乙?；矸哿姿狨υ偌訜狒~糜凝膠凍藏特性的影響

毛 敏 賈 茹， 高元沛， 楊文鴿， 樓丹露

（1寧波大學食品與藥學學院∕浙江省動物蛋白食品精深加工技術(shù)重點實驗室，浙江 寧波 315211；2浙江海洋大學食品與藥學學院∕浙江省海產(chǎn)品健康危險因素重點實驗室，浙江 舟山 316022）

魚糜制品因具有高蛋白質(zhì)、低膽固醇、低脂肪、獨特質(zhì)地特性以及良好經(jīng)濟效益，而深受廣大消費者喜愛［1］。為了長期保存及降低品質(zhì)變化，一般采用冷凍的方式貯藏魚糜制品。然而，冷凍貯藏過程中形成的冰晶可能會造成魚糜制品內(nèi)部結(jié)構(gòu)的機械損傷，導致產(chǎn)品質(zhì)量下降，如水分流失和蛋白質(zhì)氧化等［2］。因此，解決魚糜制品在凍藏期間品質(zhì)劣變的問題顯得尤為重要。

魚糜的凝膠化過程多與肌球蛋白和肌動蛋白的熱變性有關(guān)，主要經(jīng)歷三個階段：低溫預凝膠（0～40 ℃）、凝膠劣化（40～70 ℃）和魚糕化（>70 ℃）［3］。目前普遍采用傳統(tǒng)的“二段加熱”法：第一段是將魚糜糊在40 ℃以下加熱1～2 h，此時肌球蛋白和肌動蛋白開始形成一定的結(jié)構(gòu)，從魚糜溶膠變?yōu)轭A凝膠；第二段是在70 ℃以上高溫加熱30～40 min，此時凝膠網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)被固定，凝膠強度增大。但以往研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過“二段加熱”后，魚糜凝膠在凍藏期間的持水性、凝膠強度、白度等隨著凍藏時間的延長而變差，從而影響產(chǎn)品質(zhì)量［4-5］。“蒸煮-冷凍-再加熱”是冷凍預調(diào)理食品的一種加工程序，可用于保持食品在長期貯藏中的品質(zhì)穩(wěn)定［6］。因此，基于冷凍預調(diào)理食品的再加熱特性，結(jié)合魚糜制品的“二段加熱”法，Jia等［7］開發(fā)了再加熱程序（低溫預凝膠-冷凍貯藏-高溫再加熱），發(fā)現(xiàn)與“二段加熱”相比，在再加熱程序基礎(chǔ)上加入淀粉可有效降低魚糜凝膠在凍藏期間的品質(zhì)變化。

淀粉是魚糜制品中最常用的輔料，一般可分為天然淀粉和改性淀粉兩大類。乙酰化淀粉是應用最廣泛的改性淀粉之一。通過在天然淀粉分子鏈中引入乙?；?，使淀粉的內(nèi)聚力和分子間的氫鍵能力減弱，從而增強了淀粉的親水性［8］。Liu等［9］發(fā)現(xiàn)乙?；矸哿姿狨ィ╝cetylated distarch phosphate，ADSP）可以顯著提高乳化魚糜香腸的內(nèi)聚力、咀嚼性和彈性。此外，乙?；矸圻€具有良好的凍融穩(wěn)定性。Lin等［10］發(fā)現(xiàn)乙酰化玉米淀粉中乙?；涂臻g位阻的存在可以減少淀粉的水分流失，從而提高凍融穩(wěn)定性。目前關(guān)于乙酰化淀粉改善常溫下魚糜制品凝膠特性的報道較多，但關(guān)于乙?；矸蹖鋬鲷~糜制品影響的研究鮮見報道。

因此，本試驗以冷凍阿拉斯加狹鱈魚糜為原料，采用新型的再加熱程序，研究不同ADSP添加量對再加熱魚糜凝膠凍藏特性的影響，以期為冷凍魚糜制品的加工與貯藏提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

冷凍阿拉斯加狹鱈魚糜（AA級）由美國Trident Seafoods公司提供，其中粗蛋白含量約13.6%，水分含量約75%；ADSP由杭州普羅星淀粉有限公司提供。

