无磷酸盐鱼丸品质改良剂研究

高红梅， 丁志刚， 唐世涛， 郭元新， 孙永康

(安徽科技学院 食品工程学院,安徽 凤阳 233100)

鱼作为一种十分营养而又健康的食材，深受人类的青睐，目前发展较快的是鱼糜类制品中的鱼丸[1-2]。鱼丸因肉质鲜美、营养丰富，富含大量的优质蛋白质，而鱼丸加工是水产加工研究中较为重要的项目。制作鱼丸时，磷酸盐添加可以改善其味道和新鲜度，增其持水性，同时具有一定抗氧化作用，能在解冻后保持水产制品的鲜味和营养，因此，目前成熟的鱼丸加工中多使用复合磷酸盐作为品质改良剂[3]。但是，人体长期过量摄入磷酸盐会影响机体钙磷元素平衡，容易引起骨折、骨骼变形和牙齿脱落等不良效应。在鱼丸加工过程中添加磷酸盐品质改良剂会导致鱼丸中磷的含量更高，这无疑对人体健康存在一定潜在隐患，应用于鱼丸加工制品的无磷酸盐品质改良剂具有十分重要的意义[4]。TG酶具有提高水产品营养价值、改善蛋白质质构、提高鱼糜凝胶强度的作用，并赋予鱼糜制品独特的质构和良好的口感，卡拉胶具有增加保水性的作用，广泛应用于肉糜、鱼糜等的加工生产中，蛋清蛋白具有良好的胶凝性，添加蛋清能有效提高胶凝作用，并增加鱼丸的白度[2,5-7]。

本文以淡水鲢鱼肉作为主材，通过物性质构分析及感官等指标的测定以及正交试验得到最佳无磷酸盐鱼丸品质改良剂配方。

1 材料与方法

1.1 供试材料

物性质构分析仪 CT310K(美国布氏工程试验室公司BROOKFIELD)；斩拌机 BZBJ-5(中国艾博公司)；电子天平 PL6001-L (梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司)。

鲢鱼，食盐，味精，白砂糖，白胡椒粉，生姜，食用玉米淀粉，食用大豆分离蛋白，冰块，卡拉胶，TG酶,均市售。

1.2 试验方法

1.2.1 鱼丸加工工艺及基本配方 加工工艺为：原料鱼→前处理→水洗→采肉→漂洗→脱水→ 精滤、绞肉→擂溃、斩拌→成型→凝胶化→加热→冷却包装[8]。基本配方：按原料鱼肉100%计算，鱼肉100%，食盐3%，味精0.4%，蔗糖2%，生姜0.4%，白胡椒粉0.15%，冰水35%，大豆分离蛋白5%，玉米淀粉10%。

1.2.2 制丸操作要点 原料鱼的处理和洗净：先将原料鱼洗净,并清除腹腔内的残余内脏或血污黑膜等，注意清洗要控制水温10 ℃以下,以防蛋白质变性[8]。

采肉：本试验采用人工采肉的方法，将鱼骨刺、反结缔组织、鱼皮等全部剔除，取雪白的鱼肉备用[8]。

漂洗：漂洗是指用水对所采的鱼肉进行洗涤,以除去鱼肉中的水溶性蛋白质、色素、气味和脂肪成分,对提高鱼糜制品的质量有很大的作用,并使弹性和白度都有明显提高[9]。

脱水：鱼糜在脱水后要求水分含量在80%～82%。

擂溃或斩拌：擂溃是鱼糜制品生产中的一个重要工艺之一,操作过程可分为空擂、盐擂和调味擂溃三个阶段，空擂一般5～10 min，然后加品质改良剂斩拌10～15 min，调味擂溃时，将辅料加水斩拌均匀后再加鱼糜一起斩拌，效果更好[9]。

