不同乳化剂对草鱼鱼丸品质及抗冻性能的影响

唐劲松， 陈玉勇， 董志俭， 张璟晶， 李冠华， 孙 艳

（江苏农牧科技职业学院，江苏 泰州225300）

草鱼鱼丸是一种常见淡水鱼加工制品[1]，它口感细嫩，味道鲜美，并兼具草鱼的营养保健功能，颇受市场青睐。 因为草鱼易于养殖，生长迅速，产量庞大，是一种低值鱼类，但其加工成鱼丸后可以使产品价值成倍增加，所以近年来草鱼鱼丸或鱼糜制品产量逐年增加。 但是市场上的草鱼鱼丸相比于畜肉糜制品贡丸等产品，凝胶性能偏弱，抗冻能力差，经冻结再解冻后，质地就会松散。 因此，提高草鱼鱼丸抗冻能力具有很高的应用价值[2-4]。 乳化剂是食品多相体系常用的两亲分子，能降低不同相间的界面张力，使互不相溶的成分发生乳化，并保持稳定[5-6]。 针对草鱼鱼丸或鱼糜中蛋白质、脂肪、水分质量分数均很高的特性，加入乳化剂能促进不同成分的均匀混合，有效保持蛋白质和水分，改善其凝胶性能，并提高其抵抗冻结破坏的能力[7]。 作者将蔗糖脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯、单硬脂酸甘油酯、山梨醇酐单硬脂酸酯、山梨糖醇、酪蛋白酸钠6 种食品工业常用乳化剂添加入草鱼鱼丸中，通过产品理化、质构、感官评价等方面的比较，筛选抗冻保护作用最佳的乳化剂。

1 材料与方法

1.1 实验材料

草鱼：市售，体长80 cm 左右；山梨糖醇、酪蛋白酸钠、蔗糖脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯、单硬脂酸甘油酯、山梨醇酐单硬脂酸酯：均购自江苏新星食品添加剂有限公司；氢氧化钠、氢氧化钾、酒石酸钾钠、磷酸二氢钾、磷酸氢二钠、硫酸铜、茚三酮、四氯化碳等试剂：均为分析纯，购自国药集团化学试剂有限公司；DL-酪氨酸（C9H11NO3）：政翔医用科技实业服务部化学试剂研究所产品。

1.2 实验仪器

斩拌机：CM-14， 西班牙MAINCA 公司； 水浴锅：SSW-420-2S，上海博迅；粉碎机：SG280F，上海赛康电器有限公司；电子天平：AL204，上海精密仪器有限公司；质构仪：TMS-touch，美国食品技术公司 （Food Technology Corporation）； 刺入式温度计：TM-917HA/智慧型精密温度计，台湾路昌电子企业股份有限公司； 色差仪：DP-400， 柯尼卡美能达（KONICA MINOLTA）公司；冰箱：BCD-182TMPQ，青岛海尔；冰柜：BD/BC-108DTH，安徽康佳电器有限公司；鼓风干燥箱：DHG-9101-2S 型，上海三发科学仪器有限公司； 台式低速大容量离心机：TD5AWS，，金坛市金南仪器制造有限公司；可见分光光度计：722sp 型，上海棱光技术有限公司；冷冻离心机：Biofuge Primo R 型，赛默飞世尔科技（Thermo Fisher Scientific）有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 鱼丸加工工艺流程原料鱼→宰杀→去鳞和内脏→清洗→取肉→漂洗→沥干→绞肉、精滤→擂溃→成型→凝胶化→加热→冷却包装。

