孔文俊,韋依儂,張　濤,薛　勇,薛長湖

(中國海洋大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,山東青島 266003)

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淀粉對高溫殺菌魚糜凝膠特性的影響

孔文俊,韋依儂+,張濤,薛勇*,薛長湖

(中國海洋大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,山東青島 266003)

為提高殺菌魚糜制品的品質(zhì),本文研究了添加不同濃度的木薯原淀粉和四種變性淀粉(羥丙基化二淀粉磷酸酯,乙?；矸奂憾狨?磷酸交聯(lián)淀粉,羥丙基化淀粉)對120 ℃高溫殺菌魚糜凝膠特性的影響。通過測定分別添加5%,10%和20% 淀粉后復(fù)合魚糜凝膠的破斷力,破斷距離,凝膠強度,白度,持水率,曲折實驗和掃描電鏡等指標,研究不同淀粉對殺菌魚糜凝膠質(zhì)構(gòu)性,色澤和持水能力的影響。結(jié)果表明各種淀粉適宜的添加量均為10%。在各種淀粉添加劑中,木薯羥丙基化二淀粉磷酸酯和木薯乙?；矸奂憾狨Ω邷貧⒕篝~糜凝膠的破斷力,凹陷距離的改善效果最好,能顯著增強魚糜的凝膠強度(p<0.05)。添加淀粉均會改善魚糜凝膠的白度,使白度增加。添加木薯原淀粉,木薯乙?；矸奂憾狨ズ湍臼砹u丙基化二淀粉磷酸酯可不同程度提高魚糜的持水力。

魚糜,淀粉,凝膠特性,高溫

魚糜制品是一種新型的海洋加工食品。其主要結(jié)構(gòu)是肌原纖維蛋白在高溫誘導(dǎo)下形成的蛋白網(wǎng)絡(luò)凝膠。其不但味道鮮美,且營養(yǎng)價值豐富。隨著人們對低脂肪,高蛋白健康食品需求量的不斷增加,其消費量在發(fā)達國家和發(fā)展中國家均呈日益增長的發(fā)展態(tài)勢[1]。目前市售的魚糜制品主要冷藏保存,這樣不但保存時間相對較短,且消費者購買后還需再次加熱才可食用,極大限制了魚糜制品食用的方便性。如將魚糜制品經(jīng)120 ℃高溫殺菌處理后進行真空保存,不但能延長其貨架期,也可實現(xiàn)常溫流通,開袋即食,增強其食用的方便性[2]。但當魚糜經(jīng)過100～120 ℃的高溫處理后,蛋白質(zhì)三、四級結(jié)構(gòu)會遭受較大破壞,蛋白質(zhì)由于共價結(jié)合而發(fā)生聚集,水和蛋白質(zhì)間的相互作用發(fā)生改變,從而會顯著破壞其凝膠特性,導(dǎo)致凝膠強度顯著下降[3]。魚糜的凝膠特性是魚糜制品的重要指標,這對魚糜制品的品質(zhì)有重要影響。因此,如何提高魚糜制品在120 ℃高溫條件下凝膠的熱穩(wěn)定性是目前亟待解決的主要問題。目前,國內(nèi)外對提高魚糜凝膠熱穩(wěn)定性的研究和報道相對較少。張濤等[2]報道指出魔芋膠可顯著改善魚糜凝膠的熱穩(wěn)定性。淀粉是魚糜制品的重要配料之一,在魚糜制品中添加淀粉不僅能降低產(chǎn)品的成本,而且能顯著改善其凝膠特性。淀粉在魚糜制品的加工過程中主要作為填充劑,受熱后可吸水膨脹向凝膠基質(zhì)施加壓力,從而導(dǎo)致魚糜的凝膠強度顯著增加[4]。本文主要研究利用淀粉來改善魚糜在高溫下殺菌條件下的凝膠特性,從而為120 ℃高溫殺菌魚糜制品的研發(fā)提供依據(jù)。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

阿拉斯加狹鱈魚糜(AAA)購自山東錦燦食品有限公司,-120 ℃凍藏;食鹽市售食品級;木薯原淀粉,木薯羥丙基淀粉,木薯磷酸交聯(lián)淀粉,木薯乙酰化二淀粉己二酸酯,木薯羥丙基化二淀粉磷酸酯均為市售食品級。

TMS-PRO質(zhì)構(gòu)儀美國Food Technology公司;UMC5型真空斬拌機德國Stephan公司;AND快速水分測定儀日本A&D公司;電熱恒溫水浴鍋國華電器有限公司;WSC-S色度儀上海精密科學(xué)儀器有限公司;KYKY-2800B型掃描電鏡儀利達公司 日本。

