金錚,于婉瑩,趙文宇,劉宇軒,祁立波,白帆,董秀萍*

1(大連工業(yè)大學(xué) 食品學(xué)院,食品交叉科學(xué)研究院,遼寧 大連,116034)2(國家海洋食品工程技術(shù)研究中心, 海洋食品精深加工關(guān)鍵技術(shù)省部共建協(xié)同創(chuàng)新中心,遼寧省海產(chǎn)品精深加工產(chǎn)業(yè)共性技術(shù)創(chuàng)新平臺, 遼寧 大連,116034)3(衢州鱘龍水產(chǎn)食品科技開發(fā)有限公司,浙江 衢州,324004)

鱘魚是世界上現(xiàn)有淡水魚類中體形較大、壽命較長的一種魚類,是我國的名特優(yōu)珍品。在我國境內(nèi)野生的鱘魚有8種,分別為史氏鱘、達(dá)氏鰉、庫頁島鱘、中華鱘、達(dá)氏鱘、白鱘、裸腹鱘和西伯利亞鱘[1]。隨市場需求增加,我國鱘魚養(yǎng)殖業(yè)不斷發(fā)展,形成了較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈,成為世界鱘魚養(yǎng)殖產(chǎn)量第一國[2]。目前我國鱘魚加工產(chǎn)品主要以冰鮮鱘魚、速凍鱘魚片、速凍鱘魚丸為主[3]。鱘魚魚肉較厚、無肌間刺、營養(yǎng)價值高、肉質(zhì)細(xì)膩且風(fēng)味鮮美[4]。對鱘魚進(jìn)行加工和利用能夠為鱘魚的精深加工提供新的發(fā)展方向,這對鱘魚資源的高效利用具有很大意義。

鴨肉具有低脂肪、低膽固醇和高蛋白的優(yōu)勢[5],其含有人體所需的所有必需氨基酸及B族維生素,是一種營養(yǎng)價值高的肉類。山藥在中國被認(rèn)為是一種藥食同源性原料[6],其含有維生素、淀粉酶、膽堿、黏液汁酶以及薯蕷皂苷等多種營養(yǎng)成分。有研究表明山藥與鴨肉具有良好的營養(yǎng)協(xié)同作用,能夠降低膽固醇。目前有關(guān)山藥與鴨肉復(fù)合食品的加工研究較少,劉巍[7]研發(fā)了一種山藥鴨肉羹的配方及制作方法;周存六等[8]將山藥粉作為脂類物質(zhì)的替代品添加到鴨肉中,制備山藥鴨肉丸。因此,將鴨肉、山藥與鱘魚肉進(jìn)行復(fù)配,可實現(xiàn)魚排的營養(yǎng)重組。隨著經(jīng)濟(jì)社會不斷發(fā)展,營養(yǎng)定制化、個性化及特膳食品的發(fā)展得到廣泛重視。3D打印技術(shù)作為一種快速成型技術(shù),通過連續(xù)放置多層材料來創(chuàng)建物理對象的過程,通常由三維數(shù)字模型輔助[9]。能更好的實現(xiàn)重組成型過程中營養(yǎng)定制與復(fù)配,并賦予產(chǎn)品新穎的模擬魚排外觀。

本研究以鱘魚肉為原料,添加鴨肉、山藥進(jìn)行復(fù)配,以實現(xiàn)營養(yǎng)協(xié)同,同時改善制品的質(zhì)地及口感。結(jié)合3D打印技術(shù)制備重組魚排制品,探究復(fù)配物料打印特性、重組制品品質(zhì)及理化特性的變化,篩選適宜的復(fù)配比例,以發(fā)揮原料的營養(yǎng)優(yōu)勢,得到品質(zhì)優(yōu)良的3D打印定制魚排。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

