魚糜-淀粉脆片壓差膨化加工工藝研究

王丹丹，汪 蘭，李江濤，石 柳，吳文錦，丁安子，熊光權(quán)，韓文芳,

（1.中南林業(yè)科技大學食品科學與工程學院，湖南長沙 410018；2.湖北省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品加工與核農(nóng)技術(shù)研究所，湖北武漢 430064）

膨化技術(shù)作為一種常用的農(nóng)產(chǎn)品加工技術(shù)，在休閑食品加工業(yè)中得到了廣泛的應用，可分為擠壓膨化、微波膨化、油炸膨化、焙烤膨化以及壓差膨化（也稱為氣流膨化）[1-2]。壓差膨化技術(shù)主要利用了相變原理和氣體熱壓效應，原料中的水由于突然減壓而被加熱瞬間汽化，導致原料體積增大，出現(xiàn)“脹氣”現(xiàn)象同時形成多孔結(jié)構(gòu)[1,3-5]，具有耗時短、溫度高、原料適用范圍廣以及工藝生產(chǎn)簡單的特點[2]。Luyan Liao 等研究了壓差膨化干燥對紫薯粉加工性能和物理功能性能的影響，表明壓差膨化干燥處理過的紫薯粉花青素含量最高，且比熱風干燥具有更好的加工性能和營養(yǎng)品質(zhì)[6]。目前市面上休閑膨化食品多采用油炸膨化加工方式，導致產(chǎn)品含油量高，所以可以利用該技術(shù)開發(fā)非油炸的新型膨化食品[7]。

魚糜是通過清洗和脫水從去骨魚肉中獲得的穩(wěn)定的肌原纖維蛋白濃縮物[8]，然后加工成各種魚丸、魚腸等產(chǎn)品。淀粉在加熱過程中顆粒會發(fā)生膨脹，所以非常適合用作膨化食品的原料[9]。糯米粉自身蛋白含量相對較低，魚糜則是很好的低脂高蛋白，二者結(jié)合能夠開發(fā)低油脂量、高蛋白含量的休閑膨化食品。本研究通過壓差膨化技術(shù)生產(chǎn)魚糜-淀粉脆片，并分析了魚糜-淀粉脆片在不同的工藝條件下膨化率、硬度、脆性、色度和感官評分的變化，以期為高蛋白膨化食品的研發(fā)提供新途徑。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

魚糜（蛋白質(zhì)量分數(shù)13.79%，水分質(zhì)量分數(shù)77.27%，脂肪質(zhì)量分數(shù)1.67%，灰分質(zhì)量分數(shù)0.25%）

荊州市中科農(nóng)業(yè)有限公司；糯米粉（蛋白質(zhì)量分數(shù)7.5%，水分質(zhì)量分數(shù)11.57%，脂肪質(zhì)量分數(shù)0.07%，灰分質(zhì)量分數(shù)0.17%）、白砂糖、油、食鹽、五香粉、姜粉、蒜粉、屈臣氏飲用水等 均購自京東超市；硫酸銅（CuSO4·5H2O）、硫酸鉀（K2SO4）、硫酸（H2SO4）、硼酸（H3BO3）、氫氧化鈉（NaOH）、95%乙醇（C2H5OH）、石油醚（CnH2n+2）均為分析純，國藥集團化學試劑有限公司。

CR-400 型色差儀 柯尼卡美能達公司制造；食品物性測試儀TA-XTPlus 英國 Stable Micro System公司制造；XLRQP50A 型大型氣流膨化機 武漢香來爾機械公司制造；XMTD-8222 型烘箱 上海精宏有限公司制造；HR2534/00 型手持式攪拌器 飛利浦家電制造。

1.2 實驗方法

1.2.1 魚糜-淀粉脆片工藝流程

1.2.2 操作要點 原料：提前將魚糜放入4 ℃冰箱解凍。

混料：以100 g 淀粉計算，在物料杯中加入0.8%五香粉、0.5%姜粉、0.5%蒜粉、1%黃酒以及70%純凈水，攪拌1 min 使所有物料混合均勻，將解凍好的魚糜倒入物料杯，繼續(xù)攪拌1 min 后得到粘稠的勻漿。

