臭氧對鰱魚魚糜脫腥工藝及其凝膠強(qiáng)度的影響

王 燕，劉 亮，劉 閃，李小娜，劉良忠

(武漢工業(yè)學(xué)院食品科學(xué)與工程學(xué)院，湖北武漢 430023)

我國淡水魚加工中，主要存在以下兩種問題:一是淡水魚肌肉中存在腥味，是由水體中某些能夠引起異味的化學(xué)物質(zhì)進(jìn)入淡水魚體內(nèi)造成的［1］，或通過攝食被吸收使其具有魚類特有的土腥味;二是由于低值淡水魚的凝膠化速度慢、凝膠強(qiáng)度弱和易發(fā)生凝膠劣化［2］，導(dǎo)致其制品品質(zhì)變差。魚腥氣的特征成分是存在于魚皮黏液內(nèi)的δ-氨基戊酸、δ-氨基戊醛和六氫吡啶類化合物共同形成，魚的血液內(nèi)也含有δ-氨基戊醛。這些腥氣的特征化合物的前體物質(zhì)，主要是堿性氨基酸。三甲胺與魚體內(nèi)δ-氨基戊酸、六氫吡啶等成分共同存在時(shí)則會增強(qiáng)魚的腥臭感［3－5］。臭氧(O3)，又名超氧，富氧，為氧氣的同素異形體，具有極強(qiáng)氧化作用，可以和有機(jī)、無機(jī)物質(zhì)反應(yīng)，具有殺菌、脫臭、漂白等作用［6－7］，故常用在飲用水消毒中，也常用來做漂白劑，且產(chǎn)生的臭氧化產(chǎn)物無毒或可降解，分解速度快，無殘留而被廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)，其應(yīng)用技術(shù)也日趨成熟。目前臭氧在食品工業(yè)中的應(yīng)用主要集中在殺菌消毒，果蔬、水產(chǎn)品保鮮，降解農(nóng)藥殘留等方面［7］。研究表明，魚糜的凝膠特性與其含有的二硫鍵數(shù)量有密切關(guān)系［8－10］，采用臭氧水處理魚糜可改善其制品的凝膠性能和色澤［11－12］。

本試驗(yàn)以低值淡水魚——鰱魚為原料，研究經(jīng)過臭氧處理對魚肉脫腥效果、魚糜凝膠強(qiáng)度的影響，并對臭氧處理?xiàng)l件做進(jìn)一步優(yōu)化，旨在為低值淡水魚魚糜的生產(chǎn)工藝提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

原料為新鮮鰱魚，肉質(zhì)肥嫩約2 kg的白鰱魚，購于超市;精鹽，購于超市;直徑3.5 cm腸衣，天津市利成腸衣廠。

1.2 儀器與設(shè)備

ONT—300臭氧發(fā)生器，福州冠翔電子有限公司;飛利浦Z-125型高速斬拌機(jī)，廣東飛利浦科技有限公司;TA-XT2質(zhì)構(gòu)儀，美國SMS公司;AB204—N電子天平;星星BCD-204HC臥式冷柜，深圳市歐雪制冷設(shè)備有限公司;SK-I手動式雞心扣封口機(jī)，石家莊不銹鋼設(shè)備廠;HHSH-2電熱恒溫水浴鍋，北京長安科學(xué)儀器廠。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 魚肉及魚肉凝膠的制備

魚肉制備:市售的白鰱魚，經(jīng)去魚鱗、去頭、去內(nèi)臟處理后進(jìn)行清洗，剔除魚骨，魚刺，只取白肉冷凍。

凝膠制備:①擂潰:經(jīng)冷凍的魚肉在預(yù)冷后的斬拌鍋中研細(xì)，樣品溫度到達(dá)0—2℃時(shí)，加3%鹽繼續(xù)研磨至漿料黏稠，細(xì)膩，溫度達(dá)(10±1)℃時(shí)，取出漿料。②灌腸:用三角布袋將漿料灌入腸衣，兩端結(jié)扎，應(yīng)注意漿料灌注緊密不得有明顯氣泡。③加熱:灌好的腸在恒溫水浴鍋90±1℃水中煮30 min。④冷卻:加熱結(jié)束后立刻放入冷水中充分冷卻后，放于冰箱或10℃左右的室內(nèi)靜置12 h。

1.3.2 脫腥效果單因素實(shí)驗(yàn)

