亲水胶体对包心鱼丸冻融后理化品质及汤汁损失的影响

范丽欣，阮东娜，刘慈坤，张佳妮，陈旭，夏文水，许艳顺*

1(江南大学 食品学院，江苏 无锡，214122)2(江苏省食品安全与质量控制协同创新中心，江苏 无锡，214122) 3(泰州安井食品有限公司，江苏 泰州，225700)

近年来，我国鱼糜制品产业发展迅速，包心鱼丸作为鱼糜制品的大类品种之一，因口感丰富，鲜美多汁而备受消费者喜爱[1]。低温冻藏是保障包馅类鱼糜制品品质的主要贮藏和流通方式。但是，包馅类鱼糜制品在长期贮运流通过程中易发生冻融现象，产生不同大小的冰晶[2]，对鱼糜凝胶结构造成损伤和发生蛋白变性，导致包馅鱼糜制品经长期冻藏或冻融后复煮时常发生不同程度的汤汁损失、口感下降等品质劣变现象[3]，影响了产品的市场开发和企业的经济效益。因此，控制包心鱼丸鱼糜凝胶外皮品质，改善鱼糜凝胶组织结构是减少包馅类鱼糜制品长期冻藏后汤汁流失、保持包馅类鱼糜制品多汁口感的重要途径之一，对提升冷冻鱼糜制品品质和产业效益具有重要现实意义。

亲水胶体可以改善鱼糜凝胶结构[4]，被广泛应用于鱼糜制品凝胶品质调控中。可得然胶和魔芋胶属于中性多糖，加热到80 ℃以上，可形成热不可逆的高强度凝胶[5]，卡拉胶作为一种阴离子多糖，在降温过程中能形成凝胶，增强原有的蛋白网络结构[6]，而黄原胶作为一种高黏度水溶性多糖，能够与蛋白质发生共凝胶作用，有效促进凝胶结构的形成[7]。

预乳化是近年来发展的一种提升蛋白凝胶性质的新型处理方法。研究表明添加预乳化的油脂对鱼糜凝胶品质有明显的改善效果[8]。为促进油类或脂肪在产品中均匀分布，一般先将油预先乳化，然后再加入鱼糜或其他复合肉类产品中[9]。ZHOU等[10]发现2%食用油、2%茶籽油乳化液可以改变鲢鱼鱼糜凝胶的二级结构和局部微观结构，提高凝胶的疏水性和稳定性。

因此，本研究选取ι-卡拉胶、κ-卡拉胶、黄原胶、魔芋胶、可得然胶5种常应用于鱼糜制品中的典型亲水胶体，重点研究胶体种类、添加量及添加方式对包馅鱼糜外皮凝胶结构与凝胶性能的影响及冻融熟制过程中汤汁损失的改善效果，为提升包馅类鱼糜制品品质提供指导。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

冷冻淡水鱼糜(AAA级)，洪湖市新宏业水产食品股份有限公司；猪肉、食盐、木薯淀粉、蛋清、食用油、葱姜，市售；κ-卡拉胶、ι-卡拉胶，广东华盛食品有限公司；黄原胶、魔芋胶、可得然胶，河南万邦化工科技有限公司；三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、谷氨酰胺转氨酶，河南糖柜食品有限公司；其他化学试剂，国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

LZ25Easy235型美的绞肉机，美的股份有限公司；DHG-9070A型鼓风干燥箱，上海一恒科学仪器有限公司；HH-4型四孔数显水浴锅，江苏科析仪器有限公司；TAXT-plus型物性分析仪，英国 Stable Micro System 公司；MesoMR23-060V-I型低场核磁共振成像分析仪，苏州纽迈电子科技有限公司；UltraScan Pro1166型分光色差仪，美国 Hunterlab 公司；1150H型徕卡石蜡包埋机、RM2245型徕卡手动轮转切片机，德国徕卡公司；EOS600D型照相机，日本佳能公司。

