魚糜制品及其凝膠特性研究進展

文/郭夢 武瑞赟 馬儷珍 李平蘭

魚糜是魚肉經(jīng)過清洗、采肉、漂洗、脫水等工序制得的深加工魚肉制品。將魚糜進一步擂潰，并添加調味輔料，利用不同方式成型后進行蒸煮或油炸等加熱處理，而得到的水產(chǎn)制品即為魚糜制品。魚肉香腸、魚糕、魚丸、魚豆腐、模擬蟹肉等均為魚糜制品的種類之一。

魚糜制品相比于其他魚肉類制品最大的優(yōu)勢在于魚肉原料不受限，無論是海水魚、淡水魚，還是優(yōu)質的白魚，或者不適合其他加工工藝的魚種均可用來制作魚糜制品。最初魚糜制品市場占有率最大的為凝膠性能好的阿拉斯加狹鱈魚，而近年來受到水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)蓬勃發(fā)展的推動，國際市場開始選擇商業(yè)價值小或者未被充分利用但產(chǎn)量較大的淡水魚肉原料來制作魚糜制品，深度發(fā)掘水產(chǎn)資源，提高經(jīng)濟價值。當前除了青魚、草魚、鰱魚、鳙魚這四大淡水魚已經(jīng)被用于魚糜制品制作外，鯰魚、鯉魚、鯽魚、鳊魚、鱸魚等淡水魚均被證實可作為魚糜制品原料。針對淡水魚凝膠性能較差的特點，國內外學者進行了大量研究。

一、魚糜制品凝膠形成機理

凝膠是指蛋白質相互交聯(lián)，形成的一種能夠包埋水分和其他小分子物質的連續(xù)性基質，主要的分子間作用力為疏水作用力、離子鍵、共價鍵（二硫鍵和共價交聯(lián)）和氫鍵。目前公認的魚糜凝膠化過程為：首先經(jīng)采肉、漂洗等操作制得糜狀魚肉；添加2%～3%的鹽斬拌；然后采用兩段式加熱，在40℃左右保存1h～4h，或者在更低的溫度下保存12h～24h，之后轉移到90℃左右加熱熟化；取出后冷卻即制成魚糜凝膠。

形成凝膠最重要的蛋白質為肌原纖維蛋白，是一種鹽溶性蛋白質，主要包括肌球蛋白、肌動蛋白、原肌球蛋白和肌原蛋白等。凝膠化過程中先加鹽斬拌的目的是使肌原纖維蛋白充分溶解，螺旋結構展開，氨基酸殘基充分暴露，呈現(xiàn)出溶膠狀態(tài)，此時肌球蛋白與肌動蛋白結合形成肌動球蛋白，是一種相對松散的網(wǎng)狀結構。

整個加熱過程中，先在低溫下保存一段時間為凝膠化階段。在這個階段里，轉谷氨酰胺酶發(fā)生作用，促進氨基酸殘基間發(fā)生交聯(lián)，使得原先松散的網(wǎng)狀結構變得更加致密有力，由溶膠變成凝膠。接著高溫90℃加熱，目的是快速通過50℃～70℃的凝膠裂化階段到達魚糕化階段。魚體內本身就存在著最適溫度在50℃～70℃的內源性組織蛋白酶，這種酶會降解已形成的網(wǎng)狀結構，破壞凝膠的質構特性，快速通過該溫度帶有利于凝膠結構的保持。到達90℃魚糕化階段后，肌原纖維蛋白的網(wǎng)狀結構變得有序并被固定下來，形成剛性不可逆凝膠，水分和其他輔料被包埋在蛋白網(wǎng)格內部，此時凝膠強度顯著增大。

正是因為魚糜制品的加工過程就是魚糜凝膠化的過程，因此魚糜制品的凝膠強度就成為了它最重要的品質特征，也是影響魚糜制品品質等級分布和價格高低的重要因素。

二、漂洗對魚糜制品凝膠特性的影響

漂洗的目的是優(yōu)化質量較差的魚肉，除去其中水溶性蛋白、腥味物質、有色雜質、內臟碎屑以及血污等，以達到濃縮肌原纖維蛋白，提高魚糜凝膠強度的作用。但過度漂洗會降低水產(chǎn)品風味、損失優(yōu)質蛋白、過度離子化降低凝膠強度，同時污水的排放會破壞環(huán)境。

