阿根廷魷魚無磷保水劑的工藝配方優(yōu)化

福建坤興海洋股份有限公司 福建福州 353000

魷魚是軟體動物門、頭足綱、槍形目柔魚科和閉眼亞目槍烏賊科軟體動物的俗稱。阿根廷魷魚為魷魚的一種，學(xué)名阿根廷滑柔魚，屬于軟體動物門頭足綱槍形目開眼亞目柔魚科滑柔魚亞科滑柔魚屬[1]。阿根廷魷魚主要的加工方法是干制和速凍。且速凍魷魚，由于能夠最大限度地保持其原有的新鮮程度、風(fēng)味和營養(yǎng)成分而產(chǎn)量日增。采用冷凍保鮮可以有效防止阿根廷魷魚腐敗變質(zhì)，但長期的凍結(jié)貯藏，其質(zhì)量品質(zhì)會逐漸發(fā)生變化。這主要是與其肌肉蛋白質(zhì)在冷藏過程中發(fā)生的變性有關(guān)。引起蛋白質(zhì)冷凍變性主要是冰晶體的形成，因?yàn)楸У男纬蓵c蛋白質(zhì)的結(jié)合水作用造成結(jié)合水的脫離，使得水同蛋白質(zhì)支鏈和支鏈之間的相互關(guān)系發(fā)生不可逆變化，從而導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性[2～4]。

肉的保水性是指肉類在加工過程中，對自身的水分以及添加到肉中水分的保持能力，它的保水性是通過蛋白質(zhì)凝膠狀結(jié)構(gòu)和靜電作用實(shí)現(xiàn)的[5]。許多研究結(jié)果表明，保水抗凍劑可以較有效避免或減小魷魚肌肉蛋白在冷凍期間發(fā)生變性。磷酸鹽作為一種較好的水分保持劑，它不僅能通過調(diào)節(jié)魚肉的pH值來防止蛋白質(zhì)冷凍變性，且能提高肌肉蛋白質(zhì)的持水力。然而過量使用會使食品產(chǎn)生令人不愉快的金屬澀味，導(dǎo)致產(chǎn)品風(fēng)味惡化且組織結(jié)構(gòu)變粗糙；而且長期過量攝入會影響機(jī)體的鈣磷平衡，對人體健康帶來不利影響[6]。國內(nèi)外研究表明，山梨糖醇、碳酸氫鈉、海藻糖、檸檬酸鈉和食用鹽均具有一定的保水性能。

生產(chǎn)實(shí)踐表明，部分食品添加劑復(fù)配，可以產(chǎn)生增效作用或者派生出一些新的效用。研究食品添加劑的復(fù)配，不僅可以降低食品添加劑的用量，而且可以進(jìn)一步改善食品的品質(zhì)[7]。因此，為了開發(fā)環(huán)保、安全的無磷保水劑，本試驗(yàn)采用單因素結(jié)合正交優(yōu)化試驗(yàn)，研究了復(fù)配無磷保水劑對阿根廷魷魚保水性的影響，優(yōu)化了無磷保水劑的配方。

1 材料與方法

1.1 材料

阿根廷魷魚，福建坤興海洋股份有限公司提供；

山梨糖醇、碳酸氫鈉、海藻糖和檸檬酸鈉均為食品級，福州正味食品添加劑公司提供；

食用鹽，福建省鹽業(yè)有限責(zé)任公司福州分公司。

1.2 主要儀器設(shè)備

重量分級機(jī)，青島愛克森機(jī)械有限公司；

BS-3000A電子天平，上海友聲衡器有限公司；

I CS-150電子臺稱，大陽衡器有限公司；

IQF雙螺旋速凍機(jī)，福建雪人股份有限公司。

1.3 研究內(nèi)容與方法

1.3.1 魷魚的預(yù)處理及流程

冷凍魷魚解凍剖殺后，清洗分級，選取單片規(guī)格在80～120g之間的魷魚片試驗(yàn)。

冷凍阿根廷魷魚→解凍→剖殺→清洗除雜→分級→稱重→保水劑浸泡→稱重→裝袋→速凍→凍藏→指標(biāo)檢測。

1.3.2 單因素試驗(yàn)

將單體保水劑分別配置成相應(yīng)質(zhì)量濃度的浸泡液(見表1)，浸泡液溫度控制在4～8℃之間，試驗(yàn)操作環(huán)境在10℃以下。將清洗后瀝干表面水分的魷魚片，按照料液質(zhì)量比1∶1.5的比例添加到上述浸泡液中，浸泡3h，每隔30min緩慢順著同一方向輕輕攪拌一次；浸泡過程中，浸泡液溫度始終保持在4～8℃之間。以自來水浸泡作為空白對照組，每組處理6個重復(fù)，結(jié)果取平均值。浸泡稱重后的樣品裝入真空白袋中，抽真空封口，過IQF速凍后放置于凍庫-20℃條件下凍藏20d。