①臭氧水起始濃度的選擇。使用臭氧發(fā)生器制備臭氧，將制備的臭氧通過膠皮管通入水中，按通臭氧的時(shí)間的不同粗略制備一定濃度梯度的臭氧，臭氧水濃度通過碘量法進(jìn)行測定，得到不同的臭氧起始濃度。選擇臭氧水起始濃度分別為 0、0.48 mL，0.78 mL，0.96 mL，1.26 mg/L，固液比為 1∶5，通入臭氧時(shí)間為20 min，臭氧水溫度為10℃條件下進(jìn)行浸泡，再用清水沖洗兩次，紗布包裹擠去多余水分，制備魚肉凝膠，進(jìn)行感官評定并進(jìn)行凝膠強(qiáng)度的檢測。

②通入臭氧時(shí)間的選擇。在臭氧起始濃度為0.48 mg/L、浸泡溫度為10℃條件下進(jìn)行浸泡，選擇浸泡時(shí)間分別為 0，10 min，20 min，30 min，45 min，浸泡后用清水沖洗兩次，紗布包裹擠去多余水分，制備魚肉凝膠，進(jìn)行感官評定并進(jìn)行凝膠強(qiáng)度的檢測。

③臭氧水浸泡溫度的選擇。取采好的魚肉在臭氧濃度為0.48 mg/L、選擇浸泡時(shí)間為20 min、固液比為1∶5選取浸泡溫度分別為0℃，5℃，10℃，15℃條件下進(jìn)行浸泡，浸泡后用清水沖洗兩次，紗布包裹擠去多余水分，制備魚肉凝膠進(jìn)行感官評定并進(jìn)行凝膠強(qiáng)度的檢測。

1.3.3 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

在單因素的基礎(chǔ)上，建立L9(33)正交試驗(yàn)，擬定實(shí)驗(yàn)方案，因素水平如表1所示，通過感官評定得分評價(jià)脫腥效果，通過TPA所測的硬度及彈性來確定其對鰱魚魚糜凝膠強(qiáng)度的影響。

表1 L9(33)正交試驗(yàn)因素水平表

1.4 結(jié)果評定

1.4.1 感官評定

選10名感官評定人員，經(jīng)簡單培訓(xùn)后，按照綜合評分法對做好的魚肉凝膠進(jìn)行腥味的感官評定并打分，取分?jǐn)?shù)平均值判斷去腥程度的好壞，見表2。

表2 脫腥效果評分標(biāo)準(zhǔn)

1.4.2 凝膠強(qiáng)度的測定方法

將樣品切成長15 mm圓柱體，用TA-XT2質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)行TPA測定。

儀器參數(shù):P50探頭;測試前速度:2.0 mm/s;測試后速度:1.0 mm/s;測試速度:1.0 mm/s;測定間隔時(shí)間:5 s;壓縮比:50%。

TPA結(jié)果采用TPA－macro進(jìn)行分析。選取硬度和彈性作為評價(jià)指標(biāo)［13－15］。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

2.1.1 臭氧水起始濃度對脫腥效果的影響

臭氧本身具有極強(qiáng)氧化作用，一定濃度的臭氧對食品材料進(jìn)行處理后具有一定脫腥、漂白的作用。由圖1可以看出，隨著臭氧水起始濃度的增加，脫腥效果越好，當(dāng)起始濃度為0.78 mg/L時(shí)，感官評分最高，脫腥效果達(dá)到最佳值;隨著起始濃度繼續(xù)增加，圖像趨于平緩，感官評分有所下降，脫腥效果一般。

圖1 不同起始濃度臭氧對脫腥效果的影響

2.1.2 臭氧水起始濃度對凝膠強(qiáng)度的影響

由圖2可以看出，隨著臭氧水起始濃度的提高，硬度和彈性呈上升趨勢，當(dāng)升至0.8 mg/L時(shí)均達(dá)到最大值;起始濃度繼續(xù)增加，則硬度急劇下降，彈性則稍有下降后趨于平緩?？赡苁怯捎诔粞跛鹗紳舛冗^高而導(dǎo)致其凝膠三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)破壞，從而導(dǎo)致其硬度彈性下降。

圖2 臭氧水起始濃度對硬度和彈性的影響

根據(jù)此結(jié)果，綜合考慮，選取0.78 mg/L作為最佳臭氧水起始濃度。

2.1.3 不同通臭氧時(shí)間對脫腥效果的影響

臭氧水的濃度隨著通入臭氧的時(shí)間增加而升高，當(dāng)起始濃度均為0.78 mg/L時(shí)，通入臭氧的時(shí)間不同，脫腥效果也不同，由圖3可以看出，隨著通入臭氧時(shí)間的增加，脫腥效果越好，當(dāng)通臭氧時(shí)間為20 min時(shí)，脫腥效果最好，繼續(xù)延長時(shí)間則圖像趨于平緩。

