熊雅雯，黃卉，李來(lái)好，楊賢慶，陳勝軍，郝淑賢，吳燕燕，魏涯

1(中國(guó)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(guó)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)

羅非魚(yú)含有豐富的必需氨基酸以及多種多不飽和脂肪酸，其肉質(zhì)鮮美，是一種高蛋白、低脂肪的經(jīng)濟(jì)魚(yú)類(lèi)[1]。我國(guó)是羅非魚(yú)養(yǎng)殖生產(chǎn)大國(guó)，2020年中國(guó)羅非魚(yú)養(yǎng)殖產(chǎn)量為165.54萬(wàn)t，占淡水魚(yú)類(lèi)總產(chǎn)量的6.40%[2]，具有很大的發(fā)展前景。一直以來(lái)我國(guó)羅非魚(yú)加工產(chǎn)品主要以冷凍形式進(jìn)行出口銷(xiāo)售，為了提高冷凍羅非魚(yú)的品質(zhì)及出品率，大多數(shù)研究都集中在保鮮[3-4]、護(hù)色技術(shù)[5-6]以及貯藏品質(zhì)變化[7-8]等方面，關(guān)于冷凍羅非魚(yú)片在熱加工過(guò)程中品質(zhì)變化控制方面的研究尚不多見(jiàn)。近2年隨著方便菜肴的興起，酸菜魚(yú)片、水煮魚(yú)片等預(yù)制冷凍調(diào)理食品迅速發(fā)展，且為了方便食用采用的都是薄而小的魚(yú)片，而羅非魚(yú)片經(jīng)過(guò)高溫煮制會(huì)發(fā)生組織脆弱化，結(jié)構(gòu)松散，食用品質(zhì)下降等問(wèn)題，降低消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品的接受度。因此研究控制冷凍羅非魚(yú)片在水煮過(guò)程中的品質(zhì)變化，提高其質(zhì)構(gòu)熱穩(wěn)定性，能夠提升羅非魚(yú)的加工價(jià)值。

通常在肉類(lèi)中加入功能性物質(zhì)會(huì)有助于改變?nèi)忸?lèi)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)和感官特性[9]，而實(shí)驗(yàn)證明添加物質(zhì)復(fù)配會(huì)產(chǎn)生復(fù)配增效作用，不僅可以降低使用量，還能進(jìn)一步改善肉制品品質(zhì)[10-11]。魚(yú)片在煮制時(shí)發(fā)生的質(zhì)構(gòu)變化主要與肌原纖維蛋白熱變性、水分含量變化以及肌肉組分間的相互作用等有關(guān)[12]，其中水分含量和持水性將直接影響?hù)~(yú)片的組織狀態(tài)及質(zhì)構(gòu)等品質(zhì)[13]。目前已有相關(guān)方面的研究，如采用磷酸鹽、多糖、蛋白質(zhì)以及鹽類(lèi)等物質(zhì)進(jìn)行復(fù)配處理來(lái)提高冷凍羅非魚(yú)片的持水性及組織結(jié)構(gòu)特性[10-11,14]，但關(guān)于提高冷凍羅非魚(yú)片煮制時(shí)質(zhì)構(gòu)穩(wěn)定性的研究還鮮有報(bào)道。

NaHCO3曾被用作磷酸鹽的替代品，因其溶解肌原纖維蛋白和增強(qiáng)靜電排斥的能力常用于肉制品中起到提高肉制品整體適口性，減少蒸煮損失，有效改善肉制品質(zhì)構(gòu)特性的作用[15]。魔芋葡甘露聚糖是一種高分子質(zhì)量水溶性非離子多糖，在堿性及加熱條件下會(huì)形成熱不可逆凝膠[16]，且因其良好的吸水性、凝膠形成能力、穩(wěn)定性、增稠性和成膜性被廣泛用于肉制品中，以提高保水能力和質(zhì)地特性[17]。大豆分離蛋白是肉制品中廣泛使用的非肉蛋白，具有良好的乳化和凝膠特性，可以提高肉制品的持水能力和質(zhì)構(gòu)品質(zhì)[18]。木薯淀粉是肉制品中最常用的添加劑之一，其擁有較高的支鏈淀粉含量，受熱糊化膨脹會(huì)形成黏性膠體，研究表明在肉制品中加入木薯淀粉會(huì)改變其物理特性、質(zhì)構(gòu)和風(fēng)味特性[19]。因此本文研究了碳酸氫鈉、魔芋葡甘露聚糖、大豆分離蛋白和木薯淀粉4種不同種類(lèi)及作用類(lèi)型的添加劑對(duì)冷凍羅非魚(yú)片持水性及煮制質(zhì)構(gòu)品質(zhì)的影響，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步優(yōu)化冷凍水煮羅非魚(yú)片質(zhì)構(gòu)穩(wěn)定性配方，旨在開(kāi)發(fā)出一種能夠有效提高冷凍羅非魚(yú)片耐煮性的最佳配方，為羅非魚(yú)熱加工食用品品質(zhì)控制方面提供一定的理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮羅非魚(yú)購(gòu)于廣州市華潤(rùn)萬(wàn)家超市，質(zhì)量為(550±50) g/條。