表1 保水劑的種類及濃度

1.3.3 正交試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以山梨糖醇、碳酸氫鈉、海藻糖和食用鹽為影響因子，以阿根廷魷魚浸泡增重率和解凍失重率為指標(biāo)，并結(jié)合阿根廷魷魚的感官品質(zhì)，采用L9(34)表進(jìn)行4因素雙指標(biāo)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，優(yōu)化阿根廷魷魚無磷保水劑配方。正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)見表2。

表2 魷魚無磷保水劑正交試驗(yàn)L9(34)因素水平表

1.4 測定指標(biāo)與方法

1.4.1 浸泡增重率的測定

準(zhǔn)確稱重樣品，分別按照不同浸泡條件進(jìn)行保水浸泡，將浸泡好的阿根廷魷魚取出瀝干，15min后準(zhǔn)確稱重[8]。計(jì)算出樣品的浸泡增重率，每次取樣設(shè)10個平行，結(jié)果取平均值。

浸泡增重率的計(jì)算公式：

浸泡增重率(%)=(浸泡后重量-浸泡前重量)/浸泡前重量×100%

1.4.2 解凍失重率的測定

將凍藏20d后的阿根廷魷魚片，置于低溫10℃以下的100目紗網(wǎng)下自然解凍至中心溫度為0℃，用濾紙輕輕拭去樣品表面水分后稱重。每次取樣設(shè)10個平行，結(jié)果取平均值。

計(jì)算公式如下：

解凍失重率(%)=(解凍前重量﹣解凍后重量)/解凍前重量×100%

1.4.3 感官評價標(biāo)準(zhǔn)

阿根廷魷魚感官評價標(biāo)準(zhǔn)見表3。

表3 阿根廷魷魚感官評價表

1.5 統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和WPS 2019軟件進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度保水劑對魷魚浸泡增重率的影響

無磷保水劑單體在不同濃度條件下對魷魚浸泡增重效果的影響見圖1。

圖1 不同保水劑對魷魚浸泡增重率的影響

從圖1可以看出，經(jīng)過不同保水劑浸泡處理后的魷魚重量都有所增加，且都優(yōu)于空白對照組，但檸檬酸鈉的浸泡增重率最高僅有6.35%，相比較其他保水劑，增重效果最不理想。山梨糖醇、碳酸氫鈉和海藻糖都隨著其用量的升高，魷魚浸泡增重率呈上升趨勢。山梨糖醇濃度在0.6%時，魷魚浸泡增重率達(dá)到10.75%，之后魷魚浸泡增重率增加不顯著；碳酸氫鈉保水機(jī)理是由于其溶液呈堿性，讓魷魚肉的pH值升高，偏離等電點(diǎn)，并且所帶的負(fù)電荷增加，電荷的斥力使得肌原纖維之間距離增大，分子結(jié)構(gòu)松弛，肌肉保水得到提高[9]。但碳酸氫鈉在用量超過0.8%時，魷魚浸泡增重率不顯著，且感官評定發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的堿味偏重，影響產(chǎn)品的風(fēng)味接收，因此碳酸氫鈉最佳浸泡濃度在0.6%～0.8%之間為宜。海藻糖為親水性分子結(jié)構(gòu)，可牢固的保持水分，其作為海鮮產(chǎn)品的低溫保護(hù)劑效果好，能夠讓海鮮產(chǎn)品硬度、伸縮性和凝膠力增加，當(dāng)其在用量超過0.5%后，對魷魚的浸泡增重率不顯著，從使用效果和成本上綜合考慮，海藻糖用量在0.5%左右較為適合。

食用鹽浸泡液的重量濃度，對魷魚浸泡增重率的影響是隨著食用鹽濃度的升高，魷魚浸泡增重率呈現(xiàn)先增加隨后降低的趨勢；可能的原因是食用鹽濃度過高超過魷魚細(xì)胞液濃度時，造成細(xì)胞失水所導(dǎo)致的[10]；食用鹽用量在1.0%時，魷魚浸泡增重率達(dá)到8.38%。

