鮑佳彤　寧云霞　楊淇越　梁麗雅　李玲　王洋　馬儷珍

摘 要：為研究淀粉種類對未經(jīng)漂洗處理革胡子鯰魚（Clarias gariepinus，CG）魚糜凝膠特性的影響，在未經(jīng)漂洗的CG魚糜（含2.2%食鹽、0.4%轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶、20 mmol/kg CaCl2、0.2%濃縮乳清蛋白）中分別添加占魚糜濕質(zhì)量6%的木薯變性淀粉（modified cassava starch， MCS）、玉米淀粉（corn starch，CS）、綠豆淀粉（mung bean starch，MBS）及紅薯淀粉（sweet potato starch，SPS），以不添加淀粉的樣品為對照組（CK），5 組樣品均通過兩段式加熱方式制備魚糜凝膠，分別測定各組CG魚糜凝膠的凝膠特性、白度、持水性、動態(tài)流變學(xué)性質(zhì)和水分遷移變化規(guī)律。結(jié)果表明：與對照組相比，4 種淀粉的添加均會使CG魚糜凝膠的持水性增強，但對CG魚糜凝膠中水分變化的影響不同，其中添加MCS的CG魚糜凝膠持水性最好，結(jié)合水相對含量最高（P21為3.67%）（P<0.05）;4 種淀粉的添加均顯著降低了CG魚糜凝膠的白度（P<0.05），均能提高CG魚糜的凝膠破斷力（P<0.05），其中MBS組CG魚糜凝膠破斷力（567.55 g）和凝膠強度（4 739.81 g·mm）最大（P<0.05）;動態(tài)流變特性測定結(jié)果表明，4 種淀粉的添加均會增加CG魚糜的儲能模量（G）和損耗模量（G）（P<0.05），對G和G的影響從大到小順序依次均為MCS>CS>MBS>SPS。綜合各項指標(biāo)得出，添加6% MCS最有利于提高未經(jīng)漂洗處理CG魚糜的凝膠特性和持水性。

關(guān)鍵詞：革胡子鯰魚;魚糜;凝膠特性;淀粉

Effects of Different Starch Types on Gel Properties of Unrinsed Clarias gariepinus Surimi

BAO Jiatong1， NING Yunxia1， YANG Qiyue1， LIANG Liya1， LI Ling1， WANG Yang2， MA Lizhen1，*

（1.Tianjin Aquatic Product Processing and Quality Safety School Enterprise Synergy Innovation Key Laboratory，

National R&D Branch Center for Conventional Freshwater Fish Processing （Tianjin）， College of Food Science and Biotechnology，

Tianjin Agricultural University， Tianjin 300384， China; 2.Tianjin Key Laboratory of Aquatic Ecology and Aquaculture，

College of Fisheries， Tianjin Agricultural University， Tianjin 300384， China）

Abstract： The present study aimed to evaluate the effect of different starch types on the gel properties of unrinsed Clarias gariepinus （CG） surimi. CG surimi （containing 2.2% salt， 0.4% transglutaminase， 20 mmol/kg CaCl2， and 0.2% whey protein concentrate） was supplemented with 6% （on wet mass basis） modified cassava starch （MCS）， corn starch （CS）， mung bean starch （MBS）， or sweet potato starch （SPS）. Surimi without added starch was set as the control group （CK）. All surimi samples were prepared by a two-stage heating method， and their gel characteristics， whiteness， water-holding capacity， dynamic rheological properties， and water migration were measured. The results showed that compared with the control group， addition of the four starches enhanced the water-holding capacity of CG surimi gel， but had different effects on the water change in CG surimi gel. Surimi added with MCS had the highest water-holding capacity and bound water content （P21 was 3.67%） （P < 0.05）. Addition of the four starches significantly reduced the whiteness and increased the breaking force of CG surimi gel （P < 0.05）， among which the breaking force （567.55 g） and gel strength （4 739.81 g·mm） of surimi added with MBS were the largest （P < 0.05）. The dynamic rheological results showed that addition of the four starches increased the elastic modulus （G） and loss modulus （G） of CG surimi （P < 0.05） in order of decreasing effectiveness as follows：

MCS > CS > MBS > SPS. Based on the above results， addition of 6% MCS was most beneficial to improve the gel characteristics and water retention capacity of unrinsed CG surimi.

