膳食纤维在鱼糜食品中的应用研究进展

摘要：膳食纤维具有独特的营养和功能性质，在鱼糜中添加膳食纤维能够改善其凝胶性能和营养品质。文章综述了膳食纤维在鱼糜食品中的应用现状以及膳食纤维对鱼糜食品结构和性质的影响，提出膳食纤维改善鱼糜凝胶性质的可能机制及未来发展趋势，以期为膳食纤维在鱼糜食品中的应用提供理论基础。

关键词：膳食纤维；鱼糜；凝胶性质；相互作用；研究进展

中图分类号：TS254.5 文献标志码：A 文章编号：1000-9973（2025）01-0227-06

Research Progress on Application of Dietary Fiber in Surimi Food

YONG Jin-ye¹，ZOU Yu-xuan¹， ZHU Yu-bo¹， TIAN Yang¹， LI Xiu-fen^1*， ZHAO Bing^1，2*

（1.Yunnan Key Laboratory of Precision Nutrition and Personalized Food Manufacturing， Engineering Research Center of Development and Utilization of Food and Drug Homologous Resources， Ministry of Education， College of Food Science and Technology， Yunnan Agricultural University， Kunming 650201， China; 2.Division of Science amp; Technology， Yunnan Agricultural University， Kunming 650201， China）

Abstract： Dietary fiber has unique nutritional and functional properties. Adding dietary fiber into surimi can improve its gel properties and nutritional quality. In this paper， the application status of dietary fiber in surimi food and the effect of dietary fiber on the structure and properties of surimi food are reviewed， and the possible mechanism of dietary fiber improving the gel properties of surimi food as well as the development trend in the future are proposed， in order to provide a theoretical basis for the application of dietary fiber in surimi food.

Key words： dietary fiber; surimi; gel properties; interaction; research progress

收稿日期：2024-07-06

基金项目：云南省基础研究计划项目（202401AT070241）；云南省省市一体化专项（202302AN360002）

作者简介：雍金叶（2000—），女，硕士研究生，研究方向：食品加工与安全。

*通信作者：李秀芬（1987—），女，副教授，博士，研究方向：高原特色食品加工与利用；

赵冰（1987—），男，工程师，硕士，研究方向：食品加工与食品机械。

鱼糜是鱼肌肉蛋白的浓缩物，以鱼糜为基础加工的食品在世界范围内广泛流行，需求日益增加^[1]，鱼糜制品的消费种类已呈现多元化趋势。鱼糜食品通常具有弹性质地、高营养品质和可口的口感，目前市售鱼糜食品有鱼糕、鱼丸、鱼饼、鱼肠、鱼板、鱼卷等。尽管海洋鱼类产量大，但海洋污染及淡水渔业的发展促使鱼糜食品逐渐开始以低值淡水鱼糜为原料，通过加入外源增效物质改善淡水鱼糜的凝胶能力和持水性，提高淡水低值鱼的经济价值^[2]。《“健康中国2030”规划纲要》倡导膳食要“少油、多摄入膳食纤维”，是针对我国居民膳食纤维摄入不足的现状而提出的饮食指导策略^[3]，添加膳食纤维也成为鱼糜食品行业未来的发展趋势。膳食纤维在鱼糜凝胶中的应用不断增加，可作为重组肉制品的增稠剂和稳定剂，在鱼糜中具有冷冻保护、替代脂肪、增效凝胶强度等作用，被广泛用于改善鱼糜凝胶的质地、保水性能、色泽和冻融稳定性，因此，添加膳食纤维是改善鱼糜凝胶特性的一种有效新策略。

1 膳食纤维在鱼糜中的应用研究现状

从Web of Science和中国知网中以2013—2022年这10年为时间区间，分别以“dietary fiber，surimi” 和“膳食纤维名称，鱼糜”为关键词进行文献检索，如“β-glucan，surimi”、“konjac glucomannan，surimi”、“cellulose，surimi”、“inulin，surimi”、“chitosan，surimi”、“carrageenan，surimi”、“gellan gum，surimi”、“pectin，surimi”等，再以富含膳食纤维的食品原料如“psyllium husk powder”和“hydrophilic colloid，surimi”等为关键词检索，并剔除不相关文献，共检索到131篇学术论文见图1。

