提高鲫鱼汤原料蛋白溶出率的工艺优化

诸永志，卞 欢，吴海虹，贡雯玉，张新笑，陈 琳，徐为民

（江苏省农业科学院农产品加工研究所，江苏南京210014）

在我国悠久的烹饪饮食文化中，荤汤是必不可少的一个部分，俗语云“无汤不成席”，所谓煲汤就是用文火长时间炖煮食材，动物原料经过一定时间的文火煮制后，其中的蛋白质、脂肪、矿物质等溶入水中，因此汤汁不仅味道鲜美，还含有丰富的短肽、游离氨基酸、游离脂肪酸、胶原蛋白、维生素以及矿质元素等水溶性营养成分［1－2］，极易被人体吸收和利用。以家庭经常食用的鲫鱼汤为例，其营养全面且易于消化吸收，常食可增强抵抗力，防止呼吸道发炎，尤其对儿童哮喘病的治疗有益，而鱼汤中的卵磷脂对病体的康复也有利［3］。

鱼汤的品质除了受原料影响外，还取决于加工工艺，如加水量、火候、加工时间等。好的加工工艺可以使原料中的营养物质、挥发性风味物质等充分溶出，使汤的营养、滋味和香味等品质更好［4］。目前国内的相关报道有李小华等对猪排骨汤中蛋白质溶出率的研究，该研究比较了不同烹饪方式所得蛋白质溶出率的不同［5］；陈宇丹等分析鸡汤在不同熬汤时间内其主要营养浸出物质含量的变化规律等［6］。然而，以淡水鱼类为原料制汤的工艺研究相对较少。本研究以鲫鱼为原料，选取加热时间、加热温度、加盐量、料液比为影响因素，以蛋白质溶出率为评价指标，研究鲫鱼汤加工工艺条件对原料蛋白质溶出率的影响，确定最佳制汤工艺，以期为后期开发高蛋白凝胶鲫鱼汤新产品提供一定的理论参考。

1 材料与方法

1.1 仪器与设备

电子秤，中国凯丰集团有限公司；电子天平，意大利BEL公司；数字恒温水浴锅，常州国华电器有限公司；万用电炉，天津市泰斯特仪器有限公司；烘箱，上海索谱仪器有限公司。

1.2 材料与试剂

鲫鱼，购自当地农贸市场；纯水，由美国Millipore公司的纯水仪制备；食盐，购自当地的苏果超市；硫酸铜、硫酸钾、硫酸、硼酸、氢氧化钠为分析纯产品。

1.3 试验方法

1.3.1 鲫鱼汤前处理工艺流程 鲫鱼→洗净、沥干→称质量→加水→加盐→设定温度、时间恒温煮制→鲫鱼汤→蛋白质含量测定。

1.3.2 蛋白质含量测定 蛋白质含量测定参考文献［7］。

1.3.3 单因素试验设计 （1）加热时间对蛋白质溶出率的影响。对于称质量后的鲫鱼，添加原料质量2%的食盐，按料液比1 g∶3 mL装入不锈钢锅内，置于90℃水浴锅中，分别保持60、90、120、150、180 min煲汤，测定不同加热时间对蛋白质溶出率的影响，每组试验重复3次。

（2）加热温度对蛋白质溶出率的影响。对于称质量后的鲫鱼，添加原料质量分数2%的食盐，按料液比1 g∶3 mL装入不锈钢锅内，分别置于60、70、80、90、100℃水浴锅中保持90 min煲汤，测定不同温度对蛋白质溶出率的影响，每组试验重复3次。

（3）加盐量对蛋白质溶出率的影响。对于称质量后的鲫鱼，按照料液比1 g∶3 mL装入不锈钢锅内，分别加入原料质量1%、2%、3%、4%的食盐，置于 90℃水浴锅中，保持90 min煲汤，测定不同加盐量对蛋白质溶出率的影响，每组试验重复3次。

（4）料液比对蛋白质溶出率的影响。对于称质量后的鲫鱼，添加原料质量2%的食盐，分别按料液比1 g∶2 mL、1 g∶3 mL、1 g∶4 mL、1 g∶5 mL、1 g∶6 mL装入不锈钢锅内，置于90℃水浴锅中，保持90 min煲汤，测定不同料液比对蛋白质溶出率的影响，每组试验重复3次。

1.3.4 正交试验设计 根据单因素试验结果，选择加热温度、加热时间、加盐量、料液比进行4因素3水平L9（34）正交试验。

1.3.5 计算公式 相关计算公式如下：

式中：V1为样品消耗盐酸标准液的体积，mL；V2为空白对照消耗盐酸标准溶液的体积，mL；N为盐酸标准溶液的当量浓度，mol／L；m为测定样品的质量，g。

蛋白质溶出率＝鱼汤蛋白质浓度（g／mL）×鱼汤体积（mL）／鱼质量（g）×100%。

1.3.6 数据统计与分析方法 数据均经过3次平行测量，用Excel和SPSS 17.0进行处理，图形均用Origin Pro 8绘制。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 加热时间对蛋白质溶出率的影响 由图1可知，加热时间对鲫鱼汤中蛋白质溶出有很大影响。加热时间在60～150 min时，随着加热时间的延长，鱼汤中蛋白含量呈持续上升的趋势，其中90～120 min阶段上升显著（P＜0.05），当加热到150 min时蛋白溶出率达到最大值，而后不再显著变化，甚至略微下降。这可能是因为在长时间的加热条件下，蛋白质部分水解，生成肽、氨基酸等产物，而这些水解产物进一步参与到美拉德反应中，生成挥发性的风味物质，最终以气体的形式挥发出去［8－9］。因此，判断最佳加热时间在90～120 min之间。这与瞿明勇等对排骨汤、鸡汤中蛋白质溶出的研究结果［10－11］一致。

