高品質(zhì)草魚調(diào)理制品工藝優(yōu)化及保鮮技術(shù)

張語杰，郭星月，竇高樂，艾有偉,2，王麗梅，王宏勛，侯溫甫,2,

（1.武漢輕工大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，湖北 武漢 430023；2.湖北省生鮮食品工程技術(shù)研究中心，湖北 武漢 430023；3.武漢輕工大學(xué)生物與制藥工程學(xué)院，湖北 武漢 430023）

2018年我國漁業(yè)經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值達(dá)25 864.5億 元，其中淡水漁業(yè)產(chǎn)品總產(chǎn)量達(dá)3 156.2萬 t[1]，而用于精深加工的淡水產(chǎn)品僅為554.4萬 t，同比下降3.33%，加工比例距漁業(yè)發(fā)達(dá)國家80%左右的水平還有較大差距。魚肉調(diào)理制品是將魚骨、魚刺以手工或機(jī)械的方式剔除，魚肉切塊后在機(jī)械剪切力作用下攪碎成為魚糜，將魚糜和魚肉塊按照一定比例重新混合并在大豆分離蛋白（soy protein isolate，SPI）、卡拉膠、淀粉等添加劑相互作用下使魚肉蛋白形成緊密空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，將魚糜和肉塊黏連并凝膠化成型的魚肉深加工食品，具有低脂高蛋白的特點(diǎn)，口感鮮嫩不失彈性[2]，是一種附加值高的方便食品，具有較大的市場發(fā)展?jié)摿3]。一直以來初始加工如冷凍加工是我國水產(chǎn)品加工業(yè)主要的加工方式，經(jīng)過精深加工的高附加值、高技術(shù)含量產(chǎn)品少[4]。因此發(fā)展魚肉重組制品這類精加工程度高的水產(chǎn)品，能夠充分提升淡水魚類的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，符合當(dāng)代消費(fèi)者對方便食用且高營養(yǎng)價(jià)值食品的需求。

加工過程中，魚肉肌原纖維蛋白中的肌球蛋白作為一種鹽溶性蛋白，當(dāng)離子強(qiáng)度達(dá)到一定程度時(shí)會從被破壞的肌原纖維細(xì)胞中溶解出來，與魚肉中其他組分形成網(wǎng)狀凝膠結(jié)構(gòu)[5]。蛋白質(zhì)基團(tuán)受熱變性展開后在聚合作用下黏連成大分子的凝膠體，魚肉重組制品品質(zhì)良好的關(guān)鍵在于如何將魚肉蛋白較好的黏連起來。國內(nèi)外研究較多的能促進(jìn)黏連作用的黏連劑主要是谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶（transglutaminase，TG）、淀粉、SPI等。馬靜蓉等[6]研究發(fā)現(xiàn)通過添加2% TG和輔料能顯著提高鳶烏賊魚糜凝膠的硬度和彈性。羅通彪[7]研究指出了7% SPI對魚糜制品的凝膠強(qiáng)度有極顯著影響。草魚作為四大家魚之一，肉肥味美，深受人們喜愛，目前市面上主要以鮮活形式銷售，將草魚制成調(diào)理制品可豐富淡水產(chǎn)品的品類，市場潛力巨大。