雜交鱘魚(Acipenserbaerii×Acipenserschrenckii,AB×AS),雌性,質(zhì)量約為40～50 kg/條,衢州鱘龍水產(chǎn)食品科技開發(fā)有限公司,采用-18 ℃冷鏈運輸至實驗室,-20 ℃條件下儲存;冷凍鴨胸肉,萊蕪市新希望六和食品有限公司,-20 ℃儲存;山藥,山東壹畝地瓜農(nóng)業(yè)科技有限公司。實驗所用試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

UltraScan PRO測色儀,美國HunterLab公司;TA.XTPLUZX質(zhì)構(gòu)儀,美國Stable Micro Systems公司;Discovery HR-1流變儀,美國TA儀器有限公司;FOOD-B2魚肉3D打印機(jī),長興時印科技有限公司;CR22N高速冷凍離心機(jī),日本日立公司;MesoMR23-060V-1核磁共振成像分析儀,上海紐邁電子科技有限公司;JSM-7800F熱場發(fā)射掃描電鏡,日本電子株式會社。

1.3 試驗方法

1.3.1 鱘魚肉預(yù)處理

取冷凍鱘魚,流水解凍,剔除魚皮、鱘魚骨、脂肪及紅肉并切成形狀約為5 cm×5 cm×3 cm的魚塊。魚塊經(jīng)絞肉機(jī)初步絞碎,后經(jīng)斬拌機(jī)慢檔低速空擂3 min,密封分裝,置于-20 ℃冰柜儲存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.2 鴨肉預(yù)處理

將冷凍鴨胸肉流水解凍后剔除筋膜,切成小塊,鴨肉經(jīng)絞肉機(jī)初步絞碎,后經(jīng)斬拌機(jī)慢檔低速空擂3 min,密封分裝,置于-20 ℃冰箱儲存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.3 山藥預(yù)處理

取新鮮山藥若干,洗凈去皮,切成小塊,放入斬拌機(jī)采用慢檔低速斬拌,共斬拌3 min,整理裝袋,備用。

1.3.4 鱘魚、鴨肉與山藥復(fù)配材料的制備

將預(yù)處理的鱘魚肉、鴨肉和山藥按不同比例(g∶g)混合,添加預(yù)先溶解的NaCl溶液,置于斬拌機(jī)慢速低檔斬拌3 min并通過40目篩去除肉質(zhì)中的筋膜,取過篩后的復(fù)配材料裝于真空密封袋內(nèi),并在4 ℃下儲存?zhèn)溆谩?fù)配材料配方如表1所示。

表1 鱘魚、鴨肉與山藥復(fù)配材料配方 單位:%

1.3.5 鱘魚重組魚排制備方法

將復(fù)配材料灌入3D打印機(jī)料筒,參照DICK等[10]篩選出的3D打印條件,采用1.2 mm噴嘴,打印噴嘴移動速率為20 mm/s、擠出速度為15 mm/s,采用1 mm層高,50%填充密度,直線填充模式,打印溫度為25 ℃,選取自行設(shè)計的stl格式下的“魚排”圖形進(jìn)行打印,尺寸如圖1所示。打印后的樣品采用180 ℃空氣油炸4 min進(jìn)行熟化,正反兩面各熟化2 min。

圖1 重組魚排3D打印模型Fig.1 3D printed model of reconstituted fish fillet

1.3.6 質(zhì)構(gòu)特性的測定

1.3.6.1 剪切力的測定

參照鄧麗等[11]的方法,稍作修改,將熟化后樣品切成1.5 cm×1.5 cm的小塊,每組樣品取5個平行,選用A/EBC型號刀頭,測前、測試速度為1.0 mm/s、測后速度為10 mm/s,測試距離為15 mm,將測試結(jié)果取平均值。

