CaCl2、復(fù)合磷酸鹽及木瓜蛋白酶對(duì)河鱸魚肉的嫩化作用

鉏曉艷　李新　廖濤　耿勝榮　汪蘭　喬宇　王瑋瓊　熊光權(quán)

摘 要：以河鱸魚為研究對(duì)象，以剪切力為考察指標(biāo)，研究CaCl2、復(fù)合磷酸鹽、木瓜蛋白酶對(duì)鱸魚半成品的嫩化效果。在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，對(duì)影響魚肉剪切力的嫩化劑及其添加量進(jìn)行三因素三水平的優(yōu)化試驗(yàn)，最后利用掃描電鏡，對(duì)未嫩化和復(fù)合嫩化劑嫩化后的魚肉微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察。結(jié)果表明：CaCl2 1.2 g/kg、復(fù)合磷酸鹽1.2 g/kg、木瓜蛋白酶1.8 g/kg為最優(yōu)嫩化劑組合，經(jīng)該組合嫩化后，魚肉剪切力最低可降至（8.40±0.13）N

（注射方式）和（7.28±0.52）N（涂抹方式）；用掃描電鏡觀察，魚肉嫩化后肌纖維變寬、纖維密度降低、纖維間連接組織較少，致密結(jié)構(gòu)變得蓬松。該嫩化劑組合對(duì)河鱸魚肉嫩化效果良好。

關(guān)鍵詞：河鱸魚；復(fù)合磷酸鹽；CaCl2；木瓜蛋白酶；嫩化

Tenderization of Perch Meat with Compound Phosphate， Calcium Chloride and Papain

ZU Xiaoyan， LI Xin， LIAO Tao， GENG Shengrong， WANG Lan， QIAO Yu， WANG Weiqiong， XIONG Guangquan*

（Hubei Innovation Center of Agricultural Science and Technology， Institute for Farm Products Processing and Nuclear-Agricultural Technology， Hubei Academy of Agricultural Sciences， Wuhan 430064， China）

Abstract： The tenderization of perch meat with compound phosphate， calcium chloride and papain for the production of semi-finished fish products was investigated. Tenderness was evaluated by shear force. Through single factor and orthogonal array experiments with three factors at three levels， a combination of 1.2 g/kg calcium chloride， 1.2 g/kg compound phosphate and 1.8 g/kg papain was found to be optimal for fish tenderization. The shear force of fish meat was reduced to （8.40 ± 0.13） N and （7.28 ± 0.52） N after tenderization treatment by injection and smearing， respectively. Scanning electron microscope （SEM） observation showed that after tenderization， the diameter of myofibers was increased， the density was decreased， connective tissues were reduced and the compact structure became looser compared with controls， implicating that perch meat was well tenderized .

Key words： perch； compound phosphate； CaCl2； papain； tenderization

中圖分類號(hào)：TS254.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1001-8123（2015）10-0024-04

doi： 10.15922/j.cnki.rlyj.2015.10.006

河鱸為鮨科鱸屬，又名魯魚、花鱸[1]。河鱸體型較大、肉味鮮美、營(yíng)養(yǎng)豐富、經(jīng)濟(jì)價(jià)值高，是名貴魚類之一，也是淡水養(yǎng)殖的主要品種。鱸魚肉質(zhì)細(xì)嫩，脂肪含量較高，且骨刺較少，適宜進(jìn)行深加工，但加工、滅菌和貯運(yùn)過程會(huì)導(dǎo)致其肉質(zhì)嫩度下降，這在一定程度上限制了鱸魚加工業(yè)的發(fā)展。

目前市場(chǎng)對(duì)鱸魚調(diào)理品的需求量日益增加，嫩度和口感作為產(chǎn)品品質(zhì)的重要指標(biāo)，直接影響鱸魚調(diào)理品的商品價(jià)值。目前嫩化技術(shù)集中應(yīng)用于畜禽肉類，主要有物理法（電刺激、高壓、微波、超聲等）[2-4]、低濃度鹽離子法（CaCl2、磷酸鹽等）[5-7]、酶法（木瓜蛋白酶、彈性蛋白酶、復(fù)合酶制劑等）[8-9]、有機(jī)酸法（檸檬酸、乳酸和醋酸等）。其中多聚磷酸鹽、鈣離子和木瓜蛋白酶受到較多關(guān)注，但三者協(xié)同作用的嫩化效果及在魚肉制品中的研究尚未見報(bào)道。