1.3.2 鱼丸基础配方鱼肉1 000 g、 白砂糖10 g、食盐25 g、蛋清75 g、水100 g，料酒、味精、姜汁、葱汁适量。

1.3.3 不同乳化剂添加质量分数

1）L 组分别添加酪蛋白酸钠质量分数0.20%、0.25%、0.30%、0.35%、4.0%，样品依次标为L1 至L5。

2）J 组添加聚甘油脂肪酸酯质量分数分别为0.10%、0.20%、0.30%、0.40%、0.50%，依次记为J1 至J5。

3）D 组添加单硬脂酸甘油酯质量分数分别为0.10%、0.15%、0.20%、0.25%、0.30%， 依次标为D1至D5。

4）Z 组添加蔗糖脂肪酸酯质量分数分别为0.40%、0.50%、0.60%、0.70%、0.80%，依次记为Z1 至Z5。

5）S 组添加山梨糖醇质量分数分别为0.10%、0.20%、0.30%、0.40%、0.50%，依次记为S1 至S5。

6）SZ 组添加山梨醇酐单硬脂酸酯质量分数分别为0.20%、0.25%、0.30%、0.35%、4.0%， 依次记为SZ1 至SZ5。

1.3.4 水分质量分数的测定采用直接干燥法，参照国家标准方法（GB5009.3—2016），分别于65 ℃和105 ℃干燥至恒质量。

1.3.5 质构指标测定方法将待测鱼丸切成1 cm×1 cm×1 cm 的立方体， 采用质构仪配套的P/36R 探头进行TPA 检测，每个样品做5 次平行测试，把所得的结果进行数据分析[8]。

数据处理：texture exponent32 分析软件， 分析指标：Hardness （硬度）、Cohesiveness （内 聚性）、Springiness（弹性）、Chewiness（咀嚼性）。

凝胶强度=弹性×硬度[9]。

1.3.6 感官评定方法采用10 分法评定， 由20 人组成评价小组进行感官评定，将外观（包含色泽）、质地和风味用分值表征，再由得分进一步综合评定[10]，评分细则见表1。

表1 鱼丸感官评定标准[10]Table 1 Fish balls sensory evaluation criteria

1.3.7 色度的测定将鱼丸放置12 h 后用色度仪检测色度，每个样品平行3 次，最后进行数据分析[11]。

分析指标为：

L*—色彩的明暗程度，完全的白色视为100；

a*—红绿轴色品指数， 正值越大表明颜色越偏向红色，相反，负值越大则越偏向绿色；

b*—黄蓝轴色品指数， 正值越大表明颜色越偏向黄色，相反，负值越大表明越偏向蓝色；

白度（whiteness）计算公式：

1.3.8 盐溶蛋白的提取和测定方法提取盐溶蛋白时，先加入4 倍质量0~4 ℃的蒸馏水，用高速组织捣碎机对鱼丸进行匀浆处理 （6 000 r/min，5 min）。 再转入离心管中离心（3 000 r/min，10 min），去除上清液， 重复一次， 向沉淀中加入0.15 mol/L NaCl 溶液少量，匀浆液在4 ℃静置20 h 后，纱布初滤，滤液经4 800 r/min 离心30 min 后得到上清液，即为盐溶蛋白溶液。 取10 mL 盐溶蛋白溶液消化，待完全消化后，用凯氏定氮仪测定盐溶蛋白溶液中的蛋白质质量浓度[12]。

1.3.9 氨基酸的测定用茚三酮比色法测定。 先用标准酪氨酸溶液绘制标准曲线，准确吸取200 ug/mL的氨基酸标准溶液0.0、0.6、0.8、1.0、1.2、1.5、2.0 mL，分别置于25 mL 比色管中， 各加水补充至溶剂为4.0 mL， 然后加入茚三酮和磷酸缓冲溶液各1 mL，混合均匀，于水浴上加热15 min，取出迅速冷至室温，再摇匀，加水至标线25 mL，摇匀。 静置15 min后，在570 nm 波长下，以试剂空白为参比液，修正其余各溶液的吸光度A。 以氨基酸的微克数为横坐标，吸光度A为纵坐标，绘制标准曲线[13-14]。

再进行样品的测定，将鱼丸研磨冷却过滤后稀释10 倍，吸取澄清的样品溶液1.5 mL，平行实验三次，按标准曲线制作步骤，在相同条件下测定吸光度A值，用测得的A值在标准曲线上即可查得氨基酸的微克数。

2 结果与分析

2.1 不同乳化剂对鱼丸品质的影响

2.1.1 不同乳化剂对鱼丸水分质量分数的影响鱼丸中含有70%~80%左右的水分，105 ℃烘箱测出的水分为可视为总水分质量分数，65 ℃测定的为自由水质量分数，差值接近于结合水质量分数。 对于冻藏鱼丸来说， 自由水越少越好， 这样形成的冰晶越少。 而结合水越多越好，既保持口感，又提高其抗冻性能。 由图1（a）和图1（b）可知，添加0.5%蔗糖脂肪酸酯的自由水质量分数相对较少，而结合水（也就是差值）最高。 所以乳化剂的加入可以提高对鱼丸结合水分的质量分数，其中0.5%蔗糖脂肪酸酯最为突出。

