復(fù)合無磷保水劑對(duì)未漂洗海鱸魚肉糜保水性的影響

暴伊芮，趙前程，吳燕燕，王悅齊，麥志成

(1.大連海洋大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧 大連 116023；2.中國水產(chǎn)科學(xué)研究院南海水產(chǎn)研究所 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部水產(chǎn)品加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510300；3.珠海市之山水產(chǎn)發(fā)展有限公司，廣東 珠海 519100)

海鱸Lateolabraxjaponicus俗稱花鱸，是中國重要的經(jīng)濟(jì)海水養(yǎng)殖魚類，其中，廣東省是海鱸養(yǎng)殖大省，2020年產(chǎn)量達(dá)10.8萬t[1]。海鱸肉營養(yǎng)豐富，味道鮮美，且富含蛋白質(zhì)、微量元素和不飽和脂肪酸[2-3]，適合加工成魚肉糜產(chǎn)品[4-5]。

傳統(tǒng)的魚糜加工過程，需要采用漂洗脫水等工藝，為了使魚糜在后續(xù)制作產(chǎn)品時(shí)擁有良好的品質(zhì)，常在加工過程中添加保水劑以提高魚糜的保水性。傳統(tǒng)的保水劑大多以復(fù)合磷酸鹽為主，它可以有效鎖住產(chǎn)品中的水分，保持產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)特性，但添加量超過0.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))時(shí)會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品中的磷含量超標(biāo)，產(chǎn)生口感不佳的金屬澀味，且易在人體內(nèi)形成磷酸鈣，降低人體對(duì)鈣的吸收[6-7]，對(duì)人體健康會(huì)造成一定影響。中國要逐步實(shí)現(xiàn)“碳中和”和“碳達(dá)峰”的目標(biāo)，水產(chǎn)品加工方式也要由傳統(tǒng)加工模式轉(zhuǎn)向綠色低碳節(jié)能模式，因此，本研究團(tuán)隊(duì)提出開發(fā)不漂洗的海鱸魚肉糜，即通過向未經(jīng)漂洗的海鱸魚肉糜中添加外源物使其達(dá)到傳統(tǒng)魚糜的凝膠性[8]，為使未漂洗海鱸魚肉糜具有更好的保水性和品質(zhì)特性，開發(fā)出安全且高效的無磷復(fù)合保水劑具有重要意義。

目前，國內(nèi)外研究人員對(duì)無磷保水劑研究較多，無磷保水劑主要有糖類、蛋白質(zhì)類、鹽類和淀粉類等。李鳳舞等[9]在預(yù)調(diào)理冷凍蝦仁中添加了質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.5%的氯化鈉和1%的碳酸氫鈉，蝦仁的質(zhì)構(gòu)特性得到改善。海藻糖是2個(gè)葡萄糖分子由半縮醛羥基縮合成的一種非還原性二糖，其性質(zhì)穩(wěn)定，甜度及熱量值低，可有效阻礙水分子運(yùn)動(dòng)[10-11]，是市場(chǎng)上一種新型的糖類保水劑[12]。Wu等[13]研究了不同添加量的海藻糖、山梨糖醇、蔗糖和低聚木糖對(duì)臺(tái)灣貢丸品質(zhì)的影響，結(jié)果顯示，隨著海藻糖添加量的增加，貢丸的抗凍性和保水性呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢(shì)，當(dāng)海藻糖添加量為4%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))時(shí)，抗凍效果與蔗糖相近。大豆分離蛋白中含有許多極性基，具有較好的吸水性、吸油性、保水性和凝膠性等[14]。顏躍弟等[15]研究了卡拉膠、山梨糖醇、大豆分離蛋白和海藻酸鈉對(duì)豬肉糜保水性的影響，通過復(fù)合試驗(yàn)表明，添加1.05%卡拉膠、4.5%山梨糖醇、4.5%大豆分離蛋白和0.35%海藻酸鈉(均為質(zhì)量分?jǐn)?shù))有效提高了其保水性和感官品質(zhì)。目前，無磷保水劑主要在淡水魚或肉制品中應(yīng)用，而對(duì)海鱸及其制品的研究較少。本研究中，以未經(jīng)漂洗的海鱸魚肉糜為原料，研究了NaHCO3、海藻糖和大豆分離蛋白添加量對(duì)其品質(zhì)的影響，以期為海鱸魚肉糜生產(chǎn)加工提供科學(xué)參考。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)用鮮活海鱸購于廣州市海珠區(qū)某超市，體質(zhì)量為400～600 g。