本實(shí)驗(yàn)以鱸魚半成品為研究對(duì)象，系統(tǒng)研究復(fù)合磷酸鹽、CaCl2和木瓜蛋白酶等對(duì)魚肉剪切力及肌肉纖維的影響，確定嫩化劑的用量、優(yōu)化嫩化工藝、建立保持鱸魚調(diào)理品嫩度的方法。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鱸魚、鹽、味精購于武漢市武商量販；木瓜蛋白酶（酶活6 000 U/mg） 廣西南寧龐博生物工程有限公司；

焦磷酸鈉、聚磷酸鈉、偏磷酸鈉、CaCl2等均為食品級(jí)

試劑。

1.2 儀器與設(shè)備

TA-XTPlus型食品物性測(cè)試儀 英國(guó)Stable Micro System公司；Quanta掃描電鏡 美國(guó)FEI公司。

1.3 方法

1.3.1 原料處理

河鱸去頭尾、腮鱗、內(nèi)臟和魚皮，剔除原料中魚刺。選用背部肉，將魚肉切成2 cm×2 cm×1.5 cm的條塊，清洗、瀝干，用1%食鹽和0.5%味精均勻涂抹魚塊，加嫩化劑處理后，20 ℃腌制1.5 h，-40 ℃速凍30 min，-20 ℃冷庫冷藏12 h，氣烹3 min；冷卻后制樣。

1.3.2 剪切力測(cè)定

采用TA-XT plus質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定河鱸魚肉剪切力。探頭型號(hào)為BSK，測(cè)試模式為hot dog，測(cè)試前速率2.0 mm/s，

測(cè)試后速率10.0 mm/s，下行距離25 mm，樣品厚度10 mm。每種樣品測(cè)定6 次[10]。

1.3.3 單因素試驗(yàn)

1.3.3.1 復(fù)合磷酸鹽添加量對(duì)河鱸魚肉嫩度的影響

選取復(fù)合磷酸鹽（焦磷酸鈉、聚磷酸鈉、偏磷酸鈉質(zhì)量比為3∶2∶2）添加量為0、0.2、0.4、0.8、1.2、1.6、2.0 g/kg，經(jīng)加工處理制樣后，以剪切力為指標(biāo)，確定復(fù)合磷酸鹽的最適添加量。

1.3.3.2 CaCl2添加量對(duì)河鱸魚肉嫩度的影響

選取CaCl2添加量為0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 g/kg，經(jīng)加工處理制樣后，以剪切力為指標(biāo)，確定CaCl2的最適添加量。

1.3.3.3 木瓜蛋白酶添加量對(duì)河鱸魚肉嫩度的影響

選取木瓜蛋白酶添加量為0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 g/kg，經(jīng)加工處理制樣后，以剪切力為指標(biāo)，確定木瓜蛋白酶的最適添加量。

1.3.4 正交試驗(yàn)

通過單因素試驗(yàn)的確定，以復(fù)合磷酸鹽、CaCl2、木瓜蛋白酶的添加量為試驗(yàn)因素，以涂抹方式剪切力為主指標(biāo)，結(jié)合注射方式的剪切力，進(jìn)行三因素三水平

L9（33）正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，因素水平如表1所示。

1.3.5 掃描電鏡觀察

對(duì)經(jīng)最優(yōu)嫩化劑組合嫩化后的魚肉進(jìn)行掃描電鏡觀察，以未嫩化魚肉為對(duì)照。取魚肉樣品，順著紋理切成10 mm×10 mm×2 mm長(zhǎng)方形小塊，戊二醛固定1.5 h后取出，用pH 6.8的磷酸鹽緩沖溶液沖洗3 次，然后分別用體積分?jǐn)?shù)50%、70%、90%、100%的乙醇脫水，每次10～15 min。乙醇脫水結(jié)束后將魚肉先用乙醇-叔丁醇（1∶1，V/V）溶液浸泡15 min，再用叔丁醇浸泡15 min，冷凍干燥24 h[11]。將樣品送武漢大學(xué)測(cè)試中心用掃描電鏡進(jìn)行觀察。樣品用雙面膠粘于樣品臺(tái)上，用離子濺射器鍍鉑膜，膜厚度約為100 A。測(cè)試條件為：加速電壓10 kV，能量分辨率Mn kα 132 eV，放大倍數(shù)分別為80、300、1 000 倍，觀察并拍照具有代表性的表面微觀結(jié)構(gòu)[12]。

