海水魚丸加工工藝及外源添加劑對高溫殺菌后魚丸品質(zhì)保持研究

常莉莉,崔浩哲,張志慧,于佳卉,楊 賀,唐 越

(大連工業(yè)大學(xué)食品學(xué)院,國家海洋食品工程技術(shù)研究中心,遼寧大連 116034)

魚糜制品是我國重要的水產(chǎn)加工產(chǎn)品之一,營養(yǎng)價(jià)值豐富,含有人體8種必需氨基酸,并且脂肪和膽固醇的含量低,容易消化[1]。其入口鮮香、口感彈嫩,深受消費(fèi)者的喜愛,是一種發(fā)展前景良好的現(xiàn)代水產(chǎn)加工食品。魚丸是我國常見的魚糜制品之一,用于魚丸生產(chǎn)的原料最初為狹鱈,其在海上直接加工成冷凍魚糜,現(xiàn)在多為草魚、墨魚、鰱魚等海洋捕撈的副產(chǎn)品[2]。

闕斐等[3]以草魚魚糜和內(nèi)酯豆腐為原料,進(jìn)行單因素和正交試驗(yàn),以感官評分和凝膠強(qiáng)度為指標(biāo),研制出內(nèi)酯豆腐魚丸,結(jié)果表明,魚丸制作的最優(yōu)配方是糖3%、馬鈴薯淀粉7%、食鹽3%、內(nèi)酯豆腐20%、黑胡椒粉0.8%、魚糜50%和水10%。陳躍文等[4]探究食鹽添加量和鹽擂時(shí)間對墨魚魚丸綜合品質(zhì)的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn),食鹽添加量為3%、鹽擂時(shí)間10～15 min時(shí),墨魚魚丸凝膠特性最好,保水性、白度值、質(zhì)構(gòu)特性及口感滋味也較優(yōu)。目前,我國海水魚類加工產(chǎn)量逐年遞增,在加工過程中產(chǎn)生大量低值漁業(yè)副產(chǎn)物,將其制成雜魚糜可有效提高經(jīng)濟(jì)價(jià)值。然而,目前對于以海水雜魚糜為原料的魚糜制品的品質(zhì)研究還鮮有報(bào)道。

在生產(chǎn)過程中通常采用高溫殺菌的方式來獲得保質(zhì)期較長的魚丸產(chǎn)品。高溫處理會(huì)影響水和蛋白質(zhì)之間的相互作用,蛋白質(zhì)因共價(jià)結(jié)合發(fā)生聚集,導(dǎo)致凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的空隙變大,纖維骨架細(xì)化,凝膠強(qiáng)度下降,魚糜凝膠遭到嚴(yán)重破壞,從而降低魚丸食用品質(zhì)[5]。因此改善高溫殺菌后魚糜制品品質(zhì)是保證產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。在魚丸加工過程中,通常加入可食用的外源添加劑以提高魚丸品質(zhì),其中卡拉膠和轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶(TG酶)是重要的外源添加劑,加入魚丸后能夠保護(hù)凝膠結(jié)構(gòu)或提高耐熱性?？ɡz是帶負(fù)電荷的多糖,不僅自身能交聯(lián)形成凝膠,還能與魚糜蛋白相互作用形成魚糜蛋白-親水膠體凝膠,并與帶負(fù)電荷的魚糜蛋白的羧基形成魚糜蛋白-卡拉膠凝膠,從而提高魚糜的凝膠強(qiáng)度[6]。TG酶是一種轉(zhuǎn)移酶,它能夠促使酰基發(fā)生轉(zhuǎn)移反應(yīng),催化蛋白質(zhì)中L-賴氨酸的ε-氨基和谷氨酸的γ-羥酰氨基交聯(lián),從而促進(jìn)肌球蛋白分子間的交聯(lián),提高魚糜的凝膠強(qiáng)度[7]。Feng等[8]研究中華絨螯蟹肉的添加量及TG酶對鰱魚魚糜凝膠特性的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn),隨著蟹肉比例的增加,蛋白質(zhì)的斷裂力和變形顯著降低,而添加TG酶后會(huì)進(jìn)一步改善其混合凝膠的性能。Eom等[9]研究卡拉膠添加量對低鹽阿拉斯加鱈魚魚糜品質(zhì)影響,結(jié)果表明,含1%卡拉膠和KCl的魚糜具有較好的凝膠強(qiáng)度,并且卡拉膠的加入能夠進(jìn)一步增加魚糜凝膠的斷裂力和凝膠強(qiáng)度。因此,通過添加外源添加劑可有效解決高溫殺菌魚丸的凝膠質(zhì)構(gòu)特性差及持水性弱等問題,從而可以改善高溫殺菌魚丸的食用品質(zhì)。