图1 不同乳化剂对鱼丸水分质量分数的影响Fig. 1 Different emulsifier impacts on fish balls moisture content

2.1.2 不同乳化剂对鱼丸质构的影响图2 列出了各鱼丸样品添加不同质量分数乳化剂后的质构数据， 每个数据均是进行三次实验所得到数据的平均值，对其进行比较并分析乳化剂的作用。

图2 不同乳化剂对鱼丸弹性、硬度和凝胶强度的影响Fig. 2 Effects of different emulisfiers on the elasticyty，hardness and gel strength of fish balls

从图2（c）可以看出，L 组（酪蛋白酸钠组）样品的凝胶强度数值最低，弹性和硬度值也是最低。而D组（单硬脂酸甘油酯组）大幅提高了弹性和凝胶强度，J 组（聚甘油脂肪酸组）样品的测定数值和Z 组（蔗糖脂肪酸酯组）数值相似，SZ 组（山梨醇酯酸甘油酯组）整体提高了弹性和硬度。相比而言J 组和Z组比较好。 鱼糜在加盐搅拌后形成了球状体，球体之间是空气和水膜，受热后损失塌陷，影响凝胶强度形成，而乳化剂具有固定凝胶强度的作用。 实验表明，乳化剂能够显著影响鱼丸的凝胶强度。

2.1.3 不同乳化剂对鱼丸色度的影响由图3 可以看出D 组（单硬脂酸甘油酯组）和Z 组（蔗糖脂肪酸酯组）的白度值和空白样品的更为接近。 实验发现，色泽略显亮黄的鱼丸白度值偏大；色泽偏暗呈现灰白色的鱼丸白度值偏小。所以综合白度值，D 组和Z 组的色度好。

图3 不同乳化剂对鱼丸色度的影响Fig. 3 Effects of different emulsifiers on the color of fish balls

2.1.4 不同乳化剂对鱼丸感官的影响本次实验由感官评定小组来对鱼丸样品的主要口感指标包括色泽外观、质地、风味这三个方面进行打分。 打分标准根据表1 打分，结果见表2。

根据感官评分表得出的结果是：Z 组（蔗糖脂肪酸酯组）的鱼丸感官评分是最高的，都在8～9 分左右，而SZ 组（山梨醇酐单硬脂酸酯组）鱼丸的感官评分是最低的，在5～7 分左右。 蔗糖脂肪酸酯可以使鱼丸产生网状的结构，能增强产品弹性，提高粘度，使口感爽滑。

表2 鱼丸的感官评分结果Table 2 Sensory evaluation results of fish balls

2.2 不同乳化剂对鱼丸抗冻性能的影响

2.2.1 不同乳化剂对鱼丸冰点的影响在最大冰晶生成阶段，随着鱼丸的冻结，大部分的可冻结水都会参与到冰晶的生成中。 尽快通过最大冰晶生成区是提高速冻产品品质的重要手段。 从图4 可以看出， 蔗糖脂肪酸酯组的冰温曲线最接近空白组样品，其次是单硬脂酸甘油酯，在-5 ℃附近，其余三组的冻结点较低，-10 ℃附近，耗时比较长。 蔗糖脂肪酸酯和单硬脂酸甘油酯都在40 min 左右快速从-10 ℃下降，0 ℃降至-10 ℃用时也相对短。

图4 冰温曲线Fig. 4 Ice temperature curve

2.2.2 不同乳化剂对冻融前后鱼丸水分质量分数的影响由图5 可知，L 组（酪蛋白酸钠组）和D 组（单硬脂酸甘油酯组）对水的束缚能力最低，冷冻过程中逸出水分最多，因此经过冻融之后，水分质量分数最低；而Z 组（蔗糖脂肪酸酯组）和SZ 组（山梨醇酯酸甘油酯组）中乳化剂的加入对水有一定束缚力，逸出水分相对较低；J 组（聚甘油脂肪酸酯组）中水分由于蛋白质与聚甘油脂肪酸酯共同作用， 对其施加强束缚力，因此逸出较少，总水分质量分数也最高。

