测定模式对淡水鱼丸质构特性测试结果的影响

廖 泉 刘文倩 邓放明

LIAO Quan 1，2 LIU Wen－Qian 1，2 DENG Fang－Ming 1，2

（1.湖南农业大学食品科学技术学院，湖南 长沙 410128；2.食品科学与生物技术湖南省重点实验室，湖南 长沙 410128）

（1.College of Food Science and Technology，Hunan Agricultural University，Changsha，Hunan 410128，China；2.Hunan Provincial Key Laboratory of Food Science and Biotechnology，Changsha，Hunan 410128，China）

鱼丸是鱼肉经过擂溃、斩拌、成型等工序后制成的鱼糜食品。近年来，随着中国渔业市场的扩大，加工技术的成熟，鱼糜制品的发展也是突飞猛进，2000～2008年鱼糜制品年产量以28.86%的复合增长率递增［1］，鱼糜制品已经成为水产品加工业最大的产业之一。鱼丸是消费者最喜欢的鱼糜食品，而衡量鱼丸品质的主要质构指标有色泽、弹性、凝胶强度、咀嚼性等。近几年，学者热衷于使用物性质构仪来客观便捷地分析鱼糜食品的质构特性［2］，这也减少了因个体感官评价差异而产生的品质评价误差。在利用质构仪对鱼丸质构进行分析时，常选取质构仪的 TPA（texture profile analysis）测试、下压测试、穿刺和剪切测试4种模式进行试验。TPA测试又称为两次咀嚼测试，主要是通过模拟人口腔的咀嚼运动，进行两次压缩测试，并与微机相连输出质构测试曲线，从而分析其弹性、内聚性、恢复性等［3－6］。下压测试是凝胶特性测试的主要方法，方便快捷，但凝胶强度的计算方法多样［7，8］。样品质地整体穿刺法（puncture test）［9］和剪切法能较好地反映样品的流变学特征，可准确地测试出样品的硬度、黏性和剪切力，这也避免了人为因子的干扰，使得质地评价更为客观。但各种测试模式下的探头位移速率、样品压缩比例、样品外形尺寸等参数设置都直接影响着测试结果［10－12］，而研究者对此部分的研究甚少，温靖等［13］研究了质构仪的参数设置对果条质构测定结果的影响；余恺等［14］研究了荔枝质构特性的质构仪测定最佳参数设置，而对鱼糜制品方面却缺乏相关研究。本研究拟以淡水鱼丸为试验对象，分析测定参数对质构仪测定淡水鱼丸主要质构特性时的影响，为用仪器测定鱼糜制品质量提供客观的方法和理论依据。

1 材料与方法

1.1 原料、仪器及设备

新鲜白鲢鱼：购于长沙大润发超市；

食盐、生姜：购于湖南农大蔬菜批发市场；

质构仪：TA.XTPlus型，英国 Stable Micro Systems公司；

电子天平：TP－5200B型，湘仪天平仪器设备有限公司；

鱼肉采肉机：szc－300型，湖北武汉泓洋鑫机械有限公司；

小型斩拌机：ZB－20L型，储城市瑞恒食品机械厂；

电磁炉：PIB02型，奔腾电器（上海）有限公司。

1.2 方法

1.2.1 鱼丸制作工艺及操作要点

原料鱼→预处理→清洗→采肉→漂洗→脱水→斩拌（加入食盐和生姜）→初步成型→水煮→冷却→取样→质构测定

原料鱼经预处理、采肉后，用5倍体积的清水漂洗5次，每次静置10 min，用冰块将漂洗温度控制在15℃左右。斩拌时，加入样品质量10%的冰水以降低温度，保证鱼糜的品质。初步成型时，用手搓出大小一致的鱼丸（直径为35 mm左右），在室温下（约25℃）浸入水中30 min，使其充分凝胶成型。加热过程采用一段式加热，将鱼丸置于90℃的恒温水浴中，以鱼丸从底部漂浮于表面为加热终点［15］，捞出。质构测试前的样品为两底平行的鼓状，剪切测试时为半球状。

1.2.2 TPA模式对弹性、咀嚼性和内聚性测定结果的影响

（1）探头位移速率的影响：将待测样品分为5组，每组样品数为10，样品的厚度为20 mm，使用p36R探头进行测试，探头速率分别设定为60，180，300，420，540 mm／min。样品的压缩比例35%，触发值设定为5 g。

