即食鱼糜片的配方设计及贮藏特性研究

蔡一芥，杜琳，俞军华，闫博文*

（1.苏州旅游与财经高等职业技术学校，江苏 苏州 215104；2.国家市场监督管理总局信息中心，北京 100820；3.江南大学食品学院，江苏 无锡 214122）

鱼糜制品是以冷冻鱼糜为原料，经擂溃/斩拌、成型后通过蒸煮、烘烤等加热处理而制成的弹性凝胶食品[1]。鱼糜制品具有高蛋白、低脂肪等优点，切合消费者健康饮食的理念，具有广阔的发展前景。目前市面上鱼糜制品大都以冷冻调理食品的形式出现，如鱼丸、蟹肉棒和鱼豆腐等，且因蛋白质和水分含量较高，使得加工后的产品容易滋生微生物。为了控制微生物的数量，通常需要在-18℃冷冻库中保存。然而，传统的冷冻会对肌肉细胞造成结构性损伤，导致肉类质量低劣[2]。即食鱼糜制品既突破了需要冷藏储运的限制，又具备开袋即食、无明显淡旺季等特点，更有助于扩大销售范围[3-5]。

休闲鱼糜制品为保持较好的韧性和口感，水分含量需控制在20%左右，但此时产品的水分活度处于较高水平，有利于微生物的生长繁殖，产品易腐败变质，货架期较短。0.9是大部分细菌生长繁殖的水分活度最低临界值[6]。因此，可通过添加一些与水结合能力强的亲水胶体，起到“束缚”水的作用，降低产品水分活度，延长保质期。目前已有研究表明山梨糖醇[7]、结冷胶[8]和海藻糖[9]对水分有较强的“束缚”能力，并且可以改善食品的质构和口感。

为开发一种新型的即食淡水鱼糜片，本试验通过复配山梨糖醇、结冷胶和海藻糖等亲水胶体，降低水分活度，延长产品保质期，同时改善鱼糜片口感。即食鱼糜片的开发有利于鱼糜产业的转化升级，也为鱼糜新产品的开发提供了新的思路。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

AA级白鲢鱼糜：洪湖市宏业水产食品有限公司；马铃薯淀粉、大豆油、盐：市售；山梨糖醇：山东绿健生物技术有限公司；结冷胶：浙江一诺生物科技有限公司；海藻糖：江苏鑫瑞生物科技有限公司；戊二醛、乙醇（均为分析纯）：国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

ZB20型斩拌锅：上海申发机械有限公司；FD53热风循环干燥箱：德国BINDER公司；HWS-C2型恒温恒湿培养箱：上海森信实验仪器有限公司；TA-XTplus物性分析仪：英国Stable Micro System公司；S-4800场发射扫描电子显微镜：日本日立株式会社；FA-ST水分活度仪：上海精密仪器仪表有限公司；Ultra Scan Pro 1166高精度分光测色仪：美国Hunterlab公司。

1.3 试验方法

1.3.1 样品的制备

样品的制备参考Jiao等[10]的方法。将冷冻鱼糜在4℃冰箱中解冻12 h后，切成小块。低速（1 500 r/min）空斩2 min后，鱼糜抱团黏壁；加入食盐（质量分数2.5%），高速（3 000 r/min）斩拌 3 min后，鱼糜浆料完全分散有黏性；以冷冻鱼糜质量为基准，分别添加质量分数为4%、8%、12%和16%马铃薯淀粉，1%、2%、3%和4%大豆油，水分含量分别调节至76%、78%、80%和82%，最后分别加入不同比例的山梨糖醇、结冷胶和海藻糖，高速斩拌2 min至浆料混合均匀。斩拌每隔40 s左右暂停一次。将斩拌好的鱼浆灌入直径30 mm的塑料肠衣中，封口。40℃水浴加热30 min，再90℃水浴加热20 min，然后迅速放入冰水中冷却，所得鱼糜凝胶放入4℃冰箱中冷藏备用。取部分鱼糜凝胶测凝胶强度、白度、持水力和扫描电镜，剩余部分样品切片，在60℃烘箱中干燥至鱼糜片水分含量为20%左右。

1.3.2 亲水胶体添加量单因素试验

以冷冻鱼糜质量为基准，马铃薯淀粉和大豆油添加量分别为8%和3%，调节水分含量为78%，在此基础上，研究山梨糖醇添加量（2%、4%、6%和8%）、结冷胶添加量（0.5%、1.0%、1.5%和2.0%）和海藻糖添加量（2%、4%、6%和8%）对鱼糜片韧性和水分活度的影响。

