無(wú)磷酸鹽魚丸品質(zhì)改良劑研究

高紅梅， 丁志剛， 唐世濤， 郭元新， 孫永康

(安徽科技學(xué)院 食品工程學(xué)院,安徽 鳳陽(yáng) 233100)

魚作為一種十分營(yíng)養(yǎng)而又健康的食材，深受人類的青睞，目前發(fā)展較快的是魚糜類制品中的魚丸[1-2]。魚丸因肉質(zhì)鮮美、營(yíng)養(yǎng)豐富，富含大量的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)，而魚丸加工是水產(chǎn)加工研究中較為重要的項(xiàng)目。制作魚丸時(shí)，磷酸鹽添加可以改善其味道和新鮮度，增其持水性，同時(shí)具有一定抗氧化作用，能在解凍后保持水產(chǎn)制品的鮮味和營(yíng)養(yǎng)，因此，目前成熟的魚丸加工中多使用復(fù)合磷酸鹽作為品質(zhì)改良劑[3]。但是，人體長(zhǎng)期過(guò)量攝入磷酸鹽會(huì)影響機(jī)體鈣磷元素平衡，容易引起骨折、骨骼變形和牙齒脫落等不良效應(yīng)。在魚丸加工過(guò)程中添加磷酸鹽品質(zhì)改良劑會(huì)導(dǎo)致魚丸中磷的含量更高，這無(wú)疑對(duì)人體健康存在一定潛在隱患，應(yīng)用于魚丸加工制品的無(wú)磷酸鹽品質(zhì)改良劑具有十分重要的意義[4]。TG酶具有提高水產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、改善蛋白質(zhì)質(zhì)構(gòu)、提高魚糜凝膠強(qiáng)度的作用，并賦予魚糜制品獨(dú)特的質(zhì)構(gòu)和良好的口感，卡拉膠具有增加保水性的作用，廣泛應(yīng)用于肉糜、魚糜等的加工生產(chǎn)中，蛋清蛋白具有良好的膠凝性，添加蛋清能有效提高膠凝作用，并增加魚丸的白度[2,5-7]。

本文以淡水鰱魚肉作為主材，通過(guò)物性質(zhì)構(gòu)分析及感官等指標(biāo)的測(cè)定以及正交試驗(yàn)得到最佳無(wú)磷酸鹽魚丸品質(zhì)改良劑配方。

1 材料與方法

1.1 供試材料

物性質(zhì)構(gòu)分析儀 CT310K(美國(guó)布氏工程試驗(yàn)室公司BROOKFIELD)；斬拌機(jī) BZBJ-5(中國(guó)艾博公司)；電子天平 PL6001-L (梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司)。

鰱魚，食鹽，味精，白砂糖，白胡椒粉，生姜，食用玉米淀粉，食用大豆分離蛋白，冰塊，卡拉膠，TG酶,均市售。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 魚丸加工工藝及基本配方 加工工藝為：原料魚→前處理→水洗→采肉→漂洗→脫水→ 精濾、絞肉→擂潰、斬拌→成型→凝膠化→加熱→冷卻包裝[8]?；九浞剑喊丛萧~肉100%計(jì)算，魚肉100%，食鹽3%，味精0.4%，蔗糖2%，生姜0.4%，白胡椒粉0.15%，冰水35%，大豆分離蛋白5%，玉米淀粉10%。

1.2.2 制丸操作要點(diǎn) 原料魚的處理和洗凈：先將原料魚洗凈,并清除腹腔內(nèi)的殘余內(nèi)臟或血污黑膜等，注意清洗要控制水溫10 ℃以下,以防蛋白質(zhì)變性[8]。

采肉：本試驗(yàn)采用人工采肉的方法，將魚骨刺、反結(jié)締組織、魚皮等全部剔除，取雪白的魚肉備用[8]。

漂洗：漂洗是指用水對(duì)所采的魚肉進(jìn)行洗滌,以除去魚肉中的水溶性蛋白質(zhì)、色素、氣味和脂肪成分,對(duì)提高魚糜制品的質(zhì)量有很大的作用,并使彈性和白度都有明顯提高[9]。