Keywords： Clarias gariepinus; surimi; gel properties; starch

DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20200131-026

中圖分類號：TS254.5 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1001-8123（2020）04-0027-07

引文格式：

鮑佳彤， 寧云霞， 楊淇越， 等. 不同淀粉種類對未漂洗革胡子鯰魚魚糜凝膠特性的影響[J]. 肉類研究， 2020， 34（4）： 27-33. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20200131-026. ? ?http：//www.rlyj.net.cn

BAO Jiatong， NING Yunxia， YANG Qiyue， et al. Effects of different starch types on gel properties of unrinsed Clarias gariepinus surimi[J]. Meat Research， 2020， 34（4）： 27-33. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20200131-026. ? ?http：//www.rlyj.net.cn

革胡子鯰魚（Clarias gariepinus，CG）是我國主要的淡水魚品種，其養(yǎng)殖密度高、成本低，且營養(yǎng)豐富、無肌間骨、便于加工，特別適合作為淡水魚糜原料。傳統(tǒng)上，用作魚糜制品的原料是冷凍魚糜，冷凍魚糜是將原料魚經(jīng)采肉、漂洗、精濾、脫水、斬拌和冷凍加工制成的產(chǎn)品[1]，其中漂洗工藝是重要的工藝環(huán)節(jié)，漂洗雖然除去了魚肉中的色素、脂肪、部分無機鹽及水溶性蛋白等物質(zhì)，可以大大提高魚糜的凝膠性和白度，但漂洗會導(dǎo)致20%～30%水溶性蛋白和部分脂肪流失[2]，同時造成水資源浪費和環(huán)境污染[3]。如果不經(jīng)過漂洗工藝，又會影響到魚糜的凝膠特性，因此如何提高未經(jīng)漂洗工藝的魚糜凝膠特性成為關(guān)注焦點。目前常通過添加轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶（transglutaminase，TGase）[4]、CaCl2[5]、非肌肉蛋白[6]

和淀粉[7]等外源成分改善魚糜的凝膠形成能力。其中，淀粉是魚糜制品中應(yīng)用最廣泛的外源添加物，不僅能改善魚糜制品的凝膠特性，還能降低生產(chǎn)成本[7]。因此，淀粉對魚糜制品凝膠特性的影響受到國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。研究表明，淀粉對魚糜凝膠特性的影響主要與淀粉添加量、淀粉種類（直鏈淀粉和支鏈淀粉的比例）有關(guān)，一般來說，添加6%淀粉可改善魚糜凝膠的口感和咀嚼性，若添加量超過8%，雖然能提高魚糜凝膠的黏著性和硬度，但會降低魚糜制品的彈性[8]。含直鏈淀粉比例較高的淀粉，如玉米淀粉（corn starch，CS）、小麥淀粉和馬鈴薯淀粉等往往使魚糜形成比較脆的凝膠，而含支鏈淀粉比例較高的淀粉，如木薯變性淀粉（modified cassava starch，MCS）可使魚糜形成黏合性強的凝膠[9]。

陳海華等[10]研究表明，添加4%綠豆淀粉（mung bean starch，MBS）、小麥淀粉和木薯淀粉均可提高竹莢魚魚糜的凝膠特性。王冬妮等[11]研究表明，添加6%紅薯淀粉（sweet potato starch，SPS）、CS、木薯淀粉和馬鈴薯淀粉均可有效提高魷魚魚糜的凝膠特性和持水性，其中SPS的效果最好。袁美蘭等[12]在草魚魚糜凝膠形成過程中分別添加7.2% SPS和10.8% CS，發(fā)現(xiàn)SPS對草魚魚糜凝膠性質(zhì)的改善效果優(yōu)于CS。研究表明，變性淀粉比原淀粉有更高的黏度和穩(wěn)定性，成模性也較好，因此變性淀粉增強魚糜凝膠強度的效果優(yōu)于原淀粉[13]。李世燕等[14]通過研究證實，變性淀粉（磷酸酯雙淀粉）對淡水魚糜凝膠的凝膠強度影響最大，但是目前國內(nèi)外關(guān)于不同淀粉種類對未漂洗CG魚糜凝膠性能的影響鮮有報道。