1.3.3 亲水胶体复配正交试验

根据单因素试验结果，设计L9（33）的三因素三水平正交试验，正交试验因素水平见表1。

表1 正交试验因素与水平Table 1 Factors and levels of orthogonal experiment

1.3.4 水分含量的测定

水分含量的测定参照GB 5009.3—2016《食品安全国家标准食品中水分的测定》中的直接干燥法[11]。

1.3.5 凝胶强度和鱼糜片韧性的测定

凝胶强度的测定参考Wang等[12]的方法，所用探头为球形探头（P/5s），计算方法按照下述公式计算。韧性的测定参考沈秋霞等[13]的方法，选用的探头为P-0.25S型，底座HDP/CFS。穿刺曲线第一个峰值对应的力为破断力（g），对应的距离为破断距离（cm）。

1.3.6 白度的测定

将样品恢复至25℃，切成10 mm薄片，用高精度分光测色仪测定样品亮度L*、红度a*、黄度b*。样品设5个平行，结果取平均值。白度W计算公式如下[14]。

1.3.7 持水力的测定

持水力（water holding capacity，WHC）的测定参照Liang等[15]的方法。将制备好的凝胶切成2 mm薄片（2 g～3 g），准确称质量记为m1。切片用两层滤纸包裹，置于50 mL离心管底部，25℃下6 640 r/min离心15 min，去除滤纸后重新称质量记为m2。每个试验进行4次。持水力的计算公式如下。

1.3.8 扫描电镜观察

取样品中心部分，用3%的戊二醛溶液过夜固定，取出后在磷酸盐缓冲液（pH7.2）中反复漂洗3次。然后用蒸馏水冲洗1 h，用体积分数为50%、70%、80%和90%的乙醇进行梯度脱水。将干燥的凝胶放在一个铜网面上喷金，在扫描电子显微镜下对样品进行观察[16]。

1.3.9 水分活度的测定

水分活度的测定参考Aheto等[17]的方法。将干燥好的鱼糜片用粉碎机粉碎后，用水分活度仪进行测定，每组试验重复3次，试验结果取平均值。

1.3.10 微生物指标的测定

无菌环境下称取鱼糜片10 g，放入装有90 mL无菌生理盐水的均质杯中，9 000 r/min均质2 min后，稀释成10倍梯度系列的稀释液，挑选2～3个合适的浓度，吸取1 mL涂布在标准营养琼脂平板上，30℃恒温培养72 h后，选取菌落数在30 CFU～300 CFU的平板进行计数，平均菌落数乘以稀释倍数即为菌落总数[18]。

1.3.11 感官评定

由10名接受过专业感官训练的感官评定员进行感官评定，其中包括5名男性和5名女性成员。采用加权评分法，评定标准如表2所示。总评分（其中X为评定指标，Y为评定权重）[19]。

表2 感官评分标准Table 2 Sensory scoring criteria

1.3.12 产品货架期预测

为加速产品变质，选择35℃和45℃进行试验，达到允许最大临界值时终止试验。以添加最优配比亲水胶体的鱼糜片为试验组，未添加亲水胶体的鱼糜片为空白组。Q10是35℃时的储存期和45℃时的储存期之比，计算出Q10值后，即可预测产品在25℃下贮藏的货架期[20]。

1.3.13 数据统计分析

试验数据和图形处理分别采用Excel 2016和Origin 2018软件，对试验测定数据的差异显著性分析采用SPSS 16.0软件中Duncan法评价。

2 结果与讨论

2.1 凝胶过程中水分含量、淀粉和油添加量对鱼糜凝胶品质的影响

2.1.1 凝胶过程中水分含量、淀粉和油添加量对鱼糜凝胶强度的影响

水分、淀粉和油是影响鱼糜凝胶的关键因素，凝胶强度的具体测定结果如图1所示。

图1 不同水分含量、淀粉和油添加量下的鱼糜凝胶强度变化Fig.1 Changes of gel strength of surimi gel with different water content，starch and oil additions

由图1可知，水分含量在76%～80%凝胶强度变化不明显，当水分含量超过80%后，凝胶强度出现明显下降。这与Yoon等[21]得出的结论基本一致，说明适度的水分含量有助于鱼糜形成良好的凝胶网络状结构，但过量的水分则可能会阻碍鱼糜蛋白的交联，降低产品凝胶强度。随着淀粉添加量增加，凝胶强度呈现先升高后下降的趋势，在淀粉添加量为8%时，鱼糜凝胶强度达到最大。这是因为淀粉在加热条件下，吸水糊化，体积膨胀，对鱼糜蛋白凝胶网络结构产生内压，即“紧束效应”[22]。而添加大豆油后凝胶强度出现波动下降趋势，当大豆油添加量大于3%后，凝胶强度下降明显，即油阻碍鱼糜蛋白交联，降低凝胶强度。但油能让产品口感更加柔和细腻，减少鱼腥味，因此可以适当添加大豆油。

