贾璐泽 宋子玄 宋永
摘 要:魚糜制品营养丰富,高蛋白、低脂肪,种类繁多,食用方便,深受消费者喜爱。淀粉是鱼糜制品生产中常用的辅料,文章就淀粉的来源、理化特性及其在鱼糜制品中的应用情况进行了分析概括并对未来的发展趋势进行了展望。
关键词:淀粉;鱼糜制品;应用
中图分类号:TS254.4文献标志码:A
鱼糜制品是一类以生鲜鱼糜或冷冻鱼糜为原料,经擂溃(空擂、盐擂和调味擂)、成型、凝胶化等过程制成,具有一定弹性的凝胶状食品[1]。其营养丰富、食用方便、种类多样,例如鱼豆腐、鱼香肠、鱼丸、鱼糕、蟹棒以及模拟蟹腿等。淀粉是鱼糜制品生产过程中常用的一种配料,添加淀粉可以降低鱼糜制品的成本,还能显著改善其凝胶特性,增强冻融稳定性。本文阐述了淀粉的来源、特性及在鱼糜制品中的应用情况。
1 淀粉的来源
淀粉是一种贮藏性多糖,也是植物果实、种子、块茎、根茎的主要成分[2,3]。稻米和小麦的主要组分为淀粉,人们还常食用以淀粉组分为主的玉米、红薯、马铃薯、山药、绿豆、豌豆、燕麦等食品,通常称这些食品为淀粉类食品[4]。淀粉类食品经过加工烹饪后可直接食用,其淀粉部分也可以被提取出来加以利用。
按淀粉的来源通常分为谷类淀粉、薯类淀粉、豆类淀粉和其他淀粉四大类,其中杂粮淀粉(荞麦、青稞、藜麦等)、杂豆淀粉(豇豆、芸豆、鹰嘴豆等)和其他来源的非常规淀粉(荸荠、菱角、莲藕、莲子等)也日益受到人们的关注。淀粉的理化特性对食品的品质及加工工艺有着重要的影响。
2 淀粉的理化特性
在食品加工中使用淀粉时,需要考虑其颗粒形态、持水性、持油性、溶解性、膨胀性、冻融稳定性、凝胶特性、糊化特性、凝沉老化特性、消化特性等性质及其与食品中蛋白质、油脂、酚类等成分的相互作用。
不同来源淀粉间的结构特征存在差异,使其具有不同的理化特性,从而影响淀粉在食品加工中的应用。淀粉分子是由α-1,4和α-1,6两种糖苷键连接的葡萄糖残基构成的[5]。淀粉在结构上主要由直链淀粉和支链淀粉组成,淀粉功能性很大程度上取决于直链淀粉和支链淀粉的比例,通常富含支链淀粉的淀粉比富含直链淀粉的淀粉形状更规则,且富含直链淀粉的淀粉表面比富含支链淀粉的淀粉表面更光滑[6]。Pereira J已证明淀粉的直链淀粉部分负责凝胶强度,而支链淀粉负责其粘弹性[7]。另外它们的来源、颗粒结构和大小、支链长度也影响着淀粉的理化性质[8-10]。
淀粉根据葡萄糖在胃肠道中释放和吸收的速率,被分为快速消化淀粉(RDS)、缓慢消化淀粉(SDS)和抗性淀粉(RS)[11]。RDS是摄入后引起血糖水平突然升高的淀粉组分;SDS是在小肠中以比RDS低的速率完全消化的淀粉组分;RS是不能在小肠中消化但在大肠中发酵的淀粉部分。RS具有与传统膳食纤维相似的生理功能,如增加饱腹感以达到减少食物摄入,从而调节体重、降低肥胖风险、降血糖、降血脂,改善肠道环境等[12-13],因此RS受到人们广泛关注[14],将RS应用于食品加工的研究层出不穷。
淀粉的增稠、胶凝、黏附和包封等功能使其在食品和非食品产品中具有广泛的应用[2,3]。
3 淀粉在鱼糜制品中的应用
在肉糜制品加工中,淀粉由于具有一定的吸油性和保水性,常常作为填充剂、增稠剂、黏合剂、稳定剂等来改善制品的乳化性、保水性、组织状态和肉馅之间的黏性,从而使肉糜制品具有良好的口感[15]。