由图1可知，可见膳食纤维在鱼糜中的应用文献数量呈增加趋势。再结合中国知网中检索到的所有以“膳食纤维名称，鱼糜”为关键词的文献，分析膳食纤维在鱼糜及其制品中的应用现状，概述膳食纤维对鱼糜凝胶结构和性质的影响，旨在为膳食纤维在鱼糜凝胶中的应用和研究提供理论参考。目前，已有在鱼肠、鱼糜浆、鱼丸等鱼糜制品中添加不同来源的膳食纤维来改善鱼糜凝胶的结构、提升鱼糜凝胶特性和提高鱼糜制品营养价值的报道，在食品工业中具有技术意义，膳食纤维在鱼糜制品中的一些应用实例及成品效果见表1。

2 典型膳食纤维在鱼糜及其制品中的应用

常见应用于鱼糜中的膳食纤维主要为非淀粉多糖类物质，包括可溶性膳食纤维类，如卡拉胶、瓜尔胶、黄原胶、褐藻胶、可得然胶、刺槐豆胶、海藻酸钠，以及不溶性膳食纤维或富含不溶性膳食纤维的食品原料，如麸皮膳食纤维、豆渣膳食纤维、竹笋膳食纤维、纳米纤维素及其衍生物中的绝大多数等，膳食纤维多数具有形成亲水胶体的性质，研究较深入的卡拉胶、明胶、魔芋胶、黄原胶、可得然胶的亲水胶体以及纳米纤维素的亲水胶体都已有应用于鱼糜及其制品的报道，通过添加膳食纤维或其经过预处理形成的亲水胶体，或将膳食纤维和油脂等制备成预乳化混合乳液加入原料鱼糜中，已达到改善鱼糜的微观网络结构、凝胶强度、质构性质等目的。本文以几类代表性膳食纤维在鱼糜及其制品中的应用为例论述了膳食纤维在鱼糜凝胶中的增效作用。

2.1 植物来源的果胶、菊粉、β-葡聚糖以及魔芋葡甘聚糖类

果胶为典型的酸性杂多糖，多为α-1，4-糖苷键连接的D-半乳糖醛酸，在食品加工中可凝胶化，在凝胶食品中起到增稠、乳化和改良质构等作用。Cai等^[10]发现与纯鱼糜相比，添加可溶性果胶纤维后鱼糜的pH值降低，质构得到改善。

菊粉（inulin）为来源于菊芋类植物的可溶性膳食纤维，是果糖单体以β-2，1-糖苷键连接而成，具有减肥和调节血糖、血脂的作用，适用于糖尿病患者。菊粉具有较强的亲水性和良好的溶解度，表面含有丰富的—OH基团，可以促进鱼糜蛋白内部氢键的形成，在鱼糜中能形成均匀的黏性溶液，增加鱼糜体系的黏度，增强和稳定凝胶的网络结构；菊粉的溶解也促进了肌原纤维蛋白构象由α-螺旋向其他二级结构转化，加速了蛋白质的变性和聚集，有利于凝胶化^[16]。在鱼糜冻藏过程中菊粉还可稳定蛋白质构象，减少冰晶生成。Huang等^[11]发现分别添加菊粉、微生物谷氨酰胺转胺酶（microbial transglutaminase，MTGase）以及同时添加菊粉/MTGase的组合均可提高鱼糜凝胶的持水性和凝胶强度，且能改善质地，获得更加致密和均匀的微观结构。Cao等^[17]发现8%长链菊粉对鱼糜解冻失水的抑制作用最显著，而8%的短链菊粉和天然菊粉在保持鱼糜的色度、破断力、形变、持水力、质地特性等方面表现出优于长链菊粉的性能。此外，菊粉还能抑制冻藏鱼糜中肌原纤维蛋白的冷冻变性，研究表明，添加1.5%菊粉的鱼糜抗冻能力可达到商品化抗冻剂的效果^[18]。

