不同乳化劑對草魚魚丸品質(zhì)及抗凍性能的影響

唐勁松， 陳玉勇， 董志儉， 張璟晶， 李冠華， 孫 艷

（江蘇農(nóng)牧科技職業(yè)學(xué)院，江蘇 泰州225300）

草魚魚丸是一種常見淡水魚加工制品[1]，它口感細(xì)嫩，味道鮮美，并兼具草魚的營養(yǎng)保健功能，頗受市場青睞。 因?yàn)椴蒴~易于養(yǎng)殖，生長迅速，產(chǎn)量龐大，是一種低值魚類，但其加工成魚丸后可以使產(chǎn)品價(jià)值成倍增加，所以近年來草魚魚丸或魚糜制品產(chǎn)量逐年增加。 但是市場上的草魚魚丸相比于畜肉糜制品貢丸等產(chǎn)品，凝膠性能偏弱，抗凍能力差，經(jīng)凍結(jié)再解凍后，質(zhì)地就會松散。 因此，提高草魚魚丸抗凍能力具有很高的應(yīng)用價(jià)值[2-4]。 乳化劑是食品多相體系常用的兩親分子，能降低不同相間的界面張力，使互不相溶的成分發(fā)生乳化，并保持穩(wěn)定[5-6]。 針對草魚魚丸或魚糜中蛋白質(zhì)、脂肪、水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)均很高的特性，加入乳化劑能促進(jìn)不同成分的均勻混合，有效保持蛋白質(zhì)和水分，改善其凝膠性能，并提高其抵抗凍結(jié)破壞的能力[7]。 作者將蔗糖脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯、單硬脂酸甘油酯、山梨醇酐單硬脂酸酯、山梨糖醇、酪蛋白酸鈉6 種食品工業(yè)常用乳化劑添加入草魚魚丸中，通過產(chǎn)品理化、質(zhì)構(gòu)、感官評價(jià)等方面的比較，篩選抗凍保護(hù)作用最佳的乳化劑。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

草魚：市售，體長80 cm 左右；山梨糖醇、酪蛋白酸鈉、蔗糖脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯、單硬脂酸甘油酯、山梨醇酐單硬脂酸酯：均購自江蘇新星食品添加劑有限公司；氫氧化鈉、氫氧化鉀、酒石酸鉀鈉、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鈉、硫酸銅、茚三酮、四氯化碳等試劑：均為分析純，購自國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；DL-酪氨酸（C9H11NO3）：政翔醫(yī)用科技實(shí)業(yè)服務(wù)部化學(xué)試劑研究所產(chǎn)品。

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器

斬拌機(jī)：CM-14， 西班牙MAINCA 公司； 水浴鍋：SSW-420-2S，上海博迅；粉碎機(jī)：SG280F，上海賽康電器有限公司；電子天平：AL204，上海精密儀器有限公司；質(zhì)構(gòu)儀：TMS-touch，美國食品技術(shù)公司 （Food Technology Corporation）； 刺入式溫度計(jì)：TM-917HA/智慧型精密溫度計(jì)，臺灣路昌電子企業(yè)股份有限公司； 色差儀：DP-400， 柯尼卡美能達(dá)（KONICA MINOLTA）公司；冰箱：BCD-182TMPQ，青島海爾；冰柜：BD/BC-108DTH，安徽康佳電器有限公司；鼓風(fēng)干燥箱：DHG-9101-2S 型，上海三發(fā)科學(xué)儀器有限公司； 臺式低速大容量離心機(jī)：TD5AWS，，金壇市金南儀器制造有限公司；可見分光光度計(jì)：722sp 型，上海棱光技術(shù)有限公司；冷凍離心機(jī)：Biofuge Primo R 型，賽默飛世爾科技（Thermo Fisher Scientific）有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 魚丸加工工藝流程原料魚→宰殺→去鱗和內(nèi)臟→清洗→取肉→漂洗→瀝干→絞肉、精濾→擂潰→成型→凝膠化→加熱→冷卻包裝。

1.3.2 魚丸基礎(chǔ)配方魚肉1 000 g、 白砂糖10 g、食鹽25 g、蛋清75 g、水100 g，料酒、味精、姜汁、蔥汁適量。

1.3.3 不同乳化劑添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)

1）L 組分別添加酪蛋白酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.20%、0.25%、0.30%、0.35%、4.0%，樣品依次標(biāo)為L1 至L5。

2）J 組添加聚甘油脂肪酸酯質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.10%、0.20%、0.30%、0.40%、0.50%，依次記為J1 至J5。

3）D 組添加單硬脂酸甘油酯質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.10%、0.15%、0.20%、0.25%、0.30%， 依次標(biāo)為D1至D5。

4）Z 組添加蔗糖脂肪酸酯質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.40%、0.50%、0.60%、0.70%、0.80%，依次記為Z1 至Z5。

