阿根廷鱿鱼无磷保水剂的工艺配方优化

福建坤兴海洋股份有限公司 福建福州 353000

鱿鱼是软体动物门、头足纲、枪形目柔鱼科和闭眼亚目枪乌贼科软体动物的俗称。阿根廷鱿鱼为鱿鱼的一种，学名阿根廷滑柔鱼，属于软体动物门头足纲枪形目开眼亚目柔鱼科滑柔鱼亚科滑柔鱼属[1]。阿根廷鱿鱼主要的加工方法是干制和速冻。且速冻鱿鱼，由于能够最大限度地保持其原有的新鲜程度、风味和营养成分而产量日增。采用冷冻保鲜可以有效防止阿根廷鱿鱼腐败变质，但长期的冻结贮藏，其质量品质会逐渐发生变化。这主要是与其肌肉蛋白质在冷藏过程中发生的变性有关。引起蛋白质冷冻变性主要是冰晶体的形成，因为冰晶的形成会与蛋白质的结合水作用造成结合水的脱离，使得水同蛋白质支链和支链之间的相互关系发生不可逆变化，从而导致蛋白质变性[2～4]。

肉的保水性是指肉类在加工过程中，对自身的水分以及添加到肉中水分的保持能力，它的保水性是通过蛋白质凝胶状结构和静电作用实现的[5]。许多研究结果表明，保水抗冻剂可以较有效避免或减小鱿鱼肌肉蛋白在冷冻期间发生变性。磷酸盐作为一种较好的水分保持剂，它不仅能通过调节鱼肉的pH值来防止蛋白质冷冻变性，且能提高肌肉蛋白质的持水力。然而过量使用会使食品产生令人不愉快的金属涩味，导致产品风味恶化且组织结构变粗糙；而且长期过量摄入会影响机体的钙磷平衡，对人体健康带来不利影响[6]。国内外研究表明，山梨糖醇、碳酸氢钠、海藻糖、柠檬酸钠和食用盐均具有一定的保水性能。

生产实践表明，部分食品添加剂复配，可以产生增效作用或者派生出一些新的效用。研究食品添加剂的复配，不仅可以降低食品添加剂的用量，而且可以进一步改善食品的品质[7]。因此，为了开发环保、安全的无磷保水剂，本试验采用单因素结合正交优化试验，研究了复配无磷保水剂对阿根廷鱿鱼保水性的影响，优化了无磷保水剂的配方。

1 材料与方法

1.1 材料

阿根廷鱿鱼，福建坤兴海洋股份有限公司提供；

山梨糖醇、碳酸氢钠、海藻糖和柠檬酸钠均为食品级，福州正味食品添加剂公司提供；

食用盐，福建省盐业有限责任公司福州分公司。

1.2 主要仪器设备

重量分级机，青岛爱克森机械有限公司；

BS-3000A电子天平，上海友声衡器有限公司；

I CS-150电子台称，大阳衡器有限公司；

IQF双螺旋速冻机，福建雪人股份有限公司。

1.3 研究内容与方法

1.3.1 鱿鱼的预处理及流程

冷冻鱿鱼解冻剖杀后，清洗分级，选取单片规格在80～120g之间的鱿鱼片试验。

冷冻阿根廷鱿鱼→解冻→剖杀→清洗除杂→分级→称重→保水剂浸泡→称重→装袋→速冻→冻藏→指标检测。

1.3.2 单因素试验

将单体保水剂分别配置成相应质量浓度的浸泡液(见表1)，浸泡液温度控制在4～8℃之间，试验操作环境在10℃以下。将清洗后沥干表面水分的鱿鱼片，按照料液质量比1∶1.5的比例添加到上述浸泡液中，浸泡3h，每隔30min缓慢顺着同一方向轻轻搅拌一次；浸泡过程中，浸泡液温度始终保持在4～8℃之间。以自来水浸泡作为空白对照组，每组处理6个重复，结果取平均值。浸泡称重后的样品装入真空白袋中，抽真空封口，过IQF速冻后放置于冻库-20℃条件下冻藏20d。