本研究以海水雜魚糜為原料,探究淀粉、大豆蛋白及食鹽添加量對魚丸持水性、凝膠強(qiáng)度、彈性和感官評價(jià)的影響,在單因素的基礎(chǔ)上,以感官評價(jià)為指標(biāo),采用正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化海水魚丸的最佳配方。高溫殺菌處理雖然能延長魚丸產(chǎn)品的保質(zhì)期,但也會(huì)帶來魚丸食用品質(zhì)下降的不利影響。為改良高溫殺菌后海水魚丸的品質(zhì),本文以白度、持水性、彈性、硬度、凝膠強(qiáng)度為指標(biāo),結(jié)合海水魚丸的熱穩(wěn)定性及微觀形貌,研究添加卡拉膠、TG酶或兩者復(fù)配對高溫處理后海水魚丸品質(zhì)的影響,為魚糜制品的品質(zhì)提升及工業(yè)化生產(chǎn)提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮海水雜魚糜 北海日然食品有限公司,-18 ℃凍藏保存;大豆蛋白粉 河南萬邦有限公司;轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶(TG酶)、卡拉膠 浙江一諾生物科技有限公司;食鹽、料酒、姜粉、淀粉 市售。

SCCWE 101萬能蒸烤箱 德國RATIONAL公司;TA.XT.PLUS型質(zhì)構(gòu)儀 英國SMS公司;UltraScan Pro型測色儀 美國HunterLab公司;反壓高溫蒸煮鍋 廣州標(biāo)際包裝設(shè)備有限公司;CF16RXII高速冷凍離心機(jī) 日立HITACHI公司;200型電子天平 美國G&G公司;DSC250差示掃描微量熱儀 美國TA公司;JSM-7800F掃描電鏡 日本電子株式會(huì)社。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 海水魚丸制作工藝流程 魚丸制作參考韓靜文[10]的方法,并略作修改。冷凍海水雜魚糜→解凍→空斬→加入輔料→均勻攪拌→成型→凝膠化→冷卻→4 ℃保存待測

海水魚丸基礎(chǔ)配方:海水雜魚糜100 g、姜粉1 g、料酒3 g、水40 g、蔥3 g。

操作要點(diǎn):取冷凍海水魚糜在4 ℃條件下解凍24 h,將已解凍的魚糜置于斬拌機(jī)中空斬5 min,按實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)依次加入淀粉、大豆蛋白、食鹽、姜粉1%、料酒3%、水40%、蔥3%(添加量以魚肉質(zhì)量為百分比),繼續(xù)斬拌15 min,斬拌過程中控制溫度在10 ℃以下。斬拌后,裝模成魚丸狀,采用兩段式加熱法進(jìn)行凝膠化,即40 ℃水浴加熱30 min后90 ℃水浴加熱30 min。冷卻至室溫后,放置4 ℃保存待測。

1.2.2 單因素實(shí)驗(yàn)

1.2.2.1 淀粉添加量對魚丸品質(zhì)的影響 在魚糜中添加1%食鹽,1%姜粉,3%料酒,40%水,3%蔥末,4%大豆蛋白粉,同時(shí)分別添加0%、5%、10%、15%、20%比例的淀粉,測定魚丸持水性、凝膠強(qiáng)度及彈性,同時(shí)進(jìn)行感官評價(jià)。

1.2.2.2 大豆蛋白粉添加量對魚丸品質(zhì)的影響 在魚糜中添加1%食鹽,1%姜粉,3%料酒,40%水,3%蔥花,15%淀粉,同時(shí)分別添加0%、2%、4%、6%、8%比例的大豆蛋白,測定魚丸持水性、凝膠強(qiáng)度及彈性,同時(shí)進(jìn)行感官評價(jià)。

1.2.2.3 食鹽添加量對魚丸品質(zhì)的影響 在魚糜中添加1%姜粉,3%料酒,40%水,3%蔥花,15%淀粉,4%大豆蛋白粉,同時(shí)分別添加0%、1%、2%、3%、4%比例的食鹽,測定魚丸持水性、凝膠強(qiáng)度及彈性,同時(shí)進(jìn)行感官評價(jià)。