1.2實驗方法

1.2.1魚糜凝膠制備取250 g半解凍的阿拉斯加狹鱈魚糜,放入斬拌機中空斬5 min,加入3%的食鹽鹽析5 min,然后分別加入5%、10%、20%的淀粉(同時調(diào)節(jié)水分含量為75%)繼續(xù)斬拌2～3 min,最后抽真空斬拌5 min。整個斬拌過程保持溫度在10 ℃以下。將魚糜擠入30 mm的尼龍腸衣中,封口4 ℃保存過夜。將通宵放置的樣品放入反壓殺菌鍋中成型殺菌20 min,殺菌溫度120 ℃,壓力為1.2 MPa。

1.2.2魚糜凝膠強度測定將魚糜腸切成30 mm左右的小段,用質(zhì)構(gòu)儀測定魚糜腸的破斷力,凹陷距離,取二者的乘積即為凝膠強度。測定條件:探頭為5 mm球形探頭，下壓速率60 mm/min[5]。

1.2.3魚糜腸持水力測定參照Tao Zhang等[2]法進行魚糜腸持水率的測定。將高溫處理成型的魚糜腸切成3 mm左右的薄片,放在3層濾紙上,上面覆蓋2層濾紙。用5 kg重物壓制15 min,稱量前后質(zhì)量變化作為參照。

持水力=擠壓后魚腸質(zhì)量/擠壓前魚腸質(zhì)量

1.2.4魚糜腸白度測定用色度儀測定魚糜凝膠的L*,a*和b*值,白度[6]通過以下公式計算

白度=100-[(100-L*2)+a*2+b*2]1/2

1.2.5曲折實驗參照周蕊等[7]法進行曲折實驗,將高溫殺菌成型的魚糜腸切成3 mm進行曲折實驗,如表1所示,由5級法表示。此法與評分的對應(yīng)關(guān)系為:5分:AA,4分:A,3分:B,2分:C,1分:D。

1.2.6魚糜微結(jié)構(gòu)的觀察根據(jù)Benjakul[8]的方法,將凝膠樣品切寬和長為5 mm厚1 mm左右的小塊,用24%戊二醛固定液固定24 h,然后分別在50%、60%、70%、80%、100%的梯度乙醇中脫水10 min,最后用醋酸正戊酯浸泡15 min,重復(fù)2次。脫水后折斷凝膠樣品,取樣品自然斷面為觀察面,用CO2臨界點干燥儀進行干燥,噴金后用KYKY-2800B型掃描電鏡儀觀察凝膠微結(jié)構(gòu)。

表1　曲折實驗評分標準Table 1　The standard of bending experiment

1.2.7數(shù)據(jù)分析將所有的實驗數(shù)據(jù)用SAS8.0進行分析,p<0.05作為顯著性差異。

2　結(jié)果與分析

2.1淀粉對高溫處理魚糜凝膠破斷力的影響

破斷力可表示魚糜凝膠的硬度,圖1顯示了不同改性淀粉對高溫加熱后魚糜凝膠破斷力的影響。添加木薯乙酰化二淀粉己二酸酯和羥丙基化二淀粉磷酸酯相對空白組,會顯著增強魚糜凝膠的破斷力。樣品添加木薯磷酸交聯(lián)淀粉和木薯原淀粉后,其破斷力與空白組對比增強效果不明顯,甚至?xí)霈F(xiàn)降低。而樣品在添加木薯羥丙基化淀粉后,其破斷力會顯著降低(p<0.05),其破斷力與空白組相比降低了大約50%。除了木薯羥丙基淀粉外,其余樣品組的破斷力均隨著淀粉添加量的增加呈現(xiàn)出先增加后降低的趨勢。各種淀粉均在10%添加量的情況下出現(xiàn)最大破斷力。其中添加10%的木薯羥丙基化二淀粉磷酸酯和乙?；矸奂憾狨ζ茢嗔υ黾有Ч铒@著(p<0.01),分別增加了63%和58%。

圖1　淀粉對高溫處理后魚糜凝膠破斷力的影響Fig.1　Effect of starches on breaking force of surimi gel

2.2淀粉對高溫處理魚糜凝膠凹陷距離的影響

凹陷距離可反映魚糜凝膠的彈性,凹陷距離越大,魚糜凝膠的彈性越好。圖2顯示了不同改性淀粉對高溫加熱后魚糜凝膠凹陷距離的影響。由圖可見,添加木薯原淀粉和木薯磷酸交聯(lián)淀粉對凹陷距離的影響不大。添加單純的木薯羥丙基化淀粉后,魚糜的凝膠彈性顯著下降,凹陷距離降低。添加木薯羥丙基化二淀粉磷酸酯和木薯乙?；矸奂憾狨鰪婔~糜的凹陷距離。在10%添加量的情況下,羥丙基化二淀粉磷酸酯和乙?；矸奂憾狨煞N淀粉對高溫魚糜凝膠凹陷距離的增加效果達到最大。這可能是由于這兩種淀粉在高溫下吸水膨脹能力大,擠壓淀粉基質(zhì),從而使魚糜樣品更加致密,導(dǎo)致彈性增加。

