超微细化草鱼制备高钙午餐鱼肉罐头及工艺优化

杨森，涂宗财,2,3*，王辉，胡月明

1(食品科学与技术国家重点实验室(南昌大学)，江西 南昌，330047) 2(国家大宗淡水鱼加工技术研发分中心(江西师范大学)，江西 南昌，330022) 3(江西师范大学，江西省淡水鱼高值化利用工程技术研究中心，江西 南昌，330022)

近年来，随着人民生活水平日益提高，人们越来越偏重于饮食的便捷化、营养化，但鱼类烹饪工序繁杂，已经逐渐跟不上时代的变化，不能满足人民需求,而水产罐头正是解决这一问题的途径和方法。罐头是在密封容器中经过高温高压杀菌，因此能在室温下保存较长时间，能够适应快节奏的生活[1-2]。现今，市售水产罐头多为油浸、调味、清蒸类，由于脂肪含量、盐含量过高及鱼骨鱼刺的存在，会影响到儿童和老年人的身体健康[3]，开发新型水产罐头成为当务之急[4]。

我国现今淡水养殖产量巨大，由于淡水鱼本身特性[5]以及我国现阶段的贮藏和加工条件简陋等问题，大部分以鲜销为主，仅少量作为加工制品销售。据2018年《中国渔业统计年鉴》[6]中指出：2017年全年淡水产品加工率仅为18.36%。其中，鱼腥味严重、鱼骨鱼刺多及凝胶性差[7]是制约我国淡水鱼加工业发展的主要原因。鱼骨生物学效价高：蛋白质含量约为15%，含有丰富的钙质，且钙磷比例合理，易被人体吸收，经常食用可防止骨质疏松[8-9]。除此之外，在淡水鱼加工过程中产生约占加工量50%的鱼鳞、鱼皮、鱼骨和鱼内脏等副产物，这类富含蛋白质的资源如不能充分利用也是一种极大浪费。

因此，本文研究内容为将鱼骨与鱼肉整体进行综合利用，制作高钙营养午餐鱼肉罐头。在提高淡水鱼精深加工利用率的同时，既丰富午餐肉的营养价值、有效解决淡水鱼腥味及鱼骨鱼刺问题，又能杜绝亚硝酸钠的使用[10]，降低传统午餐肉罐头所带来的致癌风险及高血压、血栓等病症的发生。本文基于响应面优化，在单因素试验基础上选取对高钙午餐鱼肉罐头风味影响较大的几个因素，探究制备工艺及优化，为我国淡水鱼的精深加工提供新的思路，有效减少淡水鱼工业化生产中的废弃物提供新的途径和方法。

1 材料与方法

1.1 材料

新鲜草鱼，购于南昌市鄱阳湖农牧渔产业发展股份有限公司；鸡肉、食用冰、淀粉、白胡椒粉、糖、盐、味精、料酒，均为市售。

添加剂：大豆分离蛋白、蛋清粉、卡拉胶、复合磷酸盐、谷氨酰胺转氨酶(glutamine transaminase，Tg酶)、D-异抗坏血酸钠、红曲红均为食品级，厦门市顶味兴业香料发展有限公司。

1.2 主要仪器设备

去鳞机(HS)，河北省邢台市恒异机械厂；采肉机(SZC-180)、斩拌机(ZBJ-40)、真空搅拌机、鱼骨粉碎机、精滤机(SZJ)，广州旭众食品机械有限公司；骨泥磨(GNM)，廊坊市惠友机械公司；高压灭菌锅(YXQ- LS-100SII)，上海博迅实业有限公司；质构仪(TA.XT pLus)，英国Micro System公司；

1.3 实验方法

1.3.1 带骨鱼糜制备工艺流程

1.3.2 午餐鱼肉制备工艺流程[11]

1.3.3 操作要点[12-14]

(1)带骨鱼糜的制备

选用新鲜草鱼清洗，然后去磷、头、鳍、内脏,对剖后过采肉机，剩下的鱼骨、鱼皮使用粉碎机粗粉碎，与鱼糜混合后采用精滤机精滤。精滤后的带骨鱼糜经骨泥磨细粉碎，同时加入一定比例冰水，过40目筛。再次调整骨泥磨研磨细度，进行超微粉碎。整个粉碎过程保证温度低于10 ℃。最后以过120目筛为标准。总添加冰水量为午餐肉制备所需水量的10%[15-16]。

(2)肉糜斩拌

带骨鱼糜制备完成后，添加鸡肉糜，进行混合斩拌使物料均匀，再次加入食盐进行盐拌，最后加入调味品及添加剂进行调味斩拌。总斩拌时间为15 min，期间连续加入午餐鱼肉制备所需水量的5%。以原辅料充分结合为标准，斩拌时温度控制低于10 ℃。