β-葡聚糖（β-glucan）是由D-葡萄糖分子组成的多糖，以细胞壁多糖的形式存在于小麦、大麦和燕麦等谷物中，β-葡聚糖具有多种有益健康的作用。β-葡聚糖具有增稠和胶凝特性，其分子量、结构特征、浓度和溶解度影响其溶液黏度和凝胶行为，进而影响其功能和生理活性。Gani等^[19]比较了β-葡聚糖和β-葡聚糖溶液稳定的初榨椰子油纳米乳对鱼糜凝胶的影响，发现添加β-葡聚糖溶液使鱼糜凝胶的破断力、形变和断裂常数持续下降，水分含量降低，白度增加。酵母β-葡聚糖对鲢鱼鱼糜的空间结构、凝胶性质和感官特征有影响。2%酵母β-葡聚糖可明显改善鱼糜的凝胶强度、质构性质（如硬度、弹性和咀嚼性）和水分子结合能力，但过量的酵母β-葡聚糖代替鱼糜会导致鱼糜成胶能力下降，鱼糜中肌原纤维蛋白之间的交联不充分，削弱甚至破坏鱼糜基质的连续网络结构^[20]。此外，酵母β-葡聚糖还能减少淡水鱼的异味，保持鱼糜制品的鲜美。

魔芋葡甘聚糖（konjac glucomannan，KGM）是由葡萄糖单体和甘露糖单体以β-1-4糖苷键连接成的中性多聚糖，天然和去乙酰化的KGM有助于将聚集的蛋白质重新均匀分散。由于KGM的高吸水性，使凝胶中的水分分布更加均匀。添加0.025%的苹果果胶和2.0%的KGM的疏水相互作用增强，鱼糜成胶能力显著提高^[21]。KGM对鱼糜凝胶的理化性质和结构性质具有保持作用，脱乙酰KGM对鱼糜蛋白质结构的影响更明显，疏水相互作用、离子键、氢键和二硫键被脱乙酰KGM所保护，因此低黏度的脱乙酰KGM有利于肌球蛋白的聚合，从而提高凝胶强度。

2.2 以褐藻胶和卡拉胶为代表的海洋藻类膳食纤维

褐藻胶是以海带等褐藻中提取出的褐藻酸的亲水衍生物的统称，为β-D-甘露糖醛酸（mannuronic acid，M）单体和α-L-古罗糖醛酸（guluronic acid，G）单体以GG、MM或GM/MG形式组合构成的一类线性聚合阴离子多糖。因其具有较好的凝胶强度和持水性，可作为食品胶凝剂、质地改良剂和保水剂。以0.125%的琼脂胶和褐藻胶代替磷酸盐加入鱼糜中，可提高鱼糜制品的保水性，并较好地保持鱼糜制品的凝胶强度和外观特性^[22]。

卡拉胶（κ-carrageenan，κC），又称角叉菜胶，是一种线性硫酸化多糖，已广泛应用于肉类工业中以改善凝胶特性。促凝机理是在热诱导的降温阶段增强原有的蛋白网络结构。κC与咸鸭蛋蛋白粉形成的亲水胶体联用，使鱼糜凝胶的硬度、黏结性、胶黏度和咀嚼性均有显著提高，弹性不受影响；κC添加量较高时能获得白度较高的鱼糜凝胶^[23]。添加κC和大豆分离蛋白共稳定乳液后，鱼糜的凝胶强度、质构性质（硬度和弹性）、白度和持水性均提高^[24]。Zhang等^[25]研究了鱼糜凝胶体系中的相行为，发现相分离对肌原纤维蛋白和κC的凝胶化有影响，动态流变学数据表明，κC的存在可降低鱼糜凝胶形成的温度，提高胶凝特性；κC浓度对网状结构有显著影响。κC对盐基鱼糜凝胶化有影响，掺入氯化钾可提高κC诱导的鱼糜凝胶的凝胶性，表现为鱼糜凝胶的破断力和凝胶强度增强，1%氯化钾的κC凝胶具有最高的断裂力和凝胶强度^[26]。Kim等^[27]用同轴挤压3D打印将由κC形成的蛋白质替代物（protein substitute，PS）水凝胶用于生产低热值鱼糜，流变学研究表明PS与鱼糜的相似性极高；PS替换50%鱼糜经3D打印的处理稳定性更高，蒸煮损失更低，颜色更相似，卡路里更低。Astutik等^[28]发现添加κC水凝胶对鲷鱼鱼糜饺子的凝胶强度和产品的可接受性有显著影响（Plt;0.05），此鱼糜制品表现出致密的凝胶网络结构。Hunt等^[29]将精制的Iota和Kappa角叉菜胶添加到阿拉斯加狭鳕鱼鱼糜中，精制Kappa角叉菜胶提高了阿拉斯加狭鳕鱼蛋白凝胶的凝胶强度。Iota角叉菜胶提高了该凝胶的保水能力，延长了凝胶的冷冻/解冻循环耐受周期。