因此學者對漂洗的次數(shù)和漂洗液種類進行選擇優(yōu)化。林琳等的研究結果顯示采用清水漂洗2次，鹽水漂洗1次的加工工藝，可以得到凝膠強度和白度較好的鰱魚魚糜。Priyadarshini B et al比較了不同漂洗介質下單次漂洗和傳統(tǒng)漂洗羅非魚魚糜的品質區(qū)別，確定堿性鹽水的單次漂洗能生產(chǎn)出品質更佳的羅非魚魚糜。Zhang L et al研究了含不同離子的漂洗水（蒸餾水、CaCl2、MgCl2）對鰱魚凝膠特性的影響，最終認定使用0.2% CaCl2漂洗能夠得到最佳凝膠特性。張浩等認定清水漂洗1次，0.30% NaHCO3溶液漂洗1次，0.15% NaCl溶液漂洗1次，魚肉與漂洗液質量比為1:5時，藍圓鯵魚糜品質特性最佳。

三、不同種類添加劑對魚糜制品凝膠特性的影響

在使用添加劑方面，淀粉類、非肌肉蛋白類、親水膠體類和轉谷氨酰胺酶研究最為廣泛。每種添加劑改善凝膠特性的原理不同。

淀粉類添加劑在魚糜制品的加工過程中吸水溶脹，同時作為填充劑存在于魚糜凝膠蛋白網(wǎng)格中，起到支撐作用，使得魚糜制品持水力增加，凝膠強度增大。余永名等認為添加10%馬鈴薯淀粉，或10%綠豆淀粉，或4%豌豆淀粉均可提高鰱魚魚糜凝膠強度，其中添加4%的豌豆淀粉后，魚糜凝膠的破斷力、破斷距離和凝膠強度與對照組相比，分別增加42%、27%和81%。Tabilomunizaga G et al研究顯示馬鈴薯淀粉和雞蛋清能夠有效提高高壓誘導的魚糜凝膠的持水力和微觀結構致密性。

有研究指出非肌肉蛋白中含有一些可與魚肉中的蛋白酶爭奪活性位點的抑制劑，使蛋白酶失活，從而有效地抑制蛋白自溶，達到提高魚糜制品凝膠強度的作用。Rawdkuen S et al研究結果表明乳清蛋白濃度越高，魚糜凝膠的凝膠特性就越佳。戴慧敏等通過正交試驗確定了谷朊粉改善低鈉鹽白鰱魚糜凝膠特性的最佳工藝，為谷朊粉添加量5.0%，加水量2.5%，鹽斬時間14min。楊賢慶研究結果顯示當?shù)扒宓鞍追厶砑恿啃∮?%時，草魚魚糜制品凝膠強度隨蛋清蛋白粉添加量的增加而增大，大于4%之后，凝膠強度呈現(xiàn)下降趨勢。

親水膠體是一類化學組成為多糖或蛋白質的大分子物質。在斬拌過程中，親水膠體與魚糜中的鹽溶性蛋白及不溶性蛋白質充分混合。加熱時，蛋白質分子和膠體分子在水的作用下充分展開，蛋白質與蛋白質、蛋白質與多糖、多糖與多糖之間發(fā)生相互作用，形成致密而穩(wěn)定的三維網(wǎng)狀結構，提高魚糜的凝膠強度和持水性能。Petcharat T et al研究了結冷膠對大眼鯛魚糜凝膠特性的影響，認定添加8%結冷膠粉末或6%結冷膠懸浮液能夠獲得最高凝膠強度。鄭紅利用復配膠體改善魚糜制品凝膠強度，結果顯示魔芋精粉、卡拉膠和黃原膠的最佳添加量分別為0.3%、0.3%、0.4%，此時魚糜制品的凝膠強度為482.50g/mm。

