高温蒸煮对鳙鱼块肌间小刺软化效果和质构品质的影响*

毛文星，许学勤，许艳顺，姜启兴，夏文水

(江南大学食品学院，江苏 无锡，214122)

鳙鱼(Aristichthysnobilis)又名胖头鱼、花鲢、黑鲢、鲢鳙，主要分布于长江流域下游和珠江地区，东北、华北也有养殖，是我国主要的淡水经济鱼类之一［1］。据2013年《中国渔业统计年鉴》显示，2012年鳙鱼养殖产量达285.14万 t［2］，仅次于青鱼、草鱼和鲢鱼。目前鳙鱼主要是以鲜销为主，加工比率仅10%左右，迫切需要开发鳙鱼系列加工产品［3］。受传统消费习惯的影响，人们偏爱食用鳙鱼头部，而去除鱼头的鱼段部分商品价值较低。目前对于去头后鱼段的加工产品开发主要有鱼蛋白粉、鱼糜和浓缩鱼汤等少量产品［4-6］，而且这些产品多处于研发阶段，产业化程度还比较低。近年来，人们也有以淡水鱼段为原料，研究采用各种工艺开发鱼干制品，但研究内容多侧重在腌制、脱水和杀菌安全性方面，如孙洋［7］从腌制脱腥、热风和油炸脱水、杀菌等工艺，对半干鲢鱼片的加工工艺进行了研究;汤凤雨［8］对糖醋鲤鱼加工过程中的脱腥工艺、油炸工艺和杀菌工艺等进行了研究。

鳙鱼肉肌间小刺多是影响其鱼段加工利用的一大原因。已有产品所用的加工技术，均会受到淡水鱼鱼肉多肌间小刺特点的影响。传统罐头鱼采用高温蒸煮，但由于没有经过适当的脱水预处理，因而热处理时间不能过长，只能满足微生物学安全性要求，否则会使鱼肉质地溃烂，影响消费者接受性，这种热处理强度不能使鱼肉肌间小刺得到有效软化。风味休闲鱼干制品技术，虽然可以实现鱼刺酥化目的，但一般采用高温油炸工艺，使产品带有过多脂肪，并且影响鱼肉形态。报道的鲇鱼肉中鱼骨高温蒸煮软化的技术［9］，没有经过脱水干燥处理，因而会使淡水鱼肉质软烂，不能实现既使鱼骨软化又能保持鱼肉形体完整的效果，此外，这种技术采用蒸汽蒸煮，因而必须在包装条件下才能进行处理，而多刺的鱼肉往往会使袋子刺破，也制约了它的适用范围。如能通过适当处理，使这种影响消费者接受性的因素消失或者弱化，可以提高这种淡水鱼加工产品的消费者接受性。为此，本研究拟以多肌间小刺的鳙鱼段为对象，通过盐渍及热风干燥适当脱水，然后进行高温蒸煮达到有效软化肌间小刺目的，并重点考察了水分含量和盐分含量2个因素的影响。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

鳙鱼，体重2.5～3.0 kg/条，购于无锡市滨湖区华润万家超市，宰杀、去鳞、去内脏，备用。

精制食用盐(NaCl≥99.1 g/100 g)，K2CrO4，Ag-NO3等常用化学试剂均为分析纯，上海化学试剂公司。

1.2 仪器与设备

101-3-BS电热恒温鼓风干燥箱，上海跃进医疗器械厂;精密电子天平，梅特勒-托利多仪器(上海)有限;D Z-400/S D Z-500/S小型食品包装机，南通菲丝特机械制造有限公司;全自动杀菌锅(双罐式)，温州市龙强轻工机械有限公司;TA-XT2i质构仪，英国STABLE MICRO;Q 2000差示扫描量热仪，美国TA公司。

