李圣威 韓冰 張萌 徐英楠 韓雪 遇世友

摘要：我國淡水資源十分豐富，淡水魚產(chǎn)量和養(yǎng)殖量均居世界首位。目前，淡水魚的消費以“鮮活銷售”和“家庭烹飪”為主，深加工比例較低，以魚丸、魚豆腐、魚糕和魚腸等為代表的魚糜制品，因其內(nèi)源性蛋白酶含量較高，在加工中易發(fā)生凝膠劣化現(xiàn)象。與海水魚魚糜相比，淡水魚魚糜的凝膠性較差，因此，提升淡水魚魚糜的凝膠性成為目前炙手可熱的研究方向。文章基于淡水魚糜凝膠的形成機理，主要綜述了加工工藝、熱誘導(dǎo)方式和外源物質(zhì)添加對淡水魚魚糜凝膠品質(zhì)的影響，為提高淡水魚魚糜凝膠品質(zhì)奠定了理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：淡水魚；魚糜；凝膠；品質(zhì)

中圖分類號：TS254.5

文獻標(biāo)志碼：A

文章編號：1000-9973（2024）06-0213-08

Research Progress on Factors Influencing Quality of

Freshwater Fish Surimi Gel

LI Sheng-wei， HAN Bing^*， ZHANG Meng， XU Ying-nan， HAN Xue， YU Shi-you

（College of Food Engineering， Harbin University of Commerce， Harbin 150028， China）

Abstract： There are abundant freshwater resources in China， and the production amount and aquaculture amount of freshwater fish rank first in the world.At present， the consumption of freshwater fish is mainly based on “fresh sales” and “home cooking”， with a relatively low proportion of deep processing. Surimi products， such as fish balls， fish tofu， fish cake and fish sausages， are prone to gel deterioration during processing due to their high content of endogenous protease. Compared with marine fish surimi， the gelation of freshwater fish surimi is poor. Therefore， improving the gelation of freshwater fish surimi has become a hot research direction at present. Based on the formation mechanism of freshwater fish surimi gel， in this paper， the effects of processing technology， heat-induced modes and the addition of exogenous substances on the quality of freshwater fish surimi gel are mainly reviewed， which has laid a theoretical basis for improving the quality of freshwater fish surimi gel.

Key words： freshwater fish; surimi; gel; quality

收稿日期：2023-11-28

基金項目：國家自然科學(xué)基金面上項目（3227160987）

作者簡介：李圣威（1999—），男，碩士研究生，研究方向：水產(chǎn)品加工及生物化學(xué)。

*通信作者：韓冰（1979—），女，教授，博士，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品加工及生物化學(xué)。

我國淡水魚資源豐富，2021年淡水魚總產(chǎn)量為2 586.38萬噸，位居世界第一，淡水魚加工量為517.58萬噸，加工率僅為15%^[1]。絕大多數(shù)的淡水魚因生長環(huán)境溫度較高和活動范圍有限，內(nèi)源蛋白酶和脂肪含量較高，因此，在加工過程中易發(fā)生凝膠劣化問題，從而降低了淡水魚魚糜的凝膠品質(zhì)^[2]，如何提升淡水魚魚糜的凝膠品質(zhì)是目前的首要問題。

魚糜制品是去皮魚肉經(jīng)漂洗、脫水、精濾、斬拌、擂潰、成型和熟制得到的淡水魚深加工產(chǎn)品，因營養(yǎng)豐富、高蛋白、低脂肪、食用方便等特點而深受消費者的喜愛，其獨特的黏彈特性是評價魚糜制品凝膠品質(zhì)的重要因素^[3]。魚糜制品的黏彈特性主要取決于熱誘導(dǎo)過程中肌原纖維蛋白的膠凝作用，肌原纖維蛋白主要包括肌球蛋白、肌動蛋白和肌動球蛋白等，其中肌球蛋白的含量最高，在魚糜凝膠過程中起主導(dǎo)作用，具有良好的凝膠性。在魚糜凝膠熱誘導(dǎo)過程中，肌球蛋白受溫度逐漸升高的影響發(fā)生聚集，促進了凝膠結(jié)構(gòu)的形成。魚糜凝膠結(jié)構(gòu)的形成速率和凝膠強度受到加工方式和添加外源物質(zhì)的影響，從而影響了魚糜制品的品質(zhì)^[4-5]。

目前對淡水魚魚糜凝膠品質(zhì)的改善主要有兩種方式：一種是采用漂洗、斬拌、鐳潰和熱誘導(dǎo)等增強魚糜凝膠性能的方式，通過去除魚肉中的不溶性蛋白，以及加熱誘導(dǎo)肌球蛋白聚集提升魚糜的凝膠性能來改善淡水魚魚糜的凝膠品質(zhì)。另一種是采用添加蛋白質(zhì)、多糖、酶類和酯類等外源物質(zhì)的方式，通過不同組分物質(zhì)與魚糜蛋白之間相互交聯(lián)，促使凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)致密來改善淡水魚魚糜的凝膠品質(zhì)。隨著歐姆加熱技術(shù)、射頻加熱技術(shù)、超高壓技術(shù)和超聲波技術(shù)等新型技術(shù)的發(fā)展，增強淡水魚魚糜凝膠品質(zhì)的方式也進一步豐富。因此，本文基于魚糜凝膠的形成機制，主要總結(jié)了加工工藝和外源物的添加對淡水魚魚糜凝膠品質(zhì)的影響，旨在開拓更適合淡水魚魚糜的新型加工技術(shù)和外源添加劑，為后續(xù)提升淡水魚魚糜的凝膠品質(zhì)奠定了基礎(chǔ)。