為了更好維持冷藏類魚肉調(diào)理制品的品質(zhì)，保鮮劑的添加成為一種重要手段。其中，從天然原料中提取或通過生物工程技術(shù)進(jìn)行加工獲得的生物保鮮劑備受研究者關(guān)注[8]。開發(fā)和利用植物資源的天然抗氧化劑、抗菌劑等替代人工合成的添加劑，是當(dāng)前食品工業(yè)的研究熱點(diǎn)[9]。 現(xiàn)階段國內(nèi)外用于水產(chǎn)品保鮮的植物源保鮮劑主要有海藻酸鈉、迷迭香提取物、茶多酚、麝香草酚、蜂膠等，這些物質(zhì)應(yīng)用于水產(chǎn)品保鮮普遍具有較好的延長貨架期的作用，且對感官品質(zhì)無明顯影響[10-12]。芡實(shí)又名肇實(shí)，是一種藥食兩用的水生草本植物，Lee等[13]研究證明了芡實(shí)種仁具有抗氧化能力，芡實(shí)殼是芡實(shí)種仁加工過程中產(chǎn)生的主要副產(chǎn)物，約占種仁質(zhì)量的40%，有研究指出芡實(shí)殼提取物與VC、檸檬酸配合使用對花生油氧化穩(wěn)定性具有較好的增效作用[14-15]。劉永等[16]發(fā)現(xiàn)芡實(shí)殼提取物與海藻酸鈉制成的復(fù)合涂膜對魚肉有較好抑菌效果，能延長魚肉的二級鮮度6 d左右。目前，有關(guān)于芡實(shí)等水生蔬菜提取物中的活性成分功能性研究正被逐漸完善，宋晶等[17]在查閱古籍后證實(shí)芡實(shí)對腹痛、氣脫、煩渴虛熱、脾虛久瀉都有良好的功效。Das等[18]發(fā)現(xiàn)芡實(shí)殼提取物可改善大鼠缺血后的心室功能以及減少心肌梗塞面積。芡實(shí)種仁中黃酮、多酚、多糖、生物堿等活性物質(zhì)也具有一定抗炎、降脂、降血壓、降血糖、抑菌及抗腫瘤作用[19]，因此將芡實(shí)殼提取物應(yīng)用在草魚調(diào)理制品中不僅有望在不添加化學(xué)合成防腐劑情況下獲得較長貨架期，還具有保健功能等潛在價(jià)值。

目前，利用TG、SPI以及植物保鮮劑獲得高品質(zhì)的草魚魚肉調(diào)理制品的研究較少，因此本實(shí)驗(yàn)以草魚肉為原料，以凝膠強(qiáng)度為響應(yīng)值，利用響應(yīng)面分析法優(yōu)化草魚調(diào)理制品的加工工藝，進(jìn)一步考察芡實(shí)殼提取物對其品質(zhì)的影響作用，以期獲得高品質(zhì)的草魚魚肉調(diào)理制品，為草魚加工利用提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮草魚購于武漢市常青花園武商量販超市（產(chǎn)地：武漢市洪湖區(qū)）；芡實(shí)購于一號店。

TG 河南裕龍生物工程有限公司；ε-聚賴氨酸 浙江新銀象生物工程有限公司；SPI 上海源葉生物科技有限公司；食鹽 中國鹽業(yè)總公司；實(shí)驗(yàn)所用添加劑均為食品級。

1.2 儀器與設(shè)備

電子分析天平 美國Ohaus公司；HH-S2數(shù)顯恒溫水浴鍋 金壇市醫(yī)療儀器廠；TA-XT.plus質(zhì)構(gòu)儀 英國Stable Micro Systems公司；CR-410色差儀 日本 柯尼卡美能達(dá)控股株式會社；電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海一恒科技有限公司；HRP-9082MBE型電熱恒溫培養(yǎng)箱 上海博迅醫(yī)療生物儀器有限公司；MIR-254-PC型低溫培養(yǎng)箱 日本三洋電機(jī)株式會社；BCD-210SPAB型 電冰箱 無錫松下冷機(jī)有限公司；SW-CJ-2FD型雙人單面凈化工作臺 蘇州凈化設(shè)備有限公司；HBM-400D樣品均質(zhì)器 天津恒奧科技發(fā)展有限公司；XHF-D高速分散器（內(nèi)切式勻漿機(jī)） 寧波新芝生物科技有限公司；TGL-16M型臺式高速冷凍離心機(jī) 湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室儀器開發(fā)有限公司；V-1100D紫外分光光度計(jì) 上海美譜達(dá)儀器廠。

