芹菜茎对金线鱼鱼糕凝胶特性的影响

仪淑敏,吕柯明,张诗雯,倪 雪,李学鹏,牟伟丽,沈 琳,励建荣,*

(1.渤海大学食品科学与工程学院,生鲜农产品贮藏加工及安全控制技术国家地方联合工程研究中心,国家鱼糜及鱼糜制品加工技术研发分中心,辽宁锦州 121013;2.蓬莱京鲁渔业有限公司,山东烟台 265600;3.大连东霖食品股份有限公司,辽宁大连 116000)

金线鱼(Nemipterusvirgatus)因其体侧具有多条黄色带状条纹而得名,隶属于鲈形目金线鱼科金线鱼属,主要分布在我国南海,是海产经济鱼类之一,被广泛应用于鱼糜原料的生产[1-2]。据统计,2019年金线鱼的全国总捕捞量为32.92万吨,与去年相比捕捞量有所下降,但作为鱼糜原料仍十分充足[3]。鱼糕(Fish cake)是以鱼糜为主要原料蒸制而成的中高端水产加工食品,具有食鱼不见鱼,口感细腻等特性[4]。鱼糜制品的外观与质地是评价其等级的主要因素,添加一种能增加鱼糜凝胶特性的物质尤为重要。徐莉娜等[5]研究发现用鲢鱼背部的肉加工成的鱼糕比腹部肉的凝胶强度高。乔冬等[6]研究发现将乌龙茶加入到鱼糕中可以掩盖腥味,但茶叶会影响鱼糕弹性。目前,对既能增加凝胶特性又能增加营养和风味的新型鱼糕研究较少。

芹菜(Celery)属于伞形科植物,可分为旱芹(ApiumgraveolensL)和水芹(Oenanthejavanica(Blume)DC),在我国有悠久的种植历史,芹菜中膳食纤维、黄酮类化合物和多酚类化合物含量较高,如芹菜素和酚酸被证实具有抗氧化和抗肿瘤等作用,还含有一些元素如钙、锌等,对人体生长发育有益处,此外还含有萜类、苯丙醇类和柠檬烯等多种挥发性成分,具有独特的风味[7-8]。膳食纤维是芹菜中含量最多的营养素,根据溶解性将其分为可溶性膳食纤维(SDF)和不可溶性膳食纤维(IDF),由于膳食纤维有较多的亲水基团和电荷使其具有良好的持水和持油性,一些研究表明膳食纤维可以提高食品的质地[9]。所以本研究分别将8%、10%、12%、14%的芹菜茎添加到金线鱼鱼糜中制备鱼糕,探究芹菜茎对鱼糕凝胶特性的影响,为提高鱼糕的凝胶品质,开发一种颜色、口感和营养兼备的金线鱼鱼糕提供技术参考,也为其他鱼糜制品的加工提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

金线鱼糜(AAA级) 青岛新锦畇国际贸易有限公司,购买后于-80 ℃冰箱贮藏;芹菜(旱芹,ApiumgraveolensL)、食盐、马铃薯淀粉、味精、姜粉、白糖、料酒、香油、葱 购于锦州万达超市;石油醚、戊二醛 天津福晨化学试剂有限公司;硫酸钾、硫酸铜 天津虔诚伟业科技发展有限公司;氢氧化钠标准品 上海阿拉丁试剂公司;磷酸二氢钠 天津市致远化学试剂有限公司;磷酸氢二钠 天津市天力化学试剂有限公司;无水乙醇 天津市风船化学试剂科技有限公司；以上试剂均为分析纯。

DHG-9055A鼓风干燥箱 上海一恒科学仪器有限公司;L1/12 马弗炉 深圳市凯斯机电应用技术有限公司;FOSS 8400 型全自动定氮仪 瑞典FOSS公司;FJ200-SH 数显高速分散均质机 上海标本模型厂;FE28K pH计 Mettler Toledo公司;UMC 5 真空斩拌机 德国Stephan公司;HH-4 数显恒温水浴锅 常州国华电器有限公司;TA-XT-Plus质构仪 英国Stable Micro Systems公司;E-1045 镀金仪 日本日立高新技术公司;CR-400 色彩色差计、S4800 场发射扫描电镜 日本Minolta公司。

1.2 实验方法

1.2.1 鱼糕的制备 将冷冻的金线鱼鱼糜从-80 ℃冰箱中取出,用流水将鱼糜解冻,切块后放入真空斩拌机中斩拌2 min,将块状鱼糜打碎,之后添加食盐继续真空斩拌2 min,最后加入预先用料理机斩碎的芹菜茎汁以及其它配料(表1)后真空斩拌3 min(鱼糕水分含量73%,整个过程锅内温度低于10 ℃)。从斩拌锅中取出物料,放入蒸锅蒸制15 min,取出后冷却,备用。