1 魚糜凝膠形成機理

1.1 肌原纖維蛋白凝膠機制

肌原纖維蛋白屬于鹽溶性蛋白，是由肌球蛋白、肌動蛋白、肌動球蛋白和調(diào)節(jié)蛋白（肌鈣蛋白）等形成的復(fù)合體，其中，肌球蛋白的含量達到43%以上，對魚糜凝膠的形成至關(guān)重要。肌球蛋白是一種多結(jié)構(gòu)域的蛋白，見圖1。

由圖1可知，肌球蛋白由兩個球形頭部和一個長螺旋桿狀尾部組成，肌球蛋白頭部（S1）由運動域（MD）和輕鏈域（LCD）組成，其中輕鏈域包含兩條基礎(chǔ)輕鏈（ELC）和兩條調(diào)節(jié)輕鏈（RLC），肌球蛋白的尾部（S2）是由兩條重鏈（MHC）末端相互纏繞形成的螺旋結(jié)構(gòu)^[3]。

魚糜凝膠的形成過程見圖2。

首先，肌球蛋白分子構(gòu)象發(fā)生改變，α螺旋結(jié)構(gòu)逐漸展開（見圖2中a），轉(zhuǎn)化為大量無規(guī)則卷曲狀態(tài)，使維持α螺旋結(jié)構(gòu)的氫鍵發(fā)生斷裂，疏水基團和疏基暴露出來（見圖2中b），增強了分子間的疏水相互作用。此后，大量的疏基被氧化生成二硫鍵，在分子間作用力、疏水基團和二硫鍵的作用下肌球蛋白分子發(fā)生聚集，形成致密的凝膠三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（見圖2中c），賦予了魚糜制品優(yōu)良的凝膠品質(zhì)，從而更好地滿足人們的消費需求^[6-7]。

1.2 肌球蛋白熱誘導(dǎo)聚集過程

魚糜在生產(chǎn)過程中通常采用熱誘導(dǎo)技術(shù)來形成凝膠，其過程通常分為凝膠化（suwari，30～50 ℃）、凝膠劣化（modori，50～70 ℃）和魚糕化（kamaboko，>70 ℃）3個階段^[8]。

由圖3可知，在凝膠化階段，肌球蛋白分子內(nèi)部發(fā)生裂解，重鏈逐漸展開，相鄰的分子頭部對頭部相交鏈形成具有一定彈性的凝膠。第二階段是凝膠劣化階段，隨著溫度上升，其內(nèi)源性蛋白酶被激活，使肌球蛋白聚集體的尾部變性，從而破壞了凝膠三維網(wǎng)絡(luò)的形成，造成魚糜凝膠制品的品質(zhì)大幅度降低，導(dǎo)致感官評分下降。此后，隨著溫度再次升高，內(nèi)源性蛋白酶的活性受到抑制，肌球蛋白分子發(fā)生聚集，魚糜凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)重新變得致密有序，凝膠強度有所提升，這一階段為魚糕化階段^[9]。

2 淡水魚原料對魚糜凝膠品質(zhì)的影響

2.1 魚種類的選擇

魚糜生產(chǎn)原料大多數(shù)選取海魚，主要是因為海魚的生長環(huán)境溫度低，肌原纖維蛋白的熱穩(wěn)定性低于淡水魚，在熱誘導(dǎo)過程中，肌球蛋白變性的起始溫度較低，從而促使海水魚魚糜在熱誘導(dǎo)時快速凝膠化。其次，海魚的內(nèi)源性蛋白酶含量比淡水魚低，加工出的魚糜制品的質(zhì)量高于淡水魚。Yongsawatdigul等^[10]研究了阿拉斯加鱈魚魚糜和羅非魚魚糜在熱誘導(dǎo)過程中凝膠化溫度的差異，結(jié)果表明，當(dāng)溫度為25 ℃時，處理2 h的阿拉斯加鱈魚魚糜即可形成魚糜凝膠，羅非魚魚糜需要在40 ℃的條件下處理30 min才能得到品質(zhì)較好的凝膠。尹貝貝等^[11]研究了紅衫魚、沙丁魚和巴浪魚魚糜的凝膠特性，結(jié)果表明，紅衫魚的凝膠強度和白度優(yōu)于沙丁魚和巴浪魚，沙丁魚的持水效果最佳，兩者均屬于高價值魚糜，反之巴浪魚的凝膠強度、白度和持水性最低，屬于低價值魚糜。應(yīng)月等^[12]研究了8種淡水魚的凝膠品質(zhì)，結(jié)果表明，草魚、青魚、鱸魚具有較好的凝膠強度，其中鱸魚的凝膠性、咀嚼性、彈性等凝膠特性整體優(yōu)于其他種類。因此，根據(jù)生產(chǎn)魚糜制品的種類來選擇合適的魚種，有利于提升產(chǎn)品的凝膠品質(zhì)。

