謝宇恒
摘要魚糜是重要的水產(chǎn)加工食品。隨著人們對(duì)食品品質(zhì)要求的提高,研究人員從各個(gè)方面對(duì)魚糜的生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化或創(chuàng)新,利用新技術(shù)對(duì)魚糜的加工進(jìn)行改進(jìn),以期得到更優(yōu)質(zhì)的魚糜產(chǎn)品。凝膠特性是評(píng)價(jià)魚糜品質(zhì)的重要指標(biāo),本文對(duì)食品加工新技術(shù)在對(duì)魚糜凝膠特性的影響進(jìn)行了總結(jié),為我國(guó)魚糜生產(chǎn)加工的研究提供一些思路。
關(guān)鍵詞魚糜;優(yōu)化;創(chuàng)新;凝膠特性;食品加工新技術(shù)
中圖分類號(hào)S986文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)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(yù)處理后,經(jīng)采肉、漂洗、精濾、脫水、分裝、凍結(jié)而成,具有一定保藏期的中間素材產(chǎn)品[1]。魚糜制品具有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高,脂肪含量低等特點(diǎn)[2-4]。從世界范圍看,以往以海水魚為原料加工生產(chǎn)魚糜,但近年來(lái)因海洋資源的濫用導(dǎo)致海洋原料供應(yīng)不足引起高品質(zhì)魚糜數(shù)量銳減、生產(chǎn)成本上漲,而淡水魚魚糜剛好解決了上述問(wèn)題,在這種國(guó)際環(huán)境下我國(guó)淡水魚魚糜產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。時(shí)至今日,隨著食品加工業(yè)的發(fā)展,人們對(duì)食品的要求也越來(lái)越高。魚糜傳統(tǒng)加工方法具有一定局限性,得到的魚糜產(chǎn)品品種單一,品質(zhì)提升空間有限,難以滿足消費(fèi)者越來(lái)越多樣的消費(fèi)需求[5],所以研究者們都在嘗試?yán)眯屡d食品加工技術(shù)對(duì)魚糜的生產(chǎn)加工進(jìn)行改進(jìn)。魚糜蛋白質(zhì)凝膠的形成主要經(jīng)過(guò)3個(gè)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(dòng)蛋白分子約在50 ℃前形成一個(gè)較松散的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),由溶膠變成凝膠。當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)凝膠化后在一定的蛋白質(zhì)濃度、pH和離子強(qiáng)度下,魚肉的肌球蛋白分子的α-螺旋會(huì)慢慢解開,蛋白質(zhì)分子間產(chǎn)生疏水作用和二硫鍵相互作用。在凝膠劣化階段,當(dāng)溫度達(dá)到50~60 ℃時(shí),凝膠形成斷裂的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),降低魚糜品質(zhì),在加工過(guò)程中需迅速升溫越過(guò)此階段。如果溫度繼續(xù)升高,會(huì)變成有序和非透明狀的凝膠,凝膠強(qiáng)度明顯增大,此時(shí)出現(xiàn)魚糕化[7]。蛋白質(zhì)的凝膠特性直接影響著肉制品的組織特性、保水性、粘結(jié)性及產(chǎn)品得率等[8]。凝膠特性作為評(píng)價(jià)魚糜品質(zhì)的重要指標(biāo),國(guó)內(nèi)外對(duì)其進(jìn)行了比較深入的研究。筆者對(duì)食品加工新技術(shù)在魚糜凝膠特性的影響進(jìn)行了總結(jié),為我國(guó)開展相關(guān)研究提供參考。
1超高壓技術(shù)
超高壓技術(shù)是一項(xiàng)非熱處理技術(shù),能改變蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu),導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性、聚集或凝膠化。高壓處理是已被廣泛用作延長(zhǎng)食品保質(zhì)期的創(chuàng)新技術(shù),同時(shí)可誘導(dǎo)蛋白質(zhì)凝膠化。因此高壓處理技術(shù)有利于魚糜制品的生產(chǎn)。用這種方法處理生產(chǎn)魚糜,可以避免魚糜的熱損傷,不會(huì)破壞其網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),可以得到高質(zhì)量的魚糜產(chǎn)品。經(jīng)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(qiáng)度[9],而且超高壓處理還能有效保留食品的主要營(yíng)養(yǎng)成分[10],與傳統(tǒng)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(nèi)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(dǎo)結(jié)晶)對(duì)魚糜進(jìn)行處理。
