陳 雄， 余以剛， 張友勝， 曾 萍,， 張曉元

(1.韶關市華工高新技術產業(yè)研究院， 廣東 韶關 512000；2.華南理工大學 食品科學與工程學院， 廣東 廣州 510640；3.廣東省農業(yè)科學院 蠶業(yè)與農產品加工研究所/農業(yè)農村部功能食品重點實驗室， 廣東 廣州 510610；4.華南理工大學 工業(yè)技術研究總院， 廣東 廣州 510640)

白蕉鱸魚(Lateolabraxjaponicus)，又名白蕉海鱸，隸屬于鱸形目、鮨科、花鱸屬，為珠海市斗門區(qū)白蕉鎮(zhèn)地理標志產品，具有與其他鱸魚不一樣的功能特性[1]，如對筋骨、腸胃的調節(jié)功能，止咳化痰的功效，及促進術后傷口生肌愈合等[2]。近年來，隨著養(yǎng)殖技術的提高和養(yǎng)殖面積的擴大，大量白蕉鱸魚不斷上市銷售，平均年產量已經超過了10萬t[1]。除了鮮銷和冷凍后銷售外，超過50%的鮮魚被制作成魚柳、魚丸、魚腸等魚肉制品上架售賣，制作過程中產生了大量的魚骨架(包括魚頭、魚骨以及殘留在魚骨上的魚肉)副產物。如何合理的高值化利用這些魚骨架成為白蕉鱸魚產業(yè)發(fā)展過程中至關重要的問題。

濕法超微粉碎技術是近年來超微粉碎技術應用上的重要突破，有效解決了如果蔬殘渣、水產皮骨等，含水量高且含韌皮纖維、膠原蛋白多的物料，難粉碎，粉碎后顆粒大、粒徑不均一的問題。超微粉碎技術操作簡便，容易處理，得到的產品質量可控，但粉碎處理之后原料的理化性質、內含成分等可能發(fā)生較大的改變[3]。超微粉碎技術應用于中藥材、果蔬殘渣上的研究較多[4]；而在水產應用上的研究并不多，李學鵬等[5]利用濕法超微粉碎對鰈魚魚骨的加工工藝進行了優(yōu)化，認為在經過濕法超微粉碎3次，過100目篩條件下蛋白質含量高，脂肪含量低，并且TVB-N值和菌落總數符合生產要求。

隨著設備的改進，目前濕法超微粉碎設備完全可以通過控制進料速度和應用不同目數的篩網使粉碎物料一次性達到預期粒度，不需要經過多次粉碎。另外，不同粉碎程度的原料可以應用于不同制品的生產，如較粗顆粒的魚骨架漿可以應用于醬料包的添加，較細顆粒的魚骨架漿則可應用于魚丸、魚香腸等的制作[6]。本文針對不同程度濕法超微粉碎對白蕉鱸魚魚骨架漿理化性質和內含成分的變化進行了研究，以期在食品加工產業(yè)中可以將不同粉碎程度的白蕉鱸魚魚骨架漿進行合理利用，真正做到物盡其用，同時也為水產加工提供新的思路和想法。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

白蕉鱸魚魚骨架，廣東珠海誠匯豐農業(yè)科技有限公司。

三氯乙酸、乙二胺四乙酸、5-磺基水楊酸，上海阿拉丁生化科技股份有限公司；鈣指示劑，上海源葉生物科技有限公司；溴甲酚綠，天津光復精細化工研究所；甲基紅，上海化學試劑總廠。試劑均為分析純。

1.2 儀器與設備

HOP- 03切割型濕法超微粉碎機，無錫赫普輕工設備技術有限公司；D- 37520型高速離心機，德國 Sterode公司；L- 8900型全自動氨基酸測試分析儀，日本 Hitachi公司；Ultrascan VIS型色差儀，美國 Hunter Lab公司；UV1800型紫外分光光度計，日本 Tokyo公司；S-3400 N型掃描電子顯微鏡，日立高新技術有限公司；WJL- 628型干濕兩用激光粒度分析儀，上海儀電物理光學有限公司；PHBJ- 260型便攜式pH計，上海儀電科學儀器股份有限公司； K8400型蛋白質自動分析儀，丹麥FOSS分析儀器有限公司；TA- XT.PLUS型質構儀，英國SMS公司。

