新技術對魚糜凝膠特性的影響

謝宇恒

摘要魚糜是重要的水產加工食品。隨著人們對食品品質要求的提高，研究人員從各個方面對魚糜的生產技術進行優化或創新，利用新技術對魚糜的加工進行改進，以期得到更優質的魚糜產品。凝膠特性是評價魚糜品質的重要指標，本文對食品加工新技術在對魚糜凝膠特性的影響進行了總結，為我國魚糜生產加工的研究提供一些思路。

關鍵詞魚糜；優化；創新；凝膠特性；食品加工新技術

中圖分類號S986文獻標識碼A文章編號0517-6611（2018）25-0029-03

Effect of New Technology on Surimi Gel Properties

XIE Yuheng

（ College of Marine Life and Aquaculture， Huaihai Institute of Technology， Lianyungang ，Jiangsu 222005）

AbstractSurimi is an important aquatic processed food. People have higher and higher requirement on food quality. Researchers also optimize or innovate the production technology of surimi in all aspects， and improve the surimi processing with new technologies in order to obtain more highquality surimi products. The gel characteristics was an important index to evaluate the quality of surimi. In this paper， the influence of the new food processing technology on the gel properties of surimi was summarized， and some ideas were provided for the research on surimi processing.

Key wordsSurimi；Optimization；Innovation；Gel properties；Novel technology of food processing

魚糜，即將鮮活原料魚預處理后，經采肉、漂洗、精濾、脫水、分裝、凍結而成，具有一定保藏期的中間素材產品[1]。魚糜制品具有營養價值高，脂肪含量低等特點[2-4]。從世界范圍看，以往以海水魚為原料加工生產魚糜，但近年來因海洋資源的濫用導致海洋原料供應不足引起高品質魚糜數量銳減、生產成本上漲，而淡水魚魚糜剛好解決了上述問題，在這種國際環境下我國淡水魚魚糜產業發展迅速。時至今日，隨著食品加工業的發展，人們對食品的要求也越來越高。魚糜傳統加工方法具有一定局限性，得到的魚糜產品品種單一，品質提升空間有限，難以滿足消費者越來越多樣的消費需求[5]，所以研究者們都在嘗試利用新興食品加工技術對魚糜的生產加工進行改進。魚糜蛋白質凝膠的形成主要經過3個階段：凝膠化、凝膠劣化和魚糕化[6]。在凝膠化階段，肌球蛋白和肌動蛋白分子約在50 ℃前形成一個較松散的網狀結構，由溶膠變成凝膠。當蛋白質凝膠化后在一定的蛋白質濃度、pH和離子強度下，魚肉的肌球蛋白分子的α-螺旋會慢慢解開，蛋白質分子間產生疏水作用和二硫鍵相互作用。在凝膠劣化階段，當溫度達到50～60 ℃時，凝膠形成斷裂的網狀結構，降低魚糜品質，在加工過程中需迅速升溫越過此階段。如果溫度繼續升高，會變成有序和非透明狀的凝膠，凝膠強度明顯增大，此時出現魚糕化[7]。蛋白質的凝膠特性直接影響著肉制品的組織特性、保水性、粘結性及產品得率等[8]。凝膠特性作為評價魚糜品質的重要指標，國內外對其進行了比較深入的研究。筆者對食品加工新技術在魚糜凝膠特性的影響進行了總結，為我國開展相關研究提供參考。

1超高壓技術

超高壓技術是一項非熱處理技術，能改變蛋白質空間結構，導致蛋白質變性、聚集或凝膠化。高壓處理是已被廣泛用作延長食品保質期的創新技術，同時可誘導蛋白質凝膠化。因此高壓處理技術有利于魚糜制品的生產。用這種方法處理生產魚糜，可以避免魚糜的熱損傷，不會破壞其網狀結構，可以得到高質量的魚糜產品。經超高壓處理后的魚糜凝膠具有更好的色澤、彈性以及更高的凝膠強度[9]，而且超高壓處理還能有效保留食品的主要營養成分[10]，與傳統水浴加熱相比，超高壓處理能改善魚糜凝膠特性，使硬度降低，彈性、內聚性提高，保水率增加，且隨著壓力的增大魚糜白度不斷增大[11]。Yuste等[12]和Buggenhout等[13]使用了HPIC（高壓誘導結晶）對魚糜進行處理。

