罗非鱼与四种海水鱼混合鱼糜的凝胶特性

何晓萌,黄 卉,李来好,3,*,杨贤庆,郝淑贤,魏 涯,吴燕燕

(1.中国水产科学研究院南海水产研究所,国家水产品加工技术研发中心,农业部水产品加工重点实验室,广东广州 510300;2.上海海洋大学食品学院,上海 201306;3.广东省渔业生态环境重点实验室,广东广州 510300)

鱼糜制品是由海水鱼或淡水鱼经过采肉、漂洗、擂溃、凝胶化等工艺步骤加工而成,优质蛋白质含量高,并且具有食用方便,味道鲜美的特点,市场份额正逐渐增加[12]。增强鱼糜的凝胶特性,是提高鱼糜制品品质的关键。鱼糜凝胶形成机理主要是肌原纤维蛋白通过氢键、二硫键、离子键等化学作用力形成三维空间网络结构的过程[3]。肌原纤维蛋白即盐溶性蛋白,约占鱼肉总蛋白的55%～60%[4],它是决定鱼糜制品凝胶特性的关键。海水鱼因含有较高的盐溶蛋白而具有较好的凝胶特性,但制作鱼糜的成本较高。适当的加入一些淡水鱼可以降低鱼糜制品成本,并且维持较好的产品质量[58]。罗非鱼是我国南方淡水鱼养殖品种之一,近年来养殖规模不断扩大[9]。其产量大,价格低,肉质鲜美,无明显腥味,将其与海水鱼制成混合鱼糜制品,可以得到凝胶特性好,成本较低的鱼糜制品。目前鱼糜制品多由单一鱼糜制成,本文通过罗非鱼与三种产量较大的海水鱼(马鲛鱼、海鲈鱼、金鲳鱼)及鸢乌贼混合开发凝胶特性较强、性价比高的混合鱼糜制品,能够在保证产品品质的同时,降低成本,丰富产品种类与风味。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

罗非鱼、马鲛鱼、海鲈鱼、金鲳鱼 购于广州客村华润万家超市;鸢乌贼 捕捞于南海海域,20 ℃冻藏保存运回实验室;氯化钠、氯化钾、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、三氯乙酸 分析纯,广州化学试剂厂;蛋白定量测试盒(考马斯亮蓝法)、巯基测定试剂盒(分光光度法) 南京建成生物工程研究所。

Ultra Turrax T50均质机 德国IKA公司;Sigma3K30高速冷冻离心机 德国SIGMA公司;HH4数显恒温水浴锅 常州澳华仪器有限公司;CT3质构仪 美国Brookfield公司;SC80C型全自动色差仪 北京康光仪器有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 鱼糜加工工艺流程 鱼肉预处理→按比例混合→擂溃→灌入肠衣→凝胶化→冷却至4 ℃冷藏过夜→鱼糜

操作要点：取整鱼，去皮去骨，去内脏，得到鱼肉，斩剁为1 cm×3 cm肉块；以罗非鱼为主，分别与马鲛鱼、海鲈鱼、金鲳鱼、鸢乌贼按1∶0、4∶1、3∶2、2∶3、1∶4、0∶1的比例混合，空擂1 min后，加入2.0%的食盐每次取100 g混合鱼肉以2500 r/min的转速擂溃1 min，使鱼肉中的盐溶性肌原纤维蛋白充分溶出，灌入直径20 mm的肠衣，微波功率15 W/g加热1 min，使其凝胶化，制成鱼糜。冷却至室温，4℃冷藏过夜，备用。

1.2.2 凝胶强度的测定 将制备好的样品切成30 mm高的圆柱体,采用质构仪测凝胶强度(Gs)。选用压缩模式测定鱼糜凝胶的破断强度(Bs)和凹陷深度(Id),其中破断强度反映鱼糜的硬度,凹陷深度反映鱼糜的弹性[1011]。选用直径5 mm球形探头压缩样品,下压位移15 mm、触发值5 g、测试速率1.0 mm/s。每次实验做3个平行,取平均值。计算公式:Gs(g·mm)=Bs(g)×Id(mm)

