魚糜-淀粉脆片壓差膨化加工工藝研究

王丹丹，汪 蘭，李江濤，石 柳，吳文錦，丁安子，熊光權，韓文芳,

（1.中南林業科技大學食品科學與工程學院，湖南長沙 410018；2.湖北省農業科學院農產品加工與核農技術研究所，湖北武漢 430064）

膨化技術作為一種常用的農產品加工技術，在休閑食品加工業中得到了廣泛的應用，可分為擠壓膨化、微波膨化、油炸膨化、焙烤膨化以及壓差膨化（也稱為氣流膨化）[1-2]。壓差膨化技術主要利用了相變原理和氣體熱壓效應，原料中的水由于突然減壓而被加熱瞬間汽化，導致原料體積增大，出現“脹氣”現象同時形成多孔結構[1,3-5]，具有耗時短、溫度高、原料適用范圍廣以及工藝生產簡單的特點[2]。Luyan Liao 等研究了壓差膨化干燥對紫薯粉加工性能和物理功能性能的影響，表明壓差膨化干燥處理過的紫薯粉花青素含量最高，且比熱風干燥具有更好的加工性能和營養品質[6]。目前市面上休閑膨化食品多采用油炸膨化加工方式，導致產品含油量高，所以可以利用該技術開發非油炸的新型膨化食品[7]。

魚糜是通過清洗和脫水從去骨魚肉中獲得的穩定的肌原纖維蛋白濃縮物[8]，然后加工成各種魚丸、魚腸等產品。淀粉在加熱過程中顆粒會發生膨脹，所以非常適合用作膨化食品的原料[9]。糯米粉自身蛋白含量相對較低，魚糜則是很好的低脂高蛋白，二者結合能夠開發低油脂量、高蛋白含量的休閑膨化食品。本研究通過壓差膨化技術生產魚糜-淀粉脆片，并分析了魚糜-淀粉脆片在不同的工藝條件下膨化率、硬度、脆性、色度和感官評分的變化，以期為高蛋白膨化食品的研發提供新途徑。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

魚糜（蛋白質量分數13.79%，水分質量分數77.27%，脂肪質量分數1.67%，灰分質量分數0.25%）

荊州市中科農業有限公司；糯米粉（蛋白質量分數7.5%，水分質量分數11.57%，脂肪質量分數0.07%，灰分質量分數0.17%）、白砂糖、油、食鹽、五香粉、姜粉、蒜粉、屈臣氏飲用水等 均購自京東超市；硫酸銅（CuSO4·5H2O）、硫酸鉀（K2SO4）、硫酸（H2SO4）、硼酸（H3BO3）、氫氧化鈉（NaOH）、95%乙醇（C2H5OH）、石油醚（CnH2n+2）均為分析純，國藥集團化學試劑有限公司。

CR-400 型色差儀 柯尼卡美能達公司制造；食品物性測試儀TA-XTPlus 英國 Stable Micro System公司制造；XLRQP50A 型大型氣流膨化機 武漢香來爾機械公司制造；XMTD-8222 型烘箱 上海精宏有限公司制造；HR2534/00 型手持式攪拌器 飛利浦家電制造。

1.2 實驗方法

1.2.1 魚糜-淀粉脆片工藝流程

1.2.2 操作要點 原料：提前將魚糜放入4 ℃冰箱解凍。

混料：以100 g 淀粉計算，在物料杯中加入0.8%五香粉、0.5%姜粉、0.5%蒜粉、1%黃酒以及70%純凈水，攪拌1 min 使所有物料混合均勻，將解凍好的魚糜倒入物料杯，繼續攪拌1 min 后得到粘稠的勻漿。

面團調制：將勻漿少量多次的加入淀粉，反復揉搓至不黏手狀態后移至揉面墊上，分割為小面團后搓長條。

蒸制：將搓條的小面團放入蒸箱，蒸制條件為100 ℃，15 min。

冷凍切片：蒸熟的面團取出冷卻，冷卻后放入-20 ℃冰箱冷凍2 h 預定型，取出切薄片平鋪于硅油紙上。

干燥：切片后放入烘箱干燥定型得到半成品，干燥條件為50 ℃烘3.5 h。

膨化：膨化機先進行預熱，使罐內具有一定溫度后放入樣品，通過之前大量預試驗結果得出，在壓力0.8 MPa、溫度250 ℃條件下膨化得到的淀粉-魚糜脆片品質較好。

1.2.3 魚糜添加量對魚糜-淀粉脆片品質的影響 在100 g 糯米淀粉，油脂添加量為5%，鹽添加量為1.2%，糖添加量為1.2%，干燥3.5 h 的條件下，研究分別添加質量分數為15%、20%、25%、30%、35%的魚糜對魚糜-淀粉脆片膨化率、質構、色澤以及感官品質的影響。