1.3 方法

1.3.1 草魚調(diào)理制品的加工工藝

新鮮草魚經(jīng)過清洗、宰殺、去頭、去皮、去內(nèi)臟，置于流動冰水中去除腹腔黑膜、血污及多余脂肪。手工采肉，用刀沿魚背切去主刺，去掉肌間刺及紅肉部分。將采得的魚肉置于預(yù)冷柜中預(yù)冷約30 min，至魚肉中心溫度4 ℃左右，取出斬拌成碎魚肉，斬拌過程中魚肉溫度保持在4～6 ℃，冰水浸泡攪拌清洗5 次，用8 層紗布過濾并擠壓碎魚肉控制水分，放入絞肉機(jī)中精細(xì)攪碎。將所得魚肉糜置于研缽中空擂10 min，添加食鹽、TG、SPI繼續(xù)擂潰，然后將0.5 cm見方魚肉粒裹上適量蛋清與魚糜混合，繼續(xù)擂潰20 min后成型，攪碎和擂潰過程中維持魚糜溫度在4～9 ℃。將成形后的產(chǎn)品先在40 ℃水浴池中加熱20 min，然后溫度調(diào)整為90 ℃水浴繼續(xù)加熱15 min，制成魚排制品，放置冷涼后備用。

1.3.2 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在恒定因素TG添加量3%、SPI添加量3%、NaCl添加量3%、擂潰時(shí)間20 min、魚糜與魚肉比4∶1的條件下，研究TG添加量（0、1%、2%、3%、4%、5%）、SPI（0、1%、2%、3%、4%、5%）、NaCl添加量（0、1%、2%、3%、4%、5%）、擂潰時(shí)間（10、20、30、40、50、60 min）以及魚糜與魚肉比（6∶1、5∶1、4∶1、3∶1、2∶1、1∶1）對草魚調(diào)理制品凝膠強(qiáng)度、持水力、白度值、感官得分的影響。

1.3.3 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，選取SPI添加量、TG添加量、NaCl添加量、擂潰時(shí)間為試驗(yàn)因素，以草魚調(diào)理制品凝膠強(qiáng)度為響應(yīng)值，根據(jù)響應(yīng)面分析法設(shè)計(jì)原理，設(shè)計(jì)4因素3水平響應(yīng)面試驗(yàn)，優(yōu)化草魚調(diào)理制品的加工工藝參數(shù)，響應(yīng)面試驗(yàn)因素及水平表如表1所示。

表1 響應(yīng)面試驗(yàn)因素和水平Table 1 Codes and levels of independent variables used for Box-Behnken design

1.3.4 白度的測定

將樣品切成厚度為5 mm的薄片，使用CR-410色差儀分別對樣品的L*（亮度）、a*（紅色/綠色）和b*（黃色/藍(lán)色）進(jìn)行測定[20]，每組樣品平行5 次，重復(fù)3 次，結(jié)果取平均值。草魚調(diào)理制品白度值（W）計(jì)算如 式（1）所示：

1.3.5 凝膠強(qiáng)度的測定

將制備好的魚排切成1 cm×1 cm×1 cm大小的方塊，質(zhì)構(gòu)儀測定樣品凝膠強(qiáng)度的測定條件為：探頭類型P/35，測前速率2 mm/s，觸發(fā)值10 g，測試速率1 mm/s，測后速率1 mm/s，下壓距離為樣品高度的60%，質(zhì)構(gòu)儀數(shù)據(jù)采集速率為500 pps。曲線上第一個(gè)峰上對應(yīng)的力（g）和距離（mm）分別是破斷力和凹陷距離。每樣品至少做3 次平行實(shí)驗(yàn)。凝膠強(qiáng)度計(jì)算 如式（2）所示：1.3.6 持水力的測定

準(zhǔn)確稱量（3.0±0.2）g（M1）厚度為2 mm的樣品，用濾紙對折包裹置于50 mL離心管中， 4 ℃、5 000 r/min離心10 min，離心后取出樣品稱其質(zhì)量M2（g）。每個(gè)樣品做3 次平行實(shí)驗(yàn)，樣品持水力計(jì)算如式（3）所示[21]：

1.3.7 感官評價(jià)

選擇8 名具有感官評定經(jīng)驗(yàn)的同學(xué)，對魚塊的組織結(jié)構(gòu)、外觀、氣味進(jìn)行感官評定，評定結(jié)果滿分10 分。評分標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