1.2.3 白度值的测定 将样品切成5 mm的薄片,采用全自动色差仪测定鱼糜凝胶的白度。用标准黑板和白板校正后测定样品。记录样品的亮度(L*)值,其值从0到100变化,L*=0为黑色,L*=100为白色;红/绿(a*)值表示从红到绿的值,+a偏红,a偏绿;黄/蓝(b*)值表示从黄到蓝的值,+b偏黄,b偏蓝。每组样品测3份平行。白度值(W)的计算公式[12]:W=100[(100L*)2+a*2+b*2]1/2

1.2.4 盐溶性蛋白质的测定 取2 g样品加缓冲液:20 mL高盐离子磷酸缓冲液(0.55 mol/L KCl,0.02 mol/L NaH2PO4Na2HPO4)和低盐离子磷酸缓冲液(0.05 mol/L KCl,0.02 mol/L NaH2PO4-Na2HPO4),用IKA均质机均质(9600 r/min、30 s、5次),纱布过滤,除去结缔组织。再用冷冻离心机离心(4 ℃、8000 r/min、15 min),取上清液加入10 mL 15% TCA使蛋白质沉淀,并于10000 r/min条件下离心10 min。去除上清液,沉淀用10 mL 1 mol/L NaOH溶解[13]。实验重复3次,用考马斯亮蓝法测定盐溶性蛋白浓度。

1.2.5 巯基含量的测定 用20 mmol/L TrisHCl缓冲液(pH7.5,0.1 mol/L KCl)将上述得到的盐溶性蛋白溶液浓度调整至4 mg/mL,取样液5 mL,采用巯基测试盒测定其巯基含量,实验重复3次取平均值。巯基含量计算公式:SH(mol/g)=A·D/(C·B)，式中,A为412 nm处的吸光度差值,D为稀释倍数,B为待测蛋白溶液的浓度,C为分子吸光系数,值为13600 mol/(cm·L)[14]。

1.2.6 数据处理 应用Excel及SPSS软件处理实验数据,结果以“平均数±标准差”的形式表示。组间分析采用Tukey HSD法进行多重比较,p<0.05为显著,p>0.05为不显著,显著性以a、b、c等字母表示。各指标间采用Pearson相关性分析,p<0.01为极显著相关,p<0.05为显著相关。

2 结果与分析

2.1 罗非鱼马鲛鱼混合鱼糜的凝胶特性

如图1可得,罗非鱼马鲛鱼混合鱼糜的凝胶强度和盐溶性蛋白浓度相比于单一的罗非鱼鱼糜都有显著提高(p<0.05)。当马鲛鱼的添加量为60%时,混合鱼糜的凝胶强度和盐溶性蛋白浓度分别为3707.19 g·mm和39.13 mg/mL,提高最显著(p<0.05),比单一的罗非鱼鱼糜分别提高了82.5%和115.6%。当马鲛鱼的添加量为40%时,混合鱼糜的白度最高为61.18。混合鱼糜的巯基含量低于单一的罗非鱼鱼糜。由表1可知,混合鱼糜的凝胶强度与盐溶性蛋白浓度呈现极显著(p<0.01)的正相关,而巯基含量与凝胶强度、盐溶性蛋白浓度都呈现极显著的负相关(p<0.01)。由此可以得出,当马鲛鱼的添加量为60%时,混合鱼糜的凝胶特性最好。Santoso等[15]在研究黄貂鱼和马鲛鱼混合鱼糜时发现,当黄貂鱼和马鲛鱼混合比例为3∶1时,混合鱼糜凝胶强度为2670.1 g·mm,比单一的马鲛鱼鱼糜提高了2022.5 g·mm;混合鱼糜盐溶性蛋白含量也高于单一的马鲛鱼鱼糜,混合鱼糜的凝胶特性最好。Panpipat等[16]研究表明,马鲛鱼鱼糜与黄花鱼鱼糜1∶1混合后,其胶凝强度显著高于单一的马鲛鱼鱼糜与黄花鱼鱼糜,混合鱼糜的白度相比于马鲛鱼鱼糜也有提高。本实验的结果与文献相似,说明添加优质鱼糜能够显著提高低质鱼糜的凝胶特性。

