蛋清粉對魚糜油炸特性的影響及其機制

謝東飛 鄧奉紅 彭佩琪 黃 麗 胡秀婷 羅舜菁

魚糜是以新鮮魚肉為原料，經(jīng)過漂洗、斬拌、擂潰等加工工序制備而成[1]。魚糜可加工成各種魚丸、魚豆腐、魚腸、蟹棒等魚糜制品[2-3]。其中有一種類似于豆泡的特色油炸魚丸，內(nèi)部結(jié)構(gòu)疏松多孔，富有彈性，外表金黃，入口軟糯彈韌。這類魚丸常被用作煲湯、麻辣燙、火鍋的原料。鰱魚產(chǎn)量大，價格低廉，但鰱魚肌原纖維蛋白含量較低，肉質(zhì)粗糙，有較強的纖維感，蒸煮后有泥腥味，口感較差[4]。若將鰱魚加工制備成油炸魚丸，可有效解決上述問題，從而提高鰱魚的經(jīng)濟價值。然而，相對于其他魚種，油炸鰱魚魚丸存在孔隙率低、質(zhì)感硬、吸水性差等問題。

蛋清因其多種功能特性如起泡特性、乳化性、凝膠性能、增香作用等被廣泛用于食品工業(yè)[5]。蛋清中的蛋白質(zhì)主要為卵清蛋白和伴清蛋白[6]。卵清蛋白是一種球狀單體磷酸糖蛋白，具有較強的凝膠能力[7]。在凝膠化過程中，卵清蛋白展開呈熔融的球狀結(jié)構(gòu)，然后聚集形成三維凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[8]。因此，蛋清蛋白具有較強的凝膠性質(zhì)。陳海華等[9]通過對比淀粉類、蛋白類及卡拉膠類對魚糜凝膠性質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)蛋清提高魚糜凝膠性能的效果最好。周陽等[10]發(fā)現(xiàn)蛋清粉可顯著提高魚糜的凝膠特性。但在油炸條件下，添加蛋清對魚糜油炸特性的影響及其機制尚未見報道。

研究擬以鰱魚魚肉為原料，通過添加蛋清粉與魚糜進行復(fù)配，以孔隙率、硬度和吸水性等為評價指標(biāo)，探討蛋清添加量對魚糜制品油炸特性的影響，并對其影響機制進行探究，旨在為后續(xù)改善廉價魚糜的油炸特性提供指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料與試劑

新鮮鰱魚：市售；

玉米油：上海福臨門食品有限公司；

蛋清粉：鼎晟食品配料有限公司；

SDS-PAGE凝膠試劑盒、彩虹245廣譜蛋白Marker(11～245 kDa)、Bradford法蛋白濃度測定試劑盒：北京索萊寶科技有限公司；

考馬斯亮藍R-250：上海阿拉丁生化科技股份有限公司；

其他試劑均為分析純(AR)及以上。

1.1.2 主要儀器設(shè)備

數(shù)顯恒溫油浴鍋：HH-S型，金壇市成輝儀器廠；

自動脂肪測定儀：SZC-101型，浙江賽德儀器設(shè)備有限公司；

高速破壁調(diào)理機：九陽股份有限公司；

廚師機：TZW103型，上海雙立人亨克有限公司；

質(zhì)地分析儀：TA-XT Plus型，英國Stable公司；

高速分散機：T25 digital型，德國IKA公司；

電泳儀：Mini-Protean Tera Cell型，美國Bio-Rad公司；

流變儀：MCR-302型，奧地利Anton Paar公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 鰱魚魚糜制備 將新鮮鰱魚進行預(yù)處理，采肉、漂洗、斬拌機中空擂5 min(1 200 r/min)，水分控制在(88.0±1.0)%，分別加入0%，1.0%，5.0%，10.0%，15.0%的蛋清粉，擂潰5 min(1 200 r/min)，備用，整個處理過程將溫度控制在4 ℃左右。