2.2.3 不同乳化剂对冻融前后鱼丸凝胶强度的影响由图6 可以看出，随着各种乳化剂的添加量不同，各样品的弹性、硬度、凝胶强度数值均有不同程度变化，但是L 组（酪蛋白酸钠组）的凝胶强度数值最低，弹性和硬度值也是最低。 而J 组（聚甘油脂肪酸酯组）跟D 组（单硬脂酸甘油酯组）数值相似，SZ组（山梨醇酯酸甘油酯组）的数值相对最大。 Z 组适中，这反应了Z 组样品的冻融稳定性较好，直接证明蔗糖脂肪酸酯能够改善鱼丸的冻融稳定性。 蔗糖脂肪酸酯与蛋白质变性的温度几乎同时发生，蛋白质失水的同时吸收这部分水分加固了蛋白质网状结构。 因此经过冻融周期后，样品L、J、D 和SZ 组的凝胶强度降低，但Z 组样品的口感仍然深受喜欢。

图5 不同乳化剂对冻融前后鱼丸水分质量分数的影响Fig. 5 Effects of different emulsifiers on the water content of fish balls before and after freeze-thaw

图6 不同乳化剂对冻融前后鱼丸凝胶强度的影响Fig. 6 Effects of different emulsifiers on the gel strength of fish balls before and after freeze-thaw

2.2.4 不同乳化剂对冻融前后鱼丸盐溶蛋白质质量浓度的影响盐溶蛋白质质量浓度越低，抗冻性能越好。 由图7 可以看出，山梨糖醇的最佳添加量是0.20%， 蔗糖脂肪酸酯的最佳添加量是0.8%，单硬脂酸甘油酯的最佳添加量是0.20%。 而且添加0.8%蔗糖脂肪酸酯时，盐溶蛋白质质量浓度达最低值16.31 mg/mL，其抗冻效果最佳。

2.2.5 不同乳化剂对冻融前后鱼丸酪氨酸质量浓度的影响酪氨酸质量浓度越低，说明抗冻性能越好。 由图8 可以看出， 山梨糖醇的最佳添加量是0.20%，蔗糖脂肪酸酯的最佳添加量是0.8%，单硬脂酸甘油酯的最佳添加量是0.25%。 而且添加0.8%蔗糖脂肪酸酯时，酪氨酸质量浓度达最低值6.4 ug/mL，其抗冻效果最佳。

图7 山梨糖醇、蔗糖脂肪酸酯、单硬脂酸甘油酯对冻融前后鱼丸盐溶蛋白质质量浓度的影响Fig. 7 Effects of sorbitol，sucrose ester and glyceryl ester on salt soluble protein content before and after freeze-thaw

3 结 语

研究了不同乳化剂对草鱼鱼丸品质的影响，根据质构指标、白度、水分质量分数及感官评价等变化，得出以下主要结论：

1） 添加乳化剂可以使鱼丸的自由水质量分数减少，而结合水增加，有效增强鱼丸的抗冻性能，蔗糖脂肪酸酯最为显著。 酪蛋白酸钠的凝胶强度数值最低，弹性和硬度值也最低。 添加蔗糖脂肪酸酯的鱼丸的感官评分最高。 单硬脂酸甘油酯和蔗糖脂肪酸酯的色度较好。

图8 山梨糖醇、蔗糖脂肪酸酯、单硬脂酸甘油酯对冻融前后鱼丸酪氨酸质量浓度的影响Fig. 8 Effects of sorbitol，sucrose ester and glyceryl monostearate on tyrosine content before and after freeze-thaw

2）蔗糖脂肪酸酯能够改善鱼丸的冻融稳定性。因此经过冻融周期后，蔗糖脂肪酸酯组样品的口感仍佳。添加质量分数为0.8%蔗糖脂肪酸酯的草鱼鱼丸的盐溶蛋白及酪氨酸质量浓度冻前冻后均最低。表明经过蔗糖脂肪酸酯乳化作用后，很好地保护了蛋白质，减缓其劣变。