基于主成分分析TG酶对低盐鱼肠品质的影响

戴瑞 王敬涵 植俊凯 胡燕 刘荣汉 王浩明 武家宇 孙卉

摘要：為研究氯化钾替代一定量的食盐和TG酶对低盐巴沙鱼肠品质的影响，试验在鱼肉100 g、盐5 g的基础上，用氯化钾替代50%、40%、30%、20%、0%的食盐添加量（质量分数），在每个替代量下又分别添加了 0%、0.4%、0.6%、0.8%的TG酶，探究对低盐巴沙鱼肠品质的影响。结果表明，在试验条件范围内，一定的氯化钾替代食盐量和TG酶对鱼肠的得率、色差和质构等指标有显著影响。当氯化钾替代食盐量为0%～50%、各组TG酶添加量为0%～0.8%时，其水分含量呈现先降低后升高的趋势。当氯化钾代替食盐量为30%、40%、50%时，添加0.4%～0.8%的TG酶也能显著提高低盐鱼肠的硬度、弹性、咀嚼性等指标（P<0.05）。当氯化钾替代量为30%、TG酶添加量为0.4%时，鱼肠的硬度比空白组提高2.14倍，咀嚼性提高3.54倍，胶黏性提高2.16倍，同时优于其他替代组。根据低盐鱼肠相关检测指标的主成分分析结果，得出添加TG酶对低盐鱼肠品质的综合评价模型，为鱼糜制品和水产行业提供了参考数据。

关键词：低盐鱼肠；TG酶；综合评价；氯化钾替代食盐

中图分类号：TS254.5      文献标志码：A     文章编号：1000-9973（2024）04-0085-06

Effect of TGase on Quality of Low-Salt Fish Sausages Based

on Principal Component Analysis

DAI Rui1，2， WANG Jing-han1，2， ZHI Jun-kai1， HU Yan1，3， LIU Rong-han1，

WANG Hao-ming1， WU Jia-yu1， SUN Hui1，2*

（1.College of Leisure and Health， Guilin Tourism University， Guilin 541006， China; 2.Guangxi

Guilin Cuisine Industrial Processing and Nutrition Safety Engineering Research Center in

Guangxi Province， Guilin 541006， China; 3.School of Tourism and Cuisine，

Yangzhou University， Yangzhou 225127， China）

Abstract： To study the effects of replacing some amount of salt with potassium chloride and transglutaminase （TGase） on the quality of low-salt Pangasius bocourti sausages， in this test， on the basis of 100 g fish and 5 g salt， potassium chloride is used to replace 50%，40%，30%，20%，0% of salt addition amount （mass fraction）， and at each replacement amount，0%，0.4%，0.6%，0.8% TGase is added to investigate the effect on the quality of low-salt Pangasius bocourti sausages. The results show that under the test conditions， a certain amount of potassium chloride as a substitute for salt and TGase has significant effects on improving the yield， color difference and texture of fish sausages. When the amount of potassium chloride replacing salt is 0%～50%， and the TGase addition amount in each group is 0%～8%， the water content firstly decreases and then increases.When the amount of potassium chloride replacing salt is 30%， 40%， 50%， adding 0.4%～0.8% TGase can also improve the hardness， elasticity， chewiness and other indexes significantly （P<0.05）. When the replacement amount of potassium chloride is 30% and the addition amount of TGase is 0.4%， the hardness of the fish sausages increases by 2.14 times， the chewiness increases by 3.54 times， and the  viscosity increases by 2.16 times that of the blank group， which  are better

收稿日期：2023-09-11

基金项目：广西重点研发计划（2018AB49021）；2022年度广西高校中青年教师科研基础能力提升项目（2022KY0823）；大学生创新创业训练计划（202211837067）；2023年桂林旅游学院科研项目校政企合作重点专项课题

作者简介：戴瑞（1990—），女，讲师，硕士，研究方向：农产品加工与贮藏。

*通信作者：孙卉（1983—），女，副教授，硕士，研究方向：食物营养与食品生物技术。

than those of the other replacement groups. Based on the results of principal component analysis of low-salt fish sausages， the comprehensive evaluation model of the addition of TGase on the quality of low-salt fish sausages is obtained， which has provided reference data for surimi products and aquatic industry.