1.3.6.2 全質(zhì)構(gòu)分析(texture profile analysis,TPA)測試

參照WANG等[12]的方法,將熟化后樣品切成1.5 cm×1.5 cm的小塊,每組樣品取5個平行,在物性測試儀的TPA模式下評估樣品的質(zhì)構(gòu)特性。測試條件:選取P/50探頭,測前、測試速度1 mm/s,測后速度10 mm/s,對每個樣品進(jìn)行兩次連續(xù)壓縮,設(shè)定壓縮比30%,觸發(fā)力5 g,將測試結(jié)果取平均值。

1.3.7 色澤的測定

利用測色儀進(jìn)行測定,以儀器白板為標(biāo)準(zhǔn),每組分別隨機(jī)測定3次,測量熟化后樣品表面及內(nèi)部的L*、a*、b*,結(jié)果取平均值。其中,L*為亮度值;a*為紅綠值;b*為黃藍(lán)值。

1.3.8 流變特性的測定

參照LIU等[13]的方法,用混合流變儀分別測定5種復(fù)配材料的表觀黏度和黏彈性特征。用直徑為40 mm的鋼制測試夾具在25 ℃的溫度下進(jìn)行測試。

表觀黏度:采用剪切掃描模式,剪切速率在0.1～100 s-1,每組樣品重復(fù)3次。

動態(tài)黏彈性特征:采用振蕩模式進(jìn)行測定,所有測試均在應(yīng)變?yōu)?.0%的線性黏彈性區(qū)域內(nèi)進(jìn)行,記錄儲能模量(G′)、損耗模量(G″)和損耗正切(tanδ),掃描頻率在0.1～100 rad/s,每組樣品重復(fù)3次。

1.3.9 持水力及熟化損失

參照黃穎等[14]的方法測定熟化損失率。準(zhǔn)確稱量熟化前3D打印樣品的質(zhì)量,將經(jīng)熟化后的樣品冷卻至室溫,擦去表面的水分并稱量,根據(jù)測得的重量差計算蒸煮損失率,每組樣品重復(fù)3次,結(jié)果取平均值。計算如公式(1)所示:

式中:m1,熟化前3D打印樣品的質(zhì)量,g;m2,熟化后樣品的質(zhì)量,g。

將熟化后樣品經(jīng)吸水紙包裹后在4 ℃下以轉(zhuǎn)速8 000 r/min離心10 min, 取出樣品,按公式(2)計算持水率。

式中:m′1,離心前樣品的質(zhì)量,g;m′2,離心后后樣品的質(zhì)量,g。

1.3.10 水分分布

參照PAN等[15]的方法稍作修改,樣品在室溫條件下恒溫 30 min后,轉(zhuǎn)入核磁管,采用CPMG(Carr-Purcell-Meiboom-Gill)脈沖序列進(jìn)行自旋-自旋弛豫時間T2的測定。參數(shù)設(shè)定:P90=28 μs,P180=56 μs,TW=5 000.00 ms,RG1=10.00,DRG1=3.00,PRG=1.00,NS=8.00,NECH=6 000.00。每組樣品重復(fù)3次。

1.3.11 微觀結(jié)構(gòu)

參照葉韜等[16]的方法,稍作修改。將熟化后的樣品切成寬1 cm×1 cm×1 cm的小方塊,加入體積分?jǐn)?shù)為2.5%的戊二醛溶液固定24 h,去除固定液后,置于50%、70%、90%的乙醇進(jìn)行梯度脫水,每個梯度脫水15 min,將脫水后樣品進(jìn)行冷凍干燥,最后送入熱場掃描電鏡中觀察截斷面的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)并拍照。

1.3.12 感官評定

隨機(jī)選擇20名食品專業(yè)人員進(jìn)行感官評定,從外觀狀態(tài)、氣味、內(nèi)部組織狀態(tài)、彈性、滋味5個方面對重組魚排進(jìn)行喜好度的綜合評價,評定標(biāo)準(zhǔn)如表2所示,每項指標(biāo)滿分為20分。

表2 重組魚排的感官評定標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory evaluation criteria of recombinant fish fillets

