复合增稠剂在高温灭菌鱼糕中的应用研究

刘佳 何凯丰 宋蓉 尤娟 何殿国 胡涛 李德胜 陈义杰 常菊花

DOI：10.3969/j.issn.1000-9973.2024.07.007

引文格式：刘佳，何凯丰，宋蓉，等.复合增稠剂在高温灭菌鱼糕中的应用研究.中国调味品，2024，49（7）：45-51.

LIU J， HE K F， SONG R， et al.Research on application of compound thickener in high-temperature sterilized fish cake.China Condiment，2024，49（7）：45-51.

摘要：高温灭菌处理有助于延长鱼糕的常温贮藏时间，但高温灭菌处理会对鱼糕的品质产生不良影响，而复合增稠剂的添加可以有效改善高温灭菌处理造成的不利影响。该研究以色泽、风味、质构特性等为感官评价指标，通过正交试验优化高温灭菌鱼糕的配方，结果显示：当辅料配方为冰水17.5%、复合增稠剂0.5%、肥膘5%时，高温灭菌处理后鱼糕的品质最佳；硬度、弹性、凝聚性、咀嚼性等质构特性、持水性和水分分布的研究结果显示：复合增稠剂的添加有助于减缓鱼糕经高温灭菌处理后的品质劣变；电子舌雷达图和PCA结果显示：复合增稠剂的添加有助于改善高温灭菌鱼糕的风味；加速贮藏试验结果显示：添加了复合增稠剂的高温灭菌鱼糕具有更长的常温贮藏保质期，兼具良好的质构和风味特性。

关键词：复合增稠剂；高温灭菌；鱼糕；品质；风味

中图分类号：TS202.3      文献标志码：A      文章编号：1000-9973（2024）07-0045-07

Research on Application of Compound Thickener in

High-Temperature Sterilized Fish Cake

LIU Jia1， HE Kai-feng2， SONG Rong2， YOU Juan2， HE Dian-guo3， HU Tao4，

LI De-sheng4， CHEN Yi-jie2*， CHANG Ju-hua1*

（1.College of Life Science， Yangtze University， Jingzhou 434023， China; 2.College of Food Science

and Technology， Huazhong Agricultural University， Wuhan 430070， China; 3.Quanzhou Yuli Food

Technology Co.， Ltd.， Quanzhou 362000， China; 4.Hubei Shuanggang Agricultural

Science and Technology Trade Co.， Ltd.， Jingzhou 434023， China）

Abstract： High-temperature sterilization treatment can help prolong the storage time of fish cake at room temperature， but high-temperature sterilization treatment will have a negative effect on the quality of fish cake， while the addition of compound thickener can effectively improve the adverse effects caused by high-temperature sterilization. In this study， with the color， flavor and texture characteristics， etc. as the sensory evaluation indexes， the formula of high-temperature sterilized fish cake is optimized by orthogonal test. The results show that when the formula of auxiliary materials is ice water 17.5%， compound thickener 0.5% and fat 5%， the quality of high-temperature sterilized fish cake is the best. The results of texture characteristics such as hardness， elasticity， cohesion， chewiness as well as water holding capacity and water distribution show that the addition of compound thickener could help slow down the quality deterioration of fish cake after high-temperature sterilization.The results of electronic tongue radar map and PCA show that the addition of compound thickener can help improve the flavor of high-temperature sterilized fish cake. The results of accelerated storage test show that the high-temperature sterilized fish cake added with compound thickener has a longer shelf life at room temperature， and has good texture and flavor characteristics.