（2）样品压缩比例的影响：将测试过程中样品的压缩比例设定为25%，30%，35%，40%，45%，探头为p36R探头，探头速率为5 mm／s，样品的厚度为20 mm，触发值为5 g，重复10次。

（3）样品厚度的影响：将待测样品的厚度设为10，15，20，25，30 mm，然后采用p36R探头，探头速率为5 mm／s，样品的压缩比例为35%，触发值为5 g，重复10次。

1.2.3 下压模式对鱼丸凝胶强度测定结果的影响

（1）下压速率的影响：将下压速率设为60，180，300，420，540 mm／min，使用p0.5探头，下压10 mm，样品厚度为20 mm，重复10次，并记录数据，计算凝胶强度。

（2）样品厚度的影响：将样品厚度设为20，25，30 mm，采用p0.5探头，下压10 mm，下压速率为5 mm／s，重复10次，并记录数据计算凝胶强度。

1.2.4 穿刺模式对鱼丸硬度和黏性测定结果的影响

（1）穿刺厚度的影响：采用p2N探头，样品厚度为20 mm，穿刺速率为5 mm／s，穿刺距离分别为8，12，16 mm，重复10次，并记录硬度（最大穿刺力）和黏性。

（2）穿刺速率的影响：将穿刺测试速率设为60，180，300，420，540 mm／min，使用p2N探头，穿刺距离为12 mm，样品厚度为20 mm，重复10次，并记录硬度和黏性。

1.2.5 剪切模式对鱼丸剪切力的测定结果的影响

（1）测试速率的影响：采用 WPS探头对半球状样品进行测试，球半径为15 mm，分别采用120，240，260，480，600 mm／min，记录剪切力，重复20次。

（2）样品厚度的影响：WPS探头，半球状，测试速率为360 mm／min，样品的厚度为10，15，20 mm，记录剪切力，重复20次。

1.3 数据分析

利用SPSS19.0统计软件对数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 TPA模式下的测试结果分析

质构仪的TPA测试模式广泛应用于果蔬、肉糜等食品的质构测定，本试验通过改变测试过程中的探头运行速率，样品压缩比例和样品厚度来研究参数设定对测定结果的影响。

2.1.1 探头运行速率对测定结果的影响 由表1可知，探头运行速率对鱼丸弹性和咀嚼性的测定结果有明显影响。在60，180，300 mm／min探头运行速率下，鱼丸弹性差异显著（P＜0.05），且随着弹性探头速率的增加而表现出增大的趋势；在420，480 mm／min探头速率下弹性表现差异不显著（P＞0.05）。而探头运行速率对内聚性的测定结果影响不显著（P＞0.05）。咀嚼性则整体表现显著差异（P＜0.05），且咀嚼性的差异不存在规律性。温靖等［14］在研究中也发现新型符合果条硬度与黏性在探头速率在30～120 mm／min和240～480 mm／min时组内差异不显著，但组间差异显著。余恺等［15］也发现探头运行速率直接影响着荔枝果肉硬度的测定结果，所以，如尤少辉等［11］的研究结论一样，TPA模式下探头运行速率的合理性是保证测量结果可重复性的一个重要控制参数。

2.1.2 样品压缩比例对测定结果的影响 由表2可知，测试过程中样品压缩比例对鱼糜制品的弹性、内聚性和咀嚼性有着不同的影响：鱼丸弹性在压缩比例为25%和30%时，表现显著差异（P＜0.05）；在压缩比例为35%～45%时，弹性差异不显著（P＞0.05），但随压缩比例的增大弹性呈下降趋势。内聚性的测试在压缩比例为25%，30%，35%，40%，45%时，差异不显著（P＞0.05），在35%时内聚性达到最大值。咀嚼性在5组间的差异表现显著（P＜0.05），另外还可以发现，样品咀嚼性在压缩比例为25%～45%时呈现正相关关系。故如Emmanuel的研究［12］发现一样，样品的压缩比例是研究质构特性最主要的参数。

表1 探头速率对弹性、内聚性和咀嚼性的影响Table 1 Influence of TPA test probe velocity on elastic，cohesiveness and chewiness

表1 探头速率对弹性、内聚性和咀嚼性的影响Table 1 Influence of TPA test probe velocity on elastic，cohesiveness and chewiness