1.3.13 數(shù)據(jù)處理

色澤、流變特性、持水力、熟化損失及水分分布結(jié)果取3次平行,質(zhì)構(gòu)特性結(jié)果取5次平行,結(jié)果均以平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差表示。采用SPSS 22.0分析數(shù)據(jù)間的顯著性(P<0.05表示差異顯著)。Origin 8.5用于數(shù)據(jù)分析和制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 3D打印效果

本文模擬魚體外觀建立新型重組魚排模型,并結(jié)合3D打印技術(shù)實現(xiàn)魚排重組打印。通過觀察打印過程中復(fù)配物料的連續(xù)性、均勻性及魚排形狀穩(wěn)定性可考察復(fù)配比例對重組魚排打印品質(zhì)的影響[17]。由圖2可以看出純鱘魚魚排存在斷料現(xiàn)象且熟化后此現(xiàn)象較明顯,隨著山藥比例的增大,鴨肉比例的減小,復(fù)配材料更加順滑,具有良好的打印適性,打印過程中基本不存在斷料現(xiàn)象,重組魚排表面光滑平整且打印精度高。當(dāng)山藥與鴨肉復(fù)配比例小于3∶7時,經(jīng)熟化后的重組魚排基本沒有發(fā)生形態(tài)的改變,立體結(jié)構(gòu)能夠與預(yù)設(shè)魚排圖形保持一致。當(dāng)山藥與鴨肉復(fù)配比例達(dá)到5∶5時,熟化后樣品結(jié)構(gòu)出現(xiàn)塌陷。這一現(xiàn)象可能是由于山藥含量的增加使樣品體系中的總含水量升高,山藥中的淀粉與水分子結(jié)合不足以支撐其三維結(jié)構(gòu),從而造成塌陷。這與馮蕾等[18]發(fā)現(xiàn)山藥粉含量增加,打印過程中層與層之間產(chǎn)生縫隙,打印效果不佳的現(xiàn)象一致。

a-3D打印模型;b-純鱘魚魚排;c-山藥與鴨肉復(fù)配比例1∶9; d-山藥與鴨肉復(fù)配比例2∶8;e-山藥與鴨肉復(fù)配比例3∶7; f-山藥與鴨肉復(fù)配比例4∶6;g-山藥與鴨肉復(fù)配比例5∶5圖2 不同山藥與鴨肉復(fù)配比例下3D打印重組魚排Fig.2 3D printing reconstituted fish fillets at different compound ratios of yam and duck meat

2.2 流變特性

表觀黏度可以反映復(fù)配材料的順滑程度及物料擠出時的連續(xù)性。如圖3所示,在0～30 s-1的剪切速率區(qū)間,山藥和鴨肉的添加降低了鱘魚的表觀黏度,且隨著復(fù)配材料中山藥比例的增加,其表觀黏度顯著下降。當(dāng)剪切速率達(dá)至100 s-1時,曲線平緩,物料向牛頓流體轉(zhuǎn)變,這表明重組魚排復(fù)配材料具有剪切稀化的特性,說明其在打印過程中可以順利擠出[19]。在相同的剪切速率下,復(fù)配材料中山藥比例的增加,復(fù)配材料表觀黏度降低,這主要是因為山藥中含有黏性蛋白,山藥比例的增大使得復(fù)配物料更加順滑,從噴嘴中順利擠出[20]。當(dāng)山藥與鴨肉復(fù)配比例低于3∶7時,層與層之間沉積不足,出現(xiàn)分層現(xiàn)象。而當(dāng)山藥與鴨肉復(fù)配比例達(dá)到5∶5時,打印后則出現(xiàn)結(jié)構(gòu)塌陷,二者打印精度均有所下降,影響產(chǎn)品品質(zhì)。因此,當(dāng)山藥與鴨肉復(fù)配比例為3∶7～4∶6時,復(fù)配物料表觀黏度適宜,可實現(xiàn)精確打印。