2.2 魚的新鮮程度

魚的新鮮程度會影響魚糜凝膠特性和魚糜制品的品質(zhì)，一方面，新鮮的魚肉呈酸性，在儲藏過程中魚肉中的糖原會降解產(chǎn)生乳酸，使蛋白質(zhì)變性，從而影響了魚糜凝膠三維網(wǎng)絡(luò)的形成。另一方面，隨著魚糜儲存時間的延長，其新鮮程度逐漸下降，肌原纖維蛋白和血紅蛋白會發(fā)生氧化，產(chǎn)生肌紅蛋白和甲血紅蛋白，呈現(xiàn)褐色，致使魚糜的白度下降，從而導(dǎo)致魚糜的凝膠特性下降，影響魚糜制品的品質(zhì)。Huang等^[13]研究了鰱魚魚糜冷藏過程中理化性質(zhì)的變化，結(jié)果表明，隨著鰱魚魚糜貯存時間的增加，魚糜凝膠的破碎力、持水性、白度和凝膠強度顯著降低，新鮮程度快速下降。此外，Mahawanich等^[14]研究了羅非魚魚糜在冰浴貯存過程中凝膠特性的變化，結(jié)果表明，隨著貯存時間的延長，魚糜蛋白在冰浴中發(fā)生了自溶降解現(xiàn)象，肌原纖維蛋白發(fā)生氧化，使魚糜的白度下降，從而導(dǎo)致羅非魚魚糜凝膠的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)瓦解，凝膠強度降低。

3 加工貯藏工藝對淡水魚魚糜凝膠特性的影響

3.1 漂洗

漂洗是淡水魚魚糜加工過程中至關(guān)重要的操作，它能將魚肉中的腥臭物質(zhì)、可溶性蛋白、色素和脂肪等雜質(zhì)除去，提高肌原纖維蛋白的含量，改善產(chǎn)品的色澤，使魚糜制品的感官和凝膠性能得到提升^[15]。Priyadarshini等^[16]采用清水、鹽堿液（0.2% NaHCO₃和0.15% NaCl）和鹽混合溶液（0.2% CaCl₂-0.1% NaCl）分別對羅非魚進行單次漂洗，分析魚糜凝膠特性的變化。結(jié)果表明，因為鹽堿液和CaCl₂-NaCl溶液中的鈣離子、鈉離子促進了肌球蛋白重鏈交聯(lián)、聚集和疏水相互作用，所以鹽堿液和CaCl₂-NaCl溶液單次漂洗羅非魚提高了羅非魚魚糜的持水性、斷裂力和凝膠強度。由于清水單次漂洗羅非魚會使魚肉肌球蛋白吸水，從而導(dǎo)致魚糜的凝膠強度較低。Zhang等^[17]研究了漂洗次數(shù)和漂洗時間對鰱魚魚糜凝膠特性的影響，結(jié)果表明，增加漂洗次數(shù)有效地改善了鰱魚魚糜的理化特性，當(dāng)采用清水漂洗2～3次（每次5 min）時，鰱魚魚糜凝膠的白度、凝膠強度和持水性最好，魚糜凝膠的微觀結(jié)構(gòu)更加致密，凝膠品質(zhì)有所提升。

3.2 斬拌

斬拌是魚糜加工過程中的關(guān)鍵工藝，其中，斬拌時間、斬拌溫度、斬拌速度、斬拌方式是影響魚糜凝膠特性的主要因素^[18]。Ma等^[19]研究了不同真空條件（0.01，0.02，0.04，0.06，0.08 MPa）下斬拌對鰱魚魚糜凝膠特性的影響。結(jié)果表明，隨著真空度的增加，肌原纖維蛋白的表面疏水性增加，鰱魚魚糜凝膠的持水性和凝膠強度得到提升，在真空度為0.08 MPa時凝膠強度最好。Yin等^[20]和Liu等^[21]研究了兩種斬拌粉碎方式（剪切和共混）對鰱魚魚糜結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明，隨著剪切時間的延長，魚糜凝膠中的α-螺旋結(jié)構(gòu)減少，肌球蛋白重鏈逐漸分解，對魚糜凝膠結(jié)構(gòu)的破壞效果更明顯。另一方面，隨著共混時間的延長，鰱魚魚糜凝膠表面的疏水性不斷提升，凝膠形成了更均勻致密的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使凝膠品質(zhì)得到大幅度改善。

3.3 擂潰

擂潰是魚糜制品制備過程中非常重要的一道工序，通過擂潰能將魚糜中堅固的組織結(jié)構(gòu)解體，鹽溶性蛋白在加鹽過程中充分析出，誘導(dǎo)魚糜中肌原纖維蛋白的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加致密，提升了凝膠品質(zhì)^[22]。研究表明，擂潰過程中的轉(zhuǎn)速、空擂時間、鹽擂時間和加鹽量對魚糜凝膠的蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)有很大影響。彭瑤等^[23]研究了食鹽添加量和鹽擂時間對羅非魚魚糜凝膠強度的影響，結(jié)果表明，隨著加鹽量的增多和鹽擂時間的延長，羅非魚魚糜的持水性和凝膠強度呈上升趨勢，當(dāng)食鹽添加量為1.6%、鹽擂時間為13 min時，羅非魚魚糜的凝膠強度最好。李賢^[24]研究了擂潰轉(zhuǎn)速和時間對魚糜凝膠特性的影響，結(jié)果表明，當(dāng)溫度為4 ℃、擂潰轉(zhuǎn)速為45 r/min、空擂5 min和鹽擂30 min時，魚糜凝膠的持水性和強度最高。

