侯 玉,黃建聯(lián),傅 璇,儀淑敏,勵建榮,于建洋
(1. 渤海大學 食品科學與工程學院, 生鮮農產品貯藏加工及安全控制技術國家地方聯(lián)合工程研究中心,遼寧省高等學校生鮮食品產業(yè)技術研究院, 遼寧 錦州 121013; 2. 農業(yè)農村部冷凍調理水產品加工重點實驗室,福建安井食品股份有限公司, 福建 廈門 361022; 3. 榮城泰祥食品股份有限公司, 山東 威海 264309)
魚糜制品是通過加入鹽或添加其它輔料,經過斬拌或擂潰、凝膠和熟化等加工工序制成的產品,具有低脂肪、低膽固醇、營養(yǎng)豐富、種類多樣、制作簡單方便以及開發(fā)潛能大等特點,深受消費者的青睞,是世界上最大的加工水產品之一〔1〕.2017年我國水產品加工總量為2196.25萬噸,同比增長1.42%,其中魚糜制品是我國發(fā)展速度最快的水產品加工種類之一,2017年我國魚糜制品年產量為153.19萬噸,占2017年水產加工品總產量的7.02%〔2〕,2008年到2017年間我國糜制品產量變化如圖1所示.
隨著市場需求的提高和加工技術的發(fā)展,除了市場上常見魚丸等傳統(tǒng)魚糜制品外,我國的魚糜制品種類不斷創(chuàng)新,賀習耀等〔3〕研究發(fā)現(xiàn)添加5%~9%的葛粉可提高魚糜膠強度并能賦予產品營養(yǎng)保健功能;茍曌空等〔4〕研究小米、燕麥和其它谷物添加到魚糜制品中,提高魚糜制品的營養(yǎng)價值,且具有獨特的功能和風味.
金線魚(Nemipterusvirgatus),屬硬骨魚綱、鱸形目、金線魚科、金線魚屬,肉質鮮美、營養(yǎng)豐富,是一種重要的海水資源經濟型魚類,也是加工冷凍魚糜的重要原料魚之一〔5〕.金線魚魚糜具有較強的延展性、粘性、彈性和凝膠強度等性質,在魚糜制品加工中應用廣泛〔6〕.
紅棗(Jujube)為鼠李科棗屬植物,原產于中國,已有4000多年的栽培歷史〔7〕.紅棗中含有糖類、脂類、蛋白質、有機酸、維生素C、維生素B族、維生素E及生物堿、黃酮類物質;還含有多種礦物質,如鈣、鐵、硒、錳等36 種微量元素和十幾種氨基酸〔8〕.此外,紅棗中含有豐富的膳食纖維,平均約占干重的28%,含量高者可達40%〔9〕.膳食纖維可以通過抑制膽固醇的吸收,預防高血脂和高血壓〔10〕;促進免疫細胞的增殖,起到增強免疫力的作用〔11-12〕;通過微生物及其代謝產物調整胃腸道微生態(tài),維護胃腸道健康〔13〕.
紅棗中營養(yǎng)成分豐富,但是利用紅棗添加到魚糜制品中研究較少.探究紅棗對魚糜制品凝膠特性的影響及最適添加量,旨在開發(fā)滿足消費者需求的營養(yǎng)均衡、利于消化、安全健康的魚糜制品,為創(chuàng)新和豐富魚糜制品加工提供理論支持.
