芋头粉对低盐巴沙鱼鱼糜凝胶特性的影响

摘要：为改善低盐巴沙鱼鱼糜的凝胶品质，分析芋头粉添加量对鱼糜凝胶蒸煮得率、保水性、色泽、质构的影响，并通过分析微观结构和蛋白质二级结构，探究其对鱼糜蛋白结构的影响。结果表明，当芋头粉添加量为0%～20%时，鱼糜的蒸煮得率、保水性显著提高；当芋头粉添加量为20%～25%时，保水性无显著性变化。芋头粉添加量对巴沙鱼鱼糜的色泽影响显著，随着芋头粉添加量的增加，巴沙鱼鱼糜的亮度和白度下降，色泽偏黄绿色；随着芋头粉添加量的增加，巴沙鱼鱼糜的凝胶强度先升高后降低，当芋头粉添加量为20%时，凝胶强度达到最大值。与空白组对比，随着芋头粉添加量的增加，凝胶肌原纤维蛋白中α-螺旋上升，β-折叠下降，说明芋头粉能降低肌原纤维蛋白中α-螺旋转变为β-折叠的程度，使其形成致密的凝胶网络结构，凝胶也更具保水性。当芋头粉添加量为20%时，鱼糜的储能模量G′达到最大值，说明鱼糜在加热形成凝胶的过程中，弹性特征更明显。芋头粉膨胀后加固了蛋白的网络结构，增强了其凝胶特性，但是芋头粉添加量为25%时，鱼糜的凝胶网络结构遭到破坏，出现空洞结构。以上结果表明，当芋头粉添加量为15%～20%时可有效改善低盐巴沙鱼鱼糜的凝胶品质，并且制备的鱼糜富含膳食纤维。

关键词：巴沙鱼鱼糜；芋头粉；凝胶特性；蛋白结构

中图分类号：TS254.5""""" 文献标志码：A""""" 文章编号：1000-9973（2024）08-0106-07

Effect of Taro Powder on Gel Properties of Low-Salt Basa Fish Surimi

WANG Jing-han1， WANG Shu-tong1，2， DAI Rui1， DU Mi-ying1， HU Yan1，3，

WU Jia-yu1， ZHAO Dong1*

（1.College of Food and Health， Guilin Tourism University， Guilin 541006， China; 2.Guangxi

Vocational College of Performing Arts， Nanning 530226， China; 3.School of Tourism

and Culinary Science， Yangzhou University， Yangzhou 225127， China）

Abstract： In order to improve the gel quality of low-salt Basa fish surimi， the effect of taro powder addition amount on the gel cooking yield， water holding capacity， color and texture of surimi is analyzed， and the microstructure and protein secondary structure are analyzed to explore its effect on the structure of surimi protein. The results show that the cooking yield and water holding capacity of surimi are significantly improved when the addition amount of taro powder is 0%～20%. When the addition amount of taro powder is 20%～25%， there's no significant change in water holding capacity. The addition amount of taro powder has a significant effect on the color of Basa fish surimi. With the increase of taro powder addition amount， the brightness and whiteness of Basa fish surimi decrease， and the color changes to yellowish green. With the increase of the addition amount of taro powder， the

DOI：10.3969/j.issn.1000-9973.2024.08.018

引文格式：王敬涵，王舒彤，戴瑞，等.芋头粉对低盐巴沙鱼鱼糜凝胶特性的影响.中国调味品，2024，49（8）：106-112.

WANG J H， WANG S T， DAI R， et al.Effect of taro powder on gel properties of low-salt Basa fish surimi.China Condiment，2024，49（8）：106-112.

收稿日期：2023-12-16

基金项目：广西重点研发计划（2018AB49021）；广西高校中青年教师科研基础能力提升项目（2022KY0823，2023KY0848）；大学生创新创业训练计划（S202211837067X）；2023年桂林旅游学院科研项目校政企合作重点专项课题

作者简介：王敬涵（1990—），男，讲师，硕士，研究方向：农产品加工与贮藏。

*通信作者：赵冬（1986—），男，副教授，硕士，研究方向：健康食品加工技术与农产品资源综合利用。

gel strength of Basa fish surimi firstly increases and then decreases. When the addition amount of taro powder is 20%， the gel strength reaches the maximum. Compared with the blank group， with the increase of taro powder addition amount， the α-helix of gel myofibrillar protein increases and the β-fold decreases， indicating that taro powder can reduce the degree of α-helix of myofibrillar protein transformation to β-fold， make it form a dense gel network structure， and the gel is more water retention. When the addition amount of taro powder is 20%， the energy storage modulus G′ of surimi reaches the maximum value， indicating that the elastic characteristics of surimi are more obvious during the process of surimi gel formation by heating. After the expansion of taro powder， the protein network structure is strengthened and the gel properties are enhanced. However， when the addition amount of taro powder is 25%， the gel network structure of the surimi is destroyed and the cavity structure appears. The above results show that the gel quality of low-salt Basa fish surimi could be improved effectively when the addition amount of taro powder is 15%～20%， and the prepared surimi is rich in dietary fiber.