1.3 实验方法

1.3.1 工艺流程

鳙鱼段→预处理→盐渍脱水→热风干燥→真空包装→高温蒸煮

1.3.2 操作要点

预处理:鳙鱼段清洗后，选取含肌间小刺较多的背肉进行整理，切为4 cm×3 cm×1.5 cm的鱼块。

盐渍脱水:在25℃室温条件下，鱼片置于4%食盐盐渍液中浸泡腌制。

热风干燥:盐渍预脱水鱼块置于热风干燥箱内，在50℃条件干燥到一定水分含量。

真空包装:干燥后的鱼片，用高温蒸煮袋真空包装。

高温蒸煮:真空包装后的鱼片，置于高压杀菌锅内，在不同的温度、时间组合条件下进行高温蒸煮实验。

1.3.3 盐渍曲线的绘制

在25℃室温下，将事先处理好的鱼块，分别放入浓度为2%、4%、6%和8%的食盐溶液中，分别盐渍0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 和 3.0 h，取出，清水冲洗去除表面多余的盐渍液，测定盐含量，绘制盐渍曲线，为制备不同盐含量的鱼块提供参考依据。

1.3.4 盐含量的测定

硝酸盐滴定法(GB/T 12457-2008)［10］。

1.3.5 高温蒸煮实验

选取含肌间小刺较多的背肉进行切块，得到初始水分含量为80%左右的鱼块，真空包装，采用不同温度，分别为120、125和130℃，不同时间，分别为20、25和30 min进行高温蒸煮，对高温蒸煮样品的鱼刺软化程度和鱼块质构形态进行感官评价，以确定合适的热处理强度条件。

1.3.6 水分含量对高温蒸煮鱼块品质的影响

将鱼块置于质量分数为4%的食盐盐渍液中，根据盐渍曲线通过控制腌制时间得到含盐量为1.5%的鱼块，热风干燥至水分含量为70%、60%、50%、40%和30%，然后真空包装，高温蒸煮，反压冷却后，进行感官评定和质构分析。

1.3.7 盐含量对高温蒸煮鱼块品质的影响

将鱼块置于质量分数为4%的食盐盐渍液中，根据盐渍曲线通过控制腌制时间得到含盐量分别为1.0%、1.5%、2.0%和2.5%的鱼块，并做空白对照组，热风干燥至水分含量为50%，真空包装，高温蒸煮，反压冷却后，进行感官评定和质构分析。

1.3.8 响应面法优化高温蒸煮实验效果

基于以上高温蒸煮和水分含量的单因素实验结果，固定适当的盐含量，根据Box-Bohnken实验设计原理［11］，以高温蒸煮温度、时间和水分含量为实验设计的3个因素，以产品总体感官评分为目标响应值，设计三因素三水平的复合因素实验。借助Design-Expert 8.0.5软件对实验结果进行响应面拟合和分析［12］。实验因素水平设计如表1所示。

表1 因素水平设计Table 1 Factors and levels of RSM analysis

1.3.9 鱼刺DSC实验方法

取出高温蒸煮后鱼块中的肌间小鱼刺，烘干表面的水分，用研钵研碎，运用差示扫描量热仪(DSC)进行分析，并用未经高温蒸煮处理的肌间小鱼刺作为对照，样品质量7～9 mg，放入DSC坩埚后，加盖密封，并用空铝坩埚作为参比，采用的温度扫描范围为30～130℃，升温速率为10℃/min。

1.3.10 样品感官评定方法

将样品按照3位数随机编号，并按照随机的顺序提供给每位感官评定人员。对样品的某一特征指标，采用9分制进行评价，具体见表2。评定小组由20位(10男10女)经一定筛选的感官评定人员组成，评定人员年龄在20～40岁之间，统计评定结果［8］。取20人的平均值作为产品的感官得分，并根据相关标准进行数据统计分析。

表2 产品感官评分标准Table 2 The standard of sensory on Products

检验骨软化程度的方法:用一只摄子夹住试样一端，另一只镊子夹住试样另一端，用力压折，观察变形情况(分“易”“不易”“难”3种情况记录)。观察记录:用压折法检验骨变形易、难情况。