表2 魚排感官評分標(biāo)準(zhǔn)Tab1e 2 Criteria for sensory evaluation of fish steak

1.3.8 芡實(shí)殼提取物制備

用高速粉碎機(jī)粉碎后，稱取芡實(shí)殼粉末200 g，置于錘形瓶中，加入2 000 mL 60%乙醇溶液，首先采用60 ℃恒溫水浴提取30 min，隨后50 ℃超聲提取45 min，再次放入60 ℃恒溫水浴鍋中提取30 min，提取過程中不斷攪拌。真空抽濾、減壓濃縮，濾液濃縮液置于冷凍干燥機(jī)干燥3 d，獲得芡實(shí)殼提取物。提取物中黃酮含量的測定參照SZDB/Z 349—2019《食品中總黃酮的測定 分光光度法》，經(jīng)測定黃酮含量為（46.36±0.41）mg/mL。

1.3.9 減菌率的計(jì)算

式中：N0為未處理的魚糜制品空白組微生物菌 落數(shù)/（CFU/g）；Nt為芡實(shí)殼提取物處理后魚糜制品實(shí)驗(yàn)組微生物菌落數(shù)/（CFU/g）。

1.3.10 草魚調(diào)理制品保鮮處理

將所得魚排制品分為3 組，其中一組作為空白組，剩余2 組分別浸入0.5%聚賴氨酸溶液（陽性對照組）和0.5%芡實(shí)殼醇提液中浸泡3 min，瀝干，托盤包裝后置于4 ℃冷藏，待測。在第0、1、3、5、7、9天取樣，測其揮發(fā)性鹽基氮（total volatile base nitrogen，TVB-N）值、硫代巴比妥酸（thiobarbituric acid，TBA）值、感官評價(jià)、菌落總數(shù)指標(biāo)。

1.3.11 冷藏過程中草魚調(diào)理制品品質(zhì)指標(biāo)測定

TBA值測定參照GB 5009.181—2016《食品中丙二醛的測定》；TVB-N值測定參照GB 5009.228—2016《食品中揮發(fā)性鹽基氮的測定》；菌落總數(shù)測定與判斷參照 GB 4789.2—2010《食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 菌落總數(shù)測定》與GB 10132—2005《魚糜制品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析采用SPSS 19.0、Design-Expert 8、Excel 2010等軟件進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 NaCl添加量對品質(zhì)的影響

魚糜中含有大量的鹽溶性蛋白，而鹽溶性蛋白的溶出以及交聯(lián)作用會提高產(chǎn)品的保水性、黏結(jié)性等組織特性[22]。在實(shí)際生產(chǎn)中，通常會添加NaCl促進(jìn)鹽溶性蛋白析出，提高產(chǎn)品品質(zhì)。如圖1所示，NaCl添加量對草魚調(diào)理制品凝膠強(qiáng)度、持水力、感官得分影響顯著 （P＜0.05），對白度無顯著影響（P＞0.05）。當(dāng)NaCl添加量達(dá)到3%時(shí)產(chǎn)品的感官得分、凝膠強(qiáng)度、持水力同時(shí)達(dá)到峰值，此時(shí)產(chǎn)品彈性最好，組織緊密，出水較少，品質(zhì)最好。而繼續(xù)添加NaCl后，3 個(gè)指標(biāo)有下降趨勢，可能是因?yàn)榇藭r(shí)過量的NaCl導(dǎo)致失水作用增強(qiáng)且鹽溶性蛋白達(dá)到了飽和無法繼續(xù)溶出。

圖1 NaCl添加量對調(diào)理制品品質(zhì)的影響Fig. 1 Effect of NaCl addition on the quality of prepared fish products