3.4 熱誘導(dǎo)

熱誘導(dǎo)是將魚糜凝膠加工成凝膠產(chǎn)品的重要步驟，水浴加熱是誘導(dǎo)魚糜凝膠化的傳統(tǒng)加熱方式。一段式水浴加熱的速度慢，魚糜的凝膠性較差，二段式水浴加熱提高了魚糜凝膠的質(zhì)量，但二段式水浴加熱具有更耗時和產(chǎn)生更多廢水的缺點。為了減少對環(huán)境的污染，近年來，微波加熱、歐姆加熱、射頻加熱等新型食品加工技術(shù)廣泛應(yīng)用于魚糜加工過程中。不同熱處理方式對魚糜蛋白凝膠的影響見圖4。

由圖4可知，在這些熱處理方式下，加熱溫度和加熱速率是影響魚糜凝膠品質(zhì)的重要因素，通過控制加熱溫度和加熱速率可以形成更好的魚糜凝膠^[25]。

3.4.1 微波

微波加熱是一種傳統(tǒng)的加熱技術(shù)，具有傳熱快、加熱時間短、熱效率更高等優(yōu)點。在微波加熱過程中，由于魚糜中肌原纖維蛋白分子的極性基團可以吸收能量，動能在微波輻射下產(chǎn)生活性自由基，導(dǎo)致肌原纖維蛋白結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，進而促進肌原纖維蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的展開^[25]。Cao等^[26]研究表明，采用微波加熱與傳統(tǒng)的水浴加熱結(jié)合可以顯著提高魚糜的凝膠強度和持水性，微波加熱增強了魚糜凝膠形成過程中的二硫鍵、氫鍵、疏水鍵之間的相互作用，從而改善了魚糜的凝膠品質(zhì)，但過高的溫度或長時間加熱會使凝膠強度或持水性降低。此外，Jiao等^[27]研究了添加魚油對微波加熱鰱魚魚糜凝膠特性和微觀結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明，向魚糜凝膠中加入魚油會破壞蛋白質(zhì)基質(zhì)，從而降低凝膠強度，但微波加熱可顯著改善這種現(xiàn)象，當(dāng)魚油添加量達到6%時，微波加熱會使魚糜的白度提高。

3.4.2 水浴

水浴加熱一般可分為一段式加熱和二段式加熱。一段式加熱是指在特定的時間內(nèi)將魚糜凝膠在較高的溫度（90 ℃）下直接加熱。有研究發(fā)現(xiàn)，一段式水浴加熱過程中，在魚糜溫度低于50 ℃時，肌球蛋白無法展開形成蛋白簇，從而導(dǎo)致凝膠網(wǎng)絡(luò)無法快速形成，長時間的水浴加熱為組織蛋白酶水解魚糜蛋白提供了充足的時間（50～70 ℃），所以出現(xiàn)了凝膠劣化的現(xiàn)象，影響了最終的凝膠品質(zhì)。當(dāng)溫度升至90 ℃時，魚糜中的肌球蛋白展開和聚集速率加快，最終使凝膠三維網(wǎng)絡(luò)快速形成^[28]。

二段式水浴加熱是先將魚糜通過較低的溫度加熱，使其從溶膠態(tài)變?yōu)槟z態(tài)，再經(jīng)過高溫加熱后，魚糜凝膠逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)轸~糕化階段，形成了牢固的凝膠網(wǎng)絡(luò)。通常情況下，二段式水浴加熱凝膠使其成膠的能力高于一段式加熱。Hemung等^[29]研究發(fā)現(xiàn)，在45 ℃凝膠化的魚糜比在25 ℃凝膠化的魚糜含有更多的二硫鍵，這是由于溫度的升高，大量的疏基暴露在魚糜蛋白表面，經(jīng)升溫氧化生成二硫鍵，隨著二硫鍵共價交聯(lián)的程度增加，從而提高了魚糜凝膠的彈性。此外，與一段式水浴相比，二段式水浴通過凝膠劣化階段（50～70 ℃）更快，并減少了內(nèi)源性蛋白酶對蛋白質(zhì)的降解。因此，在高溫加熱前進行適當(dāng)?shù)牡蜏仡A(yù)熱可以提高魚糜的成膠能力。

3.4.3 射頻

射頻加熱是樣品受到兩個平行電極之間的交變電場加熱時產(chǎn)生的一種介電加熱的形式，當(dāng)離子在交變電場中旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生熱量時，射頻將電磁能轉(zhuǎn)化為食物的內(nèi)能，從而提高了產(chǎn)品的加熱速率，與傳統(tǒng)加熱方式相比，射頻加熱會使魚糜的溫度分布更加均勻，為淡水魚糜制品提供了良好的持水能力和凝膠性能，并保持較高的產(chǎn)品感官和質(zhì)量接受度^[25]。Wang等^[30-31]研究了射頻加熱和水浴加熱對草魚魚糜凝膠特性的影響，結(jié)果表明，與水浴加熱相比，射頻加熱用時較短（從70 min縮短到45.3 min），使草魚魚糜的彈性和持水能力均有所提升。Zhang等^[32]研究了在不同功率和不同電極間距的條件下射頻回火對冷凍羅非魚魚糜凝膠品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，當(dāng)功率為800 W、電極間距為12 cm時，通過射頻回火的羅非魚魚糜的溫度分布最均勻，持水性和凝膠性大幅度提升。