食品級(jí)耐高溫蒸煮袋，青島綠生生物科技有限公司。NaHCO3(食品級(jí))，南京甘汁園糖業(yè)有限公司；魔芋葡甘露聚糖(食品級(jí))、大豆分離蛋白(食品級(jí))，聚融時(shí)代(固安)生物科技有限公司；木薯淀粉(食品級(jí))，深圳市太港食品有限公司；其他常規(guī)試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

BS 224S電子天平，德國(guó)賽多利斯公司；DW-86L626 超低溫冰箱，青島海爾特種電器有限公司；SRF-NC1281 N 三洋四門(mén)冰柜，大連三洋制冷有限公司；HWS24 型電熱恒溫水浴鍋，上海一恒科學(xué)儀器有限公司；QTS-25 質(zhì)構(gòu)儀，英國(guó) CNS FARNEL 有限公司；Phenom Pharos飛納臺(tái)式場(chǎng)發(fā)射電鏡，荷蘭賽默飛世爾科技有限公司。

1.3 樣品預(yù)處理

將新鮮羅非魚(yú)敲頭致暈后取背部肌肉，清洗干凈，切成大小均勻的魚(yú)片(5 cm×3 cm×0.5 cm)，吸干表面水分準(zhǔn)確稱(chēng)重后放入食品用碗中備用。按照料液比1∶3(g∶mL)加入配制好的不同濃度浸泡液，浸泡1 h，每隔15 min緩慢翻動(dòng)1次，浸泡時(shí)始終保持4 ℃，去離子水處理組作為對(duì)照。浸泡完畢將魚(yú)片撈出瀝干，平整的放入自封袋中進(jìn)行編號(hào)，排出袋內(nèi)空氣，密封后置于-80 ℃超低溫冰箱中速凍5 h，然后再轉(zhuǎn)移到-20 ℃冰箱凍藏10 d。

1.4 單因素試驗(yàn)

1.4.1 NaHCO3添加量對(duì)冷凍羅非魚(yú)片煮制品質(zhì)的影響

在質(zhì)量濃度為4 g/L魔芋膠、40 g/L大豆分離蛋白、30 g/L木薯淀粉的條件下，分別添加5、10、15、20、25 g/L的碳酸氫鈉配制成不同濃度浸泡液，浸泡處理凍藏10 d后在90 ℃下煮制6 min，研究其對(duì)凍羅非魚(yú)片持水性及煮制質(zhì)構(gòu)品質(zhì)的影響。

1.4.2 魔芋葡甘露聚糖添加量對(duì)冷凍羅非魚(yú)片煮制品質(zhì)的影響

在15 g/L NaHCO3、40 g/L大豆分離蛋白、30 g/L木薯淀粉的條件下，分別添加1、2、4、6和8 g/L魔芋葡甘露聚糖配制成不同濃度浸泡液，浸泡處理凍藏10 d后在90 ℃下煮制6 min，研究其對(duì)凍羅非魚(yú)片持水性及煮制質(zhì)構(gòu)品質(zhì)的影響。

1.4.3 大豆分離蛋白添加量對(duì)冷凍羅非魚(yú)片煮制品質(zhì)的影響

在15 g/L NaHCO3、4 g/L魔芋膠、30 g/L木薯淀粉的條件下，分別添加10、20、30、40和50 g/L的大豆分離蛋白配制成不同濃度浸泡液，浸泡處理凍藏10 d后在90 ℃下煮制6 min，研究其對(duì)冷凍羅非魚(yú)片持水性及煮制質(zhì)構(gòu)品質(zhì)的影響。