(3)Tg酶活化

装罐完成的罐头，进行50 ℃水浴30 min，使肉糜中的Tg酶完成活化[17]。

(4)杀菌

酶活化后的罐头真空封口，121 ℃下高压杀菌20 min。冷却包装入库。

1.4 实验设计

本实验是对高钙午餐鱼肉罐头配方进行探索以及工艺优化，以感官评分和质构测定为指标确定超微细化草鱼整鱼制备高钙午餐鱼肉风味的最佳配方。

1.4.1 高钙午餐鱼肉罐头配方

参照GB 28050—2011《预包装食品营养标签通则》[18]确定高钙午餐鱼肉罐头配方中的钙含量(≥240 mg/100 g)。

1.4.2 单因素试验

影响午餐鱼肉品质的主要因素[19-20]有带骨鱼糜与鸡肉糜质量比、淀粉、大豆分离蛋白、卡拉胶、复合磷酸盐、Tg酶的添加量、酶活时间等[21-22]，为了探究各因素对午餐鱼肉的影响，设计单因素试验如下：

(1)带骨鱼糜与鸡肉糜质量比对产品的影响：9∶1；8∶2；7∶3；6∶4；5∶5。

(2)淀粉的添加量(质量分数)对产品的影响：5.0%、6.0%、7.0%、 8.0%、9.0%。

(3)大豆分离蛋白的添加量(质量分数)对产品的影响：1.0%、 1.5%、2.0%、2.5%、3.0%。

(4)卡拉胶的添加量(质量分数)对产品的影响：0.2%、0.3%、 0.4%、0.5%、0.6%。

(5)复合磷酸盐的添加量对产品的影响：0.10%、 0.15%、0.20%、0.25%、0.30%。

(6)Tg酶的添加量对产品的影响：0.2%、 0.4%、0.6%、0.8%、1.0%。

1.4.3 响应面优化试验设计

在单因素实验结果的基础上，以感官评分为响应值，选择对午餐鱼肉感官评分影响较大的4个因素为自变量，进行Box-Behnken中心组合的4因素3水平实验设计[23-25]，对实验结果进行分析后得到的最佳工艺参数。

表1 响应面试验因素及水平Table 1 Analytical factors and levels for response surface method

1.5 测定指标与方法

1.5.1 质构测定

本次试验测定质构的指标主要是：硬度、弹性、内聚性、咀嚼度、回复性。在TA-XT Plus质构仪上进行测试，样品切成2 cm×2 cm×2 cm的正方体，测定参数如下:P/50探头，测前速度1 mm/s、测试速度1 mm/s、 测后速度1 mm/s，触发力为5 g，测压缩程度35%[26-28]。每样品测定重复3次取平均值。

1.5.2 感官评价

参考芦美丽[12]的方法，依据表2对午餐鱼肉进行感官评价，由10位评定人对样品进行打分，细化评分标准，实行百分制评分。

表2 午餐鱼肉罐头感官评定Table 2 Sensory evaluation of canned fish for lunch

1.5.3 产品理化检验

高钙午餐鱼肉罐头的主要检测理化指标如下：蛋白质、脂肪、钙、钠、铅、砷、汞。参照国家食品安全国家标准对以上指标进行检测。

1.6 数据处理

本实验均重复3次，采用Origin 9作图，使用Design-Expert 8.0.6软件进行响应面试验设计和数据分析。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果分析

各单因素对于午餐鱼肉感官评分的影响如图1所示。由图1-a可以看出，随着带骨鱼糜质量比的增加，午餐鱼肉的去切面和感官总得分在8∶2时达到最大值。得出带骨鱼糜和鸡肉糜最佳比为8∶2。同样，可由图1-b～图1-f得到淀粉添加量8%，大豆分离蛋白添加量2%，卡拉胶添加量0.3%，复合磷酸盐添加量0.25%，Tg酶添加量0.6%时午餐鱼肉的去切面得分和感官总得分最大。

2.2 响应面试验优化

2.2.1 模型建立及显著性检验

通过以上单因素试验结果，选取影响最大的4个因素(大豆分离蛋白、淀粉、复合磷酸盐、Tg酶的添加量)进行响应面设计，结果如表3所示。

a～f表示各单因素对于午餐鱼肉的影响图1 各单因素对午餐鱼肉的影响Fig.1 Effects of single factors on lunch fish meat注：去切面感官评分是指去掉切面分值的感官评分，总分为85分。

表3 响应面试验设计及结果Table 3 Experimental design and results for response surface analysis

采用Design-Expert 8.0.6软件对实验数据进行分析结果得到的二次多项式回归方程为：R=83.06+0.99A+1.07B-0.42C+0.43D+2.17AB-1.77AC-2.08AD-1.02BC-1.47BD+0.05CD-4.45A2-4.45B2-1.19C2-0.79D2。对回归方程进行方差分析，验证回归模型及各参数显著性，结果见表4。

