于楠楠，張建萍*，劉恩岐，張文莉

徐州工程學院，江蘇省食品資源開發(fā)與質(zhì)量安全重點建設實驗室（徐州 221018）

魚糜制品是我國重要的水產(chǎn)加工品種之一，因其蛋白質(zhì)含量高、脂肪、膽固醇含量低且食用方便深受消費者歡迎，是一種發(fā)展前景良好的現(xiàn)代水產(chǎn)加工食品[1]。魚糜制品多以冷凍或冷藏形式為主，流通和食用形式較單一，經(jīng)高溫（＞100 ℃）殺菌能夠?qū)崿F(xiàn)魚糜制品的常溫貯藏。然而高溫殺菌會造成蛋白質(zhì)主要二級結構被破壞，肌球蛋白重鏈完全消失，肌動蛋白含量顯著下降，引起凝膠劣化，導致凝膠強度降低[2]。

可得然膠（Curdlan）是由農(nóng)桿菌屬微生物發(fā)酵產(chǎn)生的一種β-(1, 3)-葡聚糖[3]，具有水不溶性和高穩(wěn)定性?？傻萌荒z分散液經(jīng)加熱處理可以形成兩種不同的凝膠。加熱溫度為55～80 ℃時形成熱可逆凝膠，降溫后仍然能夠形成游離態(tài)的分散液；加熱溫度為80 ℃以上時形成熱不可逆高強度凝膠[4]。鈣化合物常用于魚糜制品生產(chǎn)加工中以提高凝膠品質(zhì)。通常pH條件下，魚糜的肌原纖維蛋白帶凈負電荷，帶正電荷的二價鈣離子能促使肌原纖維蛋白之間形成鈣橋，增強靜電相互作用。此外，鈣離子還能激活內(nèi)源性谷氨酰胺轉(zhuǎn)移酶，從而促進魚肉蛋白形成共價交聯(lián)，增強魚糜凝膠強度[5-6]。

在氯化鈣存在的條件下，親水膠體與蛋白質(zhì)之間的相互作用發(fā)生變化，目前對于氯化鈣協(xié)同可得然膠影響高溫淡水魚糜制品凝膠特性的研究較少。因此，以白鰱魚糜為原料，研究了可得然膠對高溫處理淡水魚糜凝膠品質(zhì)的影響，并進一步研究氯化鈣的協(xié)同作用，以期為生產(chǎn)具有較好凝膠品質(zhì)的常溫淡水魚糜制品提供理論支持和加工依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

白鰱冷凍魚糜（AAA），湖北井力水產(chǎn)食品有限公司；可得然膠，江蘇一鳴生物股份有限公司提供；食鹽，購自江蘇省鹽業(yè)集團有限責任公司。

JYL-D 020型料理機，九陽股份有限公司；HH-4數(shù)顯電子恒溫水浴鍋，常州國華電器有限公司；TMS-PRO物性分析儀，美國FTC儀器公司；MCR 302流變儀，奧地利安東帕有限公司；WS 70 C分光測色儀，深圳威福光電科技有限公司

1.2 試驗方法

1.2.1 魚糜凝膠的制備

根據(jù)Zhang等[7]的試驗方法略作修改。將冷凍白鰱魚糜置于4 ℃冰箱中解凍12 h，然后將解凍后的魚糜切塊，稱質(zhì)量。將一定質(zhì)量的魚糜塊置于料理機中斬拌5 min，使組織充分破碎。然后向其中添加3%食鹽，斬拌5 min，然后將預制可得然膠溶液以與魚糜質(zhì)量比為1:4加入，繼續(xù)斬拌3 min。斬拌過程控制溫度低于10 ℃。將斬拌好的肉泥擠入腸衣中，用棉線封口。將魚糜放入恒溫水浴鍋中使用兩段加熱法熟制，首先在40 ℃下加熱 30 min，接著在90 ℃下加熱20 min。將成型的魚糜凝膠取出，放入高溫滅菌鍋中，在121 ℃滅菌10 min，加熱完成后于冰水中冷卻至室溫，4 ℃冰箱中放置過夜，以備后續(xù)試驗。

1.2.2 可得然膠對高溫處理魚糜制品凝膠特性的影響

在魚糜凝膠制備過程中，添加預先配置濃度為0.5%，1.0%，1.5%，2.0%和2.5%的可得然膠溶液，使得可得然膠最終添加量為0.1%，0.2%，0.3%，0.4%和0.5%，添加等量純水作為空白，研究可得然膠添加量對高溫處理魚糜制品凝膠特性的影響。