本研究以未經(jīng)漂洗處理制得的CG魚糜為研究對象，在前期研究結(jié)果，即添加2.2%食鹽、0.4% TGase、20 mmol/kg CaCl2、0.2%濃縮乳清蛋白（whey protein concentrate，WPC）基礎(chǔ)上，再分別添加6% MCS、CS、MBS和SPS 4 種淀粉，研究其對CG魚糜凝膠特性、色澤、持水性、動態(tài)流變學(xué)性質(zhì)和水分遷移變化規(guī)律等品質(zhì)特性的影響，以期為開拓新的魚糜制品原料來源提供數(shù)據(jù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

CG，體質(zhì)量1.5～1.6 kg，體長40～42 cm，天津市德仁農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司養(yǎng)殖，紅旗農(nóng)貿(mào)綜合水產(chǎn)批發(fā)市場銷售。

TGase（活力100 U/g） 江蘇一鳴生物股份有限公司;食鹽、白糖 天津市紅旗農(nóng)貿(mào)市場;復(fù)合磷酸鹽、山梨糖醇 江陰連盛化工有限公司;聚酰胺腸衣 天津市匯潤澤塑料包裝制品有限公司;CaCl2（食品級） 天津市光復(fù)科技發(fā)展有限公司;WPC 丹麥Arla公司;

MCS、CS 河南萬邦實業(yè)有限公司;MBS、SPS?新鄉(xiāng)良潤全谷物食品有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

CM-14斬拌機 西班牙美卡公司;CM-5色差儀 日本Konica Minolta公司;TA-XT Plus物性測定儀 英國Stable Micro System公司;PQ-001核磁共振分析儀

上海紐邁電子科技有限公司;IMS-50制冰機 河南兄弟儀器設(shè)備有限公司;BZZT-IV-90蒸煮桶、BJRJ-82絞肉機 ? 浙江嘉興艾博實業(yè)有限公司;SDX-1全自動風(fēng)冷速凍箱 ? 天津市特斯達(dá)食品機械科技有限公司;CLC-B2V-M/CLC 111-TV恒溫恒濕培養(yǎng)箱 艾力特國際貿(mào)易有限公司;LLJ-A10T1攪拌機 廣東小熊電器有限公司;Physica MCR 301流變儀 奧地利Anton Paar公司。

1.3 方法

1.3.1 CG魚糜的制備

從市場購買鮮活CG，于30 min內(nèi)運輸?shù)郊庸S，立即放入冰水（4～6 ℃）中降溫10～15 min，敲擊頭部致暈，去魚頭、魚皮、內(nèi)臟及腹部黑膜，從脊骨斜向下切割得到魚肉塊，將魚肉塊立即放入碎冰中降溫，不經(jīng)過傳統(tǒng)冷凍魚糜生產(chǎn)的漂洗、脫水、精濾等工藝過程，待魚肉塊溫度降至10 ℃以下，從碎冰中取出，用干凈紗布擦去表面水分，平鋪在不銹鋼盤中，放入全自動風(fēng)冷速凍箱（-35 ℃）預(yù)凍30～50 min，至手感略硬（中心溫度約-3 ℃）時，取出放入絞肉機中絞碎（篩板8 mm），再放入斬拌機中，加入冷凍防護劑（0.25%復(fù)合磷酸鹽、0.04%山梨糖醇、5%蔗糖）高速斬拌3～5 min至魚糜細(xì)膩有光澤，即為CG魚糜。將其分裝到真空包裝袋中（500 g/袋），置于速凍箱中速凍2 h，將得到的CG冷凍魚糜放入-18 ℃冷庫中貯藏備用，冷凍時間30 d之內(nèi)完成實驗。

