李萌立，楊夢昕，李忠海，付湘晉，袁烈江

（1.中南林業(yè)科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，湖南長沙410004；2.湖南省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗院，湖南長沙410007）

加工方式對魚糜凝膠性質(zhì)影響研究進(jìn)展

李萌立1，楊夢昕1，李忠海1，付湘晉1，袁烈江2，*

（1.中南林業(yè)科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，湖南長沙410004；2.湖南省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗院，湖南長沙410007）

魚糜凝膠特性是評價魚糜品質(zhì)的關(guān)鍵指標(biāo)。本文介紹了魚糜凝膠形成的機(jī)理及引起凝膠劣變的內(nèi)在因素，綜述了新型加工方式對魚糜凝膠性質(zhì)影響的研究進(jìn)展，為淡水漁深加工提供借鑒。

魚糕，凝膠，品質(zhì)

魚糜制品，是以魚肉為主要原料，將魚肉粉碎后，添加淀粉、食鹽、香辛料等輔料后進(jìn)行擂潰，成粘稠的魚肉糊再成型后加熱，形成的彈性凝膠體，此類制品包括魚丸、魚糕、魚香腸、魚卷等。由于其細(xì)嫩味美，營養(yǎng)豐富，食用方便，目前在市場上的消費量很大，是一種極具發(fā)展前景的水產(chǎn)加工制品。

在傳統(tǒng)的魚糜加工中，主要以海水魚糜生產(chǎn)為主。但是，隨著海洋魚類資源的銳減，海水魚糜的生產(chǎn)面臨原材料匱乏的窘境，產(chǎn)量下降，成本增加，這也導(dǎo)致海水魚糜價格不斷上漲。自20世紀(jì)80年代，我國淡水魚繁殖技術(shù)取得突破性進(jìn)展之后，我國的淡水漁業(yè)發(fā)展迅速。據(jù)2012年全國漁業(yè)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計公報顯示，全年淡水漁業(yè)養(yǎng)殖產(chǎn)量和捕撈產(chǎn)量共計2874.33萬t。與此同時，淡水魚糜由于有著良好的營養(yǎng)價值和色澤表現(xiàn)，開始受到業(yè)界的青睞，但其在凝膠性質(zhì)上的表現(xiàn)不如海水魚糜，所以如何提高淡水魚糜的凝膠性質(zhì)是淡水魚糜品質(zhì)研究的發(fā)展方向。本文綜述了幾種新型加工方式對魚糜凝膠性質(zhì)影響的研究進(jìn)展，為我國淡水魚糜的發(fā)展提供借鑒。

1 魚糜的主要加工過程及凝膠形成的機(jī)理

魚糜的加工過程主要包括采肉、漂洗、擂潰和加熱等過程。魚肉的漂洗主要是為了去除魚肉中殘存的會對凝膠產(chǎn)生阻礙的物質(zhì)，如血液、脂肪、水溶性蛋白、腥味物質(zhì)等［1］，通過漂洗可以增加魚糜的凝膠強(qiáng)度和白度，能夠去除腥味［2］。魚肉經(jīng)過漂洗之后，向其中加入2%左右的食鹽進(jìn)行擂潰。

在擂潰的過程中，魚肉纖維遭到破壞，魚肉肌絲中的肌動蛋白與肌球蛋白會在食鹽的作用下溶解出來，溶出的肌動蛋白和肌球蛋白能夠結(jié)合形成肌動球蛋白溶膠，這是一種高粘度的溶膠，很容易發(fā)生凝膠化［3］。此外，擂潰還能使凝膠中含有細(xì)密的氣泡，增加魚糜制品的柔軟性。