1.2.3 正交試驗(yàn) 在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,選取淀粉、大豆蛋白粉、食鹽添加量為正交試驗(yàn)因素,進(jìn)行正交試驗(yàn),如表1所示。制作出對應(yīng)的海水魚丸并對其進(jìn)行感官評分。

表1 正交試驗(yàn)因素水平

1.2.4 外源添加劑對高溫處理后海水魚丸品質(zhì)的影響 冷凍海水雜魚糜→解凍→空斬→加入輔料、外源添加劑→均勻攪拌→成型→凝膠化→冷卻→真空包裝→高溫殺菌→成品→冷卻→4 ℃保存待測,海水魚丸基礎(chǔ)配方及具體操作方法同1.2.1。

將海水魚丸分為四組,分別為添加0.2%卡拉膠(卡拉膠組)、0.4% TG酶(TG酶組)及0.18%卡拉膠與0.42% TG酶混合物(卡拉膠∶TG酶=3∶7)(卡拉膠+TG酶組),未加外源添加劑的魚丸為空白組,將各組海水魚丸真空包裝后進(jìn)行高溫殺菌(121 ℃,15 min),以白度、持水性、彈性、硬度、凝膠強(qiáng)度為指標(biāo),結(jié)合海水魚丸的熱穩(wěn)定性及微觀形貌,以提升高溫殺菌后海水魚丸食用品質(zhì)為目的,確定最佳外源添加劑。

1.3 指標(biāo)測定

1.3.1 凝膠強(qiáng)度測定 根據(jù)Zhang等[11]的方法略作修改。將海水魚丸切成1 cm×1 cm×1 cm的立方體,利用質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)行測定。測試參數(shù)如下:探頭類型P5/s,測前速度2 mm/s,測試速率1 mm/s,測后速度10 mm/s,壓縮比50%。

1.3.2 質(zhì)構(gòu)測定 在Zhang等[12]的方法基礎(chǔ)上略作修改。將海水魚丸切成1 cm×1 cm×1 cm的立方體,利用質(zhì)構(gòu)儀在TPA模式下進(jìn)行測定。測試參數(shù)如下:探頭類型P50,測前速度2 mm/s,測試速率1 mm/s,測后速度1 mm/s,壓縮比30%。質(zhì)構(gòu)數(shù)據(jù)選取:硬度和彈性。

1.3.3 持水性測定 參考焦道龍等[13]的方法,并略作修改。取3 g左右樣品稱重(m1),并用兩層濾紙包好放入50 mL離心管中,在4 ℃、3000 r/min條件下離心15 min后,取出樣品稱量(m2),并計(jì)算海水魚丸持水性(WHC)。

1.3.4 感官評價(jià) 選擇8位經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)的實(shí)驗(yàn)人員(均具有1 年以上魚糜制品評價(jià)經(jīng)驗(yàn)的食品科學(xué)研究生),采用雙盲法對海水魚丸樣品的滋味、氣味、色澤、組織形態(tài)以及彈性進(jìn)行感官評分,感官評分標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 感官評分標(biāo)準(zhǔn)

1.3.5 白度測定 利用測色儀對樣品進(jìn)行測定。將海水魚丸切成1 cm×1 cm×1 cm的立方體,測定海水魚丸的L*(亮度)、a*(紅度)、b*(黃度),并計(jì)算白度值(W)。

1.3.6 微觀結(jié)構(gòu)分析 采用掃描電子顯微鏡(SEM)來觀察樣品的斷面形態(tài)。海水魚丸樣品經(jīng)真空冷凍凍干后,將其切成長和寬均為 5 mm、厚1 mm的小塊粘附于樣品臺(tái)上,對樣品進(jìn)行離子濺射噴金處理進(jìn)而觀察樣品掰斷面的形態(tài)。選擇500倍放大倍數(shù)觀察樣品的微觀結(jié)構(gòu)。

1.3.7 差示掃描量熱(DSC)分析 稱取10 mg研磨后的樣品置于坩堝中,加蓋密封,并以空坩堝作為對照。將坩堝放入DSC儀中,掃描起始溫度為20 ℃,終止溫度為150 ℃,升溫速率為10 ℃。

1.4 數(shù)據(jù)處理

每組實(shí)驗(yàn)均至少做3次平行并取平均值,將所得數(shù)據(jù)采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行單因素方差分析(ANOVA)和多重比較(LSD Duncan),P<0.05具有顯著性差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 海水魚丸加工工藝單因素實(shí)驗(yàn)