1.2.2 油炸魚丸制備 將魚糜手工制備成魚丸(25.0 g)，并于(170±1) ℃玉米油中油炸10 min。冷卻至室溫，利用吸油紙吸去表面油脂。

1.2.3 硬度測定 根據(jù)Brannan等[11-12]的方法適當(dāng)修改。將油炸魚丸切成1.0 cm×1.0 cm×1.0 cm的小塊，固定于測定平臺。測前速率為2.0 mm/s，測試速率為1.0 mm/s，測后速率為2.0 mm/s，2次下壓間隔時間為5 s，負載類型為Auto-0.05 N，下壓距離為樣品高度的40%，探頭類型為P/0.5R；數(shù)據(jù)收集率為200 s-1，環(huán)境溫度為(20±2) ℃。對每個樣品進行6次平行測量并計算平均值。

1.2.4 吸水性能測定 將油炸魚丸于沸水中蒸煮5 min，取出并用吸水紙將表面水分吸干，并按式(1)計算油炸魚丸吸水率。

(1)

式中：

W——吸水率，%；

M1——油炸魚丸重量，g；

M2——油炸魚丸吸水后重量，g。

1.2.5 魚糜動態(tài)流變學(xué)性質(zhì)測定 參照徐志杰[13]的方法并適當(dāng)修改。準(zhǔn)確稱取2.0 g魚糜置于50 mm的平板上，載物臺與平板間距為l mm。利用3-甲基硅油密封載物臺與平板之間的孔隙，防止魚糜水分蒸發(fā)，并于線性黏彈區(qū)范圍內(nèi)及振動模式下進行溫度掃描。設(shè)置振動頻率1 Hz，應(yīng)變?yōu)?%，溫度以5 ℃/min的速度從20 ℃升溫至95 ℃，測定升溫過程魚糜彈性模量G′和儲能模量G″的變化。每個樣品重復(fù)測定3次，取平均值。

1.2.6 魚糜蛋白起泡性和泡沫穩(wěn)定性測定 參照Zhao等[14]的方法并適當(dāng)修改。取200 mg魚糜加入至20 mL PBS (10 mmol/L，pH 7.0)中，采用高速分散機將魚糜混合液在15 000 r/min下分散2 min，然后迅速轉(zhuǎn)移到100 mL 的量筒內(nèi)，分別于0，60 min記錄起泡體積V0及V60，并按式(2)、式(3)分別計算魚糜的起泡性和泡沫穩(wěn)定性。

(2)

(3)

式中：

FC——起泡性，%；

FS——泡沫穩(wěn)定性，%；

V0——第0 min的起泡體積，mL；

V60——第60 min的起泡體積，mL。

1.2.7 SDS-PAGE凝膠電泳 參照Wang等[15]的方法適當(dāng)修改。取500 mg蛋清粉及魚糜添加到10 mL pH為7.0 磷酸鹽緩沖液(0.1 mol/L PBS)中，并將混合物在10 000 r/min 均質(zhì)1 min。將勻漿液在4 ℃水浴中攪拌孵育60 min，10 000 r/min離心20 min，保留上清液，通過Bradford法測定上清液中蛋白質(zhì)濃度[16]，調(diào)整蛋白質(zhì)量濃度為1 mg/mL。取蛋白質(zhì)溶液(1 mg/mL)與加樣緩沖液以體積比為3∶1混合。加樣前，混合物沸水浴加熱8 min，離心得上清液。吸取10 μL上清液至每個泳道，分離膠和濃縮膠體積分數(shù)分別為12%，5%。樣品在濃縮膠中的遷移電壓為80 V，當(dāng)樣品進入分離膠時升高至120 V。完成電泳遷移后，將凝膠置于0.125%考馬斯亮藍R-250中染色60 min，并采用甲醇—冰乙酸(體積分數(shù)分別為5%，7.5%)溶液對染色后的凝膠進行脫色，直到出現(xiàn)清晰的蛋白條帶，利用凝膠成像儀對凝膠進行灰度掃描。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計及分析

使用SPSS 25.0軟件分析試驗數(shù)據(jù)，采用單因素方差分析(Duncan檢驗)對均值進行兩兩比較，置信區(qū)間為95%。使用Origin 2018、GraphPad Prism 8.0軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 對油炸魚丸孔洞結(jié)構(gòu)的影響