2.1.2 凝胶过程中水分含量、淀粉和油添加量对鱼糜凝胶白度的影响

白度是评价鱼糜制品好坏的重要指标之一，白度高的产品通常更容易受到消费者的喜爱。不同水分含量、淀粉和油添加量下的鱼糜凝胶白度变化见图2。

图2 不同水分含量、淀粉和油添加量下的鱼糜凝胶白度变化Fig.2 Changes of whiteness of surimi gel with different water content，starch and oil additions

由图2可知，随着水分含量和油添加量的升高，白度整体呈上升趋势，这是因为水和油都能增强光散射，进而使白度提高[23]。而随着淀粉添加量上升，白度先缓慢下降，当添加量超过8%后，白度下降较为明显。

2.1.3 凝胶过程中水分含量、淀粉和油添加量对鱼糜凝胶持水力的影响

不同水分含量、淀粉和油添加量下的鱼糜持水力变化见图3。

图3 不同水分含量、淀粉和油添加量下的鱼糜凝胶持水力变化Fig.3 Changes of water holding capacity of surimi gel with different water content，starch and oil additions

由图3可知，水分含量增加后，鱼糜凝胶的持水力先上升后下降。水分含量为78%时，鱼糜凝胶持水力最好，这在一定程度上说明此时形成的鱼糜网络状结构较好，能够截留住更多水分；随着淀粉添加量的增加，鱼糜凝胶持水力明显提高，淀粉添加量为8%时，鱼糜凝胶体系持水力增加了50.34%。而随着油添加量增加，鱼糜凝胶持水力出现先上升后下降趋势，油添加量为3%时，持水力出现峰值。大豆油阻碍了鱼糜蛋白交联形成网络状结构，同时，疏水相互作用力使油与水相互排斥，降低了鱼糜凝胶体系的持水力。

2.1.4 凝胶过程中水分含量、淀粉和油添加量对鱼糜凝胶微观结构的影响

通过观察鱼糜凝胶的微观结构，能够进一步解释其凝胶品质的变化[24]。凝胶过程中水分含量、淀粉和油添加量对鱼糜凝胶网络状结构的影响如图4所示。

图4 不同水分含量、淀粉和油添加量的鱼糜凝胶扫描电镜图Fig.4 SEM of surimi gel with different water content，starch and oil additions

由图4可知，鱼糜凝胶水分含量过高时，致密的网络状结构变得疏松，孔隙增大（图4A，图4a）；当添加适量淀粉时，不规则形状的淀粉粒子填充在鱼糜凝胶网络状结构中，但淀粉添加过量时，鱼糜凝胶网络状结构消失（图4B，图4b），这与黄洁[25]的试验结果一致；油滴以圆球状结构分布于鱼糜凝胶网络状结构中，添加少量大豆油，鱼糜蛋白能够部分在油滴表面交联，但添加量过大时，油滴分子相互靠近，阻碍鱼糜蛋白分子间的交联（图4C，图4c）。综上，最终确定产品凝胶过程中水分含量、淀粉和油添加量分别为78%、8%和3%。

2.2 亲水胶体对鱼糜片品质的影响

2.2.1 亲水胶体对鱼糜片水分活度的影响

在2.1基础上研究亲水胶体对鱼糜片品质的影响，亲水胶体对鱼糜片水分活度的影响见图5。

图5 不同亲水胶体添加量鱼糜片水分活度的变化Fig.5 Changes of water activity of surimi slices under different hydrophilic colloid addition levels

由图5可知，山梨糖醇、结冷胶和海藻糖都具有降低鱼糜片水分活度的作用，亲水胶体添加量越多，鱼糜片水分活度降低越大。亲水胶体通过自身的多羟基等官能团与鱼糜凝胶体系的水分结合，增强鱼糜凝胶体系对水分的束缚能力[26]，最终导致鱼糜片水分活度下降。

2.2.2 亲水胶体对鱼糜片韧性的影响

亲水胶体对鱼糜片韧性的影响见图6。

图6 不同亲水胶体添加量下鱼糜片韧性的变化Fig.6 Changes of toughness of surimi slices under different hydrophilic colloid addition levels

从图6可以看出，随着山梨糖醇添加量增加，鱼糜片韧性呈上升趋势；当结冷胶添加量小于1.0%时，随着结冷胶添加量增多，鱼糜片韧性呈上升趋势，当添加量大于1.0%后，韧性增加幅度不明显；随着海藻糖添加量增加，鱼糜片韧性先上升后下降。因此，海藻糖添加量6%、山梨糖醇添加量8%、结冷胶添加量时2.0%时，鱼糜片韧性最好。添加亲水胶体能够增强鱼糜片韧性，韧性好坏与鱼糜片内部凝胶网络状结构紧密度以及蛋白质分子间化学键的强弱有关。亲水胶体可能促进了鱼糜蛋白分子间的交联，形成的凝胶网络状结构更为致密[27]。