1.3.2 實驗設(shè)計方案

實驗分5 組，空白對照組（CK組）只在CG冷凍魚糜中加入2.2%（以CG魚糜質(zhì)量計，下同）食鹽、0.4% TGase、20 mmol/kg CaCl2、0.2% WPC和12.68%冰水，其余4 組在CK組基礎(chǔ)上再分別加入6% MCS、CS、MBS、SPS。

1.3.3 CG魚糜凝膠的制備

取出CG冷凍魚糜，在0～4 ℃冷藏條件下緩慢解凍成半解凍狀態(tài)，切成小塊，于斬拌機中空擂1 min后，加入2.2%食鹽鹽擂3 min，再加入0.4% TGase、20 mmol/kg CaCl2和0.2% WPC，并按照實驗設(shè)計方案加入不同種類的淀粉繼續(xù)斬拌4 min，期間加入12.68%冰水保持肉餡終溫度低于12 ℃，水分含量控制在75%左右。然后，將斬拌好的餡料用手搖灌腸機灌入塑料腸衣（直徑3.5 cm），排氣打扣，采用兩段式加熱方式[15]，40 ℃加熱1 h后直接置于90 ℃加熱30 min制成CG魚糜凝膠，在冰水中快速冷卻后，放入0～4 ℃冷藏庫中冷藏。于冷藏3 d內(nèi)完成持水性、白度、低場核磁共振（low-field nuclear magnetic resonance，LF-NMR）、動態(tài)流變學(xué)特性等指標(biāo)測定。在測定各項指標(biāo)時，樣品從0～4 ℃冷藏庫取出后，需在室溫下平衡2 h以上再測定;對于凝膠強度指標(biāo)，將樣品于20 ℃恒溫恒濕培養(yǎng)箱中放置12 h后測定。

1.3.4 指標(biāo)測定

1.3.4.1 凝膠特性測定

將樣品切成高25 mm的圓柱體，使用物性測定儀P/5S球形探頭，設(shè)置測前速率1.00 mm/s、測中速率

1.10 mm/s、測后速率10.00 mm/s，位移15 mm，觸發(fā)力10 g。測試結(jié)果選擇凝膠曲線上第1個峰所在位置的破斷力（g），對應(yīng)的距離為破斷距離（mm），其中破斷力反映魚糜凝膠的硬度，破斷距離反映魚糜凝膠的彈性，二者乘積即為凝膠強度（g·mm）。每個處理組包含10 個平行試樣，結(jié)果取平均值。

1.3.4.2 持水性測定

將樣品切成厚約3 mm的薄片，稱取樣品質(zhì)量，記為m1（g）;用濾紙包住樣品放入10 mL離心管中，在15 ℃、2 000×g條件下離心10 min，離心結(jié)束后立即取下濾紙，測定離心后樣品質(zhì)量，記為m2（g），每個處理組平行測定3 次。持水性按式（1）計算。

（1）

1.3.4.3 白度測定

將樣品用家用絞肉機絞碎，采用色差儀測定樣品的亮度值（L*）、紅度值（a*，a*為正表示樣品偏紅，a*為負(fù)表示樣品偏綠）和黃度值（b*，b*為正表示樣品偏黃，b*為負(fù)表示樣品偏藍(lán)），測定前用標(biāo)準(zhǔn)白板對色差儀進(jìn)行校正。每個處理組包含3 個平行試樣，結(jié)果取平均值。白度按式（2）計算。

