黃 卉，熊雅雯,2，李來好，楊賢慶，陳勝軍，魏 涯，吳燕燕，楊少玲

（1.中國水產(chǎn)科學(xué)研究院南海水產(chǎn)研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部水產(chǎn)品加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/國家水產(chǎn)品加工技術(shù)研發(fā)中心，廣東 廣州 510300； 2.廣東海洋大學(xué)食品科技學(xué)院, 廣東 湛江 524088）

中國是水產(chǎn)品生產(chǎn)和加工大國，2019年中國水產(chǎn)品總產(chǎn)量達(dá)6 480.36×104t，其中魚類產(chǎn)量為3 530×104t，占漁業(yè)總產(chǎn)量的54.5%[1]。隨著經(jīng)濟(jì)的迅速增長、水產(chǎn)品加工業(yè)的發(fā)展和人們營養(yǎng)飲食意識的提高，水產(chǎn)品在人們的日常飲食來源中變得越來越重要，其中魚肉因含有豐富的蛋白質(zhì)、多不飽和脂肪酸、維生素、微量元素等營養(yǎng)物質(zhì)而占據(jù)主要地位。熱煮是魚肉熟化的普遍加工方式之一，然而在熱煮過程中魚肉的食用品質(zhì)會發(fā)生明顯變化，它直接決定了產(chǎn)品的質(zhì)量和消費(fèi)者對產(chǎn)品的可接受度，其中質(zhì)構(gòu)改變是魚肉品質(zhì)變化的重要表現(xiàn)。魚肉熱煮時(shí)會發(fā)生收縮失水、硬度增加等現(xiàn)象，導(dǎo)致組織脆弱化、結(jié)構(gòu)松散，食用品質(zhì)下降，從而降低消費(fèi)者對產(chǎn)品的接受度，也限制了部分魚類作為水煮魚、酸菜魚等調(diào)理食品的原料。因此提高魚肉的質(zhì)構(gòu)穩(wěn)定性，控制其在熱煮過程中的品質(zhì)變化，可以提升其加工價(jià)值。目前已有相關(guān)研究表明磷酸鹽、多糖、淀粉和蛋白質(zhì)等物質(zhì)能在一定程度上改善魚肉的熱加工特性。本文綜述了熱煮對魚肉質(zhì)構(gòu)的影響及引起質(zhì)構(gòu)變化的作用機(jī)制，總結(jié)了3種通過不同作用原理提高魚肉耐煮性的方法，旨在為魚肉熱煮過程中的質(zhì)構(gòu)保持技術(shù)提供參考。

1 熱煮對魚肉質(zhì)構(gòu)的影響

魚肉的質(zhì)構(gòu)在熱煮過程中不斷變化。不同種類的魚肉各組分組成和含量不同，熱煮后質(zhì)構(gòu)的變化存在一定差異(表1)?？姾氐萚2]將金槍魚蒸煮處理，發(fā)現(xiàn)當(dāng)魚體溫度達(dá)到65 ℃時(shí)魚肉硬度、彈性、內(nèi)聚性和咀嚼性均上升。徐靖彤等[3]進(jìn)一步研究了加熱溫度對鰹魚質(zhì)構(gòu)的影響，發(fā)現(xiàn)在?10～65 ℃的溫度區(qū)間內(nèi)，隨著蒸煮溫度升高鰹魚肉硬度、咀嚼性和內(nèi)聚性總體呈上升趨勢，彈性略微下降。鳙(Aristichthys nobilis)[4]和草魚 (Ctenopharyngodon idella)[5]肉的硬度和咀嚼性隨熱煮溫度升高呈先升高后下降的變化趨勢，而彈性、內(nèi)聚性和回復(fù)性等變化趨勢不同。羅非魚(Oreochromis mossambicus) 肉[6]和鱸 (Lateolabrax japonicus)[7]經(jīng)過熱煮處理后，硬度、彈性和咀嚼性都有不同程度的下降。此外齊海萍等[8]還發(fā)現(xiàn)隨著水煮時(shí)間延長鯉魚肉硬度、咀嚼性和內(nèi)聚性總體升高，彈性和回復(fù)性基本不變。綜上說明不同品種的魚經(jīng)熱煮處理質(zhì)構(gòu)變化不盡相同，且熱煮條件也影響著魚肉質(zhì)構(gòu)，因此為了得到質(zhì)構(gòu)保持效果更好的魚肉制品，需要嚴(yán)格控制熱煮溫度和時(shí)間。