Key words： compound thickener; high-temperature sterilization; fish cake; quality; flavor

收稿日期：2023-12-16

基金项目：湖北省技术创新计划重点研发专项（2023BBB130）

作者简介：刘佳（1998—），女，硕士，研究方向：食品科学与工程。

*通信作者：陈义杰（1984—），男，副教授，博士，研究方向：食品蛋白质化学与工程；

常菊花（1982—），女，副教授，博士，研究方向：食品质量与安全。

鱼糕是鱼糜经斩拌并添加辅料调味后通过热凝胶化成型的一类鱼糜加工制品，主要通过蒸煮的方式形成热凝胶化，该过程在保证口感的同时最大程度地减少了营养损失。因其具有口感鲜香、弹性十足、营养丰富的特点而受到消费者的青睐。

增稠剂是鱼糜制品工业生产中常见的一种食品添加剂，不仅能够赋予鱼糜制品良好的口感，而且可以提高凝胶强度。常用的增稠剂主要有变性淀粉、大豆分离蛋白、卡拉胶、黄原胶、可得然胶、瓜尔豆胶和魔芋胶等，均可用来改善鱼糜制品的凝胶强度。罗通彪将大豆分离蛋白添加到鱼糕中，结果显示以湿法添加7%的大豆分离蛋白混合浆体可以得到最高的凝胶强度。刘文娟等将可得然胶加入到带鱼肌肉蛋白凝胶中，显著改善了带鱼肌肉蛋白凝胶的凝胶强度、保水性和质构特性，此类增稠剂的使用效果研究多针对单一增稠剂，对复合增稠剂的研究较少。

目前，市售鱼糕多以简单包装、冷藏保存的方式进行短期销售，其保质期较短，但保质期问题作为影响产品规模化生产的一个重要因素在工业生产中还未得到完全解决。高温灭菌作为一种常见的食品杀菌方式，利用高温使食品中的酶、微生物和芽孢灭活，达到延长食品保质期的目的，但该技术容易对鱼糕的组织结构和感官品质造成不良影响。因此，本研究拟通过添加复合增稠剂来减少高温灭菌处理对鱼糕品质劣变的影响，试验选取草鱼为原料，对高温灭菌鱼糕进行复配增稠剂的工艺研究，旨在获得经高温灭菌处理后仍具有良好口感的鱼糕产品，在延长鱼糕常温贮藏保质期的同时提高了鱼糕的品质。

1  材料与方法

1.1  试验材料

草鱼（约5 kg）、鸡蛋、肥膘、食盐、味精、白砂糖：武汉市华中农业大学中百超市；复合磷酸盐、魔芋胶、黄原胶、卡拉胶、变性木薯淀粉、TG酶（均为食品级）：泉州市煜力食品科技有限公司。

1.2  仪器与设备

Wagi Elektroniczne分析天平  波兰Radwag公司；FP3010料理机  德国博朗电器公司；HH-4电热恒温水浴锅  天津市泰斯特仪器有限公司；M400E/B真空包装机  浙江兄弟包装机械有限公司；GI54T高压灭菌锅  武汉递热爱生物科技有限公司；CR-400型色差仪  日本柯尼卡美能达公司；TA-XT Plus型物性测试仪  英国Stable Micro Systems公司；Avanti J-26XP型高速冷冻离心机   美国Beckman Coulter公司；NMI20-025V-Ⅰ核磁共振成像分析仪  苏州纽迈分析仪器股份有限公司；Astree型电子舌  法国Alpha MOS公司。

1.3  鱼糕的制备方法

1.3.1  采肉

将新鲜草鱼去除鱼鳞、鱼头、鱼尾和内脏，清洗干净，放入挤肉机中，采出鱼糜。

1.3.2  漂洗

将采出的鱼糜称重，加3倍质量的水漂洗10 min，漂洗过程中需要匀速同方向搅拌，每次漂洗后需置于三脚式离心机内脱水，重复操作1次。该过程的目的是去除鱼肉中的脂肪、残余血液和残留的鱼皮等杂质。

1.3.3  斩拌

斩拌包括空斩、盐斩和调味斩拌三部分。空斩：将鱼糜放入调理机中空斩2 min；盐斩：加入复合磷酸盐、食盐和适量冰水斩拌1 min；调味斩拌：将复合增稠剂（魔芋胶∶黄原胶∶卡拉胶为3∶2∶3）、蛋清、变性木薯淀粉和剩余辅料加入料理机中斩拌2 min，最后加入肥膘斩拌均匀即可。