圖2　淀粉對高溫處理后魚糜凝膠凹陷距離的影響Fig.2　Effect of starches on deformation of surimi gel

2.3淀粉對高溫處理魚糜凝膠強度的影響

凝膠強度是破斷力與凹陷距離的乘積,可表示出魚糜的凝膠特性。一般而言,凝膠強度越大,魚糜凝膠品質(zhì)越好。圖3顯示了不同改性淀粉對高溫加熱后魚糜凝膠強度的影響。在相同添加量的條件下,添加乙?；矸奂憾狨ズ土u丙基化二淀粉磷酸酯對魚糜凝膠的增強作用最強。這一方面可能是由于這兩種淀粉分別通過羥丙基酯化和乙?；拿鸦饔?吸水膨脹能力明顯增大,所以會對魚糜基質(zhì)產(chǎn)生更強的擠壓力,從而增強凝膠強度。另一方面,由于這兩種淀粉都進行了分子間的交聯(lián),其抗高溫的穩(wěn)定性也會增加。所以這一類酯化或醚化基礎(chǔ)上的交聯(lián)變性淀粉在高溫魚糜制品中可能具有優(yōu)勢。當這兩種淀粉的添加量從5%升高到10%,魚糜制品的凝膠強度會顯著增強。當繼續(xù)增加到20%,凝膠強度又會出現(xiàn)顯著下降。這可能是由于在低濃度下,淀粉膨脹對凝膠強度的增強作用比魚糜蛋白減少導(dǎo)致的凝膠強度弱化作用更強。而當?shù)矸厶砑虞^多,后者蛋白質(zhì)減少導(dǎo)致的凝膠強度減弱占主要地位[9]。添加10%的木薯磷酸交聯(lián)淀粉,魚糜的凝膠強度也會略微增加。

圖3　淀粉對高溫處理后魚糜凝膠強度的影響Fig.3　Effect of starches on gel strength of surimi gel

2.4淀粉對高溫處理魚糜凝膠白度的影響

白度反映魚糜樣品的色澤,是魚糜制品的重要指標[10]。一般而言,L*值越大,b*值越低,樣品越白,產(chǎn)品的質(zhì)量越好[11]。圖4顯示了不同改性淀粉對高溫加熱后魚糜凝膠白度的影響。由圖可知添加各種淀粉均會使魚糜凝膠的白度增加。這可能是由于淀粉的本身顏色比魚糜更白。Duangmal[12]指出凝膠的顏色會被添加劑的顏色所影響。所以,添加淀粉會使魚糜的白度會增加。此外,淀粉吸水膨脹會使魚糜制品的透明度會增加,白度也相應(yīng)提高[7]。此外,隨著淀粉的加入,會有更多的水分加入,從而使更多的光被反射出來,導(dǎo)致亮度增加。其中添加木薯羥丙基淀粉的樣品白度最大。添加木薯原淀粉次之。這可能是由于木薯原淀粉吸水能力差,導(dǎo)致大量的水在淀粉分子外面,從而使更多的光被反射,使白度增加。

圖4　淀粉對高溫處理后魚糜凝膠白度的影響Fig.4　Effect of starches on whiteness of surimi gel注：1：羥丙基化二淀粉磷酸酯,2：磷酸交聯(lián)淀粉,3：木薯原淀粉, 4：乙?；矸奂憾狨?5：羥丙基淀粉，表2同。

圖5　淀粉對高溫處理后魚糜凝膠持水力的影響Fig.5　Effect of starches on water hold capacity of surimi gel注：1：木薯原淀粉,2：磷酸交聯(lián)淀粉, 3：乙?；矸奂憾狨?4：羥丙基化二淀粉磷酸酯。

2.5淀粉對高溫處理魚糜凝膠持水力的影響

持水力可反映出魚糜凝膠保持水分的能力,持水力越強,魚糜制品的質(zhì)量越好。圖5顯示了不同淀粉對高溫加熱后魚糜凝膠持水力的影響。其中添加羥丙基化淀粉的魚糜凝膠會因壓制而潰爛,從而導(dǎo)致不能被測出。由圖可以看出添加木薯原淀粉,羥丙基化二淀粉磷酸酯和乙酰化二淀粉己二酸酯會使高溫魚糜的持水力略微增加。淀粉吸水膨脹使魚糜中的游離水鈍化,難以析出。其中添加10%的羥丙基化二淀粉磷酸酯和乙?；矸奂憾狨バЧ詈?。這主要是因為原淀粉經(jīng)過羥丙基化和乙?；男?其吸水能力和持水能力都會顯著增強。此外由于淀粉經(jīng)過磷酸交聯(lián)和己二酸交聯(lián),其耐熱穩(wěn)定性也會提高。因此,高溫條件下的保水能力也會相應(yīng)提高,從而可增強魚糜凝膠的持水力。而添加木薯磷酸交聯(lián)淀粉后,高溫魚糜的持水力會出現(xiàn)略微下降。