表1 魚肉熱處理的質(zhì)構(gòu)變化Table 1 Texture changes of fish meat by heat treatment

2 熱煮引起魚肉質(zhì)構(gòu)變化的因素

2.1 肌原纖維蛋白的熱變性

熟魚肉的質(zhì)構(gòu)首先取決于肌原纖維蛋白，肌原纖維蛋白熱變性對魚肉質(zhì)構(gòu)變化具有重要作用[10-11]。魚肉在熱煮過程中，維持蛋白質(zhì)空間構(gòu)象的氫鍵和離子鍵等化學(xué)鍵被破壞，肌原纖維蛋白二級結(jié)構(gòu)展開，分子內(nèi)部的氨基酸疏水殘基暴露到分子表面，導(dǎo)致蛋白質(zhì)表面疏水性增加，溶解性降低。升高到一定溫度時(shí)，肌原纖維蛋白分子內(nèi)或分子間會形成二硫鍵，肌球蛋白分子尾部被破壞，α-螺旋減少，β-折疊和無規(guī)卷曲增加，肌球蛋白頭部發(fā)生不可逆的聚集，從而形成三維交聯(lián)的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[10-14]。

肌原纖維蛋白熱變性程度直接影響了魚肉質(zhì)構(gòu)，如熊舟翼等[10]將團(tuán)頭魴 (Megalobrama amblycephala) 于料汁中小火煮制75 min，其硬度和膠著性最大，因?yàn)榇藭r(shí)肌原纖維蛋白熱變性程度高并進(jìn)一步交聯(lián)，蛋白質(zhì)分子之間的作用力增強(qiáng)；小火煮制45 min時(shí)彈性和內(nèi)聚性最大，因?yàn)橹笾茣r(shí)間短，蛋白質(zhì)熱變性程度較低，肌肉間的結(jié)合力大，魚肉組織破壞程度小。鞠健等[11]發(fā)現(xiàn)將鰱 (Hypophthalmichthys molitrix) 肉加熱到60～80 ℃時(shí)蛋白質(zhì)發(fā)生熱變性導(dǎo)致硬度和咀嚼性增加，剪切力緩慢增加；當(dāng)加熱到90 ℃時(shí)由于肌原纖維蛋白降解，持水力降低，導(dǎo)致魚肉剪切力下降。因此魚肉質(zhì)構(gòu)變化與肌原纖維蛋白熱變性程度緊密相關(guān)，熱變性程度低時(shí)魚肉的質(zhì)構(gòu)及口感保持較好，熱變性程度高時(shí)組織結(jié)構(gòu)過硬導(dǎo)致魚肉易碎，肌原纖維蛋白熱變性是影響魚肉質(zhì)構(gòu)的主要原因。

2.2 肌肉持水性及水分分布

持水力是指肉制品在受到外部壓力或在儲存過程中保持自身水分及外加水分的能力，是表征蛋白質(zhì)與水結(jié)合能力的指標(biāo)[12]。熱煮時(shí)魚肉蛋白質(zhì)發(fā)生變性，表面疏水性增加，破壞了水與蛋白質(zhì)分子之間的結(jié)合作用使水分流失，同時(shí)肌原纖維蛋白收縮使儲存水分的空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變小產(chǎn)生失水[13]，兩者共同作用導(dǎo)致肌肉持水力下降，硬度增加。

魚肉持水性下降還伴隨著肌肉收縮，Blikra等[14]通過模擬鱈魚片加熱過程中的肌肉收縮，證明蒸煮損失量遵循一階平衡動力學(xué)方程，且發(fā)現(xiàn)加熱到60 ℃以上時(shí)魚肉的蒸煮損失率與收縮率線性相關(guān)，因此熱煮時(shí)魚片收縮是導(dǎo)致質(zhì)量下降的主要原因之一。孫瑜嶸等[15]研究發(fā)現(xiàn)隨著蒸煮溫度升高，鯖、鳀、沙丁魚魚肉的蒸煮損失率不斷增加，并通過低場核磁共振技術(shù)檢測了3種魚肉蒸煮后的持水性和水分遷移變化，發(fā)現(xiàn)魚肉持水力下降，同時(shí)肌肉蛋白質(zhì)對水分的束縛力增強(qiáng)，自由度減小，水分遷移不大。綜上說明熱煮導(dǎo)致肌原纖維蛋白熱變性使得蛋白質(zhì)持水性降低，蛋白質(zhì)與剩余水分的結(jié)合程度提高，同時(shí)肌肉收縮，引起質(zhì)構(gòu)變化。