成型：经配料、擂溃后的鱼糜具有很强的粘性和一定的可塑性,迅速取适当质量鱼糜用手搓圆成丸型或手工挤成型，放置在托盘上[10]。

凝胶化：鱼糜在成型之后加热之前,一般需要较低的温度条件下放置一段时间,以增强鱼糜制品的弹性和保水性，将成型的鱼丸放置在室温下的水中凝胶化[11]。

加热：将已充分凝胶化的鱼丸放置在90 ℃水中恒温水煮，以达到熟制的目的,并使蛋白质变性凝固,形成具有弹性的凝胶体,还可以起到杀菌的目的。水煮的鱼丸要经常轻轻翻动，以防互相粘连或粘锅，待鱼丸全部漂起时捞出，沥去水分[8]。

包装冷冻：放在袋中密封并冷冻贮藏。

1.2.3 试验方案 TG酶单独添加量对鱼丸品质的影响 取上述制好的鱼糜每份20 g，按照质量比依次添加0、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%的TG酶，混合均匀，按照1.2.2节工艺制得鱼丸(挤捏成型并迅速放入冷水中进行凝胶化，加热熟制)，冷却后包装好称重，放置隔夜后进行蒸煮损失测定、物性质构分析等[12-14]。

卡拉胶单独添加量对鱼丸品质的影响 每份取制好的鱼糜20 g，按照质量比依次添加0、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%的卡拉胶，混合均匀，按照1.2.3节工艺制得鱼丸，冷却后包装好后称重，放置隔夜后进行蒸煮损失测定、物性质构分析等。

蛋清单独添加量对鱼丸品质的影响 每份取制好的鱼糜20 g，按照质量比依次添加0、1%、3%、5%、7%、9%的蛋清，混合均匀，按照1.2.3节工艺制得鱼丸，冷却后包装好称重，放置隔夜后进行蒸煮损失测定、物性质构分析等。

完成上述单因素试验后，取TG酶添加量、卡拉胶添加量、蛋清添加量三因素，选择三个较优水平，做三因素三水平的正交试验，以鱼丸的硬度、弹性、内聚性、咀嚼性、感官评定(加权法)等为指标，统计数据得三者添加的最佳的配方。

1.3 测定项目及分析方法

1.3.1 蒸煮损失的测定 将制得的鱼丸冷却后平测质量，记为M1，冷藏过夜后取出，待恢复至常温后，用干净滤纸或食品级卫生合格的纸巾吸去鱼丸表面的水分[3]，再次进行侧质量，记为M2，二者差值与原鱼丸质量的比值即为蒸煮损失率。

蒸煮损失率(%)=(M1-M2)/M1×100%

1.3.2 鱼丸质构品质的测定 采用美国布氏工程试验室公司生产的CT310K物性质构分析仪对鱼丸进行质构品质的测定，该物性质构分析仪自带分析软件，可自行对需要的数据进行分析和计算，得到精确的数据[2,14]。具体操作如下：将待测鱼丸按组别分好，切成直径20 mm，高度30 mm的圆柱小块，依次放在物性质构分析仪的载物台上；运行物性质构分析仪系统软件，将物性质构分析仪调成TPA质构分析模式，测试速度3 mm/s，目标15 mm，压缩次数两次，采用TA39探头依次对待测鱼丸圆柱进行测定[15]，测得鱼丸的硬度、弹性、内聚性、咀嚼性等指标并做好记录。

1.3.3 鱼丸感官评定(加权法) 鱼丸的感官评价不光要从口感上分析，色泽、组织状态等对其质量评价也有着十分重要的作用，因此，需要考虑到鱼丸的各项感官指标的权重，利用加权法计算总分[16]，将待测鱼丸切成10 mm薄片，选择10人按照鱼丸感官评价标准[10]品尝并打分，满分为5分，弹性权重系数为0.4，组织状态权重系数为0.3，色泽权重系数为0.2，鲜度和滋气味的权重系数为0.1[8]。具体标准见表1。