圖3 不同山藥與鴨肉復(fù)配比例下物料表觀黏度的變化Fig.3 Changes of apparent viscosity of reconstituted fish fillets under different compound ratios of yam and duck meat

儲能模量(G′)可以反映材料的彈性特征,可量化為固體特性及機(jī)械強度,損耗模量(G″)則反映材料的黏性特征,即材料在發(fā)生形變時,由于黏性形變而消耗的能量大小[21],二者可作為評價打印過程中流體特性的另一指標(biāo)。圖4顯示在0.1～100 rad/s的頻率掃描過程中,山藥和鴨肉的添加能夠降低鱘魚的G′和G″,且復(fù)配材料的G′始終高于G″,說明在該頻率掃描范圍內(nèi)復(fù)配物料主要表現(xiàn)為彈性特征,樣品均具有以固體特性為主的結(jié)構(gòu)。G′的增長速率要高于G″,表明山藥的添加會在一定程度上會增大復(fù)配材料的流動性,使流體特征更加明顯,這不利于支撐和維持打印后自身的立體形態(tài)[22]。Tanδ為G″與G′的比率,是用于評估黏彈性的特征參數(shù),復(fù)配材料的tanδ低于1,表明其更像固體的性質(zhì)。適當(dāng)?shù)纳剿幪砑颖壤?能夠使其與魚肉鴨肉體系產(chǎn)生協(xié)同作用,表現(xiàn)出的固體特征足以支撐和維持打印后自身的立體形態(tài)。當(dāng)山藥與鴨肉比例達(dá)到3∶7～4∶6時,復(fù)配材料更適合打印,重組魚排成型性較好。當(dāng)復(fù)配比達(dá)到5∶5時,材料機(jī)械性能下降,雖能實現(xiàn)打印過程,但成品自支持力下降,這與打印后制品的塌陷有一致性。

圖4 不同山藥與鴨肉復(fù)配比例下物料黏彈性的變化Fig.4 Changes of viscoelasticity of reconstituted fish fillets under different compound ratios of yam and duck meat

2.3 質(zhì)構(gòu)特性

嫩度常用于評價肉類產(chǎn)品的品質(zhì),可通過剪切模式測定,以剪切力值表示,在感官上通常表現(xiàn)為柔軟程度、多汁性和易咀嚼性[23];TPA測試可以通過模擬口腔咀嚼過程來評價樣品的感官特性,較為直觀的反映產(chǎn)品的食用品質(zhì)[24]。通過綜合比較重組魚排的剪切力、硬度、彈性、黏聚性、咀嚼性及回復(fù)性多個指標(biāo),擬反映重組魚排的食用品質(zhì)。從表3及圖5結(jié)果可知,純鱘魚魚排具有較高的剪切力和硬度,分別為858.90 g和721.11 g,山藥和鴨肉的添加顯著降低了魚排的剪切力,且隨著復(fù)配材料中山藥比例的增大,鴨肉比例的減小,重組魚排的剪切力由605.66 g下降至365.96 g,硬度由549.47 g降至238.62 g,說明增加山藥在重組魚排中的復(fù)配比例,具有提高魚排嫩度的效果。然而魚排的嫩度過大,則會組織松散,品質(zhì)下降。重組魚排形成凝膠的主要成分為鱘魚肉及鴨肉中的鹽溶性蛋白,隨著鴨肉比例不斷減小,復(fù)合體系中總鹽溶性蛋白含量相對降低,因此制品的質(zhì)構(gòu)特性也隨之變化。高翔等[25]同樣發(fā)現(xiàn)山藥的添加能夠提高鰱魚魚糜制品的品質(zhì),隨著山藥的過量添加,會使體系中魚糜凝膠體系中鹽溶性蛋白含量相對降低,從而伴隨著質(zhì)構(gòu)特性的下降。