1.4.4 木薯淀粉添加量對(duì)冷凍羅非魚(yú)片煮制品質(zhì)的影響

在15 g/L NaHCO3、4 g/L魔芋膠、40 g/L大豆分離蛋白的條件下，分別添加10、20、30、40和50 g/L木薯淀粉配制成不同濃度浸泡液，浸泡處理凍藏10 d后在90 ℃下煮制6 min，研究其對(duì)冷凍羅非魚(yú)片持水性及煮制質(zhì)構(gòu)品質(zhì)的影響。

1.5 響應(yīng)面法優(yōu)化提高冷凍羅非魚(yú)片質(zhì)構(gòu)熱穩(wěn)定性工藝配方

綜合單因素試驗(yàn)結(jié)果，根據(jù)Box-Behnken中心設(shè)計(jì)原理，以NaHCO3、魔芋葡甘露聚糖、大豆分離蛋白、木薯淀粉添加量為自變量，采用綜合加權(quán)平均法計(jì)算得到的質(zhì)構(gòu)及蒸煮損失率的綜合得分作為響應(yīng)值設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，研究各自變量及其交互作用對(duì)冷凍羅非魚(yú)片煮制品質(zhì)的影響，進(jìn)一步優(yōu)化提高冷凍羅非魚(yú)片質(zhì)構(gòu)穩(wěn)定性的工藝參數(shù)。利用Design Expert 12.0對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行回歸擬合及方差分析，實(shí)驗(yàn)因素水平如表1所示。

表1 響應(yīng)面試驗(yàn)因素及水平 單位：g/L

1.6 解凍損失率的測(cè)定

將凍藏10 d的羅非魚(yú)片連同自封袋于室溫自然解凍3 h，瀝干擦去表面溶液后準(zhǔn)確稱(chēng)重，按公式(1)計(jì)算魚(yú)片的解凍損失率。

(1)

1.7 蒸煮損失率的測(cè)定

將解凍后的魚(yú)肉分別放入編好號(hào)的蒸煮袋中，置于90 ℃的恒溫水浴鍋中煮制6 min后取出，瀝干吸去表面水分，冷卻至室溫后稱(chēng)重，按公式(2)計(jì)算魚(yú)片的蒸煮損失率。

(2)

1.8 質(zhì)構(gòu)的測(cè)定

參考相悅等[20]的方法并略作改動(dòng)。將樣品放至室溫，使用QTS-25 型質(zhì)構(gòu)儀并選擇TA44平底圓柱形探頭對(duì)不同處理?xiàng)l件下的冷凍羅非魚(yú)片進(jìn)行測(cè)定，每組魚(yú)片沿對(duì)角線(xiàn)取6個(gè)點(diǎn)測(cè)定取平均值，平行測(cè)定3次。測(cè)試模式為質(zhì)地多面剖析(texture profile analysis，TPA)模式，測(cè)試速度為1.0 mm/s，循環(huán)次數(shù)為2次，觸發(fā)點(diǎn)負(fù)載為5.0 g，下壓距離5.0 mm。

1.9 綜合評(píng)分方法

質(zhì)構(gòu)是體現(xiàn)魚(yú)肉口感品質(zhì)的指標(biāo)，而其中硬度和彈性又是質(zhì)構(gòu)指標(biāo)中最重要最具有代表性的指標(biāo)，因此選取硬度和彈性計(jì)算質(zhì)構(gòu)綜合得分，硬度和彈性參數(shù)值越高，說(shuō)明魚(yú)肉的質(zhì)構(gòu)品質(zhì)越好[21]。蒸煮損失率是體現(xiàn)魚(yú)肉持水性的重要指標(biāo)，其值越小說(shuō)明魚(yú)肉的持水性越好。本實(shí)驗(yàn)中響應(yīng)面考察指標(biāo)多于1，為了客觀(guān)反映各因素之間的相互關(guān)系以及各因素水平對(duì)冷凍羅非魚(yú)片煮制質(zhì)構(gòu)穩(wěn)定性的影響，因此采用多指標(biāo)綜合加權(quán)評(píng)分法。魚(yú)片蒸煮損失率、質(zhì)構(gòu)測(cè)定所得硬度和彈性對(duì)煮制冷凍羅非魚(yú)片品質(zhì)的評(píng)定同樣重要，因此蒸煮損失率和質(zhì)構(gòu)加權(quán)系數(shù)均定為10，其中硬度和彈性分別定為5，總分以20分計(jì)算。加權(quán)評(píng)分計(jì)算方法如公式(3)(4)(5)所示[22-23]：

(3)

(4)

Y=10×Y1+10×Y2

(5)