圖1 2008-2017年中國魚糜制品年產量變化
金線魚魚糜SA級:新錦昀(青島)國際貿易有限公司;新疆和田駿棗:陜西美農網絡科技有限公司;大豆分離蛋白:河南正興食品添加劑有限公司;卡拉膠:滕州市匯通生物科技有限公司;馬鈴薯淀粉、植物油、食鹽、味精等調味品均購于錦州市萬維超市;氯化鉀(分析純):福晨(天津)化學試劑有限公司;酒石酸(分析純):天津市天力化學試劑有限公司;蘇木素-伊紅染色試劑盒:北京索萊寶科技有限公司;
UMC 5 真空冷凍斬拌機:德國Stephen公司;YSN 立式灌腸機:廣州優(yōu)連食品加工機械有限公司;數(shù)顯恒溫水浴鍋:諸城市瑞恒食品機械廠;IKA-T25 均質機:德國IKA公司;TA.XT.Plus 型質構儀:英國Stable Micro System公司;CR-400 色彩色差計:杭州祥盛科技有限公司;PB-10 pH 計:賽多利斯公司;Biofuge Stratos 臺式高速離心機:美國Thermo Fisher公司;CM1850 冷凍切片機:德國Leica公司;80-i 尼康正置顯微鏡:日本Nikon公司;PEN3 電子鼻:北京盈盛恒泰科技有限責任公司;SA402B 味覺分析系統(tǒng):北京盈盛恒泰科技有限責任公司;
1.3.1 魚糜凝膠制備工藝
參考儀淑敏等〔14〕實驗方案稍作修改:冷凍的金線魚糜流水解凍至半解凍狀態(tài),切成厚度約為2 cm薄片,放入真空斬拌機中.空斬:低檔斬拌2 min;鹽斬:加入食鹽后中檔真空斬拌2 min;混斬:加入紅棗泥以及淀粉、大豆分離蛋白、卡拉膠、植物油、胡椒粉、料酒等配料后高檔真空斬拌3 min,其中紅棗泥是使用料理機斬制而成.取出物料后排氣灌腸,將灌好的魚肉香腸在45 ℃水浴鍋中加熱20 min使其凝膠化,隨后在95 ℃水浴鍋中加熱20 min使其熟化,熟化完成即撈出魚肉香腸用冰水冷卻,放置4 ℃冰箱貯藏,備用.在斬拌過程過,控制物料溫度不超過10 ℃.紅棗的添加量分別為0%、1.25%、2.50%、3.75%、5.00%、6.25%,調節(jié)魚腸的水分為73%.
1.3.2 凝膠強度測定
通過TA.XT.PLUS質構儀進行測定凝膠強度,凝膠強度為破斷力與凹陷距離的乘積.測定前將樣品放置在室溫下30 min,切成高度為25 mm的圓柱體.測試條件: 探頭型號: P/5S; 測試速度: 1 mm/s;壓縮距離:
15 mm;觸發(fā)力:10 g.每組樣品測6 次平行.
1.3.3 白度測定
參考Marchetti等〔15〕方法,將樣品切成高度為20 mm的圓柱體,采用CR-400色差計測定亮度值L*、紅綠值a*及黃藍值b*,每組測3 個平行.白度值通過如下公式計算,
白度=100-[(100-L*)2+a*2+b*2]1/2
1.3.4 持水性測定
將魚腸切成5 mm薄片(約1.5 g),稱取重量G1,將切好魚腸放在三層濾紙包好,放入50 mL離心管,在4 ℃、5000 g條件下離心15 min,立即取出樣品稱取重量G2,每組3 個平行〔16〕.持水性通過如下公式計算,
持水性(%)=G2÷G1×100
1.3.5 蒸煮損失測定
將魚腸切成高20 mm圓柱體(約2 g),稱取重量M1,放入蒸煮袋后封口,90 ℃水浴加熱20 min,取出樣品將魚腸樣品表面水分輕輕擦干后稱取重量M2.每組樣品測試3 次平行.蒸煮損失率的計算公式如下〔17〕:
蒸煮損失率(%)=(M1-M2)÷M1×100
1.3.6 pH值
根據GB 5009.237-2016《食品安全國家標準 食品pH值的測定》進行測定〔18〕,每組測3 個平行.
1.3.7 顯微鏡觀察
將樣品切成1 cm3正方體,放入-80 ℃冰箱冷凍2 h后在冷凍切片機中切成10 mm薄片置于載玻片上,使用HE染色試劑進行染色后于40 倍顯微鏡下觀察.
1.3.8 電子鼻分析
參考徐永霞〔19〕等的實驗方法稍作修改,取10 g樣品剪碎,放入燒杯中用保鮮膜密封.測定參數(shù):頂空溫度25 ℃、內部流量和進樣流量300 mL/min、測定時間100 s清洗時間100 s.用電子鼻自帶的WInMuster內部流量軟件分析PCA.