面團調(diào)制：將勻漿少量多次的加入淀粉，反復揉搓至不黏手狀態(tài)后移至揉面墊上，分割為小面團后搓長條。

蒸制：將搓條的小面團放入蒸箱，蒸制條件為100 ℃，15 min。

冷凍切片：蒸熟的面團取出冷卻，冷卻后放入-20 ℃冰箱冷凍2 h 預定型，取出切薄片平鋪于硅油紙上。

干燥：切片后放入烘箱干燥定型得到半成品，干燥條件為50 ℃烘3.5 h。

膨化：膨化機先進行預熱，使罐內(nèi)具有一定溫度后放入樣品，通過之前大量預試驗結(jié)果得出，在壓力0.8 MPa、溫度250 ℃條件下膨化得到的淀粉-魚糜脆片品質(zhì)較好。

1.2.3 魚糜添加量對魚糜-淀粉脆片品質(zhì)的影響 在100 g 糯米淀粉，油脂添加量為5%，鹽添加量為1.2%，糖添加量為1.2%，干燥3.5 h 的條件下，研究分別添加質(zhì)量分數(shù)為15%、20%、25%、30%、35%的魚糜對魚糜-淀粉脆片膨化率、質(zhì)構(gòu)、色澤以及感官品質(zhì)的影響。

1.2.4 油脂添加量對魚糜-淀粉脆片品質(zhì)影響 在100 g 糯米淀粉，魚糜添加量為20%，鹽添加量為1%，糖添加量為1.2%，干燥3.5 h 的條件下，研究分別添加質(zhì)量分數(shù)為0、3%、5%、7%、9%的油脂對魚糜-淀粉脆片膨化率、質(zhì)構(gòu)、色澤以及感官品質(zhì)的影響。

1.2.5 鹽添加量對魚糜-淀粉脆片品質(zhì)影響 在100 g糯米淀粉，魚糜添加量為20%，油脂添加量為5%，糖添加量為1.2%，干燥3.5 h 的條件下，研究分別添加質(zhì)量分數(shù)為0、0.6%、1.2%、1.8%、2.4%的鹽含量對魚糜-淀粉脆片膨化率、質(zhì)構(gòu)、色澤以及感官品質(zhì)的影響。

1.2.6 糖添加量對魚糜-淀粉脆片品質(zhì)影響 在100 g糯米淀粉，魚糜添加量為20%，油脂添加量為5%，鹽添加量為1.2%，干燥3.5 h 的條件下，研究分別添加質(zhì)量分數(shù)為0、0.6%、1.2%、1.8%、2.4%的糖含量對魚糜-淀粉脆片膨化率、質(zhì)構(gòu)、色澤以及感官品質(zhì)的影響。

1.2.7 干燥時間對魚糜-淀粉脆片品質(zhì)影響 在100 g糯米淀粉，魚糜添加量為20%，油脂添加量為5%，糖添加量為1.2%，鹽添加量為1%的條件下，研究不同的干燥時間（3、3.5、4、4.5、5 h）對魚糜-淀粉脆片膨化率、質(zhì)構(gòu)、色澤以及感官品質(zhì)的影響。

1.2.8 指標測定

1.2.8.1 化學組成的測定 蛋白質(zhì)含量的測定參照GB 5009.5-2016[10]；脂肪含量的測定參照GB 5009.6-2016[11]；水分含量的測定參照GB 5009.3-2016[12]；灰分含量的測定參照GB 5009.4-2016[13]。

1.2.8.2 膨化率測定 體積測定采用石英砂排除法，膨化率測定采用體積填充置換的方法[14]。以石英砂作為置換介質(zhì)，石英砂的粒度范圍在50～80 目，魚糜-淀粉脆片膨化率計算方法分別為：

