魔芋葡甘聚糖/蛋白酶提升鱼糜稳定性研究

王良玉

（福建技术师范学院，福建福清 350300）

鱼糜制品作为方便的快捷食品，在世界各地受到广泛的欢迎。以海水和淡水产的小杂鱼加工成鱼糜制品是鱼肉型食物的重要来源，较多的淡水鱼及低值海水鱼生产的鱼糜制品凝胶能力比较差，鱼糜制品品质差。且由于传统的鱼糜制品是高脂肪食品，使得以淡水鱼和低值海水鱼生产鱼糜制品受到很大的限制。评价鱼糜品质的重要指标有凝胶强度，一直以来，如何改善鱼糜凝胶性能是研究焦点。原料鱼的种类、生产工艺条件与外源添加物等因素影响到鱼糜制品的凝胶特性。蛋白酶（PT） 作为鱼糜制品生产过程中常用的外源物[1-3]，可以增强鱼糜制品的口感和特性，提高产品性能，达到降低配方成本；魔芋葡甘聚糖（konjac glucomannan，KGM） 在食品加工中常用作增稠剂，具有很强的结合水能力，在肉制品加工中起到蛋白质凝胶化、水分结合方面表现出协同作用[4-5]，低脂乳化肉类产品的质量得到提高[6-7]，常用作各类食品添加剂[8-10]。

鱼糜和魔芋葡甘聚糖制成的鱼糜制品，在很大程度提高了产品的凝胶强度[11-13]，可以把魔芋资源和鱼类资源推广应用。然而，对于采用添加蛋白酶和魔芋葡甘聚糖混合物来改变鱼糜稳定性研究还未见报道。基于此，采用添加KGM 和PT 混合物于鱼糜制品中，提高鱼糜制品的弹性，并且增加膳食纤维量，以满足人们的需要。

1 材料与方法

1.1 材料

杂鱼鱼糜，-18 ℃冷冻备用，胜田（福清） 食品有限公司提供；魔芋葡甘聚糖，食品级，湖北强森魔芋科技有限公司提供；蛋白酶、谷氨酰胺转氨酶，食品级，河南长久生物有限公司提供；马铃薯淀粉，食品级，上海祁邦实业有限公司提供；食盐，食品级，福建盐业有限公司提供。

1.2 仪器和设备

NHY20 型斩拌机，江阴市保利科研器械有限公司产品；FB124 型电子天平，上海舜宇恒平科学仪器有限公司产品；T-5000 型电子天平，常熟双杰测试仪器厂产品；SD-700 型物性测试仪，日本东京丸一商事（株） 福州联络处产品；SBDY-1P 型数显白度仪，上海悦丰仪器有限公司产品；DK-S24 型水浴锅，上海精宏实验设备有限公司产品；TG16-WS 型台式高速离心机，长沙湘仪离心机仪器有限公司产品。

1.3 试验方法

1.3.1 工艺流程

鱼糜→解冻→盐擂（5 min） →混擂（10 ℃） →装入肠衣→脱气→凝胶（水浴锅） →冷却→冷藏[14]。

1.3.2 操作要点

魔芋胶的制备：选取10 g 的魔芋葡甘聚糖溶于400 mL 水中，先用温水溶胀15 min 后加入用开水溶解的碱水，调整pH 值，继续搅拌1 min，然后冷却凝固，备用。

称取一定量鱼糜，半解冻后用低温斩拌机中空擂5 min，期间调节水分含量为70%，至鱼糜松软，再加入食盐继续搅拌5 min，至盐溶性蛋白质充分溶出成黏性很强的溶胶，加入魔芋胶－蛋白酶混合物，最后加入淀粉、味精等调味料继续搅拌均匀，进行真空脱气，保证鱼糜制品的结构致密，脱气后的样品进行灌装。置于45±3 ℃下凝胶25 min，再放入90±3 ℃水浴锅中保持30 min[15-16]成型。制成的鱼糜样品取出，放到冰箱中冷冻保存，备用。

1.4 试验设计

1.4.1 单因素试验设计

试验中魔芋葡甘聚糖添加量对产品的凝胶强度、保水性和白度有影响，选择魔芋葡甘聚糖添加量分别为鱼糜的0.3%，0.4%，0.5%，0.6%，0.7%进行试验；TG 酶是一种蛋白酶，可提高产品的硬度、保水性和弹性，可改善产品的质构特性，常应用于肉制品和水产品加工中[1]。选择蛋白酶的添加量为鱼糜的0.1%，0.2%，0.3%，0.4%，0.5%；马铃薯淀粉对鱼糜凝胶品质的作用比地瓜淀粉和玉米淀粉优[17-18]。淀粉的添加量分别为鱼糜的7.5%，10.0%，12.5%，15.0%，17.5%；一方面食盐影响到食品的口感，另一方面也会影响到肌原纤维蛋白凝胶的保水性和白度，故选择食盐的添加量分别为鱼糜的2.0%，2.5%，3.0%，3.5%，4.0%。先将魔芋葡甘聚糖和蛋白酶用水溶解均匀，取一定量按照1.3.2 操作，制成鱼糜制品后测定各项指标。