1.3.9 電子舌分析
參考徐寶才〔20〕等的實驗方法稍作修改,取樣50 g,混勻,將樣品放于食品料理機中,打碎攪拌1 min;準確稱取樣品50 g,按照1:5的比例添加40 ℃的蒸餾水,均質機均質1 min;確認樣品是否混合均勻;離心機在3000 rpm/min離心10 min,靜置分層,確保樣品完全分層;取上清液按照1:4的比例進行稀釋,用定量濾紙抽濾,用電子舌測試分析.
1.3.10 統(tǒng)計分析
實驗數(shù)據采用SPSS 19.0軟件進行處理,采用Origin 8.5軟件作圖.
破斷力定義為穿刺曲線上出現(xiàn)的第一個峰;凹陷距離定義為與破斷強度相對應的破斷距離;凝膠強度定義為破斷力與凹陷距離的乘積〔21〕.由圖2可知,隨著紅棗添加量的增加,魚糜凝膠強度、破斷力、凹陷距離均呈現(xiàn)下降趨勢,在添加量為1.25%時凝膠強度達到最大值為5505.41 g·mm,同對照組4161.86 g·mm相比增加32.3%,顯著增大(P<0.05),是由于紅棗中膳食纖維的影響.孟爽爽等研究表明可溶性膳食纖維在添加量較低時對凝膠強度的破壞作用較小,較大添加量時會嚴重影響凝膠網絡的交聯(lián)作用〔22〕.
當紅棗添加量為2.50%時,凝膠強度與對照組略有降低.隨著紅棗添加量的增加,紅棗中不溶性糖分阻礙了魚糜肌源蛋白分子間相互作用交聯(lián),破壞了魚糜凝膠網絡結構,破斷力和凹陷距離呈下降趨勢〔23〕.
圖2 紅棗添加量對魚糜制品凝膠破斷力、凹陷距離、凝膠強度的變化
表1 紅棗添加量對魚糜制品色澤的變化
由表1可知,不同添加量紅棗魚糜凝膠的L*值同未添加紅棗魚糜(對照組)相比顯著下降(P<0.05),說明添加紅棗使魚糜凝膠的亮度略有降低.b*值隨著紅棗添加量的增加而升高,說明紅棗色澤對魚糜凝膠具有一定的影響,當添加量為6.25%時,b*值為20.29,與對照組相比,增加了16.01%.未添加紅棗的魚糜凝膠白度為72.65,而添加紅棗1.25%、2.50%、3.75%、5.00%、6.25%的凝膠白度分別為71.20、69.23、68.17、67.18、65.37,與對照組相比較,魚糜凝膠白度分別下降了2%、5%、6%、7%、8%.,隨著紅棗添加量的增加,凝膠白度值逐漸降低.這是因為紅棗果皮中含有豐富、色澤鮮艷的天然紅色素導致〔24〕.李鈺金〔25〕等研究表明隨著南瓜漿量的增加,凝膠白度值逐漸降低.
持水性反映了蛋白質凝膠保持水分的能力,持水性和蒸煮損失主要取決于肌球蛋白與肌動蛋白的交聯(lián),形成三維網狀結構〔26〕.魚糜的凝膠強度與持水性及蒸煮損失有一定聯(lián)系,共同反映魚糜凝膠致密性程度.持水能力越高,蒸煮損失越低,魚糜凝膠網絡結構與水的結合能力越高.由3圖可以看出,添加1.25%紅棗的持水性達到最大值83.65%,蒸煮損失達到最低值4.0%.隨著紅棗添加量的增加,持水性稍有降低,顯著性并不明顯,蒸煮損失稍有提高,但并不不顯著(P<0.05).這是由于隨著紅棗添加量的增加,紅棗膳食纖維含量的增加,導致魚糜中蛋白質存在于魚糜中的含量相對減少,紅棗膳食纖維插入魚糜三維蛋白網絡中,對蛋白質網絡結構具有一定破壞作用,從而減弱其截留水的能力.這與涂曉琴〔27〕的研究結果相一致.