圖5 不同山藥與鴨肉復(fù)配比例下重組魚排的嫩度變化Fig.5 Tenderness change of reconstituted fish fillets under different compound ratios of yam and duck meat 注:不同小寫字母代表差異顯著(P<0.05)。

表3 不同山藥與鴨肉復(fù)配比例下重組魚排的TPA變化Table 3 TPA change of recombinant fish fillets under different compound ratio of yam and duck meat

2.4 色澤

色澤能夠最直觀的反映重組魚排的外觀品質(zhì),影響消費者的接受程度。本研究通過測定重組魚排外部及內(nèi)部色澤的變化,分析不同山藥與鴨肉復(fù)配比例對魚排品質(zhì)的影響。如表4所示,山藥的添加能夠有效的提高魚排內(nèi)外部的亮度。隨著復(fù)配材料中山藥比例的增大,鴨肉比例的減少,重組魚排的內(nèi)部L*值呈現(xiàn)平穩(wěn)上升的趨勢,外部色澤變化趨勢與內(nèi)部一致。因新鮮山藥中含有淀粉,其糊化后可增強魚排的透明質(zhì)感,從而改善重組魚排的亮度[26]。純鱘魚魚排內(nèi)外部均具有較低的a*和b*值,說明添加山藥和鴨肉能夠增強魚排的色度,但隨著鴨肉添加量的減少,重組魚排內(nèi)部a*與b*值均呈現(xiàn)一定程度的下降。研究表明,在加熱過程中,鴨肉中的亞鐵肌紅蛋白被氧化成高鐵肌紅蛋白,會造成a*值顯著下降,且熱處理過程中維生素E、色氨酸等營養(yǎng)素?fù)p失也會使肉色度下降[27]。因此鴨肉與山藥的比例是導(dǎo)致重組魚排內(nèi)部色澤發(fā)生顯著變化的重要原因。對比重組魚排內(nèi)外色澤差異發(fā)現(xiàn),外部L*值低于內(nèi)部,a*與b*值均高于內(nèi)部,這是由于空氣油炸的熟化方式,使重組魚排表層在加熱過程中直接暴露在空氣中,發(fā)生氧化褐變及焦糖化,并形成表皮硬殼,造成魚排內(nèi)外部的色澤差異[28]。

表4 不同山藥與鴨肉復(fù)配比例下重組魚排的顏色變化Table 4 Color change of reconstituted fish fillets under different compound ratio of yam and duck meat

2.5 熟化損失及持水力

熟化損失可用于評判重組魚排的在加工過程中的品質(zhì)保持能力,反映其熟化過程中水分、蛋白質(zhì)等物質(zhì)損失程度[29],如圖6所示,山藥和鴨肉的添加能夠顯著減小熟化損失,但3D打印重組魚排的熟化損失隨著山藥與鴨肉比例的變化無明顯變化趨勢,當(dāng)鴨肉與山藥比例達(dá)到5∶5時,熟化損失出現(xiàn)小幅上升,這證明山藥與鴨肉的復(fù)配比例對重組魚排的熟化損失不會造成明顯的影響,但二者的添加能夠在加工過程中很好的保持魚排的品質(zhì)。

持水力能夠在一定程度上反映重組魚排的內(nèi)部三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)質(zhì)量,主要取決于蛋白質(zhì)與水的相互作用能力[30],由體系中蛋白質(zhì)與水分子作用位點的種類和數(shù)量決定[31]。圖6顯示山藥和鴨肉的加入顯著升高了魚排的持水能力,且在山藥與鴨肉比例由1∶9變?yōu)?∶5的過程中,重組魚排的持水力由51.15%變?yōu)?8.87%,持水力降低了2.28%。在整體復(fù)合體系中,一方面,鴨肉相對含量的減少,整體蛋白質(zhì)總量減少,使蛋白質(zhì)與水的相互作用減少,形成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)越加松散,造成持水力的下降,這與剪切力及硬度下降的結(jié)果相一致。另一方面,山藥相對含量的增大,體系中的淀粉能夠與水分子結(jié)合膨脹并填充于蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)空隙中。這可能是造成熟化損失沒有顯著變化的主要原因。綜合熟化損失及持水力,證明山藥比例的增大,鴨肉比例的下降會使重組魚排的綜合保水能力下降。

