劉佳 何凱豐 宋蓉 尤娟 何殿國 胡濤 李德勝 陳義杰 常菊花
DOI:10.3969/j.issn.1000-9973.2024.07.007
引文格式:劉佳,何凱豐,宋蓉,等.復合增稠劑在高溫滅菌魚糕中的應用研究.中國調味品,2024,49(7):45-51.
LIU J, HE K F, SONG R, et al.Research on application of compound thickener in high-temperature sterilized fish cake.China Condiment,2024,49(7):45-51.
摘要:高溫滅菌處理有助于延長魚糕的常溫貯藏時間,但高溫滅菌處理會對魚糕的品質產(chǎn)生不良影響,而復合增稠劑的添加可以有效改善高溫滅菌處理造成的不利影響。該研究以色澤、風味、質構特性等為感官評價指標,通過正交試驗優(yōu)化高溫滅菌魚糕的配方,結果顯示:當輔料配方為冰水17.5%、復合增稠劑0.5%、肥膘5%時,高溫滅菌處理后魚糕的品質最佳;硬度、彈性、凝聚性、咀嚼性等質構特性、持水性和水分分布的研究結果顯示:復合增稠劑的添加有助于減緩魚糕經(jīng)高溫滅菌處理后的品質劣變;電子舌雷達圖和PCA結果顯示:復合增稠劑的添加有助于改善高溫滅菌魚糕的風味;加速貯藏試驗結果顯示:添加了復合增稠劑的高溫滅菌魚糕具有更長的常溫貯藏保質期,兼具良好的質構和風味特性。
關鍵詞:復合增稠劑;高溫滅菌;魚糕;品質;風味
中圖分類號:TS202.3????? 文獻標志碼:A????? 文章編號:1000-9973(2024)07-0045-07
Research on Application of Compound Thickener in
High-Temperature Sterilized Fish Cake
LIU Jia1, HE Kai-feng2, SONG Rong2, YOU Juan2, HE Dian-guo3, HU Tao4,
LI De-sheng4, CHEN Yi-jie2*, CHANG Ju-hua1*
(1.College of Life Science, Yangtze University, Jingzhou 434023, China; 2.College of Food Science
and Technology, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China; 3.Quanzhou Yuli Food
Technology Co., Ltd., Quanzhou 362000, China; 4.Hubei Shuanggang Agricultural
Science and Technology Trade Co., Ltd., Jingzhou 434023, China)
Abstract: High-temperature sterilization treatment can help prolong the storage time of fish cake at room temperature, but high-temperature sterilization treatment will have a negative effect on the quality of fish cake, while the addition of compound thickener can effectively improve the adverse effects caused by high-temperature sterilization. In this study, with the color, flavor and texture characteristics, etc. as the sensory evaluation indexes, the formula of high-temperature sterilized fish cake is optimized by orthogonal test. The results show that when the formula of auxiliary materials is ice water 17.5%, compound thickener 0.5% and fat 5%, the quality of high-temperature sterilized fish cake is the best. The results of texture characteristics such as hardness, elasticity, cohesion, chewiness as well as water holding capacity and water distribution show that the addition of compound thickener could help slow down the quality deterioration of fish cake after high-temperature sterilization.The results of electronic tongue radar map and PCA show that the addition of compound thickener can help improve the flavor of high-temperature sterilized fish cake. The results of accelerated storage test show that the high-temperature sterilized fish cake added with compound thickener has a longer shelf life at room temperature, and has good texture and flavor characteristics.