脫水：魚糜在脫水后要求水分含量在80%～82%。

擂潰或斬拌：擂潰是魚糜制品生產(chǎn)中的一個(gè)重要工藝之一,操作過(guò)程可分為空擂、鹽擂和調(diào)味擂潰三個(gè)階段，空擂一般5～10 min，然后加品質(zhì)改良劑斬拌10～15 min，調(diào)味擂潰時(shí)，將輔料加水?dāng)匕杈鶆蚝笤偌郁~糜一起斬拌，效果更好[9]。

成型：經(jīng)配料、擂潰后的魚糜具有很強(qiáng)的粘性和一定的可塑性,迅速取適當(dāng)質(zhì)量魚糜用手搓圓成丸型或手工擠成型，放置在托盤上[10]。

凝膠化：魚糜在成型之后加熱之前,一般需要較低的溫度條件下放置一段時(shí)間,以增強(qiáng)魚糜制品的彈性和保水性，將成型的魚丸放置在室溫下的水中凝膠化[11]。

加熱：將已充分凝膠化的魚丸放置在90 ℃水中恒溫水煮，以達(dá)到熟制的目的,并使蛋白質(zhì)變性凝固,形成具有彈性的凝膠體,還可以起到殺菌的目的。水煮的魚丸要經(jīng)常輕輕翻動(dòng)，以防互相粘連或粘鍋，待魚丸全部漂起時(shí)撈出，瀝去水分[8]。

包裝冷凍：放在袋中密封并冷凍貯藏。

1.2.3 試驗(yàn)方案 TG酶單獨(dú)添加量對(duì)魚丸品質(zhì)的影響 取上述制好的魚糜每份20 g，按照質(zhì)量比依次添加0、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%的TG酶，混合均勻，按照1.2.2節(jié)工藝制得魚丸(擠捏成型并迅速放入冷水中進(jìn)行凝膠化，加熱熟制)，冷卻后包裝好稱重，放置隔夜后進(jìn)行蒸煮損失測(cè)定、物性質(zhì)構(gòu)分析等[12-14]。

卡拉膠單獨(dú)添加量對(duì)魚丸品質(zhì)的影響 每份取制好的魚糜20 g，按照質(zhì)量比依次添加0、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%的卡拉膠，混合均勻，按照1.2.3節(jié)工藝制得魚丸，冷卻后包裝好后稱重，放置隔夜后進(jìn)行蒸煮損失測(cè)定、物性質(zhì)構(gòu)分析等。

蛋清單獨(dú)添加量對(duì)魚丸品質(zhì)的影響 每份取制好的魚糜20 g，按照質(zhì)量比依次添加0、1%、3%、5%、7%、9%的蛋清，混合均勻，按照1.2.3節(jié)工藝制得魚丸，冷卻后包裝好稱重，放置隔夜后進(jìn)行蒸煮損失測(cè)定、物性質(zhì)構(gòu)分析等。

完成上述單因素試驗(yàn)后，取TG酶添加量、卡拉膠添加量、蛋清添加量三因素，選擇三個(gè)較優(yōu)水平，做三因素三水平的正交試驗(yàn)，以魚丸的硬度、彈性、內(nèi)聚性、咀嚼性、感官評(píng)定(加權(quán)法)等為指標(biāo)，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)得三者添加的最佳的配方。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及分析方法

1.3.1 蒸煮損失的測(cè)定 將制得的魚丸冷卻后平測(cè)質(zhì)量，記為M1，冷藏過(guò)夜后取出，待恢復(fù)至常溫后，用干凈濾紙或食品級(jí)衛(wèi)生合格的紙巾吸去魚丸表面的水分[3]，再次進(jìn)行側(cè)質(zhì)量，記為M2，二者差值與原魚丸質(zhì)量的比值即為蒸煮損失率。

