李来好,3,*,杨贤庆,郝淑贤,魏 涯,吴燕燕

(1.中国水产科学研究院南海水产研究所,国家水产品加工技术研发中心,农业部水产品加工重点实验室,广东广州 510300;2.上海海洋大学食品学院,上海 201306;3.广东省渔业生态环境重点实验室,广东广州 510300)

鱼糜制品是以各种海水鱼或淡水鱼为原料,经过采肉、漂洗、擂溃、凝胶化等工序制成。其食用方便、味道鲜美、富含优质蛋白,符合现代人的消费习惯,而且易于实现工业化生产,越来越为市场接受和喜爱[1-2]。增强鱼糜的凝胶特性,是提高鱼糜制品品质的关键。已有研究表明,不同鱼糜以合适的比例混合,对其凝胶特性具有协同增效作用[3-5],还能改善制品的色香味。凝胶特性主要由盐溶性蛋白含量决定,海水鱼盐溶性蛋白含量较高,凝胶特性好于淡水鱼,但其成本较高，并且随着渔业资源的日益衰退,已有研究者提出[6-7]通过混合鱼糜制品来降低成本,混合鱼糜的市场将会不断扩大。目前国内也有企业开始关注混合鱼糜制品。

罗非鱼是我国南方最主要的淡水养殖品种之一,随着产量的不断增长,逐渐成为全球关注的淡水养殖鱼类[8]。但罗非鱼加工产品形式单一,产品价值没有得到充分开发。罗非鱼具有采肉率高、肉质鲜美、弹性良好的特点,将罗非鱼与海水鱼混合制备鱼糜制品,可以得到品质较好的产品,提高罗非鱼的经济价值。本文对五种产量较大的海水鱼鱼糜(海鲈鱼、黄花鱼、金鲳鱼、红三鱼、马鲛鱼)和作为南海重点开发的鸢乌贼鱼糜的凝胶特性(凝胶强度、白度、盐溶性蛋白含量、巯基含量)进行测定,筛选出凝胶特性好的鱼糜,将其与罗非鱼鱼糜混合,开发凝胶特性较强、风味好、成本低的罗非鱼混合鱼糜制品。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

罗非鱼、海鲈鱼、黄花鱼、金鲳鱼、红三鱼、马鲛鱼 广州客村华润万家超市;鸢乌贼 捕捞于南海海域,-20 ℃冻藏保存;氯化钠、氯化钾、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠 分析纯,广州化学试剂厂;蛋白定量测试盒(考马斯亮蓝法)、巯基测定试剂盒(分光光度法) 南京建成生物工程研究所;大豆分离蛋白 华润万家超市。

Ultra Turrax T50均质机 德国IKA公司;Sigma-3K30高速冷冻离心机 德国SIGMA公司;HH-4数显恒温水浴锅 常州澳华仪器有限公司;CT3质构仪 美国Brookfield公司;SC-80C型全自动色差仪 北京康光仪器有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 鱼糜加工工艺流程 预处理(取肉,去皮,斩剁为1 cm3肉块)→漂洗(水洗2次,0.25%盐洗1次,每次4 min,肉液比1∶3)→脱水(4000 r/min,15 min)→擂溃(空擂1 min后添加2%的食盐擂1 min)→加入辅料(9%大豆分离蛋白)→灌入肠衣(直径20 mm)→凝胶化(微波加热,15 W/g功率强度60 s)→冷却至4 ℃冷藏过夜→测定样品凝胶特性

1.2.2 凝胶强度的测定 将制备好的样品从4 ℃冰箱中取出,使温度平衡至室温,然后将其切成30 mm高的圆柱体,采用CT3型质构仪测凝胶强度。测定参数:压缩模式测定鱼糜凝胶的破断强度(g)和凹陷深度(mm),其中破断强度反映了鱼糜凝胶的硬度,凹陷深度反映了鱼糜凝胶的弹性[9-10]。选用直径5 mm球形探头压缩样品,测前速率,测后速率均为5.0 mm/s、测试速率1.0 mm/s、下压位移15 mm、触发值5 g、数据采集速率400 pps。每次实验做3组平行,取平均值。