試驗發(fā)現(xiàn)，未添加蛋清粉的油炸魚丸組織致密，孔隙率低，內(nèi)部結(jié)構(gòu)只有一些細小的孔洞。添加蛋清粉后，油炸魚丸組織變得疏松，孔隙率增大，內(nèi)部逐漸形成了大孔結(jié)構(gòu)。當(dāng)?shù)扒宸厶砑恿繛?0.0%時，油炸魚丸的孔隙率最高，組織結(jié)構(gòu)最疏松，孔洞最大，內(nèi)部形成了空洞結(jié)構(gòu)。而添加15.0%蛋清粉的油炸魚丸組織變得致密，孔洞變小，可能是過多的蛋清粉與魚糜競爭水分，導(dǎo)致魚糜的初始水分下降，不利于油炸魚丸形成孔洞結(jié)構(gòu)。綜上，適量添加蛋清粉有利于油炸魚丸孔洞結(jié)構(gòu)的形成。

2.2 對油炸魚丸硬度的影響

由圖1可知，隨著蛋清粉添加量的增大，油炸魚丸硬度先降低后升高，當(dāng)?shù)扒宸厶砑恿繛?0.0%時，油炸魚丸的硬度最小，與油炸魚丸多孔結(jié)構(gòu)趨勢一致。因此，油炸魚丸的硬度取決于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，組織結(jié)構(gòu)越疏松，孔隙率越高，則硬度越低，可能是因為添加蛋清粉促進了油炸魚丸多孔結(jié)構(gòu)的形成，從而降低油炸魚丸的硬度。

2.3 對油炸魚丸吸水率的影響

由圖2可知，隨著蛋清粉添加的增大，油炸魚丸的吸水率先升高后降低，其中添加10.0%蛋清粉的油炸魚丸吸水率最高，與油炸魚丸多孔結(jié)構(gòu)趨勢一致，表明油炸魚丸的吸水率與其孔隙率呈正相關(guān)關(guān)系，較高孔隙率為水分提供了更多的遷移通道和儲存空間。蒸煮過程中，高吸水性油炸魚丸能很好地吸附湯汁，給予消費者獨特的爆汁口感。因此，蛋清粉的添加有利于改善油炸魚丸的食用品質(zhì)，其中添加10.0%蛋清粉油炸魚丸的食用品質(zhì)最佳。

字母不同表示差異顯著(P<0.05)圖1 蛋清粉對油炸魚丸硬度的影響Figure 1 Effects of egg white powder on hardness of fried fish balls

字母不同表示差異顯著(P<0.05)圖2 蛋清粉對油炸魚丸的吸水率的影響Figure 2 Effects of egg white powder on water absorption characteristics of fried fish balls

2.4 對魚糜動態(tài)流變學(xué)性質(zhì)的影響

由圖3可知，當(dāng)掃描溫度為20～95 ℃時，魚糜的儲能模量G′始終高于耗能模量G″，表明魚糜凝膠屬于彈性凝膠。當(dāng)溫度<50 ℃時，魚糜的儲能模量G′和耗能模量G″均隨溫度的升高而逐漸下降，在50 ℃時達最低值，表明鰱魚魚糜成膠溫度為50 ℃，且蛋清粉的添加并未顯著改變魚糜的成膠溫度。添加蛋清粉后，魚糜的G′和G″均增大，表明添加蛋清粉可顯著提高魚糜的凝膠強度。當(dāng)?shù)扒宸厶砑恿繛?.0%～10.0%時，魚糜的G′和G″均隨蛋清粉添加量的增加而增加；當(dāng)?shù)扒宸厶砑恿繛?0.0%時，75～95 ℃下魚糜的G′和G″均達最大值，當(dāng)?shù)扒宸厶砑恿繛?5.0%時，魚糜的G′和G″下降，說明在高溫條件下添加15.0%蛋清粉魚糜的凝膠強度低于添加10.0%蛋清粉魚糜的，可能是當(dāng)?shù)扒宸厶砑恿繛?5.0%時，蛋清粉與魚糜競爭水分，導(dǎo)致魚糜初始水分降低，從而減弱了魚糜的凝膠強度[17]。這與油炸魚丸內(nèi)部結(jié)構(gòu)趨勢一致，表明油炸魚丸孔隙率與魚糜凝膠強度呈正相關(guān)關(guān)系，即魚糜的凝膠強度越大，高溫條件下越有利于穩(wěn)定油炸魚丸的孔洞結(jié)構(gòu)，其孔洞結(jié)構(gòu)也越大。