圖6 不同山藥與鴨肉復(fù)配比例下重組魚排的 持水力及熟化損失變化Fig.6 Changes of water holding capacity and ripening loss of reconstituted fish fillets under different compound ratios of yam and duck meat 注:不同大小寫字母代表差異顯著,P<0.05。

2.6 水分分布

低場核磁共振橫向弛豫時間T2可以反映水分在復(fù)合體系中的分布情況及遷移過程,用于評判肉類制品熟化損失及持水力,從而反映重組魚排品質(zhì)[32]。重組魚排的水分種類及分布如圖7所示,可以看出樣品在T21(1～10 ms)、T22(10～200 ms)和T23(300～1 100 ms)存在4個峰,即存在3種水分類型,代表結(jié)合水、固定水和游離水[33]。弛豫時間小,說明重組魚排與水的結(jié)合程度高,反之則說明其與水結(jié)合程度低。由圖7可以看出,鴨肉和山藥的添加使得魚排的T2b和T21向較長的弛豫時間遷移,說明鴨肉和山藥的添加使得復(fù)配魚排的水分流動性增強,易失去更多水分,但隨著鴨肉和山藥復(fù)配比改變,T21無明顯變化。隨著山藥比例的增大,鴨肉比例的減小,弛豫時間均向較高的方向偏移,表明復(fù)配重組魚排對水分的束縛能力減弱,這與重組魚排內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊密程度的減弱有關(guān)[31]。固定水及游離水的比例和狀態(tài)可以反映樣品的持水力[34]。純魚排的T21的峰面積顯著高于添加鴨肉和山藥的復(fù)配魚排,表明純魚排中結(jié)合水含量較高,束縛的水分子較多,具有較高的持水力,這與持水力檢測結(jié)果一致,但隨著山藥比例的增大,T22的峰面積呈下降趨勢,說明不易流動水比例減少,重組魚排截留在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的水分減少,持水力降低。同時,山藥比例的增大會使體系中自由水的比例增大,T23的峰面積呈上升趨勢,在加工過程中游離水容易損失,可能造成熟化損失的增加。

圖7 不同山藥與鴨肉復(fù)配比例對重組魚排弛豫 時間T2的變化Fig.7 Changes of relaxation time T2 of reconstituted fish fillets under different compound ratios of yam and duck

2.7 微觀結(jié)構(gòu)

圖8顯示了不同山藥與鴨肉復(fù)配比例對重組魚排制品微觀結(jié)構(gòu)的影響,純鱘魚魚排內(nèi)部結(jié)構(gòu)均能夠形成致密三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),沒有較大的空洞。復(fù)配魚排中孔隙變小但依舊結(jié)構(gòu)緊密,重組制品中的網(wǎng)絡(luò)交聯(lián)主要依靠魚肉及鴨肉中的蛋白交聯(lián)產(chǎn)生,由疏水相互作用和氫鍵構(gòu)成。隨著復(fù)配材料中山藥比例的增大,鴨肉比例的減小,復(fù)合體系中魚肉與鴨肉中的肌原纖維蛋白相互作用減少,兩種蛋白質(zhì)之間的網(wǎng)絡(luò)交聯(lián)誘導(dǎo)減少,形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變得松散[35]。然而,山藥比例的增加能夠填補部分由于交聯(lián)減少產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)空隙,從而使重組魚排內(nèi)部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)粗糙不均勻的現(xiàn)象。因此,山藥與鴨肉復(fù)配比例的變化,使重組魚排復(fù)合體系的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)質(zhì)量下降,這與重組魚排質(zhì)構(gòu)及水分變化的結(jié)果一致。