表4 回归模型方差Table 4 Analysis of variance of regression model

注：表中*为差异显著(P<0.05)，**为差异极显著(P<0.01)。

2.2.2 响应面分析及优化

使用Design-Expert 8.0.6做出响应曲面图及等高线图，见图2～图4。

图2 淀粉添加量分别与大豆分离蛋白添加量、复合磷酸盐添加量及Tg酶添加量交互作用对感官评分的影响Fig.2 Effects of starch and soybean protein isolate, compound phosphate and Tg enzyme on sensory score

图3 大豆分离蛋白添加量分别与复合磷酸盐添加量、Tg酶添加量对于感官评分的影响Fig.3 Effects of soybean protein isolate, compound phosphates and Tg enzymes on sensory score

图4 复合磷酸盐添加量与Tg酶添加量交互作用对于感官评分的影响Fig.4 Effects of lompound phosphate and Tg enzyme addition on sensory score

图2显示了淀粉分别与大豆分离蛋白、复合磷酸盐及Tg酶添加量的交互作用对于高钙午餐鱼肉罐头的感官评分的影响。曲面较为陡峭，表明感官评分对于添加剂添加量的处理条件较为敏感，等高线为椭圆形，表明交互作用较为明显。由图2中可知，淀粉与大豆分离蛋白的添加量对于高钙午餐鱼肉的感官评分影响较大，淀粉与大豆分离蛋白、复合磷酸盐及Tg酶之间具有交互作用。图3中表示大豆分离蛋白分别与复合磷酸盐及Tg酶交联使用时的感官评分影响。由图3可知，大豆分离蛋白与复合磷酸盐、Tg酶交联使用时，对于高钙午餐鱼肉的感官评定影响类似。由其等高线图可知，彼此之间交互作用较为明显。由图4可得，Tg酶与复合磷酸盐一起使用时，对产品感官评定影响较小且交互作用不明显。

2.2.3 最优工艺条件预测及验证

采用Design-Expert 8.0.6软件对实验数据进行优化预测及分析，得到高钙午餐鱼肉加工工艺的最佳工艺配方为淀粉添加量为8.66%，大豆分离蛋白添加量为2.28%，复合磷酸盐添加量为0.20%，Tg酶添加量为0.50%。结合实际操作以及通过回归模型验证：选取淀粉添加量8.00%，大豆分离蛋白添加量2.0%，复合磷酸盐添加量0.20%，Tg酶添加量0.60%，测得午餐鱼肉感官评分83.06，与模型值83.7较为接近，该模型较准确。

2.3 各促凝剂添加量对于高钙午餐鱼肉品质的影响

为了更全面地探寻促凝胶剂对于产品的影响，采用质构仪对响应面实验组进行物性分析。对响应面设计试验中的高钙午餐鱼肉罐头产品在质构仪上进行物性分析，以期更加清楚地判断淀粉、大豆分离蛋白、复合磷酸盐及Tg酶对午餐鱼肉罐头的口感的机品质的影响。由表5可以看出，随着各影响因素的不断变化，高钙午餐鱼肉罐头的硬度、弹性、内聚性、咀嚼性及回复性均有不同程度的变化。

表5 淀粉、大豆分离蛋白、复合磷酸盐、Tg酶添加量对于产品质构及感官评分影响Table 5 Effects of starch, soybean protein isolate, compound phosphates and Tg enzyme additions on texture of products

在所有试验产品中，在感官评分最高值时的18号试验产品的各项质构指标也居于前列，其中，弹性，内聚性、咀嚼性及回复性均为最大值。有质构仪的各项物性指标分析结合感官评价可以得出，在淀粉添加量为8%，大豆分离蛋白添加量为2.0%，复合磷酸盐添加量为0.25%，Tg酶添加量为0.6%时，高钙午餐鱼肉罐头的品质及感官评分最佳。

2.4 高钙午餐鱼肉罐头理化指标

参考食品安全国家标准对最终产品进行各项理化指标检测，钙含量为336 mg/100 g，达到国家高钙标准，脂肪含量与市场上罐头午餐肉相比较低，重金属含量在国家允许安全范围内。检测结果见表6。

表6 理化指标检测结果Table 6 Test results of physical and chemical indicators

3 结论

高钙午餐鱼肉罐头的加工工艺主要与其凝胶程度有关，影响其感官评分的主要因素是促凝胶剂的添加使用。本实验经单因素试验、响应面优化分析结合质构和感官评分对产品进行综合评定。得到高钙午餐鱼肉的最佳配方工艺为淀粉添加量8.0%，大豆分离蛋白添加量2.0%，复合磷酸盐添加量0.2%，Tg酶添加量0.6%。