金線魚(yú)魚(yú)腸工藝配方的優(yōu)化研究

閻光宇，邱松林，陳曉婷，余 蕾*

(1.廈門(mén)海洋職業(yè)技術(shù)學(xué)院，福建 廈門(mén) 361102；2.福建省水產(chǎn)研究所，福建省海洋生物增養(yǎng)殖與高值化利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建 廈門(mén) 361013)

金線魚(yú)(Nemipterusvirgatus)為暖水性近底層魚(yú)類(lèi)，在我國(guó)主要產(chǎn)于南海、東海和黃海南部，是一種重要的海產(chǎn)經(jīng)濟(jì)魚(yú)類(lèi)，也是福建省重要的水產(chǎn)品精深加工的魚(yú)類(lèi)之一[1]。金線魚(yú)外形側(cè)扁為紡錘狀，魚(yú)體淺紅色且有光澤，側(cè)線為金黃色，且魚(yú)鰭上葉延長(zhǎng)成黃色絲狀，故俗稱紅衫、黃線、吊三，具有分布廣泛、價(jià)格低廉、肉質(zhì)細(xì)嫩等特點(diǎn)，是常見(jiàn)冷凍魚(yú)糜及魚(yú)糜制品的原料[2]。凝膠強(qiáng)度是衡量魚(yú)糜制品品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。金線魚(yú)肉質(zhì)細(xì)嫩且豐厚，具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，用其制備魚(yú)糜并應(yīng)用于魚(yú)腸的生產(chǎn)中，能有效改善魚(yú)糜制品的凝膠特性和魚(yú)腸的色澤，較好地解決了魚(yú)糜制品加工的關(guān)鍵技術(shù)，有利于魚(yú)腸品質(zhì)的提高。

電子鼻是利用特定的傳感器和模式識(shí)別系統(tǒng)并運(yùn)用多元統(tǒng)計(jì)的方法，對(duì)食品復(fù)雜體系的整體信息進(jìn)行分析和特征指示的一種仿生檢測(cè)技術(shù)[3]，已被廣泛應(yīng)用于肉品檢測(cè)[4]、酒類(lèi)鑒定[5]等方面。電子鼻作為食品品質(zhì)的重要判斷手段，可以彌補(bǔ)人工感官評(píng)價(jià)中存在的主觀因素影響大、數(shù)據(jù)表達(dá)不夠精確等不足，是傳統(tǒng)感官評(píng)價(jià)的現(xiàn)代化，其在食品行業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。本研究利用金線魚(yú)魚(yú)腸凝膠強(qiáng)度和感官品質(zhì)為指標(biāo)，結(jié)合電子鼻對(duì)魚(yú)腸進(jìn)行風(fēng)味分析的判斷，以確定金線魚(yú)魚(yú)腸的最佳工藝配方，更好地滿足市場(chǎng)和消費(fèi)者的需求。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 試驗(yàn)材料

新鮮金線魚(yú)：廈門(mén)市某菜市場(chǎng)；大豆分離蛋白：萬(wàn)利達(dá)生物科技有限公司；I&G：希杰(聊城)生物科技有限公司；鹽、糖、味精、脂肪、馬鈴薯淀粉：廈門(mén)某超市。

1.1.2 試驗(yàn)設(shè)備

TX-PLUS質(zhì)構(gòu)儀(英國(guó)Stable Micro System公司)；H1650-W高速離心機(jī)(湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室儀器開(kāi)發(fā)有限公司)；PEN3型電子鼻(德國(guó)Airsense 公司)；HH-6型數(shù)顯恒溫水浴鍋(國(guó)華電器有限公司)；ADCI型全自動(dòng)色差計(jì)(北京辰泰克儀器技術(shù)有限公司)；CR-150型魚(yú)肉采肉機(jī)(諸城市美川機(jī)械有限公司)；YC-5型斬拌機(jī)(上海燁昌食品機(jī)械有限公司)；GY-JL-100型魚(yú)糜精濾機(jī)(江西贛云食品機(jī)械有限公司)；YC-3L灌腸機(jī)(上海燁昌食品機(jī)械有限公司)。

