高凝胶强度鱼鳞胶冻的开发

张芷芸，冯若男，李姝琦，周丹琪，姚瑶，姜启兴

江南大学食品学院江苏省食品安全与质量控制协同创新中心（无锡 214122）

中国是水产大国，2017年全国水产品总产量6 445.33万 t，水产品加工率在45%以上，接近发达国家平均水平的70%，但在水产加工行业中，数量庞大的加工副产物大多未得到很好利用。鱼鳞是鱼类加工过程中最常见的副产物之一，大多作为废弃物处理，不但浪费资源，还会对环境产生一定程度的污染。国内外关于鱼鳞的开发研究主要集中在提取鱼鳞胶或直接食用等方面。研究发现鱼鳞是鱼真皮层的胶原质生成的骨质，其蛋白质易分解，容易被消化吸收。将鱼鳞经过高温熬制而成的胶冻，食之可有补钙、美容、强身健脑之功效，深受消费者喜爱，但是传统家庭制作的鱼鳞冻存在遇高温易融化，保质期不长且鱼腥味较大的缺点，妨碍鱼鳞冻产品大规模的工业化生产。

研究添加合适种类和配比的食用胶，可使鱼鳞冻的凝胶强度增强，提高产品在常温下稳定性。考虑到鱼鳞冻独特的气味与口感，添加合适的调味料，如糖、盐、柠檬酸、葱、姜、蒜、料酒、柠檬汁等对产品进行调味改良，并通过感官评定试验确定口味最佳的鱼鳞冻配方，为鱼鳞冻的工业化发展奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 试验材料与试剂

鲤鱼鱼鳞（市售）；氯化钙（食品级，亿鑫生物科技有限公司）；氯化钾（食品级，连云港润普食品配料有限公司）；海藻酸钠（食品级，亿鑫生物科技有限公司）；κ-型卡拉胶（食品级，福建省绿麒食品胶体有限公司）；KJ-30魔芋粉（食品级，湖北强森魔芋科技有限公司）；调味料（葱、姜、蒜等，市售）。

1.1.2 试验设备与仪器

WK2102型电磁炉（美的集团）；FA1104N型电子天平（金诺天平仪器有限公司）；TA-XT plus型质构仪（英国SMS公司）。

1.2 试验方法

1.2.1 工艺流程及操作

1.2.1.1 工艺流程

鱼鳞解冻→清洗→调味→加热提胶→复配→低温杀菌→灌装→冷却→低温凝冻→成品

1.2.1.2 具体操作方法

鱼鳞解冻：鱼鳞在室温下自然解冻。

清洗：采用清水洗涤2～3次，将鱼鳞表面残留的杂质、膜状物质通过超声去除，采用清水洗涤1次。

调味：在清洗好的鱼鳞中加水和各种调味料。加热提胶：在70 ℃热水中加热40 min提胶。

复配：在提取出的溶液中加入预先配制好的食用胶，溶解搅拌，对于较难溶解的胶，可采用超声波溶解。

低温杀菌：将凝胶化后的鱼鳞冻置于恒温水浴锅中，按对应的杀菌参数进行杀菌。

低温凝冻：将灌装好的产品置于4 ℃温度下冷藏12 h以上，至鱼鳞冻成型。

1.2.2 鱼鳞胶提取率的测定

按照GB/T 9695.23—2008的方法测定羟脯氨酸含量，羟脯氨酸含量乘以相关系数即为鱼鳞胶含量。

1.2.3 食用胶的单因素试验

选用3种凝胶性能好，较高温度下不易融化变形，且价格较便宜的食用胶——卡拉胶、魔芋胶、琼脂进行单因素试验。

1.2.3.1 不同浓度的卡拉胶对鱼鳞胶品质的影响

热水提胶后取100 g提取物（浓度1.7%），向其中分别加入0.30，0.35，0.40，0.45和0.50 g卡拉胶，同时添加0.3%钾盐（KCl），搅拌均匀后按1～5编号。