pH值是影響魚糜肌原纖維蛋白凝膠的重要因素之一,從而影響魚糜制品的凝膠特性,相關研究表明,中性區(qū)域的魚糜制品凝膠,pH值在6.5至7.5時最佳〔28-29〕.從圖4可以看出,添加紅棗后,魚糜凝膠pH值逐漸降低,同時符合魚糜制品的最適加工條件.侯麗娟等〔30〕研究發(fā)現(xiàn)紅棗包含人體必需脂肪酸α-亞麻酸、亞油酸,同時還含有多種多元酸,如安息香酸、檸檬酸、蘋果酸、富馬酸和烏頭酸等,隨著紅棗添加量的增加,魚糜制品中酸含量增加,導致pH值逐漸降低.
圖3 紅棗添加量對魚糜制品持水性和蒸煮損失變化
圖4 紅棗添加量對魚糜制品pH的變化
取穩(wěn)定后第95 s~98 s這5 s的數(shù)據信息進行主成分分析(PCA).使用主成分分析法進行分析時,若兩主成分的貢獻率大于85%,則說明該方法適合于數(shù)據分析.從圖5可知主成分1和主成分2的貢獻率分別92.71%和5.43%,總貢獻率為98.14%>85%,能夠用來區(qū)分揮發(fā)性氣味的變化.
電子舌技術其傳感器輸出是一種與試樣某些特征有關的信號,通過這些信號可以得出對樣品味覺特征的總體評價〔31〕.使用電子舌自帶分析軟件進行數(shù)據分析,6種樣品對鮮味、苦味、回味3種傳感器均有響應,苦味、回味風味輪廓明顯不同,鮮味風味輪廓變化不明顯.由圖6可知,隨著紅棗添加量的增加,鮮味呈增強趨勢,且增強趨勢不明顯.當紅棗添加量為6.25%時,鮮味響應值最大,可能是紅棗中的鮮味氨基酸對有提升鮮味作用.鮮味氨基酸能增進鮮爽味,其含量的多少決定著食物的鮮美程度〔32〕.王成等〔33〕研究表明,哈密大棗、駿棗和灰棗中的鮮味氨基酸較為齊全,包括天門冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸和丙氨酸4 種,且駿棗鮮味氨基酸含量最為豐富,含量達1.96%.
同時,當紅棗添加量為6.25%時,苦味和回味響應值也是最大,是由于紅棗中所含的有機酸對紅棗的的呈味具有重要作用.其中,蘋果酸微有澀苦,呈味緩慢持久.
蘇木精-伊紅染色法(hematoxylin-eosin staining),簡稱HE染色法,是通過使細胞核內的染色質與胞質內的核糖體著紫藍色,細胞質和細胞外基質中的成分著紅色的一種染色法.HE染色法在組織學、胚胎學、病理學教學與科研中應用廣泛〔34〕.儀淑敏等〔6〕通過HE組織染色法觀察不同壓力誘導的金線魚魚肉腸凝膠組織構造.薛勇〔35〕也通過 HE 組織染色法觀察鳙魚魚糜凍藏后微觀結構變化.由圖7可知,隨著紅棗添加量的增加,凝膠網狀結構由致密到疏松,空隙逐漸增大,且在添加量為1.25%時凝膠網狀結構的均勻致密程度最高,在添加量超過5.00%時,凝膠組織較疏松,孔隙較大,且不規(guī)則,與其凝膠強度實驗結果相一致.
圖5 紅棗添加量對魚糜制品氣味變化分析
圖6 紅棗添加量對魚糜制品風味變化分析
圖7 紅棗添加量對魚糜凝膠微觀結構的分析
不同紅棗添加量對金線魚魚糜凝膠的凝膠強度、色澤、持水性、蒸煮損失、微觀結構均有一定程度影響.添加1.25%紅棗有助于提高魚糜凝膠強度,微觀結構均勻致密程度最高,添加量過大會降低其凝膠強度.隨著紅棗添加量的增加,使魚糜凝膠白度下降,紅度增加.持水性隨著紅棗添加量的增加逐漸下降,蒸煮損失逐漸上升.風味方面,隨著紅棗添加量的增加,鮮味、苦味、回味總體上呈增強趨勢.