不同变性淀粉对鱼糜凝胶特性的影响

张慧敏,刘平稳

1.郑州科技学院 食品科学与工程学院 (郑州 450064) 2.无锡中粮工程科技有限公司 (无锡 214035)

鱼糜制品营养丰富,具有高蛋白低脂肪的特点,且食用方便、美味可口,因此受到消费者的普遍欢迎[1]。白鲢作为四大家鱼之一,具有养殖量高、生长快、成本低的特点,因此使用低值白鲢制作鱼糜制品是有效的途径[2]。但与海水鱼相比,淡水鱼的胶凝能力较差,这在很大程度上限制了淡水鱼的加工特性。为了提高淡水鱼鱼糜凝胶的质量,在加工过程中需要外源性添加剂[3]。

淀粉是鱼类产品加工过程中最常见的添加剂。它不仅可以减少产品中鱼肉的添加量,降低成本,还可以提高蛋白质凝胶的凝胶强度和保水能力,以及产品的外观和味道[4]。目前,一般认为淀粉颗粒在加热过程中吸水并膨胀,填充成肉蛋白网络结构,淀粉的添加量对提高凝胶性能具有重要意义[5]。而原淀粉容易老化,导致鱼糜凝胶品质下降,变性淀粉继承了天然淀粉的特性,是一系列通过物理方法、化学方法或酶加工的淀粉衍生物,可更有效地改善鱼糜制品的凝胶特性[6]。目前,将单一添加量的变性淀粉添加进鱼糜制品中研究较多。Kong等[7]的研究结果表明:交联羟丙基木薯淀粉和交联乙酰化木薯淀粉较未变性的原淀粉能明显提高凝胶强度,改善凝胶的品质。但不同添加量的变性淀粉对鱼糜凝胶特性的影响鲜有报道。因此,本文以添加了不同比例的羟丙基二淀粉磷酸酯、乙酰化二淀粉磷酸酯和醋酸酯淀粉的白鲢鱼糜为对象,研究在不同变性淀粉添加量下,白鲢鱼糜凝胶的持水性、白度、质构特性及感官分析的变化规律。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

白鲢,购于二七区甲峪镇马沟农贸市场;羟丙基二淀粉磷酸酯、乙酰化二淀粉磷酸酯、醋酸酯淀粉,食品级,杭州普罗星淀粉有限公司;NaCl,食品级,购于马寨当地超市。

1.2 仪器与设备

XY105MW型快速水分测定仪,常州市幸运电子设备有限公司;JZ-350型色彩色差计,深圳市金准仪器设备有限公司;XMTD-4000型电热恒温水浴锅,北京市永光明医疗仪器厂;TA.XTC-18型物理分析质构仪,上海保罗发展有限公司;GM02MICOE型绞肉机,四季沐歌科技集团有限公司;TDL-50B型离心机,上海安亭科学仪器厂。

1.3 方法

1.3.1鱼糜凝胶的制备

新鲜白鲢鱼清洗干净后“三去”(去头、去鳞、去内脏),采肉并进行漂洗。鱼肉漂洗3次,其中自来水漂洗2次,0.5%NaCl 溶液漂洗1次。漂洗时,先缓慢搅拌5 min,再静置10 min,鱼肉与水的质量比为1∶5。漂洗后的鱼肉离心沥干,并于绞肉机中斩成糜状,按比例(1%～4%)在鱼糜中添加羟丙基二淀粉磷酸酯、乙酰化二淀粉磷酸酯和醋酸酯淀粉,并做空白对照,混合均匀后灌入肠衣,卡口密封。采用两段加热法,40 ℃加热1 h,90 ℃加热30 min,制得鱼糜凝胶后迅速用流动水冷却10 min,置于4 ℃条件下冷藏过夜,待测。

1.3.2鱼糜凝胶持水性的测定

参考米红波等[8]的方法,并稍加修改。把样品切成约0.5 g的小块,精准测量其重量M1,用滤纸将其包裹住,装入15 mL的离心管底部,放入离心机中,4 000 r/min离心10 min,离心结束后用滤纸吸干样品表面的水分,再次称其重量M2。按照持水性的计算公式(1)计算样品的持水性。

(1)