3.4.4 歐姆

歐姆加熱是指交流電通過食物樣品并對樣品進行加熱的過程，當(dāng)電流流經(jīng)導(dǎo)電食物時，電能的耗散導(dǎo)致內(nèi)部釋放的熱量在食物內(nèi)部均勻分布，從而使樣品的溫度迅速升高，達到了快速加熱的目的。現(xiàn)今歐姆加熱被應(yīng)用到魚糜制品的加工過程中，其快速的加熱速率能使肌球蛋白快速聚集，形成良好的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提升魚糜凝膠性能。Tadpitchayangkoon等^[33]研究了歐姆加熱對熱帶鯉魚魚糜凝膠特性的影響，結(jié)果表明，歐姆加熱顯著提高了鯉魚魚糜凝膠的黏彈性、持水性和凝膠強度，這是由于歐姆加熱提供的快速加熱有效地減緩了魚糜凝膠中肌球蛋白降解的速率，使更多完整的肌球蛋白形成二硫鍵和其他分子相互作用，形成致密的凝膠三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。Jung等^[34]研究了水浴和歐姆加熱兩種加熱方式對混合魚糜罐頭凝膠理化特性的影響，結(jié)果表明，與水浴加熱相比，經(jīng)歐姆加熱后混合凝膠的持水性顯著升高，且混合后的魚糜凝膠強度高于水浴加熱。

3.5 非熱誘導(dǎo)技術(shù)

3.5.1 超聲波

超聲波技術(shù)主要通過空化效應(yīng)、機械效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)和熱效應(yīng)作用于底物，其擁有頻率高、穿透力強、功率大和波長短等優(yōu)點，能使底物快速均勻地發(fā)生物理反應(yīng)和化學(xué)反應(yīng)。Zhang等^[35]研究了不同的超聲功率（200，400，600，800，1 000 W）對魚糜蛋白凝膠理化性質(zhì)的影響，結(jié)果表明，隨著超聲波功率的增加，魚糜肌原纖維蛋白凝膠的溶解度和表面疏水性增加，巰基含量降低，當(dāng)超聲波功率為600 W時，魚糜的凝膠結(jié)構(gòu)更加致密均勻，凝膠的持水能力有所上升。此外，Gao等^[36]通過超聲波技術(shù)處理低鹽的鰱魚魚糜，從微觀結(jié)構(gòu)、持水能力和分子間相互作用等方面評價了樣品的凝膠性能，結(jié)果表明，超聲波技術(shù)能使鰱魚魚糜凝膠形成大量的二硫共價鍵，促進了蛋白質(zhì)間相互作用，從而提升了鰱魚魚糜凝膠的彈性和持水性，當(dāng)超聲波功率為240 W、作用時間為15 min時，含鹽量為3%的鰱魚魚糜成膠能力和持水性最好。

3.5.2 超高壓

超高壓技術(shù)是一種非熱技術(shù)，用于改善魚糜制品的食用品質(zhì)和功能特性。超高壓技術(shù)在魚糜制品加工方面的廣泛應(yīng)用能最大限度減少產(chǎn)品的營養(yǎng)損失，同時保留魚糜制品原有的風(fēng)味、色澤和味道^[37]。經(jīng)研究證實，超高壓處理可誘導(dǎo)肌球蛋白重鏈的聚合和降解，促使凝膠更容易形成緊密的三維網(wǎng)絡(luò)，提升淡水魚魚糜的凝膠品質(zhì)。Ma等^[38]研究了高壓處理對魚糜凝膠性能和持水性能的影響。結(jié)果表明，在300 MPa和400 MPa的高壓處理下，顯著提高了魚糜凝膠的持水性，降低了魚糜的蒸煮損失和溶解度。Liang等^[39]研究了不同壓力處理對鳙魚魚糜凝膠特性的影響，結(jié)果表明，通過300 MPa壓力處理的鳙魚魚糜凝膠硬度和咀嚼性較低，但凝膠強度較高，當(dāng)壓力達到500 MPa時凝膠強度和彈性最好。

3.6 凍藏

冷凍是保持魚糜制品質(zhì)量主要的貯藏方式，在冷凍貯藏過程中，魚糜內(nèi)的水分不會流失，魚糜蛋白中細胞比較完整，肌原纖維蛋白的功能特性較好，與室溫貯藏相比，冷凍貯藏的魚糜凝膠品質(zhì)更高，但冷藏時間過長會使魚肉中的肌原纖維蛋白氧化，從而導(dǎo)致魚糜制品的質(zhì)量降低，貨架期大幅度縮短。大量研究試圖通過添加一些抗氧化劑和冷凍保護劑來提高冷凍貯藏期間魚糜凝膠的黏彈性和持水性，保持魚糜制品的質(zhì)量，有效地延長貨架期。Sharma等^[40]研究了胡蘿卜濃縮蛋白作為抗氧化劑對鯰魚魚糜冷凍（-20 ℃）6個月后的功能和凝膠特性的影響，結(jié)果表明，相于于合成的冷凍保護劑，胡蘿卜濃縮蛋白作為抗氧化劑可以更有效地防止魚糜中蛋白質(zhì)變性，當(dāng)用胡蘿卜濃縮蛋白（0.5%）代替50%的冷凍保護劑時，可以觀察到在冷凍貯存期間對鯰魚魚糜蛋白質(zhì)的保護增強，同時鯰魚魚糜的持水性得到了提升。Chen等^[41]研究了抗凍肽對鰱魚魚糜冷凍貯藏期間質(zhì)量的保護作用和魚糜凝膠特性的影響，結(jié)果表明，抗凍肽能有效地維持肌原纖維蛋白的表面疏水性和溶解度，降低冷凍儲存對結(jié)合水遷移率的影響，防止魚糜蛋白變性，從而使貯存期間鰱魚魚糜的持水性和凝膠品質(zhì)提升。