魚糜從溶膠形成魚糜凝膠的過程通過加熱蒸煮完成，這個過程主要包括凝膠化、凝膠劣化和魚糕化三個階段。魚糜溶膠首先在50℃以下低溫條件下進(jìn)行低溫凝膠化，在這個低溫凝膠化的過程中，魚肉肌球蛋白中的α-螺旋結(jié)構(gòu)從蛋白鏈?zhǔn)孜查_始不斷解旋，解旋產(chǎn)生的肌球蛋白重鏈又通過解旋產(chǎn)生的螺旋結(jié)構(gòu)發(fā)生疏水相互作用，交聯(lián)形成凝膠網(wǎng)格。同時，在這個階段有大量二硫鍵形成，在解旋的蛋白質(zhì)長鏈之間形成交聯(lián)。肌球蛋白解旋越充分，形成的凝膠網(wǎng)格越好，凝膠強(qiáng)度也就越大。在加熱至60℃左右時，此加熱區(qū)間中魚糜凝膠會發(fā)生凝膠結(jié)構(gòu)劣化反應(yīng)，迅速加熱快速通過此加熱區(qū)間。主要原因是魚糜中的內(nèi)源性組織蛋白酶在此溫度范圍內(nèi)活性最高，會使得已經(jīng)形成的蛋白質(zhì)網(wǎng)格斷裂崩塌，導(dǎo)致水分游離而使凝膠劣化，此過程稱之為凝膠劣化階段。進(jìn)一步加熱至80℃以上時，魚糜蛋白形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)被固定下來，鎖住水分，從而使魚糜形成具有彈性的凝膠狀物，完成魚糕化過程［4-5］。

2 凝膠劣化的原因

魚糜的凝膠性質(zhì)來自魚糜蛋白鏈之間熱凝固后形成的鎖住水分的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。當(dāng)這個網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞時，魚糜的凝膠性質(zhì)下降。國內(nèi)外學(xué)者對魚糜凝膠劣化的原因探索很多。在加工過程中，主要認(rèn)為是魚糜在加熱過程中所受到內(nèi)源性組織蛋白酶的催化作用，導(dǎo)致肌球蛋白質(zhì)發(fā)生降解，網(wǎng)格破壞產(chǎn)生凝膠劣化［6］。Jiang［7］研究了組織蛋白酶B、L、L-like在魚肉漂洗和冷藏過程中的變化，這些酶即使在魚肉的漂洗過程中也很難去除，并且-40℃下儲藏八周后，組織蛋白酶B、L酶活力仍保持之前的80%以上，L-like酶活力保持在之前的40%左右。Hu［8］研究了組織蛋白酶L對鯉魚蛋白的作用，發(fā)現(xiàn)其為半胱氨酸蛋白酶，是一種鯉魚蛋白的主要水解酶。李樹紅［9］研究鰱魚發(fā)現(xiàn)內(nèi)源組織蛋白酶B、L、H在加工過程中表現(xiàn)活躍，其中又以蛋白酶L最強(qiáng)。正因為這些不易除去的酶的作用，導(dǎo)致了在加熱過程中魚糜產(chǎn)生凝膠劣化。所以在魚糜制品生產(chǎn)過程中，要提高魚糜凝膠的機(jī)械性能，一是要促進(jìn)蛋白質(zhì)的交聯(lián)，二是要減少蛋白質(zhì)的降解。

3 加工方式對魚糜凝膠性質(zhì)影響的研究進(jìn)展

為了提高魚糜品質(zhì)，減少魚糜凝膠的劣化，多種新型的加工處理方式被用于魚糜加工中，這些加工方式都對魚糜品質(zhì)產(chǎn)生了較好影響。常見的加工方式包括以下幾種。

3.1 鹽水漂洗對魚糜凝膠的影響

傳統(tǒng)的魚肉漂洗使用清水進(jìn)行漂洗，工藝簡單方便，因而使用廣泛，但是洗滌過程中會將魚肉中的鈣離子溶出。鈣離子作為轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶的活化劑，能在魚糜凝膠形成的過程中激活轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶，催化肽鏈中谷氨酰胺殘基的γ-甲酰胺基與其他氨基酸殘基的反應(yīng)，促進(jìn)蛋白質(zhì)形成交聯(lián)，這在魚糜凝膠中起到重要作用，所以其濃度的降低會對魚糜凝膠的形成造成不利影響。有學(xué)者研究表明，在漂洗液中加入適量MgCl2和CaCl2能提高漂洗后魚糜的凝膠性質(zhì)［10］。在用清水漂洗之后，使用加入MgCl2和CaCl2的漂洗液漂洗，能保持魚糜中鈣離子濃度，有助于凝膠的形成。王玉鳳［11］使用含CaCl2溶液漂洗鰱魚冷凍魚糜，發(fā)現(xiàn)魚糜凝膠強(qiáng)度隨鈣離子濃度先增大后減小，在CaCl2質(zhì)量濃度為1.0g/100m L時，魚糜凝膠強(qiáng)度最大。另外，鹽水漂洗還能對魚肉中的內(nèi)源蛋白酶產(chǎn)生影響。劉茹等［12］從魚肉內(nèi)源蛋白酶活性變化的角度研究了不同漂洗方式對魚糜凝膠劣化的影響，發(fā)現(xiàn)5%的鹽水漂洗除去內(nèi)源蛋白酶的能力最強(qiáng)，得到的魚糜凝膠強(qiáng)度最大。