表中相同字母表现差异不显著，不同字母间表现差异显著。

探头速率／（mm·min－1） 弹性 内聚性 咀嚼性60 0.901±0.004d 0.883±0.001 1 599.696±81.25c 180 0.921±0.002c 0.873±0.007 1 504.342±17.03d 300 0.948±0.002b 0.870±0.008 1 343.873±8.40e 420 0.981±0.003a 0.879±0.010 1 869.064±18.43a 540 0.983±0.001a 0.884±0.005 1 706.806±21.71b

表2 压缩比例对弹性、内聚性和咀嚼性的影响Table 2 Influence of test compression ratio on elastic，cohesiveness and chewiness

表2 压缩比例对弹性、内聚性和咀嚼性的影响Table 2 Influence of test compression ratio on elastic，cohesiveness and chewiness

表中相同字母表现差异不显著，不同字母间表现差异显著。

压缩比例／%弹性 内聚性 咀嚼性25 0.981±0.004a 0.885±0.008 914.667±35.93e 30 0.976±0.002b 0.880±0.008 1 126.285±34.01d 35 0.949±0.003c 0.878±0.011 1 161.720±17.78c 40 0.946±0.001c 0.880±0.021 1 681.026±22.87b 45 0.944±0.010c 0.877±0.019 2 304.206±12.41a

2.1.3 样品厚度对测定结果的影响 由表3可知，在测试过程中，样品的厚度对弹性、内聚性和咀嚼性有以下影响：不同的样品厚度对弹性有显著性影响（P＜0.05），且弹性随着样品厚度的增加呈现增大的趋势。内聚性的测试在压缩比例为10～15 mm，25～30 mm时，差异不显著（P＞0.05），但是组间的差异显著（P＜0.05），且在20 mm时内聚性达到最大值。咀嚼性因不同的样品厚度存在显著性差异（P＜0.05），且咀嚼性在测定范围内，会随着样品厚度的增加而呈现下降的趋势。

表3 TPA测试中样品厚度对弹性、内聚性和咀嚼性测定的影响Table 3 IInfluence of TPA test sample thickness on the elastic，cohesiveness and chewiness

表3 TPA测试中样品厚度对弹性、内聚性和咀嚼性测定的影响Table 3 IInfluence of TPA test sample thickness on the elastic，cohesiveness and chewiness

表中相同字母表现差异不显著，不同字母间表现差异显著。

样品厚度／mm 弹性 内聚性 咀嚼性10±0.82 0.883±0.001e 0.840±0.006c 1 927.658±65.67a 15±0.61 0.887±0.002d 0.836±0.003c 1 742.787±39.50b 20±0.43 0.949±0.003c 0.879±0.003a 1 375.348±71.11c 25±0.55 0.958±0.004b 0.861±0.002b 1 128.396±30.75d 30±0.24 0.974±0.001a 0.859±0.005b 1 047.795±46.73e

2.2 下压模式下的测试结果分析

凝胶强度是鱼丸的重要品质指标，决定了产品的质量优劣［16］，也直接影响着消费者对鱼丸的喜好程度，但研究者对凝胶强度的测定方法不尽相同。本试验采用质构仪下压测试时输出的质构曲线上的破断强度值和对应的凹陷度的乘积来确定凝胶强度，破裂强度的取值见图1。

图1 鱼糜凝胶强度质构曲线图Figure 1 The texture of surimi gel strength curve

2.2.1 下压速率对凝胶强度测定结果的影响 由图2可知，在用质构仪测定鱼丸凝胶强度时，其凝胶强度与探头下压速率有紧密联系：当下压速率在180～420 mm／min时，样品的凝胶强度差异不显著（P＞0.05），而此3组测定结果与另外2组（60，540 mm／min）的测定结果却呈现显著性差异（P＞0.05）。故在采用质构仪测试鱼糜制品的凝胶强度时，若以测试速率为变量，则应考虑速率范围在180～420 mm／min带来的影响。

图2 下压测试速率对凝胶强度测定结果的影响Figure 2 Influence of underdraught test speed on gel strength

2.2.2 样品厚度对凝胶强度测定结果的影响 由图3可知，样品的厚度对测定鱼丸凝胶强度有显著影响（P＜0.05），在样品厚度为20～30 mm时，凝胶强度会随着样品的厚度的增加而呈现降低的趋势，而且表现出的相关性曲线为y＝－30.037x ＋1 884.8（R2＝0.994 1）。