轉谷氨酰胺酶能夠促進反應體系中Gln的γ-酰胺基團與Lys的ε-氨基發(fā)生交聯(lián)，生成ε-（γ-Gln）-Lys異肽鍵。這種異肽鍵能夠改變蛋白質結構，改善凝膠性、持水性和流變性等性質。賈丹等的研究結果顯示轉谷氨酰胺酶可降低鳙魚糜發(fā)生膠凝所需的能壘，隨著轉谷氨酰胺酶的增加，凝膠強度先增大后減小，在添加量為28.08U/100g魚糜時達到峰值。Jiang et al發(fā)現(xiàn)向金線魚糜中加入0.3U/g轉谷氨酰胺酶在30℃下保溫90min或在45℃下保溫20min能獲得最大凝膠強度，而向鱈魚糜中加入0.2U/g轉谷氨酰胺酶在30℃下保溫60min即可得到最大凝膠強度。

四、新型替代熱處理方式對魚糜制品凝膠特性的影響

魚糜制品傳統(tǒng)制作工藝中的熱處理多選用蒸、煮、炸等方式，熱量由外向內傳遞，加熱速度慢、物料溫度梯度大、加熱時間長，易引起凝膠劣化而導致魚糜制品品質下降。因此當前國內外學者開始采用新型處理方式來替代傳統(tǒng)熱處理，以達到改善魚糜制品凝膠強度的作用。

超聲技術是指利用超聲的振動能量，在介質中產(chǎn)生強大的剪切力和高溫，改變物質的結構和功能、加速反應速度的技術。Zhang Y等利用250W超聲強度處理羅非魚魚糜，結果表明28kHz，45kHz和100kHz均能使魚糜制品的凝膠強度顯著增加。Fan D et al研究鰱魚魚糜時也發(fā)現(xiàn)伴隨超聲波強度的增大，凝膠強度也增加。

超高壓技術能夠利用高壓使魚肉體系中的酶失活，同時對維生素、色素和風味物質影響較小，因而可以很好地保持食品原有的營養(yǎng)價值、色澤和天然風味，當前在食品領域應用前景可觀。付強等研究發(fā)現(xiàn)鰱魚糜的凝膠強度隨著壓力增加呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢，在400 MPa壓力下達到最大值。Luo Xiaolin et al認為超高壓能夠有效改善魚糜制品的硬度和咀嚼性。

微波加熱是依靠物料組分與電磁波相互作用，將電磁能轉化為熱能，從而達到熱處理的效果。閆虹對微波加熱白鰱魚糜的工藝進行了優(yōu)化，單獨微波加熱的最佳工藝條件為微波功率600W、微波時間60s，此時凝膠強度608.64g·cm，持水性83.64%，白度75.79；水浴微波聯(lián)用加熱的最佳工藝條件為水浴溫度40℃，水浴時間1h，微波功率450W、微波時間60s，此時凝膠強度627.37g·cm，持水性85.37%，白度74.37。同時與傳統(tǒng)熱處理對比顯示，在提高白鰱魚糜凝膠特性方面，兩種微波加熱顯著優(yōu)于傳統(tǒng)水浴加熱（即水浴二段加熱），且水浴微波聯(lián)用加熱比單獨微波加熱更好。

五、前景與展望

由于魚糜制品無骨刺、腥味小、魚鮮味濃郁、口味豐富，因而受到廣大消費者喜愛。日本魚糜制品市場發(fā)展的最為成熟，多以即食性食品出現(xiàn)。當前我國市場上魚糜制品的定位大多是速凍食品，用于火鍋料理，這樣的市場定位限制了魚糜制品成為高端食品的可能。

但隨著國內休閑食品領域的快速發(fā)展，人們消費欲望及消費能力的持續(xù)提高，國內以魚豆腐為代表的即食性魚糜制品所制作的休閑食品逐漸成為重要的一部分，在2013年即食性魚豆腐市場銷售額就高達5億元，魚肉腸、魚肉脯均屬于即食性魚糜制品休閑食品范疇。

這樣巨大的一個市場需要更成熟的技術做支撐，以達到解決魚糜制品生產(chǎn)加工過程中的技術難題，提高品質特性，有效延長貨架期，降低經(jīng)濟成本的目的。另外，當前迅猛發(fā)展的人工養(yǎng)殖漁業(yè)也為魚糜制品市場提供了良好的基礎。因此，對魚糜制品及其凝膠特性的進一步研究具備廣闊的前景。