1.3.4  成型

将斩拌完成的浆料放入真空锡纸袋中，抽真空，整理成型。抽真空的目的是排出浆料中的气泡，使熟制后的鱼糕结构更紧实。

1.3.5  熟制

参考Seighalani等的方法，采用两段式加热方法进行熟制。加热程序：55 ℃加热30 min；90 ℃加热15 min。

1.3.6  杀菌

将熟制完成的鱼糕置于高压蒸汽灭菌锅中。设置程序：118 ℃杀菌15 min。

1.4  试验方法

1.4.1  正交试验设计

在前期预试验的基础上，选取冰水添加量、复合增稠剂添加量、肥膘添加量3个试验因素，每个因素分别设计4个水平进行正交试验，正交试验因素水平设计见表1。

1.4.2  白度的测定

参照Jiang等的方法并略作修改，将冷却至室温的样品切成2 cm×2 cm×2 cm的立方体，采用色差仪测定样品的L*值、a*值和b*值。白度（W）按照公式（1）计算：

W=100－  （100－L）2+a*2+b*2。（1）

1.4.3  凝胶强度的测定

参照陈卫明等的方法，将冷却至室温的样品切成2 cm×2 cm×2 cm的立方体，采用P/0.25S探头，测试条件：测前、测中、测后速率分别为5，1，5 mm/s，压缩距离为15 mm。凝胶强度按照公式（2）计算：

凝胶强度（g·mm）=破断强度（g）×破断距离（mm）。 （2）

1.4.4  质构的测定

参照聂景贵等的方法，将冷却至室温的鱼糕切成2 cm×2 cm×2 cm的立方体，采用P/36R探头，测前、测中、测后速率均为1 mm/s，样品压缩比为30%，两次压缩间隔时间为5 s，触发力为5 g。

1.4.5  感官评定

鱼糕感官评定标准见表2。将高温灭菌处理后的鱼糕切成5 mm厚的薄片进行感官评定，采用加权法计算其评价总分。进行感官评定时各项指标权重系数存在差异，其中弹性、组织状态、色泽、鲜度及滋气味的加权系数分别为0.4，0.3，0.2，0.1。将5位评定人员评分的平均分作为各指标的评分，总分计算公式：总分＝∑XiYi（i=1，2…，n，其中X表示评定指标，Y表示权重）。

1.4.6  持水性（water holding capacity，WHC）的测定

将鱼糕样品切成5 mm厚的薄片，准确称量（质量记为W1）后置于3层滤纸中，然后放入50 mL离心管中，在4 ℃、5 000 r/min 条件下离心 15 min，结束后对样品进行称量（质量记为W2）。 持水性（WHC）按照公式（3）计算：

持水性（%）=W2W1×100%。  （3）

1.4.7  低场核磁共振技术

参照Li等的方法，质子共振频率为21 MHz，磁体温度为32 ℃。取鱼糕样品切成1 cm×1 cm×1 cm大小的块状（约2 g），擦干其表面水分，用保鲜膜将样品包裹后于60 mm磁体线圈管中进行测定分析，每个样品设置3个平行。利用CPMG（Carr-Purcell-Meiboom-Gill）脉冲序列测定样品的横向弛豫时间T2。CPMG脉冲序列参数：采样频率（SW）=100 kHz，射频延时=0.08 ms，数字增益=3，90°脉宽=12.52 μs，数据半径=1，重复采样间隔时间＝2 500 ms，累加次数＝4，180°脉宽=24.56 μs，回波时间＝0.5 ms，回波个数＝6 000，采样点数＝300 008。利用Multi-Exp Inv Analysis软件对测试结果进行反演，迭代次数为1×106，得到T2值。

1.4.8  电子舌测定

参照刘钰琪等的方法，称取15.0 g样品，加入 100 mL去离子水均质（7 500 r/min，30 s），静置30 min后以10 000 r/min离心 10 min，取上清液过滤备用。电子舌参数：传感器采集数据时间间隔为1 s，采集时间为120 s，对传感器第120  s的响应值进行分析。