試劑：NaHCO3(食品級(jí)，廣州嘉業(yè)食品配料有限公司)；海藻糖(食品級(jí)，浙江一諾生物科技有限公司)；大豆分離蛋白(食品級(jí)，聚融時(shí)代(固安)生物科技有限公司)。

儀器設(shè)備：絞肉機(jī)(JYL-C19V，匈牙利博朗電器)；打漿機(jī)(DJ-18，湖南省長沙固利食品機(jī)械有限公司)；QTS-25型質(zhì)構(gòu)儀(英國CNS FARNELL公司)。

1.2 方法

1.2.1 海鱸魚肉糜制備工藝[8]將洗凈的鮮海鱸去魚鱗、鰓和內(nèi)臟，隨后用刀從尾部開始向背部切出兩片魚肉后去皮，將魚肉用絞肉機(jī)絞碎，然后用斬拌機(jī)進(jìn)行斬拌，先空斬2 min，添加1%(均以魚肉質(zhì)量計(jì))的NaCl斬拌5 min，再添加0.4%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的TGase和0.02 mol/g的CaCl2斬拌3 min(斬拌溫度保持在4～10 ℃)，加無磷保水劑再斬拌1 min，手工擠壓成丸子狀放入蒸煮袋中，在90 ℃恒溫水浴中煮制10 min得到魚肉糜。

1.2.2 無磷保水劑單因素試驗(yàn) 以蒸煮損失、質(zhì)構(gòu)特性(texture profile analysis，TPA)為測(cè)定指標(biāo)，單因素試驗(yàn)水平設(shè)計(jì)如下：NaHCO3添加量分別為0、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%；海藻糖添加量分別為0、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%；大豆分離蛋白添加量分別為0、3.0%、3.5%、4.0%、4.5%、5.0%(本文中的添加量%均指占原料肉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)。

1.2.3 無磷保水劑復(fù)合正交試驗(yàn) 根據(jù)單因素試驗(yàn)的結(jié)果，選取NaHCO3、海藻糖和大豆分離蛋白添加量3個(gè)因素的較優(yōu)水平，進(jìn)行3因素3水平的L9(34)正交試驗(yàn)，以蒸煮損失和感官評(píng)價(jià)為指標(biāo)，確定復(fù)合無磷保水劑的最優(yōu)組合，試驗(yàn)因素水平設(shè)計(jì)見表1。

表1 正交試驗(yàn)因素水平表Tab.1 Factors and levels for orthogonal experiment w/%

1.2.4 蒸煮損失測(cè)定 將制得的生魚肉糜取小份稱重(記為w1)，置于蒸煮袋后于90 ℃恒溫水浴中加熱10 min，取出待恢復(fù)室溫后，用濾紙吸去魚肉糜表面的水分稱重(記為w2)，蒸煮損失計(jì)算公式為

蒸煮損失=(w1-w2)/w1×100%。

1.2.5 質(zhì)構(gòu)特性測(cè)定 將熟制后的樣品切成25 mm(直徑)×25 mm(高)的圓柱體，使用質(zhì)構(gòu)儀，用TA44探頭，設(shè)置測(cè)前、中、后速度均為1 mm/s，壓縮形變50%，觸發(fā)力5 g。每組設(shè)置6個(gè)平行，結(jié)果取其平均值。