1.2.3 氯化鈣協(xié)同可得然膠對高溫處理魚糜凝膠特性的影響

鹽斬過程中加入0.2%，0.4%，0.6%，0.8%和1%的氯化鈣，可得然膠添加量為0.4%，研究氯化鈣協(xié)同可得然膠對高溫處理魚糜凝膠特性的影響。

1.2.4 魚糜凝膠質(zhì)構測定

將待測樣品取出恢復至室溫，剝?nèi)ツc衣，切成長為2.5 cm，直徑2.5 cm的圓柱形。使用TMS-PRO物性分析儀對魚糜凝膠進行質(zhì)地多面剖析。TPA測試選取P/0.5平底圓柱形探頭，設置測試條件為：起始力0.1 N；測試速度60 mm/min；形變量40%；探頭回升到樣品表面上的高度30 mm；力量感應元量程250 N。每組試驗重復六次，取平均值。

1.2.5 魚糜凝膠白度測定

采用色差儀進行白度的測定，儀器采用標準白板校正。把魚糜樣品切成厚5 mm的薄片，測定其L*、a*、b*值，每個樣品測3次，取平均值。白度計算公式如式（2）。

式中：L*為表示樣品亮度；a*為表示樣品偏紅程度；b*為表示樣品偏黃程度。

1.2.6 魚糜凝膠持水性測定

稱取10 g左右魚糜制品，取10 g左右樣品至50 mL離心管中，準確稱質(zhì)量為m1（g），將離心管置于冷凍離心機中10 000×g離心10 min。取出后將離心管倒置棄去水溶液，用濾紙將殘余水分吸干，準確稱質(zhì)量，記為m2（g）。離心管質(zhì)量為m0（g）。每份樣品重復測定3次，取平均值。持水性計算公式如式（3）。

1.2.7 魚糜流變特性測定

根據(jù)Hu等[8]的方法，采用MCR 302流變儀對魚糜的儲能模量（G’）和損耗模量（G’）進行測定。將樣品置于底部平臺，采用直徑為20 mm平行板，狹縫1 mm，應變1%，頻率1 Hz。進行動態(tài)溫度掃描，升溫速率2 ℃/min，升溫范圍25～120 ℃；應變掃描確定應變?yōu)?%，頻率為1 Hz位于線性黏彈區(qū)間。為防止水分蒸發(fā)，在測試時采用硅油封住樣品。

1.2.8 統(tǒng)計與分析

采用SPSS 11.0的ANOVA進行方差分析，Duncan多重比較對數(shù)據(jù)之間的顯著性進行對比。差異顯著性p＜0.05。

2 結果與分析

2.1 氯化鈣協(xié)同可得然膠對高溫處理魚糜凝膠質(zhì)構特性的影響

如表1所示，與未添加可得然膠的對照組相比，隨著可得然膠添加量的增加，高溫處理魚糜制品的硬度逐漸增大，當可得然膠添加量為0.4%時，魚糜凝膠硬度最大，與對照組相比增加了82%。彈性隨著可得然膠添加量的增加而逐漸增大，當可得然膠添加量高于0.3%時，彈性變化差異不顯著（p＞0.05）。內(nèi)聚性隨可得然膠添加量的增加沒有顯著變化，膠黏性和咀嚼性具有與硬度相似的變化趨勢。高溫加熱條件下，組成魚糜凝膠網(wǎng)絡結構的肌球蛋白和肌動蛋白等被降解，三維網(wǎng)絡結構被破壞，導致凝膠特性劣化[9]。而可得然膠在高于120 ℃條件下加熱時，會形成三螺旋結構，形成熱不可逆凝膠[10]。韓靜文等[11]的研究也發(fā)現(xiàn)添加可得然膠能夠改善高溫殺菌淡水魚糜的質(zhì)構特性。