1.3.11 样品质构实验方法

采用TA-XT2i物性分析仪，参照文献［13］选用的测定条件为:测试模式texture profile analysis(TPA);探头:P/25;测前速度:1 mm/s;测试速度:1 mm/s;测后速度:1 mm/s;压缩程度:50%;负重:10 g。

TPA测试也被称为2次咀嚼模式测试，本研究选择硬度、弹性和咀嚼性作为评价产品质构的指标［14］。

1.3.12 数据统计分析和绘图

采用SPSS 18(statistical product and service solutions)数据分析软件，进行差异显著性分析。

采用Design-Expert 8.0.5对数据进行响应面优化处理。

采用Origin 8.0对数据进行绘图。

2 结果与讨论

2.1 食盐浓度和盐渍时间对鱼块含盐量的影响

按照1.3.2方法进行盐含量的测定，结果如图1所示。

根据图1，可以估算在各个盐渍液浓度达到一定盐含量所需要的时间，从而有效控制盐含量。

2.2 高温蒸煮条件对鱼肉肌间小鱼刺软化和鱼肉质地的影响

高温蒸煮的目的在于既能使鱼刺软化，又使得鱼块保持完整的成型和较好的质地。徐锦等［15］在淡水鱼川味休闲调味鱼干加工工艺研究一文中和陈奇等［16］在风味鲢鱼干的加工工艺一文中都提到了121℃高温灭菌15 min，对鱼干的骨刺软化效果有一定影响，但并未深入研究;王阳光等［9］在高压软化青鲇整鱼肉中骨刺的工艺研究一文中研究了不同温度、时间对鱼体骨软化程度的影响，但没有预先进行脱水处理，导致肉质疏松，韧性不足。

图1 不同盐渍液浓度对鱼块盐含量的影响Fig.1 Effect of the salting concentration on the content of fillets salt

表3所示为不同处理条件对高温蒸煮后鱼肉的小刺软化程度和鱼块质地的影响。由表3可见，鱼刺软化程度随着蒸煮温度的升高和蒸煮时间的延长而提高，但鱼块的质地也同时随蒸煮温度的提高和蒸煮时间的延长而趋于软烂，出现鱼块成型差的问题。从鱼刺软化角度看，选择一定温度下适当的蒸煮时间，就可以达到预期的目的。而鱼肉软烂问题，经过分析认为，与试样鱼块含大量水分有一定关系，随后的实验拟对鱼块进行适当脱水预处理，以期在使鱼刺软化的同时，还能保持鱼块的成型完整性和较好的质地。高温处理强度取决于温度和时间的组合，因此，根据实验结果拟选取能使鱼刺软化的125℃、25 min高温处理强度作为固定条件进行后续实验。

表3 蒸煮温度和时间对鱼刺软化效果的影响Table 3 Effect of high-temperature cooking temperature and time on the fillets

为了进一步考察高温蒸煮对处理的鱼肉肌间小刺的效果，用经125℃、25 min条件高温蒸煮的鱼刺与未经高温蒸煮处理的鱼刺进行了DSC对比分析，结果如图2所示。

图2 对照和样品热流量对比图Fig.2 The comparison figure of heat flow on control and sample

由图2可知，未经高温蒸煮处理的鱼肉肌间小刺在30～75℃存在一个吸热的变性负峰，并在52.74℃处出现峰极值，此温度范围也是一般胶原蛋白的热变性温度。而经高温蒸煮处理的鱼肉肌间小刺在整个扫描温度区间一直未出现变性吸收峰，可以假定高温蒸煮处理已经使得胶原蛋白变性，是这种热处理鱼刺软化效应的一种现象解释。