1.2.3.2 不同浓度的琼脂对鱼鳞胶品质的影响

热水提胶后取100 g提取物（浓度1.7%），向其中分别加入0.3，0.4，0.5，0.6，0.7和0.8 g琼脂，搅拌均匀后按1～6编号。

1.2.3.3 不同浓度的魔芋胶对鱼鳞胶品质的影响

热水提胶后取100 g提取物（浓度1.7%），向其中分别加入0.20，0.25，0.30，0.35和0.40 g魔芋胶，搅拌均匀后按1～5编号。

1.2.4 正交试验

基于单因素试验，以断裂强度、脆性为指标，对卡拉胶、魔芋胶、琼脂3个因素进行正交试验，以优化配方。具体水平见表1。

表1 正交试验因素水平表

1.2.5 调味料对凝胶强度的影响及感官试验

提胶后，按正交试验最佳方案：卡拉胶0.4%、魔芋胶0.35%、琼脂0.6%、钾盐0.3%调胶（其中钾盐含量为定值）。再依次加入食盐、白砂糖、柠檬酸0.1%，葱姜蒜各1%进行调味，并进行感官评定。

1.2.5.1 不同浓度的糖和盐

按表2加入糖盐后进行感官评定。经感官评定，对最佳调味方式（编号3、6）进行凝胶强度测定。

表2 不同浓度糖和盐的添加对鱼鳞冻凝胶强度的影响

1.2.5.2 不同浓度的陈醋

在食盐0.5%，白砂糖5%条件下，向编号为1的瓶子（100 g提取物）中加入1.6 g陈醋，编号为2的瓶子（100 g提取物）中加入1.0 g陈醋，3号为空白，进行凝胶强度的测定及感官评定。

1.3 试验分析方法

1.3.1 凝胶强度的测定

采用TA-XT plus质构仪测定动力，用P/0.5探头，下压速度1 mm/s，下压高度15 mm。压缩变形4 mm所需的最大应力为断裂强度，单位为g。样品在下压过程中发生破裂时的深度为脆性，单位为mm。每种样品取3个平行样测3次，取平均值。

1.3.2 感官评定

由感官评定小组（10人）根据鱼鳞冻感官评分标准，对各组调味后的鱼鳞冻从甜咸度、腥味、黏弹性、融化性4个方面进行评分，4个方面总分值在0（最难接受）～10（最好接受）之间，6分以下说明产品已不好接受，综合结果确定最佳调味方式。评分按照表3的评分标准进行。

表3 鱼鳞冻感官评分标准

2 结果与讨论

2.1 水提法鱼鳞胶原蛋白提取率的测定

采用GB/T 9695.23—2008方法测得样品中羟脯氨酸的含量。计算得到，在70 ℃下提取40 min，所得提取液中鱼鳞胶浓度为1.7%。

2.2 单因素食用胶对鱼鳞冻凝胶强度的影响

2.2.1 卡拉胶对鱼鳞冻凝胶强度的影响

针对添加不同浓度卡拉胶的鱼鳞胶冻进行凝胶强度测定。不同类型的卡拉胶的增稠和胶凝性质有很大不同，κ-型卡拉胶可与钾离子形成坚硬的凝胶，因此采用κ-型卡拉胶，拟增强鱼鳞冻的凝胶强度。不同浓度卡拉胶对鱼鳞冻强度的影响如表4所示。

结果表明，随着卡拉胶添加量增加，鱼鳞冻的断裂强度呈增大趋势，添加量0.40%时达到最大，鱼鳞冻的凝胶稳定性最佳；随着卡拉胶添加量增加，脆性呈下降趋势，说明鱼鳞冻的抗压能力减弱，弹性减弱，但减弱程度不是很大；观察鱼鳞冻在2 h内的常温融化情况，发现均有所软塌融化。综合三方面因素，确定最佳卡拉胶添加量为0.40%。

表4 卡拉胶对鱼鳞冻凝胶强度的影响

2.2.2 琼脂对鱼鳞冻凝胶强度的影响

琼脂被广泛应用于食品行业，尤其是果冻的生产，其具有较好的凝固性、稳定性的优点，可与一些物质形成络合物。琼脂在40 ℃便可开始凝固，在85℃以下不会溶化成溶液。不同浓度琼脂对鱼鳞冻强度的影响如表5所示。

结果表明，随着琼脂添加量的增加，鱼鳞冻的断裂强度有增大的趋势，用量0.6%以上时增大趋势趋于平缓，琼脂添加量继续增加对断裂强度变化影响不大；鱼鳞冻的脆性呈现先升高再下降的变化趋势，琼脂用量0.5%时达到最大，弹性最好，用量0.6%时也有较好脆性；观察鱼鳞冻在2 h内的常温融化情况，发现每组样品均有软塌融化情况出现，但随着琼脂添加量增加，情况有所改善。综合三方面因素，最佳琼脂添加量为0.6%。