3.2 pH-shift技術(shù)對魚糜凝膠的影響

pH-shift技術(shù)是一種提取魚糜蛋白的方法，又稱為酸堿法，首先在強(qiáng)酸或堿的條件下，將魚肉的蛋白質(zhì)溶解，然后調(diào)節(jié)pH至蛋白質(zhì)沉淀出來［13］。酸堿法能顯著提高魚糜蛋白質(zhì)的利用率。酸堿法提取的魚糜蛋白由于極端酸堿條件的處理性質(zhì)發(fā)生了較大的改變，形成的魚糜凝膠也不同［14］。Kristinsson［15］研究表明酸堿處理的石首魚糜，研究發(fā)現(xiàn)堿處理凝膠強(qiáng)度大于水洗，水洗魚糜凝膠強(qiáng)度大于酸處理，堿處理能有效減少魚肉中的脂肪，同時更容易形成二硫鍵，因此凝膠強(qiáng)度增強(qiáng)。Jafarpour［16］研究不同方法得到的魚糜也發(fā)現(xiàn)酸堿法得到的魚糜凝膠性質(zhì)更好。但付湘晉［17］的研究表明極端pH條件下，由于靜電力的作用，蛋白質(zhì)分子會展開，掩藏的疏水基團(tuán)會暴露出來，當(dāng)調(diào)節(jié)pH至等電點后，又會重新由于疏水相互作用結(jié)合起來。因此酸堿處理后的魚糜蛋白會發(fā)生聚集，極端條件還會導(dǎo)致蛋白質(zhì)的變性，這樣是不利于蛋白質(zhì)凝膠網(wǎng)格的形成，酸堿法處理鰱魚魚糜得到的魚糜凝膠較水洗法凝膠性能差。孫月娥［18］對鰱魚魚糜的研究也支持了上述說法，肌球蛋白重鏈在酸堿提取時會有部分降解，同時酸堿法得到的魚蛋白中肌漿蛋白含量較高，肌漿蛋白是水溶性蛋白，這些都對魚糜凝膠起到副作用。酸堿法在魚糜凝膠上的主要好處在于，如此提取的魚糜蛋白能在缺少食鹽的條件下形成較好的凝膠，以實現(xiàn)低鹽魚糜凝膠，從而減少食鹽的攝入量，產(chǎn)品更加健康［19］。

3.3 酸漬對魚糜凝膠的影響

酸漬是指將凝膠化之后的魚糜浸泡于一定濃度的有機(jī)酸中，保持一定時間，通過酸誘導(dǎo)的方式代替高溫加熱獲得魚糜凝膠［20］。采用酸漬的加工方式，能顯著降低魚糜加工中的能源消耗，同時酸誘導(dǎo)凝膠具有較低的pH，能抑制微生物生長，延長魚糜的貯藏時間。在處理魚糜的過程中，較低的pH能使魚糜蛋白遠(yuǎn)離其等電點，蛋白質(zhì)分子所帶靜電荷增加，它們之間的靜電斥力隨之增加，因此對魚糜蛋白凝膠的形成會造成影響。酸誘導(dǎo)常用的有機(jī)酸有醋酸、酒石酸、檸檬酸、乳酸等。鄭溫翔等［21］以鰱魚魚糜為原料，對照加熱魚糜凝膠，研究了不同有機(jī)酸對魚糜凝膠的影響，發(fā)現(xiàn)酸漬魚糜的彈性和TPA參數(shù)均明顯高于加熱魚糜凝膠，其中醋酸誘導(dǎo)的魚糜凝膠品質(zhì)最佳。漆嫚［22］分析葡萄糖酸內(nèi)酯對羅非魚糜的影響，發(fā)現(xiàn)酸漬處理增加了魚糜蛋白中的巰基含量，魚糜蛋白的疏水性增加，羅非魚魚糜在葡萄糖酸內(nèi)酯含量為1%時，魚糜蛋白的凝膠性質(zhì)最佳，強(qiáng)于熱處理得到的羅非魚糜凝膠。酸漬魚糜凝膠結(jié)構(gòu)和熱誘導(dǎo)凝膠相似，消化率高，可用于制備新型淡水魚糜制品［21］。