Key words： Basa fish surimi; taro powder; gel properties; protein structure

鱼糜制品是重要的水产品之一，是将鱼肉经过清洗、取肉、浸漂、脱水等工艺制备的鱼肉制品，在我国，鱼糜及其制品具有悠久的历史。近年来，鱼糜制品的需求量逐年增加，2021年鱼糜制品总产量高达134.98万吨。然而，近年来我国海水鱼资源日益匮乏，巴沙鱼、白鲢、草鱼等大宗淡水鱼已成为重要的鱼糜原料。

巴沙鱼（Pangasius bocourti）个体大、食性杂，属辐鳍鱼纲，亦称博氏巨鲶。作为我国外来淡水经济鱼类，其养殖业近年来发展迅速。巴沙鱼出肉率高，肉质白嫩，无肌间小刺，营养均衡，因此深受人们欢迎。食用鱼肉在医药、饲料、化工等领域也有所开拓，非常适合于鱼糜类产品的加工利用，是具有极大开发潜力的养殖品种。

在传统生产中添加2%～4%的食盐，能够促使盐溶性蛋白溶出，制备具有较好凝胶强度的鱼糜制品。随着健康意识提高，当前人们认识到减少加工食品中外源盐分的摄入量对人体有益，因此，寻求新工艺、新配方来确保低盐鱼糜制品品质面临着新挑战。闵二虎等以鲢鱼鱼糜取代传统的猪肉肉糜制作“低盐”复配鱼糜藕夹。栗俊广等研究发现，添加一定量木薯淀粉可降低盐溶性蛋白凝胶的自由水比例，以增强保水性，还可以提升凝胶的结构体系。Chanarat等 、郭秀瑾等研究显示，肉类蛋白质结构和性质对酶制剂诱导的蛋白质共价交联方式有决定性作用，会影响产品的凝胶特性。袁美兰等用淀粉、赖燕娜等用卡拉胶、张建友等用沙蒿籽胶、热凝胶来改善鱼糜的凝胶特性；除通过上述几种方法来提高凝胶特性外，很多学者通过研究，采用添加其他种类的外源物等途径来提高鱼糜的凝胶特性。刘泽宇等在草鱼鱼糜中添加茶多酚、许亚彬等利用蛋清粉、Arfat等在金带细鲹鱼肉中添加锌盐、陈丽等利用膳食纤维和超声波辅助等途径改善鱼糜的凝胶特性。

芋头主要分布在亚洲地区，被称作芋魁、毛芋。芋头营养丰富，既可食用又可药用。芋头入口绵密，软糯香甜，在医学中是常用来降血压、降血脂、延缓衰老、增强人体免疫功能的药膳主食，且芋头淀粉中支链淀粉比例较高，表现出较好的表观黏度和稳定性。目前，关于芋头粉在鱼糜制品中的应用鲜有报道。本研究将芋头粉与巴沙鱼鱼糜混合，降低食盐添加量，探究芋头粉添加量对巴沙鱼鱼糜的保水性、蒸煮得率、凝胶强度、蛋白质结构的影响，探讨芋头粉改善鱼糜凝胶的机理。

1" 材料与方法

1.1" 材料与试剂

巴沙鱼、鸡蛋、大豆油：桂林市力源连锁超市有限公司；食盐：中盐福建盐业有限公司；芋头粉：徐州大自然食品有限公司。

1.2" 仪器与设备

YP-B6002电子天平" 上海光正医疗仪器有限公司；Q1.6E6-GX冰箱" 广东星星制冷设备有限公司；SUNNE低速离心机" 上海尚普仪器设备有限公司；MCR92流变仪" 奥地利安东帕公司；HH-5恒温水浴锅" 金坛市杰瑞尔电器有限公司；FTC质构仪" 北京盈盛恒泰科技有限责任公司；CM-5色差仪" 日本柯尼卡美能达公司；YTLG-10A/12A/18A冷冻干燥机" 上海叶拓科技有限公司。