1.4.9  加速贮藏试验

加速贮藏温度为50 ℃，依据货架寿命系数可得出50 ℃条件下保藏1 d相当于20 ℃条件下保藏8 d。鱼糕样品经抽真空处理后置于50 ℃恒温培养箱中，观察样品的外观和胀袋情况。

1.5  数据分析

采用SPSS 27.0软件对试验数据进行整理，同时进行方差分析，显著性水平为P<0.05；采用Origin 2013b软件绘图。

2  结果与分析

2.1  正交试验结果

由表3可知，影响高温灭菌鱼糕感官评分的各因素主次顺序为复合增稠剂添加量（B）＞冰水添加量（A）＞肥膘添加量（C）。其中试验号7的感官评分较高，为4.22分，但无论在风味、色泽还是组织状态上均比试验号2更满足人们对商品鱼糕的要求。添加少量复配增稠剂的高温灭菌鱼糕能够获得较高的评分，而随着复合增稠剂添加量的增加，感官评分有所下降。

由表4可知，复合增稠剂添加量对高温灭菌鱼糕的感官评分有显著影响（P<0.05）。感官评分的极差分析和方差分析结果显示复合增稠剂添加量与感官评分呈显著负相关。

2.2  白度

白度作为评价鱼糕感官品质的一个重要指标，能够直观反映出鱼糕的色泽和品质，色泽洁白的鱼糕更容易受到消费者的青睐。由表5可知，复合增稠剂添加量对高温灭菌鱼糕的白度具有显著影响，当复合增稠剂添加量在0.5%时白度最高可达80.56，而当复合增稠剂添加量在2%时白度最高为74.07，此时高温灭菌的鱼糕色泽偏黄，感官品质较差，所以添加0.5%的复合增稠剂是高温灭菌鱼糕加工的一个较优选择。

2.3  质构特性

2.3.1  硬度

硬度作为评价鱼糕品质的一个重要指标，与弹性、咀嚼性呈显著正相关，与其受到挤压后恢复形变的能力也有着密切关系。具体表现为硬度越大，鱼糕受到挤压后恢复形变的能力越强。鱼糕中蛋白质变性、脂质氧化程度随着贮藏时间的延长不断加深，在微生物和酶的作用下使得鱼糕发生腐败变质，进而导致鱼糕的硬度降低，因此想要获得高温灭菌处理后仍具有较好品质的鱼糕产品需要选择硬度较大的高温灭菌鱼糕。

2.3.2  弹性

弹性是鉴别鱼糕质量优劣的重要指标，鱼糕的弹性越高，抗拒形变的能力越强。由表5可知，随着复合增稠剂添加量的增加，鱼糕的弹性增强，感官品质提高，但是对鱼糕的白度分析发现复合增稠剂含量越高，白度值越低，感官品质越差，但试验号7的高温灭菌鱼糕添加0.5%的复合增稠剂仍然具有较高的弹性。

2.3.3  凝聚性

凝聚性反映样品抵御第二次压缩形变相对于抵御第一次压缩形变的程度，其大小受总体凝胶网状结构的影响。凝聚性越高，凝胶网络结构越稳定，经挤压后探头保持整洁的能力越强。由表5可知，试验号7的凝聚性较优，且在对该样品进行挤压后探头依旧保持清洁状态。

2.3.4  咀嚼性

咀嚼性是利用TPA测试模拟牙齿咀嚼时需要的能量，咀嚼性越强，说明咀嚼所需的能量越大，在经过如煲汤、火锅等二次加工处理后，发现咀嚼性数值越大，样品的口感越好，内部组织结构越紧实，因此认为经高温灭菌处理后仍能具有较好口感的鱼糕产品应为咀嚼性较强的样品。