5）S 組添加山梨糖醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.10%、0.20%、0.30%、0.40%、0.50%，依次記為S1 至S5。

6）SZ 組添加山梨醇酐單硬脂酸酯質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.20%、0.25%、0.30%、0.35%、4.0%， 依次記為SZ1 至SZ5。

1.3.4 水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測定采用直接干燥法，參照國家標(biāo)準(zhǔn)方法（GB5009.3—2016），分別于65 ℃和105 ℃干燥至恒質(zhì)量。

1.3.5 質(zhì)構(gòu)指標(biāo)測定方法將待測魚丸切成1 cm×1 cm×1 cm 的立方體， 采用質(zhì)構(gòu)儀配套的P/36R 探頭進(jìn)行TPA 檢測，每個樣品做5 次平行測試，把所得的結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)分析[8]。

數(shù)據(jù)處理：texture exponent32 分析軟件， 分析指標(biāo)：Hardness （硬度）、Cohesiveness （內(nèi) 聚性）、Springiness（彈性）、Chewiness（咀嚼性）。

凝膠強(qiáng)度=彈性×硬度[9]。

1.3.6 感官評定方法采用10 分法評定， 由20 人組成評價(jià)小組進(jìn)行感官評定，將外觀（包含色澤）、質(zhì)地和風(fēng)味用分值表征，再由得分進(jìn)一步綜合評定[10]，評分細(xì)則見表1。

表1 魚丸感官評定標(biāo)準(zhǔn)[10]Table 1 Fish balls sensory evaluation criteria

1.3.7 色度的測定將魚丸放置12 h 后用色度儀檢測色度，每個樣品平行3 次，最后進(jìn)行數(shù)據(jù)分析[11]。

分析指標(biāo)為：

L*—色彩的明暗程度，完全的白色視為100；

a*—紅綠軸色品指數(shù)， 正值越大表明顏色越偏向紅色，相反，負(fù)值越大則越偏向綠色；

b*—黃藍(lán)軸色品指數(shù)， 正值越大表明顏色越偏向黃色，相反，負(fù)值越大表明越偏向藍(lán)色；

白度（whiteness）計(jì)算公式：

1.3.8 鹽溶蛋白的提取和測定方法提取鹽溶蛋白時(shí)，先加入4 倍質(zhì)量0~4 ℃的蒸餾水，用高速組織搗碎機(jī)對魚丸進(jìn)行勻漿處理 （6 000 r/min，5 min）。 再轉(zhuǎn)入離心管中離心（3 000 r/min，10 min），去除上清液， 重復(fù)一次， 向沉淀中加入0.15 mol/L NaCl 溶液少量，勻漿液在4 ℃靜置20 h 后，紗布初濾，濾液經(jīng)4 800 r/min 離心30 min 后得到上清液，即為鹽溶蛋白溶液。 取10 mL 鹽溶蛋白溶液消化，待完全消化后，用凱氏定氮儀測定鹽溶蛋白溶液中的蛋白質(zhì)質(zhì)量濃度[12]。

1.3.9 氨基酸的測定用茚三酮比色法測定。 先用標(biāo)準(zhǔn)酪氨酸溶液繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，準(zhǔn)確吸取200 ug/mL的氨基酸標(biāo)準(zhǔn)溶液0.0、0.6、0.8、1.0、1.2、1.5、2.0 mL，分別置于25 mL 比色管中， 各加水補(bǔ)充至溶劑為4.0 mL， 然后加入茚三酮和磷酸緩沖溶液各1 mL，混合均勻，于水浴上加熱15 min，取出迅速冷至室溫，再搖勻，加水至標(biāo)線25 mL，搖勻。 靜置15 min后，在570 nm 波長下，以試劑空白為參比液，修正其余各溶液的吸光度A。 以氨基酸的微克數(shù)為橫坐標(biāo)，吸光度A為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線[13-14]。

再進(jìn)行樣品的測定，將魚丸研磨冷卻過濾后稀釋10 倍，吸取澄清的樣品溶液1.5 mL，平行實(shí)驗(yàn)三次，按標(biāo)準(zhǔn)曲線制作步驟，在相同條件下測定吸光度A值，用測得的A值在標(biāo)準(zhǔn)曲線上即可查得氨基酸的微克數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同乳化劑對魚丸品質(zhì)的影響

2.1.1 不同乳化劑對魚丸水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響魚丸中含有70%~80%左右的水分，105 ℃烘箱測出的水分為可視為總水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)，65 ℃測定的為自由水質(zhì)量分?jǐn)?shù)，差值接近于結(jié)合水質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 對于凍藏魚丸來說， 自由水越少越好， 這樣形成的冰晶越少。 而結(jié)合水越多越好，既保持口感，又提高其抗凍性能。 由圖1（a）和圖1（b）可知，添加0.5%蔗糖脂肪酸酯的自由水質(zhì)量分?jǐn)?shù)相對較少，而結(jié)合水（也就是差值）最高。 所以乳化劑的加入可以提高對魚丸結(jié)合水分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，其中0.5%蔗糖脂肪酸酯最為突出。

