海带全粉对鱼丸品质的影响

马梦涵，张智杰，杨远帆，2，3，4，陈艳红，2，3，4，姜泽东，2，3，4，倪辉，2，3，4，郑明静，2，3，4*

（1.集美大学 海洋食品与生物工程学院，福建 厦门 361021；2.海洋食品精深加工关键技术省部共建协同创新中心，辽宁 大连 116034；3.福建省食品微生物与酶工程重点实验室，福建 厦门 361021；4.食品微生物与酶工程福建省高校工程研究中心，福建 厦门 361021）

白鲢鱼肉质鲜嫩、营养丰富、产量高，是我国最受欢迎的淡水鱼种之一[1]。据《中国渔业统计年鉴》报道，2021 年我国白鲢鱼总年产量高达383.66 万t，且呈逐年递增趋势，在渔业中占有重要生态地位[2]。目前，市场上白鲢鱼的主要加工方式为鱼糜及其制品[3]。鱼丸是以鱼为主料，通过斩拌、擂溃、成型、凝胶等一系列加工技术，形成一种富有弹性、方便食用且深受消费者喜爱的高蛋白食品[4]。由于鱼丸不仅可以企业化批量生产，而且也适合居家制作，工艺方便简洁，同时又因其细嫩鲜美的口感、丰富的营养价值，受到了广大消费者喜爱[5]。因此鱼丸可以为低值淡水鱼提升经济价值，是一种极具发展潜力的水产制品。刘海梅等[6]发现卡拉胶能够优化鱼糜凝胶特性、改善鱼糜制品的白度，使得鱼糜制品更符合大众的需求。徐安琪等[7]发现添加0.40%～0.60%紫菜粉可影响鱿鱼鱼糜凝胶特性及其肌原纤维蛋白二级结构，可以改善鱿鱼鱼糜凝胶品质。汲晨洋等[8]研究发现条斑紫菜多糖可显著改善鲢鱼鱼糜凝胶强度、质构特性和持水率，同时能够提高鱼糜的抗氧化活性。由此可见，海藻及其多糖对鱼糜制品品质和营养价值提升方面应用前景广阔。

海带（Laminaria japonica）是我国重要的大型海生褐藻植物。据《中国渔业统计年鉴》报道，2021 年我国海带养殖面积达到470 km2，总产量174.24 万t，是我国水产养殖的一个支柱产业。海带具有高蛋白低脂肪的特点，富含碘、维生素、多糖等多种生物活性物质，具有降血脂、预防动脉硬化、降血糖、降血压等功能[9-11]。前期研究发现从海带中提取的岩藻多糖可以改善鱼糜制品的凝胶品质、抗氧化性和抑菌作用[12]，但有关海带全粉对鱼糜品质影响的研究鲜见报道，海带全粉中蛋白质、多糖、多酚等成分的存在是否影响其对鱼糜制品品质的改善作用尚未可知。因此，本研究在鱼糜制品——鱼丸中添加海带全粉，分析不同添加量海带全粉（0%、0.25%、0.50%、0.75%、1.00%和1.25%）对鱼丸质构（texture profile analysis，TPA）、凝胶特性、持水率、白度、凝胶结构和感官品质等的影响。同时，以2，2'-联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸[2，2'-azino-bis（3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid），ABTS]阳离子自由基清除能力、还原力和对胰脂肪酶活性的抑制作用为指标，研究海带全粉对鱼丸的抗氧化和降血脂活性的影响。旨在利用海带全粉提高鱼糜制品的品质和附加价值，开发新型营养强化鱼糜制品。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

冷冻鲢鱼鱼糜：福建省安井食品股份有限公司；海带：福建渔礼味水产有限公司；活性干酵母：安琪酵母股份有限公司；木薯淀粉：南京甘汁园糖业有限公司；六偏磷酸钠、焦磷酸钠、三聚磷酸钠（均为食品级）：湖北兴发化工集团股份有限公司；食盐：福建省盐业集团有限公司；谷氨酰胺转氨酶（120 U/g）：上海青瑞食品科技有限公司；胰脂肪酶（25 000 U/mg）、4-硝基苯基丁酸酯（4-nitrophenyl butyrate，p-NPB）、铁氰化钾、ABTS：美国Sigma-Aldrich 公司；三羟甲基氨基甲烷[tris（hydroxymethyl）aminomethane，Tris]、过硫化钾、二水合磷酸二氢钠、十二水合磷酸氢二钠、三氯乙酸、氯化铁（均为分析纯）：国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