2.1.2 加热温度对蛋白质溶出率的影响 由图2可知，随着温度的升高，蛋白质溶出率一开始呈缓慢上升趋势，70℃后溶出率显著提高（P＜0.05），80℃后蛋白质溶出速度逐渐放慢，曲线趋于平缓，直到90℃达到最高值。而当温度高于90℃后，蛋白质溶出率显著下降（P＜0.05），这可能是由于高温条件下鲫鱼汤中蛋白质发生变性凝固沉淀。张建友等在热处理对猪骨高汤品质变化的影响研究中发现，当原料骨中蛋白及多肽完全溶出后，在持续高温加热作用下，溶出蛋白含量到达最大值后呈现降低的趋势［12］，这与本研究结果基本一致。本试验确定鲫鱼汤适宜的加热温度应控制在80～90℃之间。

2.1.3 加盐量对蛋白质溶出率的影响 由图3可知，当加盐量在1%～2%时，随着盐浓度的增加，蛋白质溶出率显著提高（P＜0.05）。这可能是由于当盐浓度较低时，盐可以增加蛋白质分子表面的电荷，并且增强蛋白质分子与水分子的作用，使原料中的盐溶性蛋白加速溶出［13－14］。当加盐量从2%增至4%时，蛋白质溶出率增加并不显著，主要是因为盐浓度继续增大后，可能会导致离子强度过高而使蛋白质发生盐析作用［15］，从而降低其溶出率。苑瑞生等研究了滚揉时间和食盐浓度对鸡肉调理制品的保水性及盐溶性蛋白质溶出量的影响，发现盐溶性蛋白溶出量在食盐添加量为2.5%时达到较高水平，继续增加食盐浓度则盐溶性蛋白质溶出量增长缓慢［16］，这与本研究结果的趋势相同。本试验确定加盐量应控制在2%～4%之间。

2.1.4 料液比对蛋白质溶出率的影响 由图4可知，当料液比为1 g∶2 mL时，由于加水量过少，原料蛋白质溶出量有限；之后随着料液比增大，蛋白质溶出率显著增加（P＜0.05）；当料液比达1 g∶3 mL～1 g∶5 mL时，蛋白质溶出率虽然继续增大，但增加不显著。孙晓明等在对高汤工业化生产中的相关工艺的研究中指出，当骨水比增大到一定程度后，骨中蛋白质的溶出率不再增大［17］，本研究结果与之一致。此外，料液比过大不仅会在熬汤过程中消耗过多的能量，还会影响鱼汤的风味，因此确定合适的料液比在1 g∶2 mL～1 g∶4 mL之间。

2.2 正交优化试验结果与分析

通过以上单因素试验得出的结果，采用L9（34）正交试验进一步优化，试验因素水平见表1，正交试验、方差分析结果分别见表2、表3。

由表3方差分析结果可知，FA＝6.544，FB＝5.374，FC＝0.613，FD＝1.567，因素 A、B的显著水平均小于 0.05（FA＝0.005，FB＝0.012），因素 C、D的显著水平均大于 0.05（FC＝0.550，FD＝0.229）。结果表明，4个因素对蛋白质溶出率的影响大小依次为加热时间（A）＞加热温度（B）＞料液比（D）＞加盐量（C），其中加热时间和加热温度影响显著，而加盐量和料液比影响不显著。

由表4的Duncans多重比较结果可知，4个因素均为第3水平最好。但是加盐量在3个水平之间差异不显著，考虑到低盐有利于健康且经济，因此实际生产可选择低加盐量水平1；料液比在3个水平之间差异也不显著，考虑到鲫鱼汤产品是以汤为主，因此在实际生产中可选择出汤比例较高的料液比水平3。

表1 正交试验因素与水平

表2 正交试验结果

表3 正交试验方差分析结果

表4 各因素对蛋白质溶出率的Duncans多重比较结果

通过正交试验得出的最优组合为A3B3D3C3，但是综合考虑到Duncans多重比较结果的各因素差异显著性，以及产品的口感、经济实惠等因素，选取的最佳工艺组合为A3B3D3C1。进一步进行验证比较试验，将组合A3B3D3C1和A3B3D3C3进行3次重复试验，结果得出组合A3B3D3C3蛋白质溶出率为16.50%，组合A3B3D3C1的蛋白质溶出率为16.42%，与理论最优组合的相对误差为0.5%，可以作为实际应用的最佳工艺参数。

3 结论

本研究探讨了不同工艺条件对提高鲫鱼汤原料蛋白溶出率的影响，通过对加热时间、加热温度、加盐量和料液比4个工艺参数的单因素试验分析、正交试验优化以及比较验证，最终确定最佳工艺条件组合为 A3B3D3C1，即加热时间为120 min，加热温度为95℃，料液比为1 g∶4 mL，加盐量为2%，在此条件下测得鲫鱼汤中蛋白质溶出率为16.42%。同时在此条件下制得的鲫鱼汤在经济性和口感方面均能够被接受，具有实际可操作性。

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