從技術(shù)角度來(lái)看,高壓處理可以使低鹽魚糜凝膠具有類似于標(biāo)準(zhǔn)鹽魚糜凝膠的功能和感官特性,在某些情況下,它比標(biāo)準(zhǔn)鹽凝膠的效果更好。在300 MPa下低鹽魚糜的結(jié)構(gòu)改進(jìn)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(xué)性質(zhì),特別是當(dāng)TG酶(MTGase)與胱氨酸結(jié)合時(shí),高壓誘導(dǎo)蛋白質(zhì)變性或肌原纖維蛋白質(zhì)展開,便于輔助添加劑進(jìn)一步形成不同類型的鍵。這些鍵改善了蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)象穩(wěn)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(jié)合型絲氨酸蛋白酶(MBSP),其會(huì)降解肌原纖維蛋白,是引起凝膠劣化現(xiàn)象的主要原因[16],而超高壓處理可以改變酶蛋白的構(gòu)象,對(duì)其活性部位造成影響,以此來(lái)影響酶的活力[17]。經(jīng)過(guò)研究壓力對(duì)MBSP酶的影響,發(fā)現(xiàn)壓力對(duì)MBSP酶活力有顯著影響,隨著時(shí)間延長(zhǎng),酶活的降低就越明顯。所以也可以通過(guò)運(yùn)用超高壓技術(shù)處理來(lái)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(shù)對(duì)淡水魚魚糜生產(chǎn)加工的影響方面,胡飛華[20]以梅魚為研究對(duì)象,比較了超高壓和熱處理對(duì)凝膠特性的影響,發(fā)現(xiàn)經(jīng)超高壓處理的梅魚魚糜凝膠強(qiáng)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(jìn)行高壓處理的基本一致,但熱處理后再經(jīng)超高壓處理則對(duì)梅魚魚糜凝膠結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重。且添加凝膠增強(qiáng)劑再進(jìn)行高壓處理后的魚糜凝膠強(qiáng)度、質(zhì)構(gòu)、色澤、水分和微觀結(jié)構(gòu)均得到提高。而200 MPa超高壓處理過(guò)的六齒金線魚魚糜制品,魚糜內(nèi)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(wěn)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(guò)對(duì)氫鍵的破壞,二硫鍵的增加等原因來(lái)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(yōu)工藝為壓力340 MPa,時(shí)間12 min,淀粉含量為8%。
也有一些學(xué)者運(yùn)用高壓技術(shù)對(duì)海魚魚糜的加工工藝改進(jìn)進(jìn)行了研究,如Tan 等[23]研究認(rèn)為海產(chǎn)羅非魚魚糜蛋白在 250 MPa/4 ℃/30 min 處理時(shí)凝膠強(qiáng)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(nèi)聚性、凝膠強(qiáng)度均有所增加。
超高壓處理可以提高了飛魚魚糜凝膠的構(gòu)象穩(wěn)定性,產(chǎn)生了更多彈性和時(shí)間穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)。這種相互作用可以很容易地?cái)嗔押椭亟M,增加了網(wǎng)絡(luò)的彈性和構(gòu)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(fù)合物的凝膠特性,且當(dāng)300 MPa時(shí)樣品的硬度、彈性、內(nèi)聚性和凝膠強(qiáng)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(shí)間30 min 處理后,魚糜凝膠的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)最緊密均勻,凝膠特性最好,隨著壓力繼續(xù)增大,保壓時(shí)間的繼續(xù)延長(zhǎng)會(huì)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(qiáng)度、彈性、內(nèi)聚性、硬度等指標(biāo)有所下降,不利于魚糜品質(zhì)的改善[26]。