凝胶强度(g·mm)=破断强度(g)×凹陷深度(mm)

1.2.3 白度值的测定 将样品切成3 mm的薄片,采用SC-80C型全自动色差仪测定鱼糜凝胶的白度,色差计用标准黑板和白板进行校正,记录样品的亮度(L*)值,其值从0到100变化,0表示黑色,100表示白色;红/绿(a*)值表示从红到绿的值,正值代表红色程度,负值代表绿色程度;黄/蓝(b*)值表示从黄到蓝的值,正值表示黄色程度,负值表示蓝色程度。每组样品测6份平行。白度值的计算公式如下[11]:

白度值=100-[(100-L*)2+a*2+b*2]1/2

1.2.4 盐溶性蛋白质的测定 取10 g样品加6倍的A液(pH=7.5,0.1 mol/L KCl,20 mmol/L Tris-HCl缓冲液)和2倍的B液(1% Triton,pH=7.5,0.1 mol/L KCl,20 mmol/L Tris-HCl缓冲液),用IKA匀浆机匀浆(9600 r/min、30 s、5次),纱布过滤,除去结缔组织。再用冷冻离心机离心(4 ℃、8000 r/min、15 min),去除上清液,将沉淀用8倍的A液混合均匀离心,重复3次。最后用A液将沉淀洗出,即得到盐溶性蛋白溶液[12],用考马斯亮蓝法测定其浓度,为避免反复冻融,将其分装于10 mL的离心管中,于-70 ℃超低温冰箱中贮存。

1.2.5 巯基含量的测定 将上述得到的盐溶性蛋白溶液浓度调整至4 mg/mL,取样液5 mL,采用巯基测试盒测定其总-SH含量,实验重复3次取平均值。巯基含量计算公式:-SH(mol/g)=A·D/(C·B),式中,A表示412 nm处的吸光度差值,D为稀释倍数,B表示待测蛋白溶液的浓度(mg/mL),C表示分子吸光系数,值为13600 mol/(cm·L)。

1.2.6 混合鱼糜实验 筛选出凝胶特性最好的鱼糜,将其按5%、10%、15%、20%、25%的比例与罗非鱼混合,测定混合鱼糜的凝胶特性。

1.3 数据处理

应用Excel及SPSS软件对实验结果进行统计分析,实验至少进行三次,根据三次实验结果计算相应的标准偏差,结果以“平均数±标准差”的形式表示。组间分析采用Tukey HSD法进行多重比较,p<0.05为显著,p>0.05为不显著,不同字母表示差异显著。各指标间采用Pearson相关性分析,p<0.01为极显著相关。

2 结果与分析

2.1 不同种类鱼糜的凝胶强度

凝胶强度是反映鱼糜凝胶特性的主要指标,能够直观的表明鱼糜的硬度和弹性性状。如图1可得,海鲈鱼和马鲛鱼鱼糜的凝胶强度显著高于其他鱼糜(p<0.05),分别为4569.27和4511.33 g·mm,具有较好的硬度和弹性。其次是金鲳鱼和红三鱼鱼糜,凝胶强度分别为3100.02和2861.94 g·mm。实验得出,马鲛鱼和海鲈鱼的凝胶强度无显著差异，但显著高于其他海水鱼。Chanarat等[13]实验得出马鲛鱼鱼糜的凝胶强度与本实验结果相似。实验得到的金鲳鱼鱼糜和鸢乌贼鱼糜的凝胶强度略高于文献[14-15],而红三鱼鱼糜的凝胶强度低于文献结果[16],估计是由于加工工艺不同所导致的。Cardoso等[17]研究海鲈鱼的凝胶特性时得到,当添加2.5%的食盐时海鲈鱼的凝胶强度为2275.51 g·mm;而再添加少量MTGase(0.25%)就能和盐之间形成协同效应,使凝胶强度显著增强,达到6561.22 g·mm。本文添加了2%食盐和9%大豆分离蛋白,结果处于Cardoso等人所得数据之间,这可能是由于MTGase和大豆分离蛋白这两种添加剂对鱼糜的凝胶强度具有不同影响所造成的。