（2）

1.3.4.4 水分遷移情況測定

參照Pan Teng等[16]的方法稍作修改，使用核磁共振成像儀測定。先放入油樣，進(jìn)行單次采樣，再將樣品放入直徑15 mm核磁管底部，放入分析儀中。采用CPMG序列進(jìn)行測定。測試參數(shù)為：質(zhì)子共振頻率22 MHz，90°脈寬15.00 μs，重復(fù)采樣等待時間4 000 ms，回波時間0.3 ms，回波個數(shù)2 000，采樣頻率200 Hz，累計采樣，檢測結(jié)束后使用儀器自帶Multi Exp InvAnalysis軟件進(jìn)行反演得到樣品的橫向弛豫時間T2波譜圖。T2積分面積占總積分面積的百分比用P2表示，代表不同狀態(tài)水分的相對含量。每個處理組重復(fù)測定3 次，結(jié)果取平均值。

1.3.4.5 動態(tài)流變學(xué)特性測定

參照Xue Siwen等[17]的方法，稍作修改。用于測定動態(tài)流變學(xué)特性指標(biāo)的樣品為加入淀粉擂潰后得到的各組魚糜餡料。采用直徑50 mm平板進(jìn)行測試，將待測樣品均勻涂布于測試平臺。測試參數(shù)為：采用溫度掃描模式，振蕩頻率0.1 Hz，應(yīng)變1.0%，平行板間距1 mm，升溫掃描范圍20～100 ℃，升溫速率2.0 ℃/min，測定升溫過程中儲能模量（G）和損耗模量（G）的變化。每個處理組做3 個平行樣，結(jié)果取平均值。

2.5 不同淀粉種類對CG魚糜凝膠動態(tài)流變學(xué)特性的影響

動態(tài)流變特性是指在振動或攪拌應(yīng)力作用下淀粉呈現(xiàn)的黏彈性行為，G表示物料在形變過程中儲存的能量，反映物料形變后恢復(fù)原狀的能力，也稱為彈性模量，一般G越大，淀粉的恢復(fù)能力越強，其魚糜制品的彈性越強;G表示在形變過程中，物料為了抵抗黏性阻力而損失的能量，是不可恢復(fù)的，反映物料抵抗流動的能力，也稱為黏性模量，一般G越大，淀粉糊抵抗流動的能力越強[33]。

由圖4可知，在相同測定條件下，添加4 種淀粉CG魚糜凝膠的G和G與CK組變化趨勢基本一致，4 種淀粉對CG魚糜凝膠G和G的影響順序依次為：MCS>CS>MBS>SPS，并且添加4 種淀粉CG魚糜凝膠的G均遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于G，表現(xiàn)為一種典型的弱凝膠流變學(xué)特征，說明淀粉在糊化和膠凝過程中彈性特征高于黏性特征，體系表現(xiàn)出類似于固體的特征[34]。在20～100 ℃的升溫過程中，CG魚糜凝膠G均經(jīng)歷了3 個階段的變化：在31～49 ℃，添加4 種淀粉CG魚糜凝膠的G均有小幅度增加，G均迅速升高，這可能是由于在氫鍵作用下，蛋白質(zhì)分子間發(fā)生交聯(lián)，形成較弱的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[23]，CK、MCS、MBS和SPS組G和G均在45.9 ℃達(dá)到最大值，CS組在48.3 ℃達(dá)到最大值，其中MCS組的G和G均為組內(nèi)最大值，MBS組均為組內(nèi)最小值;在49～54 ℃，CG魚糜凝膠G和G均出現(xiàn)下降趨勢，說明此階段內(nèi)源蛋白水解酶活性較高，肌原纖維蛋白發(fā)生降解，已形成的蛋白凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)遭到破壞，導(dǎo)致G下降[35]，而添加4 種淀粉的CG魚糜相較于CK組下降幅度明顯減小，其原因可能是淀粉顆粒在CG魚糜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中起到填充和支撐作用，抑制了魚糜中肌動球蛋白的降解，從而延緩CG魚糜的凝膠劣化[36]，其中添加MCS的CG魚糜G和G下降幅度最小;在54～96 ℃，CG魚糜凝膠G隨著溫度的上升而大幅增加，這主要是由于肌球蛋白重鏈和肌動球蛋白的變性使其形成不可逆的魚糜凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[37]，從而提高了G，隨后，G趨于平緩，高溫條件下氫鍵被破壞，固定的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變得更加有序且不透明，在此升溫區(qū)間內(nèi)，CG魚糜凝膠G均呈曲折上升趨勢，添加4 種淀粉的CG魚糜凝膠G較CK組上升幅度大，這是由于淀粉本身具有一定的黏彈性，研究表明，5% CS的G最大，SPS的G較木薯淀粉高[34]，并且淀粉顆粒吸水后體積增大，填充在CG魚糜凝膠網(wǎng)絡(luò)中，膨脹的淀粉顆粒對凝膠基質(zhì)產(chǎn)生一定擠壓，從而使CG魚糜凝膠的G和G增大[13]。但是本研究添加的MCS是變性淀粉，其黏彈性較原淀粉高，所以添加MCS的CG魚糜G增幅最大，其G和G均為組間最大值，說明在CG魚糜中添加MCS能鎖住更多水分，提高CG魚糜凝膠的P21，但與CG魚糜凝膠強度的測定結(jié)果不一致，這可能是由于流變學(xué)特性和凝膠特性反映魚糜的不同性質(zhì)[38]。