此外，食用鹽用量的增加，會導(dǎo)致魷魚產(chǎn)品咸度過大，影響后續(xù)烹飪加工，綜合考慮，食用鹽用量在1.0%左右較佳。

2.2 不同濃度保水劑對魷魚解凍失重率的影響

解凍失重率是衡量肌肉持水性的重要指標(biāo)，凍藏過程中由于細(xì)胞內(nèi)冰晶的形成，破壞了細(xì)胞的微結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致組織細(xì)胞受損，在解凍過程中出現(xiàn)汁液流失現(xiàn)象[11]，從而造成重量損失。

圖2 不同保水劑對魷魚解凍失重率的影響

根據(jù)圖2顯示，經(jīng)過保水劑處理的魷魚解凍失重率皆小于空白對照組。從圖2中可以看出，山梨糖醇、碳酸氫鈉和海藻糖三組中的解凍失重率皆隨著各自用量的增加而減小，這可能是因?yàn)殡S著用量的增加，對魷魚產(chǎn)品吸收的水分束縛能力得到提高。

表4 阿根廷魷魚無磷保水劑配方最優(yōu)組合正交試驗(yàn)方案與結(jié)果

檸檬酸鈉和食用鹽對產(chǎn)品水分保持性能較前三者弱，對冷凍前吸收的水分與肌肉結(jié)合不夠緊密，束縛力較弱，導(dǎo)致在凍藏過程中比較容易流失。

通過不同濃度保水劑對魷魚浸泡增重率和解凍失重率的影響結(jié)果，再結(jié)合產(chǎn)品的感官評定和成本因素，選定山梨糖醇、碳酸氫鈉、海藻糖和食用鹽為主要影響因素，并對其進(jìn)行正交復(fù)配，優(yōu)化四者間的復(fù)配組合配方。

2.3 正交試驗(yàn)結(jié)果分析

由表4～表6可知，因素B(碳酸氫鈉用量)和因素D(食用鹽用量)對阿根廷魷魚浸泡增重率的影響差異顯著(p<0.05)，因素D對阿根廷魷魚解凍失重率的影響也達(dá)到顯著性水平(p<0.05)。

從魷魚浸泡增重率指標(biāo)看，無磷保水劑最優(yōu)的配方組合為D3B3A3C1，即食用鹽1.6%，碳酸氫鈉1.0%，山梨糖醇0.8%和海藻糖0.4%；從魷魚解凍失重率指標(biāo)看，無磷保水劑最優(yōu)的配方組合為C1B2A2D1，即海藻糖0.4%，碳酸氫鈉0.8%，山梨糖醇0.6%和食用鹽0.8%。

綜合考慮產(chǎn)品的浸泡增重和解凍失重情況，再結(jié)合產(chǎn)品感官效果和加工成本因素，確定魷魚無磷保水劑配方最優(yōu)組合為D2B2A2C1，即食用鹽1.2%，碳酸氫鈉0.8%，山梨糖醇0.6%和海藻糖0.4%。

表5 浸泡增重率的方差分析表

注：*為差異顯著，顯著性水平為0.05。

表6 解凍失重率的方差分析表

注：*為差異顯著，顯著性水平為0.05。

2.4 驗(yàn)證試驗(yàn)

在試驗(yàn)得到的最佳配方A2B2C1D2組合條件下，分別進(jìn)行放大5倍試驗(yàn)，重復(fù)三次，結(jié)果取平均值，得到阿根廷魷魚的浸泡增重率、解凍失重率均優(yōu)于正交試驗(yàn)9組試驗(yàn)組合，其中浸泡增重率可達(dá)到14.8%，解凍失重率可降低至1.63%，證明正交試驗(yàn)得到的優(yōu)化無磷保水劑配方組合是可靠的，具有一定的實(shí)用價值。

3 結(jié)論

(1)單因素試驗(yàn)結(jié)果表明，在阿根廷魷魚無磷保水劑應(yīng)用中，山梨糖醇用量為0.6%左右較為合適，碳酸氫鈉用量在0.6%～0.8%較好，海藻糖用量0.5%為宜，檸檬酸鈉用量0.8%左右為宜，食用鹽用量較佳范圍在0.8%～1.2%之間，保水環(huán)境溫度在10℃以下，浸泡液溫度控制在4～8℃之間，且浸泡料液質(zhì)量比為1∶1.5。

(2)正交試驗(yàn)優(yōu)化得到阿根廷魷魚無磷保水劑配方的最佳組合為：食用鹽1.2%，碳酸氫鈉0.8%，山梨糖醇0.6%和海藻糖0.4%。以此最佳配方組合為條件，浸泡3h，阿根廷魷魚浸泡增重率可達(dá)到14.8%，而解凍失重率可降低至1.63%。