1.4.2 正交试验设计

根据单因素试验结果，选取食盐的添加量、蛋白酶的添加量、马铃薯淀粉的添加量和魔芋葡甘聚糖的添加量对试验影响比较显著的4 个因素，利用L9（34）做正交试验，以确定鱼糜制品的最佳配方。

L9（34）正交试验因素与水平设计见表1。

1.5 样品各因素的测定

表1 L（934）正交试验因素与水平设计/ %

1.5.1 样品凝胶强度的测定

取出样品解冻，除去塑料肠衣，然后把样品切成2 cm 左右的小圆柱体。依次将其置于SD-700 物性测试仪上，横切面朝上，开启仪器，探头缓缓下降探针（直径为5 mm），探针嵌入样品横切面中央。当达到样品的最大承重时，再缓缓回升探针，显示器会显示出该样品的承重量和凹陷程度，记下数据[16]。根据公式来计算凝胶强度（g/mm）[19]：

1.5.2 样品白度的测定

先取一块大小适中的白瓷砖放置于SBDY-1P 数显白度仪上进行标定，确定标准白度。调零，把切好的样品放于白度仪的暗盒内，将盖子盖上，过数秒钟，显示器上显示数据即为样品的白度，并记录数据[12]。

1.5.3 样品持水率的测定

在电子天平上称出5 g 左右的鱼糜制品，装入离心管，称取质量。然后，将离心管放于TG16-WS 型台式高速离心机中，以转速4 000 r/min 离心10 min。去除离心的水分。测定离心后离心管和凝胶体质量。依据下面公式得出持水率（%）[12]：

式中：W0——离心管质量，g；

W1——离心前离心管和凝胶体质量，g；

W2——离心后离心管和凝胶体质量，g。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果与分析

2.1.1 食盐添加量对鱼糜制品品质的影响

食盐添加量分别为鱼糜质量的1.5%，2.0%，2.5%，3.0%，3.5%时制得的鱼糜制品的品质结果。

食盐添加量对鱼糜制品品质的影响见图1。

由图1 可知，食盐添加量在1.5%～2.5%时对鱼糜制品的弹性和白度影响没有很大的起伏，效果不够明显。且当食盐为4.0%时弹性达到最大，当食盐为3.0%时白度达到最大。这是因为食盐具有使鱼肉中盐溶性蛋白质溶出形成溶胶的作用，随之加热后，使制品富于弹性的功能。随着食盐添加量的增加，弹性随之增加。因此，确定食盐添加量为2.5%～3.5%。

2.1.2 马铃薯淀粉添加量对鱼糜制品品质的影响

图1 食盐添加量对鱼糜制品品质的影响

分别添加7.5%，10.0%，12.5%，15.0%，17.5%的马铃薯淀粉制得的鱼糜制品的品质结果。

马铃薯淀粉添加量对鱼糜制品品质的影响见图2。

由图2 可知，淀粉添加量为7.5%～10.0%时对鱼糜制品的弹性和白度影响没有很大的起伏，效果不够明显。且当淀粉为12.5%时弹性达到最大，当淀粉为15.0%时白度达到最大。这是因为在加热过程中，肉类蛋白质变性，形成网状结构，淀粉颗粒吸收固定了一部分网状结构中结合不够紧密的水分，起到黏着和保水的双重作用，使淀粉颗粒变得柔软而有弹性。添加马铃薯淀粉到鱼糜中，淀粉颗粒会吸水膨胀，能填充到凝胶体的网络中，从而增加鱼糜制品的弹性[7]。但若添加量过高的话，凝胶体的网络已被充满，那么淀粉便是多余了。过多松散的淀粉包裹在表层不但会降低制品的弹性，而且会出现黏滞感。虽然马铃薯淀粉是白色的粉末，但在加热糊化过程中颜色会逐渐变暗，从而影响白度的测定。因此，确定马铃薯淀粉添加量为10.0%～15.0%。