图1 罗非鱼马鲛鱼混合鱼糜的凝胶特性Fig.1 Gel properties of the tilapiamackerel mixed surimi注:同一指标中小写字母不同表示差异显著(p<0.05)，图2～图4同。

表1 罗非鱼马鲛鱼混合鱼糜凝胶特性的相关性分析Table 1 Correlation analysis of gel properties of the tilapiamackerel mixed surimi

2.2 罗非鱼海鲈鱼混合鱼糜的凝胶特性

如图2可得,罗非鱼海鲈鱼混合鱼糜的凝胶强度、盐溶性蛋白含量和巯基含量相比于单一的罗非鱼鱼糜都有显著提高(p<0.05)。当海鲈鱼的添加量为60%时,混合鱼糜的凝胶强度、盐溶性蛋白含量和巯基含量分别为3643.83 g·mm、37.12 mg/mL、0.216 mmol/g,提高最显著(p<0.05),比单一的罗非鱼鱼糜分别提高了79.4%、104.5%、66.2%。当海鲈鱼的添加量为20%时,混合鱼糜的白度最高为65.81。由表2可知,混合鱼糜的凝胶强度与白度呈现显著的正相关(p<0.05),而与盐溶性蛋白浓度、巯基含量都呈现极显著的正相关(p<0.01);巯基含量与白度、盐溶性蛋白浓度也都呈现极显著的正相关(p<0.01)。由此可以得出,当海鲈鱼的添加量为60%时,混合鱼糜的凝胶特性最好。陈汉勇等[17]研究发现,将红杉鱼鱼糜与罗非鱼鱼糜按不同比例混合,两种鱼糜发生协同增效作用,凝胶强度在混合比例为1∶1时达到最优。刘蕾等[1819]将白姑鱼与鲢鱼鱼糜混合后其凝胶强度显著增强,且改善了鱼糜制品的色泽;将鲢鱼鱼糜和带鱼鱼糜以6∶4混合时,混合鱼糜的凝胶强度最高。此实验的最佳混合比例与本实验结果相似,说明混合鱼糜中优质鱼糜添加量为60%时凝胶特性更好。

图2 罗非鱼海鲈鱼混合鱼糜的凝胶特性Fig.2 Gel properties of the tilapiasea bass mixed surimi

表2 罗非鱼海鲈鱼混合鱼糜凝胶特性的相关性分析Table 2 Correlation analysis of gel properties of the tilapiasea bass mixed surimi

2.3 罗非鱼金鲳鱼混合鱼糜的凝胶特性

如图3可得,罗非鱼金鲳鱼混合鱼糜的凝胶强度和盐溶性蛋白浓度相比于单一的罗非鱼鱼糜都有显著提高(p<0.05)。当金鲳鱼的添加量为40%时,混合鱼糜的凝胶强度和盐溶性蛋白浓度分别为2931.3 g·mm和36.38 mg/mL,提高最显著(p<0.05),比单一的罗非鱼鱼糜分别提高了44.3%和100.4%。混合鱼糜的白度相比于罗非鱼鱼糜有所下降。当金鲳鱼的添加量为20%时,混合鱼糜的巯基含量最高为0.161 mmol/g。由表3可知,混合鱼糜的凝胶强度与盐溶性蛋白浓度呈现极显著的正相关(p<0.01),而与巯基含量呈现显著的负相关(p<0.05);白度与盐溶性蛋白浓度、巯基含量呈现显著的负相关(p<0.05)。由此可以得出,当金鲳鱼的添加量为40%时,混合鱼糜的凝胶特性最好。实验表明,少量添加金鲳鱼能够显著提高罗非鱼鱼糜的凝胶特性,但是添加过多凝胶特性反而会呈现下降趋势。刘军等[20]研究了添加10%～40%的沙丁鱼鱼糜对罗非鱼鱼糜凝胶特性的影响,发现沙丁鱼添加量为10%时,混合鱼糜的凝胶强度最高,继续添加反而会呈现下降趋势。袁莉莉等[21]研究了虾肉和鱼肉的混合比例对混合肉糜凝胶特性的影响,发现鱼糜添加量在20%～50%时,混合肉糜的凝胶特性先增强后减弱,当鱼糜的添加量为30%时,混合肉糜的凝胶特性显著增强。上述结果与本实验结果相似。