圖1 不同乳化劑對魚丸水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響Fig. 1 Different emulsifier impacts on fish balls moisture content

2.1.2 不同乳化劑對魚丸質(zhì)構(gòu)的影響圖2 列出了各魚丸樣品添加不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)乳化劑后的質(zhì)構(gòu)數(shù)據(jù)， 每個數(shù)據(jù)均是進(jìn)行三次實(shí)驗(yàn)所得到數(shù)據(jù)的平均值，對其進(jìn)行比較并分析乳化劑的作用。

圖2 不同乳化劑對魚丸彈性、硬度和凝膠強(qiáng)度的影響Fig. 2 Effects of different emulisfiers on the elasticyty，hardness and gel strength of fish balls

從圖2（c）可以看出，L 組（酪蛋白酸鈉組）樣品的凝膠強(qiáng)度數(shù)值最低，彈性和硬度值也是最低。而D組（單硬脂酸甘油酯組）大幅提高了彈性和凝膠強(qiáng)度，J 組（聚甘油脂肪酸組）樣品的測定數(shù)值和Z 組（蔗糖脂肪酸酯組）數(shù)值相似，SZ 組（山梨醇酯酸甘油酯組）整體提高了彈性和硬度。相比而言J 組和Z組比較好。 魚糜在加鹽攪拌后形成了球狀體，球體之間是空氣和水膜，受熱后損失塌陷，影響凝膠強(qiáng)度形成，而乳化劑具有固定凝膠強(qiáng)度的作用。 實(shí)驗(yàn)表明，乳化劑能夠顯著影響魚丸的凝膠強(qiáng)度。

2.1.3 不同乳化劑對魚丸色度的影響由圖3 可以看出D 組（單硬脂酸甘油酯組）和Z 組（蔗糖脂肪酸酯組）的白度值和空白樣品的更為接近。 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，色澤略顯亮黃的魚丸白度值偏大；色澤偏暗呈現(xiàn)灰白色的魚丸白度值偏小。所以綜合白度值，D 組和Z 組的色度好。

圖3 不同乳化劑對魚丸色度的影響Fig. 3 Effects of different emulsifiers on the color of fish balls

2.1.4 不同乳化劑對魚丸感官的影響本次實(shí)驗(yàn)由感官評定小組來對魚丸樣品的主要口感指標(biāo)包括色澤外觀、質(zhì)地、風(fēng)味這三個方面進(jìn)行打分。 打分標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)表1 打分，結(jié)果見表2。

根據(jù)感官評分表得出的結(jié)果是：Z 組（蔗糖脂肪酸酯組）的魚丸感官評分是最高的，都在8～9 分左右，而SZ 組（山梨醇酐單硬脂酸酯組）魚丸的感官評分是最低的，在5～7 分左右。 蔗糖脂肪酸酯可以使魚丸產(chǎn)生網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu)，能增強(qiáng)產(chǎn)品彈性，提高粘度，使口感爽滑。

表2 魚丸的感官評分結(jié)果Table 2 Sensory evaluation results of fish balls

2.2 不同乳化劑對魚丸抗凍性能的影響

2.2.1 不同乳化劑對魚丸冰點(diǎn)的影響在最大冰晶生成階段，隨著魚丸的凍結(jié)，大部分的可凍結(jié)水都會參與到冰晶的生成中。 盡快通過最大冰晶生成區(qū)是提高速凍產(chǎn)品品質(zhì)的重要手段。 從圖4 可以看出， 蔗糖脂肪酸酯組的冰溫曲線最接近空白組樣品，其次是單硬脂酸甘油酯，在-5 ℃附近，其余三組的凍結(jié)點(diǎn)較低，-10 ℃附近，耗時(shí)比較長。 蔗糖脂肪酸酯和單硬脂酸甘油酯都在40 min 左右快速從-10 ℃下降，0 ℃降至-10 ℃用時(shí)也相對短。

圖4 冰溫曲線Fig. 4 Ice temperature curve

2.2.2 不同乳化劑對凍融前后魚丸水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響由圖5 可知，L 組（酪蛋白酸鈉組）和D 組（單硬脂酸甘油酯組）對水的束縛能力最低，冷凍過程中逸出水分最多，因此經(jīng)過凍融之后，水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低；而Z 組（蔗糖脂肪酸酯組）和SZ 組（山梨醇酯酸甘油酯組）中乳化劑的加入對水有一定束縛力，逸出水分相對較低；J 組（聚甘油脂肪酸酯組）中水分由于蛋白質(zhì)與聚甘油脂肪酸酯共同作用， 對其施加強(qiáng)束縛力，因此逸出較少，總水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)也最高。

