复合无磷保水剂对未漂洗海鲈鱼肉糜保水性的影响

2022-09-30暴伊芮赵前程吴燕燕王悦齐麦志成

大连海洋大学学报 2022年4期

暴伊芮，赵前程，吴燕燕，王悦齐，麦志成

(1.大连海洋大学食品科学与工程学院，辽宁大连 116023；2.中国水产科学研究院南海水产研究所农业农村部水产品加工重点实验室，广东广州 510300；3.珠海市之山水产发展有限公司，广东珠海 519100)

海鲈Lateolabraxjaponicus俗称花鲈，是中国重要的经济海水养殖鱼类，其中，广东省是海鲈养殖大省，2020年产量达10.8万t[1]。海鲈肉营养丰富，味道鲜美，且富含蛋白质、微量元素和不饱和脂肪酸[2-3]，适合加工成鱼肉糜产品[4-5]。

传统的鱼糜加工过程，需要采用漂洗脱水等工艺，为了使鱼糜在后续制作产品时拥有良好的品质，常在加工过程中添加保水剂以提高鱼糜的保水性。传统的保水剂大多以复合磷酸盐为主，它可以有效锁住产品中的水分，保持产品的质构特性，但添加量超过0.5%(质量分数)时会导致产品中的磷含量超标，产生口感不佳的金属涩味，且易在人体内形成磷酸钙，降低人体对钙的吸收[6-7]，对人体健康会造成一定影响。中国要逐步实现“碳中和”和“碳达峰”的目标，水产品加工方式也要由传统加工模式转向绿色低碳节能模式，因此，本研究团队提出开发不漂洗的海鲈鱼肉糜，即通过向未经漂洗的海鲈鱼肉糜中添加外源物使其达到传统鱼糜的凝胶性[8]，为使未漂洗海鲈鱼肉糜具有更好的保水性和品质特性，开发出安全且高效的无磷复合保水剂具有重要意义。

目前，国内外研究人员对无磷保水剂研究较多，无磷保水剂主要有糖类、蛋白质类、盐类和淀粉类等。李凤舞等[9]在预调理冷冻虾仁中添加了质量分数为4.5%的氯化钠和1%的碳酸氢钠，虾仁的质构特性得到改善。海藻糖是2个葡萄糖分子由半缩醛羟基缩合成的一种非还原性二糖，其性质稳定，甜度及热量值低，可有效阻碍水分子运动[10-11]，是市场上一种新型的糖类保水剂[12]。Wu等[13]研究了不同添加量的海藻糖、山梨糖醇、蔗糖和低聚木糖对台湾贡丸品质的影响，结果显示，随着海藻糖添加量的增加，贡丸的抗冻性和保水性呈现逐渐上升的趋势，当海藻糖添加量为4%(质量分数)时，抗冻效果与蔗糖相近。大豆分离蛋白中含有许多极性基，具有较好的吸水性、吸油性、保水性和凝胶性等[14]。颜跃弟等[15]研究了卡拉胶、山梨糖醇、大豆分离蛋白和海藻酸钠对猪肉糜保水性的影响，通过复合试验表明，添加1.05%卡拉胶、4.5%山梨糖醇、4.5%大豆分离蛋白和0.35%海藻酸钠(均为质量分数)有效提高了其保水性和感官品质。目前，无磷保水剂主要在淡水鱼或肉制品中应用，而对海鲈及其制品的研究较少。本研究中，以未经漂洗的海鲈鱼肉糜为原料，研究了NaHCO3、海藻糖和大豆分离蛋白添加量对其品质的影响，以期为海鲈鱼肉糜生产加工提供科学参考。

1 材料与方法

1.1 材料

试验用鲜活海鲈购于广州市海珠区某超市，体质量为400～600 g。

试剂：NaHCO3(食品级，广州嘉业食品配料有限公司)；海藻糖(食品级，浙江一诺生物科技有限公司)；大豆分离蛋白(食品级，聚融时代(固安)生物科技有限公司)。

仪器设备：绞肉机(JYL-C19V，匈牙利博朗电器)；打浆机(DJ-18，湖南省长沙固利食品机械有限公司)；QTS-25型质构仪(英国CNS FARNELL公司)。

1.2 方法

1.2.1 海鲈鱼肉糜制备工艺[8]将洗净的鲜海鲈去鱼鳞、鳃和内脏，随后用刀从尾部开始向背部切出两片鱼肉后去皮，将鱼肉用绞肉机绞碎，然后用斩拌机进行斩拌，先空斩2 min，添加1%(均以鱼肉质量计)的NaCl斩拌5 min，再添加0.4%(质量分数)的TGase和0.02 mol/g的CaCl2斩拌3 min(斩拌温度保持在4～10 ℃)，加无磷保水剂再斩拌1 min，手工挤压成丸子状放入蒸煮袋中，在90 ℃恒温水浴中煮制10 min得到鱼肉糜。