1.2 儀器與設(shè)備

UMC 5真空斬拌機，德國Stephan Machinery公司；DK-S22型電熱恒溫水浴鍋，上海精宏實驗設(shè)備有限公司；TA-XT Plus質(zhì)構(gòu)分析儀，英國Stable Micro System 公司；HistoCoreBIOCUT轉(zhuǎn)輪式切片機，徠卡顯微系統(tǒng)上海有限公司；Ts2R光學顯微鏡，日本尼康株式會社；MesoMR23-060H-I核磁共振分析儀，蘇州紐邁電子科技有限公司；DISCOVERY HR-2流變儀，美國TA儀器公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 魚糜凝膠的制備 將冷凍魚糜在4 ℃冰箱里解凍一晚后，切成1 cm3的魚糜塊。使用真空斬拌機空擂1.5 min后，加入水、3% NaCl以及不同添加量（0%、1%、3%、5%、7%）的ADSP，調(diào)整最終水分含量為77%，并擂潰8 min。擂潰結(jié)束后，將魚糜糊灌入腸衣中、密封，并置于30 ℃水浴鍋中加熱1 h，冰水冷卻0.5 h，得到預凝膠。將預凝膠真空包裝后，置于-20 ℃冰箱中冷凍貯藏8周。之后，分別在第1、第2、第4、第8周解凍預凝膠，在90 ℃水浴鍋中再加熱0.5 h，冰水冷卻0.5 h，得到凝膠。不含淀粉的兩種樣品分別稱為對照預凝膠、對照凝膠，含有淀粉的兩種樣品分別稱為ADSP-預凝膠、ADSP-凝膠。

1.3.2 微觀結(jié)構(gòu)的測定 微觀結(jié)構(gòu)的樣品包括預凝膠和凝膠。將樣品切成3 mm厚度的小塊，在4 ℃預冷的10%福爾馬林中固定24 h［11］。固定結(jié)束后，對樣品進行脫水和石蠟包埋。隨后，使用轉(zhuǎn)輪式切片機連續(xù)切片，切片厚度為5 μm。得到的對照樣品和淀粉樣品分別進行蘇木素-伊紅染色和過碘酸雪夫染色。最后，使用光學顯微鏡觀察凝膠結(jié)構(gòu)（20×），并拍照保存。

1.3.3 失水率的測定 參考Jia等［12］的方法進行失水率的測定。失水率是解凍損失和壓榨損失之和。首先，用濾紙吸去解凍后魚糜凝膠流出的水分（Wa），然后稱取魚糜凝膠的質(zhì)量（Wb），根據(jù)下列公式計算解凍損失：

將魚糜凝膠切成2 mm厚的薄片，稱其質(zhì)量并記為Wc。然后將兩張濾紙分別放在樣品的頂部和底部，使用質(zhì)構(gòu)分析儀施加10 kg的力并保持20 s。去掉兩張濾紙后，稱量凝膠質(zhì)量并記為Wd，根據(jù)下列公式計算壓榨損失：

1.3.4 水分分布狀態(tài)的測定 稱取8 g魚糜凝膠置于核磁管內(nèi)，利用核磁共振分析儀測定自旋-自旋弛豫時間（T2）。試驗參數(shù)：掃描次數(shù)2次，磁體溫度32 ℃，共振頻率23.4 MHz，等待持續(xù)時間3 000 ms，回波持續(xù)時間0.15 ms。

1.3.5 質(zhì)構(gòu)特性的測定 將魚糜凝膠切成25 mm高的圓柱體，采用質(zhì)構(gòu)分析儀，選擇P∕50探頭，并以1.0 mm·s-1的 測 前 速 度，1.0 mm·s-1的 測 中 速 度，5.0 mm·s-1的測后速度以及30%的壓縮比進行測試。每個樣品做5次平行試驗，得到硬度、粘附性、內(nèi)聚性和膠粘性四項質(zhì)構(gòu)參數(shù)。

1.3.6 動態(tài)粘彈性的測定 參考Zhou等［13］的方法并稍作修改。將魚糜糊和預凝膠樣品均勻地置于直徑40 mm的平行板之間，間隙為1 mm，石蠟密封，以防止水分蒸發(fā)。隨后進行溫度掃描測試，溫度范圍、加熱速率、振蕩頻率和應變分別為4～90 ℃、2 ℃·min-1、0.1 Hz和1%。每個樣品進行3次重復測試，記錄和分析每個樣品在加熱過程中的儲能模量（storage modulus， G'）和損耗模量（loss modulus， G''）。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

使 用Microsoft Excel 2019和Origin 9.0軟 件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和繪圖，SPSS 22.0軟件進行單因素方差分析，Duncan多重比較分析試驗數(shù)據(jù)間的差異顯著性（P<0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 ADSP添加量對再加熱魚糜凝膠凍藏期間微觀結(jié)構(gòu)的影響