式中：Y,綜合加權(quán)評(píng)分；Y1，質(zhì)構(gòu)綜合得分；Y2,蒸煮損失率得分；X,該指標(biāo)響應(yīng)面測(cè)試值；X0,該指標(biāo)響應(yīng)面測(cè)試最小值；X1,該指標(biāo)響應(yīng)面測(cè)試最大值。

1.10 不同處理?xiàng)l件煮制冷凍羅非魚(yú)片組織形態(tài)變化

參照劉芳芳等[24]的方法并稍作修改，將魚(yú)片切成5 mm×5 mm×2 mm的薄片，用蒸餾水沖洗10 min，立即放入體積分?jǐn)?shù)2%戊二醛固定液內(nèi)，在4 ℃固定過(guò)夜。用0.1 mol/L的PBS沖洗10 min，隨后分別用體積分?jǐn)?shù)30%、50%、70%、90%、100%酒精在4 ℃下浸泡10 min進(jìn)行梯度脫水，然后將魚(yú)片放入真空冷凍干燥機(jī)內(nèi)干燥24 h，最后對(duì)魚(yú)片進(jìn)行噴金60 s，使用掃描電鏡對(duì)不同處理?xiàng)l件下的魚(yú)片肌纖維形態(tài)進(jìn)行觀(guān)察，放大倍數(shù)為200。

1.11 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 22、Excel軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、作圖及顯著性分析，顯著性水平設(shè)為0.05。采用Design Expert 12.0軟件對(duì)響應(yīng)面數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 NaHCO3質(zhì)量濃度對(duì)冷凍羅非魚(yú)片煮制品質(zhì)的影響

由圖1可知，隨著NaHCO3添加量的升高，冷凍羅非魚(yú)片的解凍損失率和蒸煮損失率顯著下降(P<0.05)，但NaHCO3>10 g/L時(shí)解凍損失率和蒸煮損失率的下降趨勢(shì)都趨于平緩，且隨著添加量的升高變化無(wú)顯著性差異(P>0.05)。

圖1 NaHCO3質(zhì)量濃度對(duì)冷凍羅非魚(yú)片解凍損失率和蒸煮損失率的影響Fig.1 Effect of NaHCO3 addition on the thawing loss rate and cooking loss rate of frozen tilapia fillets注：不同小寫(xiě)字母代表差異顯著(P<0.05)(下同)

當(dāng)NaHCO320 g/L時(shí)解凍損失率和蒸煮損失率都達(dá)到最低，分別為-3.02%和0.79%，與對(duì)照相比具有顯著差異(P<0.05)。經(jīng)處理的魚(yú)片解凍損失率都呈現(xiàn)負(fù)值，表示經(jīng)添加劑處理后的冷凍羅非魚(yú)片解凍后其質(zhì)量仍然比魚(yú)片原質(zhì)量要大，浸泡增加質(zhì)量在魚(yú)片解凍過(guò)程中未完全損失，說(shuō)明添加劑在一定程度上對(duì)魚(yú)片起到抗凍保水作用[25]。從表2可知，魚(yú)片硬度和膠著性隨NaHCO3質(zhì)量濃度升高呈現(xiàn)先降后升的趨勢(shì)，在5 g/L時(shí)硬度和膠著性都略低于對(duì)照組，但無(wú)明顯差異(P>0.05)，在15 g/L以后與對(duì)照差異顯著(P<0.05)且逐漸升高，在25 g/L時(shí)硬度和膠著性達(dá)到最大。而魚(yú)片內(nèi)聚性、彈性和咀嚼性都隨NaHCO3質(zhì)量濃度的升高而不斷增大，整體來(lái)看15～25 g/L時(shí)質(zhì)構(gòu)特性較好，這與張晨芳等[10]研究復(fù)合無(wú)磷保水劑對(duì)冷凍羅非魚(yú)片保水效果相似。NaHCO3溶液呈弱堿性，它能夠提高魚(yú)肉pH，偏離肉蛋白等電點(diǎn)，增大肽鏈和肌原纖維蛋白間的靜電斥力使肌原纖維間的距離增加，導(dǎo)致蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)溶脹，使魚(yú)肉在冷凍及煮制時(shí)能夠留住更多水分[26]。肌原纖維間的距離增加也有利于其他添加物質(zhì)的滲入，這些物質(zhì)充斥在肌肉纖維中，在凍藏和煮制過(guò)程中起到保護(hù)魚(yú)肉組織結(jié)構(gòu)和吸收固定水分的作用，因此能夠提高魚(yú)肉持水性，改善煮制冷凍羅非魚(yú)片的質(zhì)構(gòu)特性。

