新技术对鱼糜凝胶特性的影响

谢宇恒

摘要鱼糜是重要的水产加工食品。随着人们对食品品质要求的提高，研究人员从各个方面对鱼糜的生产技术进行优化或创新，利用新技术对鱼糜的加工进行改进，以期得到更优质的鱼糜产品。凝胶特性是评价鱼糜品质的重要指标，本文对食品加工新技术在对鱼糜凝胶特性的影响进行了总结，为我国鱼糜生产加工的研究提供一些思路。

关键词鱼糜；优化；创新；凝胶特性；食品加工新技术

中图分类号S986文献标识码A文章编号0517-6611（2018）25-0029-03

Effect of New Technology on Surimi Gel Properties

XIE Yuheng

（ College of Marine Life and Aquaculture， Huaihai Institute of Technology， Lianyungang ，Jiangsu 222005）

AbstractSurimi is an important aquatic processed food. People have higher and higher requirement on food quality. Researchers also optimize or innovate the production technology of surimi in all aspects， and improve the surimi processing with new technologies in order to obtain more highquality surimi products. The gel characteristics was an important index to evaluate the quality of surimi. In this paper， the influence of the new food processing technology on the gel properties of surimi was summarized， and some ideas were provided for the research on surimi processing.

Key wordsSurimi；Optimization；Innovation；Gel properties；Novel technology of food processing

鱼糜，即将鲜活原料鱼预处理后，经采肉、漂洗、精滤、脱水、分装、冻结而成，具有一定保藏期的中间素材产品[1]。鱼糜制品具有营养价值高，脂肪含量低等特点[2-4]。从世界范围看，以往以海水鱼为原料加工生产鱼糜，但近年来因海洋资源的滥用导致海洋原料供应不足引起高品质鱼糜数量锐减、生产成本上涨，而淡水鱼鱼糜刚好解决了上述问题，在这种国际环境下我国淡水鱼鱼糜产业发展迅速。时至今日，随着食品加工业的发展，人们对食品的要求也越来越高。鱼糜传统加工方法具有一定局限性，得到的鱼糜产品品种单一，品质提升空间有限，难以满足消费者越来越多样的消费需求[5]，所以研究者们都在尝试利用新兴食品加工技术对鱼糜的生产加工进行改进。鱼糜蛋白质凝胶的形成主要经过3个阶段：凝胶化、凝胶劣化和鱼糕化[6]。在凝胶化阶段，肌球蛋白和肌动蛋白分子约在50 ℃前形成一个较松散的网状结构，由溶胶变成凝胶。当蛋白质凝胶化后在一定的蛋白质浓度、pH和离子强度下，鱼肉的肌球蛋白分子的α-螺旋会慢慢解开，蛋白质分子间产生疏水作用和二硫键相互作用。在凝胶劣化阶段，当温度达到50～60 ℃时，凝胶形成断裂的网状结构，降低鱼糜品质，在加工过程中需迅速升温越过此阶段。如果温度继续升高，会变成有序和非透明状的凝胶，凝胶强度明显增大，此时出现鱼糕化[7]。蛋白质的凝胶特性直接影响着肉制品的组织特性、保水性、粘结性及产品得率等[8]。凝胶特性作为评价鱼糜品质的重要指标，国内外对其进行了比较深入的研究。笔者对食品加工新技术在鱼糜凝胶特性的影响进行了总结，为我国开展相关研究提供参考。

1超高压技术

超高压技术是一项非热处理技术，能改变蛋白质空间结构，导致蛋白质变性、聚集或凝胶化。高压处理是已被广泛用作延长食品保质期的创新技术，同时可诱导蛋白质凝胶化。因此高压处理技术有利于鱼糜制品的生产。用这种方法处理生产鱼糜，可以避免鱼糜的热损伤，不会破坏其网状结构，可以得到高质量的鱼糜产品。经超高压处理后的鱼糜凝胶具有更好的色泽、弹性以及更高的凝胶强度[9]，而且超高压处理还能有效保留食品的主要营养成分[10]，与传统水浴加热相比，超高压处理能改善鱼糜凝胶特性，使硬度降低，弹性、内聚性提高，保水率增加，且随着压力的增大鱼糜白度不断增大[11]。Yuste等[12]和Buggenhout等[13]使用了HPIC（高压诱导结晶）对鱼糜进行处理。