1.3 实验方法

1.3.1 包心鱼丸的制备

解冻→空斩→盐斩→混合斩→馅料制作→加热成型→冷却速冻→冻藏

将AAA级冷冻鱼糜在4 ℃条件下解冻至中心温度为-5～-2 ℃，加入0.09%复合磷酸盐(以总质量计)[m(三聚磷酸钠)∶m(六偏磷酸钠)∶m(焦磷酸钠)=1∶1∶1)]，斩拌3 min；加入2.0%食盐(以总质量计)，继续斩拌3 min。将亲水胶体按表1 添加进行混合斩，然后在鱼糜浆中加入0.8%蛋清(以总质量计)、0.2%谷氨酰胺转氨酶(以总质量计)斩拌1 min，获得包馅鱼丸外皮鱼浆。将瘦肉块斩拌成糜，加2%食用盐(以总质量计)斩拌，再加0.09%复合磷酸盐(以总质量计)、20%葱姜水(以总质量计)斩拌至浆液均匀细腻，配料过程中控制馅料温度始终低于10 ℃，获得包心鱼丸馅料。外皮鱼浆包裹内馅制成鱼丸，采用两段式加热法使其凝胶化，即40 ℃水浴加热30 min，再90 ℃水浴加热20 min，制得包心鱼丸，冷却至鱼丸中心温度低于10 ℃后速冻，包装后在-18 ℃冰柜贮藏进行后续实验。

表1 鱼糜不同混合斩方式Table 1 Different mixed methods of surimi

1.3.2 冻融处理

将包心鱼丸每隔24 h从-18 ℃冰箱中取出置于4 ℃下解冻12 h，上述过程为1 次冻融循环。分别测定冻融7次后各项理化指标和品质特性。

1.3.3 指标测定

1.3.3.1 汤汁损失率的测定

取冷冻包心鱼丸，一部分直接切半挖出馅料，测定馅料水分含量；另一部分鱼丸沸水煮15 min，用吸水纸吸干鱼丸表面可见水分，将鱼丸切半挖出馅料，测定馅料水分含量。每组样品平行测定10 次。由于包心鱼丸在蒸煮过程中汤汁损失成分主要是水分[3]，为简化计算，取蒸煮前后鱼丸馅料干基含量不变。汤汁损失率按公式(1)计算：

(1)

式中：m1，蒸煮前馅料水分质量，以馅料干基计，g；m2，蒸煮后馅料水分质量，以馅料干基计，g。

1.3.3.2 质构(texture profile analysis，TPA)的测定

将复煮后的包心鱼丸外皮凝胶切成1 cm×1 cm×1.5 cm的小块，利用物性分析仪测试其质构。鱼丸的硬度、弹性和咀嚼性的测试条件为圆柱型测试探头p/25；测试前速度5 mm/s；测试速度1 mm/s；测试后速度5 mm/s；压缩形变50%；触发力5 g。

1.3.3.3 低场核磁共振分析

参考JIN等[11]的方法略作修改，切取约1 g的复煮后的包心鱼丸外皮凝胶放入直径为25 mm的核磁管中，采用 Carr-Purcell-Meiboom-Gill (CPMG) 脉冲序列进行测定。参数设定：TW=4 000 ms，TE=0.100 ms，NECH=6 000，NS=8，P1=7.52 μs，P2=14.48 μs，SW=200 kHz，RG1=20，DRG1=2，PRG=2。利用 Niumag Invert 软件对测试结果进行反演，迭代次数为2×106，得到T2值。

1.3.3.4 白度

将复煮后的包心鱼丸外皮凝胶切成厚度约1 cm的薄片，室温下用分光色差仪测量，每组样品平行测3次。

1.3.3.5 溴酚蓝染色观察

为了更好地表征不同亲水胶体对包心鱼丸中汤汁迁移变化的影响，先将新鲜制备的馅料与溴酚蓝混合并装入离心管中，然后将制备好的柱状鱼糜凝胶插入混有溴酚蓝的馅料中。经7 次冻融后，将装有馅料和鱼糜凝胶的离心管在 100 ℃水浴中蒸煮 15 min，冷却后将鱼糜凝胶样品从馅料中取出剖开切片，拍照观察染色结果。

1.3.3.6 组织结构观察

参照徐立等[12]的方法并略作修改。将蒸煮冷却的包心鱼丸外皮凝胶切成5 mm×5 mm×5 mm的立方体，浸入Bouin固定液4 ℃固定48 h, 经梯度乙醇(50%、70%、80%、90%、100%) 脱水各2 h，二甲苯透明2 h，浸蜡和包埋后, 进行切片，切片厚度为8 μm，然后进行展片、粘片、烘片之后染色进行观察并拍照。