蒸煮損失率(%)=(M1-M2)/M1×100%

1.3.2 魚丸質(zhì)構(gòu)品質(zhì)的測(cè)定 采用美國(guó)布氏工程試驗(yàn)室公司生產(chǎn)的CT310K物性質(zhì)構(gòu)分析儀對(duì)魚丸進(jìn)行質(zhì)構(gòu)品質(zhì)的測(cè)定，該物性質(zhì)構(gòu)分析儀自帶分析軟件，可自行對(duì)需要的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和計(jì)算，得到精確的數(shù)據(jù)[2,14]。具體操作如下：將待測(cè)魚丸按組別分好，切成直徑20 mm，高度30 mm的圓柱小塊，依次放在物性質(zhì)構(gòu)分析儀的載物臺(tái)上；運(yùn)行物性質(zhì)構(gòu)分析儀系統(tǒng)軟件，將物性質(zhì)構(gòu)分析儀調(diào)成TPA質(zhì)構(gòu)分析模式，測(cè)試速度3 mm/s，目標(biāo)15 mm，壓縮次數(shù)兩次，采用TA39探頭依次對(duì)待測(cè)魚丸圓柱進(jìn)行測(cè)定[15]，測(cè)得魚丸的硬度、彈性、內(nèi)聚性、咀嚼性等指標(biāo)并做好記錄。

1.3.3 魚丸感官評(píng)定(加權(quán)法) 魚丸的感官評(píng)價(jià)不光要從口感上分析，色澤、組織狀態(tài)等對(duì)其質(zhì)量評(píng)價(jià)也有著十分重要的作用，因此，需要考慮到魚丸的各項(xiàng)感官指標(biāo)的權(quán)重，利用加權(quán)法計(jì)算總分[16]，將待測(cè)魚丸切成10 mm薄片，選擇10人按照魚丸感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[10]品嘗并打分，滿分為5分，彈性權(quán)重系數(shù)為0.4，組織狀態(tài)權(quán)重系數(shù)為0.3，色澤權(quán)重系數(shù)為0.2，鮮度和滋氣味的權(quán)重系數(shù)為0.1[8]。具體標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 魚丸感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1.1 TG酶單獨(dú)添加量對(duì)魚丸品質(zhì)的影響 按照1.2.3節(jié)處理，以TG酶添加量為變量(添加0、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%)，制得6組不同魚丸，并測(cè)得蒸煮損失數(shù)據(jù)(圖1)。

圖1 蒸煮損失圖(TG酶)

從圖1可見(jiàn)，TG酶添加量在0.5%時(shí)蒸煮損失最大，雖然在0.2%時(shí)有波峰，整個(gè)曲線有波動(dòng)，但不影響整體上升趨勢(shì)，也無(wú)法從中具體客觀得出添加量在某一個(gè)點(diǎn)時(shí)的蒸煮損失最大，只能看出隨著TG酶量的增加，魚丸的蒸煮損失明顯呈上升趨勢(shì)，即TG酶增加會(huì)加大蒸煮的損失。這可能是由于TG酶會(huì)促進(jìn)蛋白質(zhì)或多肽之間發(fā)生共價(jià)交聯(lián)，提高了與魚糜中的肌球蛋白、大豆蛋白等的交聯(lián)程度，使結(jié)構(gòu)更為緊密，整個(gè)體系的凝膠結(jié)構(gòu)也由松弛變得更加緊密，因而鎖在體系中的水分也會(huì)略有損失[17]，最終會(huì)導(dǎo)致蒸煮時(shí)的損失上升。測(cè)定TG酶處理后的魚丸，可得到彈性、硬度、咀嚼性、內(nèi)聚性等魚丸的品質(zhì)數(shù)據(jù)(表2)。

表2 TG酶對(duì)魚丸品質(zhì)的質(zhì)構(gòu)影響

從表2可見(jiàn)，TG酶添加后對(duì)魚丸品質(zhì)的影響十分顯著。隨著TG酶添加量的增加，硬度呈上升趨勢(shì)，在添加量為0.3%時(shí)達(dá)到最高，彈性、內(nèi)聚性、咀嚼性同樣如此。這是因?yàn)楣劝滨０忿D(zhuǎn)氨酶可以促進(jìn)魚糜蛋白質(zhì)分子內(nèi)的交聯(lián)、分子間的交聯(lián)、蛋白和氨基酸之間的連接以及蛋白質(zhì)分子內(nèi)谷氨酰胺基的水解，從而使蛋白質(zhì)得到改性，對(duì)水分子也有包容束縛能力，提高魚糜的持水性和凝膠強(qiáng)度[18]。在0.3%之后，隨著添加量的上升，硬度、彈性等都略有下降。這可能是因?yàn)轶w系中的酰胺基與賴氨酸殘基上的游離氨基等已經(jīng)反應(yīng)完全，殘余的蛋白酶使部分蛋白溶解，從而降低了凝膠強(qiáng)度[3-5]。