Key words： low-salt fish sausages; TGase; comprehensive evaluation; replacing salt with potassium chloride

鱼肉香肠是以鱼肉或者鱼糜为主料制作的高蛋白、低脂肪营养型水产精深加工制品，深受消费者喜爱[1]。向鱼肠中添加多种动植物蛋白、油脂、淀粉、盐等，能提高鱼糜的凝胶强度，改善鱼糜制品的色泽、感官品质和质构性质[2]。在生产加工鱼肠及其制品过程中会添加一定量的食盐，这是因为盐除了能增加鱼糜制品的风味外，还能促进鱼肉肌原纤维蛋白溶出，使得鱼肠的质地和滋味更佳[3]。随着饮食观念的提高，人们对健康鱼肠的追求越来越高。相关研究表明，摄入钠盐过量会引起高血压、心血管疾病，破坏胃黏膜，诱发胃癌，加重肾脏负担[4]。

《中国居民膳食指南（2022）》建议成人人均每天食盐摄入量不超过5 g，然而我国居民人均每天食盐摄入量约为9 g，远超推荐摄入量[5]。另外，全国居民营养膳食计划提出：到 2030年全国实现人均每天食盐摄入量减少20%。因此，在日常膳食中降低钠盐添加量极为重要[2]。在制作鱼肠的过程中，为了提高其感官品质，食盐的添加必然存在，然而直接减少鱼糜或鱼肠制品食盐的用量会造成鱼肠产品的黏性下降，质地松软[6]。研究报道钾盐替代食盐一方面可以促进钠盐的排出，对高血压患者有辅助治疗作用[7] ；另一方面，钾盐替代钠盐后还可以防止食盐减少后造成的产品质地和风味下降。因此，部分食品企业通过氯化钾（KCl）替代钠盐来减少钠盐的使用量[8-11]，并且工业生产中为了使质地更好，往往会添加一些辅料如淀粉、花生蛋白酶、TG酶等来确保低盐鱼肠的品质[12]。

TG酶又称谷氨酰胺转氨酶，可催化酰基转移，使蛋白质、肽、伯胺发生交联，增加肉的嫩度、胶黏性、凝胶能力。高浩源等[13]和米红波等[14]研究TG酶对复合鱼制品的特性、色差、持水性和风味的影响；利用TG酶能够催化蛋白质分子内部结构的特性改善肉制品的熱稳定性和凝胶能力等[15]。本研究通过氯化钾替代氯化钠的方法达到减少钠盐使用量的目的，以低盐鱼肠为载体，对低盐鱼肠的出品率、水分、色差、质构等指标进行测定，采用主成分分析法探究添加TG酶对低盐鱼肠品质的影响，优化低盐鱼肠的加工工艺，为海产品加工食品提供了一定的理论参考依据和技术参数，旨在为我国海产品的研究提供发展思路。

1 材料和方法

1.1 试验原料与试剂

龙利鱼肉：金金食品店；TG酶：河北天发生物科技有限公司；氯化钾、食盐、三角牌淀粉：均为市售。

1.2 试验设备与仪器

DC-2006低温恒温槽 上海舜宇恒平科学仪器有限公司；DZF-6050MBE真空烘干箱 上海博迅医疗生物仪器股份有限公司；D084L4冰箱 广东星星制冷设备公司；JJ223BC电子分析天平 上海光正医疗仪器有限公司；CM-5分光测色计 柯尼卡美能达公司；HH-4数显恒温水浴锅 Jarrell James Daniel有限公司；FTC质构仪 北京盈盛恒泰科技有限责任公司；RS-JR20J绞肉机 广东德尔电器有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 基础配方

参考杨玲玲等[16]的配方，每100 g龙利鱼鱼糜添加食盐5 g、三角牌淀粉10 g、复合磷酸盐0.3 g、糖1.5 g、味精1.5 g、胡椒粉0.15 g、异抗坏血酸钠 0.05 g。