表2 NaHCO3質(zhì)量濃度對(duì)冷凍羅非魚(yú)片煮制后質(zhì)構(gòu)的影響Table 2 Effect of NaHCO3 addition on the texture of frozen tilapia fillets after cooking

2.2 魔芋葡甘露聚糖質(zhì)量濃度對(duì)冷凍羅非魚(yú)片煮制品質(zhì)的影響

由圖2可知，隨著魔芋葡甘露聚糖質(zhì)量濃度升高，冷凍羅非魚(yú)片解凍損失率和蒸煮損失率都呈波動(dòng)下降趨勢(shì)，與對(duì)照相比顯著降低(P<0.05)，質(zhì)量濃度8 g/L時(shí)解凍損失率和蒸煮損失率都達(dá)到最低，分別為-2.64%和3.57%，但由于此時(shí)浸泡液過(guò)于濃稠，不利于添加物的滲入，因此考慮將質(zhì)量濃度控制在8 g/L以下。由表3可看出，魚(yú)片內(nèi)聚性、彈性、膠著性和咀嚼性隨魔芋葡甘露聚糖質(zhì)量濃度升高整體呈先上升后下降的趨勢(shì)，但變化不明顯(P>0.05)，4 g/L時(shí)硬度達(dá)到最大。XIONG等[27]證實(shí)魔芋葡甘露聚糖可以用作冷凍保護(hù)劑，抑制魚(yú)肉凍藏期間蛋白質(zhì)冷凍變性。因此本實(shí)驗(yàn)中魔芋葡甘露聚糖能夠?qū)隽_非魚(yú)片起到一定的抗凍效果，提高其凍藏期間的持水性及質(zhì)構(gòu)品質(zhì)。且魔芋葡甘露聚糖溶于水中具有很強(qiáng)的黏附性，能夠在魚(yú)片表面形成一層薄膜抑制魚(yú)肉中水分子的移動(dòng)，從而起到降低魚(yú)肉解凍及煮制過(guò)程中汁液流失的作用。且在堿性條件下魔芋葡苷聚糖會(huì)發(fā)生脫乙?；饔茫纬蔁岱€(wěn)定凝膠，因此可以在煮制時(shí)保護(hù)魚(yú)肉組織結(jié)構(gòu)不被破壞。當(dāng)堿處理至pH>11時(shí)，會(huì)發(fā)生羥基電離，溶化作用增強(qiáng)，使魔芋葡甘露聚糖溶解性增大[28]，但堿味過(guò)重不利于魚(yú)肉風(fēng)味形成。

圖2 魔芋葡甘露聚糖添加量對(duì)凍羅非魚(yú)片解凍損失率和蒸煮損失率的影響Fig.2 Effect of konjac glucomannan addition on thawing loss rate and cooking loss rate of frozen tilapia fillets

表3 魔芋葡甘露聚糖質(zhì)量濃度對(duì)凍羅非魚(yú)片煮制后質(zhì)構(gòu)的影響Table 3 Effect of konjac glucomannan addition on the texture of frozen tilapia fillets after cooking

2.3 大豆分離蛋白質(zhì)量濃度對(duì)冷凍羅非魚(yú)片煮制品質(zhì)的影響

由圖3可知，隨著大豆分離蛋白質(zhì)量濃度的增加，冷凍羅非魚(yú)片的解凍損失率和蒸煮損失率整體呈下降趨勢(shì)，當(dāng)質(zhì)量濃度為40 g/L時(shí)解凍損失率和蒸煮損失率達(dá)到最低分別為-4.16%和3.32%。

圖3 大豆分離蛋白質(zhì)量濃度對(duì)凍羅非魚(yú)片解凍損失率和蒸煮損失率的影響Fig.3 Effect of soy protein isolate addition on thawing loss rate and cooking loss rate of frozen tilapia fillets