多功能粉碎机：东莞市华太电器有限公司；TA.Touch 质构测定仪：上海保圣实业发展有限公司；Avanti J-26S XP 高速冷冻离心机：贝克曼库尔特商贸（中国）有限公司；Mettler Toledo ME 系列分析天平：Mettler Toledo（常州）称重设备系统有限公司；EPOCH2T 酶标仪：美国博腾仪器有限公司；NicoletTMiS50 FTIR 红外光谱仪：上海禹重实业有限公司；ADCI-WSI 白度仪：北京辰泰克仪器技术有限公司；PP3000T 型低温冷冻制备传输系统：英国Quorum 公司；FEI Quanta 450 型环境扫描电镜：美国FEI 公司。Pilot 10-15S 真空冷冻干燥机：博医康（北京）仪器有限公司；JYL-C012 斩拌机：中国九阳股份有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 海带全粉的制备

对海带进行前处理，将海带表面的盐分洗净，晾干后剪碎，放入50 L 的质量分数10%的H2O2溶液中，浸泡漂白3 h，捞出后洗净，清洗至少3 遍，无H2O2气味即可。漂洗后的海带置于50 L 7%的糖水中，加入5 g 安琪活性干酵母进行发酵，发酵3 h 后捞出洗净至无酒味，自然风干后，60 ℃烘干，粉碎后过60 目筛，得到海带全粉。

1.3.2 鱼丸的制备

参考罗璨等[13]的方法并稍作修改，将冻结的AA级鲢鱼鱼糜从冷库中取出，放4 ℃冰箱中平衡12 h。称取6 组质量为350 g 的鱼糜，放入斩拌机中低速空斩2 min，各组加入10 g 食盐快速斩拌8 min 进行盐擂，加入50 g 淀粉、0.5 g 谷氨酰胺转胺酶（transglutaminase，TG酶）、1 g 复合磷酸盐[焦磷酸钠∶六偏磷酸钠∶三聚磷酸钠=1∶1∶1（质量比）]、80 g 冰水和不同添加量的海带全粉（0%、0.25%、0.50%、0.75%、1.00%和1.25%），斩拌8 min。斩拌后将鱼浆挤成圆形，在45 ℃下水浴加热30 min，迅速捞出后在90 ℃下水浴加热10 min。最后将鱼丸冰水冷却20 min 后包装。放置4 ℃冰箱冷藏24 h，待测各项指标。

1.3.3 鱼丸TPA 的测定

参考廖泉等[14]的方法并稍作修改。将鱼丸切成20mm高的圆柱体，采用TA.Touch 质构测定仪，探头型号为P36R，测试类型为下压，目标模式为形变，设定测试前速度3 mm/s，测试速度2 mm/s，测试后速度3 mm/s，触发力为5 g，应变为30%。选取硬度、弹性、黏聚性、咀嚼性和回复性，每组3 个平行。

1.3.4 鱼丸凝胶强度的测定

凝胶强度测定参考黄薇等[15]的方法并稍作修改，将鱼丸切成20 mm 高的圆柱体，采用型号为TA.Touch型质构测定仪，探头型号为P/5S，模式设定为形变，设定测试前速度4 mm/s，测试速度1 mm/s，测试后速度4 mm/s，触发力为5 g，穿刺深度为20 mm。每组3 个平行。凝胶强度按公式（1）计算。