1.3 實驗方法

1.3.1白蕉鱸魚魚骨架制備工藝

選取新鮮白蕉鱸魚→碎冰覆蓋→凍昏→宰殺去血→去鱗、內臟→清洗→去魚柳(腹部和背部的魚肉)→肉骨分離，得到魚骨架(含魚頭)→-38 ℃速凍→-20 ℃貯藏備用。

1.3.2魚骨架漿樣品制備

取儲藏于-20 ℃冷庫中的鱸魚魚骨架5 kg，置于水盆中，加入一定量的常溫水(20±1) ℃，以淹過魚骨架10 cm為準。解凍時間為2 h，解凍后用水沖洗干凈。瀝干魚骨架表面水分后，用專用魚骨切刀將魚骨架斬拌成魚骨塊(2 cm×3 cm)，之后直接用濕法超微粉碎機進行粉碎。粉碎過程中按魚骨架與冰水質量比1∶0.5的比例加入0 ℃的冰水，以方便魚骨架的粉碎和減少粉碎過程中溫度的升高，同時通過調整濕法超微粉碎機的進料速度、粉碎時間和出料篩網的規(guī)格，制備出20～40目、40～60目、60～80目、80～100目、100～180目和大于180目共6種魚骨架漿樣品(m<目數≤n)。樣品制備后，通過擠壓和離心脫水使魚骨架漿含水量保持在80%左右；之后每100 g裝袋密封，包裝若干袋，放入-80 ℃冰柜儲存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.3魚骨架漿粒徑測定

參考汪婧瑜[7]的方法，將制備的6種魚骨架漿樣品用激光粒度儀測定粒徑，測定模式為液體測定。溶劑選擇為水，樣品用單層紗布過濾去掉細長的肌原纖維，以免堵塞激光粒度儀中樣品循環(huán)管道。

1.3.4魚骨架漿感官評價

參考文獻[8-10]的方法并略作修改：實驗選擇顏色、手感、氣味和形態(tài)4個方面對生產的魚骨架漿進行感官評價，綜合評價是計算前述所得分數平均數，然后按照分數階段進行評價，見表1。采用盲選法(觀察者不清楚樣品具體目數)，且控制男女人數比例為1∶1。

1.3.5魚骨架漿理化性質的測定

1)pH值測定：取1.3.2中制備的樣品，5 000 r/min離心10 min，采用便攜式pH計測定。

2)紫外吸光度測定[11]：將魚骨架漿樣品5 000 r/min離心10 min，取上清液為待測液，以純水為參比液進行190～1 100 nm全波長掃描，確定被測物質在280 nm下有最大吸收峰，并分別測定不同目數魚骨架漿在280 nm下的吸光度。

表1 感官評價標準Tab.1 Sensory evaluation analysis

3)色差變化測定：參考文獻[12]并修改。透射模式下直接測定L*、a*、b*，根據式(1)進行計算：

(1)

式(1)中，W為白度值，L*為亮度，a*為紅綠色，b*為黃藍色。

4)堆密度(松密度和緊密度)測定：參考文獻[13]，并修改。取一定量經冷凍干燥后的樣品，稱重，記錄質量m(g)，將其放入量筒中，記錄體積V0(mL)，按式(2)計算松密度。再將盛有樣品的量筒放置于實驗臺(鋪有橡膠墊子)上，將樣品和量筒從2 cm的高度自由下落，重復100～150次，直至樣品體積讀數穩(wěn)定，記錄體積V1(mL)，根據式(3)計算緊密度。

松密度=m/V0；

(2)

緊密度=m/V1。

(3)

5)凝膠強度測定[14]：分別稱取6種樣品各50 g于6個燒杯中，加入適量蒸餾水，充分攪拌均勻，用保鮮膜封口橡皮筋扎好密封。45 ℃水浴2 h后轉入90 ℃水浴鍋加熱15 min，流水冷卻后放置于4 ℃冰箱中存儲。實驗測定時，將不同組的樣品切成3 cm×3 cm×3 cm的大小。采用P/5S球形探頭，以1 mm/s的速度穿刺樣品。根據式(4)計算凝膠強度:

(4)

式(4)中，X，凝膠強度，g·cm；Wi，破斷力，g；Li，破斷距離，cm；n，平行樣本數，n=3。

1.3.6魚骨架漿內含成分的測定

1)鈣溶出量測定：采用EDTA螯合法，取不同目數樣品，分別加入10倍體積的去離子水，離心(5 000 r/min，10 min)后取上清液進行測定[15]。

2)膠原蛋白含量測定：采用雙縮脲法進行[16]。

3)游離氨基酸成分的測定：參考劉子放等[17]的方法并修改。采用氨基酸自動分析儀，測試條件為855- 350型色譜柱(4.6 mm×60 mm)，柱溫134 ℃，雙通道紫外檢測波長為440 nm(VIS1)、570 nm(VIS2)，進樣量20 μL，保留時間148 min。