表4顯示魚(yú)片硬度、內(nèi)聚性、彈性、膠著性和咀嚼性隨大豆分離蛋白添加量增加整體呈上升趨勢(shì)，其中內(nèi)聚性和膠著性變化不明顯(P>0.05)，硬度、彈性和咀嚼性從質(zhì)量濃度20 g/L開(kāi)始與對(duì)照具有顯著差異(P<0.05)，總體來(lái)看在質(zhì)量濃度30～50 g/L時(shí)魚(yú)片持水性及質(zhì)構(gòu)特性較好。大豆分離蛋白具有較強(qiáng)的吸水性和極性，將其添加在冷凍肉制品中可以抑制肌肉中水分遷移，使較大冰晶的形成受阻，因此在一定程度上可以提高冷凍食品持水性和改善其質(zhì)構(gòu)品質(zhì)[29]。大豆分離蛋白溶于水中會(huì)形成膠體溶液，受熱后會(huì)發(fā)生交聯(lián)形成具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子凝膠[30]，魚(yú)片經(jīng)浸泡后可在表面形成一層薄膜，煮制后其原來(lái)的液態(tài)溶膠體系會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)凝膠結(jié)構(gòu)，因此能夠抑制魚(yú)肉中水分的自由遷移，防止肉汁分離[31-32]，且大豆分離蛋白的主要成分7S伴球蛋白與11S球蛋白中的許多極性基團(tuán)能與水分子發(fā)生水化反應(yīng)，因此能夠降低魚(yú)肉蒸煮損失率，改善魚(yú)肉質(zhì)構(gòu)[33]。

表4 大豆分離蛋白質(zhì)量濃度對(duì)凍羅非魚(yú)片熱煮后質(zhì)構(gòu)的影響Table 4 Effect of soy protein isolate addition on the texture of frozen tilapia fillets after boiling

2.4 木薯淀粉質(zhì)量濃度對(duì)冷凍羅非魚(yú)片煮制品質(zhì)的影響

由圖4可知，隨木薯淀粉質(zhì)量濃度升高，冷凍羅非魚(yú)片解凍損失率和蒸煮損失率的變化不穩(wěn)定，但都與對(duì)照差異顯著(P<0.05)，木薯淀粉30 g/L 時(shí)解凍損失率和蒸煮損失率分別為-2.46%和3.73%。

圖4 木薯淀粉質(zhì)量濃度對(duì)凍羅非魚(yú)片解凍損失率和蒸煮損失率的影響Fig.4 Effect of tapioca starch addition on the thawing loss rate and cooking loss rate of frozen tilapia fillets

表5顯示隨木薯淀粉質(zhì)量濃度升高，魚(yú)片硬度、彈性、膠著性和咀嚼性呈上升趨勢(shì)，內(nèi)聚性在10～40 g/L變化不明顯(P>0.05)，當(dāng)質(zhì)量濃度達(dá)到30 g/L后質(zhì)構(gòu)特性較好。淀粉的水結(jié)合能力，以及其提高冷藏和冷凍儲(chǔ)存穩(wěn)定性的能力，使得其具有一定的抗凍作用[34]。木薯淀粉含有較高的支鏈淀粉，受熱后能夠產(chǎn)生更強(qiáng)的黏性因此可以作為黏合劑減少魚(yú)肉組織結(jié)構(gòu)的破損[35]。其形成的懸濁液覆蓋在魚(yú)片表面，在加熱過(guò)程中淀粉顆粒吸水、膨脹、糊化，當(dāng)?shù)矸酆瘯r(shí)，肌肉內(nèi)各種蛋白均己變性并逐漸形成了網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，此時(shí)淀粉糊化形成的膠體固定在結(jié)構(gòu)間隙中，能鎖住肌肉內(nèi)外更多的水分，因此提高了魚(yú)片持水性和黏著性，降低了蒸煮損失，同時(shí)一定程度保護(hù)了魚(yú)肉組織結(jié)構(gòu)在熱加工過(guò)程中不被破壞[36]。

2.5 響應(yīng)面優(yōu)化提高煮制冷凍羅非魚(yú)片質(zhì)構(gòu)穩(wěn)定性工藝參數(shù)

2.5.1 響應(yīng)面法實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

根據(jù) Box-Behnken中心設(shè)計(jì)原理，基于單因素試驗(yàn)，選擇NaHCO3添加量(A)、魔芋葡甘露聚糖添加量(B)、大豆分離蛋白添加量(C)、木薯淀粉添加量(D)為自變量，采用綜合加權(quán)平均法計(jì)算得到的質(zhì)構(gòu)及蒸煮損失率的綜合得分作為響應(yīng)值(Y)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與結(jié)果見(jiàn)表6。

表5 木薯淀粉添加量對(duì)凍羅非魚(yú)片煮制后質(zhì)構(gòu)的影響Table 5 Effect of tapioca starch addition on the texture of frozen tilapia fillets after heating