式中：G 为凝胶强度，g·cm；A 为断裂强度，g；B 为断裂距离，cm。

1.3.5 鱼丸持水率的测定

持水率测定参考郑媛[16]的方法并稍作修改。将鱼丸切成2 mm×2 mm×2 mm 小块，称取3 g 样品并精确记重，用双层滤纸包裹好，装入离心管用高速冷冻离心机离心15 min（8 000 r/min，4 ℃），离心结束后移除滤纸并再次称重，每组3 个平行。按公式（2）计算持水率。

式中：W 为持水率，%；W0为离心前样品质量，g；W1为离心后样品质量，g。

1.3.6 鱼丸白度的测定

白度测定方法参考郑媛[16]的方法并稍作修改。将鱼丸切成平整光滑、直径20 mm、厚度5 mm 的圆薄片，放置在白度仪的检测盒内，测量其白度值，每组3 个平行。白度按公式（3）计算。

式中：A 为白度；L* 为亮度值；a* 为红绿色值；b*为黄蓝色值。

1.3.7 鱼丸的红外光谱分析

称取1 mg 冻干鱼丸粉末与烘干至恒重的100 mg KBr 混合，均匀研磨后，用压片机压成半透明薄片，置于红外光谱仪中，在4 000～400 cm-1波长处进行扫描。

1.3.8 鱼丸的感官评价

感官评分标准参考黄薇等[15]的方法并稍作修改。将各组鱼丸从冰箱取出，每组样品沸水煮10 min。烹饪完成后，进行感官评价，感官评价由8 人组成，其中男性4 名，女性4 名。评定指标包括滋味、气味、色泽、组织形态和口感，评分权均为20%。感官评价完成后，统计评分，得到各组鱼丸的感官评分。感官评分标准见表1。

表1 鱼丸的感官评分标准Table 1 Sensory scoring standard of fish balls

1.3.9 海带全粉鱼丸抗氧化活性的测定

抗氧化活性测定参考宁诗文[17]的方法并稍作修改。将鱼丸称重后用刀切成薄片，置于真空冷冻干燥机中冻干后，打成粉末后用来进行抗氧化活性试验。

1.3.9.1 ABTS+自由基清除能力的测定

配制7 mmol/L ABTS 溶液、2.4 mmol/L K2S2O2溶液以及0.2 mol/L 磷酸盐缓冲液（pH7.0）。将ABTS 溶液与K2S2O8溶液等比例混合，混合均匀后在室温避光处黑暗放置12～16 h，制备成ABTS 贮备液。使用时用磷酸盐缓冲液稀释，直到在波长734 nm 条件下其吸光度为0.70±0.02。在试管中按顺序加入0.1 mL 15 mg/mL的鱼丸溶液和1 mL 稀释后的ABTS 溶液，混合均匀后于37 °C 条件下水浴1 h，随后在12 000 r/min 条件下离心5 min，在波长734 nm 处检测吸光度，将蒸馏水代替样品为空白组，计算样品的自由基清除率。每组3个平行。按公式（4）计算ABTS+自由基清除率。

式中：A 为ABTS+自由基清除率，%；A1为样品吸光度；A0为空白组吸光度。

1.3.9.2 还原力的测定

还原力的测定采用铁氰化钾还原法。配制磷酸盐缓冲液（pH6.6）、1% K3［Fe（CN）6］溶液、10%三氯乙酸溶液、0.1% FeCl3溶液。取0.3 mL 20 mg/mL 鱼丸溶液，分别加入0.35 mL 磷酸盐缓冲液、0.35 mL K3［Fe（CN）6］溶液，混合均匀后50 ℃水浴反应20 min。冷却至室温后，加入0.35 mL 三氯乙酸溶液和0.15 mL FeCl3溶液并混匀，在波长700 nm 处检测吸光度，将蒸馏水代替样品为空白组，计算样品的还原力。每组3 个平行。按公式（5）计算还原力。