4 外源添加物對淡水魚魚糜凝膠品質(zhì)的影響

4.1 蛋白類

在魚糜的制作過程中，為了改善凝膠特性、增加風(fēng)味、降低成本，通常選擇加入一些外源性蛋白。外源性蛋白與魚糜蛋白通過凝膠作用產(chǎn)生交聯(lián)，使魚糜凝膠的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加致密，提升魚糜的凝膠品質(zhì)。根據(jù)蛋白質(zhì)的來源不同，常見的外源性蛋白主要分為植物蛋白和動物蛋白兩類^[8]。

近年來，植物蛋白因具有抗氧化、抗菌和抗癌的生理活性以及較高的經(jīng)濟價值得到了人們的廣泛關(guān)注。植物蛋白作為魚糜中的內(nèi)源性蛋白酶抑制劑，不但能有效地抑制魚糜蛋白凝膠的自溶現(xiàn)象，改善魚糜的凝膠性能，而且能提高魚糜的營養(yǎng)價值。Xu等^[42]研究了大豆分離蛋白（SPI）和卡拉膠（KC）制備的混合乳液對魚糜凝膠性能的影響，結(jié)果表明，SPI和KC的混合添加提高了魚糜凝膠的理化特性，當(dāng)添加SPI和KC的比例為95∶5、SPI添加量為1 g、KC添加量為0.05 g時，魚糜凝膠的硬度、凝膠強度、持水性和黏彈性呈上升趨勢。米紅波等^[43]研究表明，添加黑豆蛋白酶能有效地提高魚糜凝膠的黏彈性，改善魚糜的凝膠品質(zhì)。

在魚糜加工過程中常用的動物蛋白主要包括動物肌肉蛋白、動物血漿蛋白和乳清蛋白等。動物肌肉蛋白因含有蛋白酶抑制劑，能有效地抑制魚糜蛋白的自溶現(xiàn)象，并能提高肌原纖維蛋白的含量。Wang等^[44]研究了添加不同濃度的雞胸肉對鱘魚魚糜凝膠理化性質(zhì)的影響，結(jié)果表明，加入雞胸肉后，肌原纖維蛋白含量顯著增加，促進了魚糜凝膠網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成，當(dāng)添加40%雞胸肉時，鱘魚魚糜凝膠的硬度和彈性呈上升趨勢。動物血漿蛋白中含有蛋白酶抑制劑，可以抑制魚糜中內(nèi)源性蛋白酶的活性，防止魚糜蛋白發(fā)生自溶現(xiàn)象，另一方面，因動物血漿蛋白具有良好的凝膠性能，與肌原纖維蛋白的相互作用促進了凝膠網(wǎng)絡(luò)的形成。Walayat等^[45]在魚糜中加入了0.5%的牛肉血漿蛋白，結(jié)果表明，牛肉血漿蛋白抑制了肌球蛋白的降解，提高了魚糜凝膠的硬度和黏彈性，牛肉血漿蛋白含有有助于形成凝膠的多肽，增強了魚糜的凝膠性和結(jié)構(gòu)特性。Shi等^[46]研究了凝膠時間和乳清蛋白添加量對鰱魚魚糜凝膠性能的影響，結(jié)果表明，乳清蛋白的添加會防止鰱魚魚糜凝膠自溶，當(dāng)凝膠時間為60 min、乳清蛋白添加量為5%時，鰱魚魚糜的凝膠強度和持水能力顯著提高。

4.2 多糖類

多糖因具有成本低、凝膠性能好等優(yōu)點，成為魚糜制品加工過程中常用的外源添加物，其結(jié)構(gòu)中含有豐富的側(cè)鏈基團，可與蛋白質(zhì)相互交聯(lián)，形成結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定的復(fù)合物，從而賦予食品較高的凝膠強度和熱穩(wěn)定性。根據(jù)水化作用不同，常用的多糖可以分為淀粉、食用膠體、小部分膳食纖維三類^[47]。

淀粉是魚糜產(chǎn)品中重要的組成成分，在淡水魚魚糜熱誘導(dǎo)過程中發(fā)生吸水膨脹的現(xiàn)象，吸水后的淀粉顆粒與凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相互交聯(lián)，增加彼此間的作用力，促進了魚糜凝膠三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成，提升了魚糜的凝膠特性。Jia等^[48]研究了馬鈴薯原生淀粉和小麥原生淀粉與魚糜混合后魚糜蛋白的化學(xué)相互作用、凝膠溶解度和蛋白質(zhì)構(gòu)象，結(jié)果表明，馬鈴薯混合淀粉可以改善魚糜凝膠的性能，促進了不溶性蛋白的形成，減少了離子鍵的數(shù)量，增加了非二硫共價鍵的數(shù)量和疏水相互作用，持水性得到了提升，凝膠品質(zhì)有所改善。Liu等^[49]研究了添加4種天然淀粉（馬鈴薯淀粉、玉米淀粉、甘薯淀粉和小麥淀粉）對羅非魚和金鯧魚混合魚糜凝膠特性的影響，結(jié)果表明，向金鯧魚和羅非魚（7∶3）復(fù)合魚糜中添加5%甘薯淀粉效果最佳，使混合魚糜凝膠的硬度、咀嚼性、彈性和凝膠強度指標(biāo)達到最高。