WU Mangang等人研究证明添加淀粉的肉糜可以形成更紧密和更强的热诱导蛋白质网络[9]。Pietrasik等人研究添加淀粉的种类影响着香肠类肉制品的加工和质构特性,证明添加豌豆淀粉比改性玉米淀粉更倾向于增加香肠的咀嚼性和粘性[16]。在鸡肉糜加工过程中,添加一定量淀粉可提高持水力、改善组织结构[17]。
鱼糜制品的加工过程就是鱼糜凝胶化的过程,凝胶特性是决定鱼糜制品品质的重要指标。鱼糜凝胶形成机制主要由于肌原纤维蛋白构象的改变形成三维空间网络结构, 并通过氢键、二硫键、离子键、疏水相互作用和氢键等化学作用力来维持,凝胶特性是决定鱼糜制品品质的重要指标[18]。各种淀粉在鱼糜制品中也有良好的应用效果,玉米淀粉、小麦淀粉、地力(荸荠)淀粉、菱粉、木薯淀粉、马铃薯淀粉、豌豆淀粉、绿豆淀粉、红薯淀粉、变性淀粉等在鱼糜制品中的应用均有报道[19-23]。
有研究指出马铃薯淀粉能有效提高鱼糜凝胶的硬度、白度[24]。添加抗性玉米淀粉(0.1%~0.6%w/w)可显著提高肌球蛋白凝胶的持水性和凝胶强度[25]。在罗非鱼鱼糜凝胶中添加淀粉可改善鱼糜凝胶的质地,明显提高凝胶持水性,降低蒸煮损失率。绿豆淀粉成胶能力强,较高的持水性和凝胶强度,直链淀粉含量高,可用于提高鲢鱼鱼糜的凝胶强度[21,27]。
杨明等人发现马铃薯淀粉能够改善鲤鱼鱼糜凝胶的品质,复合凝胶的硬度和弹性有所增加,持水性增大[28]。杨震研究含有高抗性淀粉RSⅢ的特异性淀粉在不同添加量水平(0%、2%、4%、6%、8%w/w)和预凝胶温度(4℃、25℃、40℃)条件下对草鱼鱼糜凝胶理化品质的影响,发现随着淀粉添加量的增加,草鱼鱼糜凝胶有着更低的失水率和蒸煮损失率[29]。
3D打印技术是一种新型的物料成型方式,将3D食品打印技术与传统鱼糜加工技术相结合,个性化创造食品的形状和纹理,可提高鱼糜产品的灵活性、创造性和节能性,因此3D打印成型的鱼糜凝胶研究也受到关注。黄颖以添加8%红薯淀粉的马鲛鱼鱼糜为原料,考察3D打印成型方式和传统成型方式对马鲛鱼鱼糜样品的凝胶强度、TPA、色泽、蒸煮损失、持水力以及微观组织结构的影响。结果表明,3D打印成型的马鲛鱼鱼糜样品的凝胶强度、硬度和咀嚼性与传统成型的鱼糜样品相比出现明显下降;弹性、黏聚性、回复性和白度比传统成型的鱼糜样品要高;但马鲛鱼鱼糜持水能力变差,蒸煮损失增加[30]。
儀淑敏等发现在木薯淀粉添加量为2%时,鱼糜3D打印的效果最佳[31]。刘阳发现马铃薯淀粉、玉米淀粉、交联淀粉和预糊化淀粉(4%)可以改善金鲳鱼糜-淀粉体系的持水性,减小鱼糜稠度,增强剪切稀化特性、结构恢复能力,粘弹性模量和时间稳定性,3D打印效果与淀粉类型、添加量以及体系的水分特性和流变特性密切相关[32]。
研究表明,淀粉回生会伴随着晶体的形成,有利于3D打印复杂形状,淀粉回生可分为短期回生和长期回生,分别与直链淀粉和支链淀粉含量相关,一定量的直链淀粉对支链淀粉的长期回生特性有影响,从而提高淀粉基凝胶的打印性能[33],直链淀粉与支链淀粉比例为2∶8的淀粉基凝胶打印效果最好[34]。
4 讨论与展望
淀粉是鱼糜制品生产过程中常用的一种配料,使用不同来源的淀粉、控制直链支链淀粉比例、合理进行淀粉复配等有助于降低鱼糜制品的成本,还能显著改善其凝胶特性,增强冻融稳定性以及改善鱼糜制品3D打印效果。
参考文献:
[1]李钰金,林洪,赵元晖,等.蛋白质类添加物在鱼糜制品中的应用现状及发展趋势[J].食品研究与开发,2020,41(5):220-224.