1.3.4 数据处理

实验数据采用Excel制表及origin 2019b软件绘图，采用 SPSS 25.0 (SPSS Inc., Chicago, IL)软件进行数据分析，数据差异性分析采用单因素 ANOVA 两两比较的 Duncan 模型(P<0.05 表示差异显著)，结果以平均值±标准误差(Mean±SD)的形式表示

2 结果与分析

2.1 不同亲水胶体添加量及添加方式对包心鱼丸汤汁损失率的影响

不同亲水胶体添加量及添加方式对包心鱼丸汤汁损失率的影响如表2所示。与未添加的对照组相比，添加不同种类的亲水胶体均可不同程度地降低包心鱼丸的汤汁损失率。随着添加量的增加，汤汁损失率除黄原胶组呈持续降低的趋势外，添加其他亲水胶体组均呈现先下降后上升的趋势，且在添加量为0.3%或0.4%时具有最低的汤汁损失率。在添加量相同的条件下，除添加0.2%可得然胶外，以预乳化形式添加亲水胶体组的汤汁损失率低于直接添加组，但二者之间差异不显著。结果表明，亲水胶体以预乳化形式添加对降低包心鱼丸汤汁损失率的效果略优于直接添加组，这可能是由于亲水胶体与油水预乳化后形成较均匀的液滴填充到鱼糜凝胶结构中[13]，降低了包心鱼丸蒸煮过程中馅料中水分向外皮鱼糜凝胶中的扩散迁移。各添加组中以预乳化的形式添加0.3%的魔芋胶和0.4%的可得然胶效果最好，与未添加组相比，包心鱼丸汤汁损失率分别下降了36.23%和35.20%。这可能与魔芋胶具有较好的亲水性和乳化稳定性[14]以及可得然胶高温易形成热不可逆高强度凝胶有关[15]。

表2 不同亲水胶体添加量及添加方式对包心鱼丸汤汁损失率的影响Table 2 Effects of addition amount and addition method of different hydrophilic colloid on the juiciness loss of stuffed fish ball

2.2 不同亲水胶体添加量及添加方式对鱼糜凝胶质构特性的影响

由图1 可知，亲水胶体种类、添加量及添加方式对鱼糜凝胶的质构特性有重要影响。与未添加组相比，除黄原胶外，其他4种亲水胶体对鱼糜凝胶硬度和咀嚼性均有不同程度的提高。随着卡拉胶、魔芋胶和可得然胶添加量的增加，鱼糜凝胶的硬度和咀嚼性呈现先增加后下降的趋势。添加黄原胶导致鱼糜凝胶硬度值和咀嚼性逐渐下降，当添加量为0.5%时，硬度降到最小值，较未添加组降低了25.62%。在添加量相同的条件下，亲水胶体以预乳化形式添加对凝胶硬度和咀嚼性增强效果略优于以粉末形式直接添加组，这可能是由于油脂乳化后的乳化油滴与鱼糜中的肌球蛋白发生相互作用，乳化油滴填充到了肌球蛋白形成的凝胶网络结构中，使凝胶结构更为致密，从而表现出较优的凝胶性质[16]。添加亲水胶体的鱼糜凝胶的弹性略高于未添加组，而鱼糜凝胶的回复性随亲水胶体添加量的增加呈波动变化。

综合来看，添加魔芋胶和可得然胶可显著提高鱼糜凝胶的硬度和咀嚼性，其中，以预乳化的形式添加0.3%的魔芋胶和0.4%的可得然胶的凝胶硬度和咀嚼性较大，硬度分别较空白对照组增加了30.04%和33.60%，而咀嚼性较空白对照组分别增加了33.84%和34.96%，这可能与可得然胶在高温下能够形成三螺旋结构使其具有较好的弹性和较高硬度[17]以及魔芋胶促使肌肉蛋白质发生交联反应提升鱼糜凝胶硬度[18]有关。添加魔芋胶和可得然胶组较高的凝胶硬度和咀嚼性结果与较低的汤汁损失率结果(表2)一致，表明强化鱼糜凝胶网络结构和提升鱼糜凝胶硬度有助于降低包心鱼丸汤汁损失率。

a-硬度；b-弹性；c-咀嚼性；d-回复性图1 不同亲水胶体添加量及添加方式对鱼糜凝胶质构特性的影响Fig.1 Effects of addition amount and addition method of different hydrophilic colloid on texture properties of surimi gel