2.6淀粉對高溫處理魚糜曲折實驗的影響

曲折實驗可反映出魚糜凝膠彈性的大小。從表2可以看出,魚糜樣品在未添加任何淀粉和添加原淀粉的情況下,曲折實驗可達到B級。樣品在添加磷酸交聯(lián)淀粉的情況下可達到A級。而魚糜在添加了羥丙基化二淀粉磷酸酯和乙酰化二淀粉己二酸酯后,其曲折實驗可達到AA級。這說明添加羥丙基化二淀粉磷酸酯和乙?；矸奂憾狨@著改善魚糜凝膠的曲折特性。這與圖3的結(jié)果相對應(yīng)。

表2　淀粉對高溫處理魚糜曲折的影響Table 2　Effects of starch on bending experiment of surimi

2.7淀粉對高溫處理魚糜凝影響的電鏡

掃描電子顯微鏡常常被用來研究蛋白質(zhì)復(fù)合凝膠的微觀結(jié)構(gòu)。原魚糜以及添加10%羥丙基化二淀粉磷酸酯的兩組高溫殺菌魚糜處理樣品電鏡圖如圖6所示。未添加淀粉的對照組出現(xiàn)較多孔洞。這是由于高溫處理破壞了蛋白質(zhì)之間非共價鍵,從而破壞了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。添加淀粉的實驗組的孔洞相對較小。膨脹的淀粉粒填充到了蛋白凝膠的網(wǎng)孔中,從而可顯著增強其凝膠強度。這與圖3結(jié)果相對應(yīng)。

圖6　淀粉對高溫處理后魚糜凝膠電鏡的影響Fig.6　Effect of starches on Scanning electron microscopy of surimi gel

3　結(jié)論

添加不同的淀粉會對魚糜120 ℃高溫加熱后的凝膠特性產(chǎn)生不同的影響。其中添加木薯原淀粉對魚糜凝膠高溫殺菌后的凝膠強度影響不大,添加10%的羥丙基化二淀粉磷酸酯和乙?；矸奂憾狨鰪婔~糜凝膠的凝膠強度,而添加羥丙基淀粉則會降低魚糜的凝膠強度。添加各種淀粉均會提高魚糜凝膠的白度。添加木薯原淀粉,乙酰化二淀

粉己二酸酯和木薯羥丙基化二淀粉磷酸酯可不同程度的提高魚糜的持水力。這對120 ℃高溫殺菌魚糜制品的研發(fā)具有指導(dǎo)意義。

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Effects of starches on gelling properties of high-temperature sterilization surimi

KONG Wen-jun,WEI Yi-nong+,ZHANG Tao,XUE Yong*,XUE Chang-hu

(College of Food Science and Engineering,Ocean University of China,Qingdao 266003,China)

The effects of native cassava starch hydroxypropylated starch,starch phosphate,cross-linked hydroxypropylated starch and cross-linked acetylated starch with different concentration(5%,10% and 20%)on gelling properties of surimi after being sterilization at 120 ℃ were investigated so as to improve the quality of surimi. Breaking force,deformation,gel strength,whiteness,water holding capacity(WHC),bending experiment and scanning electron microscopy were used as the quality indexes for evaluating the textural properties,color and water-holding capacity of surimi. The results showed that the optimized amount of starches was about 10% for all starch-contained samples. Adding cross-linked hydroxypropylated cassava starch and cross-linked acetylated cassava starch could raise the level of breaking force,deformation and gel strength of surimi significantly(p<0.05). All starches could improve the whiteness of surimi and native cassava,cross-linked hydroxypropylated cassava starch,cross-linked acetylated cassava starch could improve the WHC of surimi at different extents.

surimi;starch;gel properties;high temperature

2015-06-25+并列第一作者

孔文俊(1990-),男,碩士研究生,研究方向:水產(chǎn)品加工與貯藏，E-mail:kongjun1010@126.com。

韋依儂(1991-),女,碩士研究生,研究方向:水產(chǎn)品加工與貯藏,E-mail:weiyinong12@163.com。

薛勇(1976-),男,博士,副教授,研究方向:水產(chǎn)品加工與貯藏,E-mail:xueyong@ouc.edu.cn。

海洋公益性行業(yè)科研專項(201305013);國家自然基金(31371791)。

TS254.1

A

1002-0306(2016)05-0078-04

10.13386/j.issn1002-0306.2016.05.007