樣品冷凍貯藏前后的微觀結(jié)構(gòu)如圖1所示。對照樣品經(jīng)蘇木素-伊紅染色，蛋白質(zhì)呈現(xiàn)粉紅色。含ADSP樣品經(jīng)過碘酸雪夫染色后，蛋白質(zhì)為淺色，ADSP顆粒呈現(xiàn)紫色。

由圖1可知，預凝膠在冷凍過程中產(chǎn)生了冰晶。在解凍后，冰晶融化變成水從預凝膠中流出，最后留下結(jié)構(gòu)中的孔隙。因此，隨著凍藏時間的延長，預凝膠中出現(xiàn)的孔隙逐漸增大。與對照預凝膠相比，ADSP-預凝膠的孔隙較小，且在同一凍藏周期下，隨著ADSP添加量的增加，孔隙相應減少。將預凝膠解凍后，在90 ℃下重新再加熱，對照凝膠中的孔隙與對照預凝膠中的孔隙相似，表明重新再加熱對對照凝膠的影響不大。與之相反，ADSP-凝膠經(jīng)過再加熱后，達到淀粉的糊化溫度，淀粉吸水膨脹，填充在網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)中，從而減小了孔隙，說明ADSP可以有效減小魚糜凝膠凍藏期間的微觀結(jié)構(gòu)變化，其中添加量為5%和7%的效果較好。

圖1 ADSP添加量對冷凍貯藏前后樣品微觀結(jié)構(gòu)的影響Fig.1 Effects of ADSP addition on the microstructure changes of samples before and after frozen storage

2.2 ADSP添加量對再加熱魚糜凝膠凍藏期間失水率的影響

由圖2可知，隨著凍藏時間的延長，魚糜凝膠的失水率呈上升趨勢。在相同凍藏時間下，ADSP-凝膠的失水率低于對照凝膠，且當ADSP添加量從0%增加到7%時，魚糜凝膠的失水率逐漸降低，5%和7%添加量的失水率無顯著差異。表明在再加熱程序下，ADSP的加入有利于凍藏凝膠中水分的保持，其中5%和7%的ADSP添加量對提高冷凍魚糜凝膠保水性的效果較好。

圖2 ADSP添加量對再加熱魚糜凝膠凍藏期間失水率的影響Fig.2 Effects of ADSP addition on the drip loss of frozen reheating surimi gel

2.3 ADSP添加量對再加熱魚糜凝膠凍藏期間水分分布狀態(tài)的影響

如圖3所示，魚糜凝膠中存在3個峰，表示存在3種水分狀態(tài)，從左到右分別代表結(jié)合水（T21）、不易流動水（T22）和自由水（T23）［14］。隨著凍藏時間的延長，魚糜凝膠的T2振幅逐漸降低。在同一凍藏周期下，隨著ADSP添加量從0%增加到7%，魚糜凝膠的T23向左偏移，表明自由水減少。此外，與其他添加量相比，5%和7%添加量的魚糜凝膠T21基本向右移動，說明這兩種添加量的魚糜凝膠不易流動水較多，而不易流動水又是魚糜凝膠中最重要的水分，因此5%和7%的ADSP添加量可以增加再加熱魚糜凝膠的水分，減少凝膠解凍后水分的析出。

圖3 ADSP添加量對再加熱魚糜凝膠凍藏期間弛豫時間的影響Fig.3 Effects of ADSP addition on the relaxation time of frozen reheated surimi gel

為了進一步闡明ADSP對冷凍魚糜凝膠水分的影響，分別用P21、P22和P23代表T21、T22和T233種水分狀態(tài)的相對含量。由表1可知，隨著凍藏時間的延長，0%～5%添加量的魚糜凝膠的P22基本逐漸減少，P23逐漸增加（除5%添加量外），表明在冷凍過程中，魚糜凝膠網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)遭到破壞，使不易流動水減少，自由水增加。在同一凍藏周期下，與對照凝膠相比，ADSP-凝膠具有較高的P22和較低的P23，其中5%和7%添加量ADSP-凝膠的P22高于1%和3%，而P23則相反，且不易流動水和自由水在凍藏期間的變化程度也較小。水分分布狀態(tài)結(jié)果表明，5%和7% ADSP的添加量可以較好地穩(wěn)定再加熱魚糜凝膠凍藏期間的水分分布及遷移。

表1 ADSP添加量對再加熱魚糜凝膠凍藏期間水分組成和含量的影響Table 1 Effects of ADSP addition on the water distribution of frozen reheating surimi gel