Key words: compound thickener; high-temperature sterilization; fish cake; quality; flavor
收稿日期:2023-12-16
基金項目:湖北省技術創(chuàng)新計劃重點研發(fā)專項(2023BBB130)
作者簡介:劉佳(1998—),女,碩士,研究方向:食品科學與工程。
*通信作者:陳義杰(1984—),男,副教授,博士,研究方向:食品蛋白質化學與工程;
常菊花(1982—),女,副教授,博士,研究方向:食品質量與安全。
魚糕是魚糜經(jīng)斬拌并添加輔料調味后通過熱凝膠化成型的一類魚糜加工制品,主要通過蒸煮的方式形成熱凝膠化,該過程在保證口感的同時最大程度地減少了營養(yǎng)損失。因其具有口感鮮香、彈性十足、營養(yǎng)豐富的特點而受到消費者的青睞。
增稠劑是魚糜制品工業(yè)生產(chǎn)中常見的一種食品添加劑,不僅能夠賦予魚糜制品良好的口感,而且可以提高凝膠強度。常用的增稠劑主要有變性淀粉、大豆分離蛋白、卡拉膠、黃原膠、可得然膠、瓜爾豆膠和魔芋膠等,均可用來改善魚糜制品的凝膠強度。羅通彪將大豆分離蛋白添加到魚糕中,結果顯示以濕法添加7%的大豆分離蛋白混合漿體可以得到最高的凝膠強度。劉文娟等將可得然膠加入到帶魚肌肉蛋白凝膠中,顯著改善了帶魚肌肉蛋白凝膠的凝膠強度、保水性和質構特性,此類增稠劑的使用效果研究多針對單一增稠劑,對復合增稠劑的研究較少。
目前,市售魚糕多以簡單包裝、冷藏保存的方式進行短期銷售,其保質期較短,但保質期問題作為影響產(chǎn)品規(guī)?;a(chǎn)的一個重要因素在工業(yè)生產(chǎn)中還未得到完全解決。高溫滅菌作為一種常見的食品殺菌方式,利用高溫使食品中的酶、微生物和芽孢滅活,達到延長食品保質期的目的,但該技術容易對魚糕的組織結構和感官品質造成不良影響。因此,本研究擬通過添加復合增稠劑來減少高溫滅菌處理對魚糕品質劣變的影響,試驗選取草魚為原料,對高溫滅菌魚糕進行復配增稠劑的工藝研究,旨在獲得經(jīng)高溫滅菌處理后仍具有良好口感的魚糕產(chǎn)品,在延長魚糕常溫貯藏保質期的同時提高了魚糕的品質。
1? 材料與方法
1.1? 試驗材料
草魚(約5 kg)、雞蛋、肥膘、食鹽、味精、白砂糖:武漢市華中農業(yè)大學中百超市;復合磷酸鹽、魔芋膠、黃原膠、卡拉膠、變性木薯淀粉、TG酶(均為食品級):泉州市煜力食品科技有限公司。
1.2? 儀器與設備
Wagi Elektroniczne分析天平? 波蘭Radwag公司;FP3010料理機? 德國博朗電器公司;HH-4電熱恒溫水浴鍋? 天津市泰斯特儀器有限公司;M400E/B真空包裝機? 浙江兄弟包裝機械有限公司;GI54T高壓滅菌鍋? 武漢遞熱愛生物科技有限公司;CR-400型色差儀? 日本柯尼卡美能達公司;TA-XT Plus型物性測試儀? 英國Stable Micro Systems公司;Avanti J-26XP型高速冷凍離心機?? 美國Beckman Coulter公司;NMI20-025V-Ⅰ核磁共振成像分析儀? 蘇州紐邁分析儀器股份有限公司;Astree型電子舌? 法國Alpha MOS公司。
1.3? 魚糕的制備方法
1.3.1? 采肉
將新鮮草魚去除魚鱗、魚頭、魚尾和內臟,清洗干凈,放入擠肉機中,采出魚糜。
1.3.2? 漂洗
將采出的魚糜稱重,加3倍質量的水漂洗10 min,漂洗過程中需要勻速同方向攪拌,每次漂洗后需置于三腳式離心機內脫水,重復操作1次。該過程的目的是去除魚肉中的脂肪、殘余血液和殘留的魚皮等雜質。
1.3.3? 斬拌