1.2.4 油脂添加量對魚糜-淀粉脆片品質影響 在100 g 糯米淀粉，魚糜添加量為20%，鹽添加量為1%，糖添加量為1.2%，干燥3.5 h 的條件下，研究分別添加質量分數為0、3%、5%、7%、9%的油脂對魚糜-淀粉脆片膨化率、質構、色澤以及感官品質的影響。

1.2.5 鹽添加量對魚糜-淀粉脆片品質影響 在100 g糯米淀粉，魚糜添加量為20%，油脂添加量為5%，糖添加量為1.2%，干燥3.5 h 的條件下，研究分別添加質量分數為0、0.6%、1.2%、1.8%、2.4%的鹽含量對魚糜-淀粉脆片膨化率、質構、色澤以及感官品質的影響。

1.2.6 糖添加量對魚糜-淀粉脆片品質影響 在100 g糯米淀粉，魚糜添加量為20%，油脂添加量為5%，鹽添加量為1.2%，干燥3.5 h 的條件下，研究分別添加質量分數為0、0.6%、1.2%、1.8%、2.4%的糖含量對魚糜-淀粉脆片膨化率、質構、色澤以及感官品質的影響。

1.2.7 干燥時間對魚糜-淀粉脆片品質影響 在100 g糯米淀粉，魚糜添加量為20%，油脂添加量為5%，糖添加量為1.2%，鹽添加量為1%的條件下，研究不同的干燥時間（3、3.5、4、4.5、5 h）對魚糜-淀粉脆片膨化率、質構、色澤以及感官品質的影響。

1.2.8 指標測定

1.2.8.1 化學組成的測定 蛋白質含量的測定參照GB 5009.5-2016[10]；脂肪含量的測定參照GB 5009.6-2016[11]；水分含量的測定參照GB 5009.3-2016[12]；灰分含量的測定參照GB 5009.4-2016[13]。

1.2.8.2 膨化率測定 體積測定采用石英砂排除法，膨化率測定采用體積填充置換的方法[14]。以石英砂作為置換介質，石英砂的粒度范圍在50～80 目，魚糜-淀粉脆片膨化率計算方法分別為：

產品膨化率（%）=物料膨化后體積/物料膨化前體積

1.2.8.3 質構測定 采用質構儀測定魚糜-淀粉脆片的質構特性，配HDP/3PB 型探頭。選取膨化后厚度較一致且表面平整的脆片，主要測定其脆性和硬度。測定參數：測試前速1 mm/s、測試后速5 mm/s、測試速度1 mm/s、觸發力5 g。

1.2.8.4 色度測定 采用CR-210 型色差計測定魚糜-淀粉脆片的色度變化，主要測定其L*、a*、b*值。白度（W）值計算公式為：

1.2.8.5 感官評價標準 請8 位專業人員對不同配方制備的淀粉-魚糜脆片進行感官評分，按照標準對所評產品評打分，滿分100 分。評分標準如表1 所示。

表1 感官評價標準表[14-16]Table 1 Criteria for sensory evaluation[14-16]

1.3 數據處理

利用Excel 2019 統計分析數據，采用SPSS Statistics 22 進行顯著性差異分析（P＜0.05 為差異性顯著），作圖用GraphPad Prism 8 軟件。實驗最終結果為平均值±標準偏差。

2 結果與分析

2.1 魚糜添加量對魚糜-淀粉脆片品質影響

為了提高產品的可行性，選取盼盼家庭號薯片（編號A）和食驗室鱈魚肉薯片（編號B）2 種與本產品最相似的市售薯片作為參考對象，測定其質構特性以及色度，由表2 可知，市售薯片的硬度值在1200～1400 g 范圍內，白度值在59～71 范圍內，所以若魚糜-淀粉脆片的硬度和白度在該范圍內，則認為該脆片符合大眾口味。