1.3.3鱼糜凝胶白度的测定

鱼糜凝胶冷却至室温后用色差计测量其L*、a*、b*的数值。鱼糜凝胶的白度计算公式如(2)所示。

(2)

1.3.4鱼糜凝胶质构特性(TPA)的测定

将鱼糜凝胶样品切成约2 cm高的圆柱体,在常温条件下用TA.XTC-18分析质构仪进行对样品TPA的分析与测定。采用型号为P/36R的探头对样品进行两次的压缩试验,测前速度为1 mm/s,测试速度为1 mm/s,测后速度为2 mm/s,压缩距离为8 mm,测定样品的硬度、弹性、内聚性、咀嚼性和回复性等指标。

1.3.5鱼糜的凝胶强度的测定

使用P/0.5S的探头对样品进行一次压缩试验,压缩距离为15 mm,测前速度为2 mm/s,测试速度为1mm/s,测后速度为5 mm/s。

1.3.6鱼糜凝胶的感官分析

选出10名食品质量与安全专业的学生根据表1的各方面要求对鱼糜凝胶的色泽、气味、组织形态和滋味进行感官评分,满分为100分,总分结果取平均值。

表1 鱼糜凝胶制品的感官评价的标准

1.3.7数据的处理

采用Origin8.5软件进行绘制图表和数据分析,使用IBM SPSS Statistics 27.0.1软件进行数据的方差和显著性的分析。每组试验做3次平行,结果表示为“平均值±标准差”。

2 结果与讨论

2.1 不同变性淀粉对鱼糜凝胶持水性的影响

3种变性淀粉对鱼糜凝胶持水性的影响如图1所示。鱼糜凝胶的持水性随着淀粉添加量的增加呈现先上升后下降的趋势。当淀粉添加量为1%时,3种不同变性淀粉的鱼糜凝胶持水性均到达最大值。淀粉颗粒在加热的过程中吸取了鱼糜凝胶中的游离水,吸水膨胀后的淀粉颗粒填充于鱼糜凝胶的蛋白质之间的孔洞部分中,使得鱼糜凝胶内部的网状结构更加紧密,增加了持水性[9]。当淀粉添加量超过1%时,鱼糜凝胶持水性开始下降。发生这一现象可能是由于变性淀粉属于填充物质,过量的添加会破坏鱼糜凝胶内部蛋白质已形成好的网络结构,导致其持水性的下降。而添加1%羟丙基二淀粉磷酸酯相比于其他两种淀粉的鱼糜凝胶持水性最高,达到了81%,相比较于对照组增加了10%。

2.2 不同变性淀粉对鱼糜凝胶白度的影响

白度是反映物质表面白色的程度,是鱼糜制品非常重要的一种物理特性。不同变性淀粉对鱼糜凝胶白度的影响如图2所示。随着淀粉添加量的增加,3种变性淀粉的鱼糜凝胶白度值先升高后下降。当添加低含量变性淀粉时,淀粉颗粒充分受热均匀并且将鱼糜凝胶内部的游离水充分吸收并膨胀,使透光性增大,增加鱼糜凝胶的白度值[7]。但随着淀粉的添加量逐渐增加,不能使所有填充的淀粉颗粒溶解膨胀,降低了其透光度,使其白度下降。在淀粉添加量相同的条件下,添加羟丙基二淀粉磷酸酯的白鲢鱼鱼糜凝胶白度要明显优其他两种变性淀粉(P<0.05)。并且在羟丙基二淀粉磷酸酯添加量为1%时,鱼糜凝胶的白度取得了最大值,这与米红波等[8]的研究结果一致。由此可以看出,淀粉的添加确实可以使鱼糜凝胶的白度值增加,但添加淀粉的种类不同以及添加量的不同都会对鱼糜凝胶的白度造成不同的影响。