4)鹽溶性蛋白和水溶性蛋白含量的測定：鹽溶性蛋白和水溶性蛋白的測定參考Xu等[18]并略修改。分別取6種樣品各2 g于離心管中，添加10倍體積冰水，用0.01 mol/L NaOH調pH值至8，然后在4 ℃下浸提60 min(不時攪拌)，之后進行離心(10 000 r/min，20 min, 4 ℃)，重復2次，沉淀取出。合并上清液，將上清液pH值調至5，再次離心(10 000 r/min，20 min, 4 ℃)，得到沉淀，將沉淀加水溶解調pH值至7，冷凍干燥，得到水溶性蛋白。將兩次離心得到的沉淀分散于磷酸鹽緩沖液(0.1 mol/L, pH值7.4，含1.1 mol/L NaCl)中，定容至20 mL，磁力攪拌器攪拌均勻，4 ℃浸提18 h(不時攪拌)后，離心(10 000 r/min，20 min，4 ℃)并收集上清液，合并2次上清液為鹽溶性蛋白并定容至20 mL。

蛋白質含量的測定參考雙縮脲法進行[19]，標準品為BSA(牛血清蛋白)，并根據標準曲線y=0.048 4x+0.039 4(R2=0.999 6)計算，x為蛋白質質量濃度(mg/mL)，y為吸光度。

1.3.7魚骨架漿掃描電鏡觀察

參考Zhang等[20]的方法并略修改：魚骨架漿置于冷凍干燥機中干燥，得到魚骨架漿凍干樣品。將樣品放置于電鏡觀察面，斷面朝上，離子濺射儀噴金，使用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察、拍照。

1.3.8魚骨架漿揮發(fā)性鹽基氮的測定

按照GB 5009.228—2016 《食品中揮發(fā)性鹽基氮的測定》中的半微量凱氏定氮法進行測定[21]。

1.4 數據處理

所有分析測試均采用3次平行處理，每項測試設3次獨立重復。采用SPSS 19.0和Origin 9.0進行數據處理和繪圖，應用單因素方差法進行數據統(tǒng)計分析，組間差異采用S- N- K法，顯著性水平P<0.05。

2 結果與分析

2.1 濕法超微粉碎對魚骨架漿粒徑的影響

經過濕法超微粉碎之后，不同粉碎程度的魚骨架漿粒徑差別明顯(見圖1)。大于100目的白蕉鱸魚魚骨架漿粒徑主要分布在50～100 μm，而小于等于100目的白蕉鱸魚魚骨架漿粒徑主要分布在100～300 μm。由粒徑大小并結合生產實際可初步看出，100目以上的魚骨架漿可應用于魚粉、魚丸等產品配料需要微粉化處理的制品中，而100目及以下的魚骨架漿只適合添加到湯料包、醬料等原料顆粒大的產品中。

2.2 感官評價分析

感官指標是描述和判斷食品質量最直觀的指標，根據表1，感官描述為顏色略白、手感較粗糙、氣味略重和魚刺量較少的得分4.0～6.0，這是魚骨架漿作為各種食品配料應該具有的最低分值，低于此分值尤其是具有明顯魚刺的魚骨架漿難以作為配料添加到各類制品之中[22]。白蕉鱸魚魚骨架漿感觀評分見表2。由表2可以看出，粉碎程度在100目以上的魚骨架漿的感官評價得分(包括顏色、手感、氣味和形態(tài)4個方面)均顯著高于100目及以下的樣品。樣品粉碎程度相差越大，綜合評價得分相差也越大；當粉碎程度超過100目時(100～180目、大于180目)，樣品綜合評價得分差異不明顯(P>0.05)。

圖1 不同程度濕法超微粉碎對白蕉鱸魚魚骨架漿 粒徑分布的影響Fig.1 Effect of different degrees of wet superfine grinding on size distribution of skeleton pulp of Lateolabrax japonicus

表2 白蕉鱸魚魚骨架漿感官評價分析Tab.2 Sensory evaluation analysis of skeleton pulp of Lateolabrax japonicus 分