式中：A 为还原力；A1为样品吸光度；A0为空白组吸光度。

1.3.10 海带全粉鱼丸对胰脂肪酶活性抑制作用的测定

胰脂肪酶抑制率测定参考晏幸等[18]的方法并稍作修改，配制100 U/mL 胰脂肪酶溶液、2 mmol/L p-NPB底物溶液、Tris 缓冲液。样品组加入100 μL 5 mg/mL 的鱼丸溶液样品和100 μL 胰脂肪酶溶液；加样品不加胰脂肪酶混合物组加入100 μL 5 mg/mL 的鱼丸溶液样品和100 μL Tris 缓冲液；空白组加入100 μL 胰脂肪酶溶液和100 μL Tris 缓冲液。将各离心管在37 ℃水浴锅中反应15 min，然后加入200 μL p-NPB底物溶液再放入37 ℃水浴锅中反应15 min，反应总体系为400 μL。结束后马上沸水浴5 min 终止反应。在波长405 nm 下测定吸光度。每组3 个平行。按公式（6）计算胰脂肪酶抑制率。

式中：A 为胰脂肪酶抑制率，%；As为样品组吸光度；An为加样品不加胰脂肪酶混合物组吸光度；Ac为空白组吸光度。

1.4 数据处理

数据通过Excel 软件进行整理，采用OriginPro 2019b 软件作图，IBM SPSS Statistics 26.0 软件数据处理，使用Duncan 方法进行多重比较分析，p＜0.05 为统计学上差异显著。

2 结果与分析

2.1 海带全粉对鱼丸TPA 的影响

不同添加量海带全粉对鱼丸硬度、咀嚼性、弹性、黏聚性、回复性的影响如表2 所示。

表2 海带全粉添加量对鱼丸TPA 的影响Table 2 Effects of the addition of kelp powder on the texture profile of fish balls

由表2 可知，鱼丸硬度和咀嚼性随海带全粉添加量的增大而增加，二者规律相同，因为硬度与咀嚼性在一定范围内呈现线性相关性[19]；与空白组相比，海带全粉添加量为0.25%和0.50%时，其对鱼丸硬度和咀嚼性影响不显著（p＞0.05）；海带全粉添加量高于0.75%，鱼丸的硬度和咀嚼性明显增加（p＜0.05），表明将鱼丸压缩到同一距离时所需要的外力增加[20]。与空白组相比，添加了0.25%～1.25%海带全粉的鱼丸样品弹性未发生明显变化（p＞0.05）。弹性表征鱼丸受挤压除去外力后的形变恢复能力，与鱼糜凝胶网状结构的变化密切相关[19]。由此可得，添加海带全粉对鱼丸的蛋白质网络结构影响可能较小。陈瑜等[21]比较玉米淀粉、大豆分离蛋白和谷胺酰转氨酶对鱼糜制品的影响，结果表明3 种添加物对鱼糜制品的弹性均无显著影响。陈媚依[20]研究发现添加鹧鸪茶提取物对鱼糜凝胶弹性无显著影响，与本结果相似，由此也可初步推测外源添加剂在改善鱼丸特性方面对弹性的影响较小。黏聚性和回复性表征鱼糜凝胶在两次压缩变形时产生的对抗力，反映鱼丸蛋白凝胶内部的结合程度[22]。与空白组相比，鱼丸在海带全粉添加量为0.25%时，黏聚性和回复性变化不显著（p＞0.05）；当海带全粉添加量为0.50%～1.25%时，鱼丸黏聚性和回复性显著下降（p＜0.05）。说明过量海带全粉的添加会使鱼糜蛋白凝胶的内聚性和回复性下降，使其内部结合更弱。综上可以发现，0.25%海带全粉对鱼丸质构的影响较弱，可以诱导鱼糜蛋白之间进行交联，从而提高鱼丸的全质构特性。

2.2 海带全粉对鱼丸凝胶强度的影响

凝胶强度是评价鱼糜制品优劣的一项重要指标，凝胶强度大则表明鱼糜蛋白的质量好、凝胶能力强[16]。不同添加量海带全粉对鱼丸凝胶强度的影响见图1。

图1 海带全粉添加量对鱼丸凝胶强度的影响Fig.1 Effect of the addition of kelp powder on the gel strength of fish balls