2.1.2 卡拉膠單獨(dú)添加量對(duì)魚丸品質(zhì)的影響 按照1.2.3節(jié)處理，以卡拉膠添加量為變量(添加0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%)，制得5組不同的魚丸，并測(cè)得蒸煮損失數(shù)據(jù)(圖2)。

圖2 蒸煮損失圖(卡拉膠)

從圖2可見(jiàn)，隨著卡拉膠的添加蒸煮損失率逐漸減降低，在添加0.3～0.5%時(shí)損失率變化趨于平穩(wěn)。這是因?yàn)榭ɡz具有良好的持水能力[11]，保護(hù)魚丸中的水分不致流失過(guò)多，從而降低了魚丸的蒸煮損失。

卡拉膠處理后對(duì)魚丸進(jìn)行質(zhì)構(gòu)測(cè)定并得到彈性、硬度、咀嚼性、內(nèi)聚性等品質(zhì)數(shù)據(jù)(表3)。

表3 卡拉膠對(duì)魚丸品質(zhì)的質(zhì)構(gòu)影響

從表3可見(jiàn)，隨著卡拉膠添加量的增加，各項(xiàng)指標(biāo)呈上升趨勢(shì)，在卡拉膠添加量為0.3%時(shí)，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到最高，效果最好。這是因?yàn)榭ɡz添加后會(huì)填滿魚糜蛋白和肌纖維的間隙，增加切斷面的光澤，使蛋白質(zhì)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)更加松軟，彈性增加，繼續(xù)添加卡拉膠，蛋白質(zhì)凝膠網(wǎng)格結(jié)構(gòu)增加，硬度、內(nèi)聚性、咀嚼性都會(huì)隨之上升[3,19]。隨著添加量增加，過(guò)高的填滿了魚糜蛋白和肌纖維的間隙造成硬度升高、彈性、下降。綜合后確定卡拉膠單獨(dú)添加時(shí)添加0.3%效果最好。

2.1.3 蛋清單獨(dú)添加量對(duì)魚丸品質(zhì)的影響 按照1.2.3節(jié)處理，以蛋清添加量為變量(添加0、1%、3%、5%、7%、9%)，制得6組不同的魚丸，測(cè)得蒸煮損失數(shù)據(jù)并記錄結(jié)果，見(jiàn)圖3。

圖3 蒸煮損失圖(蛋清)

從圖3可見(jiàn)，蛋清的添加對(duì)魚丸的蒸煮損失影響還是比較大的。雖然整體曲折較大，但依然可以看出添加量在3%、4%時(shí)，魚丸的蒸煮損失明顯降低，這是因?yàn)榈扒逯懈缓S富的蛋清蛋白，蛋清蛋白具有良好的凝膠性質(zhì)，添加到魚糜當(dāng)中，促進(jìn)了魚糜的凝膠化，從而增大了魚丸的持水能力，降低了蒸煮的損失。隨著蛋清進(jìn)一步的添加，魚丸的蒸煮損失明顯增大，損失嚴(yán)重，這是由于蛋清添加過(guò)多，無(wú)法與魚糜有效的結(jié)合，蒸煮過(guò)程中會(huì)以蛋白形式大量滲出，同時(shí)帶走魚丸的水分、蛋白質(zhì)等，加大了魚丸的蒸煮損失。

蛋清處理后對(duì)魚丸進(jìn)行質(zhì)構(gòu)測(cè)定并得到彈性、硬度、咀嚼性、內(nèi)聚性等魚丸的品質(zhì)數(shù)據(jù)(表4)。