1.2 試驗(yàn)內(nèi)容與方法

1.2.1 金線魚(yú)魚(yú)糜的制作

選用鮮度符合一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的新鮮金線魚(yú)，刮凈魚(yú)鱗，除去魚(yú)的頭、尾、鰭和內(nèi)臟，用冷水洗凈后剖片。金線魚(yú)魚(yú)片放入孔徑設(shè)定為5.0 mm的魚(yú)肉采肉機(jī)中采肉。 用5倍于肉重的冰水漂洗與魚(yú)皮、魚(yú)骨分離的魚(yú)肉三次，漂洗時(shí)間約為15 min/次，并在第三次漂洗時(shí)在冰水中加入0.2% NaCl以利于后續(xù)脫水操作的進(jìn)行。漂洗所得魚(yú)肉進(jìn)入回轉(zhuǎn)篩預(yù)脫水后經(jīng) 2 000 r/min高速離心脫水10 min，再進(jìn)入孔徑設(shè)定為2.0 mm的精濾機(jī)進(jìn)行精濾，以進(jìn)一步除去魚(yú)的骨刺、皮和腹膜等。用斬拌機(jī)將魚(yú)肉和食鹽及各種輔助調(diào)味料混合均勻形成魚(yú)糜，再將魚(yú)糜用塑料袋分裝后放入-37℃冰箱中備用。

1.2.2 金線魚(yú)魚(yú)腸的加工工藝及操作要點(diǎn)

1)工藝流程：魚(yú)糜預(yù)處理→斬拌→灌腸→加熱及冷卻→切段。

2)工藝操作要點(diǎn)

(1)魚(yú)糜預(yù)處理：將冷凍金線魚(yú)魚(yú)糜在4℃冰箱中進(jìn)行預(yù)解凍，再取出置于室溫下自然解凍至半解凍狀態(tài)，切塊。

(2)斬拌：把魚(yú)糜放入斬拌機(jī)中空斬1 min，加入食鹽后斬拌3 min，再加入脂肪、淀粉、大豆蛋白粉、糖、鹽、味精、I&G和水繼續(xù)斬拌4 min進(jìn)行調(diào)味 。

為了便于整個(gè)斬拌過(guò)程溫度的嚴(yán)格控制，要求所有輔料應(yīng)先置于冷卻間至少預(yù)冷24 h以使溫度達(dá)到10℃以下，斬拌操作過(guò)程中溫度應(yīng)不高于10℃，操作環(huán)境溫度應(yīng)控制在15℃以下。斬拌結(jié)束后可將調(diào)味魚(yú)糜分裝好，放入4℃冰箱中貯存。

(3)灌腸：斬拌并調(diào)味好的金線魚(yú)魚(yú)糜用灌腸機(jī)灌入52 mm的腸衣中成型。

(4)加熱及冷卻：將在腸衣中成型好的魚(yú)腸置于90℃的恒溫水浴鍋中30 min熟化并定型后，取出立即投入冰水中30 min使之充分冷卻，然后放入4℃冰箱中12～24 h靜置平衡后備用。

(5)切段：從冰箱中將冷卻后的魚(yú)腸取出，剝?nèi)ツc衣，切成25 mm的魚(yú)糕段，待測(cè)。要求切面整齊、光滑。

1.2.3 金線魚(yú)魚(yú)腸工藝配方試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1)金線魚(yú)魚(yú)腸工藝配方單因素試驗(yàn)研究

在工藝條件及其余參數(shù)不變的條件下，通過(guò)單因素試驗(yàn)分別研究金線魚(yú)魚(yú)腸配方中魚(yú)糜添加量、淀粉添加量、脂肪添加量等因素對(duì)金線魚(yú)魚(yú)腸凝膠強(qiáng)度和感官品質(zhì)的影響，為金線魚(yú)魚(yú)腸工藝配方的優(yōu)化提供依據(jù)。

2)金線魚(yú)魚(yú)腸工藝配方的優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)金線魚(yú)魚(yú)腸工藝配方中魚(yú)糜添加量、淀粉添加量、脂肪添加量等作為試驗(yàn)因素進(jìn)行L9(34)正交試驗(yàn)，以金線魚(yú)魚(yú)腸凝膠強(qiáng)度和感官品質(zhì)為指標(biāo)，確定金線魚(yú)魚(yú)腸工藝的最佳配方。

1.2.4 凝膠強(qiáng)度的測(cè)定

凝膠強(qiáng)度是衡量魚(yú)糜制品品質(zhì)的基本指標(biāo)，也是重要指標(biāo)之一。從冰箱中將冷卻后的魚(yú)腸取出，剝?nèi)ツc衣，切成25 mm×20 mm(直徑×高度)的圓柱體魚(yú)糕段，要求切面整齊、光滑。在室溫下用TX-PLUS質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定魚(yú)腸的凝膠強(qiáng)度。將質(zhì)構(gòu)儀的球形探頭P/0.5S進(jìn)行破斷實(shí)驗(yàn)，設(shè)定其測(cè)試速度為1 mm/s，穿刺樣品厚度的50%，觸發(fā)力為5 g。所得穿刺曲線的第一個(gè)峰值為破斷強(qiáng)度，該破斷強(qiáng)度對(duì)應(yīng)的破斷距離為破斷深度，凝膠強(qiáng)度為破斷強(qiáng)度與破斷深度的乘積。