2.3 水分含量对高温蒸煮后鳙鱼块品质的影响

2.3.1 水分含量对高温蒸煮后鱼块感官品质的影响

不同水分含量鱼块经高温蒸煮后的鱼刺软化程度和形态结果如表4所示。由表4可见，无论是高水分含量还是低水分含量的样品，经实验所取的条件高温处理，其鱼刺均已得到有效软化，但不同水分含量对鱼块成型率却有明显影响。表4还说明，水分含量为60%以上的样品，质地软烂，表面潮湿，高温蒸煮后成型稍差，嚼劲差，感官品质较低;而水分过低(如水分含量为30%)的样品，由于干燥已经使其失去了鱼肉原有的质构感，变得坚硬，且外形收缩较为严重，因此，感官接受性自然较差。而水分含量处于中等水平的2个试样，即40%和50%水分含量的样品经高温蒸煮，在使鱼刺得到软化的同时，仍然有较好的质构形态，因此感官接受性较好。

表4 产品最终水分含量对产品品质的影响Table 4 Effect of final moisture content on the quality of products

2.3.2 水分含量对高温蒸煮后鱼块质构的影响

上述感官试验表明，水分含量对高温蒸煮后鱼块的质构，有较为显著的影响。为进一步考察这种影响行为，对同批样品安排了一组质构分析试验。图3～图5分别为水分含量对高温蒸煮后鱼块的硬度、弹性和咀嚼性的具体影响情况。

图3 水分含量对产品硬度的影响Fig.3 Effect of moisture content on the hardness of the products

从图3可以看出，鱼块的硬度，随产品水分含量的升高而下降。鱼块在受热时，质构变硬可能是因为，肌肉中原纤维蛋白(包括肌球蛋白与肌动球蛋白)的热收缩性，肌浆蛋白的渗出并热凝聚，肌纤维结构逐渐致密，导致鱼体质构变硬［14，17］。鱼块脱水越多，说明其蛋白受热变性越厉害，其硬度就越大。

从图4可以看出，鱼块的弹性，随水分含量的升高，先上升后下降。鱼块的弹性在水分含量为40%时，达到最大。梅灿辉研究结果显示，梅鱼杀菌后的弹性值也是随水分含量的降低先升高后下降，在水分含量为48%时弹性达到最大［18］，与本试验的40%较为接近。这可能是因为在水分含量为30%时，鱼片水分含量相对较少，肌纤维结构逐渐致密，结缔组织被破坏，弹性下降;水分含量在60%时，鱼块高温蒸煮受热后，由于水分含量相对高，鱼体变软，弹性也会降低。

从图5可以看出，鱼块的咀嚼性也随水分含量增加出现先升高后下降的趋势，在40%水分含量时，达到最大值。

图4 水分含量对产品弹性的影响Fig.4 Effect of moisture content on the springiness of the products

图5 水分含量对产品咀嚼性的影响Fig.5 Effect of moisture content on the chewiness of the products

由以上结果可知，水分含量为40% ～50%的产品总体质构较好。

2.4 盐含量对高温蒸煮后鳙鱼块品质的影响

2.4.1 盐含量对高温蒸煮后鱼块感官品质的影响

理论上鱼块可以直接用热风干燥到不同的含水程度，但实验发现，在适合于鱼块干燥的温度条件下，长时间干燥鱼块会出现变质现象。因此，实验利用渗透原理先对鱼块进行盐渍预脱水处理，以提高其在热风干燥过程中的稳定性。2.3试验部分的鱼块试样是在固定盐腌至含盐1.5%条件下再热风干燥得到的，试验固然反映了水分含量对鱼块蒸煮条件下的影响，但同时也应看到，由于干燥程度不同，试样的盐含量是不一样的。因此，为了考察盐含量的影响，安排了一组考察盐含量对高温蒸煮软化鱼剌效果影响的试验。

不同盐含量鱼块干燥到相同水分含量，再经过高温蒸煮后的感官评价如表5所示。由表5可见，盐含量对高温蒸煮后鱼刺软化效果和鱼块形态影响并不显著，因此，也反映出上述2.3试验部分结果分析的可靠性。从表5的结果总体上看，盐含量在1.5%和2.0%的感官得分相对较高，这2个盐含量下的鱼块中小鱼刺完全软化，鱼块形态也较好，具体表现为鱼刺易咀嚼，易断裂;鱼块形态完整，成型好，无裂纹。