2.4  凝胶特性

凝胶强度是反映鱼糜制品质量的关键指标之一，凝胶强度较高的产品更容易被消费者接受。正交试验结果显示凝胶强度大小与复合增稠剂添加量呈正相关，但白度结果显示复合增稠剂添加过多容易影响高温灭菌鱼糕的感官品质。因此综合凝胶强度和感官分析得出，试验号7在获得良好感官的同时具有较高的凝胶强度，满足鱼糕经高温灭菌处理后仍具有较好品质的需求。

2.5  复合增稠剂对高温灭菌鱼糕质构特性的影响

在最佳辅料配方的基础上探究复合增稠剂对高温灭菌鱼糕质构特性的影响，由图1可知，高温灭菌导致鱼糕的品质下降。经过高温灭菌处理后鱼糕的硬度和咀嚼性均显著下降（P<0.05），其中硬度从20.14 N降低到12.97 N，咀嚼性从1 649.22降低到970.20，弹性和凝聚性虽有所下降，但无显著差异。随着复合增稠剂添加量的增加，高温灭菌鱼糕的硬度和咀嚼性得到明显提高。有研究报道将魔芋胶添加到鱼糜凝胶中，提高了鱼糜凝胶的硬度、胶黏性和咀嚼性；将黄原胶添加到复配虾肉糜中，显著提高了虾肉糜的弹性；将卡拉胶添加到鱼丸中，提高了鱼丸的质构特性。因次，试验进一步证实了复合增稠剂有助于改善高温灭菌鱼糕的品质，且添加了复合增稠剂的高温灭菌鱼糕的质构特性与未经过杀菌处理的鱼糕无显著差异（P>0.05）。

2.6  复合增稠剂对高温灭菌鱼糕持水性的影响

持水性作为评估蛋白质结合水能力的一个指标，也常被用于评价鱼糜制品的质量。持水性越高，内部水分越稳定，品质越好。由图2可知，复合增稠剂、高温灭菌处理均能提高鱼糕的持水性，但无显著差异（P>0.05），与空白组相比，添加复合增稠剂且进行高温灭菌处理的鱼糕的持水性得到明显提高（P<0.05）。据报道，魔芋胶、卡拉胶、黄原胶作为亲水胶体，分子内存在许多亲水基团，这些基团与水结合聚集到凝胶网络结构中，提高了凝胶的强度，该试验将复合增稠剂添加到高温灭菌鱼糕中提高了鱼糕的凝胶强度和持水性，与报道一致。

2.7  复合增稠剂对高温灭菌鱼糕横向弛豫时间（T2）的影响

采用低场核磁共振成像仪测量不同处理组鱼糕的自旋-自旋弛豫时间、反演后的横向弛豫时间T2波谱图，见图3。

横向弛豫时间波谱图理论上应出现3个峰，T21、T22、T23分别对应结合水、不易流动水和自由水，在各弛豫时间段对应的峰面积占比分别为P21、P22、P23。该试验中高温灭菌处理组鱼糕在T21（0.1～10 ms）之间产生了两个峰，相比其他处理组多了1个弛豫时间在 1.83～5.94 ms 的小峰（峰面积占比为0.58%），因峰面积较小，且各组T21之间无显著差异，无法做对比分析。各处理组峰面积结果显示：高温灭菌处理使鱼糕在T22（10～200 ms）弛豫时间段的峰面积占比由94.19%降低到93.64%，添加复合增稠剂但未经高温灭菌处理、添加复合增稠剂且经高温灭菌处理的鱼糕在T22弛豫时间段峰面积占比分别为92.18%、94.23%，表明复合增稠剂的添加能促进高温灭菌鱼糕凝胶结构中不易流动水的形成，促进了自由流动水向不易流动水的迁移。研究表明，T22对应的不易流动水含量与鱼糕凝胶网络结构中的水分含量、持水性和凝胶特性成正比。 因此，复合增稠剂的添加对维持高温灭菌鱼糕的凝胶结构稳定起着重要作用。