表4 蛋清對(duì)魚丸品質(zhì)的質(zhì)構(gòu)影響

從表4可見(jiàn)，隨著蛋清添加量的增加，魚丸的硬度略有提高，尤其是彈性方面呈上升趨勢(shì)。這是由于蛋清是動(dòng)物蛋白質(zhì)，在魚糜制品可以當(dāng)作彈性增強(qiáng)劑使用，同時(shí)蛋清中富含蛋清蛋白，具有較好的凝膠作用，還會(huì)促進(jìn)魚丸的白度[4-7]。內(nèi)聚性也有一定上升，各項(xiàng)指標(biāo)在添加量為5% 時(shí)達(dá)到最佳。之后，隨著蛋清添加量的進(jìn)一步增加，硬度和咀嚼性減小的十分明顯，這是因?yàn)榈扒逄砑舆^(guò)多，導(dǎo)致魚糜過(guò)度稀化，蛋白質(zhì)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)變得松軟和松散，從而使得魚丸的硬度和咀嚼性大幅下降，軟化嚴(yán)重，且蒸煮損失明顯。

綜合數(shù)據(jù)，可以得出蛋清單獨(dú)添加量在5% 時(shí)，魚丸的品質(zhì)最佳。

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.2.1 正交分析因素水平的選取 在上述單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選取卡拉膠添加量、TG酶添加量、蛋清添加量三個(gè)因素，根據(jù)單因素試驗(yàn)的結(jié)果分別選取三個(gè)因素的較優(yōu)水平，進(jìn)行三因素三水平的正交分析試驗(yàn)[20-21](表5)。

表5 正交試驗(yàn)因素水平表

2.2.2 正交分析 以質(zhì)構(gòu)特性和感官評(píng)定等為指標(biāo)，對(duì)正交試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析(表6和7)。

表6 感官評(píng)定得分(加權(quán)法)

表7 正交試驗(yàn)方案及結(jié)果

根據(jù)正交試驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)的極差分析(表8～12)。

表8 硬度極差分析

表9 彈性極差分析

表10 內(nèi)聚性極差分析

表11 咀嚼性極差分析

表12 感官評(píng)定極差分析

根據(jù)表8～12對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)做的極差分析，得到各因素對(duì)質(zhì)構(gòu)分析及感官評(píng)價(jià)的影響主次及最優(yōu)組合(表13)。

表13 各因素對(duì)質(zhì)構(gòu)分析及感官評(píng)價(jià)影響及優(yōu)組合感官評(píng)定極差分析

3 結(jié)論與討論

綜合分析，不同的指標(biāo)因素因主次不盡相同，最優(yōu)方案也不同，進(jìn)行綜合考慮因素C對(duì)各指標(biāo)的影響相對(duì)較大，因此最優(yōu)組合選C2或C3；同理，可以看出次要因素應(yīng)選因素A，選A1或A2；因素B選B1或B2。因素A、B主要為次要因素，因此以降低消耗為原則，則AB組合應(yīng)選用A1B1，綜合上述，較優(yōu)方案為A1B1C2和A1B1C3。再結(jié)合感官評(píng)定的極差分析結(jié)果，確定出研制無(wú)磷酸鹽魚丸品質(zhì)改良劑的最優(yōu)方案為A1B1C3即添加卡拉膠0.2%，谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶0.2%，蛋清7%，得到的魚丸感官良好，口感適口，且質(zhì)構(gòu)特性水平都較高。

谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶可以催化轉(zhuǎn)酰基反應(yīng)，從而導(dǎo)致蛋白質(zhì)或多肽之間發(fā)生共價(jià)交聯(lián)[1]。TG酶改性后，蛋白質(zhì)的膠凝性、塑性、持水性、水溶性、穩(wěn)定性等等都會(huì)得到改善[4-5]。應(yīng)用在水產(chǎn)品中，可以通過(guò)交聯(lián)作用，交聯(lián)上一些限制性氨基酸，從而提高水產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，同時(shí)通過(guò)添加TG酶，還可以提高魚丸的持水性，增加凝膠強(qiáng)度，對(duì)研究磷酸鹽的替代品具有十分重要的價(jià)值[20]。