表5 盐含量对产品感官品质的影响Table 5 Effect of salt content on the sensory quality of the products

2.4.2 盐含量对鱼块高温蒸煮后质构的影响

图6～图8所示分别为盐含量对高温蒸煮后鱼块的硬度、弹性和咀嚼性的影响情形。可见盐含量对高温蒸煮后鱼块的质构也有一定影响，但不十分显著。从图6可以看出，鱼块的硬度，随着盐含量的上升，先上升后下降再上升，在盐含量为1.0%时，达到最高值;从图7以看出，鱼块的弹性随盐含量增加，出现先下降后上升再下降的情形，在盐含量为1.5%时，弹性值达到最高值。从图8可以看出，鱼块的咀嚼性随着盐含量的上升，先上升后下降再上升，在盐含量为1.0%时，达到最高值。

图6 盐含量对产品硬度的影响Fig.6 Effect of salt content on the hardness of the products

结合感官评定结果，认为选择盐含量为1.5%左右较适宜。

图7 盐含量对产品弹性的影响Fig.7 Effect of salt content on the springiness of the products

图8 盐含量对产品咀嚼性的影响Fig.8 Effect of salt content on the chewiness of the products

2.5 响应面结果分析

2.5.1 方差分析

对感官得分数据进行方差分析和多项回归拟合，所得二次多项式回归方程:

T2=+9.86+0.54×A+0.24×B-0.37×C+0.057×AB-0.19×AC-0.21×BC-1.24×A2-0.88×B2-1.12×C2

表6 感官得分回归模型及因素的方程分析Table 6 Variance analysis of sensory score regress model and factor

由表6可知，失拟项不显著(P=0.088 3＞0.05)，而模型的P值＜0.000 1，表明模型高度显著。因素一次项A/二次项A2、B2、C2对结果影响高度显著(P＜0.000 1)，一次项C对结果影响显著(P＜0.05);确定系数R2=0.855 1，调整确定系数，说明此模型能够反映97.40%响应值的变化，实验误差小，模型拟合程度良好，可用于对鱼块高温蒸煮后总体感官品质的分析和预测。

2.5.2 等高线和响应面分析

根据回归模型得出的等高线和响应曲面图，如图9～图11所示。通过软件对得到的实验回归方程进行分析处理，得到既能软化小鱼刺又能保证良好质构品质的最佳工艺条件为:温度126.19℃、时间25.83 min、水分含量47.98%，此时感官得分最佳为9.98分。

图9 高温蒸煮温度和时间对感官评分的影响Fig.9 Effect of high-temperature cooking temperature and time on the sensory score

图10 高温蒸煮温度和水分含量对感官评分的影响Fig.10 Effect of high-temperature cooking temperature and moisture content on the sensory score

图11 高温蒸煮时间和水分含量对感官评分的影响Fig.11 Effect of high-temperature cooking time and moisture content on the sensory score

2.5.3 验证试验

为了验证响应面模型的可靠性，在以上得到的优化工艺参数下，并考虑到实际情况，选择温度126℃、时间26 min、水分含量48%的条件，重复3次试验，得到的感官得分为9.89分，与理论预测值基本吻合，证明采用响应面分析法优化得到的工艺条件参数准确可靠，具有实用价值。

3 结论

利用一定程度的高温蒸煮处理可使鳙鱼肌间小刺得到有效软化，但如果鱼肉水分含量过高会导致鱼肉软烂现象，造成成型差的问题，将鱼块最终水分含量控制在40% ～50%内，既可达到鱼刺软化，又能保持鱼肉较好的质构品质。鱼肉盐含量对高温蒸煮后鱼块质构品质影响不显著。以感官得分为评定指标，利用响应面优化得到的最佳参数结果为高温蒸煮温度126℃、处理时间26 min、水分含量48%。

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