2.3 穿刺试验结果分析

穿刺试验采用p2N探头，常用来测量样品的硬度。本试验除了测量硬度外，还用其测量黏性，其测量原理为探头穿刺后在返回初始位置时会受到样品的阻碍力［17］，此处记录最大作用力表示为黏性。由表4可知，样品硬度的测定结果随穿刺距离变化差异显著（P＜0.05），且呈正相关关系；而黏性则不表现显著性差异（P＞0.05）。由表5可知，样品的黏性随穿刺速率的影响差异不显著（P＞0.05），而硬度却跟穿刺速率有如下关系，在穿刺速率为60～180 mm／min和300～540 mm／min时，硬度差异不显著（P＞0.05），但是两组间差异显著（P＜0.05）。

图3 样品厚度对凝胶强度测定结果的影响Figure 3 Influence of sample thickness on gel strength

表4 穿刺距离对硬度和黏性测定结果的影响Table 4 Influence of puncture distance on the hardness and viscosity

表4 穿刺距离对硬度和黏性测定结果的影响Table 4 Influence of puncture distance on the hardness and viscosity

表中相同字母表现差异不显著，不同字母间表现差异显著。

穿刺距离／mm 硬度／g 黏性／g 8 85.82±1.81c 16.48±0.12 9.40±0.26 12 124.54±2.04b 14.84±0.32 16 165.71±3.42a

表5 穿刺速率对硬度和黏性测定结果的影响Table 5 Influence of puncture rate on the hardness and viscosity

表5 穿刺速率对硬度和黏性测定结果的影响Table 5 Influence of puncture rate on the hardness and viscosity

表中相同字母表现差异不显著，不同字母间表现差异显著。

穿刺速率／（mm·mim－1） 硬度／g 黏性／g 60 125.16±1.93b 15.14±0.18 15.08±0.23 180 125.64±2.71b 14.92±0.57 300 135.14±1.97a 14.88±0.45 420 138.26±0.89a 14.60±0.32 540 140.14±1.06a

2.4 剪切试验结果分析

剪切试验采用WPS型号探头，该探头为刀口探头，测出来的剪切力表现为人体牙齿切断食物所受到的阻力。由图4、5可知，在进行剪切力测试时，在速率范围为120～600 mm／min时，剪切力随剪切速率的变化而表现出差异不显著（P＞0.05）；而样品厚度在10～20 mm时给予剪切力的变化差异显著（P＜0.05），且呈现正相关的趋势，相关性方程为y ＝0.079 8x ＋ 0.691（R2＝ 0.978 7）。故在对鱼糜制品进行剪切试验时，待测样品厚度比剪切速率对测定结果的影响更大，研究者应着重考虑这个差异。

图4 剪切速率对剪切力测定结果的影响Figure 4 Effect of shear rate on the shear stress

图5 样品厚度对剪切力测定结果的影响Figure 5 Effect of sample thickness on shear stress

3 结论

本研究结果发现：在使用质构仪的TPA、下压、穿刺和剪切4种测试模式对鱼丸的质构特性进行测定时，鱼丸原本固有的一些质构特性（如弹性、咀嚼性、凝胶强度等）由于测试条件对应参数设置的不同，而使得其测定结果发生了一定的变化。通过对测试数据的统计分析可以得出：① 在TPA模式下，探头速率、压缩比例会对弹性测定结果和咀嚼性测定结果有显著影响，而对内聚性的影响却不显著，所以从某种程度上讲，内聚性较之于弹性和咀嚼性更能准确反应鱼丸的质构品质，但内聚性会随样品自身厚度的差异而发生变化；② 在下压测试测定凝胶强度时，凝胶强度会因为样品厚度的增加而降低，影响显著，而探头运行速率对其的影响较少，故样品厚度为凝胶强度测定主要考虑参数，且得知凝胶强度的最佳测试速率的范围是180～420 mm／min；③ 通过穿刺测试和剪切测试，可以得出穿刺速率和穿刺距离对硬度有显著影响，但对黏性无显著影响，故若以穿刺试验测定样品硬度，则穿刺速率、距离应着重考虑、选取；剪切速率对剪切力无显著影响，但与样品的厚度呈正相关，此结果的产生可能跟WPS的刀口型探头相关。

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