表5 琼脂对鱼鳞冻凝胶强度的影响

2.2.3 魔芋胶对鱼鳞冻凝胶强度的影响

魔芋胶具有水溶、增稠、稳定、悬浮、凝胶、成膜、黏结等多种理化特性，是一种天然的保健食品，又是理想的食品添加剂。不同浓度魔芋胶对鱼鳞冻强度的影响如表6所示。

结果表明，随着魔芋胶添加量增加，鱼鳞冻的断裂强度变化不大，添加量0.35%时达到最大，此时鱼鳞冻的凝胶稳定性最佳；脆性的变化同样不大，说明每组样品的弹性情况较为接近；观察鱼鳞冻在2 h内的常温融化情况，发现魔芋胶添加量0.30%及以上时，鱼鳞冻的融化情况得到改善，只有部分软塌。综合三方面因素，最佳魔芋胶添加量为0.35%。

在种植玉米之前，我们需要做土地整理，主要是去除去年在土地上种植的农作物的根部，或者完全粉碎[1]，以避免影响玉米的正常种植或影响其产量。事实上，粉碎去年作物的根部更有利于作物栽培，因为粉碎的材料可以用作肥料来提高土壤肥力。然而，由于玉米高产的需要，土壤肥力仍然不足。因此，还需要在播种前施用基肥，才能有效地保证玉米的产量和收入。

表6 魔芋胶对鱼鳞冻凝胶强度的影响

2.2.4 3种食用胶正交试验设计及结果

由3组单因素试验发现，卡拉胶添加量0.4%左右，琼脂添加量0.6%左右，魔芋胶添加量0.35%左右时，鱼鳞冻的凝胶性能相对较好。因此，每个因素分别取3个添加量水平进行正交试验，以断裂强度、脆性为指标，结果如表7所示。

表7 3种胶复配正交试验设计及结果

综合凝胶强度、脆性大小，得到3种胶的最优复配方案：卡拉胶0.4%、魔芋胶0.35%、琼脂0.6%。

图1 3种因素水平对断裂强度的影响

图2 3种因素水平对脆性的影响

2.3 调味料对凝胶强度的影响及感官试验

2.3.1 调味料对凝胶强度的影响

探究加入陈醋、柠檬酸、白糖、食盐、葱、姜、蒜等多种调料的复配物对鱼鳞冻凝胶强度的影响，结果如表8所示。

结果表明，白糖、柠檬酸、柠檬汁等调味料的添加对凝胶强度的大小有改善作用，可能是由于糖等大分子物质及盐类物质对凝胶的形成有一定促进作用。在人体可接受的咸甜度范围内，白糖、食盐、柠檬酸、葱、姜、蒜、料酒、柠檬汁添加量分别为5%，0.5%，0.1%，1.0%，1.0%，1.0%，20%和0.5%时，产品的凝胶强度更好。

表8 鱼鳞冻调味料复配对凝胶强度的影响

2.3.2 调味料对感官品质的影响

由表10可以看出，复配方法按最佳凝胶强度复配时，鱼鳞冻感官达到最佳，腥味小且甜度适中，软硬适中，且咀嚼时富有弹性，适于食用。此外，探究食醋添加对凝胶强度的影响，结果显示食醋对强度也有改善作用，但由于醋的添加对鱼鳞冻的色泽和口味都有不良影响，因此舍弃食醋的添加。添加黑胡椒粉等调味粉的食用口感不好，颗粒感强，色泽差，因此也不建议采用。

表9 感官评定小组成员平均分记录表

表10 鱼鳞冻调味方式对感官品质的影响

3 结论

可通过添加食用胶提高鱼鳞冻的凝胶强度，且使用复配型食用胶比单独使用任何一种食用胶所得到的鱼鳞冻凝胶性能、感官指标都要好。确定具有最佳凝胶强度的鱼鳞冻的配方。每100 g鱼鳞胶提取液中，最佳食用胶配方为：卡拉胶0.4%，魔芋胶0.35%，琼脂0.6%和钾盐（KCl）0.3%。在经过食用胶复配添加后，得到的鱼鳞冻有较好黏弹性，类似果冻的质感。同时在常温下存放不易发生融化现象。

添加调味料可以改善鱼鳞胶冻的风味。在原味鱼鳞冻中添加5%糖，0.5%盐，0.1%柠檬酸，1%葱，1%姜，1%蒜，2%料酒和0.5%柠檬汁，得到的鱼鳞冻产品的腥味几乎消失，且有较好的咸甜度和适口性，可方便后续工业化生产。