表1 保水剂的种类及浓度

1.3.3 正交试验

在单因素试验的基础上，以山梨糖醇、碳酸氢钠、海藻糖和食用盐为影响因子，以阿根廷鱿鱼浸泡增重率和解冻失重率为指标，并结合阿根廷鱿鱼的感官品质，采用L9(34)表进行4因素双指标正交试验设计，优化阿根廷鱿鱼无磷保水剂配方。正交试验因素与水平设计见表2。

表2 鱿鱼无磷保水剂正交试验L9(34)因素水平表

1.4 测定指标与方法

1.4.1 浸泡增重率的测定

准确称重样品，分别按照不同浸泡条件进行保水浸泡，将浸泡好的阿根廷鱿鱼取出沥干，15min后准确称重[8]。计算出样品的浸泡增重率，每次取样设10个平行，结果取平均值。

浸泡增重率的计算公式：

浸泡增重率(%)=(浸泡后重量-浸泡前重量)/浸泡前重量×100%

1.4.2 解冻失重率的测定

将冻藏20d后的阿根廷鱿鱼片，置于低温10℃以下的100目纱网下自然解冻至中心温度为0℃，用滤纸轻轻拭去样品表面水分后称重。每次取样设10个平行，结果取平均值。

计算公式如下：

解冻失重率(%)=(解冻前重量﹣解冻后重量)/解冻前重量×100%

1.4.3 感官评价标准

阿根廷鱿鱼感官评价标准见表3。

表3 阿根廷鱿鱼感官评价表

1.5 统计分析

试验数据采用DPS数据处理系统和WPS 2019软件进行分析。

2 结果与分析

2.1 不同浓度保水剂对鱿鱼浸泡增重率的影响

无磷保水剂单体在不同浓度条件下对鱿鱼浸泡增重效果的影响见图1。

图1 不同保水剂对鱿鱼浸泡增重率的影响

从图1可以看出，经过不同保水剂浸泡处理后的鱿鱼重量都有所增加，且都优于空白对照组，但柠檬酸钠的浸泡增重率最高仅有6.35%，相比较其他保水剂，增重效果最不理想。山梨糖醇、碳酸氢钠和海藻糖都随着其用量的升高，鱿鱼浸泡增重率呈上升趋势。山梨糖醇浓度在0.6%时，鱿鱼浸泡增重率达到10.75%，之后鱿鱼浸泡增重率增加不显著；碳酸氢钠保水机理是由于其溶液呈碱性，让鱿鱼肉的pH值升高，偏离等电点，并且所带的负电荷增加，电荷的斥力使得肌原纤维之间距离增大，分子结构松弛，肌肉保水得到提高[9]。但碳酸氢钠在用量超过0.8%时，鱿鱼浸泡增重率不显著，且感官评定发现产品的碱味偏重，影响产品的风味接收，因此碳酸氢钠最佳浸泡浓度在0.6%～0.8%之间为宜。海藻糖为亲水性分子结构，可牢固的保持水分，其作为海鲜产品的低温保护剂效果好，能够让海鲜产品硬度、伸缩性和凝胶力增加，当其在用量超过0.5%后，对鱿鱼的浸泡增重率不显著，从使用效果和成本上综合考虑，海藻糖用量在0.5%左右较为适合。

食用盐浸泡液的重量浓度，对鱿鱼浸泡增重率的影响是随着食用盐浓度的升高，鱿鱼浸泡增重率呈现先增加随后降低的趋势；可能的原因是食用盐浓度过高超过鱿鱼细胞液浓度时，造成细胞失水所导致的[10]；食用盐用量在1.0%时，鱿鱼浸泡增重率达到8.38%。