1.2.2 无磷保水剂单因素试验以蒸煮损失、质构特性(texture profile analysis，TPA)为测定指标，单因素试验水平设计如下：NaHCO3添加量分别为0、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%；海藻糖添加量分别为0、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%；大豆分离蛋白添加量分别为0、3.0%、3.5%、4.0%、4.5%、5.0%(本文中的添加量%均指占原料肉的质量分数，下同)。

1.2.3 无磷保水剂复合正交试验根据单因素试验的结果，选取NaHCO3、海藻糖和大豆分离蛋白添加量3个因素的较优水平，进行3因素3水平的L9(34)正交试验，以蒸煮损失和感官评价为指标，确定复合无磷保水剂的最优组合，试验因素水平设计见表1。

表1 正交试验因素水平表Tab.1 Factors and levels for orthogonal experiment w/%

1.2.4 蒸煮损失测定将制得的生鱼肉糜取小份称重(记为w1)，置于蒸煮袋后于90 ℃恒温水浴中加热10 min，取出待恢复室温后，用滤纸吸去鱼肉糜表面的水分称重(记为w2)，蒸煮损失计算公式为

蒸煮损失=(w1-w2)/w1×100%。

1.2.5 质构特性测定将熟制后的样品切成25 mm(直径)×25 mm(高)的圆柱体，使用质构仪，用TA44探头，设置测前、中、后速度均为1 mm/s，压缩形变50%，触发力5 g。每组设置6个平行，结果取其平均值。

1.2.6 感官评定标准参考GB/T 16291.1—2012《感官分析选拔、培训与管理评价员一般导则第1部分：优选评价员》[16]，选拔10名经过一定感官分析培训的人员，参照魏涯等[17]的方法对熟制后的海鲈鱼肉糜色泽(20分)、气味(20分)、滋味(20分)、组织状态(20分)和口感(20分)进行感官评价，具体评价标准见表2。其中，满分为100分，取平均值作为评定结果。

表2 鱼肉糜感官评定标准表Tab.2 Evaluation standard of minced flesh sensory assessment

1.2.7 微观结构观察选取通过正交试验确定的最优试验组和未加保水剂的空白组海鲈鱼肉糜，参照刘芳芳等[18]的方法，稍做修改，将鱼肉糜切成3 mm×3 mm×3 mm的小块，浸泡在体积分数为2%的戊二醛溶液中，于4 ℃下固定24 h，再用浓度为0.1 mol/L的磷酸盐缓冲液浸泡3～4次，每次10 min。随后用体积分数为30%、50%、70%、90%、100%的乙醇溶液依次进行脱水，每次10 min，脱水后的样品先放入-80 ℃超低温冰箱速冻后再置入冷冻干燥机中干燥24 h，在对样品进行真空离子溅射喷金后，用扫描电镜观察其微观结构。

1.3 数据处理

试验数据均以平均值±标准差(mean±S.D.)表示，采用SPSS 26.0软件对试验数据进行单因素方差分析(one-ANOVA)，采用Duncan法进行组间多重比较，显著性水平设为0.05。

2 结果与分析

2.1 NaHCO3添加量对鱼肉糜品质的影响

从表3可见：随着NaHCO3添加量的增加，鱼肉糜的蒸煮损失开始减少，添加量为0.2%时蒸煮损失最低，保水性最佳(P<0.05)，当增大添加量时，产品的蒸煮损失呈明显上升趋势；鱼肉糜的硬度随NaHCO3添加量的增加总体上呈下降趋势；NaHCO3添加组鱼肉糜的弹性均显著低于对照组(P<0.05)，这是因为添加NaHCO3会通过渗透压作用使鱼肉中水分渗出，导致弹性略有下降；咀嚼性随着NaHCO3添加量的增大呈逐渐下降的趋势；内聚性变化不大(P>0.05)。因此，本试验条件下，NaHCO3的适宜添加量为0.2%。

表3 NaHCO3添加量对海鲈鱼肉糜的影响Tab.3 Effects of NaHCO3 addition on minced flesh of sea bass Lateolabrax japonicus

2.2 海藻糖添加量对鱼肉糜品质的影响

从表4可见：蒸煮损失随海藻糖添加量的增加呈先降低后上升的趋势，当添加量为0.2%时，蒸煮损失最低(P<0.05)；随海藻糖添加量的增加，内聚性和咀嚼性均呈先上升后下降的趋势，而硬度和弹性则呈现逐渐下降的趋势。因此，本试验条件下，海藻糖的适宜添加量为0.2%。

表4 海藻糖添加量对海鲈鱼肉糜的影响Tab.4 Effects of trehalose addition on flesh of sea bass Lateolabrax japonicus

2.3 大豆分离蛋白添加量对鱼肉糜品质的影响

从表5可见：添加大豆分离蛋白可明显增加海鲈鱼肉糜的硬度和咀嚼性，降低蒸煮损失和弹性；随着大豆分离蛋白添加量的增加，除弹性外，鱼肉糜质构特性各指标均呈先上升后下降的趋势；当大豆分离蛋白添加量为3.5%～4.5%时，鱼肉糜质构特性各指标变化趋于稳定，当添加量过低(3.0%)时，鱼肉糜硬度、咀嚼性较弱，而当过量添加(5.0%)时会有令人不愉快的豆腥味，故过低和过高的添加量均不予考虑。因此，大豆分离蛋白的适宜添加量为3.5%～4.5%。