表1 鱼糕配料成分

1.2.2 组成成分测定 芹菜茎和金线鱼糜水分测定参考GB 5009.3-2016《食品安全国家标准 水分含量的测定》[10];灰分测定参考GB 5009.4-2016《食品安全国家标准 食品中灰分的测定》[11];蛋白质测定参考GB 5009.5-2016《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》[12];脂肪测定参考GB 5009.6-2016《食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》[13];总膳食纤维、可溶性膳食纤维、不可溶性膳食纤维含量测定参考GB/T 5009.88-2014《食品安全国家标准 食品中膳食纤维的测定》[14];钙离子测定参考GB 5009.92-2016《食品安全国家标准 食品中钙的测定》[15];总酸测定参考GB/T 12456-2008《食品安全国家标准 食品中总酸的测定》[16],每组3个平行。

1.2.3 pH测定 pH测定参考《食品安全国家标准》[17],每组3个平行。

1.2.4 色度测定 参考Marchetti等[18]方法,将鱼糕切成立方体(2 cm×2 cm×2 cm),使用色差计测定其L*、a*和b*值,每组6个平行,用以下公式计算。

白度=100-[(100-L*)2+a*2+b*2]1/2

1.2.5 凝胶强度测定 参考Petcharat等[19]方法略有修改,将鱼糕放至室温,切成立方体(2 cm×2 cm×2 cm),用TA-XT-Plus质构仪测定。测定参数:探头型号P/5S,触发力5 g,形变量为75%,测前速度、测试速度、测后速度均为1 mm/s,每组10个平行。

1.2.6 感官评价测定 找经过培训的男生5人,女生5人,按照表2对样品进行打分,计算总分值。

表2 鱼糕感官评价标准

1.2.7 扫描电镜观察微观结构(Scanning Electron Microscope,SEM) 参考乔翠平等[20]的方法,每组3个平行。

1.3 数据处理

采用SPSS、Origin 8.5和Adobe Photoshop CS6对数据、图片进行处理和相关性分析。

2 结果与分析

2.1 芹菜茎和金线鱼鱼糜营养组成及酸度分析

表3是芹菜茎和金线鱼鱼糜的营养成分及酸度。从表3中可以看出,在营养成分方面,芹菜茎中蛋白质和脂肪含量较低,膳食纤维含量较高,为2.02 g/100 g。其中可溶性膳食纤维(SDF)与不可溶性膳食纤维(IDF)的比值接近1∶3,符合中国营养学会推荐标准[21]。SDF可以通过结合回肠中胆汁盐降低胆固醇,抑制心脑血管疾病,IDF可以促进肠道蠕动,增加人的饱腹感,对减肥有很大帮助[22]。芹菜茎中钙离子含量为51.40 mg/100 g,与金线鱼鱼糜钙离子含量接近。芹菜茎中总酸含量为0.87 g/100 g,其中的抗坏血酸和酚酸具有抗氧化的作用,可以延缓衰老,降低肿瘤、炎症、心脑血管等疾病的发病率[23]。金线鱼鱼糜中蛋白质含量较高,为18.32 g/100 g。脂肪含量较低,仅为2.48 g/100 g,可见金线鱼鱼糜是一种高蛋白质低脂肪的健康食品。

表3 芹菜茎和金线鱼鱼糜营养组成成分及酸度

2.2 芹菜茎添加量对鱼糕pH的影响

图1反映的是芹菜茎的添加量对鱼糕pH的影响。从图1中可以看出,添加芹菜茎可以显著降低鱼糕的pH(P<0.05),这是由于芹菜茎含有的多种酸类对pH有一定的调节作用,从而降低鱼糕的pH。芹菜茎的添加量为14%时,鱼糕的pH最低,为7.41,但不同添加量对鱼糕的pH并没有显著影响(P>0.05)。

图1 芹菜茎添加量对鱼糕pH的影响

2.3 芹菜茎添加量对鱼糕色度的影响

食品的色泽可以更好吸引消费者购买,L*值代表样品的明亮程度,a*值表示处于红色与绿色之间的程度,b*值表示处于黄色与蓝色之间的程度[24]。表4反映的是芹菜茎添加量对鱼糕色度的影响。由表4可知,与空白组相比,添加芹菜茎可以显著降低鱼糕的L*值、a*值、白度值，并显著增加b*值(P<0.05),说明芹菜茎使鱼糕的颜色变绿并降低亮度。随着芹菜茎含量的增加,鱼糕L*值、a*值、白度值持续降低,b*值持续升高,添加量为14%时,鱼糕L*值、a*值和白度值分别比空白组低2.6%、64.9%和6.9%。这是由于芹菜中的色素如叶绿素和类胡萝卜素等会对鱼糕的色泽产生影响[25]。