2.2.3 不同乳化劑對凍融前后魚丸凝膠強(qiáng)度的影響由圖6 可以看出，隨著各種乳化劑的添加量不同，各樣品的彈性、硬度、凝膠強(qiáng)度數(shù)值均有不同程度變化，但是L 組（酪蛋白酸鈉組）的凝膠強(qiáng)度數(shù)值最低，彈性和硬度值也是最低。 而J 組（聚甘油脂肪酸酯組）跟D 組（單硬脂酸甘油酯組）數(shù)值相似，SZ組（山梨醇酯酸甘油酯組）的數(shù)值相對最大。 Z 組適中，這反應(yīng)了Z 組樣品的凍融穩(wěn)定性較好，直接證明蔗糖脂肪酸酯能夠改善魚丸的凍融穩(wěn)定性。 蔗糖脂肪酸酯與蛋白質(zhì)變性的溫度幾乎同時(shí)發(fā)生，蛋白質(zhì)失水的同時(shí)吸收這部分水分加固了蛋白質(zhì)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。 因此經(jīng)過凍融周期后，樣品L、J、D 和SZ 組的凝膠強(qiáng)度降低，但Z 組樣品的口感仍然深受喜歡。

圖5 不同乳化劑對凍融前后魚丸水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響Fig. 5 Effects of different emulsifiers on the water content of fish balls before and after freeze-thaw

圖6 不同乳化劑對凍融前后魚丸凝膠強(qiáng)度的影響Fig. 6 Effects of different emulsifiers on the gel strength of fish balls before and after freeze-thaw

2.2.4 不同乳化劑對凍融前后魚丸鹽溶蛋白質(zhì)質(zhì)量濃度的影響鹽溶蛋白質(zhì)質(zhì)量濃度越低，抗凍性能越好。 由圖7 可以看出，山梨糖醇的最佳添加量是0.20%， 蔗糖脂肪酸酯的最佳添加量是0.8%，單硬脂酸甘油酯的最佳添加量是0.20%。 而且添加0.8%蔗糖脂肪酸酯時(shí)，鹽溶蛋白質(zhì)質(zhì)量濃度達(dá)最低值16.31 mg/mL，其抗凍效果最佳。

2.2.5 不同乳化劑對凍融前后魚丸酪氨酸質(zhì)量濃度的影響酪氨酸質(zhì)量濃度越低，說明抗凍性能越好。 由圖8 可以看出， 山梨糖醇的最佳添加量是0.20%，蔗糖脂肪酸酯的最佳添加量是0.8%，單硬脂酸甘油酯的最佳添加量是0.25%。 而且添加0.8%蔗糖脂肪酸酯時(shí)，酪氨酸質(zhì)量濃度達(dá)最低值6.4 ug/mL，其抗凍效果最佳。

圖7 山梨糖醇、蔗糖脂肪酸酯、單硬脂酸甘油酯對凍融前后魚丸鹽溶蛋白質(zhì)質(zhì)量濃度的影響Fig. 7 Effects of sorbitol，sucrose ester and glyceryl ester on salt soluble protein content before and after freeze-thaw

3 結(jié) 語

研究了不同乳化劑對草魚魚丸品質(zhì)的影響，根據(jù)質(zhì)構(gòu)指標(biāo)、白度、水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)及感官評價(jià)等變化，得出以下主要結(jié)論：

1） 添加乳化劑可以使魚丸的自由水質(zhì)量分?jǐn)?shù)減少，而結(jié)合水增加，有效增強(qiáng)魚丸的抗凍性能，蔗糖脂肪酸酯最為顯著。 酪蛋白酸鈉的凝膠強(qiáng)度數(shù)值最低，彈性和硬度值也最低。 添加蔗糖脂肪酸酯的魚丸的感官評分最高。 單硬脂酸甘油酯和蔗糖脂肪酸酯的色度較好。

圖8 山梨糖醇、蔗糖脂肪酸酯、單硬脂酸甘油酯對凍融前后魚丸酪氨酸質(zhì)量濃度的影響Fig. 8 Effects of sorbitol，sucrose ester and glyceryl monostearate on tyrosine content before and after freeze-thaw

2）蔗糖脂肪酸酯能夠改善魚丸的凍融穩(wěn)定性。因此經(jīng)過凍融周期后，蔗糖脂肪酸酯組樣品的口感仍佳。添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.8%蔗糖脂肪酸酯的草魚魚丸的鹽溶蛋白及酪氨酸質(zhì)量濃度凍前凍后均最低。表明經(jīng)過蔗糖脂肪酸酯乳化作用后，很好地保護(hù)了蛋白質(zhì)，減緩其劣變。