斬拌包括空斬、鹽斬和調味斬拌三部分??諗兀簩Ⅳ~糜放入調理機中空斬2 min;鹽斬:加入復合磷酸鹽、食鹽和適量冰水斬拌1 min;調味斬拌:將復合增稠劑(魔芋膠∶黃原膠∶卡拉膠為3∶2∶3)、蛋清、變性木薯淀粉和剩余輔料加入料理機中斬拌2 min,最后加入肥膘斬拌均勻即可。
1.3.4? 成型
將斬拌完成的漿料放入真空錫紙袋中,抽真空,整理成型。抽真空的目的是排出漿料中的氣泡,使熟制后的魚糕結構更緊實。
1.3.5? 熟制
參考Seighalani等的方法,采用兩段式加熱方法進行熟制。加熱程序:55 ℃加熱30 min;90 ℃加熱15 min。
1.3.6? 殺菌
將熟制完成的魚糕置于高壓蒸汽滅菌鍋中。設置程序:118 ℃殺菌15 min。
1.4? 試驗方法
1.4.1? 正交試驗設計
在前期預試驗的基礎上,選取冰水添加量、復合增稠劑添加量、肥膘添加量3個試驗因素,每個因素分別設計4個水平進行正交試驗,正交試驗因素水平設計見表1。
1.4.2? 白度的測定
參照Jiang等的方法并略作修改,將冷卻至室溫的樣品切成2 cm×2 cm×2 cm的立方體,采用色差儀測定樣品的L*值、a*值和b*值。白度(W)按照公式(1)計算:
W=100-? (100-L)2+a*2+b*2。(1)
1.4.3? 凝膠強度的測定
參照陳衛(wèi)明等的方法,將冷卻至室溫的樣品切成2 cm×2 cm×2 cm的立方體,采用P/0.25S探頭,測試條件:測前、測中、測后速率分別為5,1,5 mm/s,壓縮距離為15 mm。凝膠強度按照公式(2)計算:
凝膠強度(g·mm)=破斷強度(g)×破斷距離(mm)。 (2)
1.4.4? 質構的測定
參照聶景貴等的方法,將冷卻至室溫的魚糕切成2 cm×2 cm×2 cm的立方體,采用P/36R探頭,測前、測中、測后速率均為1 mm/s,樣品壓縮比為30%,兩次壓縮間隔時間為5 s,觸發(fā)力為5 g。
1.4.5? 感官評定
魚糕感官評定標準見表2。將高溫滅菌處理后的魚糕切成5 mm厚的薄片進行感官評定,采用加權法計算其評價總分。進行感官評定時各項指標權重系數(shù)存在差異,其中彈性、組織狀態(tài)、色澤、鮮度及滋氣味的加權系數(shù)分別為0.4,0.3,0.2,0.1。將5位評定人員評分的平均分作為各指標的評分,總分計算公式:總分=∑XiYi(i=1,2…,n,其中X表示評定指標,Y表示權重)。
1.4.6? 持水性(water holding capacity,WHC)的測定
將魚糕樣品切成5 mm厚的薄片,準確稱量(質量記為W1)后置于3層濾紙中,然后放入50 mL離心管中,在4 ℃、5 000 r/min 條件下離心 15 min,結束后對樣品進行稱量(質量記為W2)。 持水性(WHC)按照公式(3)計算:
持水性(%)=W2W1×100%。? (3)
1.4.7? 低場核磁共振技術
參照Li等的方法,質子共振頻率為21 MHz,磁體溫度為32 ℃。取魚糕樣品切成1 cm×1 cm×1 cm大小的塊狀(約2 g),擦干其表面水分,用保鮮膜將樣品包裹后于60 mm磁體線圈管中進行測定分析,每個樣品設置3個平行。利用CPMG(Carr-Purcell-Meiboom-Gill)脈沖序列測定樣品的橫向弛豫時間T2。CPMG脈沖序列參數(shù):采樣頻率(SW)=100 kHz,射頻延時=0.08 ms,數(shù)字增益=3,90°脈寬=12.52 μs,數(shù)據(jù)半徑=1,重復采樣間隔時間=2 500 ms,累加次數(shù)=4,180°脈寬=24.56 μs,回波時間=0.5 ms,回波個數(shù)=6 000,采樣點數(shù)=300 008。利用Multi-Exp Inv Analysis軟件對測試結果進行反演,迭代次數(shù)為1×106,得到T2值。