表2 市售薯片的質構和色度Table 2 Texture and color of commercially available potato chips

魚糜添加量對于魚糜-淀粉脆片膨化率、硬度和脆性的結果見由圖1 和圖2。魚糜-淀粉脆片的膨化率隨魚糜添加量的增加從497.27%±42.73%減小到304.52%±16.00%，隨魚糜添加量的增加，硬度從722.31±112.33 g 增大到1221.90±188.82 g，脆性在20.32±0.50～19.95±0.72 mm 范圍內呈先上升后下降的趨勢變化。在膨化過程中，蛋白質與淀粉在高溫高壓的環境下發生相互作用，從而影響淀粉的相互交聯，并對淀粉網狀結構的形成具有一定的抑制作用[17-18]，最終影響魚糜-淀粉脆片的膨脹度。所以魚糜含量低的成品膨化率高，而魚糜含量高的成品具有中等至低膨脹度。蛋白質的存在會抑制淀粉的糊化，不利于在產品內部形成氣孔，導致小尺寸以及更致密的細胞結構[19-20]，使得魚糜-淀粉脆片較為致密，所以高魚糜含量的成品硬度較大。

在中國文化外譯方面，要堅持文化的傳真性。文化“傳真”意指文化翻譯的基本準則，即要求譯語從文化義的角度準確地再現原語文化所要傳達的意義、形式及風格。對于大家所熟悉的歸化和異化翻譯策略，在翻譯過程中，無論采用歸化還是異化，都不應違背文化的傳真性。刪減法，增益法，釋義法，加注法等翻譯方法的運用，確保翻譯的文化傳真性。

圖1 不同魚糜添加量對魚糜-淀粉脆片膨化率的影響Fig.1 Effect of different surimi additions on the expansion rate of surimi-starch chips

圖2 不同魚糜添加量對魚糜-淀粉脆片質構特性的影響Fig.2 Effects of different surimi addition on the texture characteristics of surimi-starch chips

由表3、表4 可知，隨著魚糜含量的增加，魚糜-淀粉脆片的L*值與W值先增大到73.71±0.83、67.25±0.64 后減小，b*值逐漸增大。魚糜-淀粉脆片的亮度和白度在25%添加量后開始下降，魚糜添加越多顏色越黃。脆片顏色下降可能是因為蛋白質在高溫環境下與淀粉中的還原糖發生美拉德反應[21]，所以b*值較高，白度值和亮度值低，脆片顏色加深。從表4結果來看，隨著魚糜添加量的增加，魚糜-淀粉脆片的外觀、風味、結構與總分結果都呈現出先增加后減小的趨勢，色澤的變化趨勢與表3 的研究結果一致。當魚糜添加量為25%時，魚香味明顯，口感好且酥脆，綜合感官評分最高為75.60±3.78 分。

表3 不同魚糜添加量對魚糜-淀粉脆片色度的影響Table 3 Effect of different surimi additions on the color of surimi-starch chips

表4 不同魚糜添加量對魚糜-淀粉脆片感官評價的影響Table 4 Effects of different surimi additions on sensory evaluation of surimi-starch chips

2.2 油脂添加量對魚糜-淀粉脆片品質的影響

油脂是制作魚糜-淀粉脆片的一種重要原料，不僅可以增加香味，還能使提高魚糜-淀粉脆片的酥脆性。由圖3 可以看出魚糜-淀粉脆片的膨化率隨油脂含量的增加從400.10%±22.35%增加到452.56%±26.74%，當添加量達到5%后對膨化率的影響不顯著。由圖4 得出油脂的加入可以降低魚糜-淀粉脆片的硬度，不添加及添加少量油脂脆片的硬度較大，當添加量為5%時硬度最小值為1038.86±131.36 g。膨化率和質構發生這種變化是因為油脂可以改善面團的結構，在揉面過程中可以在面團表面形成薄膜，從而增加面團的韌性與柔軟度[22]。這層薄膜可以使面團保留住更多的氣體，在加熱加壓條件下，油脂遇熱發生流散，面筋網絡結構之間空隙增大，在泄壓過程中水分蒸發而形成多孔結構。若添加量過高，則會影響淀粉-蛋白網絡結構的形成，使面團的粘性降低且不能形成均勻的孔隙，導致魚糜-淀粉脆片硬度增大。