此外，食用盐用量的增加，会导致鱿鱼产品咸度过大，影响后续烹饪加工，综合考虑，食用盐用量在1.0%左右较佳。

2.2 不同浓度保水剂对鱿鱼解冻失重率的影响

解冻失重率是衡量肌肉持水性的重要指标，冻藏过程中由于细胞内冰晶的形成，破坏了细胞的微结构，导致组织细胞受损，在解冻过程中出现汁液流失现象[11]，从而造成重量损失。

图2 不同保水剂对鱿鱼解冻失重率的影响

根据图2显示，经过保水剂处理的鱿鱼解冻失重率皆小于空白对照组。从图2中可以看出，山梨糖醇、碳酸氢钠和海藻糖三组中的解冻失重率皆随着各自用量的增加而减小，这可能是因为随着用量的增加，对鱿鱼产品吸收的水分束缚能力得到提高。

表4 阿根廷鱿鱼无磷保水剂配方最优组合正交试验方案与结果

柠檬酸钠和食用盐对产品水分保持性能较前三者弱，对冷冻前吸收的水分与肌肉结合不够紧密，束缚力较弱，导致在冻藏过程中比较容易流失。

通过不同浓度保水剂对鱿鱼浸泡增重率和解冻失重率的影响结果，再结合产品的感官评定和成本因素，选定山梨糖醇、碳酸氢钠、海藻糖和食用盐为主要影响因素，并对其进行正交复配，优化四者间的复配组合配方。

2.3 正交试验结果分析

由表4～表6可知，因素B(碳酸氢钠用量)和因素D(食用盐用量)对阿根廷鱿鱼浸泡增重率的影响差异显著(p<0.05)，因素D对阿根廷鱿鱼解冻失重率的影响也达到显著性水平(p<0.05)。

从鱿鱼浸泡增重率指标看，无磷保水剂最优的配方组合为D3B3A3C1，即食用盐1.6%，碳酸氢钠1.0%，山梨糖醇0.8%和海藻糖0.4%；从鱿鱼解冻失重率指标看，无磷保水剂最优的配方组合为C1B2A2D1，即海藻糖0.4%，碳酸氢钠0.8%，山梨糖醇0.6%和食用盐0.8%。

综合考虑产品的浸泡增重和解冻失重情况，再结合产品感官效果和加工成本因素，确定鱿鱼无磷保水剂配方最优组合为D2B2A2C1，即食用盐1.2%，碳酸氢钠0.8%，山梨糖醇0.6%和海藻糖0.4%。

表5 浸泡增重率的方差分析表

注：*为差异显著，显著性水平为0.05。

表6 解冻失重率的方差分析表

注：*为差异显著，显著性水平为0.05。

2.4 验证试验

在试验得到的最佳配方A2B2C1D2组合条件下，分别进行放大5倍试验，重复三次，结果取平均值，得到阿根廷鱿鱼的浸泡增重率、解冻失重率均优于正交试验9组试验组合，其中浸泡增重率可达到14.8%，解冻失重率可降低至1.63%，证明正交试验得到的优化无磷保水剂配方组合是可靠的，具有一定的实用价值。

3 结论

(1)单因素试验结果表明，在阿根廷鱿鱼无磷保水剂应用中，山梨糖醇用量为0.6%左右较为合适，碳酸氢钠用量在0.6%～0.8%较好，海藻糖用量0.5%为宜，柠檬酸钠用量0.8%左右为宜，食用盐用量较佳范围在0.8%～1.2%之间，保水环境温度在10℃以下，浸泡液温度控制在4～8℃之间，且浸泡料液质量比为1∶1.5。

(2)正交试验优化得到阿根廷鱿鱼无磷保水剂配方的最佳组合为：食用盐1.2%，碳酸氢钠0.8%，山梨糖醇0.6%和海藻糖0.4%。以此最佳配方组合为条件，浸泡3h，阿根廷鱿鱼浸泡增重率可达到14.8%，而解冻失重率可降低至1.63%。