1.4.8? 電子舌測定
參照劉鈺琪等的方法,稱取15.0 g樣品,加入 100 mL去離子水均質(7 500 r/min,30 s),靜置30 min后以10 000 r/min離心 10 min,取上清液過濾備用。電子舌參數(shù):傳感器采集數(shù)據(jù)時間間隔為1 s,采集時間為120 s,對傳感器第120? s的響應值進行分析。
1.4.9? 加速貯藏試驗
加速貯藏溫度為50 ℃,依據(jù)貨架壽命系數(shù)可得出50 ℃條件下保藏1 d相當于20 ℃條件下保藏8 d。魚糕樣品經(jīng)抽真空處理后置于50 ℃恒溫培養(yǎng)箱中,觀察樣品的外觀和脹袋情況。
1.5? 數(shù)據(jù)分析
采用SPSS 27.0軟件對試驗數(shù)據(jù)進行整理,同時進行方差分析,顯著性水平為P<0.05;采用Origin 2013b軟件繪圖。
2? 結果與分析
2.1? 正交試驗結果
由表3可知,影響高溫滅菌魚糕感官評分的各因素主次順序為復合增稠劑添加量(B)>冰水添加量(A)>肥膘添加量(C)。其中試驗號7的感官評分較高,為4.22分,但無論在風味、色澤還是組織狀態(tài)上均比試驗號2更滿足人們對商品魚糕的要求。添加少量復配增稠劑的高溫滅菌魚糕能夠獲得較高的評分,而隨著復合增稠劑添加量的增加,感官評分有所下降。
由表4可知,復合增稠劑添加量對高溫滅菌魚糕的感官評分有顯著影響(P<0.05)。感官評分的極差分析和方差分析結果顯示復合增稠劑添加量與感官評分呈顯著負相關。
2.2? 白度
白度作為評價魚糕感官品質的一個重要指標,能夠直觀反映出魚糕的色澤和品質,色澤潔白的魚糕更容易受到消費者的青睞。由表5可知,復合增稠劑添加量對高溫滅菌魚糕的白度具有顯著影響,當復合增稠劑添加量在0.5%時白度最高可達80.56,而當復合增稠劑添加量在2%時白度最高為74.07,此時高溫滅菌的魚糕色澤偏黃,感官品質較差,所以添加0.5%的復合增稠劑是高溫滅菌魚糕加工的一個較優(yōu)選擇。
2.3? 質構特性
2.3.1? 硬度
硬度作為評價魚糕品質的一個重要指標,與彈性、咀嚼性呈顯著正相關,與其受到擠壓后恢復形變的能力也有著密切關系。具體表現(xiàn)為硬度越大,魚糕受到擠壓后恢復形變的能力越強。魚糕中蛋白質變性、脂質氧化程度隨著貯藏時間的延長不斷加深,在微生物和酶的作用下使得魚糕發(fā)生腐敗變質,進而導致魚糕的硬度降低,因此想要獲得高溫滅菌處理后仍具有較好品質的魚糕產(chǎn)品需要選擇硬度較大的高溫滅菌魚糕。
2.3.2? 彈性
彈性是鑒別魚糕質量優(yōu)劣的重要指標,魚糕的彈性越高,抗拒形變的能力越強。由表5可知,隨著復合增稠劑添加量的增加,魚糕的彈性增強,感官品質提高,但是對魚糕的白度分析發(fā)現(xiàn)復合增稠劑含量越高,白度值越低,感官品質越差,但試驗號7的高溫滅菌魚糕添加0.5%的復合增稠劑仍然具有較高的彈性。
2.3.3? 凝聚性
凝聚性反映樣品抵御第二次壓縮形變相對于抵御第一次壓縮形變的程度,其大小受總體凝膠網(wǎng)狀結構的影響。凝聚性越高,凝膠網(wǎng)絡結構越穩(wěn)定,經(jīng)擠壓后探頭保持整潔的能力越強。由表5可知,試驗號7的凝聚性較優(yōu),且在對該樣品進行擠壓后探頭依舊保持清潔狀態(tài)。
2.3.4? 咀嚼性