2.1.1 淀粉添加量對海水魚丸品質(zhì)的影響 魚糜中的蛋白質(zhì)凝膠呈類似海綿的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),淀粉的加入能夠促使其形成致密的微孔結(jié)構(gòu),從而提高魚丸的彈性、凝膠強(qiáng)度等[14]。如圖1所示,隨著淀粉添加量的增加,魚丸的持水性和凝膠強(qiáng)度呈上升趨勢(P<0.05);彈性和感官評分隨淀粉添加量的增加均呈先升高后下降的趨勢,并在淀粉添加量為15%時(shí)達(dá)到最大值。淀粉受熱糊化吸收水分形成的凝膠填充在魚糜蛋白網(wǎng)絡(luò)中,從而增強(qiáng)了魚丸的彈性、感官評分等[15]。繼續(xù)加入淀粉,過量的淀粉會(huì)導(dǎo)致淀粉中的支鏈和直鏈交聯(lián)程度變得較為劇烈,阻礙部分蛋白質(zhì)間的伸展,降低魚丸的食用品質(zhì)[16]。顧音佳等[17]研究發(fā)現(xiàn),過量的淀粉會(huì)導(dǎo)致鰱魚魚丸硬度增大,口感較差,從而影響魚丸品質(zhì)。綜上所述,海水魚丸中淀粉的最適添加量為15%。

圖1 不同淀粉添加量對海水魚丸持水性、凝膠強(qiáng)度、彈性和感官評分的影響

2.1.2 大豆蛋白添加量對海水魚丸品質(zhì)的影響 在加熱過程中,大豆蛋白能夠結(jié)合脂肪和水,協(xié)助魚肉蛋白形成乳化液,促進(jìn)凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的形成,使魚糜制品呈均質(zhì)狀態(tài),提高魚丸彈性、持水性等[18]。如圖2所示,當(dāng)添加2%的大豆蛋白時(shí),海水魚丸持水性從89.11%±0.99%提高至91.30%±0.89%(P<0.05),而當(dāng)添加量大于2%,持水性不再隨添加量的增大而顯著性增加(P>0.05);從圖2可以看出,魚丸的凝膠強(qiáng)度隨大豆蛋白添加量的增加而不斷提高(P<0.05);隨大豆蛋白添加量的增加,魚丸的彈性和感官評分均呈先升高后下降的趨勢,并在大豆蛋白添加量為4%時(shí)達(dá)到最大值。大豆蛋白能夠通過增強(qiáng)魚糜的三維空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)來提高魚糜持水性、凝膠強(qiáng)度等[19]。然而隨著大豆蛋白添加量的增加,持水性、彈性、感官評分沒有持續(xù)增加的原因可能是由于添加大豆蛋白后的魚糜相對于魚糜原料,在凝膠形成過程中肌球重鏈的降解作用并不明顯[20],并且大豆蛋白還會(huì)與魚糜蛋白發(fā)生水分競爭[21],因此大豆蛋白添加量的增加對魚丸食品品質(zhì)并沒有顯著的提升效果。綜合考慮,海水魚丸中大豆蛋白的最佳添加量為4%。姜瞻梅等[22]研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)大豆蛋白添加量為4%時(shí),雞肉丸感官特性較佳,口感細(xì)膩,彈性好,此時(shí)彈性值為0.978,與本文研究結(jié)果相似。