2.3 不同亲水胶体添加量及添加方式对鱼糜凝胶中水分分布的影响

旋转-自旋弛豫时间(T2)可用于分析鱼糜凝胶的持水能力，提供有关凝胶中水分分布状态信息[19]。由图2可知，与未添加组相比，T21和T22几乎不发生变化。T21、T22(1～10 ms)表征结合水，这部分水与有机大分子结合紧密，一般不易失去[20]。与未添加的对照组相比，添加不同种类亲水胶体的鱼糜凝胶的T24均不同程度向左迁移。随着添加量的增加，T24除黄原胶组呈持续左移外，添加其他亲水胶体组均出现先左移后右移的现象，说明自由水流动性降低，向不易流动水转变。在添加量相同的情况下，亲水胶体以预乳化形式添加对T24左移的影响高于以粉末形式直接添加组，说明亲水胶体以预乳化形式添加制得的鱼糜凝胶与水的结合更为紧密，对自由水束缚力增强。

T2弛豫反演图谱中各水分的峰面积比例(A2i)可以表示其对应水分(结合水A21、多层结合水A22、不易流动水A23、自由水A24)的相对含量[21]。不同亲水胶体添加量及其添加方式对鱼糜凝胶中不同状态水分相对含量的影响如图3所示。与未添加组相比，添加亲水胶体组的A21和A22变化不明显，A24显著减少(P<0.05)。除黄原胶组的T24峰面积呈持续下降趋势外，其他亲水胶体组T24峰面积随添加量增加呈先下降后上升的趋势，可能由于凝胶特性的增强使得水分子流动性降低。在添加量相同的条件下。以预乳化形式添加亲水胶体组的自由水峰面积A24均低于直接添加组，但不同添加方式间的A24差异不显著，这与汤汁损失率(表2)结果一致。这可能是由于适当浓度的亲水胶体预乳化后与鱼糜蛋白有序交联，增强对水的束缚能力，减少了蒸煮过程中馅料中水分迁移损失[22]。

a-ι-卡拉胶组；b-κ-卡拉胶组；c-黄原胶组；d-魔芋胶组；e-可得然胶组图2 不同亲水胶体添加量及添加方式对鱼糜凝胶中水分分布的影响Fig.2 Effects of addition amount and addition method of different hydrophilic colloid on water distribution in surimi gel

a-ι-卡拉胶组；b-κ-卡拉胶组；c-黄原胶组；d-魔芋胶组；e-可得然胶组图3 不同亲水胶体添加量及添加方式对鱼糜凝胶中不同状态水分相对含量的影响Fig.3 Effects of addition amount and addition method of different hydrophilic colloid on relative moisture content in different states

2.4 不同亲水胶体添加量及添加方式对鱼糜凝胶白度的影响

白度是衡量鱼糜制品品质的重要物理指标。由表3可知，与未添加对照组相比，随着卡拉胶、魔芋胶和可得然胶添加量的增加，鱼糜凝胶的白度先增加后减小，且添加0.3%～0.4%的魔芋胶和可得然胶能显著提高凝胶的白度(P<0.05)。ι-卡拉胶、魔芋胶和可得然胶溶于水后呈无色透明，过量添加会一定程度上降低鱼糜凝胶的白度[23]。κ-卡拉胶颜色为浅褐色，当添加量达到一定程度后会对鱼糜凝胶的色泽产生不利影响。与其他处理组相比，添加黄原胶组的白度呈上升趋势。鱼糜白度变化也与水分迁移有关，低自由水分布可提高凝胶对光的折射性，一定程度上提高了亮度[24]。