由图1 可知，与空白组相比，海带全粉添加量为0.25%时，鱼丸的凝胶强度没有显著变化（p＞0.05）；但随海带全粉添加量增加至0.50%时，鱼丸的凝胶强度显著降低（p＜0.05）。海带中含有较多的膳食纤维[7]，可能是由于海带全粉的不溶性膳食纤维成分阻碍了多糖与蛋白分子之间的相互作用，使凝胶强度下降；还有可能是因为海带全粉添加量过多，使蛋白质过度聚集[23]，使鱼丸凝胶结构被破坏，凝胶强度降低。

2.3 海带全粉对鱼丸持水率的影响

不同添加量海带全粉对鱼丸持水率的影响如图2所示。

图2 海带全粉添加量对鱼丸持水率的影响Fig.2 Effect of the addition of kelp powder on the water holding capacity of fish balls

由图2 可知，与空白组相比，海带全粉的添加能够显著提高鱼丸的持水率（p＜0.05），并且持水率随着海带全粉添加量增加而增加。徐安琪等[7]的研究表明，在鱼糜中添加适量的紫菜粉可以提高鱼糜的持水率，因为紫菜中含有丰富的多糖，有较强的吸收和保留水分的能力。刘鑫等[24]研究表明，褐藻胶能够增强鱼糜的持水率，与褐藻胶凝胶的结构变得致密有关。课题组前期研究也发现，海带岩藻多糖可提高鱼糜制品的持水率[12]。基于此，推测海带全粉对鱼丸持水率的提高作用可能与海带中的褐藻胶等对水分结合作用有关。一般认为，鱼糜的持水率高，其蛋白网络结构紧密，具有较高的弹性和凝胶强度[25]。当海带全粉添加量大于0.25%时，持水率和凝胶强度的变化趋势并不一致，其原因可能是过量的海带全粉与鱼糜蛋白相互作用，竞争水分，使蛋白局部过度聚集，从而破坏了鱼丸凝胶结构[26]。综上，0.25%海带全粉可以使鱼丸维持较好的凝胶强度，并提高其持水率。

2.4 海带全粉对鱼丸色泽的影响

色泽是鱼丸重要的感官指标。海带全粉添加量对鱼丸色泽的影响见表3。

表3 海带全粉添加量对鱼丸色泽的影响Table 3 Effect of the addition of kelp powder on the whiteness of fish balls

由表3 可知，随着海带全粉添加量增加，鱼丸的亮度值L* 和白度降低，黄蓝色值b* 增加（p＜0.05）。有研究表明，添加剂的颜色、浓度和类型均可影响鱼糜凝胶白度[27-28]。同样，在鱼丸中添加海带岩藻多糖时，鱼丸的白度随岩藻多糖添加量的增加而降低[12]。因此，添加海带全粉对鱼丸白度降低作用可能是由于其自身褐绿色的颜色引起的。

2.5 海带全粉对鱼丸红外光谱的影响

海带全粉对鱼丸红外光谱的影响如图3 所示。

图3 海带全粉添加量对鱼丸红外光谱的影响Fig.3 FT-IR spectra of fish balls prepared with the addition of kelp powder

从图3 可以看出，鱼丸在3 310 cm-1处N—H 拉伸、2 930 cm-1处C—H 拉伸、1 660 cm-1处C＝O 拉伸、1 030 cm-1处C—O 拉伸等出现可反映蛋白质二级结构的特征吸收峰。其中酰胺A 区（3 310 cm-1）、酰胺B 区（2 930 cm-1）、酰胺I 带（1 700～1 600 cm-1）、酰胺II 带（1 600～1 500 cm-1）、酰胺III（1 330～1 220 cm-1）都有吸收峰出现。添加海带全粉后，鱼丸的这些特征峰均无明显变化，说明海带全粉对鱼丸二级蛋白质结构没有影响。

2.6 海带全粉对鱼丸感官评分的影响

海带全粉对鱼丸感官评分的影响见表4。

表4 感官评分Table 4 Sensory score

由表4 可知，随着海带全粉添加量增加，鱼丸的感官评分总体呈先升高后降低的趋势。滋味、气味、口感评分逐渐增加。由于海带全粉自身的颜色，鱼丸色泽偏暗，色泽评分减少，与白度测定结果一致。组织形态评分先升高后降低，可能是海带全粉过多会破坏蛋白凝胶结构。综上，0.25%～0.75%海带全粉的添加对鱼丸的感官品质具有一定的提升作用。