產(chǎn)品膨化率（%）=物料膨化后體積/物料膨化前體積

1.2.8.3 質(zhì)構(gòu)測定 采用質(zhì)構(gòu)儀測定魚糜-淀粉脆片的質(zhì)構(gòu)特性，配HDP/3PB 型探頭。選取膨化后厚度較一致且表面平整的脆片，主要測定其脆性和硬度。測定參數(shù)：測試前速1 mm/s、測試后速5 mm/s、測試速度1 mm/s、觸發(fā)力5 g。

1.2.8.4 色度測定 采用CR-210 型色差計測定魚糜-淀粉脆片的色度變化，主要測定其L*、a*、b*值。白度（W）值計算公式為：

1.2.8.5 感官評價標準 請8 位專業(yè)人員對不同配方制備的淀粉-魚糜脆片進行感官評分，按照標準對所評產(chǎn)品評打分，滿分100 分。評分標準如表1 所示。

表1 感官評價標準表[14-16]Table 1 Criteria for sensory evaluation[14-16]

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用Excel 2019 統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)，采用SPSS Statistics 22 進行顯著性差異分析（P＜0.05 為差異性顯著），作圖用GraphPad Prism 8 軟件。實驗最終結(jié)果為平均值±標準偏差。

2 結(jié)果與分析

2.1 魚糜添加量對魚糜-淀粉脆片品質(zhì)影響

為了提高產(chǎn)品的可行性，選取盼盼家庭號薯片（編號A）和食驗室鱈魚肉薯片（編號B）2 種與本產(chǎn)品最相似的市售薯片作為參考對象，測定其質(zhì)構(gòu)特性以及色度，由表2 可知，市售薯片的硬度值在1200～1400 g 范圍內(nèi)，白度值在59～71 范圍內(nèi)，所以若魚糜-淀粉脆片的硬度和白度在該范圍內(nèi)，則認為該脆片符合大眾口味。

表2 市售薯片的質(zhì)構(gòu)和色度Table 2 Texture and color of commercially available potato chips

魚糜添加量對于魚糜-淀粉脆片膨化率、硬度和脆性的結(jié)果見由圖1 和圖2。魚糜-淀粉脆片的膨化率隨魚糜添加量的增加從497.27%±42.73%減小到304.52%±16.00%，隨魚糜添加量的增加，硬度從722.31±112.33 g 增大到1221.90±188.82 g，脆性在20.32±0.50～19.95±0.72 mm 范圍內(nèi)呈先上升后下降的趨勢變化。在膨化過程中，蛋白質(zhì)與淀粉在高溫高壓的環(huán)境下發(fā)生相互作用，從而影響淀粉的相互交聯(lián)，并對淀粉網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的形成具有一定的抑制作用[17-18]，最終影響魚糜-淀粉脆片的膨脹度。所以魚糜含量低的成品膨化率高，而魚糜含量高的成品具有中等至低膨脹度。蛋白質(zhì)的存在會抑制淀粉的糊化，不利于在產(chǎn)品內(nèi)部形成氣孔，導致小尺寸以及更致密的細胞結(jié)構(gòu)[19-20]，使得魚糜-淀粉脆片較為致密，所以高魚糜含量的成品硬度較大。

在中國文化外譯方面，要堅持文化的傳真性。文化“傳真”意指文化翻譯的基本準則，即要求譯語從文化義的角度準確地再現(xiàn)原語文化所要傳達的意義、形式及風格。對于大家所熟悉的歸化和異化翻譯策略，在翻譯過程中，無論采用歸化還是異化，都不應違背文化的傳真性。刪減法，增益法，釋義法，加注法等翻譯方法的運用，確保翻譯的文化傳真性。

圖1 不同魚糜添加量對魚糜-淀粉脆片膨化率的影響Fig.1 Effect of different surimi additions on the expansion rate of surimi-starch chips

圖2 不同魚糜添加量對魚糜-淀粉脆片質(zhì)構(gòu)特性的影響Fig.2 Effects of different surimi addition on the texture characteristics of surimi-starch chips