2.3 濕法超微粉碎對魚骨架漿理化性質的影響

2.3.1pH值和紫外吸光度分析

魚骨架經過濕法超微粉碎之后，隨著粉碎程度的增加，魚骨架漿的pH值、紫外吸光度整體呈增加趨勢，見表3。魚骨架漿pH值從7.13增加到7.61，其原因在于超微粉碎使得魚骨架和魚骨髓液中含有的堿性磷酸鹽釋放出來，從而提高了魚骨架漿pH值。紫光分光光度計測定280 nm處的吸光度，是由于蛋白質紫外最大吸收峰在280 nm，因此280 nm處吸光度可以一定程度上反映出蛋白質含量的變化。由于超微粉碎程度不斷加深，魚骨架中的魚骨膠原蛋白被大量釋放出來，因此吸光度呈現(xiàn)增加的趨勢。

2.3.2白度、堆密度和凝膠強度分析

由表3可以看出，隨著粉碎程度的增加，大于40目的樣品白度和堆密度(松密度和緊密度)的值變化不大，而魚骨架漿的凝膠強度則呈先增加后減少的趨勢。其原因在于濕法超微粉碎使得細胞內的鹽溶性蛋白被釋放從而使其凝膠強度增加，之后隨著粉碎程度的不斷加深，粉碎時間不斷延長，機器內部產生大量的熱量，促進魚骨架漿中鹽溶性蛋白的變性從而降低魚骨架漿的整體凝膠強度[23]。但是，大于80目的3個樣品的凝膠強度仍然符合國家水產行業(yè)標準SC/T 3702—2014《冷凍魚糜》中規(guī)定的AA級產品凝膠強度(大于等于300 g·cm)，只是屬于一種次級的凝膠產品；而在40～80目，凝膠性明顯較差，魚糜產品的凝膠強度只屬于A級產品(大于等于200 g·cm)范疇。因此，從凝膠強度來看，單獨以魚骨架漿為原料，很難生產凝膠性能好的魚丸、魚香腸等產品，但可以和其他凝膠性能高的魚糜原料混合使用，開發(fā)富含鈣、磷等礦物質元素的特色魚丸、魚香腸等產品。

表3 不同程度濕法超微粉碎對白蕉鱸魚魚骨架漿理化性質的影響Tab.3 Effect of different degrees of wet superfine grinding on physicochemical properties of skeleton pulp of Lateolabrax japonicus

2.4 濕法超微粉碎對魚骨架漿內含成分的影響

2.4.1鈣溶出量與膠原蛋白含量分析

隨著粉碎程度的增加，魚骨架漿中鈣溶出量和膠原蛋白的含量呈現(xiàn)出逐步增加的趨勢，見表4。其中鈣溶出量的增加可能是因為魚骨中羥基磷灰石中的鈣受到粉碎過程中的碰撞和熱量影響而解離出來。骨膠原蛋白的作用是為了鎖住鈣、鎂、磷等礦物質元素，而隨著魚骨架漿的逐步分解破碎，礦物質元素解離，膠原蛋白也隨之釋放，因而整體上呈現(xiàn)出增加的趨勢。

表4 不同程度濕法超微粉碎對白蕉鱸魚魚骨架漿的鈣溶出量和膠原蛋白含量影響Tab.4 Effect of different degrees of wet superfine grinding on content of calcium dissolution and collagen of skeleton pulp of Lateolabrax japonicus

2.4.2游離氨基酸含量分析

游離氨基酸主要存在于細胞胞間層和細胞質中，隨著魚骨架的粉碎程度增加，魚肉細胞和魚骨細胞的分離度和細胞破碎程度逐漸提高，存在于細胞胞間層和細胞質中的游離氨基酸逐漸釋放到魚骨架漿溶液中(見表5)。從表5可以看出，隨著粉碎程度增加，魚骨架漿中游離酸的種類和含量也不斷增加，種類由11種增加至14種，含量由181.07、265.37、253.05、351.94、455.60 ng/μL，最終增加至462.70 ng/μL。粉碎程度最大(100～180目、大于180目)的白蕉鱸魚魚骨架漿樣品中共檢測出氨基酸14種，其中必需氨基酸5種，非必需氨基酸9種。6種樣品中，牛磺酸含量最高(74.68～171.37 ng/μL)，其次為甘氨酸(30.79～57.62 ng/μL)。此外，經過濕法超微粉碎，鮮味氨基酸也被逐步釋放出來，魚骨架漿中鮮味氨基酸的含量從61.99 ng/μL增長到121.30 ng/μL。