2.8  电子舌检测结果

根据鱼糕品质的研究结果，采用电子舌对4个不同处理组鱼糕的苦味、甜味、鲜味、咸味、酸味进行检测分析，结果见图4中a。高温灭菌处理使鱼糕的苦味、甜味、鲜味和酸味明显降低（P<0.05），而复合增稠剂的添加对这4种风味均有显著的提升，且4组鱼糕的咸味无显著差异，表明复合增稠剂的添加减少了高温灭菌处理对鱼糕风味的不良影响。

PCA用于对4个不同处理组鱼糕的电子舌响应信号进行对比分析。由图4中b可知，PC1的贡献率为84.579%，PC2的贡献率为13.162%，累计贡献率达97.741%，可以较好地代表鱼糕的总体滋味特征。主成分双标图中样品所在坐标轴越靠近，样品的滋味越相似，高温灭菌处理后的鱼糕距离其他处理组的鱼糕较远，滋味差异体现在PC1上；其余3组鱼糕在PC1和PC2上的距离较近，滋味相似，但4组鱼糕在主成分双标图中均没有明显的重叠，表明通过PCA能将这4种不同处理的鱼糕样品有效分开。

2.9  加速贮藏试验结果

由图5可知，随着贮藏时间的延长，在第30天时样品b出现渗水和胀袋现象，同时伴有异味产生；样品a轻微胀袋且稍有异味产生，但未出现渗水现象；样品c、d均未胀袋。胀袋现象的出现说明高温灭菌的鱼糕已经腐败变质，完全失去了营养价值和商品价值；异味的产生是蛋白质被腐败微生物分解所致。根据货架寿命关系得出样品c、d在20 ℃环境下可以保存240 d，未经过高温灭菌处理的鱼糕在常温下贮藏的时间明显短于经过高温灭菌处理的鱼糕，而市售的鱼糕在冷藏条件下可以贮藏14～180 d，该结果表明高温灭菌有助于延长鱼糕在常温下贮藏的时间。在50 ℃培养箱中贮藏30 d后未经过高温灭菌处理的鱼糕切面有较大的气孔，未添加复合增稠剂的鱼糕切面气孔数量较多，而添加复合增稠剂的高温灭菌鱼糕切面气孔数量较少。综合上述结果，复合增稠剂有助于改善高温灭菌鱼糕的组织结构，且能赋予高温灭菌鱼糕良好的感官品质，因此添加复合增稠剂的高温灭菌鱼糕更适合在食品生产中应用。

3  结论

本试验在传统鱼糕制作工艺的基础上，通过添加复合增稠剂优化鱼糕的配方，获得经高温灭菌处理后仍具有较好口感的鱼糕产品，在延长鱼糕常温贮藏保质期的同时提高了鱼糕的品质。正交优化试验结果显示：添加复合增稠剂可以提高鱼糕的凝胶强度和质构特性，减少高温灭菌处理对鱼糕品质劣变的影响。但结果同时显示复合增稠剂添加量过多容易导致鱼糕的色泽偏黄，因此基于色泽、风味、质构等感官评价，通过正交试验确定冰水添加量为17.5%、复合增稠剂添加量为0.5%、肥膘添加量为5%时制作的高温灭菌鱼糕能满足消费者对鱼糕口感和外观的需求。最终确定高温灭菌鱼糕的最佳工艺配方为鱼糜64%（含辅料）、冰水17.5%、复合增稠剂0.5%、肥膘5%、变性木薯淀粉8%、蛋清5%。

复合增稠剂和高温灭菌处理对鱼糕的质构特性、持水性、水分分布、电子舌主成分分析的影响结果显示：高温灭菌处理会对鱼糕的品质产生劣变影响，而复合增稠剂的添加有助于减少品质劣变，具体表现为增强了高温灭菌鱼糕的硬度、咀嚼性、持水性和鲜味，减少了高温灭菌处理对鱼糕滋味的影响，促进了鱼糕凝胶网络结构中自由流动水向不易流动水的迁移，维持了凝胶结构的完整性，加速贮藏试验表明添加复合增稠剂的高温灭菌鱼糕具有更长的常温贮藏保质期，兼具良好的品质特征。

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