2.4 ADSP添加量對再加熱魚糜凍藏期間凝膠質(zhì)構(gòu)特性的影響

由表2可知，在ADSP-凝膠中，隨著凍藏時間的延長，硬度（代表在第一次壓縮循環(huán)中達到給定變形的峰值力）先下降后上升，并在第8周時達到最大值。在同一凍藏周期下，隨著ADSP添加量從0%增加到3%，硬度基本呈現(xiàn)上升趨勢，隨著添加量從5%增加到7%，硬度呈現(xiàn)下降趨勢。粘附性（兩次曲線之間獲得的負面積）與魚糜凝膠的持水能力有關(guān)［15］。無論是對照凝膠還是ADSP-凝膠，與第1周相比，其粘附性在第8周顯著增加（P<0.05），這與失水率的結(jié)果一致。在同一凍藏周期下，添加0%、1%、3%、5%的魚糜凝膠粘附性在凍藏前期差異不大，后期隨著添加量的增加而下降，其中7%的魚糜凝膠粘附性大于其他添加量。魚糜凝膠的內(nèi)聚性（第一次壓縮變形后對第二次壓縮的相對抵抗力）在不同添加量以及凍藏時間之間均無顯著差異（P>0.05）。膠粘性是由硬度和內(nèi)聚性相乘計算得出的，因此它與硬度具有相同的變化趨勢。

表2 ADSP添加量對再加熱魚糜凝膠凍藏期間質(zhì)構(gòu)特性的影響Table 2 Effects of ADSP addition on the texture characteristics of frozen reheating surimi gel

雖然ADSP添加量為3%時的魚糜凝膠硬度最大，但硬度值過高，表明其剛性太大，缺少彈性，從隨后的流變學研究也驗證了這一點。從整體上看，5% ADSP-凝膠硬度、粘附性、內(nèi)聚性以及膠粘性在凍藏期間的變化程度較小，因此，添加5% ADSP可以較好地穩(wěn)定再加熱魚糜凝膠凍藏期間的質(zhì)地特性。

2.5 ADSP添加量對魚糜糊及魚糜預凝膠凍藏期間動態(tài)粘彈性的影響

通常，G'代表儲能模量，G''代表損耗模量［16］。由圖4可知，G'均高于G''，表明魚糜是以彈性為主的體系。在相同的測定條件下，魚糜糊中不同ADSP添加量的G'和G''與對照魚糜糊具有相同的變化趨勢（圖4-a）。G'和G''隨著溫度的升高呈現(xiàn)先上升后下降再上升的趨勢。在前期的低溫條件下，為了保持相同的水分含量，ADSP與蛋白質(zhì)的比例會發(fā)生相應的變化，ADSP代替部分的魚糜蛋白，從而使G'和G''下降。因此，在低溫下對照魚糜糊的G'和G''較高。后期隨著溫度升高，達到ADSP的糊化溫度，淀粉的溶脹能力增加，從而使添加ADSP樣品的G'和G''增大，高于對照魚糜糊。

冷凍貯藏前后，預凝膠的G'和G''均隨著溫度的升高呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢（圖4-b）。隨著凍藏時間的延長，預凝膠的G'和G''呈現(xiàn)下降趨勢。此外，在同一凍藏周期下，高溫加熱后期G'隨著ADSP添加量的增加而增加，在5%的添加量下達到最大值，說明5% ADSP添加量的彈性最大；G''也隨著ADSP添加量的增加而增加，在7%的添加量下達到最大值，說明7% ADSP添加量的粘性最大。而粘性較大會影響食用口感，因此，5% ADSP添加量可以較好地維持魚糜凝膠凍藏期間的彈性，并抑制粘性增加。

圖4 ADSP添加量對魚糜糊及預凝膠凍藏期間動態(tài)粘彈性的影響Fig.4 Effects of ADSP addition on the dynamic viscoelasticity of frozen surimi gel