1.2.5 金線魚(yú)魚(yú)腸感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

金線魚(yú)魚(yú)腸感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

表1 L9(34)正交實(shí)驗(yàn)因素與水平

表2 金線魚(yú)魚(yú)腸感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

1.2.6 風(fēng)味分析-電子鼻分析法

取解凍后魚(yú)糜置于密封燒杯中靜置30～40 min，使瓶中樣品和氣體部分達(dá)到相的平衡，檢測(cè)方法采用頂空吸氣法。每個(gè)樣品重復(fù)6次。測(cè)定參數(shù)：流速150 mL/min，樣品測(cè)試時(shí)間：100 s，清洗時(shí)間：200 s。

1.2.7 數(shù)據(jù)處理

分別采用SPSS 10.0和Sigma 10.0軟件對(duì)電子鼻數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析和作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 金線魚(yú)魚(yú)腸工藝配方單因素參數(shù)的確定

2.1.1 魚(yú)糜添加量對(duì)金線魚(yú)魚(yú)腸凝膠強(qiáng)度和感官品質(zhì)的影響

在參考已知文獻(xiàn)及實(shí)際經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，確定金線魚(yú)魚(yú)腸中脂肪的添加量為12.0 g，淀粉的添加量為6.0 g，大豆蛋白粉的添加量為5.0 g，糖的添加量為3.5 g，鹽的添加量為2.0 g，味精的添加量為0.2 g，I&G的添加量為0.3 g，水的添加量為10.0 g。魚(yú)糜以45.0 g、50.0 g、55.0 g、60.0 g、65.0 g的量分別進(jìn)行添加，通過(guò)單因素試驗(yàn)確定魚(yú)糜的添加量。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3、圖1。

表3 魚(yú)糜添加量對(duì)魚(yú)腸凝膠強(qiáng)度及感官品質(zhì)的影響

由表3可知，在魚(yú)糜的添加量低于60.0 g時(shí)魚(yú)腸的感官評(píng)分隨著魚(yú)糜添加量的增加而升高，在魚(yú)糜的添加量為60.0 g時(shí)感官評(píng)分達(dá)到最高，隨后魚(yú)糜添加量繼續(xù)增加，但感官評(píng)分卻降低。谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶(TGase)是一種可以發(fā)生轉(zhuǎn)?；磻?yīng)的酶，能促使魚(yú)肉蛋白質(zhì)間產(chǎn)生架橋重組作用[6]。在魚(yú)肉中添加TGase有利于提高魚(yú)糜的凝膠強(qiáng)度，但是當(dāng)TGase添加量超過(guò)0.4%時(shí)，凝膠強(qiáng)度反而降低，魚(yú)糜變得硬而脆[7]。因此，少量的內(nèi)源性TGase能夠增強(qiáng)肌原纖維蛋白之間的交聯(lián)[8]。前期魚(yú)腸凝膠強(qiáng)度的提高可能是由于魚(yú)糜中的內(nèi)源性TGase和蛋白水解酶的共同作用。當(dāng)金線魚(yú)魚(yú)糜添加量為60.0 g時(shí)魚(yú)腸凝膠強(qiáng)度達(dá)到最高，但當(dāng)添加量繼續(xù)增加時(shí)凝膠強(qiáng)度改善不顯著，可能與金線魚(yú)魚(yú)糜中的蛋白水解酶對(duì)蛋白質(zhì)的降解程度下降有關(guān)[9]。

圖1中所示為不同魚(yú)糜添加量的魚(yú)腸樣品的電子鼻區(qū)分的主成分效果，第一主成分(PC1)和第二主成分(PC2)的方差貢獻(xiàn)率分別為75.77%和19.64%，累積達(dá)到95.41%。說(shuō)明PC1和PC2已包含絕大部分的信息量，能反映樣品的整體信息，樣品的差異主要由PC2反映。從圖1可見(jiàn)：魚(yú)糜添加量為45.0 g的魚(yú)腸樣品組位于PC1的右側(cè)，60.0 g的魚(yú)腸樣品組位于PC1的左上側(cè)，且兩者與其他三組樣品能夠較好地分開(kāi)，說(shuō)明二者的風(fēng)味突出，結(jié)合凝膠強(qiáng)度和感官評(píng)定結(jié)果綜合分析，確定魚(yú)糜的適宜添加量為60.0 g，具體添加量通過(guò)正交試驗(yàn)確定。