咀嚼性是利用TPA測試模擬牙齒咀嚼時需要的能量,咀嚼性越強,說明咀嚼所需的能量越大,在經(jīng)過如煲湯、火鍋等二次加工處理后,發(fā)現(xiàn)咀嚼性數(shù)值越大,樣品的口感越好,內部組織結構越緊實,因此認為經(jīng)高溫滅菌處理后仍能具有較好口感的魚糕產(chǎn)品應為咀嚼性較強的樣品。
2.4? 凝膠特性
凝膠強度是反映魚糜制品質量的關鍵指標之一,凝膠強度較高的產(chǎn)品更容易被消費者接受。正交試驗結果顯示凝膠強度大小與復合增稠劑添加量呈正相關,但白度結果顯示復合增稠劑添加過多容易影響高溫滅菌魚糕的感官品質。因此綜合凝膠強度和感官分析得出,試驗號7在獲得良好感官的同時具有較高的凝膠強度,滿足魚糕經(jīng)高溫滅菌處理后仍具有較好品質的需求。
2.5? 復合增稠劑對高溫滅菌魚糕質構特性的影響
在最佳輔料配方的基礎上探究復合增稠劑對高溫滅菌魚糕質構特性的影響,由圖1可知,高溫滅菌導致魚糕的品質下降。經(jīng)過高溫滅菌處理后魚糕的硬度和咀嚼性均顯著下降(P<0.05),其中硬度從20.14 N降低到12.97 N,咀嚼性從1 649.22降低到970.20,彈性和凝聚性雖有所下降,但無顯著差異。隨著復合增稠劑添加量的增加,高溫滅菌魚糕的硬度和咀嚼性得到明顯提高。有研究報道將魔芋膠添加到魚糜凝膠中,提高了魚糜凝膠的硬度、膠黏性和咀嚼性;將黃原膠添加到復配蝦肉糜中,顯著提高了蝦肉糜的彈性;將卡拉膠添加到魚丸中,提高了魚丸的質構特性。因次,試驗進一步證實了復合增稠劑有助于改善高溫滅菌魚糕的品質,且添加了復合增稠劑的高溫滅菌魚糕的質構特性與未經(jīng)過殺菌處理的魚糕無顯著差異(P>0.05)。
2.6? 復合增稠劑對高溫滅菌魚糕持水性的影響
持水性作為評估蛋白質結合水能力的一個指標,也常被用于評價魚糜制品的質量。持水性越高,內部水分越穩(wěn)定,品質越好。由圖2可知,復合增稠劑、高溫滅菌處理均能提高魚糕的持水性,但無顯著差異(P>0.05),與空白組相比,添加復合增稠劑且進行高溫滅菌處理的魚糕的持水性得到明顯提高(P<0.05)。據(jù)報道,魔芋膠、卡拉膠、黃原膠作為親水膠體,分子內存在許多親水基團,這些基團與水結合聚集到凝膠網(wǎng)絡結構中,提高了凝膠的強度,該試驗將復合增稠劑添加到高溫滅菌魚糕中提高了魚糕的凝膠強度和持水性,與報道一致。
2.7? 復合增稠劑對高溫滅菌魚糕橫向弛豫時間(T2)的影響
采用低場核磁共振成像儀測量不同處理組魚糕的自旋-自旋弛豫時間、反演后的橫向弛豫時間T2波譜圖,見圖3。
橫向弛豫時間波譜圖理論上應出現(xiàn)3個峰,T21、T22、T23分別對應結合水、不易流動水和自由水,在各弛豫時間段對應的峰面積占比分別為P21、P22、P23。該試驗中高溫滅菌處理組魚糕在T21(0.1~10 ms)之間產(chǎn)生了兩個峰,相比其他處理組多了1個弛豫時間在 1.83~5.94 ms 的小峰(峰面積占比為0.58%),因峰面積較小,且各組T21之間無顯著差異,無法做對比分析。各處理組峰面積結果顯示:高溫滅菌處理使魚糕在T22(10~200 ms)弛豫時間段的峰面積占比由94.19%降低到93.64%,添加復合增稠劑但未經(jīng)高溫滅菌處理、添加復合增稠劑且經(jīng)高溫滅菌處理的魚糕在T22弛豫時間段峰面積占比分別為92.18%、94.23%,表明復合增稠劑的添加能促進高溫滅菌魚糕凝膠結構中不易流動水的形成,促進了自由流動水向不易流動水的遷移。研究表明,T22對應的不易流動水含量與魚糕凝膠網(wǎng)絡結構中的水分含量、持水性和凝膠特性成正比。 因此,復合增稠劑的添加對維持高溫滅菌魚糕的凝膠結構穩(wěn)定起著重要作用。
2.8? 電子舌檢測結果