3 討 論

淀粉的種類及來源對CG魚糜的凝膠特性、持水性、白度、橫向弛豫時間T2、G和G均有不同程度的影響。在相同添加比例（6%）下，MCS、CS、MBS、SPS 4 種淀粉均可增加CG魚糜凝膠的破斷力，并且淀粉顆粒吸水膨脹后，起到填充CG魚糜凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的作用，使CG魚糜凝膠的T22向弛豫時間縮短的方向移動，從而增加了CG魚糜凝膠的持水性，膨脹后的淀粉還能擠壓CG魚糜中的凝膠基質(zhì)，進(jìn)一步增大CG魚糜凝膠的黏彈性（G和G）。淀粉中直鏈淀粉含量越多，淀粉糊凝膠化越明顯，形成的淀粉凝膠強度越大[34]，因此在CG魚糜中添加MBS會顯著增加CG魚糜凝膠的凝膠強度，使其破斷力為組內(nèi)最大，但是其破斷距離較CK組則顯著降低（P<0.05），使CG魚糜中的不易流動水轉(zhuǎn)化為自由水，從而導(dǎo)致CG魚糜凝膠變硬、變脆;而添加MCS能促進(jìn)CG魚糜中的淀粉、水和蛋白形成更加緊密的淀粉-蛋白-水復(fù)合型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，吸收CG魚糜凝膠中更多的不易流動水，使CG魚糜凝膠T22向弛豫時間縮短的方向遷移，更多的結(jié)合水增加了CG魚糜凝膠的持水性，提高了CG魚糜制品的黏彈性。

4 結(jié) 論

在相同添加量（6%）下，MCS、CS、MBS和SPS?4 種淀粉均能有效增加CG魚糜的凝膠特性，其中添加MCS能充分吸收CG魚糜凝膠中的水分，形成更多的結(jié)合水，提高其持水性，動態(tài)流變特性測定結(jié)果也表明，MCS組CG魚糜的G和G為組間最大值，因此在CG魚糜中添加6% MCS能有效增強CG魚糜凝膠特性。這一研究結(jié)果可作為后續(xù)實驗的基礎(chǔ)，為開發(fā)新的魚糜制品原料提供數(shù)據(jù)支撐。

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收稿日期：2020-01-31

基金項目：天津市水產(chǎn)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系創(chuàng)新團隊項目（ITTFRS2017020）;

天津市科委科技計劃項目（17PTSYJC00140;17ZXYENC00080）

第一作者簡介：鮑佳彤（1996—）（ORCID： 0000-0002-7374-2633），女，碩士研究生，研究方向為水產(chǎn)品加工品質(zhì)與安全。

E-mail： 2454919080@qq.com

通信作者簡介：馬儷珍（1963—）（ORCID： 0000-0003-2744-7171），女，教授，博士，研究方向為水產(chǎn)品加工原理與技術(shù)。

E-mail： Malizhen-6329@163.com