從技術角度來看，高壓處理可以使低鹽魚糜凝膠具有類似于標準鹽魚糜凝膠的功能和感官特性，在某些情況下，它比標準鹽凝膠的效果更好。在300 MPa下低鹽魚糜的結構改進明顯，而在該壓力水平下，理化和感官特性最好[14]。高壓處理（300 MPa）也改善了魚糜凝膠的物理化學性質，特別是當TG酶（MTGase）與胱氨酸結合時，高壓誘導蛋白質變性或肌原纖維蛋白質展開，便于輔助添加劑進一步形成不同類型的鍵。這些鍵改善了蛋白質網絡的構象穩定性，從而提高魚糜的凝膠特性[15]。

在魚類肌肉中普遍存在肌原纖維結合型絲氨酸蛋白酶（MBSP），其會降解肌原纖維蛋白，是引起凝膠劣化現象的主要原因[16]，而超高壓處理可以改變酶蛋白的構象，對其活性部位造成影響，以此來影響酶的活力[17]。經過研究壓力對MBSP酶的影響，發現壓力對MBSP酶活力有顯著影響，隨著時間延長，酶活的降低就越明顯。所以也可以通過運用超高壓技術處理來抑制MBSP活性，使得魚糜凝膠特性得到提高[18-19]。

在研究高壓技術對淡水魚魚糜生產加工的影響方面，胡飛華[20]以梅魚為研究對象，比較了超高壓和熱處理對凝膠特性的影響，發現經超高壓處理的梅魚魚糜凝膠強度是熱處理的2.2倍，高壓處理后再熱處理的梅魚魚糜凝膠與只進行高壓處理的基本一致，但熱處理后再經超高壓處理則對梅魚魚糜凝膠結構破壞嚴重。且添加凝膠增強劑再進行高壓處理后的魚糜凝膠強度、質構、色澤、水分和微觀結構均得到提高。而200 MPa超高壓處理過的六齒金線魚魚糜制品，魚糜內聚性和彈性明顯大于熱處理組，硬度顯著低于熱處理組[21]。

Moreno等[22]研究表明在高壓（200 MPa以下）處理后，冷凍魚糜制成的凝膠具有更高的彈性和穩定性，且隨著壓力增加，凝膠的斷裂力和斷裂變形增加，200 MPa 以上的高壓處理可能通過對氫鍵的破壞，二硫鍵的增加等原因來提高魚糜制品的凝膠特性。而馬海建[10]研究表明草魚魚糜超高壓處理的最優工藝為壓力340 MPa，時間12 min，淀粉含量為8%。

也有一些學者運用高壓技術對海魚魚糜的加工工藝改進進行了研究，如Tan 等[23]研究認為海產羅非魚魚糜蛋白在 250 MPa/4 ℃/30 min 處理時凝膠強度最大。Tabilo-Munizaga 等[9]研究表明超高壓處理使阿拉斯加鱈魚魚糜制品蛋白凝膠的硬度、彈性、內聚性、凝膠強度均有所增加。

超高壓處理可以提高了飛魚魚糜凝膠的構象穩定性，產生了更多彈性和時間穩定的網絡。這種相互作用可以很容易地斷裂和重組，增加了網絡的彈性和構象的靈活性[24]。超高壓處理也可改善鼬鳚魚糜-大豆分離蛋白復合物的凝膠特性，且當300 MPa時樣品的硬度、彈性、內聚性和凝膠強度到最大[25]。

總體分析，高壓處理可以改善魚糜的凝膠特性，使其凝膠特性大幅度提高，海鱸魚在壓力300 Mpa 及保壓時間30 min 處理后，魚糜凝膠的網狀結構最緊密均勻，凝膠特性最好，隨著壓力繼續增大，保壓時間的繼續延長會使魚糜凝膠的亮度和白度有所增加，保水率和pH變化不大，但凝膠強度、彈性、內聚性、硬度等指標有所下降，不利于魚糜品質的改善[26]。