2.1.2 淀粉添加量對(duì)金線魚(yú)魚(yú)腸凝膠強(qiáng)度和感官品質(zhì)的影響

在參考已知文獻(xiàn)及實(shí)際經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，確定金線魚(yú)魚(yú)腸中魚(yú)糜的添加量為60.0 g，脂肪的添加量為12.0 g，大豆蛋白粉的添加量為5.0 g，糖的添加量為3.5 g，鹽的添加量為2.0 g，味精的添加量為0.2 g，I&G的添加量為0.3 g，水的添加量為10.0 g。淀粉以4.0 g、6.0 g、8.0 g、10.0 g、12.0 g的量分別進(jìn)行添加，通過(guò)單因素試驗(yàn)確定淀粉的添加量，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4、圖2。

表4 淀粉添加量對(duì)魚(yú)腸凝膠強(qiáng)度及感官品質(zhì)的影響

由表4可知，隨著淀粉添加量的增加，魚(yú)腸的組織結(jié)構(gòu)變得更加緊實(shí)而有彈性，當(dāng)?shù)矸鄣奶砑恿繛?.0 g時(shí)，魚(yú)腸的感官評(píng)分最高。淀粉可用于提高魚(yú)糜產(chǎn)品的凝膠強(qiáng)度，增強(qiáng)保水性，增加產(chǎn)量并降低成本。淀粉影響魚(yú)糜功能特性主要取決于淀粉粒徑和支鏈淀粉含量等因素[10]。在魚(yú)糜制品的加工過(guò)程中，往往可以通過(guò)添加淀粉來(lái)達(dá)到凝膠特性改善的目的，并可以降低生產(chǎn)成本。淀粉吸水膨脹會(huì)對(duì)凝膠的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的壓力，進(jìn)而增強(qiáng)魚(yú)糜制品的凝膠強(qiáng)度[11-12]，但添加量過(guò)多時(shí)，有一部分的淀粉會(huì)發(fā)生局部凝聚而使魚(yú)腸口感上出現(xiàn)黏滯，且內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)會(huì)變硬[13]。魚(yú)腸的凝膠強(qiáng)度呈先升后降的態(tài)勢(shì)，說(shuō)明了淀粉添加量在低水平時(shí)對(duì)魚(yú)腸凝膠強(qiáng)度的提高要比高水平時(shí)更為有效。

圖2可以看出，不同淀粉添加量魚(yú)腸樣品的第一主成分(PC1)和第二主成分(PC2)的方差貢獻(xiàn)率累積達(dá)75.92%(分別為43.88%和32.04%)，且樣品的差異由PC1和PC2聯(lián)合反映。從圖2中看出，不同淀粉添加量的魚(yú)腸樣品分別位于獨(dú)立的區(qū)域，說(shuō)明各樣品組間風(fēng)味有明顯差異。其中淀粉添加量為6.0 g時(shí)的樣品分布區(qū)域與其他組之間的間距均較遠(yuǎn)，說(shuō)明與其他組樣品比較，淀粉添加量為6.0 g時(shí)的樣品風(fēng)味較突出。結(jié)合凝膠強(qiáng)度和感官評(píng)定結(jié)果綜合分析，確定淀粉的適宜添加量為6.0 g，具體添加量通過(guò)正交試驗(yàn)確定。

2.1.3 脂肪添加量對(duì)金線魚(yú)魚(yú)腸凝膠強(qiáng)度和感官品質(zhì)的影響

在參考已知文獻(xiàn)及實(shí)際經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，確定金線魚(yú)魚(yú)腸中魚(yú)糜的添加量為60.0 g，淀粉的添加量為6.0 g，大豆蛋白粉的添加量為5.0 g，糖的添加量為3.5 g，鹽的添加量為2.0 g，味精的添加量為0.2 g，I&G的添加量為0.3 g，水的添加量為10.0 g。脂肪以8.0 g、10.0 g、12.0 g、14.0 g、16.0 g的量分別進(jìn)行添加，通過(guò)單因素試驗(yàn)確定脂肪的添加量，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5、圖3。