图2 不同变性淀粉对鱼糜凝胶白度的影响

2.3 不同变性淀粉对鱼糜凝胶质构(TPA)的影响

淀粉种类的不同以及添加量的不同对鱼糜凝胶的硬度、内聚性、咀嚼性和回复性均产生不同的影响。不同变性淀粉对鱼糜凝胶TPA的影响如表2所示。随着这3种变性淀粉添加量的不断增加,样品的硬度和咀嚼性的数值先上升后下降,弹性没有显著性变化,内聚性和回复性都随着淀粉的添加而下降。当淀粉添加量为1%时,强化3种不同淀粉的鱼糜凝胶的硬度和咀嚼性都增加到了最大值;继续增加淀粉的添加量,硬度和咀嚼性开始下降,这与Sun等[10]的研究结果一致。发生这一现象的原因可能是由于羟丙基二淀粉磷酸酯中含有亲水性较高的羟丙基基团,乙酰化二淀粉磷酸酯经过乙酰化和醋酸酯淀粉都在经过酯化后更容易溶胀,吸水力及膨胀力更强,对鱼糜凝胶的基质产生更强的压力,增强鱼糜凝胶的硬度和咀嚼性。然而,淀粉的过量添加就会对鱼糜凝胶内部蛋白质的结合能力造成破坏,影响网络结构的形成,使鱼糜凝胶的硬度和咀嚼性降低。比较添加3种变性淀粉的鱼糜凝胶的硬度和咀嚼性,添加1%羟丙基二淀粉磷酸酯的鱼糜凝胶硬度和咀嚼性均最大(P<0.05)。

表2 不同变性淀粉对鱼糜凝胶质构(PA)的影响

表3 不同变性淀粉对鱼糜凝胶感官品质的影响

2.4 不同淀粉对鱼糜凝胶强度的影响

从图3可以看出添加淀粉的种类以及不同的添加量都对鱼糜的凝胶强度有较大的影响。随着淀粉添加量的增加,白鲢鱼鱼糜的凝胶强度呈现出先升后降的趋势,当淀粉的添加量为1%时,3种鱼糜样品的凝胶强度都到达了最大值。继续增加淀粉的添加量,鱼糜的凝胶强度反而下降。这是因为淀粉在糊化温度的条件下,吸取水分膨胀并以填充物的姿态填充在鱼糜凝胶的网络结构的孔洞中,使得鱼糜凝胶内部的网络结构更加紧密;淀粉颗粒的溶胀也使鱼糜蛋白受到了压缩力,使鱼糜的凝胶强度更进一步的增强[11]。

图3 不同变性淀粉对鱼糜凝胶强度的影响

添加的淀粉种类不同也同样会影响鱼糜的凝胶强度。当羟丙基二淀粉磷酸酯、乙酰化二淀粉磷酸酯和醋酸酯淀粉的添加量为1%时,样品的凝胶强度分别为2 913.62 g·cm、2 128.11 g·cm和2 135.127 g·cm,相比较于对照组的凝胶强度都有很大的提高,添加羟丙基二淀粉磷酸酯的鱼糜凝胶强度到达最大值(P<0.05)。

2.5 不同变性淀粉对鱼糜凝胶感官品质的影响

对添加不同变性淀粉的鱼糜凝胶进行感官评价与分析,结果如表5所示。随着淀粉添加量的不断增加,鱼糜凝胶的组织形态和滋味指标的分值呈现出先上升后下降的趋势。在淀粉添加量为1%时,添加3种淀粉的鱼糜凝胶得分均达到最高值。加入1%的淀粉时,鱼糜凝胶内部的网络结构最为紧密,密致的结构使得鱼糜的凝胶强度增加,获得了良好的弹性(P<0.05),而鱼糜制品有了较好的组织形态,其滋味得分也随之增加。继续添加淀粉,鱼糜凝胶内部的网络结构就会遭到破坏,弹力降低则组织形态和滋味也会逐渐降低。

3 结论

羟丙基二淀粉磷酸酯、乙酰化二淀粉磷酸酯、醋酸酯淀粉3种变性淀粉的添加及用量大小对白鲢鱼糜凝胶特性具有显著影响。添加1%的羟丙基二淀粉磷酸酯、乙酰化二淀粉磷酸酯、醋酸酯淀粉可改善鱼糜凝胶的的持水性、白度、硬度、咀嚼度和凝胶强度,且羟丙基二淀粉磷酸酯对改善白鲢鱼糜凝胶特性具有更好的效果。当添加量增大时,由于过量的淀粉破坏了鱼肉蛋白质网络结构,从而降低了鱼糜凝胶强度。因此,在白鲢鱼鱼糜中添加1%的羟丙基二淀粉磷酸酯可以有效地改善并提高白鲢鱼鱼糜的凝胶品质,这为淡水鱼鱼糜制品的开发利用提供了依据。