2超聲波技術

超聲波技術是近年來發展迅速的一種高新技術，其在食品中的應用越來越廣泛。超聲在食品加工中得以廣泛應用主要是基于其空化效應、機械效應、熱效應和化學效應，其中尤以空化效應為主。

超聲波處理可以顯著提高魚糜的凝膠強度，且超聲處理后魚糜肌原纖維蛋白二級結構的變化會導致其凝膠強度的變化，在一定的范圍內，不同的聲強可以產生相同的凝膠強度，但聲強超過一定水平后魚糜的凝膠強度隨著聲強的增加而增加[27-28]。

李斌等[29-30]研究表明在0.28～0.85 W/cm2聲強范圍內，隨著聲強的增加魚糜凝膠強度呈增加趨勢；適當的處理時間也可改善魚糜凝膠性能，但處理時間過長則會對魚糜凝膠化造成不利影響；超聲處理的最佳溫度為40 ℃；且超聲波對不同水分含量的鰱魚糜凝膠性能影響不同，鰱魚糜水分含量越高，超聲改善效果越顯著；超聲對等級低的魚糜比對等級高的魚糜改善效果更好。

魚糜的破斷力主要反映蛋白質分子間的緊密程度，破斷距離則主要表征蛋白質分子間作用力的強弱程度，而凝膠強度為破斷力和破斷距離的乘積。破斷力隨聲功率強度的變化與破斷距離隨聲功率強度的變化相當。以功率強度0.85 W/cm2的超聲波處理與對照組相比，凝膠強度提高了2110%[28]。但對于超聲技術運用于魚糜生產加工方面的研究還較少，所以對于利用超聲技術來改善魚糜凝膠特性這個研究方向，需要有更多的實驗數據與分析來進行研究與討論。

3輻照技術

食品輻照是一種新興的食品加工技術，因其安全高效的特性而廣泛應用于食品保鮮及其品質改善[31-33]，而輻照有助熱誘導凝膠化過程魚糜蛋白二硫鍵的形成，從而有效提高魚糜凝膠強度[34]。電子輻照也可以降低魚糜凝膠中三氯醋酸可溶性肽的含量，且經5 kGy電子束處理組的魚糜的凝膠強度、白度值和持水性和非輻照糠醛凝膠性能均顯著高于對照及其它劑量組[34-35]。

輻照處理會使魚糜制品硬度有顯著提高，魚糜蛋白的疏水性及二硫鍵形成量隨著輻照劑量的增加而增加，超過最適劑量6 kGy 后又開始下降，所以認為持水性的改變與蛋白凝膠結構的形成有關[36-38]。也有研究表明電子束輻照處理會引起梅魚魚糜化學作用力和流變特性的變化，并進一步影響所形成的魚糜凝膠色澤、質構及流變特性的變化[39]。綜上所述，輻照處理魚糜可以提高魚糜的凝膠特性，輻照最適劑量為6 kGy，當輻照量超過時會使魚糜凝膠特性降低，可能對于不同種類魚糜，其最適輻照劑量也不一定相同，而這需要更多的研究數據來進行總結，這也是未來研究輻照對魚糜凝膠特性影響的一個研究方向。

4微波技術處理

在魚糜加工方面，微波加熱凝膠與傳統加熱凝膠相比具有相當密集的網絡結構。魚糜凝膠中的多糖網絡均勻分布，形成復雜的結構，盡管所有樣品都具有網狀結構，但與傳統加工方式處理過的凝膠相比，微波加熱凝膠的多糖鏈的網狀結構擴張更明顯。所以微波處理可能增強了凝膠網絡，并通過長鏈多糖的空間位阻效應阻止了蛋白質的聚集[40]，這對微波技術利用于魚糜生產加工提供了可能依據。

5結語

隨著科技的不斷發展，新興技術也層出不窮，在食品加工方面可以嘗試的改進方向也越來越多。在現在的魚糜生產加工業中，改進魚糜加工工藝和添加輔料是最多的研究方向，而新興技術在魚糜生產中的應用還很少，利用新興技術進行魚糜生產改進的實例也不多，甚至有的新興技術對食品安全性的影響還具有爭議（如微波、超聲波），所以需要更多的研究和實驗數據來進行確認，這可以作為今后進一步的研究方向。

參考文獻

[1] 沈月新.水產食品學[M].北京：中國農業出版社，2001.