1.3" 试验方法

1.3.1" 鱼糜凝胶的制备

将巴沙鱼解冻，分割成小块，取200 g鱼肉放入绞肉机中，一次性加入质量分数35%的水、15%的鸡蛋清、1%的盐、25%的油和不同质量分数的芋头粉（0%、5%、10%、15%、20%、25%），斩拌1.5 min。参照李宁宁等的方法并略作修改，将40 g斩拌好的鱼糜置于50 mL离心管中，以3 000 r/min的速度离心15 min，去除样品之间的缝隙。当水浴锅的温度达到80 ℃时将样品放入，30 min后捞出，冷却至室温，再放入4 ℃冰箱中备用，过夜后测定各项指标。

1.3.2" 鱼糜蒸煮得率的测定

参考计红芳等的方法并略作修改，在蒸煮之前，鱼糜的样品称重，记为W1（g），样品蒸煮后冷却至室温，放入4 ℃冰箱中过夜，室温下回温2 h，从离心管中取出鱼糜，用滤纸吸干析出的水分后称重，记为W2（g）。按公式（1）计算鱼糜的蒸煮得率（%）：

蒸煮得率（%）=W2W1×100%。（1）

1.3.3" 鱼糜凝胶保水性的测定

参照李莎莎等的方法并略作修改，将从离心管中取出的样品切成1.5 cm厚的圆柱体，称重，记为M1（g）。用滤纸包裹住样品，置于离心管中，使用离心机于4 000 r/min离心10 min后取出，用干净滤纸包裹住样品，使其表面干燥，再次称重，记为M2（g）。按照公式（2）计算鱼糜的保水性（%）：

保水性（%）=M2M1×100%。 （2）

1.3.4" 鱼糜凝胶色差的测定

将蒸煮后的鱼糜切成2 mm厚的薄片。测定并记录凝胶的亮度L*值 、红绿度a*值、黄蓝度b*值，然后参考王冬妮等的方法计算鱼糜的白度，见公式（3）：

白度=100-（100-L*）2+a*2+b*2。（3）

1.3.5" 鱼糜凝胶流变特性的测定

将斩拌后的鱼糜样品置于校准后的流变仪的两个平板之间，使用CP50-1平行板测试，夹具直径为50 mm，测定时两板间距为1 mm，选择T-Ramp PVC程序，在振荡模式下线性黏弹区的范围内进行温度扫描，将条件设置为数据点数量63、数据点时间0.5 min、温度扫描范围20～80 ℃、测量时间31.5 min、振荡频率1 Hz、应变频率0.1%～100%，记录测定过程中储能模量G′值和损耗模量G″值。

1.3.6" 鱼糜凝胶质构的测定

将鱼糜凝胶在室温下回温2 h，将样品切成高度为15 mm的圆柱体；使用P/36R探头测定，参数设置：感应力300 N，起始力0.3 N，形变30%，以60 mm/min的速度进行测试。每个样品测定3次后，选择硬度、弹性、内聚性、咀嚼性的指标结果并取平均值。

1.3.7" 鱼糜红外光谱扫描

蛋白质二级结构的测定参考Guan等的方法，将冷冻干燥后的鱼糜样品研磨成均匀的粉末，以1∶100的比例与溴化钾粉末混匀后进行压片，在红外光谱仪400～4 000 cm-1处进行扫描。

1.3.8" 鱼糜凝胶微观结构分析

参照刘骁等的方法，将处理好的鱼糜样品冷冻干燥后喷10 nm厚的金镀膜，在1 000倍扫描电镜下观察并拍照。

1.3.9nbsp; 数据处理

所有试验重复进行3次，数据用“平均值±标准差”（x±s）表示，用SPSS 17.0、Origin 8.5软件进行数据分析和制图。

2" 结果与分析

2.1" 芋头粉添加量对鱼糜蒸煮得率的影响

由图1可知芋头粉添加量对巴沙鱼鱼糜蒸煮得率的影响。总体来看，鱼糜凝胶的蒸煮得率呈显著上升趋势（P＜0.05），未添加芋头粉的鱼糜蒸煮得率最低，只有81.7%，当芋头粉添加量为25%时，鱼糜的蒸煮得率为96.6%，达到本试验测定蒸煮得率的最高值。由此可知，适量添加芋头粉可以提高鱼糜凝胶的蒸煮得率和鱼糜产品的出品率。主要是由于芋头粉中所含的淀粉混于水中，在温度上升时会发生糊化，能吸附鱼糜凝胶中多余的游离水分，减少体系中的自由水，锁住水分使其难以流失。