鈣離子能夠與多糖之間產(chǎn)生協(xié)同作用，共同影響蛋白質(zhì)的凝膠化過程。在鈣離子存在條件下，親水膠體與肌原纖維蛋白之間的相互作用發(fā)生變化。從表1可以看出，與只添加0.4%可得然膠的對照組相比，添加氯化鈣能夠顯著（p＜0.05）提高復合魚糜凝膠體系的硬度，當添加量為1.0%時，硬度提高了40%。隨著凝膠體系中氯化鈣含量的增加，魚糜凝膠彈性逐漸降低。Suresh[12]研究發(fā)現(xiàn)在制作豬肉卷過程中優(yōu)化海藻酸鈉、碳酸鈣和乳酸鈣配比，可使硬度明顯提高，獲得具有較高感官評價的產(chǎn)品。Ma等[13]的研究同樣發(fā)現(xiàn)含有刺槐豆膠的鹽溶性蛋白凝膠中氯化鈣濃度越高，凝膠體系的硬度越大，彈性越小。

2.2 氯化鈣協(xié)同可得然膠對高溫處理魚糜凝膠強度的影響

添加不同含量的可得然膠能夠影響魚糜制品的凝膠強度，由圖1（a）可知，隨著可得然膠添加量的逐漸增大，高溫處理魚糜制品的凝膠強度逐漸增大，當可得然膠的添加量為0.4%時，凝膠強度顯著增大（p＜0.05），達到最大值，比空白組提高了109%。可得然膠含量進一步增加，凝膠強度降低。劉文娟等[14]研究發(fā)現(xiàn)由于可得然膠多糖分子間或分子內(nèi)形成的氫鍵和水合作用，在高溫條件下能夠形成具有較好的彈性和較高硬度的高度凝膠，使帶魚肌肉蛋白凝膠的破斷力和破斷距離增加。Hu等[15]研究也發(fā)現(xiàn)，添加可得然膠能夠顯著提高帶魚凝膠的破斷力和破斷距離。丁麗麗[16]同樣發(fā)現(xiàn)在淡水魚糜中添加適量可得然膠能夠顯著提高魚糜制品的凝膠強度。

從圖1（b）可以看出，氯化鈣的添加對可得然膠-魚糜凝膠體系凝膠強度具有顯著影響。隨著體系中氯化鈣濃度的增加，凝膠強度逐漸增大，與不含氯化鈣對照組相比，當氯化鈣含量為0.6%時，凝膠強度增加了21%。Hong等[17]研究發(fā)現(xiàn)，氯化鈣和海藻酸鈉的協(xié)同作用有利于豬肉肌原纖維蛋白凝膠的形成，可以提高肌原纖維蛋白凝膠強度。

表1 可得然膠添加量和氯化鈣協(xié)同可得然膠對高溫處理魚糜制品凝膠質(zhì)構特性的影響

圖1 可得然膠添加量

2.3 氯化鈣協(xié)同可得然膠對高溫處理魚糜凝膠持水性的影響

持水力的強弱受蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)及蛋白質(zhì)-多糖分子間靜電作用、疏水相互作用及氫鍵作用等的影響。保持在蛋白質(zhì)網(wǎng)絡基質(zhì)中的水分子越多，持水力越強[18]。如圖2（a）所示，持水性隨著可得然膠的濃度的增加而增強，在添加量為0.4%時具有相對較高的持水性。魚糜制品持水性的增加與凝膠網(wǎng)絡結構的變化有關。馬瑤蘭等[9]研究表明添加8%的可得然膠能夠促使魚肉蛋白網(wǎng)絡穿插于可得然凝膠主體內(nèi)，形成更致密的復合凝膠，從而提高了凝膠體系的持水能力。

氯化鈣添加量對高溫處理可得然膠-魚糜凝膠體系持水性的影響如圖2（b）所示。隨著氯化鈣含量的增加，持水性逐漸降低，當添加0.4%氯化鈣時，持水性顯著下降（p＜0.05），隨著氯化鈣添加量的進一步增加，持水性變化差異不顯著。Martínez-Alvarez等[19]的研究也表明鈣的添加能夠降低持水能力，可能由于鈣離子能夠一定程度破壞分子內(nèi)相互作用（蛋白-蛋白，蛋白-多糖），阻礙凝膠有序網(wǎng)絡的形成，導致水分保持能力減弱。Wang[20]認為高濃度氯化鈣會導致凝膠體系中的蛋白發(fā)生過度聚集，凝膠網(wǎng)絡中的水分被擠出，引起凝膠體系的持水性下降。

圖2 可得然膠添加量

2.4 氯化鈣協(xié)同可得然膠對高溫處理魚糜凝膠白度的影響

白度是魚糜凝膠的重要指標之一，影響消費者對產(chǎn)品的喜愛程度。可得然膠對高溫處理魚糜制品白度的影響見圖3（a）。隨著可得然膠添加量的增加，魚糜制品白度呈現(xiàn)顯著增加，可能是由于可得然膠添加量的增加，魚糜凝膠中與熱不可逆可得然凝膠結合的水分增加，降低了光散射[11]。