根據(jù)魚糕品質的研究結果,采用電子舌對4個不同處理組魚糕的苦味、甜味、鮮味、咸味、酸味進行檢測分析,結果見圖4中a。高溫滅菌處理使魚糕的苦味、甜味、鮮味和酸味明顯降低(P<0.05),而復合增稠劑的添加對這4種風味均有顯著的提升,且4組魚糕的咸味無顯著差異,表明復合增稠劑的添加減少了高溫滅菌處理對魚糕風味的不良影響。
PCA用于對4個不同處理組魚糕的電子舌響應信號進行對比分析。由圖4中b可知,PC1的貢獻率為84.579%,PC2的貢獻率為13.162%,累計貢獻率達97.741%,可以較好地代表魚糕的總體滋味特征。主成分雙標圖中樣品所在坐標軸越靠近,樣品的滋味越相似,高溫滅菌處理后的魚糕距離其他處理組的魚糕較遠,滋味差異體現(xiàn)在PC1上;其余3組魚糕在PC1和PC2上的距離較近,滋味相似,但4組魚糕在主成分雙標圖中均沒有明顯的重疊,表明通過PCA能將這4種不同處理的魚糕樣品有效分開。
2.9? 加速貯藏試驗結果
由圖5可知,隨著貯藏時間的延長,在第30天時樣品b出現(xiàn)滲水和脹袋現(xiàn)象,同時伴有異味產(chǎn)生;樣品a輕微脹袋且稍有異味產(chǎn)生,但未出現(xiàn)滲水現(xiàn)象;樣品c、d均未脹袋。脹袋現(xiàn)象的出現(xiàn)說明高溫滅菌的魚糕已經(jīng)腐敗變質,完全失去了營養(yǎng)價值和商品價值;異味的產(chǎn)生是蛋白質被腐敗微生物分解所致。根據(jù)貨架壽命關系得出樣品c、d在20 ℃環(huán)境下可以保存240 d,未經(jīng)過高溫滅菌處理的魚糕在常溫下貯藏的時間明顯短于經(jīng)過高溫滅菌處理的魚糕,而市售的魚糕在冷藏條件下可以貯藏14~180 d,該結果表明高溫滅菌有助于延長魚糕在常溫下貯藏的時間。在50 ℃培養(yǎng)箱中貯藏30 d后未經(jīng)過高溫滅菌處理的魚糕切面有較大的氣孔,未添加復合增稠劑的魚糕切面氣孔數(shù)量較多,而添加復合增稠劑的高溫滅菌魚糕切面氣孔數(shù)量較少。綜合上述結果,復合增稠劑有助于改善高溫滅菌魚糕的組織結構,且能賦予高溫滅菌魚糕良好的感官品質,因此添加復合增稠劑的高溫滅菌魚糕更適合在食品生產(chǎn)中應用。
3? 結論
本試驗在傳統(tǒng)魚糕制作工藝的基礎上,通過添加復合增稠劑優(yōu)化魚糕的配方,獲得經(jīng)高溫滅菌處理后仍具有較好口感的魚糕產(chǎn)品,在延長魚糕常溫貯藏保質期的同時提高了魚糕的品質。正交優(yōu)化試驗結果顯示:添加復合增稠劑可以提高魚糕的凝膠強度和質構特性,減少高溫滅菌處理對魚糕品質劣變的影響。但結果同時顯示復合增稠劑添加量過多容易導致魚糕的色澤偏黃,因此基于色澤、風味、質構等感官評價,通過正交試驗確定冰水添加量為17.5%、復合增稠劑添加量為0.5%、肥膘添加量為5%時制作的高溫滅菌魚糕能滿足消費者對魚糕口感和外觀的需求。最終確定高溫滅菌魚糕的最佳工藝配方為魚糜64%(含輔料)、冰水17.5%、復合增稠劑0.5%、肥膘5%、變性木薯淀粉8%、蛋清5%。
復合增稠劑和高溫滅菌處理對魚糕的質構特性、持水性、水分分布、電子舌主成分分析的影響結果顯示:高溫滅菌處理會對魚糕的品質產(chǎn)生劣變影響,而復合增稠劑的添加有助于減少品質劣變,具體表現(xiàn)為增強了高溫滅菌魚糕的硬度、咀嚼性、持水性和鮮味,減少了高溫滅菌處理對魚糕滋味的影響,促進了魚糕凝膠網(wǎng)絡結構中自由流動水向不易流動水的遷移,維持了凝膠結構的完整性,加速貯藏試驗表明添加復合增稠劑的高溫滅菌魚糕具有更長的常溫貯藏保質期,兼具良好的品質特征。
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