2.3 脂肪含量

魚肉熱煮過程會伴隨著脂肪氧化，主要影響魚肉風(fēng)味和營養(yǎng)狀態(tài)，而對于質(zhì)構(gòu)的影響則有不同的說法，如Johnson等[16]發(fā)現(xiàn)魚肉脂肪含量與魚肉多汁性呈正相關(guān)，與硬度呈負(fù)相關(guān)；胡芬等[17]同樣認(rèn)為高水分含量與脂肪含量會降低魚肉的機(jī)械強(qiáng)度，使質(zhì)地更柔軟；而Keiko等[18]得出了相反結(jié)論，發(fā)現(xiàn)魚肉硬度與脂肪含量呈正相關(guān)。但也有研究認(rèn)為脂肪含量與肌肉質(zhì)構(gòu)無相關(guān)性[19]，可能是因?yàn)椴煌~類脂肪含量差別很大，導(dǎo)致脂肪對魚肉質(zhì)構(gòu)的影響各不相同。因此脂肪含量變化是否影響魚肉質(zhì)構(gòu)還需要進(jìn)一步探討。

2.4 肌肉組分之間的相互作用

魚肉熱煮時(shí)伴隨著蛋白質(zhì)的熱變性、肌纖維收縮和水分含量降低等現(xiàn)象，它們之間會產(chǎn)生相互作用共同影響魚肉質(zhì)構(gòu)。研究表明，當(dāng)加熱溫度達(dá)到50～60 ℃時(shí)，肌纖維開始發(fā)生收縮，汁液大量流失導(dǎo)致硬度升高，這些變化可能是由肌原纖維蛋白熱變性、膠原蛋白收縮、肌動球蛋白脫水縮合的共同作用引起的。60 ℃以后，隨著溫度升高魚肉硬度降低、肉質(zhì)軟化，這是由于膠原蛋白在60 ℃以上會受熱溶解形成凝膠，同時(shí)肌纖維束受到嚴(yán)重破壞，結(jié)構(gòu)斷裂，肌肉形成松散的組織結(jié)構(gòu)[20-21]。肌原纖維蛋白與膠原蛋白受熱后會呈現(xiàn)出完全相反的變化，前者發(fā)生聚集收縮，變得堅(jiān)硬，而后者會溶解為松散的彈性聚合物，因此質(zhì)構(gòu)在加熱過程中的變化取決于哪種蛋白質(zhì)處于主要地位[20]。

3 魚肉熱煮過程中質(zhì)構(gòu)保持技術(shù)研究

由于蛋白質(zhì)和水分含量變化是導(dǎo)致魚肉質(zhì)構(gòu)發(fā)生改變的重要原因，因此從改善肌肉蛋白熱穩(wěn)定性、提高肌肉持水性和提高肌肉凝膠特性3個(gè)主要方面來闡述保持魚肉質(zhì)構(gòu)特性的方法。

3.1 改善蛋白質(zhì)熱穩(wěn)定性

蛋白質(zhì)穩(wěn)定劑通過小分子物質(zhì)和蛋白質(zhì)分子的結(jié)合來提高天然蛋白質(zhì)的熱穩(wěn)定性，防止熱處理后蛋白質(zhì)理化和功能性質(zhì)改變導(dǎo)致的產(chǎn)品劣變。常見的蛋白質(zhì)穩(wěn)定劑主要為有機(jī)滲透劑、氨基酸和表面活性劑等，表2對不同類型的蛋白質(zhì)穩(wěn)定劑進(jìn)行了概括。

表2 常見蛋白質(zhì)穩(wěn)定劑的研究進(jìn)展Table 2 Research progress of common protein stabilizers

3.2 提高肌肉的持水性

魚肉在熱煮過程中持水性降低，使得肉質(zhì)變硬易碎，口感粗糙，從而造成品質(zhì)劣變。通過添加保水劑能夠提高肌肉持水性，改善魚肉的質(zhì)構(gòu)，提高出品率。保水劑包括磷酸鹽和無磷保水劑。

3.2.1 磷酸鹽 磷酸鹽主要通過影響肉的固有pH，隔離肌動球蛋白中存在的金屬離子，解離肌動球蛋白和提高離子強(qiáng)度等來增強(qiáng)肌肉的持水性[32-33]，從而減少魚肉烹飪損失，改善魚肉組織結(jié)構(gòu)和感官品質(zhì)等[32]。常見磷酸鹽類型及其溶解度見表3。