圖3（b）為氯化鈣協(xié)同可得然膠對高溫處理魚糜凝膠白度的影響，隨著氯化鈣添加量的增加，魚糜凝膠白度逐漸增大（p＜0.05）。引起這種變化的主要原因可能是魚糜在加熱過程中，蛋白質(zhì)分子間發(fā)生重排與相互作用。鈣離子催化內(nèi)源性谷氨酰胺轉(zhuǎn)移酶促進蛋白質(zhì)分子間共價鍵的形成。從而引起凝膠白度的改變。吳濤[21]研究發(fā)現(xiàn)氯化鈣對添加淀粉的草魚魚糕的白度有類似的影響。

2.5 氯化鈣協(xié)同可得然膠對高溫處理魚糜流變特性的影響

流變特性用來分析魚糜凝膠的非破斷凝膠特性。對空白，只添加0.4%可得然膠，添加0.4%可得然膠和0.6%氯化鈣的魚糜樣品在線性黏彈區(qū)內(nèi)進行溫度掃描，結果如圖4所示。由圖4（a）可以看出，流變曲線呈現(xiàn)出與肌球蛋白相似的典型的四階段變化[22]。隨著溫度的增加，樣品的G’首先略微升高，隨后迅速降低至最小值，進一步升高溫度，G’逐漸升高。當溫度低于40 ℃時，加入可得然膠的魚糜儲能模量最大，空白組最低。隨著溫度在升高，加入氯化鈣和可得然膠的樣品儲能模量逐漸增大。當溫度高于55 ℃時，可得然膠協(xié)同氯化鈣作用的魚糜儲能模量明顯高于只添加可得然膠的處理組，高于對照組。對空白，可得然膠處理組和氯化鈣協(xié)同可得然膠處理組，G’分別在54，54及53 ℃時降低到最小值，分別為1 950.6，2 357.1和2 523.6 Pa。加熱過程中，肌球蛋白輕鏈發(fā)生變性，引起蛋白溶膠G’減小，進而形成熱不可逆的凝膠[23]。較低的臨界溫度說明在氯化鈣存在條件下，肌球蛋白輕鏈發(fā)生熱變性溫度減小。Yin[24]也發(fā)現(xiàn)添加1%納米魚骨的魚糜凝膠的G’要高于其他處理組，且G’出現(xiàn)最低點處的臨界溫度發(fā)生相似的變化。

由圖4（b）可以看出，不同處理組的損耗模量（G’）具有顯著差異。在溫度低于40 ℃條件下，只添加可得然膠的魚糜黏性模量最大，氯化鈣協(xié)同可得然膠作用的魚糜黏性模量大于空白組。隨著溫度在升高，氯化鈣協(xié)同可得然膠處理組的黏性模量迅速升高，始終高于只添加可得然膠處理組和空白組。

阻尼因子tanδ為G’’/G’的比值，是評價材料黏彈性另一指標。當tanδ小于1時，樣品表現(xiàn)為彈性特性，當 tanδ大于1時，樣品表現(xiàn)為黏性特性[25]。由圖4（c）可以看出，氯化鈣協(xié)同可得然膠處理組的tanδ較小，說明該處理組體系彈性最高。當溫度處于臨界溫度時，tanδ值最高，此時氯化鈣協(xié)同可得然膠處理組具有最小的tanδ，這與G’變化一致。

圖3 可得然膠添加量

圖4 氯化鈣協(xié)同可得然膠對高溫處理魚糜

3 結論

添加可得然膠能夠提高高溫淡水魚糜制品的凝膠品質(zhì)，氯化鈣協(xié)同可得然膠能夠進一步提高魚糜制品的硬度、凝膠強度，增強持水力。隨著溫度的升高，復合凝膠體系的黏彈性高于只添加可得然膠和空白組。當體系中可得然膠添加量為0.4%，氯化鈣添加量為0.6%時，能夠顯著改善高溫處理魚糜制品凝膠劣化現(xiàn)象，提高產(chǎn)品熱穩(wěn)定性和凝膠品質(zhì)，對常溫貯藏淡水魚糜凝膠制品的發(fā)展提供理論依據(jù)和工藝參考。