表6 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Table 6 Response surface experimental design and results

2.5.2 響應(yīng)面模型建立及方差分析

采用Design Expert 12.0軟件對(duì)響應(yīng)面法優(yōu)化實(shí)驗(yàn)得到的綜合得分進(jìn)行回歸擬合及方差分析，所得二次回歸擬合方程為：

Y=18.08+1.1A+0.681 5B+0.789 7C+0.666 4D+0.212 9AB+0.513 1AC-0.758 0AD+0.466 3BC-0.083 3BD+0.774 0CD-3.66A2-3.67B2-3.99C2-3.37D2

為檢驗(yàn)回歸方程有效性，對(duì)回歸模型進(jìn)行方差分析和顯著性檢驗(yàn)，如表7所示。

表7 回歸模型的方差分析結(jié)果Table 7 Analysis of variance results of the regression model

2.5.3 響應(yīng)面交互作用分析

響應(yīng)面的陡峭程度可直接反映各個(gè)因素對(duì)響應(yīng)值的影響程度，曲面圖中曲線(xiàn)陡峭程度越大，表明對(duì)應(yīng)因素對(duì)響應(yīng)值的影響程度越大，影響越顯著[37]。等高線(xiàn)的形狀能夠直觀(guān)反映2個(gè)因素之間交互作用的大小，當(dāng)?shù)雀呔€(xiàn)形狀趨向于橢圓形時(shí)表明2個(gè)因素交互作用顯著，趨向于圓形時(shí)表明交互作用較弱[38]，根據(jù)上述分析可知，NaHCO3與木薯淀粉交互作用和大豆分離蛋白與木薯淀粉交互作用對(duì)魚(yú)片蒸煮損失和質(zhì)構(gòu)綜合得分的影響最顯著。由圖5-a和圖5-b可以看出，當(dāng)木薯淀粉添加量固定不變時(shí)，隨著NaHCO3和大豆分離蛋白添加量的增加魚(yú)片綜合得分逐漸增大，分別在20和40 g/L左右達(dá)到最大值，隨后繼續(xù)增大添加量得分逐漸下降，其中大豆分離蛋白添加量>40 g/L時(shí)綜合得分下降較快，這可能是因?yàn)榇蠖狗蛛x蛋白添加量偏高使其溶解度下降，浸泡液過(guò)稠使之不易滲入魚(yú)片，在煮制時(shí)溶于水中導(dǎo)致魚(yú)片蒸煮損失增大。而NaHCO3質(zhì)量濃度>20 g/L以后綜合得分的下降趨勢(shì)變得更緩慢，說(shuō)明>20 g/L的NaHCO3添加量對(duì)魚(yú)片蒸煮損失和質(zhì)構(gòu)的影響不大。

a-NaHCO3與木薯淀粉添加量對(duì)煮制冷凍羅非魚(yú)片品質(zhì)影響的響應(yīng)面(左)和等高線(xiàn)圖(右);b-大豆分離蛋白與木薯淀粉添加量對(duì)煮制冷凍羅非魚(yú)片品質(zhì)影響的響應(yīng)面(左)和等高線(xiàn)圖(右)圖5 各因素交互作用對(duì)煮制冷凍羅非魚(yú)片品質(zhì)的影響Fig.5 Effect of the interaction of various factors on the quality of cooked frozen tilapia fillets

2.5.4 模型優(yōu)化及驗(yàn)證

通過(guò)Design Expert軟件對(duì)煮制凍羅非魚(yú)片質(zhì)構(gòu)及蒸煮損失率綜合得分的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化預(yù)測(cè)，結(jié)合實(shí)際因素，最終確定最佳工藝參數(shù)為：NaHCO323 g/L、魔芋葡甘露聚糖4.5 g/L、大豆分離蛋白41 g/L、木薯淀粉28 g/L，在此條件下煮制凍羅非魚(yú)片質(zhì)構(gòu)及蒸煮損失率綜合得分的理論值為18.28。為了驗(yàn)證模型預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，在此優(yōu)化條件下進(jìn)行3次驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，實(shí)際得到的煮制冷凍羅非魚(yú)片質(zhì)構(gòu)及蒸煮損失率綜合得分為(17.76±0.52)，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論預(yù)測(cè)結(jié)果相接近，說(shuō)明該響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ涂捎糜趯?shí)際值預(yù)測(cè)。