由表3、表4 可知，隨著魚糜含量的增加，魚糜-淀粉脆片的L*值與W值先增大到73.71±0.83、67.25±0.64 后減小，b*值逐漸增大。魚糜-淀粉脆片的亮度和白度在25%添加量后開始下降，魚糜添加越多顏色越黃。脆片顏色下降可能是因為蛋白質(zhì)在高溫環(huán)境下與淀粉中的還原糖發(fā)生美拉德反應[21]，所以b*值較高，白度值和亮度值低，脆片顏色加深。從表4結(jié)果來看，隨著魚糜添加量的增加，魚糜-淀粉脆片的外觀、風味、結(jié)構(gòu)與總分結(jié)果都呈現(xiàn)出先增加后減小的趨勢，色澤的變化趨勢與表3 的研究結(jié)果一致。當魚糜添加量為25%時，魚香味明顯，口感好且酥脆，綜合感官評分最高為75.60±3.78 分。

表3 不同魚糜添加量對魚糜-淀粉脆片色度的影響Table 3 Effect of different surimi additions on the color of surimi-starch chips

表4 不同魚糜添加量對魚糜-淀粉脆片感官評價的影響Table 4 Effects of different surimi additions on sensory evaluation of surimi-starch chips

2.2 油脂添加量對魚糜-淀粉脆片品質(zhì)的影響

油脂是制作魚糜-淀粉脆片的一種重要原料，不僅可以增加香味，還能使提高魚糜-淀粉脆片的酥脆性。由圖3 可以看出魚糜-淀粉脆片的膨化率隨油脂含量的增加從400.10%±22.35%增加到452.56%±26.74%，當添加量達到5%后對膨化率的影響不顯著。由圖4 得出油脂的加入可以降低魚糜-淀粉脆片的硬度，不添加及添加少量油脂脆片的硬度較大，當添加量為5%時硬度最小值為1038.86±131.36 g。膨化率和質(zhì)構(gòu)發(fā)生這種變化是因為油脂可以改善面團的結(jié)構(gòu)，在揉面過程中可以在面團表面形成薄膜，從而增加面團的韌性與柔軟度[22]。這層薄膜可以使面團保留住更多的氣體，在加熱加壓條件下，油脂遇熱發(fā)生流散，面筋網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)之間空隙增大，在泄壓過程中水分蒸發(fā)而形成多孔結(jié)構(gòu)。若添加量過高，則會影響淀粉-蛋白網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的形成，使面團的粘性降低且不能形成均勻的孔隙，導致魚糜-淀粉脆片硬度增大。

圖3 不同油脂添加量對魚糜-淀粉脆片膨化率的影響Fig.3 Effect of different adding amount of fat on the expansion rate of surimi-starch chips

圖4 不同的油脂添加量對魚糜-淀粉脆片質(zhì)構(gòu)特性的影響Fig.4 Effects of different amount of fats and oils on the texture properties of surimi-starch chips

由表5 和表6 可以看出，不同的油脂添加量對魚糜-淀粉脆片的L*值與W值具有顯著影響，與對照組相比，魚糜-淀粉脆片的色度在66.74±4.23～74.35±1.61 范圍內(nèi)，并且添加量越高，則L*值與W 值越大，說明油脂具有提亮與增白的作用。當油脂添加量為5%時感官評分最高為82.40±2.77 分，所以加入適當?shù)挠椭梢蕴岣叽嗥母泄倨焚|(zhì)，但過高的添加量會導致油感較重，使得魚糜-淀粉脆片品質(zhì)下降。

表5 不同油脂添加量對魚糜-淀粉脆片色度的影響Table 5 Effect of different fat additions on the chroma of surimi-starch chips

表6 不同油脂添加量對魚糜-淀粉脆片感官評價的影響Table 6 Effect of different fat additions on the sensory evaluation of surimi-starch chips