圖2 不同大豆蛋白添加量對海水魚丸持水性、凝膠強(qiáng)度、彈性和感官評分的影響

2.1.3 食鹽添加量對海水魚丸品質(zhì)的影響 食鹽是影響魚丸凝膠形成和質(zhì)構(gòu)的關(guān)鍵因素,其能夠?qū)⒓≡w維蛋白充分溶出從而形成高彈性的魚糜凝膠[23]。如圖3所示,隨著食鹽添加量的增加,魚丸的持水性無顯著性變化(P>0.05);魚丸的凝膠強(qiáng)度則隨食鹽添加量的增加顯著提高(P<0.05)。彈性和感官評分隨食鹽添加量的增加均呈先升高后下降的趨勢,并在食鹽添加量為2%時(shí)達(dá)到最大值,此時(shí)彈性和感官評分分別為0.98±0.01、82.75±4.57,陳曦蕓[24]也發(fā)現(xiàn)加入2%的食鹽能夠有效改善魚丸的凝膠強(qiáng)度、口感風(fēng)味等,超過2%的添加量時(shí),則會(huì)使魚丸彈性下降、口感變差。這可能是由于食鹽的加入有利于鹽溶性蛋白溶出,能夠形成穩(wěn)定的凝膠體系,使得魚丸具有較好的持水性、凝膠強(qiáng)度等。而過量的食鹽會(huì)使分子間的靜電斥力發(fā)生較大的變化,蛋白質(zhì)分子相互靠近直至發(fā)生聚集,從而導(dǎo)致魚丸彈性下降,同時(shí)過量的食鹽還會(huì)使人的味覺器官在感受能力上不容易接受,造成魚丸食感變差[25]。綜上所述,海水魚丸中食鹽的最佳添加量為2%。

圖3 不同食鹽添加量對與海水魚丸持水性、凝膠強(qiáng)度、彈性和感官評分的影響

2.2 正交試驗(yàn)

選取淀粉、大豆蛋白、食鹽的添加量為試驗(yàn)因素,采用L9(34)進(jìn)行正交試驗(yàn),并對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行極差分析,由表3可知,淀粉、大豆蛋白和食鹽對海水魚丸的感官評分有不同程度的影響,影響因素由主至次分別為:B大豆蛋白>C食鹽>A淀粉,最優(yōu)組合為A2B2C1,即淀粉15%、大豆蛋白4%、食鹽1%時(shí),進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)得到在此條件下的感官評分為86.33±5.69。

表3 正交試驗(yàn)結(jié)果

2.3 外源添加劑對高溫殺菌后海水魚丸白度的影響

白度是評價(jià)魚糜制品品質(zhì)的重要指標(biāo)[10]。如圖4所示,未加添加劑時(shí),高溫殺菌處理會(huì)使海水魚丸的白度值發(fā)生顯著性變化(P<0.05),海水魚丸的白度值從71.23±0.83下降至66.30±1.46,這可能是因?yàn)楦邷貧⒕刽~丸發(fā)生蛋白質(zhì)變性、美拉德反應(yīng)以及焦糖化相關(guān)反應(yīng),從而產(chǎn)生褐色使魚丸顏色加深[26]。然而,外源添加劑的添加并沒有提高高溫殺菌后海水魚丸的白度,可能是因?yàn)橥庠刺砑觿┍旧淼念伾绊懥唆~丸的白度值[27],導(dǎo)致對高溫殺菌后海水魚丸的白度沒有改善作用。

圖4 外源添加劑對高溫處理后海水魚丸白度的影響

2.4 外源添加劑對高溫殺菌后海水魚丸持水性的影響

持水性表示肌肉在一定條件下結(jié)合或保持肌肉中水分的能力,同時(shí)也能夠反映魚糜制品的感官品質(zhì)。持水性越高,魚丸內(nèi)部水分越不易向外滲出,感官品質(zhì)越好[28]。由圖5所示,高溫殺菌前后對照組的海水魚丸持水性無顯著性差異(P>0.05)。添加外源添加劑后,未殺菌時(shí)所有樣品的持水性無顯著差異(P>0.05);單獨(dú)添加卡拉膠或TG酶的海水魚丸,高溫殺菌處理對其持水性的影響較小;同時(shí)添加卡拉膠和TG酶的海水魚丸經(jīng)高溫殺菌后其持水性最高,并且持水性的提升效果最為顯著(P<0.05),海水魚丸的持水性從76.39%±2.07%(未殺菌)提高至80.73%±0.78%(殺菌后)。在高溫條件下,外源添加劑能夠更好地與魚糜蛋白通過氫鍵和疏水作用形成交聯(lián)[29],卡拉膠具有親水性,能夠在魚糜凝膠網(wǎng)絡(luò)中維持水分的有序結(jié)構(gòu),TG酶的添加則進(jìn)一步加強(qiáng)了凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的交聯(lián)作用,因此,卡拉膠與TG酶復(fù)配后添加可以更好地提高高溫殺菌后海水魚丸的持水性。