1.2.6 感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn) 參考GB/T 16291.1—2012《感官分析 選拔、培訓(xùn)與管理評(píng)價(jià)員一般導(dǎo)則 第1部分：優(yōu)選評(píng)價(jià)員》[16]，選拔10名經(jīng)過一定感官分析培訓(xùn)的人員，參照魏涯等[17]的方法對(duì)熟制后的海鱸魚肉糜色澤(20分)、氣味(20分)、滋味(20分)、組織狀態(tài)(20分)和口感(20分)進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，具體評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表2。其中，滿分為100分，取平均值作為評(píng)定結(jié)果。

表2 魚肉糜感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)表Tab.2 Evaluation standard of minced flesh sensory assessment

1.2.7 微觀結(jié)構(gòu)觀察 選取通過正交試驗(yàn)確定的最優(yōu)試驗(yàn)組和未加保水劑的空白組海鱸魚肉糜，參照劉芳芳等[18]的方法，稍做修改，將魚肉糜切成3 mm×3 mm×3 mm的小塊，浸泡在體積分?jǐn)?shù)為2%的戊二醛溶液中，于4 ℃下固定24 h，再用濃度為0.1 mol/L的磷酸鹽緩沖液浸泡3～4次，每次10 min。隨后用體積分?jǐn)?shù)為30%、50%、70%、90%、100%的乙醇溶液依次進(jìn)行脫水，每次10 min，脫水后的樣品先放入-80 ℃超低溫冰箱速凍后再置入冷凍干燥機(jī)中干燥24 h，在對(duì)樣品進(jìn)行真空離子濺射噴金后，用掃描電鏡觀察其微觀結(jié)構(gòu)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)均以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(mean±S.D.)表示，采用SPSS 26.0軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析(one-ANOVA)，采用Duncan法進(jìn)行組間多重比較，顯著性水平設(shè)為0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 NaHCO3添加量對(duì)魚肉糜品質(zhì)的影響

從表3可見：隨著NaHCO3添加量的增加，魚肉糜的蒸煮損失開始減少，添加量為0.2%時(shí)蒸煮損失最低，保水性最佳(P<0.05)，當(dāng)增大添加量時(shí)，產(chǎn)品的蒸煮損失呈明顯上升趨勢(shì)；魚肉糜的硬度隨NaHCO3添加量的增加總體上呈下降趨勢(shì)；NaHCO3添加組魚肉糜的彈性均顯著低于對(duì)照組(P<0.05)，這是因?yàn)樘砑覰aHCO3會(huì)通過滲透壓作用使魚肉中水分滲出，導(dǎo)致彈性略有下降；咀嚼性隨著NaHCO3添加量的增大呈逐漸下降的趨勢(shì)；內(nèi)聚性變化不大(P>0.05)。因此，本試驗(yàn)條件下，NaHCO3的適宜添加量為0.2%。

表3 NaHCO3添加量對(duì)海鱸魚肉糜的影響Tab.3 Effects of NaHCO3 addition on minced flesh of sea bass Lateolabrax japonicus

2.2 海藻糖添加量對(duì)魚肉糜品質(zhì)的影響

從表4可見：蒸煮損失隨海藻糖添加量的增加呈先降低后上升的趨勢(shì)，當(dāng)添加量為0.2%時(shí)，蒸煮損失最低(P<0.05)；隨海藻糖添加量的增加，內(nèi)聚性和咀嚼性均呈先上升后下降的趨勢(shì)，而硬度和彈性則呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢(shì)。因此，本試驗(yàn)條件下，海藻糖的適宜添加量為0.2%。

表4 海藻糖添加量對(duì)海鱸魚肉糜的影響Tab.4 Effects of trehalose addition on flesh of sea bass Lateolabrax japonicus