在亲水胶体添加量相同的条件下，除0.3% ι-卡拉胶和0.2%、0.3%可得然胶外，以预乳化形式添加组与直接添加组间的白度没有显著差异，但前者白度略高于后者。这可能是由于亲水胶体以预乳化形式添加后，乳化油滴均匀地填充到鱼糜凝胶的蛋白网络中，增加凝胶网络层次，使得反射的光增强，亮度升高[25]。其中，以预乳化形式添加0.3%魔芋胶和0.4%可得然胶的鱼糜凝胶白度最高，分别较不添加对照组提高了6.95%和6.55%。由于黄原胶对鱼糜凝胶白度和质构没有显著改善效果，因此在后续实验中去掉了黄原胶组。

表3 不同亲水胶体添加量及添加方式对鱼糜凝胶白度的影响Table 3 Effects of addition amount and addition method of different hydrophilic colloid on whiteness of surimi gel

2.5 添加不同亲水胶体的鱼糜凝胶横截面观察

溴酚蓝试剂是一种水溶性染料，可随汤汁中水分在鱼糜凝胶中扩散。鱼糜凝胶中黄绿色越深表明馅料中水分渗入越多。从图4 可知，添加不同种类亲水胶体均能不同程度降低汤汁渗入鱼糜凝胶的程度。与未添加对照组相比，随着卡拉胶、魔芋胶和可得然胶添加量的增加，馅料渗入程度先减小后升高，且在添加量为0.3%或0.4%时渗入最少。在相同添加量的条件下，与直接添加组相比，汤汁中水分在以预乳化形式添加制得的鱼糜凝胶中迁移程度较小，各添加组中以预乳化的形式添加0.3%的魔芋胶和0.4%的可得然胶对抑制汤汁在鱼糜凝胶中的渗透迁移的效果最好，这也与汤汁损失率的结果(表2)相一致。

图4 添加不同亲水胶体的鱼糜凝胶横截面图分析Fig.4 Cross section observation of surimi gel with addition of different hydrophilic colloid

2.6 不同亲水胶体添加量及添加方式对鱼糜凝胶组织结构的影响

伊红染色是将肌原纤维、细胞质等染成粉红色或者浅红色。由图5 可知，图像由两部分组成，红色部分为凝胶样品网状结构，白色部分为冰晶留下的孔隙。未添加对照组的鱼糜凝胶孔洞较大且分布不均匀。与未添加组相比，随着添加量的增加，鱼糜凝胶孔洞呈先减小后增大的趋势，且在添加量为0.3%或0.4%时鱼糜凝胶孔隙明显减少且分布较均匀。在添加量相同的条件下，亲水胶体预乳化后添加比直接添加所制得的凝胶样品网络结构更加致密，孔洞较小且均匀，这与凝胶质构(图1)的结果一致，均匀有序的凝胶网络结构的形成进一步提高了鱼糜凝胶的质构特性，减少了汤汁的流失。其中，与未添加组相比，以预乳化形式添加0.3%魔芋胶和0.4%可得然胶可显著减少孔洞，降低孔洞当量直径，有助于将更多水分束缚在鱼糜凝胶网络结构中。

图5 鱼糜凝胶光学显微镜观察Fig.5 Light microscope view of surimi gel

3 结论

在包心鱼丸外皮凝胶中适量添加亲水胶体能够改善鱼糜凝胶结构，提升凝胶白度，降低包心鱼丸冻融熟制过程中馅料中汤汁在外皮凝胶中的渗透迁移和汤汁损失。亲水胶体种类、添加量及添加方式对包心鱼丸外皮凝胶质构、色泽和汤汁损失均有不同程度的影响。与直接添加相比，以预乳化形式添加亲水胶体对改善鱼糜凝胶特性和降低汤汁损失效果更好。不同亲水胶体之间相比，魔芋胶和可得然胶的效果优于卡拉胶和黄原胶。在鱼糜中以预乳化的形式添加0.3%～0.4%魔芋胶或可得然胶不仅能显著降低包心鱼丸汤汁损失，提升产品的多汁口感，同时能有效改善外皮凝胶质构、白度等品质特性，但对于不同亲水胶体间的协同效应有待进一步研究。本研究有助于解决包心鱼丸因冻融循环导致结构松散、汤汁损失、白度下降等品质问题，为包馅类鱼糜制品的品质提升提供指导。