2.3 糖的添加量對魚糜-淀粉脆片品質(zhì)影響

糖是食品加工中最常用的一種甜味添加劑，具有調(diào)味解膩作用，對魚糜-淀粉脆片的色澤、口感及風味都有影響。由圖5 可以看出，糖的加入可以有效提高魚糜-淀粉脆片的膨化率，膨化率從399.84%±22.34%增加到642.90%±12.22%。在糖含量較高的產(chǎn)品中可以觀察到較大的空氣室，所以具有較大的膨化率。由圖6 可知，糖還能改善其硬度和脆性，魚糜-淀粉脆片的硬度在962.50±32.25～1255.59±109.75 g范圍內(nèi)，低于市售產(chǎn)品。當糖的添加量為1.2%時，魚糜-淀粉脆片的硬度最小為962.50±32.25 g，脆性適中，硬度較低，這可能是因為糖對淀粉糊化特性和膨脹行為產(chǎn)生了一定的影響所導致的變化[23-24]。

圖5 不同糖添加量對魚糜-淀粉脆片膨化率的影響Fig.5 Effect of different amounts of sugar on the puffing rate of surimi-starch chips

圖6 不同油脂添加量對魚糜-淀粉脆片質(zhì)構(gòu)特性的影響Fig.6 Effects of different amount of fats and oils on the texture properties of surimi-starch chips

由表7 和表8 可知，糖的加入會降低產(chǎn)品的色度，提高產(chǎn)品的感官品質(zhì)。魚糜-淀粉脆片的L*值、W值、a*值和b*值在加入糖之后出現(xiàn)了明顯的變化，白度值從63.15±1.04 下降到58.71±2.06。糖含量為1.2%時，由于脆片的膨化度最大，導致脆片邊緣呈黃色，而其他部分偏白，所以b*值較低。糖含量＞1.2%后，白度顯著下降(P＜0.05)，而紅度值和黃度值逐漸增大，糖含量高的脆片由于顏色較深不適合生產(chǎn)。因此，糖含量是產(chǎn)品色澤控制的關鍵因數(shù)，因為糖在高溫環(huán)境下會發(fā)生焦糖化反應，該反應產(chǎn)生的焦糖色素使得產(chǎn)品色澤發(fā)生以上變化。魚糜-淀粉脆片的感官評分隨糖的添加量先增大后減小，添加量在1.2%時感官評分最高為78.10±6.41 分，所以適當?shù)慕固腔粌H可以產(chǎn)生香味物質(zhì)，還能給產(chǎn)品增加一定的金黃色澤，從而提高產(chǎn)品的外觀品質(zhì)。糖的添加量過低，在膨化過程中只能發(fā)生較輕微的焦糖化反應，達不到想要的金黃色效果，而過高容易發(fā)生焦糖化反應導致色澤偏深且口感偏甜[22]。

表7 不同糖添加量對魚糜-淀粉脆片色度的影響Table 7 Effect of different sugar additions on the color of surimi-starch chips

表8 不同糖添加量對魚糜-淀粉脆片感官評價的影響Table 8 Effect of different sugar additions on the sensory evaluation of surimi-starch chips

2.4 鹽的添加量對魚糜-淀粉脆片品質(zhì)的影響

魚糜的主要成分為肌原纖維蛋白，是一種鹽溶性蛋白[25]。由圖7 和圖8 可知，隨著鹽含量的增加，脆片的膨化率從463.49%±15.71%下降到240.91%±23.48%，硬度先增大后減小，在1.8%添加量時硬度達到最大，為1750.51±114.24 g。在混料過程中，肌原蛋白溶出量隨著食鹽含量的增加而增加，使得蛋白與淀粉發(fā)生相互糾纏，這種大分子之間的糾纏對留滯阻力影響較大，纏結(jié)越緊密，留滯阻力越大[16,25]。肌原蛋白的溶出促進了分子間的相互作用，從而導致蛋白-淀粉之間的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)越來越緊密[26-27]。隨著食鹽含量的增加，脆片的硬度逐漸增大，膨化率逐漸減小。

圖7 不同鹽添加量對魚糜-淀粉脆片膨化率的影響Fig.7 Effect of different salt additions on the puffing rate of surimi-starch chips