[2]刘惠娟,赵春燕,龚加顺.蕉芋淀粉和玉米淀粉理化特性对比分析[J].食品科技,2022,47(3):271-277.
[3]JOSHI M,ALDRED P,MCKNIGHT S,et al.Physicochemical and functional characteristics of lentil starch[J].Carbohydrate Polymers,2013,92(2):1484-1496.
[4]宿玲恰,吴敬.淀粉基未来食品及其制备方法研究进展[J].食品与生物技术学报,2021,40(12):5-16.
[5]畅阳.不同种木薯变性淀粉对肌原纤维蛋白热诱导凝胶特性的影响[D].南京:南京农业大学,2012.
[6]Pei Chen,Long Yu,Ling Chen,et al.Morphology and microstructure of maize starches with different amylose/amylopectin content[J].Starch-Strke,2006,58(12):611-615.
[7]Jailson Pereira,Hongyan Hu,Lujuan Xing,et al.Influence of rice flour, glutinous rice flour, and tapioca starch on the functional properties and quality of an emulsion-type cooked sausage[J].Foods,2019,9(1):9-9.
[8]卢楹,雷宁宇,宋萧萧,等.4种杂豆淀粉结构特征和理化特性比较[J].食品科学,2023,44(6):34-40.
[9]WU Mangang,WANG Jiahao,HU Juan,et al.Effect of typical starch on the rheological properties and nmr characterization of myofibrillar protein gel.[J].J Sci Food Agric,2020,100(1):258-267.
[10]Dan Liu,Wei Tang,Yue Xin,et al.Comparison on structure and physicochemical properties of starches from adzuki bean and dolichos bean[J].Food Hydrocolloids,2020,105(C):105784-105784.
[11]HOOVER R,HUGHES T,CHUNG HJ,et al.Composition, molecular structure, properties, and modification of pulse starches: a review[J].Food Research International,2009,43(2):399-413.
[12]Dan Ramdath,Simone Renwick,Alison M. Duncan.The role of pulses in the dietary management of diabetes[J].Canadian Journal of Diabetes,2016,40(4):355-363.
[13]Jennifer M. Erickson,Justin L. Carlson,Maria L. Stewart,et al.Fermentability of novel type-4 resistant starches in in vitro system[J].Foods,2018,7(2):18-18.
[14]YANG Yuexi,CHEN qing,Yu Anzhen,et al.Study on structural characterization, physicochemical properties and digestive properties of euryale ferox resistant starch[J].Food Chem,2021,359:129924-129924.
[15]周纷,谷大海,徐家慧,等.淀粉对鸡胸肉盐溶性蛋白乳化特性的影响[J].食品科学,2016,37(15):7-12.
[16]PIETRASIK Z,SOLADOYE OP.Use of native pea starches as an alternative to modified corn starch in low-fat bologna[J].Meat Sci,2021,171(prepublish):108283-108283.
[17]孔鹏,王志耕,熊国远,等.3种淀粉对鸡肉糜盐溶蛋白特性影响及其配方研究[J].肉类研究,2011,25(6):9-15.
[18]郭梦,武瑞赟,马俪珍,等.鱼糜制品及其凝胶特性研究进展[J].中国水产,2020(2):83-85.