圖5 外源添加劑對高溫處理后海水魚丸持水性的影響

2.5 外源添加劑對高溫處理后海水魚丸彈性和硬度的影響

硬度和彈性是測定魚丸品質(zhì)的重要指標(biāo),能夠影響消費(fèi)者對產(chǎn)品的喜愛程度。由圖6(A)和(B)可知,空白組中高溫殺菌后的海水魚丸其彈性和硬度相比于未殺菌魚丸分別下降了2.27%和6.79%,這可能是高溫殺菌對于由賴氨酸的氨基反應(yīng)形成“異構(gòu)肽”結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)具有破壞作用[30],也可能是由于溫度過高會(huì)使-S-S-基團(tuán)和-SH基團(tuán)發(fā)生裂解產(chǎn)生H2S或氧化成肌氨酸導(dǎo)致其總數(shù)減少,從而使魚糜中蛋白交聯(lián)形成的共價(jià)鍵遭到破壞[31],使得魚丸的彈性和硬度下降。圖6(A)所示,與空白組相比,添加單一添加劑或復(fù)合添加劑的海水魚丸,經(jīng)過高溫殺菌處理后均具有較好的彈性,高溫殺菌處理對單獨(dú)添加TG酶的海水魚丸的彈性影響較小,對單獨(dú)添加卡拉膠及同時(shí)添加卡拉膠和TG酶的海水魚丸的彈性影響較大(P<0.05),高溫殺菌處理可使添加復(fù)合添加劑的海水魚丸彈性最大(0.93±0.01)。由圖6(B)所示,與空白組相比,添加單一添加劑或復(fù)合添加劑的海水魚丸,經(jīng)過高溫殺菌處理后均能夠顯著提升魚丸硬度(P<0.05),且高溫殺菌處理后同時(shí)添加卡拉膠和TG酶的海水魚丸硬度最大(470.96±15.09 g)。張琳等[32]將魔芋多糖溶膠加入魚丸中,研究發(fā)現(xiàn)最適條件下所得魚丸硬度和彈性分別為535.02 g、0.923,此時(shí)魚丸口感較好,與本文研究結(jié)果相似。在加工過程中,卡拉膠會(huì)吸水膨脹,能夠填充于魚糜內(nèi)部空隙中,有助于魚丸彈性和硬度的增加[33];TG酶能催化賴氨酸的ε-氨基和谷氨酸殘基上的γ-酰胺基發(fā)生轉(zhuǎn)酰胺反應(yīng),殺菌條件更有利于TG酶催化肌原纖維蛋白形成更多 ε-(γ-谷氨酰胺)賴氨酸共價(jià)交聯(lián)鍵[34],促進(jìn)魚糜蛋白分子之間相互交聯(lián)。因此,同時(shí)加入卡拉膠和TG酶,經(jīng)高溫殺菌處理后魚肉蛋白質(zhì)之間的交聯(lián)作用會(huì)進(jìn)一步加強(qiáng),從而使魚丸的彈性和硬度增加。

圖6 外源添加劑對高溫處理后海水魚丸彈性(A)、硬度(B)的影響

2.6 外源添加劑對高溫處理后海水魚丸凝膠強(qiáng)度的影響

凝膠強(qiáng)度能夠反映魚丸的凝膠特性,是評價(jià)魚丸品質(zhì)的重要指標(biāo)。如圖7所示,高溫殺菌前后空白組的海水魚丸凝膠強(qiáng)度無顯著性差異(P>0.05)。與空白組相比,添加單一添加劑或復(fù)合添加劑的海水魚丸,經(jīng)過高溫殺菌處理后均能夠顯著提升魚丸凝膠強(qiáng)度(P<0.05),且高溫殺菌處理后單一添加TG酶和同時(shí)添加卡拉膠和TG酶的海水魚丸均具有較好的凝膠強(qiáng)度,其凝膠強(qiáng)度分別為191.96±4.31、191.43±12.84 g。TG酶有助于肌原纖維蛋白之間的交聯(lián),使凝膠主體結(jié)構(gòu)變得更加致密,從而改善魚丸的凝膠特性[34]。同時(shí)添加卡拉膠和TG酶后,卡拉膠通過吸水膨脹,能夠在高溫下鎖住更多的水分,卡拉膠和TG酶二者協(xié)同作用從而保持整個(gè)凝膠結(jié)構(gòu),提高魚丸凝膠強(qiáng)度[33]。