1.3.2 工艺流程

龙利鱼肉→去筋→将肉打碎成鱼泥→搅拌并加入配料→灌入肠衣→蒸煮鱼肠→冷却→成品。

1.3.3 操作要点

1.3.3.1 搅碎

将龙利鱼肉去除筋膜，清洗干净后用绞肉机绞碎。绞碎的龙利鱼鱼糜按肥瘦平均分成20 组，每组200 g。

1.3.3.2 调配

将绞碎完全的龙利鱼鱼糜先加入食盐或氯化钾替代部分比例，之后加入TG酶，最后加入淀粉等其他配料。

1.3.3.3 灌肠

将斩拌均匀的鱼肉糜灌肠，放在校准好的电子天平上称重并记录。

1.3.3.4 蒸煮

将鱼肠放在DC-2006低温恒温槽中，在70 ℃下煮制约30 min，冷却、称重并记录。

1.4 试验设计

以龙利鱼肉重100 g为基础，设计氯化钾替代食盐量分别为0%、20%、30%、40%、50%，再在各组中分别添加 0%、0.4%、0.6%、0.8%的TG酶，共20组试验样品，见表1。

1.5 指标检测

1.5.1 出品率（product yield rate，PYR）

参考刘树萍等[17]的方法。

PYR（%）=m1m2×100%。（1）

式中：m1为水浴后低盐鱼肠的质量，g；m2为水浴前低盐鱼肠的质量，g。

1.5.2 水分含量（moisture content，MC）

参考宋忠祥等[18]的方法。

MC（%）=m1－m3m1×100%。（2）

式中：m1为蒸煮后低盐香肠的质量（g）；m3为烘干且恒重后低盐香肠的质量（g）。

1.5.3 色差测定

参考田英刚[19]的方法，黑白板校准，压实平铺在培养皿上进行测定，测定样品的亮度L*值、红绿度a*值和黄蓝度b*值。

1.5.4 质构测定

参考李少辉等[20]的方法，采用TPA 测定鱼肠的质构，设置形变50%、起始力0.3 N、测试速度60 mm/min，鱼肠每个样品重复测试3次，取平均值。

1.6 数据分析

采用SPSS 23.0软件分析试验数据，通过单因素分析和主成分分析，采用Origin 2018 软件对各项数据进行绘图，然后进行主成分分析。

2 结果与分析

2.1 TG酶添加量对低盐鱼肠出品率的影响

TG酶添加量对低盐鱼肠出品率的影响见图1。

由图1可知，KCl替代食盐量对低盐鱼肠的出品率影响不显著（P＞0.05）。当KCl替代食盐量为50%、TG酶添加量为0.4%时，低盐鱼肠的出品率较其他组低（P＜0.05）。当KCl替代食盐量为40%～50%、TG酶添加量为0.8%时，鱼肠的出品率最大，与高浩源等[13]的试验结果一致。

2.2 TG酶添加量对低盐鱼肠水分含量的影响

由图2可知，在KCl替代食盐量为0%～50%、TG酶添加量为0.4%～0.8%时鱼肠有较高的含水量，说明添加一定量的TG酶可以提高鱼肠的嫩度和水分含量。当KCl替代食盐量为30%～50%、TG酶添加量为0.4%～0.6%时可以显著提高鱼肠的水分含量（P<0.05）。当TG酶添加量为0.8%时鱼肠的含水量下降。KCl替代食盐量为50%、TG酶添加量为0.6%时，低盐鱼肠的水分含量达到最大。这是由于TG酶添加量增大使鱼糜蛋白相互交联，形成紧密结构，水分不易流出。而TG酶添加量过大，造成蛋白破坏，鱼糜凝胶之间有微小空洞，使水分流出，持水率下降，这与赵盈盈[21]研究TG酶对三文鱼鱼糜凝胶工艺的水分含量有提高作用的结果一致。