2.3 微生物来源的结冷胶和可得然胶

结冷胶是少动鞘氨酯单胞菌分泌的线性胞外多糖，是由葡萄糖、葡萄糖醛酸和鼠李糖3种单体按2∶1∶1排列构成的大分子多聚体，具有良好的亲水胶凝性和较高的稳定性。Petcharat等^[30]在鱼糜中加入粉末（gelatine powder，GLP）和悬浮液（gellan gel suspension，GLS）两种形式的结冷胶，添加GLP和GLS的鱼糜凝胶的破断力、硬度、含水率、白度和感官品质均随着GLP和GLS添加量的增加而增大。虽然结冷胶对肌球蛋白重链聚合均无影响，但含6% GLS的鱼糜凝胶的网状结构更加致密。

可得然胶是由大约400～500个葡聚糖残基组成的一种新型微生物胞外中性多糖，具有良好的凝胶性，自身能形成热可逆型或热不可逆型水凝胶，冻融稳定性和热稳定性好，且具有一定的持油和持水性能。可得然胶预制胶替代部分鱼糜可显著提高鱼糜产品的弹性，明显改善高温鱼糜制品凝胶劣化现象（添加量在0.1%～0.2%较合适），提高高温（120℃）杀菌白鲢鱼鱼糜凝胶的流变学性质、热稳定性和持水性^[31]，还可与氯化钙协同作用进一步提高鱼糜制品品质，但会降低鱼糜的白度^[32]。可得然胶影响鱼糜凝胶特性的机制主要是通过形成亲水胶体与蛋白间的弱相互作用，并促使凝胶骨架结构转变。

2.4 壳聚糖和纤维素及其衍生物

壳聚糖（chitosan）是由D-葡萄糖胺和N-乙酰葡萄糖胺以β-1，4-糖苷键连接成的直链碱性多糖，因其具有抗菌、乳化和抗氧化活性而被应用于肉类灌肠和鱼糜制品中。壳聚糖具有促进鱼糜凝胶化的作用，壳聚糖颗粒均匀分散在凝胶基质中，添加1%虾壳壳聚糖可提高鱼糜凝胶的破断力^[33]。凝胶强度被认为是衡量鱼糜质量和价格的最重要的参数之一，壳聚糖与水分子作用后具有黏度，添加壳聚糖能有效提高长嘴硬鳞鱼和鳕鱼鱼糜的凝胶强度。脱乙酰化改性对壳聚糖在鱼糜中的作用影响较大，而壳聚糖的分子量变化对鱼糜凝胶性能的影响不大。当壳聚糖的脱乙酰度达到64%时，添加壳聚糖的鱼糜凝胶强度增加34%，并增加了条纹鱼鱼糜的凝胶断裂力和形变，改善了鱼糜的凝胶特性而不影响其颜色^[34]。添加1%壳聚糖的鱼糜具有与添加4%淀粉的鱼糜相似的凝胶强度^[35]；将羧甲基壳聚糖寡糖加入鱼糜中具有冷冻保鲜作用，能稳定冷冻鲢鱼鱼糜的微观结构，提高鱼糜的凝胶强度、黏弹性、保水性和白度^[36]。