2.4.3鹽溶性蛋白和水溶性蛋白含量分析

隨著濕法超微粉碎程度的增加(從20～40目到80～100目)，鹽溶性蛋白和水溶性蛋白的含量均增加(見圖2)，原因在于隨著濕法超微粉碎程度的逐步增加，魚骨架中的魚肉細胞和魚骨細胞不斷解離和破碎，包含在其中的鹽溶性蛋白和水溶性蛋白不斷釋放至魚骨架漿中。而隨著粉碎程度的加深，機器內部產生的熱量使蛋白質變性[24]，所以在大于100目之后的2種樣品中，均出現(xiàn)鹽溶性蛋白和水溶性蛋白含量下降的趨勢，這與前文中凝膠強度的變化是一致的。另外，觀察6組樣品數據變化的差異程度，粉碎程度大于100目的樣品之間差異不顯著(P>0.05)，小于等于100目的樣品差異顯著(P<0.05)。

表5 不同程度濕法超微粉碎對白蕉鱸魚魚骨架漿中游離氨基酸的影響Tab.5 Effect of different degrees of wet superfine grinding on free amino acid of skeleton pulp of Lateolabrax japonicus ng/μL

不同小寫字母表示同一種蛋白質間的含量差異顯著(P<0.05)。圖2 不同程度濕法超微粉碎對白蕉鱸魚魚骨架漿鹽 溶性和水溶性蛋白的影響Fig.2 Effect of different degrees of wet superfine grinding on salt-soluble and water-soluble protein of skeleton pulp of Lateolabrax japonicus

2.5 濕法超微粉碎對魚骨架漿顯微結構的影響

掃描電子顯微鏡是介于透射電鏡和光學顯微鏡之間的一種微觀樣貌觀察手段，可直接根據樣品表面材料的物質性能進行微觀成像[25]。在SEM下，魚骨片刺著色深、形狀不均一，而魚肌肉纖維和骨膠原纖維細長、著色淺，見圖3。隨著粉碎程度的增加，魚骨架漿樣品中魚刺的含量逐步減少，顆粒逐步規(guī)整。小于等于100目的樣品中可以看到明顯的魚骨片刺，100目以上的魚骨架漿顆粒逐步平整和均一，這與感官分析中的手感評價趨勢變化是一致的。

2.6 濕法超微粉碎對魚骨架漿揮發(fā)性鹽基氮的影響

圖3 不同程度濕法超微粉碎對白蕉鱸魚魚骨架漿微觀結構的影響Fig.3 Effect of different degrees of wet superfine grinding on microstructure observation of skeleton pulp of Lateolabrax japonicus

揮發(fā)性鹽基氮含量表示蛋白質在酶和細菌以及其他物理因素，如高溫的作用下，分解成氨類及胺類堿性含氮物質的多少，是魚制品安全性的一個重要指標[26]。白蕉鱸魚魚骨架經過濕法超微粉碎之后，魚骨架漿中的揮發(fā)性鹽基氮含量呈現(xiàn)出逐步增大的趨勢，見圖4。其原因在于隨著濕法超微粉碎程度的不斷加深，粉碎時間不斷延長，機器內部會產生大量的熱量，這種熱量會促進氨類和含氮物質的產生。粉碎程度最大的樣品中揮發(fā)性鹽基氮含量為17 mg/100 g，仍然符合GB 10136—2015《動物性水產制品》中預制動物性水產制品所要求的魚糜制品標準，即揮發(fā)性鹽基氮含量小于等于30 mg/100 g，因此利用濕法超微粉碎技術生產的魚骨架漿符合我國國家標準，可以作為食品原料或配料添加到相關制品之中。

不同小寫字母表示不同目數之間揮發(fā)性鹽基氮含量差異顯著(P<0.05)。圖4 不同程度濕法超微粉碎對白蕉鱸魚魚骨架漿 揮發(fā)性鹽基氮含量的影響Fig.4 Effect of different degrees of wet superfine grinding on content of volatile salt nitrogen in skeleton pulp of Lateolabrax japonicus

3 結 論

不同程度濕法超微粉碎對白蕉鱸魚的理化性質、內含成分、微觀結構均有較大的影響。隨著粉碎程度的增加，魚骨架漿的pH值、白度、紫外吸光度、堆密度、鈣溶出量等理化指標以及膠原蛋白、游離氨基酸、鹽溶性蛋白和水溶性蛋白等內含成分的含量均呈增加趨勢，魚骨架漿的凝膠強度則呈先增加后減少的變化，80～100 目樣品的變化最為明顯。6種魚骨架漿樣品中揮發(fā)性鹽基氮指標均符合我國國家標準，可以作為食品原料或配料添加到相關制品之中。結合感官評價結果，100目以上的魚骨架漿可作為魚粉、魚丸等產品配料，而100目及以下的魚骨架漿只適合添加到湯料包、醬料等原料顆粒大的產品之中。