表3 常用磷酸鹽類型及溶解度Table 3 Common phosphate types and solubility

研究證明磷酸鹽可與NaCl發(fā)生協(xié)同作用導(dǎo)致肌球蛋白增溶，增強(qiáng)肌肉凝膠結(jié)構(gòu)，提高持水力并減少蒸煮損失[33]，如李振鐸等[34]發(fā)現(xiàn)添加3%多聚磷酸鈉和0.5%NaCl能使鱈魚和鰈魚魚片持水性較好且產(chǎn)品安全無害。磷酸鹽還能與其他保水劑進(jìn)行復(fù)配以減少其添加量，張聰[35]以1.0%焦磷酸鈉和0.7%黃原膠復(fù)配作為羅非魚片的保水劑并采用低聲強(qiáng)超聲輔助浸漬，羅非魚片的保水性明顯提高。

3.2.2 無磷保水劑 無磷保水劑因其安全高效的優(yōu)點(diǎn)而成為磷酸鹽的替代物，主要包括糖、糖醇和無機(jī)鹽等。糖及糖醇含有的羥基能夠與蛋白質(zhì)基團(tuán)結(jié)合，使蛋白質(zhì)分子處于飽和狀態(tài)，防止蛋白質(zhì)聚集變性發(fā)生失水，此外糖類中的游離羥基還能與肌肉組織中的水結(jié)合從而提高持水性[36]。無機(jī)鹽則通過螯合金屬離子提高pH、增加肌肉離子強(qiáng)度等方面提高肌肉持水性[37]。

無磷保水劑可以通過復(fù)配互補(bǔ)作用增強(qiáng)保水效果，且復(fù)合無磷保水劑對肉制品的保水能力大于復(fù)合磷酸鹽，于淑池和周海英[38]發(fā)現(xiàn)當(dāng)復(fù)合無磷保水劑的配方為0.4%海藻糖、1.0%檸檬酸鈉、2.0%碳酸氫鉀和0.6%谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶 (TG酶) 時(shí)能夠最好地提高卵形鯧鲹 (Trachinotus ovatus)魚片的保水性。古霞[39]對南方大口鲇 (Silurus meridionalis) 保水性進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)最佳復(fù)合無磷保水劑配方為蔗糖酯0.6%、山梨糖醇1.5%、魔芋葡甘露聚糖2.4%。張晨芳和鐘秋平[40]認(rèn)為羅非魚片經(jīng)0.6%乳酸鈉、2.5%檸檬酸鈉、2.0%碳酸氫鈉和0.6%TG酶混合處理時(shí)水分保持較好。

3.3 提高肌肉的凝膠特性

肌原纖維蛋白的凝膠特性在魚肉熱煮過程中起到穩(wěn)定魚肉組織結(jié)構(gòu)的作用。淀粉、非肌肉蛋白質(zhì)、TG酶與肌原纖維蛋白相互作用所形成的混合凝膠體系能顯著提高魚肉的凝膠特性。

3.3.1 淀粉 淀粉包括天然淀粉和變性淀粉，當(dāng)添加到魚肉中時(shí)，在熱煮條件下其高吸水率和溶脹能力可以使其填充到肌原纖維蛋白凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，改善魚肉產(chǎn)品的凝膠特性，提高肉塊間的黏結(jié)性，填充孔洞，使產(chǎn)品不易松散成塊，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)[41]。

有研究顯示，添加淀粉不會對肌肉蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，如Yang等[42]將淀粉添加到罐裝午餐魚肉中不但能提高肌原纖維蛋白的凝膠強(qiáng)度，且不影響肌原纖維蛋白的分子結(jié)構(gòu)。Li等[43]研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)過濕法研磨后的木薯淀粉添加到肌原纖維蛋白凝膠網(wǎng)絡(luò)中會對外圍凝膠網(wǎng)絡(luò)起到填充作用，能夠與肌原纖維蛋白產(chǎn)生具有更好質(zhì)地的復(fù)合凝膠。變性淀粉比天然淀粉具有更高的穩(wěn)定性。吳香等[44]分別添加8%玉米乙?；矸哿姿狨?、木薯乙酰化雙淀粉己二酸酯淀粉和木薯醋酸酯變性淀粉，發(fā)現(xiàn)肌原纖維蛋白凝膠強(qiáng)度均明顯增強(qiáng)，其中木薯乙?；p淀粉己二酸酯淀粉的效果最好。Fan等[41]對木薯變性淀粉進(jìn)一步研究，認(rèn)為低交聯(lián)/乙?；臼淼矸郾雀呓宦?lián)/乙?；臼淼矸劬哂懈玫奶岣呒≡w維蛋白凝膠特性的能力。