纤维素是地球上最广泛存在的生物质，表面大量的亲水基团使纤维素具有优异的持水和保水潜力，活性羟基经化学改性或修饰能得到具有特定功能性质的纤维素功能材料，如极细微的微晶纤维素、醚化的羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素（hydroxy propyl methyl cellulose，HPMC）、特殊菌发酵得到的细菌纤维素（bacterial cellulose，BC）、机械或化学法合成的纳米纤维素等。可食用纤维素及其衍生物作为食品添加剂或辅料，在改善肉糜制品品质方面已有应用，这些添加物能提高肉制品的凝胶性，降低蒸煮损失，延长肉制品的货架期等。Lin等^[37]将高吸水性BC添加到海豚鱼鱼糜中得到复合凝胶，发现加入5%碱处理BC可以提高鱼糜的破断力，进而提高鱼糜的凝胶强度。Li等^[38]研究了冷冻储存60 d的竹笋纳米微晶纤维素（nanocrystalline cellulose，NCC）对鱼糜的冷冻保鲜作用，竹笋NCC可以保护肌原纤维蛋白的结构完整性，提高鱼糜的凝胶强度，并使其具有更致密的微观结构。Yoon等^[39]研究了添加粉状纤维素对鱼糜加工产品质地和冻融稳定性的影响，发现添加2%的纤维素粉末可替代鱼糜制品中的改性淀粉，显著促进产品质地改善，对鱼糜的冻融稳定性无影响，因此，纤维素可作为鱼糜的冷冻保护剂。Chen等^[40]研究表明，HPMC对鱼糜的热凝胶特性有影响，加入HPMC能增加鱼糜的硬度，改善加热过程中鱼糜的热凝胶化，降低鱼糜的断裂力，提高鱼糜的凝胶强度。

3 富含膳食纤维的原料在鱼糜及其制品中的作用

天然植物是膳食纤维的主要来源之一。富含膳食纤维的天然植物粉末或提取物一般用作脂肪替代物。燕麦中的可溶性膳食纤维具有高黏性和良好的假塑性，在食品体系中起到增稠和乳化的作用，可部分替代鱼糜制品中的动物脂肪，同时显著提升鱼糜制品的营养构成^[41]。此外，一些植物膳食纤维也具有水胶体的性质，可通过与蛋白质之间的相互作用来影响鱼糜凝胶的性质。

3.1 谷物膳食纤维

谷物是人体膳食纤维的主要来源，以燕麦膳食纤维、小麦膳食纤维（wheat dietary fiber，WDF）和大麦膳食纤维等为代表。WDF已作为膳食纤维补充剂用于鱼糜制品中，拉曼光谱表明，在鱼糜凝胶化过程中加入小麦膳食纤维，凝胶中的水可能从蛋白质中转移到WDF中，WDF吸收了从凝胶蛋白中传递的水，充当活性脱水剂；在溶胶相中加入WDF，溶液中暴露的疏水侧链增加，可能导致蛋白质分子间疏水作用减弱^[42]。在ω-3脂肪酸强化的鱼糜产品中添加5%的WDF时乳化性能最佳，蒸煮损失较小^[43]。但在鱿鱼鱼糜中添加WDF后蛋白质网络结构不均匀，且使凝胶色泽变黄、亮度降低^[44]。

3.2 车前子壳粉

车前子壳粉（psyllium husk powder，PHP）中膳食纤维含量高达80%以上，阿拉伯木聚糖组分使其成为高溶解性的黏性纤维，胶质特性明显^[12]。PHP可作为胶凝剂诱导鱼糜凝胶网络的形成，提高鱼糜凝胶的破断力和持水力，进而影响鱼糜的凝胶强度^[45]。0.1%～0.3% PHP能够增加鲢鱼鱼糜凝胶的硬度和持水性，降低高温凝胶化时的蒸煮损失^[46]。添加0.5% PHP时鱼糜凝胶的微观结构更致密均匀，鱼糜凝胶的机械强度、持水性、流变性和热变性温度均提高^[47]。PHP在鱼糜中的作用机制：首先，PHP改变了蛋白质的二级结构，促使鱼糜凝胶中的水向固定化水和结合水转变。其次，PHP可能促进肌球蛋白重链分子间交联，使其形成更加致密的凝胶结构。