表5 脂肪添加量對(duì)魚(yú)腸凝膠強(qiáng)度及感官品質(zhì)的影響

適當(dāng)?shù)闹咎砑幽軌驅(qū)Ⅳ~(yú)腸中的許多風(fēng)味物質(zhì)包裹在其油相中使之不易發(fā)散，增加其口感的油潤(rùn)性和風(fēng)味性，對(duì)魚(yú)糜中的腥味也可起到一定的抑制作用，并可較好地保持魚(yú)糜制品的彈性，防止變硬，延長(zhǎng)產(chǎn)品的保質(zhì)期。但若脂肪添加過(guò)多時(shí)，會(huì)使魚(yú)腸內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)散，產(chǎn)生氣孔甚至是孔洞，還會(huì)有游離的脂肪析出。由表5可知，當(dāng)脂肪的添加量為12.0 g時(shí)，魚(yú)腸的感官評(píng)分最高，凝膠強(qiáng)度后續(xù)雖然還有所增加，但增加不明顯，而感官卻已開(kāi)始略顯粗糙。

圖3中不同脂肪添加量的魚(yú)腸樣品的兩個(gè)主成分的方差貢獻(xiàn)率分別為51.09%和30.73%，累積達(dá)到81.82%。當(dāng)脂肪添加量分別為10.0 g、12.0 g的魚(yú)腸樣品均位于獨(dú)立的區(qū)域，且與其他三組間距較大，說(shuō)明這二者的風(fēng)味與其他三組相比較突出。結(jié)合凝膠強(qiáng)度和感官評(píng)定結(jié)果綜合分析，確定脂肪的適宜添加量為12.0 g，具體添加量通過(guò)正交試驗(yàn)確定。

2.2 正交試驗(yàn)優(yōu)化金線魚(yú)魚(yú)腸的工藝配方

對(duì)于金線魚(yú)魚(yú)腸品質(zhì)的評(píng)價(jià)來(lái)說(shuō)，感官評(píng)分的測(cè)定是其最重要的評(píng)價(jià)指標(biāo)。本試驗(yàn)在工藝條件及其余參數(shù)不變的條件下，以魚(yú)糜添加量、淀粉添加量、脂肪添加量作為試驗(yàn)因素，以金線魚(yú)魚(yú)腸感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)為指標(biāo)，進(jìn)行L9(34)正交試驗(yàn)，確定金線魚(yú)魚(yú)腸的最佳工藝配方。正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)因素及水平見(jiàn)表1，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 正交試驗(yàn)結(jié)果L9(34)

續(xù)表6

由表6正交試驗(yàn)的結(jié)果可知，各因素對(duì)魚(yú)腸工藝配方影響的主次順序?yàn)锳>C>B，即魚(yú)糜>脂肪>淀粉。表7方差分析結(jié)果表明，三因素對(duì)金線魚(yú)魚(yú)腸工藝配方的感官評(píng)分的影響都不顯著，統(tǒng)籌考慮主要因素取最好的水平，其他因素根據(jù)考慮節(jié)約成本、收益等方面，得到各因素的最佳搭配為A3B1C1，即魚(yú)糜62.0 g、淀粉4.0 g、脂肪10.0 g。

表7 方差分析表

2.3 驗(yàn)證試驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)根據(jù)正交試驗(yàn)結(jié)果對(duì)A3B1C1工藝配方重復(fù)三次實(shí)驗(yàn)，以驗(yàn)證金線魚(yú)魚(yú)腸工藝配方的合理性和穩(wěn)定性，結(jié)果無(wú)顯著性差異，RSD值為1.20%，測(cè)得以金線魚(yú)魚(yú)腸最優(yōu)配方得到的魚(yú)腸的感官評(píng)定的平均值為71.14分。綜合分析正交試驗(yàn)結(jié)果和電子鼻數(shù)據(jù)主成分分析(圖4)的結(jié)果可知，金線魚(yú)魚(yú)腸中的魚(yú)糜、淀粉和脂肪的添加量的最優(yōu)配比為魚(yú)糜62.0 g、淀粉4.0 g、脂肪10.0 g。

3 結(jié)論

本研究通過(guò)單因素和正交試驗(yàn)，聯(lián)合電子鼻風(fēng)味分析，確定了金線魚(yú)魚(yú)腸工藝的最優(yōu)配方：魚(yú)糜62.0 g、淀粉4.0 g、脂肪10.0 g、糖3.5 g、鹽2.0 g、大豆蛋白5.0 g、味精0.2 g、I&G 0.3 g、水10.0 g，即魚(yú)糜63.92%、淀粉4.12%、脂肪10.31%、糖3.61%、鹽2.06%、大豆蛋白5.51%、味精0.20%、I&G 0.30%、水10.31%。采用該工藝所制作得到的金線魚(yú)魚(yú)腸品質(zhì)好，風(fēng)味和口感俱佳，還可為新型低脂魚(yú)丸的開(kāi)發(fā)提供一定的參考價(jià)值。