2.3 大豆分離蛋白添加量對(duì)魚肉糜品質(zhì)的影響

從表5可見：添加大豆分離蛋白可明顯增加海鱸魚肉糜的硬度和咀嚼性，降低蒸煮損失和彈性；隨著大豆分離蛋白添加量的增加，除彈性外，魚肉糜質(zhì)構(gòu)特性各指標(biāo)均呈先上升后下降的趨勢(shì)；當(dāng)大豆分離蛋白添加量為3.5%～4.5%時(shí)，魚肉糜質(zhì)構(gòu)特性各指標(biāo)變化趨于穩(wěn)定，當(dāng)添加量過低(3.0%)時(shí)，魚肉糜硬度、咀嚼性較弱，而當(dāng)過量添加(5.0%)時(shí)會(huì)有令人不愉快的豆腥味，故過低和過高的添加量均不予考慮。因此，大豆分離蛋白的適宜添加量為3.5%～4.5%。

表5 大豆分離蛋白添加量對(duì)海鱸魚肉糜的影響Tab.5 Effects of soybean protein isolate addition on flesh of sea bass Lateolabrax japonicus

2.4 正交試驗(yàn)結(jié)果分析

采用正交試驗(yàn)優(yōu)化無磷保水劑的最佳配方，正交試驗(yàn)、極差分析和方差分析結(jié)果分別見表6、表7和表8。極差分析顯示：以蒸煮損失為指標(biāo)，3種因素的影響順序?yàn)楹Ｔ逄?B)>NaHCO3(A)>大豆分離蛋白(C)，最佳復(fù)合無磷保水劑配比為A1B3C1；以感官評(píng)定為指標(biāo)，3種因素的影響順序?yàn)楹Ｔ逄?B)>大豆分離蛋白(C)>NaHCO3(A)，最佳復(fù)合無磷保水劑配比為A1B3C1(表7)。方差分析顯示：海藻糖和大豆分離蛋白添加量對(duì)蒸煮損失有顯著性影響(P<0.05)；海藻糖添加量對(duì)海鱸魚肉糜感官評(píng)價(jià)有顯著性影響(P<0.05)(表8)。故確定海鱸魚肉糜無磷復(fù)合保水劑的最佳配方為A1B3C1，即NaHCO3添加量為0.1%，海藻糖添加量為0.3%，大豆分離蛋白添加量為3.5%。

表6 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Tab.6 Design and results of orthogonal experiment

表7 正交試驗(yàn)結(jié)果的極差分析Tab.7 Range analysis of orthogonal experiment results

表8 正交試驗(yàn)結(jié)果的方差分析Tab.8 Variance analysis of orthogonal experiment results

根據(jù)正交試驗(yàn)得出的復(fù)合保水劑最佳配比，以無添加劑的空白組為對(duì)照，進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)果見表9，優(yōu)化條件(A1B3C1)下的蒸煮損失和感官評(píng)價(jià)結(jié)果均優(yōu)于對(duì)照組，證明此優(yōu)化條件較為理想。

表9 優(yōu)化條件的驗(yàn)證Tab.9 Validation of optimization condition

2.5 復(fù)合無磷保水劑對(duì)魚肉糜微觀結(jié)構(gòu)的影響

對(duì)添加復(fù)合無磷保水劑的海鱸魚肉糜和空白組魚肉糜進(jìn)行微觀結(jié)構(gòu)觀察，2 000倍電鏡下的海鱸魚肉糜微觀結(jié)構(gòu)如圖1所示，空白組魚肉糜的組織結(jié)構(gòu)較松散，有許多空洞，而添加了復(fù)合無磷保水劑的魚肉糜組織結(jié)構(gòu)比空白組緊密，空洞也有所減少。

圖1 復(fù)合無磷保水劑對(duì)海鱸魚肉糜微觀結(jié)構(gòu)的影響Fig.1 Effects of compound non-phosphorus water retaining agent on the microstructure of flesh of sea bass Lateolabrax japonicus