2.2" 芋头粉添加量对鱼糜保水性的影响

保水性反映锁住水分的能力，是制作鱼糜的一个关键指标，其保水性越高，蒸煮损失率越小。芋头粉添加量对巴沙鱼鱼糜保水性的影响见图2。

由图2可知，与空白组相比，随着芋头粉添加量的增加，鱼糜的保水性整体呈显著上升的趋势（P＜0.05）。空白组鱼糜的保水性最低，仅为71.5%，当芋头粉添加量为25%时，鱼糜的保水性最高，达96.1%，较空白组提高25%。这是因为芋头淀粉受热发生糊化，分子间氢键遭到破坏，导致淀粉分子之间相互作用力减弱，鱼糜凝胶中的自由水减少，在网状结构中沉淀，不易析出，从而提高了鱼糜凝胶的持水性。适量添加芋头粉可以提高鱼糜的保水性，提高鱼糜产品的成品率。

2.3" 芋头粉添加量对鱼糜白度的影响

色泽是评价鱼糜凝胶品质和感官品质的重要指标。不同芋头粉添加量对巴沙鱼鱼糜凝胶白度的影响见图3。

由图3可知，与空白组相比，鱼糜凝胶的白度随着芋头粉添加量的增加而显著下降。这可能是由于芋头粉本身含有色素类物质，添加到鱼糜中后降低了鱼糜凝胶的亮度、红绿值、黄蓝值。Duangmal等指出，凝胶的颜色会受外源添加物的颜色所影响。随着芋头粉添加量的升高，部分淀粉颗粒不能完全吸水溶胀，凝胶的透明度降低，导致表面光被折射出去，使凝胶白度下降，这与裴志胜等的研究结果类似，表明芋头粉添加量对鱼糜凝胶和鱼糜制品的色泽有较大影响。

2.4" 芋头粉添加量对鱼糜凝胶质构特性的影响

鱼糜制品的硬度与其保水性有着密不可分的关系；保水性越低，鱼糜样品的硬度越小；保水性越高，鱼糜样品的硬度越大；同时鱼糜凝胶的网络结构对水分等物质的束缚能力越强。由表1可知，与对照组相比，随着芋头粉添加量的增加，鱼糜凝胶强度显著提高（P＜0.05），对照组（0%）的鱼糜凝胶强度为1 021.11 g·cm，20%的组别凝胶强度达到最大值1 521.22 g·cm。这是因为鱼糜在加热过程中，凝胶化导致鱼糜蛋白分子基团暴露，芋头粉中的多糖、蛋白与暴露的鱼糜蛋白基团发生相互作用，有利于形成稳定的凝胶结构。当芋头粉添加量大于5%时，其硬度、内聚性、弹性、咀嚼性较添加量为5%时均发生显著变化。硬度、内聚性变强，弹性和咀嚼性增大，表明巴沙鱼鱼糜富有黏弹性。当芋头粉添加量为25%时，巴沙鱼鱼糜凝胶的硬度值最大，为8.216 N，此时鱼糜的保水性也增至最大值，但是凝胶强度和弹性减弱，这可能是因为芋头中的不溶性膳食纤维会阻碍多糖与蛋白质之间的相互作用。此外，芋头中的多糖具有较强的吸收和保留水分的能力。然而，当芋头粉添加量超过一定限度时，多糖与蛋白质之间的结合达到饱和，继续增加芋头粉会导致芋头淀粉与鱼糜蛋白争夺水分，从而使鱼糜蛋白失去水分，进而破坏凝胶过程。

2.5" 芋头粉添加量对鱼糜流变特性的影响

G′代表鱼糜凝胶的弹性特性，G′值越高说明鱼糜的弹性稳定性越好，分子间相互作用力越强，鱼糜凝胶强度越高，G″表示鱼糜的黏性特性。

由图4和图5可知，不同芋头粉添加量的鱼糜在加热过程中G′和G″都高于对照组，随着芋头粉添加量从5%增加到20%，G′值呈上升趋势，随着芋头粉添加量的增加，淀粉分子数量随之增加，引起淀粉分子间的作用力和交联增加。在鱼糜升温过程中，淀粉糊化，直链淀粉包裹着溶胀的淀粉颗粒，直链淀粉含量越高，这种包裹作用越明显，形成的凝胶网络结构越紧密，凝胶的保水性也越高。当芋头粉添加量为25%时，G′值下降，这是因为蛋白质的变性会引发分子间共价和非共价相互作用的改变，包括二硫键和疏水作用，这些作用的变化会导致凝胶的网络结构发生变化。当芋头粉添加量为20%时，G′值上升趋势最明显，表现出较强的黏弹性，这与质构特性的凝胶强度测试结果吻合。