[2] 陳艷，丁玉庭，鄒禮根，等.魚糜凝膠過程的影響因素分析[J].食品研究與開發，2003，24（3）：12-15.

[3] 張泓.日本魚糜制品的加工現狀概述[J].漁業現代化，2006（5）：45-47.

[4] 任宏偉，胡柳.我國魚糜制品的現狀及發展態勢[J].中國水產，2010（8）：25-26.

[5] 周琳，李軼，趙建新，等.物理場新技術在魚糜制品加工中的應用[J].食品科學，2013，34（19）：346-350.

[6] 岳開華，張業輝，劉學銘，等.關于冷藏魚糜理化性質及凝膠特性的研究進展[J].食品工業，2016（4）：228-232.

[7] 吳漢民，王海洪，韓素珍，等.幾種淡水魚魚糜特性的研究[J].食品科學，1999，20（9）：15-19.

[8] HENNIGAR C J，BUCK E M，HULTIN H O，et al.Effect of washing and sodium chloride on mechanical properties of fish muscle gels[J].Journal of food science，1988，53（3）：963-964.

[9] TABILOMUNIZAGA G，BARBOSACANOVAS G V.Color and textural parameters of pressurized and heattreated surimi gels as affected by potato starch and egg white[J].Food research international，2004，37（8）：767-775.

[10] 馬海建.超高壓處理對草魚魚肉和魚糜制品品質的影響[D].上海：上海海洋大學，2016.

[11] 秦影，湯海青，歐昌榮，等.超高壓處理對大黃魚魚糜水分狀態和蛋白質結構的影響[J].農業工程學報，2015，31（23）：246-252.

[12] YUSTE J，PLA R，BELTRAN E，et al.High pressure processing at subzero temperature：Effect on spoilage microbiota of poultry[J].High pressure research，2002，22（3/4）：673-676.

[13] BUGGENHOUT S V，GRAUWET T，LOEY A V，et al.Effect of highpressure induced ice I/ice IIItransition on the texture and microstructure of fresh and pretreated carrots and strawberries[J].Food research international，2007，40（10）：1276-1285.

[14] CANDO D，HERRANZ B，BORDERAS A J，et al.Effect of high pressure on reduced sodium chloride surimi gels[J].Food hydrocolloids，2015，51：176-187.

[15] CANDO D，BORDERAS A J，MORENO H M.Combined effect of aminoacids and microbial transglutaminase on gelation of low salt surimi content under high pressure processing[J].Innovative food science & emerging technologies，2016，36：10-17.

[16] 杜翠紅，曹敏杰.魚類肌原纖維結合型絲氨酸蛋白酶研究進展[J].食品科學，2013，34（9）：336-339.

[17] 曾慶梅，潘見，謝慧明，等.超高壓處理對多酚氧化酶活性的影響[J].高壓物理學報，2004，18（2）：144-148.

[18] 曹敏杰，李燕，翁凌，等.鰱魚肌原纖維結合型絲氨酸蛋白酶的研究[J].食品科學，2005，26（1）：91-94

[19] 邱春江.超高壓對鰱魚中關鍵酶與結構蛋白質構影響的研究[D].無錫：江南大學，2014.

[20] 胡飛華.梅魚魚糜超高壓凝膠化工藝及凝膠機理的研究[D].杭州：浙江工商大學，2010.

[21] 周愛梅，林麗英，梁燕，等.超高壓誘導魚糜凝膠性能的研究[J].現代食品科技，2013，29（9）：2058-2062.