2.1.2 TG添加量對品質(zhì)的影響

TG作為一種酶制劑，可以加強(qiáng)蛋白質(zhì)酶促交聯(lián)反應(yīng)，使魚糜中肌原纖維蛋白、肌球蛋白和肌動蛋白之間發(fā)生交聯(lián)，促進(jìn)蛋白質(zhì)的膠凝作用[23]。由圖2可知，TG添加量對凝膠強(qiáng)度、持水力和感官得分均有顯著影響 （P＜0.05），TG添加量對草魚調(diào)理制品的白度值無顯著影響（P＞0.05）。當(dāng)TG添加量達(dá)到3%時(shí)，凝膠強(qiáng)度、感官得分和持水力同時(shí)達(dá)到最大。當(dāng)繼續(xù)添加TG后，持水力趨于平穩(wěn)，而凝膠強(qiáng)度和感官得分略微下降。這是一方面由于蛋白質(zhì)底物濃度沒有變化，過量的TG也無法再進(jìn)一步加強(qiáng)蛋白質(zhì)交聯(lián)。另一方面，反應(yīng)同時(shí)有過量 ε-賴氨酸交聯(lián)作用發(fā)生，熱誘導(dǎo)蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形成的一致性受到了破壞[24]。

圖2 TG添加量對調(diào)理制品品質(zhì)的影響Fig. 2 Effect of TG addition on the quality of prepared fish products

2.1.3 SPI添加量對品質(zhì)的影響

圖3 SPI添加量對調(diào)理制品品質(zhì)的影響Fig. 3 Effect of SPI addition on the quality of prepared fish products

SPI是一種蛋白類食品添加劑，具有良好的黏接性、凝膠性、保水性等功能特性。在魚糜中添加SPI能賦予產(chǎn)品更好的組織結(jié)構(gòu)[25]。由圖3可知，在SPI添加量為3%時(shí)，凝膠強(qiáng)度、感官得分和持水力同時(shí)達(dá)到峰值。繼續(xù)添加SPI，凝膠強(qiáng)度和持水力略有下降趨勢，同時(shí)感官評價(jià)得分下降明顯（P＜0.05）。這是由于SPI本身呈淡黃色且有豆腥味，SPI添加過多則產(chǎn)品顏色偏黃且豆腥味較重。過量SPI還會因吸水過多導(dǎo)致蛋白質(zhì)分子外表的水化層變厚，反而阻礙了蛋白質(zhì)交聯(lián)作用，同時(shí)還造成了產(chǎn)品白度的下降。

2.1.4 擂潰時(shí)間對品質(zhì)的影響

擂潰過程主要是在剪切力作用下魚肉肌纖維進(jìn)一步被破壞，魚肉肌球蛋白得到充分溶出，進(jìn)而通過膠凝反應(yīng)形成緊密空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在魚肉調(diào)理制品生產(chǎn)過程中，擂潰工序會直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量。由圖4可知，擂潰時(shí)間對草魚調(diào)理制品的白度值影響較?。≒＞0.05），擂潰30 min后，凝膠強(qiáng)度、感官得分和持水力同時(shí)達(dá)到最大值。當(dāng)繼續(xù)增大擂潰時(shí)間時(shí)，凝膠強(qiáng)度、持水力和感官得分顯著下降（P＜0.05）。這是一方面由于擂潰時(shí)間過長，摩擦生熱導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性，凝膠劣變，使產(chǎn)品感官接受度下降，另一方面鹽溶性蛋白溶出量可能已經(jīng)達(dá)到飽和。

圖4 擂潰時(shí)間對調(diào)理制品品質(zhì)的影響Fig. 4 Effect of blending time on the quality of prepared fish products

2.1.5 魚糜與魚肉比例對品質(zhì)的影響

向魚肉糜中添加魚肉粒，可以使調(diào)理制品具有肉眼可辯的魚肉質(zhì)感，以增強(qiáng)消費(fèi)者的接受度，但是魚肉的添加一定程度上會對品質(zhì)指標(biāo)造成影響。由圖5可知，魚糜與魚肉比例的增大對凝膠強(qiáng)度、持水力以及白度指標(biāo)的影響并不顯著（P＞0.05），在魚糜與魚肉比為4∶1時(shí)，得到最高感官評分，此時(shí)產(chǎn)品包裹性最好，口感最佳。繼續(xù)增大魚糜與魚肉比例后，產(chǎn)品包裹性逐漸變差，彈性有所下降，導(dǎo)致感官評分顯著下降（P＜0.05）。