2 結(jié)果與分析

2.1 CaCl2添加量對(duì)河鱸魚肉嫩度的影響

由圖1可知，魚體注射或涂抹CaCl2均可降低河鱸魚肉剪切力，其中注射方式可顯著降低魚肉剪切力，該結(jié)果與Ca2+注射牛肉的嫩化效果相似[13]。肉的成熟嫩化過程主要是鈣激活蛋白酶和溶酶體組織蛋白酶的作用，而CaCl2主要通過縮短鈣激活酶激活時(shí)間來嫩化肌肉[14]。但Ca2+添加量并非越高越好，大于1.5 g/kg時(shí)，魚肉剪切力不再下降甚至有所上升，這是因?yàn)殁}激活酶需要一定量的Ca2+即可達(dá)到最大活性條件，繼續(xù)增加Ca2+，鈣激活酶活性不再增加，而鹽離子添加量過高會(huì)導(dǎo)致魚肉失水剪切力上升。因此選擇CaCl2較低添加量0.8～1.2 g/kg進(jìn)入正交試驗(yàn)。

2.2 復(fù)合磷酸鹽添加量對(duì)河鱸魚肉剪切力的影響

由圖2可知，涂抹和注射復(fù)合磷酸鹽均可顯著降低河鱸魚肉剪切力，其中注射方式對(duì)魚肉的嫩化作用更直接，在注射量為0.2 g/kg時(shí)即可達(dá)到涂抹復(fù)合磷酸鹽1.2 g/kg的效果。離子強(qiáng)度是引起嫩化的重要因素，多聚磷酸能夠通過提高離子強(qiáng)度，促使肌球蛋白從肌原纖維中溶解出來，從而提高肉的保水性而使肉品嫩化[15-17]。當(dāng)復(fù)合磷酸鹽添加量大于1.2 g/kg，魚肉剪切力有所上升，這可能因?yàn)辂}離子添加量過高會(huì)導(dǎo)致蛋白產(chǎn)生鹽析，與水結(jié)合的蛋白質(zhì)減少，肉的持水性下降，嫩度也下降[7]，剪切力上升。因此選擇復(fù)合磷酸鹽添加量1.0～1.4 g/kg進(jìn)入正交試驗(yàn)。

2.3 木瓜蛋白酶添加量對(duì)魚肉剪切力的影響

木瓜蛋白酶能將肉中的結(jié)締組織及肌纖維中結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的膠原蛋白、彈性蛋白進(jìn)行適當(dāng)降解，從而提高肉的嫩度[18]。由圖3可知，隨著木瓜蛋白酶添加量的增加，采用涂抹方式，魚肉剪切力降低程度有限；這與參考文獻(xiàn)[19]中，涂抹木瓜蛋白酶可顯著增加豬肉嫩度，降低肉剪切力的結(jié)果不同，原因可能為采用20 ℃腌制嫩化，非木瓜蛋白酶的最適溫度，所以酶的作用未完全發(fā)揮出來的緣故。采用注射方式，魚肉剪切力降低幅度較大，且在2.0 g/kg處剪切力降至最低，因此選擇木瓜蛋白酶添加量1.8～2.2 g/kg進(jìn)入正交試驗(yàn)。

2.4 正交試驗(yàn)結(jié)果

由表2可知，以注射方式為指標(biāo)，各因素對(duì)河鱸魚肉嫩度影響程度大小依次為A>B>C，嫩化劑最佳組合是A3B3C3；以涂抹方式為指標(biāo)，各因素對(duì)河鱸魚肉嫩度影響程度大小依次為A>C>B，嫩化劑最佳組合是A3B2C2。根據(jù)正交試驗(yàn)剪切力的直觀數(shù)據(jù)結(jié)果，嫩化劑最佳組合為A3B2C1。由于兩個(gè)最佳組合均非正交試驗(yàn)中的組合，因此對(duì)A3B3C3、A3B2C2進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示，A3B3C3組合注射后剪切力為31.09 N，A3B2C2組合涂抹后剪切力為27.97 N，效果均不及A3B2C1組合，因此終選擇CaCl2 1.2 g/kg、復(fù)合磷酸鹽1.2 g/kg、木瓜蛋白酶1.8 g/kg作為最適嫩化劑組合。