親水性膠體是一類由多糖或蛋白質(zhì)組成的大分子物質(zhì)，絕大多數(shù)親水性膠體能與魚糜的肌原纖維蛋白相互作用，將水分子籠絡(luò)在凝膠三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，從而提高淡水魚糜的持水力和凝膠強度^[8]。Chen等^[50]研究了親水膠體的種類和含量對鰱魚魚糜凝膠強度和蛋白質(zhì)構(gòu)象的影響，結(jié)果表明，少量添加殼聚糖、卡拉膠或明膠可顯著提高魚糜凝膠的強度和持水能力。但隨著黃原膠添加量的增加，凝膠強度和持水能力逐漸降低，當(dāng)殼聚糖、卡拉膠或明膠濃度持續(xù)增加時，疏水作用和氫鍵指數(shù)增多，從而使鰱魚魚糜凝膠具有更緊密的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

膳食纖維因具有良好的膨脹性和吸水性，其自身的蜂窩式結(jié)構(gòu)與魚糜凝膠的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相互交聯(lián)，能有效改善淡水魚魚糜的凝膠品質(zhì)^[47]。Buda等^[51]研究了添加不同水平可溶性膳食纖維（蘋果果膠和魔芋葡甘露聚糖）對鰱魚魚糜凝膠特性的影響，結(jié)果表明，添加0.025%蘋果果膠和2%魔芋葡甘露聚糖顯著提高了鰱魚魚糜的持水性和彈性。Sharaf等^[52]研究了添加不同粒徑柑橘皮纖維對魚糜凝膠理化特性的影響，結(jié)果表明，添加較小顆粒的柑橘纖維（6 g/100 g）有效地提升了魚糜凝膠的硬度和持水性。

4.3 酶類

谷氨酰胺轉(zhuǎn)移酶（TGase）是淡水魚魚糜加工中最常見的一種酶，TGase催化轉(zhuǎn)酰胺反應(yīng)機理見圖5。

圖5 TGase催化轉(zhuǎn)酰胺反應(yīng)機理

Fig.5 Reaction mechanism of transamidation catalyzed by TGase

TG酶能夠催化蛋白質(zhì)中賴氨酸殘基上的ε-氨基和谷氨酸殘基上的γ-酰胺基發(fā)生轉(zhuǎn)酰基反應(yīng)，通過微生物谷氨酰胺酶中間體催化進行，其過程中釋放一分子NH₃，形成側(cè)鏈對側(cè)鏈交聯(lián)，誘導(dǎo)蛋白質(zhì)分子內(nèi)和分子間生成ε-（γ-Glu）-Lys共價鍵，加固主體結(jié)構(gòu)，從而強化魚糜凝膠網(wǎng)絡(luò)的形成^[53]。雖然魚肉中含有內(nèi)源性TG酶，但含量較少，通常需要加入外源性TG酶來有效地改善魚糜凝膠的性能。Fang等^[54]研究了添加外源性TG酶對鰱魚魚糜凝膠特性的影響，結(jié)果表明，TG酶的加入增強了魚糜凝膠的硬度、咀嚼力、彈性。同時，Seighalani等^[55]研究表明，在二段式水浴加熱羅非魚魚糜的過程中加入0.3 g TG酶能有效地提升羅非魚魚糜凝膠的質(zhì)地、色澤、持水性、彈性和熱穩(wěn)定性。

4.4 脂類

在魚糜處理過程中，通常會添加一些富含不飽和脂肪酸的外源性油脂來彌補魚糜漂洗過程中脂質(zhì)的大量流失，在提高魚糜營養(yǎng)成分的同時，也會改善魚糜的凝膠品質(zhì)。魚糜加工過程中常用的脂類主要以植物油脂、動物油脂、磷脂等外源脂類為主，研究表明，植物油脂含有大量的不飽和脂肪酸，根據(jù)人們對營養(yǎng)與健康多方面的需求，通常使用植物油脂和動物油脂混合來提高不飽和脂肪酸的含量。Shen等^[56]研究了添加深海魚油和椰子油對鰱魚魚糜香腸膠凝性能、風(fēng)味和蛋白質(zhì)水平的影響。結(jié)果表明，加入兩種油脂后魚糜香腸的凝膠強度先升高后降低，當(dāng)兩種油脂混合添加量達4%時，鰱魚魚糜香腸的凝膠品質(zhì)最好，魚油和椰子油的添加顯著增加了鰱魚魚糜香腸揮發(fā)性風(fēng)味化合物的種類和含量，使魚糜香腸的風(fēng)味豐富多樣。Lin等^[57]研究了添加磷脂對3種不同的淡水魚（鰱魚、草魚、鳙魚）魚糜凝膠特性的影響，當(dāng)磷脂添加量為0.5%時，與草魚和鰱魚相比較，鳙魚魚糜的硬度、耐嚼性和凝膠強度最高，凝膠品質(zhì)較好。在磷脂的作用下，二硫鍵和疏水相互作用增加，促進了凝膠網(wǎng)絡(luò)的形成，從而凝膠品質(zhì)也隨著磷脂添加量的增加而有所改善。