[22] MORENO H M，BARGIELA V，TOVAR C A，et al.High pressure applied to frozen flying fish（Parexocoetus brachyterus）surimi：Effect on physicochemical and rheological properties of gels[J].Food hydrocolloids，2015，48（4）：127-134.

[23] TAN F J，LAI K M，HSU K C.A comparative study on physical properties and chemical interactions of gels from tilapia meat pastes induced by heat and pressure[J].Journal of texture studies，2010，41（2）：153-170.

[24] HERRANZ B，TOVAR C A，BORDERIAS A J，et al.Effect of highpressure and/or microbial transglutaminase on physicochemical，rheological and microstructural properties of flying fish surimi[J].Innovative food science & emerging technologies，2013，20（4）：24-33.

[25] 余輝，陳小娥，陳潔，等.超高壓處理對鼬鳚魚糜-大豆分離蛋白復合物性能的影響[J].食品科學，2013，34（5）：96-99.

[26] 岳開華，黃永春，張業輝，等.超高壓處理對海鱸魚魚糜凝膠特性的影響[J].廣東農業科學，2016，43（1）：111-116.

[27] FAN D M，HUANG L L，LI B，et al.Acoustic intensity in ultrasound field and ultrasoundassisted gelling of surimi[J].LWTFood Science and Technology，2017，75：497-504.

[28] 張崟，曾慶孝，朱志偉，等.超聲波輔助凝膠化對羅非魚魚糜凝膠性能的影響[J].華南理工大學學報（自然科學版），2009，37（4）：138-142.

[29] 李斌，陳海琴，趙建新，等.超聲輔助凝膠化對鰱魚糜凝膠特性的影響[J].食品與發酵工業，2015，41（6）：65-69.

[30] 李斌.超聲波場強的干預因素及對魚糜凝膠特性的影響[D].無錫：江南大學，2015.

[31] YANG Z，WANG H Y，WANG W，et al.Effect of 10 MeV Ebeam irradiation combined with vacuumpackaging on the shelf life of Atlantic salmon fillets during storage at 4 ℃[J].Food chemistry，2014，145：535-541.

[32] FARKAS J，MOHCSIFARKAS C.History and future of food irradiation[J].Trends in food science & technology，2011，22（2/3）：121-126.

[33] 楊文鴿，茅宇虹，徐大倫，等.適宜電子束輻照延長醉泥螺貨架期及蛋白質保持[J].農業工程學報，2013，29（13）：255-262.

[34] DENG S Y，LV L Y，YANG W G，et al.Effect of electron irradiation on the gel properties of Collichthys lucidus surimi[J].Radiation physics & chemistry，2017，130：316-320.

[35] 鄧思瑤，楊文鴿，徐大倫，等.電子束輻照對梅魚魚糜肌原纖維蛋白結構及凝膠特性的影響[J].現代食品科技，2017（1）：139-144.

[36] JACZYNSKI J，PARK J W.Physicochemical properties of surimi seafood as affected by electron beam and heat[J].Journal of food science，2003，68（5）：1626-1630.

[37] RIEBROY S，BENJAKUL S，VISESSANGUAN W，et al.Effect of irradiation on properties and storage stability of Somfug produced from bigeye snapper[J].Food chemistry，2007，103（2）：274-286.

[38] JACZYNSKI J，PARK J W.Physicochemical changes in Alaska pollock surimi and surimi gel as affected by electron beam[J].Journal of food science，2010，69（1）：53-57.

[39] 呂梁玉，呂鳴春，楊文鴿，等.電子束輻照對梅魚魚糜化學作用力、流變及其凝膠特性的影響[J/OL].食品科學（2017-10-27）[2018-04-17].http：//kns.cnki.net/kcms/detail/11.2206.TS.20171027.1652.020.html.

[40] JI L，XUE Y，ZHANG T，et al.The effects of microwave processing on the structure and various quality parameters of Alaska pollock surimi proteinpolysaccharide gels[J].Food hydrocolloids，2017，63：77-84.