圖5 魚糜與魚肉比對調(diào)理制品品質(zhì)的影響Fig. 5 Effect of surimi to fish ratio on the quality of prepared fish products

2.2 響應(yīng)面法優(yōu)化草魚調(diào)理制品加工工藝

2.2.1 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)單因素試驗(yàn)的結(jié)果，以TG添加量、SPI添加量、NaCl添加量、擂潰時(shí)間為變量因素，凝膠強(qiáng)度為響應(yīng)值，采用Box-Behnken法進(jìn)行響應(yīng)面分析，結(jié)果見表3。

表3 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)結(jié)果Table 3 Box-Benhnken design with experimental results

對29 組數(shù)據(jù)進(jìn)行多元回歸擬合，得到以草魚調(diào)理制品凝膠強(qiáng)度為目標(biāo)函數(shù)的響應(yīng)面回歸方程為：

表4 試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷腁NOVA結(jié)果Table 4 Analysis of variance of the fitted quadratic regression model

由表4可知，凝膠強(qiáng)度的模型回歸的顯著性和可靠性極高（P＜0.01），失擬項(xiàng)不顯著（P＝0.066 1＞0.05），并由Design-Expert分析得出R2和分別為0.980 8、0.961 6，這表明方程擬合程度較高，模型高度顯著，模型選擇正確。一次項(xiàng)A、B、C、D和交互項(xiàng)BC、BD、CD具有極顯著影響，二次項(xiàng)A2、B2、C2、D2具有極顯著影響，而交互項(xiàng)AB、AC、AD影響不顯著。其中各因素影響程度為A＞C＞B＞D，即SPI添加量＞NaCl添加量＞TG添加量＞擂潰時(shí)間。該模型能夠較好地描述草魚調(diào)理制品加工工藝各項(xiàng)條件對其凝膠強(qiáng)度的影響。

圖6 SPI添加量、TG添加量、NaCl添加量和擂潰時(shí)間 交互作用對凝膠強(qiáng)度的影響Fig. 6 Response surface plots showing the interactive effects of SPI addition, TG addition, NaCl addition and blending time on the gel strength

從圖6可以看出，在擂潰時(shí)間30 min、NaCl添加量3%、TG添加量3%和SPI添加量3%的條件下，NaCl添加量與TG添加量、擂潰時(shí)間與TG添加量以及擂潰時(shí)間與NaCl添加量之間的交互作用均為顯著（P＜0.05）。隨著TG添加量增加，NaCl添加量處于低水平時(shí)，產(chǎn)品凝膠強(qiáng)度逐漸下降，而在NaCl添加量處于高水平時(shí)，則產(chǎn)品凝膠強(qiáng)度逐漸上升。隨著NaCl添加量的增加，TG添加量在各個(gè)水平均表現(xiàn)為產(chǎn)品的凝膠強(qiáng)度先上升后下降的趨勢。在TG與擂潰時(shí)間交互作用以及NaCl添加量與擂潰時(shí)間交互作用2 種情況下，隨著TG添加量、NaCl添加量和擂潰時(shí)間的增加，產(chǎn)品的凝膠強(qiáng)度均先上升后下降；而TG添加量與SPI添加量的交互作用、NaCl添加量與SPI添加量交互作用以及擂潰時(shí)間與SPI添加量交互作用均不顯著（P＞0.05）。這3 種交互條件下隨著擂潰時(shí)間和添加量的增加，產(chǎn)品的凝膠強(qiáng)度均先上升后下降。

2.2.2 優(yōu)化工藝的確定及驗(yàn)證

分析回歸模型可獲取響應(yīng)值凝膠強(qiáng)度的極值點(diǎn)，即獲得優(yōu)化后的最佳工藝參數(shù)：SPI添加量3.20%、TG添加量3.83%、NaCl添加量3.62%、擂潰時(shí)間27.14 min，此時(shí)模型預(yù)測凝膠強(qiáng)度為5 468.56 g·mm。根據(jù)實(shí)際可操作性，將擂潰時(shí)間設(shè)定為27 min開展3 次平行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，所得凝膠強(qiáng)度平均值為（5 328.51±19.71）g·mm， 與模型預(yù)測值的誤差在5%以內(nèi)，說明采用響應(yīng)面法優(yōu)化所得工藝參數(shù)較為準(zhǔn)確可靠。