2.6 不同處理?xiàng)l件下煮制凍羅非魚(yú)片組織形態(tài)變化

圖6-a和圖6-c為去離子水浸泡凍藏10 d后煮制魚(yú)肉和優(yōu)化配方浸泡處理凍藏10 d后煮制魚(yú)肉的橫切微觀(guān)結(jié)構(gòu)，圖6-b和圖6-d為縱切微觀(guān)結(jié)構(gòu)。從圖6-a和圖6-b可以看出，對(duì)照組的魚(yú)肉肌纖維間距更大，相互之間有明顯的空隙，橫切面出現(xiàn)不規(guī)則形狀，呈無(wú)序化收縮，縱切面組織松散，肌纖維出現(xiàn)局部斷裂。

a-去離子水處理橫切面;b-去離子水處理縱切面;c-優(yōu)化配方處理橫切面;d-優(yōu)化配方處理縱切面圖6 不同處理?xiàng)l件下煮制凍羅非魚(yú)片組織結(jié)構(gòu)(×200)Fig.6 Tissue structure of cooked frozen tilapia fillets under different treatment conditions (×200)

圖6-c和圖6-d相比圖6-a和圖6-b，肌纖維密度更大，間隙更小，相互之間連接的較緊密，橫切面顯示肌纖維形狀呈多邊形梭狀，且相鄰肌纖維排列整齊致密，縱切面組織結(jié)構(gòu)更緊湊，肌纖維無(wú)斷裂現(xiàn)象，說(shuō)明經(jīng)優(yōu)化配方處理后的魚(yú)肉煮制時(shí)組織結(jié)構(gòu)保持的相對(duì)較好，破壞程度更小，具有良好的質(zhì)構(gòu)穩(wěn)定性。優(yōu)化配方對(duì)冷凍羅非魚(yú)片煮制時(shí)產(chǎn)生的積極效果可能從2個(gè)方面解釋?zhuān)阂皇莾?yōu)化配方具有抗凍保水效果，能夠在凍藏過(guò)程中抑制魚(yú)肉組織間冰晶的生成和生長(zhǎng)，降低水分移動(dòng)流失，提高魚(yú)肉保水性以及凍藏時(shí)魚(yú)肉組織完整性，為后續(xù)熱加工處理提供良好基礎(chǔ)；二是優(yōu)化配方能夠在魚(yú)肉煮制時(shí)降低組織結(jié)構(gòu)的破碎程度，滲透于魚(yú)肉中的溶液充斥在魚(yú)肉肌原纖維中，使蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)溶脹，經(jīng)過(guò)加熱在組織間會(huì)形成熱穩(wěn)定凝膠，將魚(yú)肉粘結(jié)起來(lái)從而防止汁液流失，提高魚(yú)肉持水性及質(zhì)構(gòu)的熱加工穩(wěn)定性。

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)表明NaHCO3、魔芋葡甘露聚糖、大豆分離蛋白和木薯淀粉相互組合均能夠提高煮制冷凍羅非魚(yú)片持水性及質(zhì)構(gòu)穩(wěn)定性。通過(guò)Box-Benhnken的中心組合設(shè)計(jì)響應(yīng)面法，建立了以NaHCO3添加量、魔芋葡甘露聚糖添加量、大豆分離蛋白添加量和木薯淀粉添加量為影響因素，以煮制凍羅非魚(yú)片質(zhì)構(gòu)及蒸煮損失率綜合得分作為響應(yīng)值的數(shù)學(xué)模型，獲得NaHCO3、魔芋葡甘露聚糖、大豆分離蛋白和木薯淀粉的最佳用量配比：NaHCO323 g/L、魔芋葡甘露聚糖4.5 g/L、大豆分離蛋白41 g/L、木薯淀粉28 g/L。使用該最佳參數(shù)配制成浸泡液處理后的羅非魚(yú)片經(jīng)煮制后，蒸煮損失率為1.78%，比對(duì)照組降低了14.56%，說(shuō)明具有良好的保水效果。質(zhì)構(gòu)參數(shù)中硬度為112.5 g，彈性為4.06 mm，分別比對(duì)照組增加了37.14%和23.58%，明顯提高了魚(yú)肉質(zhì)構(gòu)的熱穩(wěn)定性。因此，使用該優(yōu)化配方處理羅非魚(yú)片能同時(shí)提高魚(yú)肉持水性以及質(zhì)構(gòu)熱穩(wěn)定性，在一定程度上提升產(chǎn)品品質(zhì)，為羅非魚(yú)熱加工食用品質(zhì)控制方面提供新的工藝技術(shù)。