图1 不同种类鱼糜的凝胶强度Fig.1 Gel strength of different kinds of surimi注:不同字母表示不同种类鱼糜的 凝胶强度存在显著性差异(p<0.05)。

2.2 不同种类鱼糜的白度

白度是反映鱼糜色泽的关键指标。如图2所示,鸢乌贼和红三鱼鱼糜的白度显著高于其他鱼糜(p<0.05),分别为59.10%和58.62%,海鲈鱼鱼糜次之,白度为56.99%，黄花鱼、金鲳鱼、马鲛鱼的白度略低,分别为54.78%、53.28%和53.39%。由此可以得到,金锠鱼鱼糜和马鲛鱼鱼糜的白度无显著差异，但显著低于其他海水鱼。Panpipat等[18]实验获得黄花鱼与马鲛鱼鱼糜的白度值与本实验结果相似。仪淑敏等[19]通过高压凝胶化获得红三鱼鱼糜的白度为70%左右,岳开华等[20]利用高压凝胶化使得海鲈鱼鱼糜的白度达到70%以上,高于本实验结果,主要是由于工艺不同导致的,高压能提高鱼糜的白度。王娜等[21]实验获得金鲳鱼鱼糜的白度为70%左右,高于本实验结果,可能是由于本实验添加的大豆分离蛋白降低了鱼糜的白度。Jian等[22]得到添加了1.5%魔芋甘露聚糖和不同温度(85、90、95 ℃)加热下的罗非鱼鱼糜的白度分别为65.25%、59.87%、58.95%,本文在微波加热的条件下,测得的罗非鱼鱼糜白度为69.03%,高于上述实验结果,这可能是由于添加剂和热凝胶条件的不同所造成的。高温可能导致鱼糜肌红蛋白变性和氧化副产物降解,从而导致白度的下降。

图2 不同种类鱼糜的白度Fig.2 Whiteness of different kinds of surimi注:不同字母表示不同种类鱼糜的 白度存在显著性差异(p<0.05)。

2.3 不同种类鱼糜盐溶性蛋白含量

鱼糜凝胶形成机理主要是肌原纤维蛋白通过氢键、二硫键、离子键等化学作用力形成三维空间网络结构的过程[23]。肌原纤维蛋白即盐溶性蛋白,约占鱼肉总蛋白的55%～60%[24],它是决定鱼糜制品凝胶特性的关键。由图3可得,海鲈鱼和马鲛鱼鱼糜的盐溶性蛋白含量显著高于其他鱼糜(p<0.05),分别为48.17和49.77 mg/mL，其次是红三鱼鱼糜,盐溶性蛋白含量为30.28 mg/mL。实验得出,马鲛鱼的盐溶性蛋白含量显著高于海鲈鱼，海鲈鱼的盐溶性蛋白显著高于除马鲛鱼外的其他海水鱼。实验得到的马鲛鱼鱼糜、海鲈鱼鱼糜和罗非鱼鱼糜的盐溶性蛋白含量高于文献[25-27],而鸢乌贼鱼糜的盐溶性蛋白含量略低于文献结果[28],估计是由于加工工艺不同所导致的。Poowakanjana等[29]测得红三鱼鱼糜盐溶性蛋白为25 mg/mL,略低于本文的结果,可能是擂溃时间及鱼的鲜度不同造成的。

图3 不同种类鱼糜的盐溶性蛋白含量Fig.3 Salt soluble protein content of different kinds of surimi注:不同字母表示不同种类鱼糜的盐溶性蛋白含量存在显著性差异(p<0.05)。

2.4 不同种类鱼糜的巯基含量

总-SH含量对蛋白质的聚集起很关键的作用,是用来衡量蛋白质变性的重要参数指标。由图4可得,黄花鱼鱼糜和海鲈鱼鱼糜的巯基含量显著高于其他鱼糜(p<0.05),分别为0.090和0.075 mmol/g,具有较强的抗氧化性，其次是红三鱼和马鲛鱼鱼糜,巯基含量分别为0.066和0.065 mmol/g。实验得出,不同种类鱼糜的巯基含量存在显著性差异。Poowakanjana等[29]测得红三鱼鱼糜巯基含量范围是0.060～0.085 mmol/g,岳开华等[26]测得海鲈鱼鱼糜的巯基含量为0.05 mmol/g左右,马海霞等[30]测得鸢乌贼鱼糜的巯基含量为0.05 mmol/g左右,罗晓玲[31]测得马鲛鱼鱼糜巯基含量范围是0.060～0.090 mmol/g,本文得到的结果与上述文献相似。