图3 罗非鱼金鲳鱼混合鱼糜的凝胶特性Fig.3 Gel properties of the tilapiagolden pompano mixed surimi

表3 罗非鱼金鲳鱼混合鱼糜凝胶特性的相关性分析Table 3 Correlation analysis of gel properties of the tilapiagolden pompano mixed surimi

2.4 罗非鱼鸢乌贼混合鱼糜的凝胶特性

如图4可得,罗非鱼鸢乌贼混合鱼糜的凝胶强度和盐溶性蛋白浓度相比于单一的罗非鱼鱼糜都有显著提高(p<0.05)。当鸢乌贼的添加量为40%时,混合鱼糜的凝胶强度和盐溶性蛋白浓度分别为2583.66 g·mm和31.87 mg/mL,提高最显著(p<0.05),比单一的罗非鱼鱼糜分别提高了27.2%和75.6%。混合鱼糜的白度和巯基含量都低于单一的罗非鱼鱼糜。由表4可知,混合鱼糜的凝胶强度与盐溶性蛋白浓度呈现极显著的正相关(p<0.01);白度与凝胶强度、盐溶性蛋白浓度都呈现极显著的负相关(p<0.01),而与巯基含量呈现显著的极正相关(p<0.01);巯基含量与凝胶强度、盐溶性蛋白浓度都呈现显著的负相关(p<0.05)。由此可以得出,当鸢乌贼的添加量为40%时,混合鱼糜的凝胶特性最好。徐文鑫[22]在研究不同添加量的鱿鱼糜对罗非鱼鱼糜凝胶特性的影响时,发现当鱿鱼糜的添加量为10%时,混合鱼糜凝胶强度最高为2383.89 g·mm;但继续添加鱿鱼糜时,混合鱼糜的凝胶强度呈下降趋势。此趋势与本实验结果相似,说明少量添加低质鱼糜能够提高另一种低质鱼糜的凝胶特性。

图4 罗非鱼鸢乌贼混合鱼糜的凝胶特性Fig.4 Gel properties of the tilapiakite cuttle mixed surimi

表4 罗非鱼鸢乌贼混合鱼糜凝胶特性的相关性分析Table 4 Correlation analysis of gel properties of the tilapiakite cuttle mixed surimi

通过上述实验可知,混合鱼糜的凝胶强度、盐溶性蛋白浓度相比于罗非鱼鱼糜都有显著性提高(p<0.05)。凝胶协同增效的机理可能是不同鱼糜以合适比例混合后,鱼糜中所含有的内源性TG酶、金属离子及蛋白质氨基酸等物质加强了蛋白质分子间的相互作用,使蛋白质分子形成了更致密的三维空间网络结构[23],从而增强了蛋白质的硬度和弹性,提高了混合鱼糜的凝胶特性。混合鱼糜的白度和巯基含量无明显的变化规律,不同的鱼糜混合呈现不同的变化趋势。通过本实验的四种罗非鱼混合鱼糜和相关文献表明,如果其中一种鱼糜的凝胶特性显著好于另一种鱼糜,那么混合鱼糜中优质鱼糜的含量为60%时凝胶特性更好;例如本实验中马鲛鱼鱼糜的凝胶特性明显优于罗非鱼鱼糜,二者以3∶2的比例混合得到的混合鱼糜凝胶特性更好;如果两种鱼糜凝胶特性差异不大,则可以在混合比例相近的范围内得出凝胶特性最佳的混合鱼糜制品。

3 结论

通过研究罗非鱼和马鲛鱼、海鲈鱼、金鲳鱼、鸢乌贼制备混合鱼糜的凝胶特性,得到当罗非鱼鱼糜分别添加60%马鲛鱼、60%海鲈鱼、40%金鲳鱼、40%鸢乌贼时,混合鱼糜的凝胶强度比单一的罗非鱼鱼糜分别提高了82.5%、79.4%、44.3%、27.2%;混合鱼糜的盐溶性蛋白含量比单一的罗非鱼鱼糜分别提高了115.6%、104.5%、100.4%、75.6%。罗非鱼与马鲛鱼、海鲈鱼混合得到的鱼糜制品凝胶特性较好。

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