圖3 不同油脂添加量對魚糜-淀粉脆片膨化率的影響Fig.3 Effect of different adding amount of fat on the expansion rate of surimi-starch chips

圖4 不同的油脂添加量對魚糜-淀粉脆片質構特性的影響Fig.4 Effects of different amount of fats and oils on the texture properties of surimi-starch chips

由表5 和表6 可以看出，不同的油脂添加量對魚糜-淀粉脆片的L*值與W值具有顯著影響，與對照組相比，魚糜-淀粉脆片的色度在66.74±4.23～74.35±1.61 范圍內，并且添加量越高，則L*值與W 值越大，說明油脂具有提亮與增白的作用。當油脂添加量為5%時感官評分最高為82.40±2.77 分，所以加入適當的油脂可以提高脆片的感官品質，但過高的添加量會導致油感較重，使得魚糜-淀粉脆片品質下降。

表5 不同油脂添加量對魚糜-淀粉脆片色度的影響Table 5 Effect of different fat additions on the chroma of surimi-starch chips

表6 不同油脂添加量對魚糜-淀粉脆片感官評價的影響Table 6 Effect of different fat additions on the sensory evaluation of surimi-starch chips

2.3 糖的添加量對魚糜-淀粉脆片品質影響

糖是食品加工中最常用的一種甜味添加劑，具有調味解膩作用，對魚糜-淀粉脆片的色澤、口感及風味都有影響。由圖5 可以看出，糖的加入可以有效提高魚糜-淀粉脆片的膨化率，膨化率從399.84%±22.34%增加到642.90%±12.22%。在糖含量較高的產品中可以觀察到較大的空氣室，所以具有較大的膨化率。由圖6 可知，糖還能改善其硬度和脆性，魚糜-淀粉脆片的硬度在962.50±32.25～1255.59±109.75 g范圍內，低于市售產品。當糖的添加量為1.2%時，魚糜-淀粉脆片的硬度最小為962.50±32.25 g，脆性適中，硬度較低，這可能是因為糖對淀粉糊化特性和膨脹行為產生了一定的影響所導致的變化[23-24]。

圖5 不同糖添加量對魚糜-淀粉脆片膨化率的影響Fig.5 Effect of different amounts of sugar on the puffing rate of surimi-starch chips

圖6 不同油脂添加量對魚糜-淀粉脆片質構特性的影響Fig.6 Effects of different amount of fats and oils on the texture properties of surimi-starch chips

由表7 和表8 可知，糖的加入會降低產品的色度，提高產品的感官品質。魚糜-淀粉脆片的L*值、W值、a*值和b*值在加入糖之后出現了明顯的變化，白度值從63.15±1.04 下降到58.71±2.06。糖含量為1.2%時，由于脆片的膨化度最大，導致脆片邊緣呈黃色，而其他部分偏白，所以b*值較低。糖含量＞1.2%后，白度顯著下降(P＜0.05)，而紅度值和黃度值逐漸增大，糖含量高的脆片由于顏色較深不適合生產。因此，糖含量是產品色澤控制的關鍵因數，因為糖在高溫環境下會發生焦糖化反應，該反應產生的焦糖色素使得產品色澤發生以上變化。魚糜-淀粉脆片的感官評分隨糖的添加量先增大后減小，添加量在1.2%時感官評分最高為78.10±6.41 分，所以適當的焦糖化不僅可以產生香味物質，還能給產品增加一定的金黃色澤，從而提高產品的外觀品質。糖的添加量過低，在膨化過程中只能發生較輕微的焦糖化反應，達不到想要的金黃色效果，而過高容易發生焦糖化反應導致色澤偏深且口感偏甜[22]。

表7 不同糖添加量對魚糜-淀粉脆片色度的影響Table 7 Effect of different sugar additions on the color of surimi-starch chips

表8 不同糖添加量對魚糜-淀粉脆片感官評價的影響Table 8 Effect of different sugar additions on the sensory evaluation of surimi-starch chips

2.4 鹽的添加量對魚糜-淀粉脆片品質的影響

魚糜的主要成分為肌原纖維蛋白，是一種鹽溶性蛋白[25]。由圖7 和圖8 可知，隨著鹽含量的增加，脆片的膨化率從463.49%±15.71%下降到240.91%±23.48%，硬度先增大后減小，在1.8%添加量時硬度達到最大，為1750.51±114.24 g。在混料過程中，肌原蛋白溶出量隨著食鹽含量的增加而增加，使得蛋白與淀粉發生相互糾纏，這種大分子之間的糾纏對留滯阻力影響較大，纏結越緊密，留滯阻力越大[16,25]。肌原蛋白的溶出促進了分子間的相互作用，從而導致蛋白-淀粉之間的網絡結構越來越緊密[26-27]。隨著食鹽含量的增加，脆片的硬度逐漸增大，膨化率逐漸減小。