表1 鱼丸感官评价标准

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果与分析

2.1.1 TG酶单独添加量对鱼丸品质的影响 按照1.2.3节处理，以TG酶添加量为变量(添加0、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%)，制得6组不同鱼丸，并测得蒸煮损失数据(图1)。

图1 蒸煮损失图(TG酶)

从图1可见，TG酶添加量在0.5%时蒸煮损失最大，虽然在0.2%时有波峰，整个曲线有波动，但不影响整体上升趋势，也无法从中具体客观得出添加量在某一个点时的蒸煮损失最大，只能看出随着TG酶量的增加，鱼丸的蒸煮损失明显呈上升趋势，即TG酶增加会加大蒸煮的损失。这可能是由于TG酶会促进蛋白质或多肽之间发生共价交联，提高了与鱼糜中的肌球蛋白、大豆蛋白等的交联程度，使结构更为紧密，整个体系的凝胶结构也由松弛变得更加紧密，因而锁在体系中的水分也会略有损失[17]，最终会导致蒸煮时的损失上升。测定TG酶处理后的鱼丸，可得到弹性、硬度、咀嚼性、内聚性等鱼丸的品质数据(表2)。

表2 TG酶对鱼丸品质的质构影响

从表2可见，TG酶添加后对鱼丸品质的影响十分显著。随着TG酶添加量的增加，硬度呈上升趋势，在添加量为0.3%时达到最高，弹性、内聚性、咀嚼性同样如此。这是因为谷氨酰胺转氨酶可以促进鱼糜蛋白质分子内的交联、分子间的交联、蛋白和氨基酸之间的连接以及蛋白质分子内谷氨酰胺基的水解，从而使蛋白质得到改性，对水分子也有包容束缚能力，提高鱼糜的持水性和凝胶强度[18]。在0.3%之后，随着添加量的上升，硬度、弹性等都略有下降。这可能是因为体系中的酰胺基与赖氨酸残基上的游离氨基等已经反应完全，残余的蛋白酶使部分蛋白溶解，从而降低了凝胶强度[3-5]。

2.1.2 卡拉胶单独添加量对鱼丸品质的影响 按照1.2.3节处理，以卡拉胶添加量为变量(添加0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%)，制得5组不同的鱼丸，并测得蒸煮损失数据(图2)。

图2 蒸煮损失图(卡拉胶)

从图2可见，随着卡拉胶的添加蒸煮损失率逐渐减降低，在添加0.3～0.5%时损失率变化趋于平稳。这是因为卡拉胶具有良好的持水能力[11]，保护鱼丸中的水分不致流失过多，从而降低了鱼丸的蒸煮损失。

卡拉胶处理后对鱼丸进行质构测定并得到弹性、硬度、咀嚼性、内聚性等品质数据(表3)。

表3 卡拉胶对鱼丸品质的质构影响

从表3可见，随着卡拉胶添加量的增加，各项指标呈上升趋势，在卡拉胶添加量为0.3%时，各项指标达到最高，效果最好。这是因为卡拉胶添加后会填满鱼糜蛋白和肌纤维的间隙，增加切断面的光泽，使蛋白质网格结构更加松软，弹性增加，继续添加卡拉胶，蛋白质凝胶网格结构增加，硬度、内聚性、咀嚼性都会随之上升[3,19]。随着添加量增加，过高的填满了鱼糜蛋白和肌纤维的间隙造成硬度升高、弹性、下降。综合后确定卡拉胶单独添加时添加0.3%效果最好。

2.1.3 蛋清单独添加量对鱼丸品质的影响 按照1.2.3节处理，以蛋清添加量为变量(添加0、1%、3%、5%、7%、9%)，制得6组不同的鱼丸，测得蒸煮损失数据并记录结果，见图3。

图3 蒸煮损失图(蛋清)