2.5 對魚糜蛋白起泡特性的影響

由圖4可知，添加蛋清粉可降低魚糜的起泡性，提高魚糜的泡沫穩(wěn)定性。魚糜泡沫穩(wěn)定性的增加可能是由于蛋清粉的添加提高了魚糜的黏度，較高黏度會減緩液體的排放，有利于維持蛋白的泡沫穩(wěn)定性[18]。泡沫穩(wěn)定性結(jié)果與油炸魚丸孔洞結(jié)構(gòu)趨勢一致，表明油炸魚丸的孔隙率與泡沫穩(wěn)定性呈正相關(guān)關(guān)系，即泡沫穩(wěn)定性越強，魚糜在油炸過程中形成的泡沫越穩(wěn)定，越有利于油炸魚丸形成孔洞結(jié)構(gòu)。

圖3 蛋清粉對魚糜動態(tài)流變學(xué)性質(zhì)的影響Figure 3 Effects of egg white powder on dynamic rheological properties of surimi

2.6 SDS-PAGE凝膠電泳

由圖5可知，鰱魚魚糜蛋白譜帶主要有肌鈣蛋白(52 kDa)、肌動蛋白(43 kDa)及其他微弱的蛋白條帶[17]。蛋清粉主要有兩個蛋白條帶，分別為卵清蛋白(43 kDa)和伴清蛋白(77.9 kDa)。因此，添加蛋清粉后，魚糜中43，77.9 kDa蛋白條帶加深。與魚糜蛋白條帶相比，添加蛋清粉的魚糜出現(xiàn)了分子量100 kDa以上的新條帶，表明蛋清蛋白可能與魚糜蛋白發(fā)生交聯(lián)從而產(chǎn)生了大分子量的新蛋白條帶。蛋白質(zhì)的交聯(lián)可能會提高魚糜的凝膠性和泡沫穩(wěn)定性，從而提高油炸魚丸的孔隙率、改善其食用品質(zhì)。

3 結(jié)論

試驗表明，隨著蛋清粉添加量的升高，油炸魚丸孔隙率和吸水率先升高后降低，硬度先降低后升高，其中添加10.0%蛋清粉的效果最佳，表明蛋清粉的添加可改善油炸魚丸的食用品質(zhì)。此外，SDS-PAGE分析表明蛋清蛋白和魚糜蛋白可能會發(fā)生交聯(lián)形成聚合物，進而有利于提高魚糜的凝膠性和泡沫穩(wěn)定性，且油炸魚丸的孔隙率與魚糜的凝膠性、泡沫穩(wěn)定性呈正比。綜上，蛋清粉的添加提高了魚糜的凝膠性和泡沫穩(wěn)定性，從而增加魚糜在油炸過程中孔洞結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、提高油炸鰱魚魚丸的孔隙率和爆汁口感、改善其食用品質(zhì)，有利于鰱魚的高值化利用。研究的不足之處在于未系統(tǒng)地研究油炸工藝對魚糜油炸特性的影響及其機制，未來可進一步研究漂洗方式、油炸溫度、油炸時間等工藝對魚糜油炸特性的影響，進而改善廉價魚糜的油炸特性。

M. Maker 1. 鰱魚魚糜 2. 蛋清粉 3～6. 蛋清粉添加量分別為1.0%，5.0%，10.0%，15.0%的魚糜圖5 添加不同蛋清粉的魚糜SDS-PAGE電泳圖Figure 5 SDS-PAGE profile of surimi with different additions of egg white powder