3.4 超高壓處理對魚糜凝膠的影響

超高壓技術(shù)是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來的一種新型食品加工方式，主要原理是采用100MPa以上的壓力對食品進(jìn)行處理，已到達(dá)殺菌、滅酶、改善食品結(jié)構(gòu)的作用。在我國，已有學(xué)者將其應(yīng)用于魚糜加工中。Zhu等［23］研究鱈魚魚糜時發(fā)現(xiàn)，高壓處理的魚糜獲得的凝膠效果更好，壓力在300MPa所得魚糜凝膠最佳。阮征等［24］對羅非魚的超高壓凝膠化工藝進(jìn)行優(yōu)化，發(fā)現(xiàn)魚糜先在300MPa下處理20m in后再進(jìn)行加熱，得到的魚糜凝膠強(qiáng)度明顯優(yōu)于二段式加熱。胡飛華等［25］對比超高壓和熱處理的梅魚魚糜凝膠強(qiáng)度，發(fā)現(xiàn)高壓處理的梅魚魚糜凝膠強(qiáng)度是熱處理的22倍。研究表明，由于壓力的作用，超高壓能使魚糜肌球蛋白分子中的二級結(jié)構(gòu)發(fā)生很大改變，α螺旋和β折疊都會顯著減少，使得蛋白質(zhì)長鏈的無序結(jié)構(gòu)增加，進(jìn)而增加蛋白質(zhì)長鏈的展開程度［26］。在蛋白長鏈展開之后，暴露出來的氨基酸殘基能增加其疏水相互作用，導(dǎo)致魚糜中蛋白凝膠網(wǎng)格增強(qiáng)，從而提高魚糜的凝膠性質(zhì)［27］。超高壓也能增加魚糜中二硫鍵的含量。蛋白質(zhì)分子內(nèi)部的巰基在蛋白質(zhì)展開不充分的時候，不能顯示出活性，超高壓使蛋白質(zhì)充分展開之后，活性巰基含量的增加就將會使二硫鍵形成的概率大大增加。Kuo［28］在研究羅非魚糜時發(fā)現(xiàn)，在150MPa時，肌球蛋白表面被壓力破壞，形成分子內(nèi)二硫鍵，在大于200MPa時，肌球蛋白破壞加劇，由于二硫鍵的大量生成導(dǎo)致蛋白質(zhì)聚集，200MPa是一個臨界值。Zhu［23］的研究還發(fā)現(xiàn)高壓能與轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶（TGase）發(fā)生協(xié)同作用，促進(jìn)二硫鍵的形成。超高壓是一種很好的提高魚糜凝膠的加工方式。

3.5 歐姆加熱對魚糜凝膠的影響

歐姆加熱是利用食物自身的電阻性直接把電能轉(zhuǎn)化為熱能的加工方式［29］。魚糜本身含有一定的鹽分，當(dāng)電流通過魚糜時，魚糜自身的導(dǎo)電性及電阻效應(yīng)能使具電能直接轉(zhuǎn)化為熱能，引起魚糜溫度上升。歐姆加熱具有產(chǎn)熱快，受熱均勻，能量利用率高的特點，魚糜十分適合歐姆加熱這種加熱方式。Park［30］研究歐姆加熱對魚糜凝膠的影響，發(fā)現(xiàn)直接采用歐姆加熱法一次性快速加熱的魚糜凝膠的剪應(yīng)力比水浴加熱要提高一倍，肌球蛋白和肌動蛋白的降解率大大減小，剪應(yīng)力的增加是由于肌球蛋白重鏈的交聯(lián)，形成連續(xù)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的。在降低加熱速度時肌球蛋白重鏈的降解會加劇，不利于蛋白的交聯(lián)。因此，歐姆快速加熱法是一種有效提高魚糜凝膠性質(zhì)的加工方式。Panchaporn［31］對比歐姆加熱和水浴加熱對魚糜的影響，發(fā)現(xiàn)相對于水浴加熱，歐姆加熱能使魚糜破斷力增加1.3～1.6倍，魚糜中巰基含量減少，這說明魚糜中有更多的二硫鍵形成。利用歐姆快速短時加熱生產(chǎn)的魚糜有較好的持水性和凝膠性質(zhì)。