表5 大豆分离蛋白添加量对海鲈鱼肉糜的影响Tab.5 Effects of soybean protein isolate addition on flesh of sea bass Lateolabrax japonicus

2.4 正交试验结果分析

采用正交试验优化无磷保水剂的最佳配方，正交试验、极差分析和方差分析结果分别见表6、表7和表8。极差分析显示：以蒸煮损失为指标，3种因素的影响顺序为海藻糖(B)>NaHCO3(A)>大豆分离蛋白(C)，最佳复合无磷保水剂配比为A1B3C1；以感官评定为指标，3种因素的影响顺序为海藻糖(B)>大豆分离蛋白(C)>NaHCO3(A)，最佳复合无磷保水剂配比为A1B3C1(表7)。方差分析显示：海藻糖和大豆分离蛋白添加量对蒸煮损失有显著性影响(P<0.05)；海藻糖添加量对海鲈鱼肉糜感官评价有显著性影响(P<0.05)(表8)。故确定海鲈鱼肉糜无磷复合保水剂的最佳配方为A1B3C1，即NaHCO3添加量为0.1%，海藻糖添加量为0.3%，大豆分离蛋白添加量为3.5%。

表6 正交试验设计及结果Tab.6 Design and results of orthogonal experiment

表7 正交试验结果的极差分析Tab.7 Range analysis of orthogonal experiment results

表8 正交试验结果的方差分析Tab.8 Variance analysis of orthogonal experiment results

根据正交试验得出的复合保水剂最佳配比，以无添加剂的空白组为对照，进行试验验证，结果见表9，优化条件(A1B3C1)下的蒸煮损失和感官评价结果均优于对照组，证明此优化条件较为理想。

表9 优化条件的验证Tab.9 Validation of optimization condition

2.5 复合无磷保水剂对鱼肉糜微观结构的影响

对添加复合无磷保水剂的海鲈鱼肉糜和空白组鱼肉糜进行微观结构观察，2 000倍电镜下的海鲈鱼肉糜微观结构如图1所示，空白组鱼肉糜的组织结构较松散，有许多空洞，而添加了复合无磷保水剂的鱼肉糜组织结构比空白组紧密，空洞也有所减少。

图1 复合无磷保水剂对海鲈鱼肉糜微观结构的影响Fig.1 Effects of compound non-phosphorus water retaining agent on the microstructure of flesh of sea bass Lateolabrax japonicus

3 讨论

3.1 不同添加剂对未漂洗海鲈鱼肉糜保水性的影响

NaHCO3呈碱性，可以改变产品肉质的pH值，使鱼肉中的肽链和肌原纤维蛋白间的静电斥力增强，较好地与蛋白质结合，从而产生缓冲、螯合和乳化的作用[19]。本研究中单因素试验发现，NaHCO3添加量为0.2%时蒸煮损失最低，保水性最佳，这也说明一定质量浓度的NaHCO3处理可以提高鱼肉糜的保水性，但过量添加会使肉糜中水分流失，反而使保水性下降，导致咀嚼性、弹性也随之下降[20]。

海藻糖是现代人们追求“低热量、低甜度”的一种安全糖类，具有显著的保水作用。本研究中单因素试验发现，当海藻糖添加量为0.2%时，蒸煮损失最低，这与王林等[21]得出的结论相同，适量添加可减少蒸煮过程中鱼肉内部水分的流失，但过量添加会破坏肌肉组织中的环境渗透压，渗透压升高反而使水分容易流失[22]。

大豆分离蛋白是一种氨基酸型表面活性剂，可以降低水的界面张力，使鱼肉中的脂肪与水分形成稳定的乳胶体系[23]，故添加大豆分离蛋白可以显著提高产品的保水效果[24]。本研究中单因素试验发现，当大豆分离蛋白添加量为3.0%～4.0%时，蒸煮损失变化缓慢，这与刘广娟等[25]研究发现的添加量为4%的大豆分离蛋白可以改善低温猪肉香肠保水性的结果一致。其原因可能是大豆分离蛋白吸水膨胀后，在熟制过程中蛋白变性凝固，使其内部形成网络结构锁住水分，因此，具有较好的保水性能。

3.2 复合无磷保水剂对未漂洗海鲈鱼肉糜微观结构的影响

本研究中，通过正交试验优化得到无磷复合保水剂，对未漂洗海鲈鱼肉糜有较好的保水效果，提高了鱼肉糜的感官品质和质构特性，通过电镜观察鱼肉糜的微观结构可见，添加复合无磷保水剂后，海鲈鱼肉糜组织结构严密，空隙较小，说明其能增强蛋白质中的分子间作用力，使蛋白质间发生交联形成凝聚体，从而保持住水分，使其持水能力更强[26-27]。