3 討論

3.1 不同添加劑對(duì)未漂洗海鱸魚肉糜保水性的影響

NaHCO3呈堿性，可以改變產(chǎn)品肉質(zhì)的pH值，使魚肉中的肽鏈和肌原纖維蛋白間的靜電斥力增強(qiáng)，較好地與蛋白質(zhì)結(jié)合，從而產(chǎn)生緩沖、螯合和乳化的作用[19]。本研究中單因素試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，NaHCO3添加量為0.2%時(shí)蒸煮損失最低，保水性最佳，這也說明一定質(zhì)量濃度的NaHCO3處理可以提高魚肉糜的保水性，但過量添加會(huì)使肉糜中水分流失，反而使保水性下降，導(dǎo)致咀嚼性、彈性也隨之下降[20]。

海藻糖是現(xiàn)代人們追求“低熱量、低甜度”的一種安全糖類，具有顯著的保水作用。本研究中單因素試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)海藻糖添加量為0.2%時(shí)，蒸煮損失最低，這與王林等[21]得出的結(jié)論相同，適量添加可減少蒸煮過程中魚肉內(nèi)部水分的流失，但過量添加會(huì)破壞肌肉組織中的環(huán)境滲透壓，滲透壓升高反而使水分容易流失[22]。

大豆分離蛋白是一種氨基酸型表面活性劑，可以降低水的界面張力，使魚肉中的脂肪與水分形成穩(wěn)定的乳膠體系[23]，故添加大豆分離蛋白可以顯著提高產(chǎn)品的保水效果[24]。本研究中單因素試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)大豆分離蛋白添加量為3.0%～4.0%時(shí)，蒸煮損失變化緩慢，這與劉廣娟等[25]研究發(fā)現(xiàn)的添加量為4%的大豆分離蛋白可以改善低溫豬肉香腸保水性的結(jié)果一致。其原因可能是大豆分離蛋白吸水膨脹后，在熟制過程中蛋白變性凝固，使其內(nèi)部形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)鎖住水分，因此，具有較好的保水性能。

3.2 復(fù)合無磷保水劑對(duì)未漂洗海鱸魚肉糜微觀結(jié)構(gòu)的影響

本研究中，通過正交試驗(yàn)優(yōu)化得到無磷復(fù)合保水劑，對(duì)未漂洗海鱸魚肉糜有較好的保水效果，提高了魚肉糜的感官品質(zhì)和質(zhì)構(gòu)特性，通過電鏡觀察魚肉糜的微觀結(jié)構(gòu)可見，添加復(fù)合無磷保水劑后，海鱸魚肉糜組織結(jié)構(gòu)嚴(yán)密，空隙較小，說明其能增強(qiáng)蛋白質(zhì)中的分子間作用力，使蛋白質(zhì)間發(fā)生交聯(lián)形成凝聚體，從而保持住水分，使其持水能力更強(qiáng)[26-27]。

4 結(jié)論

1)NaHCO3、海藻糖和大豆分離蛋白對(duì)未漂洗的海鱸魚肉糜的質(zhì)構(gòu)特性及蒸煮損失均有顯著影響。

2)通過正交試驗(yàn)優(yōu)化得到未漂洗海鱸魚肉糜最佳復(fù)合無磷保水劑配方為0.1%NaHCO3、0.3%海藻糖和3.5%大豆分離蛋白，添加該復(fù)合無磷保水劑可使魚肉糜產(chǎn)品組織結(jié)構(gòu)緊密、空隙較小，蒸煮損失降低43.4%，感官評(píng)分達(dá)到95.8分，對(duì)未經(jīng)漂洗的海鱸魚肉糜保水性有顯著提高。

3)本研究中的復(fù)合無磷保水劑可替代傳統(tǒng)的磷酸鹽保水劑，適合應(yīng)用于未經(jīng)漂洗的海鱸魚肉糜的加工，在一定程度上提高了其保水性，也為其后續(xù)產(chǎn)品加工開發(fā)提供了理論依據(jù)。