3 討論

本研究結(jié)果表明，隨著凍藏時間的延長，再加熱魚糜凝膠的孔隙變大，失水率增加，引起水分分布狀態(tài)改變。在同一凍藏周期下，隨著ADSP添加量的增加，孔隙減小，失水率降低，不易流動水增加，自由水減少。研究表明，乙?；矸鄣暮瘻囟纫话銥?0～63 ℃［17］。預凝膠經(jīng)過再加熱程序處理后，由于30 ℃尚未達到ADSP的糊化溫度，ADSP不能吸水溶脹［18］，因此在冷凍后會造成水分流失。之后經(jīng)過90 ℃的重新再加熱可達到ADSP的糊化溫度，ADSP顆粒糊化吸水，且吸水量隨ADSP添加量的增加而增多［17］。此外，由于ADSP在淀粉分子鏈上引入了乙酰基和交聯(lián)鍵，增加了淀粉的穩(wěn)定性［19］，因此可以改善親水能力，增強加熱糊化后的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，使水分、蛋白質(zhì)以及ADSP緊密結(jié)合，形成更穩(wěn)定的體系［20-21］，從而減小孔隙。隨著孔隙的減小，失水率下降。同時，網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)增強對水的束縛使得體系中水的流動性降低，因此，ADSP的添加可以增加魚糜體系的親水性，有利于增加不易流動水，減少自由水的含量，其中5%和7%添加量的效果較好。而未添加淀粉的樣品因冰晶而形成的解凍液體無法通過再加熱處理被淀粉吸收，顯示出較大的孔隙和失水率以及水分遷移。鄭羅燕等［22］研究表明，添加ADSP可以提高凝膠體系中網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)對水的束縛能力，縮短T2的出峰時間。柳麗寧等［23］也發(fā)現(xiàn)淀粉的添加可以顯著提高魚糜制品的持水性，其中變性淀粉的效果最佳，這與本試驗結(jié)果一致。

本研究結(jié)果表明，隨著凍藏時間的延長，再加熱魚糜凝膠的內(nèi)聚性無顯著變化，而硬度和膠粘性基本呈先下降后上升的趨勢，這是因為冷凍會降低魚糜凝膠的品質(zhì)，同時，冷凍貯藏過程中冰晶的持續(xù)增長對凝膠結(jié)構(gòu)造成了一定的破壞，導致水分流失較多，使蛋白濃度增大，硬度逐漸增強［24］。此外，對照凝膠粘附性的增大是由于冰晶對魚糜預凝膠網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的破壞，影響了蛋白質(zhì)之間的交聯(lián)。而ADSP-凝膠是由于水分的遷移使原本包裹在蛋白內(nèi)部的淀粉顆粒暴露，之后經(jīng)過再加熱，發(fā)生糊化膨脹，從而增大了粘附性［25］。在同一凍藏周期下，硬度和膠粘性隨ADSP添加量的增加先上升再下降。這與米紅波等［26］的研究結(jié)果類似，即隨著變性淀粉添加量的增加，魚糜凝膠的硬度和咀嚼度呈先上升后下降的趨勢。從整體來看，5% ADSP添加量的效果最好。這說明在再加熱程序下，添加適量的ADSP后，ADSP吸水溶脹，對凝膠網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)施加壓力，從而使魚糜凝膠質(zhì)地更加堅實。與對照凝膠相比，ADSP-凝膠的粘附性有所下降，但當ADSP添加量為7%時，粘附性增大。這是由于乙?；目臻g效應可以阻止相鄰聚合物鏈的結(jié)合［27］，從而降低粘附性。過量添加ADSP導致魚糜凝膠的粘附性增大，是因為淀粉本身就具有一定的粘性，高濃度反而影響了魚糜-蛋白體系中的粘性。

隨著凍藏時間的延長，再加熱魚糜凝膠的動態(tài)粘彈性下降，這是因為冷凍導致蛋白質(zhì)內(nèi)部各種化學相互作用力重新組合，產(chǎn)生的交聯(lián)反應影響了G'和G''［28］。而ADSP的添加可以提高魚糜凝膠的粘彈性，是由于糊化的ADSP顆粒增加了魚糜蛋白的有效密度，促進了蛋白質(zhì)之間的相互作用，從而改變了魚糜凝膠的粘彈性［29］。這與鮑佳彤等［30］的研究結(jié)果類似，即變性淀粉的添加能夠促進淀粉、水和蛋白形成緊密的淀粉-蛋白-水復合型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而提高鯰魚魚糜制品的粘彈性。此外，本研究發(fā)現(xiàn)當添加量為7%時，過多的空間位阻降低了魚糜的聚集，從而導致凝膠的彈性降低，粘性增加，因此，綜合考慮，5% ADSP添加量對再加熱魚糜凝膠的效果最好。

4 結(jié)論

隨著凍藏時間的延長，魚糜凝膠的品質(zhì)下降。在再加熱程序中，與對照凝膠相比，ADSP的添加能顯著減小孔隙，降低失水率及水的流動性，提高魚糜凝膠的質(zhì)地特性和動態(tài)粘彈性。在不同的添加量中，5%添加量對魚糜凝膠顯示出較好的保護作用，可有效降低再加熱魚糜凝膠在凍藏期間的品質(zhì)變化。此外，鑒于變性淀粉種類的多樣化，可以選擇不同改性方式的淀粉進行復配，以便更好地減少冷凍魚糜制品的品質(zhì)劣化。