2.2.3 亲水胶体配比优化设计

正交试验结果见表3。

表3 正交试验结果Table 3 Orthogonal experimental results

由表3结果可以看出，大部分正交配方均能使鱼糜片水分活度降低至0.800以下，所以后期会以韧性作为主要指标来考察较优组合，水分活度作为辅助指标进行核查。正交结果显示各因素对鱼糜片韧性的影响主次顺序为B＞C＞A，即结冷胶添加量对鱼糜片韧性的影响最大，其次是海藻糖添加量，最后是山梨糖醇添加量。较优组合为A2B1C2（即正交试验第4组），即山梨糖醇添加量4%、结冷胶添加量0.5%、海藻糖添加量4%，此时水分活度小于0.800，符合要求。

2.3 鱼糜片贮藏稳定性研究

2.3.1 鱼糜片贮藏过程中的菌落总数变化

鱼糜片贮藏过程中的菌落总数如图7所示。

图7 鱼糜片贮藏过程中的菌落总数变化Fig.7 Changes of total bacterial counts of surimi slices during storage sensory rating

由图7可知，随着贮藏时间的延长，鱼糜片中的菌落总数均呈增加趋势，贮藏一定时间后，菌落总数急剧增加，菌落总数对数曲线近似呈直线。鱼类休闲食品卫生标准规定：即食类鱼糜制品菌落总数要求低于3×104CFU/g（lg CFU/g 为 4.477）[28]，以此为界线判断贮藏期终点。添加亲水胶体的鱼糜片在35℃下贮存60 d后菌落总数超过4.477 lg CFU/g，达到4.491 lg CFU/g。而在45℃下贮藏，细菌繁殖加快，25 d后菌落总数首次超过4.477 lg CFU/g，对照组的鱼糜片在35℃和45℃下分别贮存30 d和15 d后菌落总数超过国标规定的菌落总数界线3×104CFU/g（lg CFU/g为4.477）。因此，添加亲水胶体的鱼糜片35℃下贮藏期为55 d，45℃下为20 d；对照组的鱼糜片35℃下贮藏期为25 d，45℃下为10 d。

2.3.2 鱼糜片贮藏过程中的感官评分变化

鱼糜片贮藏过程中的感官评分变化如图8所示。

图8 鱼糜片贮藏过程中的感官评分变化Fig.8 Changes of sensory rating of surimi slices during storage

由图8可知，贮藏前期感官评分下降速度较慢，随着贮藏时间延长，感官评分迅速下降。温度升高加速了鱼糜片的劣变。添加亲水胶体，降低水分活度，延缓了鱼糜片品质下降的速度。

2.3.3 鱼糜片货架期预测结果

鱼糜片货架期预测结果如表4所示。

表4 即食鱼糜片货架期预测结果Table 4 Shelf life prediction results of ready-to-eat surimi slices

由表4可知，对照组鱼糜片室温（25℃）下贮藏期只有62 d左右，添加亲水胶体组能达到151 d，考虑到实验室手工制作导致初始微生物数量较多，实际生产时，控制生产卫生条件并采用真空包装，预计能达到室温（25℃）下6个月的贮藏期要求。

3 结论

本文开发了一款即食鱼糜片产品，基础配方为以冷冻鱼糜质量为基准，淀粉和油添加量分别为8%和3%，水分含量为78%，山梨糖醇添加量4%、结冷胶添加量0.5%和海藻糖添加量4%。76%～80%的水分含量对鱼糜凝胶强度影响不大，当水分含量超过80%时，凝胶强度出现明显下降；淀粉填充于鱼糜凝胶网络状结构中，增强凝胶强度；添加大豆油降低了鱼糜的凝胶强度和持水能力，但大豆油能够改善鱼糜凝胶的白度，改善口感。山梨糖醇、结冷胶和海藻糖等亲水胶体通过自身的多羟基等官能团与鱼糜凝胶体系的水分结合，增强对水分的保持能力，降低水分活度，其中结冷胶降低水分活度幅度最大，然后是海藻糖，最后是山梨糖醇。此外，亲水胶体通过促进鱼糜蛋白分子间的交联，使凝胶网络状结构更为致密，进而增加鱼糜片韧性。鱼糜片菌落总数和感官评分在贮藏初期变化不明显，随着时间的延长快速上升，根据贮藏试验预测实际生产时，能达到室温（25℃）下6个月贮藏期的要求。