2.3 芡實(shí)殼提取物對草魚調(diào)理制品品質(zhì)的影響作用

水生蔬菜提取物中的黃酮與多酚成分有一定的抑菌效果和抗氧化活性[26]，在茭白、菱角、蓮藕、水芋頭、芡實(shí)、慈姑和荸薺7 種常見水生蔬菜不同部位提取物中，芡實(shí)殼醇提物中的黃酮和多酚含量最高，分別達(dá)到了45.13%和43.96%，并通過抑菌圈以及MIC實(shí)驗(yàn)證實(shí)了芡實(shí)殼提取物對腐敗希瓦氏菌、金黃色葡萄球菌、熱殺索絲菌、假單胞菌、乳酸菌均有較好的抑制作用[27]。在篩選芡實(shí)殼醇提物處理質(zhì)量濃度的基礎(chǔ)上開展其對草魚調(diào)理制品品質(zhì)的影響作用研究。

圖7 芡實(shí)殼醇提物質(zhì)量濃度對產(chǎn)品冷藏期間品質(zhì)的影響Fig. 7 Effect of Euryale ferox salisb seed shell extract at different concentrations on product quality during cold storage

圖7 結(jié)果表明，由于提取液所含黃酮含量不同，對產(chǎn)品感官及微生物抑制效果存在差異。添加不同質(zhì)量濃度芡實(shí)殼醇提物后均能抑制產(chǎn)品中微生物的生長，并隨著提取物質(zhì)量濃度增大，減菌率升高。但由感官評價(jià)指標(biāo)可知，在提取物質(zhì)量濃度為5 mg/mL時(shí)產(chǎn)品感官得分達(dá)到最大值，繼續(xù)提高提取物濃度則感官得分降低。這是由于提取物溶液為褐色，提取物溶液質(zhì)量濃度增大影響了產(chǎn)品表面的色澤，感官得分降低。因此，綜合來看，芡實(shí)殼提取物質(zhì)量濃度為5 mg/mL時(shí)為產(chǎn)品抑菌的最佳處理質(zhì)量濃度。目前，有研究者探究了芡實(shí)、菱角等水生蔬菜提取物的不同部位提取物生物活性后發(fā)現(xiàn)，在多種水生蔬菜提取物中芡實(shí)和菱角殼、肉醇提物具有較高且相似的黃酮、多糖和多酚含量，這3 種物質(zhì)也是水生蔬菜提取物中主要的有效活性成分[28]。芡實(shí)殼提取物雖然缺乏直接的食用安全性報(bào)道，但類似的關(guān)于菱角殼的研究報(bào)道指出，菱角殼作為一味傳統(tǒng)中藥[29]，林健[30]在研究醇提法制備菱角種仁提取物口服液時(shí)，通過5 周小鼠急性毒性和亞急毒試驗(yàn)證明了即使在最大口服給藥量下（450 mg/kg），小鼠的各臟器與生理鹽水對照組相比也無顯著異常，菱角提取物未現(xiàn)毒副作用，此劑量遠(yuǎn)大于本實(shí)驗(yàn)中所用劑量，因此，芡實(shí)殼提取物作為添加劑使用具有良好的潛在可能性。

已有研究表明，微生物增殖是導(dǎo)致水產(chǎn)品腐敗變質(zhì)的主要原因，同時(shí)TVB-N值和TBA值分別反映了水產(chǎn)品中蛋白質(zhì)水解與脂肪氧化酸敗的程度[31-32]，因此三者能夠很好地指示產(chǎn)品品質(zhì)的劣變情況。此外，研究表明聚賴氨酸具有廣譜的抑菌性，對魚糜具有一定的保鮮 作用[33]，5 ℃冷藏條件下添加0.15%聚賴氨酸的魚糜制品保質(zhì)期能夠從2～3 d延長至6 d。本研究將聚賴氨酸處理作為陽性對照組，分析5 mg/mL芡實(shí)殼提取物對冷藏草魚調(diào)理制品品質(zhì)的影響，結(jié)果見圖8。