从技术角度来看，高压处理可以使低盐鱼糜凝胶具有类似于标准盐鱼糜凝胶的功能和感官特性，在某些情况下，它比标准盐凝胶的效果更好。在300 MPa下低盐鱼糜的结构改进明显，而在该压力水平下，理化和感官特性最好[14]。高压处理（300 MPa）也改善了鱼糜凝胶的物理化學性质，特别是当TG酶（MTGase）与胱氨酸结合时，高压诱导蛋白质变性或肌原纤维蛋白质展开，便于辅助添加剂进一步形成不同类型的键。这些键改善了蛋白质网络的构象稳定性，从而提高鱼糜的凝胶特性[15]。

在鱼类肌肉中普遍存在肌原纤维结合型丝氨酸蛋白酶（MBSP），其会降解肌原纤维蛋白，是引起凝胶劣化现象的主要原因[16]，而超高压处理可以改变酶蛋白的构象，对其活性部位造成影响，以此来影响酶的活力[17]。经过研究压力对MBSP酶的影响，发现压力对MBSP酶活力有显著影响，随着时间延长，酶活的降低就越明显。所以也可以通过运用超高压技术处理来抑制MBSP活性，使得鱼糜凝胶特性得到提高[18-19]。

在研究高压技术对淡水鱼鱼糜生产加工的影响方面，胡飞华[20]以梅鱼为研究对象，比较了超高压和热处理对凝胶特性的影响，发现经超高压处理的梅鱼鱼糜凝胶强度是热处理的2.2倍，高压处理后再热处理的梅鱼鱼糜凝胶与只进行高压处理的基本一致，但热处理后再经超高压处理则对梅鱼鱼糜凝胶结构破坏严重。且添加凝胶增强剂再进行高压处理后的鱼糜凝胶强度、质构、色泽、水分和微观结构均得到提高。而200 MPa超高压处理过的六齿金线鱼鱼糜制品，鱼糜内聚性和弹性明显大于热处理组，硬度显著低于热处理组[21]。

Moreno等[22]研究表明在高压（200 MPa以下）处理后，冷冻鱼糜制成的凝胶具有更高的弹性和稳定性，且随着压力增加，凝胶的断裂力和断裂变形增加，200 MPa 以上的高压处理可能通过对氢键的破坏，二硫键的增加等原因来提高鱼糜制品的凝胶特性。而马海建[10]研究表明草鱼鱼糜超高压处理的最优工艺为压力340 MPa，时间12 min，淀粉含量为8%。

也有一些学者运用高压技术对海鱼鱼糜的加工工艺改进进行了研究，如Tan 等[23]研究认为海产罗非鱼鱼糜蛋白在 250 MPa/4 ℃/30 min 处理时凝胶强度最大。Tabilo-Munizaga 等[9]研究表明超高压处理使阿拉斯加鳕鱼鱼糜制品蛋白凝胶的硬度、弹性、内聚性、凝胶强度均有所增加。

超高压处理可以提高了飞鱼鱼糜凝胶的构象稳定性，产生了更多弹性和时间稳定的网络。这种相互作用可以很容易地断裂和重组，增加了网络的弹性和构象的灵活性[24]。超高压处理也可改善鼬鳚鱼糜-大豆分离蛋白复合物的凝胶特性，且当300 MPa时样品的硬度、弹性、内聚性和凝胶强度到最大[25]。

总体分析，高压处理可以改善鱼糜的凝胶特性，使其凝胶特性大幅度提高，海鲈鱼在压力300 Mpa 及保压时间30 min 处理后，鱼糜凝胶的网状结构最紧密均匀，凝胶特性最好，随着压力继续增大，保压时间的继续延长会使鱼糜凝胶的亮度和白度有所增加，保水率和pH变化不大，但凝胶强度、弹性、内聚性、硬度等指标有所下降，不利于鱼糜品质的改善[26]。