表1 罗非鱼-海鲈鱼混合鱼糜的凝胶特性Table 1 Gel properties of the tilapia-sea bass mixed surimi

注:不同字母表示混合鱼糜的凝胶特性存在显著性差异(p<0.05)。

表2 罗非鱼-海鲈鱼混合鱼糜凝胶特性的相关性分析Table 2 Correlation analysis of gel properties of the tilapia-sea bass mixed surimi

图4 不同种类鱼糜的巯基含量Fig.4 Sulphur content of different kinds of surimi注:不同字母表示不同种类鱼糜的 巯基含量存在显著性差异(p<0.05)。

注:“**”表示在 0.01水平(单侧)上显著相关。2.5 混合鱼糜实验

本文主要以罗非鱼为主,通过少量添加海水鱼达到增强鱼糜凝胶特性的效果,从而得到成本较低而品质较高的罗非鱼混合鱼糜制品。通过上述实验可知,海鲈鱼鱼糜的凝胶特性较高,可作为与罗非鱼鱼糜混合的原料。因此,将海鲈鱼按5%、10%、15%、20%、25%的比例与罗非鱼混合,通过实验由表1可得,混合鱼糜的凝胶强度、盐溶性蛋白含量、白度相比于罗非鱼鱼糜都有显著性提高(p<0.05)。巯基含量在海鲈鱼添加量为5%、10%、15%时,相比于罗非鱼鱼糜有显著性提高(p<0.05),可能是由于刚开始少量添加海水鱼时混合鱼糜中的蛋白质相互结合,释放出了较多的游离态巯基,随后游离态巯基又相互结合形成二硫键,导致巯基含量下降。由表2可知,混合鱼糜的凝胶强度、白度、盐溶性蛋白含量两两间都呈现显著的正相关(p<0.01);巯基含量与白度呈现显著的负相关(p<0.01)。由此可以得出,当海鲈鱼添加量为25%时,罗非鱼混合鱼糜的凝胶强度、盐溶性蛋白含量、白度均达到最大值,此时罗非鱼混合鱼糜制品的凝胶特性最好。徐文鑫[32]在研究不同添加量的鱿鱼糜对罗非鱼鱼糜凝胶特性的影响时,发现在鱿鱼糜10%时,混合鱼糜凝胶强度最高为2383.89 g·mm,比单一的罗非鱼鱼糜提高了76.69 g·mm。Santoso等[25]在研究黄貂鱼和马鲛鱼混合鱼糜时发现,当黄貂鱼和马鲛鱼混合比例为3∶1时,混合鱼糜凝胶强度最高为2670.1 g·mm,比单一的马鲛鱼鱼糜提高了2022.5 g·mm。混合鱼糜凝胶协同增效的机理可能是不同鱼糜以合适比例混合后,其内源性TG酶、金属离子及蛋白质氨基酸加强了蛋白质分子间的相互作用,形成了更致密的三维网络结构[3],从而提高了混合鱼糜的凝胶特性。

3 结论

在六种海水鱼中,海鲈鱼鱼糜的凝胶特性较好,凝胶强度为4569.27 g·mm,盐溶性蛋白含量为48.17 mg/mL,可作为罗非鱼混合鱼糜制品的原料。当海鲈鱼添加量为25%时,罗非鱼混合鱼糜的凝胶强度为2585.10 g·mm,盐溶性蛋白含量为29.73 mg/mL,白度为72.62%,比单一的罗非鱼鱼糜分别提高了27.3%、63.8%和5.2%,而巯基含量无显著影响。因此,添加25%海鲈鱼能够较大程度地提高罗非鱼鱼糜的凝胶特性,为罗非鱼混合鱼糜制品的开发奠定基础。

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