由图4和图5可知，损耗模量G″值与储能模量G′的变化趋势基本相似，且G″值明显低于G′值，说明鱼糜在加热形成凝胶的过程中，弹性特征更明显。随着温度的升高，对照组与添加芋头粉组鱼糜G′的变化趋势大体一致。鱼糜的变化过程可分为两个阶段：第一阶段，随着温度的升高，G′在20～39 ℃时缓慢下降，可能是由于鱼糜内源蛋白酶的作用，形成弱凝胶，致使G′下降；第二阶段，在40～80 ℃范围内G′值上升，在80 ℃左右时达到最大，这是由于温度升高能够诱导鱼糜蛋白相互交联，由半溶胶转变为弹性胶，鱼糜变得更有弹性。

2.6" 芋头粉添加量对鱼糜蛋白质二级结构的影响

酰胺键包含肽键，而凝胶蛋白主要以肽键连接，因此以酰胺带为主要研究对象能够更好地解析芋头粉对鱼糜凝胶蛋白结构的影响。由图6可知，红外特征峰位于1 600～1 700 cm-1的酰胺I带可反映蛋白质二级结构的变化，其吸收最强。蛋白质主链构象的各种二级结构变化可由酰胺I带的谱峰强度变化来表征，不同添加量的芋头粉导致鱼糜凝胶的蛋白结构发生不同程度的变化。

由表2可知，与空白组相比，当芋头粉添加量为5%时，鱼糜凝胶蛋白的二级结构发生明显变化，β-转角和β-折叠减少，无规则卷曲结构增多。当芋头粉添加量为15%时，β-转角结构最多，表明芋头粉的添加使维持蛋白螺旋结构的氢键遭到破坏，螺旋结构向β-折叠、β-转角等结构转变。

2.7" 芋头粉添加量对鱼糜微观结构的影响

蛋白质复合凝胶的微观结构可以用扫描电子显微镜分析。不同添加量芋头粉的鱼糜样品的扫描电镜图见图7。

由图7可知，空白组结构疏松，表面上有较多不规则的小颗粒分布。与未添加芋头粉的对照组相比较，添加了芋头粉的鱼糜的内部结构紧密，褶皱更明显。随着芋头粉添加量的不断增加，表面上分布的小颗粒逐渐减少，当芋头粉添加量为5%时，颗粒数量明显减少；当芋头粉添加量为15%时，几乎不存在小颗粒。这是由于芋头粉中淀粉吸水能力强，进一步提高了蛋白质浓度，芋头粉膨胀后加固了蛋白网络结构，因此鱼糜凝胶网络结构更加平整紧密。不同添加量芋头粉的鱼糜凝胶的网络结构更紧凑。当芋头粉添加量为25%时，鱼糜凝胶出现了较多的孔洞，这是由于膨胀的芋头粉粒填充到了蛋白凝胶的网孔中，或抑制了组织蛋白酶的活性，从而使其凝胶强度降低，这与鱼糜凝胶强度、流变特性结果相对应。

3" 结论

低盐（1%）相较于传统的海水鱼鱼糜加工，对巴沙鱼鱼肉蛋白凝胶的形成无优势，利用在鱼糜制作中添加芋头粉这一途径，提高鱼糜的凝胶特性和品质。芋头粉的添加对鱼糜的保水性有一定的影响，随着芋头粉添加量的增加，与空白组相比，鱼糜的保水性随之增加，当芋头粉添加量为25%时，保水性最高。鱼糜保水性的变化趋势与蒸煮得率一致，添加一定量的芋头粉有助于蒸煮得率的提升，改善鱼糜制品的出品率。随着芋头粉添加量的增加，鱼糜的白度显著下降；整体而言，随着芋头粉添加量的增加，鱼糜凝胶网络孔径变小，结构更加致密，鱼糜样品的质构特性、凝胶强度呈上升趋势，当芋头粉添加量为25%时，芋头粉中不溶性膳食纤维阻碍了多糖与蛋白分子之间的相互作用，削弱了鱼糜肌原纤维蛋白之间的交联作用，导致其凝胶强度与弹性开始下降。

综合来看，添加15%～20%的芋头粉能有效改善鱼糜的凝胶品质，使鱼糜的各方面指标达到最佳参数，又有利于丰富鱼糜制品、优化芋头深加工产品，为芋头资源的充分利用提供了理论依据。

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