2.7 海带全粉对鱼丸抗氧化活性的影响

在冷冻贮藏期间，鱼丸品质劣变主要与蛋白质氧化有关[8]。因此，抑制蛋白质氧化可有效稳定肌原纤维蛋白的结构和功能，保持良好的肉制品品质[29]。ABTS+自由基清除和还原力试验常被用来测量食品的抗氧化能力。海带全粉对鱼丸抗氧化活性的影响见图4～图5。

图4 海带全粉添加量对鱼丸ABTS+自由基清除率的影响Fig.4 ABTS+ radical scavenging activity of fish balls prepared with the addition of kelp powder

图5 海带全粉添加量对鱼丸还原力的影响Fig.5 Reducing power of fish balls prepared with the addition of kelp powder

由图4、图5 可知，添加0.50%～1.25%的海带全粉能够显著提高ABTS+自由基清除率（p＜0.05），添加0.25%～1.25%的海带全粉能够显著提高鱼丸还原力（p＜0.05），表明海带全粉鱼丸具有良好的抗氧化活性；且鱼丸抗氧化活性随着海带全粉添加量的增加而增加，当添加量达到1.00%时达到最高；而添加量在1.25%时，抗氧化活性有所降低，推测可能是因为过量海带全粉对鱼丸凝胶结构的破坏作用，导致蛋白质容易发生氧化反应，引起鱼丸体系的抗氧化能力有所降低，但仍高于空白组。海带全粉对于鱼丸的抗氧化活性的增强作用，可能是由于海带中富含海藻多糖、海带多酚等具有较强抗氧化作用的成分[12,30-31]，从而提高了鱼丸的抗氧化活性。

2.8 海带全粉对鱼丸胰脂肪酶活性抑制作用的影响

胰脂肪酶是人体脂质消化的关键酶，抑制其活性可以有效地减少脂质吸收，从而预防及降低肥胖症状[32]。海带全粉鱼丸对胰脂肪酶活性抑制作用的影响如图6所示。

由图6 可知，与空白组相比，海带全粉鱼丸对胰脂肪酶抑制率在海带全粉添加量为0.25%和0.50%时不显著（p＞0.05）；当添加量大于0.50%时，显示出较好的胰脂肪酶抑制作用；当添加量为1.25%时，抑制率可达70%。李鑫鑫等[33]研究了12 种粗多糖对胰脂肪酶的抑制作用，结果表明多糖对胰脂肪酶均有不同程度的抑制效果。另外，海带中含有丰富的岩藻多糖、褐藻多糖硫酸酯等，具有降血脂活性[34-35]。基于此，推测海带全粉鱼丸对胰脂肪酶活性的抑制效果与其多糖成分有关。从海带全粉提升鱼丸抗氧化活性和降血脂活性来看，海带全粉鱼丸具有进一步开发为功能性产品的潜在价值。

3 结论

本文研究海带全粉对鱼丸TPA、凝胶强度、持水率、感官评价、抗氧化和降血脂活性的影响。相比于空白组，海带全粉添加量为0.25%对鱼丸凝胶强度和TPA 的影响不显著（p＞0.05）；但是随着添加量增加至0.50%～1.25%，鱼丸的凝胶强度、黏聚性和回复性降低，硬度和咀嚼性提升（p＜0.05），与海带全粉中不溶性膳食纤维阻碍鱼糜蛋白凝胶有关。海带全粉能够提高鱼丸的持水率，归因于海带多糖等的高吸水性。红外光谱显示海带全粉对鱼丸蛋白质结构没有影响。0.25%～0.75%海带全粉能够提升鱼丸感官评分。添加高剂量海带全粉后的鱼丸显示出较好的抗氧化和降血脂活性。本研究为功能性海藻鱼丸开发与生产提供理论依据。