3.3.2 蛋白質(zhì) 蛋白質(zhì)添加劑通常用于改善魚肉質(zhì)構(gòu)和營養(yǎng)價(jià)值。魚肉在50～60 ℃的加工溫度下會由于內(nèi)源性熱活化蛋白酶誘導(dǎo)肌原纖維蛋白分解而發(fā)生凝膠劣變，非肌肉蛋白可以作為蛋白酶抑制劑有效抑制熱活化蛋白酶的活性，且自身具有膠凝作用，使熱處理的魚肉凝膠具有相等或更好的質(zhì)構(gòu)特性[45-46]。

Borderías等[45]研究發(fā)現(xiàn)向肌原纖維蛋白中添加8%和10%豌豆分離蛋白可產(chǎn)生良好耦合的混合凝膠網(wǎng)絡(luò)，改善混合蛋白網(wǎng)絡(luò)的凝膠持久性。杜洪振等[46]證明經(jīng)過預(yù)熱處理的大豆分離蛋白能夠顯著提高鯉肌原纖維蛋白的凝膠特性。此外李艷青等[47]也對大豆分離蛋白進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)添加量小于20%的氧化大豆分離蛋白會使肌原纖維蛋白凝膠彈性增加，減弱對肌原纖維蛋白功能性的破壞。Duangmal等[54]認(rèn)為牛血漿蛋白在一定濃度下也可以改善紅羅非魚魚肉凝膠的質(zhì)地特性。

3.3.3 谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶 TG酶是肉制品中用于增強(qiáng)蛋白質(zhì)分子間共價(jià)鍵的常用制劑之一[48]。在肉制品加工過程中，可通過交聯(lián)和脫酰胺作用在谷氨酰胺和肉蛋白的賴氨酸之間形成G-L鍵來增強(qiáng)肌肉蛋白的凝膠強(qiáng)度[49]，從而改善產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)，且少量的TG酶就能顯示出很強(qiáng)的附著力。

Yang等[50]研究表明添加TG酶后南極魚 (Patagonotothen ramsayi) 魚肉的凝膠形成能力得到顯著提高，且TG酶能夠通過溫度和時(shí)間的協(xié)同作用改善魚肉的凝膠特性。研究發(fā)現(xiàn)TG酶也能與其他物質(zhì)進(jìn)行復(fù)配增強(qiáng)肌肉凝膠強(qiáng)度，如鄧思楊等[51]將TG酶與馬鈴薯淀粉復(fù)配，發(fā)現(xiàn)在70 ℃的條件下當(dāng)TG酶和馬鈴薯淀粉的添加量為0.5%和4%時(shí)，其保水性最大，凝膠效果最好。外源添加物如酪蛋白酸鈉作為TG酶的最佳底物，與TG酶結(jié)合也會增強(qiáng)肌肉蛋白的凝膠特性[52]。

4 展望

熱煮是魚肉熱加工的一種重要方式，然而在熱煮過程中魚肉的質(zhì)構(gòu)品質(zhì)會發(fā)生明顯劣變，不僅降低了產(chǎn)品出品率，增加了生產(chǎn)成本，還會直接影響消費(fèi)者對產(chǎn)品的接受程度，造成資源浪費(fèi)。因此控制魚肉在熱煮時(shí)的品質(zhì)變化，獲得食用品質(zhì)理想且經(jīng)濟(jì)價(jià)值高的魚肉產(chǎn)品是目前魚類加工市場急需解決的問題。深入探討魚肉質(zhì)構(gòu)在熱煮過程中的變化機(jī)制，并在此基礎(chǔ)上有針對性地對魚肉熱煮預(yù)處理加工條件進(jìn)行優(yōu)化，提高魚肉耐煮性，是生產(chǎn)理想食用品質(zhì)魚類產(chǎn)品的前提。

目前國內(nèi)外有關(guān)提高魚肉耐煮性的研究尚不充分，且魚肉的耐煮性與魚肉蛋白質(zhì)各方面特性有關(guān)，不同魚類品種，其蛋白質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)也不盡相同，因此需要采取最合適的預(yù)處理方法。隨著食品高新技術(shù)的快速發(fā)展，各種新型技術(shù)被逐漸應(yīng)用于肉制品生產(chǎn)加工中，因此可以考慮將新型食品加工技術(shù)與傳統(tǒng)熱煮處理相結(jié)合，或與預(yù)處理加工條件相結(jié)合，以得到質(zhì)構(gòu)保持效果更好的魚肉制品，為魚肉熱煮處理時(shí)的品質(zhì)調(diào)控提供實(shí)驗(yàn)思路。