4.5 其他

除上述蛋白類、多糖類、酶類和脂類這4類外源添加物外，多種物質(zhì)的復(fù)配物、多酚類物質(zhì)以及磷酸鹽化合物也可用于改善淡水魚魚糜的凝膠品質(zhì)。在淡水魚魚糜制品加工過程中，為了避免過量的淀粉和親水膠體的添加導(dǎo)致其食用口感不佳，引起魚糜制品黏度上升、脆性降低以及不利于后期加工制作等問題，將親水膠體與淀粉按比例進行混合，能發(fā)揮淀粉與親水膠體的協(xié)同作用，從而擴大其使用范圍和成效。Mi等^[58]通過添加單羥丙基木薯淀粉、凝乳素和K-卡拉膠對鰱魚魚糜凝膠特性的影響，結(jié)果表明，隨著木薯淀粉、凝乳素和K-卡拉膠含量的增加，魚糜中疏水相互作用和二硫鍵的含量得到了提升，促進了魚糜蛋白從α-螺旋結(jié)構(gòu)向其他3個二級結(jié)構(gòu)的構(gòu)象轉(zhuǎn)變，從而改善了鰱魚魚糜的凝膠強度、持水性和白度，說明三者之間存在一定的協(xié)同增效作用，能有效地改善魚糜的凝膠品質(zhì)。

多酚類物質(zhì)存在于植物的果實、種子和葉子等部分，具有較高的抗氧化性和抗菌特性。植物提取物中的多酚，如茶多酚和蘋果多酚，被用于改善亞洲淡水魚魚糜的凝膠特性并防止肌原纖維蛋白氧化。Sun等^[59]研究表明，添加0.1%蘋果多酚可使草魚魚糜在4 ℃條件下儲存7 d，使其脂質(zhì)氧化和可溶性肌原纖維蛋白降解，在儲存期間，蘋果多酚保護了可溶性肌原纖維蛋白的功能特性，添加多酚物質(zhì)使魚糜凝膠保持了原有的色澤，并阻止了可溶性肌原纖維蛋白的降解，增強了草魚魚糜的凝膠品質(zhì)。

磷酸鹽復(fù)合物作為一種保水劑，可以有效地提升魚糜凝膠的持水性，廣泛應(yīng)用在魚糜加工領(lǐng)域。張鈺嘉等^[60]將磷酸鹽復(fù)合物（三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、焦磷酸鈉）和大豆分離蛋白進行復(fù)配，研究對草魚肌原纖維蛋白凝膠品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，磷酸鹽可以促進蛋白質(zhì)疏水相互作用，有利于肌原纖維蛋白形成致密的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)并提升魚糜的持水性，大豆分離蛋白增大了蛋白質(zhì)分子間的交聯(lián)程度，提高了蛋白質(zhì)凝膠網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。當(dāng)磷酸鹽復(fù)合物添加量為1.2 g/dL、大豆分離蛋白添加量為3.6 g/dL、體積比為1∶3時，草魚魚糜凝膠的黏彈性和持水性最好，這種方法有效地提高了草魚魚糜的凝膠特性。

5 總結(jié)與展望

本文基于淡水魚魚糜的凝膠機理，綜述了影響淡水魚魚糜凝膠品質(zhì)的因素，并進一步重點闡述了近年來加工工藝和外源添加物對淡水魚魚糜凝膠特性的影響，以期為豐富淡水魚魚糜制品種類、開發(fā)具有優(yōu)良熱加工特性的淡水魚魚糜制品提供參考。魚糜制品主要以魚丸、魚糕、魚肉香腸、魚罐頭等為主，由于淡水魚魚糜的凝膠強度較弱，所以淡水魚魚糜制品比較單一，如何提升淡水魚魚糜的凝膠性能以及開發(fā)新型淡水魚魚糜制品成為國內(nèi)科研工作者的重要研究方向。傳統(tǒng)的加工工藝在加工魚糜時易出現(xiàn)凝膠劣化現(xiàn)象，無法滿足消費者對魚糜制品質(zhì)量的需求。歐姆加熱、射頻加熱、超聲波和超高壓等新型加工技術(shù)在魚糜加工過程中能改善肌原纖維蛋白的凝膠情況，因此，探究新型的加工技術(shù)來增強淡水魚魚糜的凝膠品質(zhì)以及加工技術(shù)對肌球蛋白結(jié)構(gòu)的展開和聚集的影響，為未來開發(fā)新型淡水魚魚糜制品和提升淡水魚魚糜的凝膠品質(zhì)奠定了基礎(chǔ)。此外，添加蛋白質(zhì)、油脂、酶類、多糖等外源物質(zhì)到淡水魚魚糜的凝膠中能有效改善淡水魚魚糜的品質(zhì)，同時也會增加淡水魚魚糜制品的營養(yǎng)價值。因此，開發(fā)新型的外源添加劑、加工技術(shù)以及深入探究加工過程中魚糜肌原纖維蛋白的凝膠情況，在提升淡水魚魚糜凝膠品質(zhì)和開發(fā)新型營養(yǎng)健康的淡水魚魚糜制品方面有廣闊的發(fā)展前景。

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