2.1.3 蛋白酶添加量对鱼糜制品品质的影响

分别加入0.1%，0.2%，0.3%，0.4%，0.5%的蛋白酶制得的鱼糜制品的品质结果。

蛋白酶添加量对鱼糜制品品质的影响见图3。

由图3 可知，鱼糜制品的弹性随着蛋白酶添加量的增加而增大，说明蛋白酶可显著改善蛋白凝胶的质地。而白度值随着蛋白酶添加量的增加，白度值逐渐减小。因此，确定蛋白酶添加量为0.2%～0.4%。

图3 蛋白酶添加量对鱼糜制品品质的影响

2.1.4 魔芋葡甘聚糖添加量对鱼糜制品品质的影响

选择魔芋葡甘聚糖添加量分别为鱼糜质量的0.3%，0.4%，0.5%，0.6%，0.7%进行试验。

魔芋葡甘聚糖添加量对鱼糜制品品质的影响见图4。

图4 魔芋葡甘聚糖添加量对鱼糜制品品质的影响

由图4 可知，KGM 添加量在0.3%～0.5%时，随着KGM 添加量的增加，弹性增大，白度变化不明显。当添加量超过0.5%时，随着KGM 添加量的增加，弹性下降。魔芋胶为淡棕黄色，随着添加量的增加或减少，对于鱼糜制品白度的测定也是有影响的。因此，确定魔芋葡甘聚糖添加量为0.3%～0.5%。

2.2 鱼糜制品最佳配方的确定

2.2.1 正交试验结果与分析

选取食盐添加量、马铃薯淀粉添加量、KGM 添加量和蛋白酶添加量这4 个因素，按照表1 的L（934）正交试验因素水平安排正交试验，得出各个组合的凝胶强度、白度及持水率等数据。

鱼糜制品正交试验结果及分析见表2。

2.2.2 综合平衡确定最优工艺条件

对表2 中的3 个指标进行分析，由单指标单独分析出来的最优条件结合并不一致，要针对各因素对各个指标影响的排序情况来综合考虑，确定最优试验的工艺条件。对于A 因素来说，其对持水率的影响排第2 位，这时取A1为好，其对白度的影响排第4 位，此时取A3为好，其对凝胶强度的影响排第2 位，此时应取A2为好。故A 可取A1或A2。取A2时，凝胶强度比取A1时增加了11.5%，持水率却比A3时只减少了0.7%。从而确定A 因素应取A2；对因素B 而言，其对凝胶强度、白度和持水率的影响的大小均排在第1 位，因此B 可取B2或B3，但取B3时，持水率比取B2时增加了3.2%，凝胶强度比取B2时只增加了8.1%，而白度比B2时减少了8.9%。因此B 因素应取B3；对于因素C 而言，其对持水率的影响排第3 位，此时取C2为，其对凝胶强度影响的排第4 位，这时取C2为好，对白度影响的大小排名第2，这时取C3为好。故C 可取C3或C2。从影响主次顺序来看，C 取C3。对因素D 而言，而其对持水率的影响排第4 位，这时取D3为好。其对凝胶强度的影响排第3 位，此时取D3为好，其对白度的影响排第2 位，此时取D2为好。故D 可取D3或D2。取D2时，凝胶强度比取D3时减少了5.4%，白度比取D3时增加2%。故D 因素应取D3。综合分析可知，本试验的较优组合为A2B3C3D3。

表2 鱼糜制品正交试验结果及分析

2.3 验证试验

由于该较优组合不在表2 正交试验序列表中，笔者进行验证试验，试验方案为最优方案的和正交试验中的较优组合的进行3 次重复试验。

最优方案试验分析结果见表3，正交试验第5 组重复试验结果见表4。

为研究这2 种不同方案对鱼糜凝胶强度的影响情况，需对验证试验进行独立样本测验。

不同方案的鱼糜制品的凝胶强度见表5，分组统计表见表6，独立样本测验见表7。

表3 最优方案试验分析结果

表4 正交试验第5 组重复试验结果

表5 不同方案的鱼糜制品的凝胶强度/ g·mm-1

表6 分组统计表

表7 独立样本测验

由表7 对不同方案制得的鱼糜制品进行t 检验，结果是p=0.027<0.05，说明不同方案的鱼糜制品的凝胶强度的差异是显著的，从而证明A2B3C3D3确为最佳组合。

3 结论

为了探究影响凝胶强度的因素，试验通过将鱼糜与魔芋葡甘聚糖、蛋白酶、食盐、马铃薯淀粉等制成复合鱼糜制品，对各种添加量进行单因素试验和正交试验，并对试验结果进行极差分析和t 检验，确定了最优工艺参数为食盐添加量3.0%，马铃薯淀粉添加量15%，蛋白酶添加量0.4%，魔芋葡甘聚糖添加量0.5%。该配方制成的复合鱼糜制品的凝胶强度等质量方面得到提高。