2.3 TG酶添加量对低盐鱼肠色差的影响

TG酶添加量对低盐鱼肠色差的影响见图3～图5。

KCl替代食盐量对低盐鱼肠的亮度、红绿度、黄蓝度存在显著性影响（P＜0.05）。随着KCl添加量增加，鱼肠的亮度整体呈现上升趋势。随着TG酶添加量的增加，各组鱼肠的亮度呈现下降趋势。当KCl替代食盐量为50%、TG酶添加量为0%时，低盐鱼肠的亮度最大。当KCl替代食盐量为40%～50%、TG酶添加量为0.4%～0.8%时，可以大大提高低盐鱼肠的黄度，尤其是KCl替代食盐量为50%、TG酶添加量为0.4%时，黄度最大[14]。这是由于添加TG酶能增强鱼肉蛋白质之间的交联作用，构建稳定结实的凝胶网络结构，增强其锁住水分的能力，使其水分含量与未添加TG酶相比显著增加，更有利于光线与鱼肠之间的反射现象，使鱼肠的白度增强，而a*值和b*值呈减弱的趋势，这与李琳等[22]得出的TG酶对巴沙鱼丸的亮度有提高作用的结果类似。

2.4 TG酶添加量对低盐鱼肠质构的影响

由表2可知，当KCl替代食盐量为0%、TG酶添加量为0.4%～0.8%时，鱼肠的品质变优。随着KCl替代食盐量的增加，其质构（硬度、咀嚼性、弹性等指标）表现为先上升后下降的趋势（P<0.05）。当KCl替代食盐量为30%、TG酶添加量为0.4%时，鱼肠的硬度、内聚性、胶黏性和咀嚼性最大。这是因为TG酶和鱼肉肌球蛋白产生共价交联，形成ε-（γ-谷氨酰）赖氨酸异肽键，凝胶结构稳定[23]。但是过量添加TG酶会使蛋白质过分交联，从而抑制蛋白质凝胶结构的形成，影响鱼肠的品质。

2.5 低盐鱼肠品质主成分分析

主成分分析（PCA）法具有数据集较小、易于探索、可视化等优点。通过变量转换为仍包含集合中大部分信息的较少变量来降低数据集的维数[24-25]。

由表3可知，低盐鱼肠品质指标主成分分析前4个主成分特征值均大于1，分别为4.01，2.16，1.29，1.05。结果显示方差贡献率分别为40.11%、21.61%、12.90%、10.51%，其主成分累计方差贡献率达85.13%，因此它可以反映产品品质指标中的多数信息[14]。

2.6 低盐鱼肉肠品质综合评价模型的建立

由表4和图6可知，根据主成分分析法分析低盐鱼肠的结果，可以将品质指标分成4个成分：成分1载荷（主要有硬度、胶黏性和咀嚼性指标）；成分2载荷（主要是L*值和b*值指标）；成分3载荷（主要是a*值指标）[14]；成分4载荷（主要是水分含量）[13]。主成分特征向量（各自主成分载荷除以各自主成分特征值的算术平方根）见表5；低盐鱼肠品质指标出品率、硬度、水分含量、内聚性、弹性、胶黏性、咀嚼性、L*值、a*值、b*值分别用 D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9、D10表征。

根据成分矩阵，得到主成分分析原始指標的函数表达式分别为[14，26]：

由表6可知，各项指标建立的评价模型为G=0.471 1G1＋0.213G2+0.114G3+0.123G4，再依据模型计算各组分值较高的排名是5～12组（氯化钾替代食盐量在20%～30%），说明TG酶可以提高低盐鱼肠的综合评价，改善其品质[14]；试验组7（KCl替代食盐量为20%，TG酶添加量为0.6%）制备的低盐鱼肠综合品质最好，得分最高。

3 讨论与结论

在本次试验范围内，添加TG酶可以提高低盐鱼肠的水分含量和白度，并且TG酶的添加可以对低盐鱼肠的质构特性起到改善作用[26]；氯化钾替代食盐量为40%～50%时，TG酶对低盐鱼肠的品质改善较大。通过对相关指标进行主成分分析评价，建议在工业化生产加工中氯化钾替代食盐量为20%～30%，TG酶添加量为0.4%～0.6%。通过试验研究建立了TG酶对低盐鱼肠品质的综合评价模型，为低盐鱼肠的后续开发提供了参考依据。

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