圖7 不同鹽添加量對魚糜-淀粉脆片膨化率的影響Fig.7 Effect of different salt additions on the puffing rate of surimi-starch chips

圖8 不同鹽添加量對魚糜-淀粉脆片質構特性的影響Fig.8 Effects of different salt additions on the texture properties of surimi-starch chips

鹽作為一種最常用的食品添加劑，具有調味以及抑制微生物的作用。由表9 和表10 可知，鹽的加入可以提高魚糜-淀粉脆片的亮度，食鹽對色澤具有改善作用[28]，當鹽添加量為1.2%時，白度值最大為72.54±0.90。鹽的加入可以提高魚糜-淀粉脆片的感官評價，當鹽添加量為1.2%時，感官得分最高為82.72±8.77 分，味道最佳，未添加鹽時的感官得分最低為74.44±4.77 分，添加量在2.4%時咸度超出可接受范圍。

表10 不同鹽添加量對魚糜-淀粉脆片感官評價的影響Table 10 Effect of different salt additions on the sensory evaluation of surimi-starch chips

2.5 干燥時間對魚糜-淀粉脆片品質影響

水分含量是影響壓差膨化效果的重要因素，原料中的水分在膨化過程中會發生氣化，所以需要通過固定干燥時間來控制脆片中的水分含量。由圖9 和圖10 可知，干燥時間對魚糜-淀粉脆片膨化率影響為先增大后減小，干燥時間在3～4.5 h 時脆片膨化率由329.03%±22.39%增加到451.47%±44.10%，干燥5 h時膨化率顯著下降到374.50%±35.22%(P＜0.05)，而魚糜-淀粉脆片在干燥3.5 h 時硬度最小，為1423.83±60.60 g，與市售產品最接近。干燥時間短，物料中水分含量偏高，在泄壓的過程中包裹在蛋白-淀粉網絡結構中的水分不能完全氣化[29]，導致脆片不能充分膨化，膨化率低且硬度大。干燥時間過長，物料水分含量低，在泄壓時只有少量的水分蒸發，導致膨化動力不足，還會使得脆片變焦糊[30-31]。

圖9 不同的干燥時間對魚糜-淀粉脆片膨化率的影響Fig.9 Effect of different drying time on the puffing rate of surimi-starch chips

圖10 不同的干燥時間對魚糜-淀粉脆片質構特性的影響Fig.10 Effects of different drying time on the texture properties of surimi-starch chips

由表11 和表12 可知，不同的干燥時間對魚糜-淀粉脆片的色度值具有明顯影響，與對照組相比，魚糜-淀粉脆片的色度在可接受范圍內，其中b*值隨著時間的延長從11.14±2.70 增大到17.53±4.93，白度值先增大后減小，在干燥3.5 h 時最大，為72.28±1.05。當干燥時間為3.5 h 時，魚糜-淀粉脆片的感官評分最高為76.90±3.58 分，大于3.5 h 后也呈下降趨勢，這與質構和膨化率結果一致。

表11 不同的干燥時間對魚糜-淀粉脆片色度的影響Table 11 Effect of different drying time on the color of surimi-starch chips

表12 不同的干燥時間對魚糜-淀粉脆片感官評價的影響Table 12 Effect of different drying time on the sensory evaluation of surimi-starch chips

3 結論

魚糜含量和鹽含量的增加會使脆片的膨脹性減小，油脂含量和糖含量主要影響脆片的色澤，干燥時間主要影響脆片的硬度。壓差膨化魚糜-淀粉脆片的配方參數為：糯米淀粉100 g，魚糜添加量為質量分數25%，油脂添加量為質量分數5%，鹽添加量為質量分數1.2%，糖添加量為質量分數1.2%，干燥時間為3.5 h。壓差膨化技術不僅可以膨化高蛋白食品，而且能最大程度的保留食品的營養成分，所以該技術可用于開發低成本、高營養的休閑食品。