圖8 芡實(shí)殼提取物對產(chǎn)品冷藏期間品質(zhì)的影響Fig. 8 Effect of Euryale ferox salisb seed shell extract versus polylysine on product quality during cold storage

由圖8可知，芡實(shí)殼提取物有效的抑制了樣品中微生物的增殖以及TVB-N值和TBA值的增加，感官品質(zhì)也有更好的保持，與未處理組相比存在顯著性差異 （P＜0.05）。盡管與聚賴氨酸陽性對照組相比，芡實(shí)殼提取物在維持樣品品質(zhì)指標(biāo)方面還稍遜一籌，但從菌落總數(shù)指標(biāo)來看，空白組接近于國標(biāo)限制指標(biāo)的時(shí)間為冷藏第5天（菌落總數(shù)為4.41（lg（CFU/g））），而芡實(shí)殼提取物則為第7天（菌落總數(shù)為4.62（lg（CFU/g）））； 化學(xué)指標(biāo)方面，在冷藏第9天時(shí)，空白組TVB-N值和TBA值已達(dá)到24.27 mg/100 g和0.90 mg/kg，而芡實(shí)殼提取物處理組僅為空白組的80%和82%；感官評分方面，空白組在第9天時(shí)感官已不可接受，而芡實(shí)殼提取物處理組和陽性對照組則感官接受度依然良好。目前，聚賴氨酸的工業(yè)化生產(chǎn)主要依賴于微生物發(fā)酵法，其生物合成機(jī)理和抑菌機(jī)制尚未揭示清楚，阻礙了其商業(yè)化應(yīng)用[34]，而芡實(shí)殼提取物屬于純天然化合物類，具有顯著的抗氧化活性，且原料來源廣泛、生產(chǎn)易控、使用安全性高，相比于目前食品工業(yè)中常用的化學(xué)合成保鮮劑更具優(yōu)勢[35]。

綜上分析表明，5 mg/mL芡實(shí)殼提取物處理能夠較好地減緩草魚調(diào)理制品冷藏過程中品質(zhì)的劣變，延長草魚調(diào)理制品貨架期2 d左右。但是，值得指出的是，水生植物提取物目前也還存在提取效率低、有效成分純度低的問題[36]，在分子學(xué)層面上其保鮮機(jī)制也未得到完整的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，這些方面均需要開展更進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)探究。

3 結(jié) 論

利用響應(yīng)面分析法優(yōu)化了草魚調(diào)理制品加工工藝條件，獲得的凝膠強(qiáng)度回歸方程擬合程度高（R2=0.980 8），能夠較好地反映草魚調(diào)理制品加工工藝各條件對其凝膠強(qiáng)度的影響。其中TG添加量、SPI添加量、NaCl添加量和擂潰時(shí)間對凝膠強(qiáng)度影響顯著 （P＜0.05），NaCl添加量與TG添加量、擂潰時(shí)間與TG添加量以及擂潰時(shí)間與NaCl添加量之間均存在顯著交互作用（P＜0.05）；采用響應(yīng)面法優(yōu)化所得工藝參數(shù)較為準(zhǔn)確可靠，獲得優(yōu)化后的最佳工藝參數(shù)為SPI添加量3.20%、TG添加量3.83%、NaCl添加量3.62%、擂潰時(shí)間27 min、魚糜與魚肉比4∶1。5 mg/mL芡實(shí)殼提取物處理后可以減緩草魚調(diào)理制品冷藏過程中品質(zhì)的劣變，起到延長產(chǎn)品貨架期的作用。綜上所述，本研究獲得了魚肉質(zhì)感強(qiáng)、凝膠強(qiáng)度高、貨架期較長的高品質(zhì)草魚調(diào)理制品的加工工藝，為冷藏草魚調(diào)理制品的市場化開發(fā)提供了參考。