2.8 感官評定

根據(jù)感官評定結(jié)果,計算重組魚排各項感官評價指標(biāo)得分平均值,繪制雷達(dá)圖。如圖9所示,純鱘魚魚排各感官指標(biāo)得分均較低,得分均為9～12分,而不同山藥鴨肉復(fù)配比下,各項感官指標(biāo)平均得分均為10～20分,多數(shù)為15～20分,少數(shù)為10～15分,重組魚排整體感官品質(zhì)良好,具有較高的接受度。其中,當(dāng)山藥與鴨肉復(fù)配比低于3∶7時,各項感官評分偏低,這與魚排嫩度不足,以及打印后魚排內(nèi)部出現(xiàn)分層,結(jié)構(gòu)松散的現(xiàn)象一致。當(dāng)復(fù)配比為3∶7～4∶6時,各項的感官評分升高,結(jié)果相近,這與魚排嫩度上升,打印組織結(jié)構(gòu)較為均勻,緊密性較好的現(xiàn)象相一致。繼續(xù)增大山藥與鴨肉的復(fù)配比,會造成產(chǎn)品接受度降低。因此,綜合打印效果、質(zhì)構(gòu)特性、感官特性等角度,重組魚排制品的適宜山藥與鴨肉復(fù)配比范圍為3∶7～4∶6。

a-純鱘魚魚排;b-山藥與鴨肉復(fù)配比例1∶9;c-山藥與鴨肉復(fù)配 比例2∶8;e-山藥與鴨肉復(fù)配比例3∶7;e-山藥與鴨肉 復(fù)配比例4∶6;f-山藥與鴨肉復(fù)配比例5∶5圖8 不同復(fù)配比例對重組魚排制品微觀結(jié)構(gòu)的影響Fig.8 Changes of microstructure of recombinant fish fillets under different compound ratios of yam and duck

圖9 不同復(fù)配比例對重組魚排制品感官品質(zhì)的影響Fig.9 Changes of sensory quality of recombinant fish fillets under different compound ratios of yam and duck

3 結(jié)論

本文通過測定不同鴨肉與山藥復(fù)配比例的鱘魚重組魚排質(zhì)構(gòu)特性、理化特性及3D打印性能的變化,同時借助感官評定,以考察復(fù)配比例對重組魚排品質(zhì)的影響。研究結(jié)果表明,山藥與鴨肉復(fù)配比的增大能夠在一定程度上提升重組魚排制品的打印品質(zhì)。隨復(fù)配材料中山藥比例的增大,復(fù)配材料黏度逐漸降低,當(dāng)山藥與鴨肉復(fù)配比例低于3∶7時,3D打印制品能夠保持模擬魚排的形狀,但熟化后內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)出現(xiàn)明顯分層現(xiàn)象。當(dāng)復(fù)配材料中山藥與鴨肉復(fù)配比增大至3∶7～4∶6時,重組魚排的打印效果良好,同時其嫩度顯著提升,綜合感官接受度高,然而,繼續(xù)增大復(fù)配則會導(dǎo)致制品品質(zhì)的下降。以上結(jié)果表明,在鴨肉與山藥復(fù)配比例為3∶7～4∶6時,可實現(xiàn)鱘魚重組魚排的加工。將鱘魚肉、鴨肉及山藥進(jìn)行復(fù)配,鴨肉與魚肉完善了蛋白質(zhì)的種類,實現(xiàn)均衡營養(yǎng),同時,山藥與鴨肉具有協(xié)同功效,實現(xiàn)了藥食同源的作用。因此,實現(xiàn)鱘魚重組魚排的加工,旨在提高鱘魚制品的營養(yǎng)價值及品質(zhì),同時為鱘魚加工制品開拓新的方向,促進(jìn)其多樣化發(fā)展,這對鱘魚產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重大意義。