[18]陆海霞,励建荣.鱼糜制品的凝胶特性研究进展[C]//中国食品科学技术学会第五届年会暨第四届东西方食品业高层论坛论文摘要集,中国浙江杭州,2007:258.
[19]侯荔.添加淀粉对鱼糜特性的影响初探[J].水产科学,1990(1):13-15.
[20]王丽丽,杨文鸽,徐大伦,等.不同淀粉对带鱼鱼糜凝胶品质的影响[J].核农学报,2016,30(7):1379-1385.
[21]余永名,马兴胜,仪淑敏,等.豆类淀粉对鲢鱼鱼糜凝胶特性的影响[J].现代食品科技,2016,32(1):129-135.
[22]袁美兰,赵利,邹胜员,等.玉米淀粉和红薯淀粉对草鱼鱼糜凝胶性质的影响[J].食品科技,2011,36(10):120-123.
[23]Mingcong Fan,Ting Hu,Siming Zhao,et al.Gel characteristics and microstructure of fish myofibrillar protein/cassava starch composites[J].Food Chem,2017,218:221-230.
[24]LIU Haiwei,NIE Yang,and CHEN Hongxia.Effect of different starches on colors and textural properties of surimi-starch gels[J].International Journal of Food Properties,2014,17(7):1439-1448.
[25]WANG Xixi,LI Yueshuang,ZHOU ying,et al.Effect of resistant corn starch on the thermal gelling properties of chicken breast myosin[J].Food Hydrocolloids,2019,96(C):681-687.
[26]劉璐,洪鹏志,周春霞,等.不同种类淀粉对罗非鱼鱼糜凝胶品质的影响[J].食品科学,2023,44(6):82-89.
[27]田海娟.绿豆淀粉开发及其应用前景[J].吉林工商学院学报,2011,27(5):84-86.
[28]杨明,孔保华,董和亮,等.马铃薯淀粉对鲤鱼肌原纤维蛋白功能特性的影响[J].食品工业科技,2013,34(14):169-172+186.
[29]杨震.三文鱼电子束辐照保鲜技术及特异性淀粉对草鱼糜凝胶品质的影响[D].杭州:浙江大学,2014.
[30]黄颖.马鲛鱼鱼糜制品品质改良及其3D打印应用的研究[D].大连:大连工业大学,2019.
[31]仪淑敏,梁丰,杨领,等.木薯淀粉对金线鱼鱼糜3D打印效果的影响[J].水产学报,2021,45(07):1111-1120.
[32]刘阳.基于共混改性理论解析淀粉改善鱼糜3D可打印性的机制[D].湛江:广东海洋大学,2022.
[33]Cheng Li,Yiming Hu,Enpeng Li.Effects of amylose and amylopectin chain-length distribution on the kinetics of long-term rice starch retrogradation[J].Food Hydrocolloids,2021,111.
[34]王晶,冯思敏,余佳浩,等.直链淀粉含量对淀粉基凝胶3D打印适应性的影响[J/OL].食品与发酵工业.doi:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.033610.
Applications of starch in surimi products
JIA Luze, SONG Zixuan, SONG Yong
(Engineering Research Center of Agricultural Microbiology Technology, Ministry of Education & Heilongjiang Provincial Key Laboratory of Plant Genetic Engineering and Biological Fermentation Engineering for Cold Region & Key Laboratory of Molecular Biology, College of Heilongjiang Province & School of Life Sciences, Heilongjiang University, Harbin 150080, Heilongjiang China)
Abstract:Surimi products is nutritious with high protein and low lipid content. There are various types of convenient surimi products and they are well accepted by consumers. Starch is one of the common additives used in the surimi products.The sources of starch, the physicochemical properties and the application of starch in surimi products were introduced and summarized in this paper, as well as the future development trends.
Keywords:Starch; Surimi products; Application
作者简介:贾璐泽(1997-),女,黑龙江大学生命科学学院硕士研究生。攻读专业:食品加工与安全。E-mail:1078598474@qq.com。
通讯作者:宋永(1976-),女,博士,黑龙江大学副教授。研究方向:食品加工与食品安全。E-mail:songyong@hlju.edu.cn。