3.3 大豆膳食纤维

豆粕是富含膳食纤维的大宗油料副产物。大豆膳食纤维可以提高带鱼鱼糜的凝胶强度，改善凝胶质地性质和增加持水性，大豆膳食纤维与聚葡萄糖1∶1混合物对鱼糜凝胶性的提升作用小于单独添加大豆膳食纤维^[48]。在鲢鱼鱼糜中添加纳米豆渣不溶性膳食纤维（insoluble dietary fiber，IDF）后，纳米豆渣IDF颗粒很好地嵌入凝胶内部，凝胶基质的完整性得以保存，对困留水分有促进作用，从而改善了鱼糜凝胶的质地^[49]。

4 膳食纤维对鱼糜凝胶的增效机理

膳食纤维在鱼糜凝胶化过程中和鱼糜制品中的增效作用机制主要有以下几个方面：第一，膳食纤维可作为填充物质，增加凝胶的容量，降低成本或平衡营养。第二，膳食纤维作为油脂的替代物，可减少鱼糜制品中油脂的用量，达到健康膳食的目的。天然植物膳食纤维一般用作脂肪替代物，在保证口感、品质的前提下能降低食物的总热量。第三，改变鱼糜凝胶化过程的速度，进而改善鱼糜凝胶的网络结构，提升鱼糜的均一性和稳定性，魔芋葡甘聚糖脱乙酰化后，多糖分子缠绕力度加强，促使结构更加稳固的肌原纤维蛋白-多糖凝胶网络形成。第四，膳食纤维作为凝胶剂，与鱼糜肌原纤维蛋白相互作用，提高了凝胶的持水性，海藻酸钠促进鱼糜肌动蛋白与肌球蛋白交联，利于困留水分子。第五，膳食纤维形成水凝胶后再加入鱼糜，主要起到增强凝胶强度、改善凝胶质地的作用，如纳米纤维素的水凝胶具有优异的生物相容性、稳定性和可调节性能，在鱼糜凝胶中通过增强分子间的非共价相互作用提高鱼糜凝胶的性能。第六，用作低糖、低热量的抗冻剂代替商业抗冻剂。因膳食纤维吸收鱼糜中部分水分，改善了鱼糜凝胶的空间结构，在冷冻过程中减少大冰晶的形成，解冻后利于保持鱼糜凝胶的强度^[15]，如菊粉在鱼糜中形成黏性介质，增加鱼糜凝胶的抗冻性能和冻融稳定性。第七，膳食纤维的亲水胶体与淀粉复配发挥二者的协同增效作用，如羟丙基淀粉与可得然胶和卡拉胶形成的亲水胶体联用，起到协同增效的作用。对于具体膳食纤维，由于其结构和组成存在较大差异，加工性能也存在较大差异，因此，应用于鱼糜食品中的增效作用也各不相同。

5 结语与展望

鱼糜凝胶制品具有包容性强、热量低、性质可调节、结构系统多样等特点，开发潜力巨大。膳食纤维摄入不足已成为全球性问题，在鱼糜中加入膳食纤维作为膳食补充剂是一种措施。膳食纤维具有多方面优良的功能性质，通过选用不同种类膳食纤维、膳食纤维复配，或以不同添加方式（如形成膳食纤维的乳液或亲水胶体）加入鱼糜制品中，可达到不同的凝胶结构和增效效果。鱼糜蛋白与膳食纤维的相互作用，或鱼糜中复杂基质与膳食纤维的相互作用受到添加膳食纤维的类型、添加量和添加方式的影响其相互作用机制还需要进一步研究。添加膳食纤维可增加鱼糜的凝胶性、冻融稳定性或在保持和提升鱼糜制品的白度、口感和黏弹性上发挥作用。由于膳食纤维的化学性质差异较大，各种膳食纤维在鱼糜制品中的增效作用及其机制还没有充分阐述清楚。未来，对于膳食纤维在鱼糜凝胶中的应用还需要在膳食纤维修饰、改性方面进一步研究，或在对比研究膳食纤维直接加入与形成膳食纤维的水凝胶、形成膳食纤维的油凝胶后再与鱼糜基质相互作用，或与其他营养素原料的复配增效方面进行研究。在追求鱼糜产品多元化、多样化方面，针对不同的地区、不同人群和不同类型的鱼糜产品也有研究空间。

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