从图3可见，蛋清的添加对鱼丸的蒸煮损失影响还是比较大的。虽然整体曲折较大，但依然可以看出添加量在3%、4%时，鱼丸的蒸煮损失明显降低，这是因为蛋清中富含丰富的蛋清蛋白，蛋清蛋白具有良好的凝胶性质，添加到鱼糜当中，促进了鱼糜的凝胶化，从而增大了鱼丸的持水能力，降低了蒸煮的损失。随着蛋清进一步的添加，鱼丸的蒸煮损失明显增大，损失严重，这是由于蛋清添加过多，无法与鱼糜有效的结合，蒸煮过程中会以蛋白形式大量渗出，同时带走鱼丸的水分、蛋白质等，加大了鱼丸的蒸煮损失。

蛋清处理后对鱼丸进行质构测定并得到弹性、硬度、咀嚼性、内聚性等鱼丸的品质数据(表4)。

表4 蛋清对鱼丸品质的质构影响

从表4可见，随着蛋清添加量的增加，鱼丸的硬度略有提高，尤其是弹性方面呈上升趋势。这是由于蛋清是动物蛋白质，在鱼糜制品可以当作弹性增强剂使用，同时蛋清中富含蛋清蛋白，具有较好的凝胶作用，还会促进鱼丸的白度[4-7]。内聚性也有一定上升，各项指标在添加量为5% 时达到最佳。之后，随着蛋清添加量的进一步增加，硬度和咀嚼性减小的十分明显，这是因为蛋清添加过多，导致鱼糜过度稀化，蛋白质网格结构变得松软和松散，从而使得鱼丸的硬度和咀嚼性大幅下降，软化严重，且蒸煮损失明显。

综合数据，可以得出蛋清单独添加量在5% 时，鱼丸的品质最佳。

2.2 正交试验结果与分析

2.2.1 正交分析因素水平的选取 在上述单因素试验的基础上，选取卡拉胶添加量、TG酶添加量、蛋清添加量三个因素，根据单因素试验的结果分别选取三个因素的较优水平，进行三因素三水平的正交分析试验[20-21](表5)。

表5 正交试验因素水平表

2.2.2 正交分析 以质构特性和感官评定等为指标，对正交试验结果进行分析(表6和7)。

表6 感官评定得分(加权法)

表7 正交试验方案及结果

根据正交试验结果，进行各项指标的极差分析(表8～12)。

表8 硬度极差分析

表9 弹性极差分析

表10 内聚性极差分析

表11 咀嚼性极差分析

表12 感官评定极差分析

根据表8～12对各项指标做的极差分析，得到各因素对质构分析及感官评价的影响主次及最优组合(表13)。

表13 各因素对质构分析及感官评价影响及优组合感官评定极差分析

3 结论与讨论

综合分析，不同的指标因素因主次不尽相同，最优方案也不同，进行综合考虑因素C对各指标的影响相对较大，因此最优组合选C2或C3；同理，可以看出次要因素应选因素A，选A1或A2；因素B选B1或B2。因素A、B主要为次要因素，因此以降低消耗为原则，则AB组合应选用A1B1，综合上述，较优方案为A1B1C2和A1B1C3。再结合感官评定的极差分析结果，确定出研制无磷酸盐鱼丸品质改良剂的最优方案为A1B1C3即添加卡拉胶0.2%，谷氨酰胺转氨酶0.2%，蛋清7%，得到的鱼丸感官良好，口感适口，且质构特性水平都较高。

谷氨酰胺转氨酶可以催化转酰基反应，从而导致蛋白质或多肽之间发生共价交联[1]。TG酶改性后，蛋白质的胶凝性、塑性、持水性、水溶性、稳定性等等都会得到改善[4-5]。应用在水产品中，可以通过交联作用，交联上一些限制性氨基酸，从而提高水产品的营养价值，同时通过添加TG酶，还可以提高鱼丸的持水性，增加凝胶强度，对研究磷酸盐的替代品具有十分重要的价值[20]。