表4 芹菜茎添加量对鱼糕色度的影响

2.4 芹菜茎添加量对鱼糕凝胶强度的影响

凝胶强度是评价鱼糜凝胶质量的主要因素,反映了凝胶内部结构的牢固程度,凝胶强度越大表明蛋白凝胶性能好[26]。图2反映的是添加芹菜茎对鱼糕凝胶强度的影响,可以看出,除添加量为14%外,其余样品组鱼糕的凝胶强度均显著高于空白组(P<0.05),鱼糕凝胶强度在加入10%芹菜茎之前呈先上升的趋势,当加入10%时,鱼糕的凝胶强度为1597.54 g·mm,比空白组高28.36%。这可能是芹菜中的膳食纤维可以与和水发生交联或增加蛋白质中的一些活性基团,这些活性基团可以促进蛋白质与蛋白质之间的相互作用,使蛋白质之间通过交联形成的网络结构更为稳定,增加凝胶强度[27]。有研究发现不溶性大豆膳食纤维可以通过氢键促进水凝胶的形成并在网络结构中起填充作用[28]。Viuda-martos等[29]研究发现膳食纤维可以提高博洛尼亚香肠的硬度,增加口感。Yin等[30]研究表明低浓度的豆渣纤维可以改善白鲢鱼的凝胶特性。但芹菜茎添加量超过10%时鱼糕凝胶强度下降,当向鱼糕中加入14%的芹菜茎时,鱼糕凝胶强度仅为1159.79 g·mm,比空白组低了7.31%,这可能是因为过多添加芹菜茎后,膳食纤维的量过多,使蛋白质与膳食纤维过度聚集,从而暴露出蛋白质中的疏水基团,在蛋白质凝胶化过程中破坏蛋白质凝胶基质并与蛋白质竞争水,使凝胶强度下降[31]。

图2 芹菜茎添加量对鱼糕凝胶强度的影响

2.5 芹菜茎添加量对鱼糕感官评价的影响

表5反映的是芹菜茎的添加量对鱼糕感官评价得分的影响。由表5可知,从空白组到添加10%的芹菜茎时,鱼糕的感官评价评分呈现升高的趋势,继续添加芹菜茎,鱼糕的评分降低,当添加量为14%时鱼糕评分低于空白组。芹菜茎的添加量为10%时,除色泽外,质地、滋味和喜爱度评分均高于其他组,总分比空白组高12.84%。这可能是因为添加10%的芹菜茎,鱼糕的凝胶强度最高,口感最好,当添加量继续增加时,鱼糕凝胶强度下降且色泽变化明显,消费者难以接受。结合鱼糕色度可以看出,当芹菜茎添加量超过10%时,较低的白度和较深的绿色会降低消费者对鱼糕的喜爱度,当添加量为10%时,鱼糕的绿色程度比其它添加量更受消费者喜欢。

表5 芹菜茎添加量对鱼糕感官评价的影响

2.6 芹菜茎添加量对鱼糕微观结构的影响

图3反映的是芹菜茎的添加量对鱼糕微观结构的影响。从图3中可以看出添加10%的芹菜茎时,鱼糕凝胶网络结构更加致密均匀,与其他组相比,孔洞的直径和数量均较小,其余各添加量间的比较差异不显著。这是由于芹菜中的膳食纤维可以促进蛋白质与蛋白质或蛋白质与水产生交互作用,且膳食纤维粒子被很好地嵌入所形成的蛋白质空间网络结构中,使微观结构更为紧密,减少了大孔洞的形成[32]。但当添加量超过10%时,可能由于过多的膳食纤维聚集破坏蛋白质凝胶,出现了较多孔洞和断裂,影响鱼糕的微观结构。Zhuang等[33]通过扫描电镜图像分析和拉曼光谱分析,研究了从甘蔗中提取的IDF对肌原纤维蛋白热凝胶特性的影响。添加IDF可以稳定水分相,并诱导形成一个致密且聚集良好的具有均匀水腔的三维凝胶网络,可以使胶原纤维蛋白的凝胶网络结构更为致密,与本实验结果一致。

图3 芹菜茎添加量对鱼糕微观结构的影响(×5000)

3 结论

在金线鱼鱼糜中添加芹菜茎制备鱼糕,芹菜茎可以降低鱼糕的白度和pH,添加量为8%～12%可以显著提高鱼糕的凝胶强度和感官评分。芹菜茎的最佳添加量为10%,此时鱼糕的凝胶强度和感官评分最高,鱼糕微观结构观察表明此时鱼糕形成的凝胶网络结构致密。适量的芹菜茎的添加不仅可提高鱼糕的凝胶强度,而且芹菜茎膳食纤维和微量元素也是对金线鱼鱼糕营养的补充,从而可以提高鱼糕的营养价值。本研究为开发营养与口感兼备的新型鱼糕提供技术和理论参考。