2超声波技术

超声波技术是近年来发展迅速的一种高新技术，其在食品中的应用越来越广泛。超声在食品加工中得以广泛应用主要是基于其空化效应、机械效应、热效应和化学效应，其中尤以空化效应为主。

超声波处理可以显著提高鱼糜的凝胶强度，且超声处理后鱼糜肌原纤维蛋白二级结构的变化会导致其凝胶强度的变化，在一定的范围内，不同的声强可以产生相同的凝胶强度，但声强超过一定水平后鱼糜的凝胶强度随着声强的增加而增加[27-28]。

李斌等[29-30]研究表明在0.28～0.85 W/cm2声强范围内，随着声强的增加鱼糜凝胶强度呈增加趋势；适当的处理时间也可改善鱼糜凝胶性能，但处理时间过长则会对鱼糜凝胶化造成不利影响；超声处理的最佳温度为40 ℃；且超声波对不同水分含量的鲢鱼糜凝胶性能影响不同，鲢鱼糜水分含量越高，超声改善效果越显著；超声对等级低的鱼糜比对等级高的鱼糜改善效果更好。

鱼糜的破断力主要反映蛋白质分子间的紧密程度，破断距离则主要表征蛋白质分子间作用力的强弱程度，而凝胶强度为破断力和破断距离的乘积。破断力随声功率强度的变化与破断距离随声功率强度的变化相当。以功率强度0.85 W/cm2的超声波处理与对照组相比，凝胶强度提高了2110%[28]。但对于超声技术运用于鱼糜生产加工方面的研究還较少，所以对于利用超声技术来改善鱼糜凝胶特性这个研究方向，需要有更多的实验数据与分析来进行研究与讨论。

3辐照技术

食品辐照是一种新兴的食品加工技术，因其安全高效的特性而广泛应用于食品保鲜及其品质改善[31-33]，而辐照有助热诱导凝胶化过程鱼糜蛋白二硫键的形成，从而有效提高鱼糜凝胶强度[34]。电子辐照也可以降低鱼糜凝胶中三氯醋酸可溶性肽的含量，且经5 kGy电子束处理组的鱼糜的凝胶强度、白度值和持水性和非辐照糠醛凝胶性能均显著高于对照及其它剂量组[34-35]。

辐照处理会使鱼糜制品硬度有显著提高，鱼糜蛋白的疏水性及二硫键形成量随着辐照剂量的增加而增加，超过最适剂量6 kGy 后又开始下降，所以认为持水性的改变与蛋白凝胶结构的形成有关[36-38]。也有研究表明电子束辐照处理会引起梅鱼鱼糜化学作用力和流变特性的变化，并进一步影响所形成的鱼糜凝胶色泽、质构及流变特性的变化[39]。综上所述，辐照处理鱼糜可以提高鱼糜的凝胶特性，辐照最适剂量为6 kGy，当辐照量超过时会使鱼糜凝胶特性降低，可能对于不同种类鱼糜，其最适辐照剂量也不一定相同，而这需要更多的研究数据来进行总结，这也是未来研究辐照对鱼糜凝胶特性影响的一个研究方向。

4微波技术处理

在鱼糜加工方面，微波加热凝胶与传统加热凝胶相比具有相当密集的网络结构。鱼糜凝胶中的多糖网络均匀分布，形成复杂的结构，尽管所有样品都具有网状结构，但与传统加工方式处理过的凝胶相比，微波加热凝胶的多糖链的网状结构扩张更明显。所以微波处理可能增强了凝胶网络，并通过长链多糖的空间位阻效应阻止了蛋白质的聚集[40]，这对微波技术利用于鱼糜生产加工提供了可能依据。

5结语

随着科技的不断发展，新兴技术也层出不穷，在食品加工方面可以尝试的改进方向也越来越多。在现在的鱼糜生产加工业中，改进鱼糜加工工艺和添加辅料是最多的研究方向，而新兴技术在鱼糜生产中的应用还很少，利用新兴技术进行鱼糜生产改进的实例也不多，甚至有的新兴技术对食品安全性的影响还具有争议（如微波、超声波），所以需要更多的研究和实验数据来进行确认，这可以作为今后进一步的研究方向。

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