3.6 微波加熱對魚糜凝膠的影響

微波加熱是利用快速變化的電磁場使食物中的極性分子發(fā)生震動、碰撞從而加熱食物的方法。微波對食物的滲透極強(qiáng)，能夠使物料整體快速受熱，效率很高。由于微波加熱過于迅速，直接加熱會導(dǎo)致凝膠化過程不充分，因此，在加熱魚糜時，首先將魚糜置于40℃下完成凝膠化，然后采用微波加熱。曹燕等［32］研究發(fā)現(xiàn)鰱、狹鱈魚糜在微波加熱中形成凝膠的速度比傳統(tǒng)水浴加熱高兩個數(shù)量級，形成的魚糜凝膠破斷力值更高。在微波加熱魚糜時，魚糜凝膠形成迅速，能使魚糜快速通過60℃左右的凝膠劣化區(qū)，使內(nèi)源性的蛋白水解酶失活，減少凝膠劣化的出現(xiàn)［33］。付湘晉［34］對比微波加熱和傳統(tǒng)加熱的魚糜后發(fā)現(xiàn)，微波加熱有效地減少了凝膠過程中蛋白質(zhì)的降解，增加蛋白質(zhì)分子之間的交聯(lián)，樣品中的蛋白凝膠三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)明顯而細(xì)膩。除減少蛋白質(zhì)降級外，也有研究表明，微波加熱能促進(jìn)蛋白質(zhì)展開，增強(qiáng)蛋白質(zhì)之間的相互作用，生成更多的二硫鍵，從而促進(jìn)蛋白質(zhì)分子交聯(lián)形成更加穩(wěn)定的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)［35］。

4 結(jié)論與展望

魚糜凝膠強(qiáng)度是魚糜制品品質(zhì)的一個最為關(guān)鍵的因素，魚糜凝膠劣化是魚糜加工中碰到的主要技術(shù)難題。魚糜凝膠化與凝膠劣化過程都受到加工方式的影響，在加工過程中，可以通過改進(jìn)加工方式來促進(jìn)蛋白質(zhì)交聯(lián)，減少蛋白質(zhì)降解，提高魚糜的凝膠品質(zhì)。從加工方式出發(fā)提高魚糜凝膠性質(zhì)可以減少食品添加劑的使用，降低加工成本，但各個加工方式改進(jìn)魚糜凝膠的機(jī)理還有待繼續(xù)深入研究。更加先進(jìn)和通用的加工技術(shù)會極大促進(jìn)淡水漁業(yè)深加工的發(fā)展。

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Effect of processing methods on the gel properties of surimi

LIM eng-li1，YANG M eng-xin1，LIZhong-hai1，F(xiàn)U Xiang-jin1，YUAN Lie-jiang2，*
（1.Central South University of Forestry and Technology，Changsha 410004，China；2.Institute of Product Quality Supervision and Inspection of Hunan Province，Changsha 410007，China）

Gelation was a key index in evaluating the quality of surimi.The formation mechanism of surimi gel andinternal reasons causing modori were introduced and the research progress of new processing method ineffecting the gel properties of surimi were summarized，hoping to provide a reference for the deep processingof fresh water fish.

fish cake；gels；quality

TS201.1

A

1002-0306（2015）08-0370-04

10.13386/j.issn1002-0306.2015.08.069

2014－06－23

李萌立（1990-），男，在讀碩士研究生，主要從事食品科學(xué)研究方面的工作。

*通訊作者：袁烈江（1980-），男，博士，研究員，主要從事食品科學(xué)研究方面的工作。

國家科技支撐計劃課題（2012BAD29B05，2012BAC01B07）；質(zhì)檢公益性行業(yè)科研專項（201310128-2）。