表 2 正交試驗(yàn)結(jié)果

Table 2 Orthogonal array design with experimental results

試驗(yàn)號(hào) 因素 剪切力/N

A B C 注射 涂抹

1 1 1 1 28.83±1.58 24.79±1.41

2 1 2 2 22.08±0.34 15.31±1.05

3 1 3 3 14.82±0.25 24.69±0.90

4 2 1 2 12.67±2.31 9.39±0.76

5 2 2 3 11.45±1.45 14.92±2.98

6 2 3 1 11.31±0.99 10.68±0.44

7 3 1 3 12.85±1.62 10.49±0.89

8 3 2 1 8.40±0.13 7.28±0.52

9 3 3 2 9.89±0.40 11.39±0.50

注射 k1 65.737 54.338 48.530

k2 35.424 41.938 44.636

k3 31.127 36.013 39.122

R 11.536 6.112 3.139

涂抹 k1 64.785 44.665 42.742

k2 34.973 37.494 36.081

k3 29.155 46.754 50.090

R 11.880 3.090 4.670

2.5 河鱸魚肉嫩化前后表面微觀結(jié)構(gòu)觀察

a.×80；b.×300；c.×1 000。

圖 4 河鱸魚肉嫩化前（a1～c1）后（a2～c2）在不同放大倍數(shù)下的

微觀結(jié)構(gòu)（掃描電鏡）

Fig.4 Microstructure of perch meat before tenderization （a1～c1） and after tenderization （a2～c2） in different magnifications

河鱸肌肉微觀結(jié)構(gòu)包括肌纖維的直徑、密度、肌纖維間組織等[20]。用最優(yōu)嫩化劑組合（CaCl2 1.2 g/kg、復(fù)合磷酸鹽1.2 g/kg、木瓜蛋白酶1.8 g/kg）對(duì)河鱸魚肉進(jìn)行嫩化，以未嫩化組為對(duì)照進(jìn)行掃描電鏡觀察。由圖4可知，未嫩化河鱸魚肉單根肌纖維較細(xì)，彼此平行排列，肌纖維密度較大，尤其纖維間連接組織較多（圖4a1、b1），

肌纖維表面覆蓋肌束膜（圖4c1）；而嫩化后的河鱸魚肉肌纖維也是平行排列，但單根纖維直徑較大，肌纖維密度較小，纖維間連接組織少，肌纖維表面肌束膜不明顯（圖4a2、b2、c2）。掃描電鏡結(jié)果表明，嫩化后河鱸魚肉致密結(jié)構(gòu)變得蓬松，肌纖維間連接物減少，肌纖維變寬，這跟肉眼觀察到的嫩化后魚肉塊變大結(jié)果相印證。本實(shí)驗(yàn)中魚肉肌纖維間連接組織被酶解減少，與醬油提取物對(duì)牛肉的嫩化結(jié)果[11]相似，但與木瓜蛋白酶嫩化牛肉干[8]導(dǎo)致肌纖維斷裂的結(jié)果不同，可能因?yàn)槊附鉁囟?、時(shí)間、添加量不同所致。

3 結(jié) 論

CaCl2、復(fù)合磷酸鹽、木瓜蛋白酶對(duì)河鱸魚肉均有不同程度的嫩化作用，但復(fù)合嫩化劑（CaCl2 1.2 g/kg、復(fù)合磷酸鹽1.2 g/kg、木瓜蛋白酶1.8 g/kg）效果更好，嫩化后魚肉肌纖維直徑較大，肌纖維密度較小，纖維間連接組織少，肌纖維表面肌束膜不明顯。本研究得到的嫩化劑組合高效實(shí)用，適合工業(yè)化生產(chǎn)。

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