圖8 不同鹽添加量對魚糜-淀粉脆片質(zhì)構(gòu)特性的影響Fig.8 Effects of different salt additions on the texture properties of surimi-starch chips

鹽作為一種最常用的食品添加劑，具有調(diào)味以及抑制微生物的作用。由表9 和表10 可知，鹽的加入可以提高魚糜-淀粉脆片的亮度，食鹽對色澤具有改善作用[28]，當鹽添加量為1.2%時，白度值最大為72.54±0.90。鹽的加入可以提高魚糜-淀粉脆片的感官評價，當鹽添加量為1.2%時，感官得分最高為82.72±8.77 分，味道最佳，未添加鹽時的感官得分最低為74.44±4.77 分，添加量在2.4%時咸度超出可接受范圍。

表10 不同鹽添加量對魚糜-淀粉脆片感官評價的影響Table 10 Effect of different salt additions on the sensory evaluation of surimi-starch chips

2.5 干燥時間對魚糜-淀粉脆片品質(zhì)影響

水分含量是影響壓差膨化效果的重要因素，原料中的水分在膨化過程中會發(fā)生氣化，所以需要通過固定干燥時間來控制脆片中的水分含量。由圖9 和圖10 可知，干燥時間對魚糜-淀粉脆片膨化率影響為先增大后減小，干燥時間在3～4.5 h 時脆片膨化率由329.03%±22.39%增加到451.47%±44.10%，干燥5 h時膨化率顯著下降到374.50%±35.22%(P＜0.05)，而魚糜-淀粉脆片在干燥3.5 h 時硬度最小，為1423.83±60.60 g，與市售產(chǎn)品最接近。干燥時間短，物料中水分含量偏高，在泄壓的過程中包裹在蛋白-淀粉網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)中的水分不能完全氣化[29]，導致脆片不能充分膨化，膨化率低且硬度大。干燥時間過長，物料水分含量低，在泄壓時只有少量的水分蒸發(fā)，導致膨化動力不足，還會使得脆片變焦糊[30-31]。

圖9 不同的干燥時間對魚糜-淀粉脆片膨化率的影響Fig.9 Effect of different drying time on the puffing rate of surimi-starch chips

圖10 不同的干燥時間對魚糜-淀粉脆片質(zhì)構(gòu)特性的影響Fig.10 Effects of different drying time on the texture properties of surimi-starch chips

由表11 和表12 可知，不同的干燥時間對魚糜-淀粉脆片的色度值具有明顯影響，與對照組相比，魚糜-淀粉脆片的色度在可接受范圍內(nèi)，其中b*值隨著時間的延長從11.14±2.70 增大到17.53±4.93，白度值先增大后減小，在干燥3.5 h 時最大，為72.28±1.05。當干燥時間為3.5 h 時，魚糜-淀粉脆片的感官評分最高為76.90±3.58 分，大于3.5 h 后也呈下降趨勢，這與質(zhì)構(gòu)和膨化率結(jié)果一致。

表11 不同的干燥時間對魚糜-淀粉脆片色度的影響Table 11 Effect of different drying time on the color of surimi-starch chips

表12 不同的干燥時間對魚糜-淀粉脆片感官評價的影響Table 12 Effect of different drying time on the sensory evaluation of surimi-starch chips

3 結(jié)論

魚糜含量和鹽含量的增加會使脆片的膨脹性減小，油脂含量和糖含量主要影響脆片的色澤，干燥時間主要影響脆片的硬度。壓差膨化魚糜-淀粉脆片的配方參數(shù)為：糯米淀粉100 g，魚糜添加量為質(zhì)量分數(shù)25%，油脂添加量為質(zhì)量分數(shù)5%，鹽添加量為質(zhì)量分數(shù)1.2%，糖添加量為質(zhì)量分數(shù)1.2%，干燥時間為3.5 h。壓差膨化技術(shù)不僅可以膨化高蛋白食品，而且能最大程度的保留食品的營養(yǎng)成分，所以該技術(shù)可用于開發(fā)低成本、高營養(yǎng)的休閑食品。