圖7 外源添加劑對高溫處理后海水魚丸凝膠強(qiáng)度的影響

2.7 外源添加劑對高溫處理后海水魚丸熱穩(wěn)定性的影響

差示掃描量熱法(DSC)能夠測定蛋白質(zhì)的吸收峰,用以反映魚丸蛋白的熱穩(wěn)定性變化[35]。在DSC圖譜中,吸熱峰值代表物質(zhì)的變性溫度,峰面積代表物質(zhì)的焓變值,其表示蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變所吸收的熱量和熱穩(wěn)定性,同時(shí)也反映了蛋白質(zhì)分子的聚集程度[36]。圖8所示為含有不同外源添加劑的海水魚丸殺菌前后的差式掃描量熱圖譜。經(jīng)過高溫殺菌后,空白組的魚丸焓變值下降了55.34 J/g,添加卡拉膠的海水魚丸焓變值提高了17.3 J/g,添加TG酶的海水魚丸焓變值沒有明顯變化,同時(shí)添加卡拉膠和TG酶的海水魚丸焓變值提高了20.07 J/g。以上結(jié)果表明,與添加單一添加劑的海水魚丸相比,添加復(fù)合添加劑的海水魚丸焓變值增加幅度更顯著,復(fù)合添加劑能夠更好地提高海水魚丸的熱穩(wěn)定性,使其具有較好的耐熱性。這可能是由于同時(shí)加入卡拉膠和TG酶會(huì)使魚丸中自由水被束縛在交聯(lián)形成的網(wǎng)絡(luò)中難以自由移動(dòng),導(dǎo)致蛋白質(zhì)受水分子的作用效果減弱,并且高溫條件下,卡拉膠和TG酶復(fù)配后能更好的誘導(dǎo)蛋白質(zhì)之間的交聯(lián)作用,從而使高溫處理后海水魚丸具有較好的熱穩(wěn)定性[37]。

圖8 外源添加劑對高溫處理后海水魚丸熱穩(wěn)定性的影響

2.8 外源添加劑對高溫處理后海水魚丸微觀結(jié)構(gòu)的影響

掃描電子顯微鏡常被用于觀察蛋白質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)。如圖9所示,經(jīng)過高溫殺菌后,空白組的魚丸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)疏松,結(jié)構(gòu)粗糙,空隙變大,這是由于高溫處理能夠破壞魚肉肌原纖維蛋白之間的非共價(jià)鍵相互作用,導(dǎo)致離子鍵和疏水作用下降,二硫鍵和氫鍵的作用上升,從而使得蛋白質(zhì)三、四級結(jié)構(gòu)遭到較大程度的破壞,導(dǎo)致凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)疏松[34]。添加卡拉膠或TG酶的海水魚丸,殺菌前后均能夠觀察到魚丸蛋白質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與對照組相比變得致密,這可能是由于卡拉膠與蛋白質(zhì)之間靜電交聯(lián)誘導(dǎo)魚丸凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)增強(qiáng)[9],TG酶的催化作用加強(qiáng)了肌原纖維蛋白之間的交聯(lián),使凝膠內(nèi)部的結(jié)合力增大[34],且在高溫條件下更有利于外源添加劑發(fā)揮作用,從而形成了致密的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。同時(shí)添加卡拉膠和TG酶,凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的規(guī)則性和致密性進(jìn)一步增加,這表明同時(shí)添加卡拉膠和TG酶能夠明顯改善高溫處理后海水魚丸的微觀形態(tài),使其具有較好的彈性、硬度和凝膠強(qiáng)度,進(jìn)一步驗(yàn)證了圖6和圖7的結(jié)論。

圖9 海水魚丸掃描電鏡圖(500×)

3 結(jié)論

通過單因素正交實(shí)驗(yàn)及卡拉膠、轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶(TG酶)或兩者復(fù)配的添加量對高溫殺菌后魚丸品質(zhì)影響的研究,最終確定魚丸的最佳配方為:以海水雜魚糜質(zhì)量為基數(shù),添加淀粉15%,大豆蛋白4%,食鹽1%,姜粉1%,料酒3%,水40%,蔥末3%,0.18%卡拉膠與0.42%TG酶混合物。添加復(fù)配比例為3∶7的卡拉膠與TG酶的混合物,能夠提高高溫殺菌后海水魚丸的凝膠強(qiáng)度、硬度和彈性,并使海水魚丸蛋白的熱穩(wěn)定性增強(qiáng),減少海水魚丸凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)間的間隙,從而改善高溫殺菌后海水魚丸的食用品質(zhì),為熱加工魚糜制品的品質(zhì)提升及工業(yè)化生產(chǎn)提供理論基礎(chǔ)。