圖3 不同通臭氧時(shí)間對脫腥效果的影響

2.1.4 不同通臭氧時(shí)間對凝膠強(qiáng)度的影響

Shann等［16］認(rèn)為巰基有序地氧化成二硫鍵對魚肉凝膠作用影響很大，當(dāng)魚肉肌球蛋白充分溶出后加入氧化劑可促進(jìn)二硫鍵的形成，從而增加其凝膠強(qiáng)度。由圖4可以看出，隨著通臭氧時(shí)間的增加，鰱魚魚糜凝膠的硬度和彈性有所提高，繼續(xù)增加通臭氧時(shí)間，硬度下降后趨于平緩，彈性也有所下降。這是由于臭氧具有強(qiáng)氧化性，因此，臭氧可以將—SH氧化成—S—S—，從而增強(qiáng)魚糜制品的凝膠強(qiáng)度。隨著臭氧濃度的增加，卻導(dǎo)致凝膠能力變差，這可能是因?yàn)轸~肉蛋白被過度氧化，再經(jīng)擂潰，反而會降低其強(qiáng)度而導(dǎo)致硬度、彈性下降。

圖4 不同通臭氧時(shí)間對魚糜凝膠強(qiáng)度的影響

綜上，選擇通臭氧時(shí)間為20 min作為最佳時(shí)間。

2.1.5 不同臭氧水溫度對脫腥效果的影響

由圖5可以看出，脫腥效果感官評價(jià)的評分曲線較為平緩，可以看出，臭氧水溫度對脫腥效果的影響不大，評分差異也不顯著，但圖5中仍然可以看出，當(dāng)溫度為5—8℃左右時(shí)，脫腥效果有小幅提高。

圖5 不同臭氧水溫度對脫腥效果的影響

2.1.6 不同臭氧水溫度對凝膠強(qiáng)度的影響

溫度對魚糜的影響主要表現(xiàn)在對其凝膠強(qiáng)度的影響上，過低水溫不利于水溶性蛋白的溶出，過高易導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性，鰱魚魚糜凝膠對溫度較為敏感。由圖6可以看出，當(dāng)溫度為4—8℃的時(shí)候，魚糜的硬度、彈性都處于峰值區(qū)域，說明魚糜在此溫度下凝膠性能較好，當(dāng)溫度超過10℃后，繼續(xù)升溫，則硬度、彈性下降明顯，說明當(dāng)溫度超過10—12℃時(shí)，對其凝膠強(qiáng)度影響較大，可能是由于溫度上升，臭氧氧化產(chǎn)生副產(chǎn)物，影響其凝膠三維結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，從而導(dǎo)致凝膠劣化。

圖6 不同臭氧水溫度對凝膠強(qiáng)度的影響

綜上，選擇最佳的臭氧水溫度為10℃左右。

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果與分析

正交試驗(yàn)方案及結(jié)果如表3所示。正交試驗(yàn)結(jié)果分析如表4所示。

表3 正交試驗(yàn)方案及結(jié)果

表4 正交試驗(yàn)結(jié)果分析

由表4分析結(jié)果可知，對于不同的指標(biāo)而言，不同因素的影響程度是不一樣的，所對應(yīng)的最優(yōu)方案也是不一樣的。所以，通過綜合平衡法［17］進(jìn)行分析。

因素A，即臭氧起始濃度對于脫腥效果和魚糜凝膠的硬度而言都是A3好，而對于魚糜凝膠彈性來說，A是次要因素，故選取A3為優(yōu)方案，即臭氧水起始濃度為 0.96 mg/L。

因素B，即通臭氧時(shí)間對于脫腥效果和魚糜凝膠的彈性而言，B因素選取2號效果較優(yōu)，而對于魚糜凝膠的硬度而言，B是次要因素，故選取B2為優(yōu)方案，即通入臭氧的時(shí)間為20 min。

因素C，即臭氧水溫度對于魚糜凝膠的硬度和彈性而言，是主要因素，應(yīng)重點(diǎn)考慮，但結(jié)合單因素綜合考慮，選取C2作為優(yōu)方案，即臭氧水溫度為10℃。

綜上，正交試驗(yàn)的最優(yōu)組合為A3B2C2，即臭氧水起始濃度為0.96 mg/L，通臭氧時(shí)間為20 min，臭氧水溫度為10℃。由于此組合為正交試驗(yàn)表中8號實(shí)驗(yàn)，故無需做驗(yàn)證試驗(yàn)。

3 結(jié)論

采用臭氧水起始濃度為0.98 mg/L，通入臭氧時(shí)間為20 min，臭氧水溫度為10℃對鰱魚魚糜進(jìn)行處理后，所得到的魚糜脫腥效果顯著，且制成的魚糜彈性硬度均有所提高，增強(qiáng)了其凝膠強(qiáng)度，具有重要的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。

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