2超聲波技術(shù)
超聲波技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展迅速的一種高新技術(shù),其在食品中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。超聲在食品加工中得以廣泛應(yīng)用主要是基于其空化效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)、熱效應(yīng)和化學(xué)效應(yīng),其中尤以空化效應(yīng)為主。
超聲波處理可以顯著提高魚糜的凝膠強(qiáng)度,且超聲處理后魚糜肌原纖維蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu)的變化會(huì)導(dǎo)致其凝膠強(qiáng)度的變化,在一定的范圍內(nèi),不同的聲強(qiáng)可以產(chǎn)生相同的凝膠強(qiáng)度,但聲強(qiáng)超過(guò)一定水平后魚糜的凝膠強(qiáng)度隨著聲強(qiáng)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(qiáng)范圍內(nèi),隨著聲強(qiáng)的增加魚糜凝膠強(qiáng)度呈增加趨勢(shì);適當(dāng)?shù)奶幚頃r(shí)間也可改善魚糜凝膠性能,但處理時(shí)間過(guò)長(zhǎng)則會(huì)對(duì)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(duì)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(duì)等級(jí)低的魚糜比對(duì)等級(jí)高的魚糜改善效果更好。
魚糜的破斷力主要反映蛋白質(zhì)分子間的緊密程度,破斷距離則主要表征蛋白質(zhì)分子間作用力的強(qiáng)弱程度,而凝膠強(qiáng)度為破斷力和破斷距離的乘積。破斷力隨聲功率強(qiáng)度的變化與破斷距離隨聲功率強(qiáng)度的變化相當(dāng)。以功率強(qiáng)度0.85 W/cm2的超聲波處理與對(duì)照組相比,凝膠強(qiáng)度提高了2110%[28]。但對(duì)于超聲技術(shù)運(yùn)用于魚糜生產(chǎn)加工方面的研究還較少,所以對(duì)于利用超聲技術(shù)來(lái)改善魚糜凝膠特性這個(gè)研究方向,需要有更多的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與分析來(lái)進(jìn)行研究與討論。
3輻照技術(shù)
食品輻照是一種新興的食品加工技術(shù),因其安全高效的特性而廣泛應(yīng)用于食品保鮮及其品質(zhì)改善[31-33],而輻照有助熱誘導(dǎo)凝膠化過(guò)程魚糜蛋白二硫鍵的形成,從而有效提高魚糜凝膠強(qiáng)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(jīng)5 kGy電子束處理組的魚糜的凝膠強(qiáng)度、白度值和持水性和非輻照糠醛凝膠性能均顯著高于對(duì)照及其它劑量組[34-35]。
輻照處理會(huì)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(guò)最適劑量6 kGy 后又開始下降,所以認(rèn)為持水性的改變與蛋白凝膠結(jié)構(gòu)的形成有關(guān)[36-38]。也有研究表明電子束輻照處理會(huì)引起梅魚魚糜化學(xué)作用力和流變特性的變化,并進(jìn)一步影響所形成的魚糜凝膠色澤、質(zhì)構(gòu)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(dāng)輻照量超過(guò)時(shí)會(huì)使魚糜凝膠特性降低,可能對(duì)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(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行總結(jié),這也是未來(lái)研究輻照對(duì)魚糜凝膠特性影響的一個(gè)研究方向。
4微波技術(shù)處理
在魚糜加工方面,微波加熱凝膠與傳統(tǒng)加熱凝膠相比具有相當(dāng)密集的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。魚糜凝膠中的多糖網(wǎng)絡(luò)均勻分布,形成復(fù)雜的結(jié)構(gòu),盡管所有樣品都具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),但與傳統(tǒng)加工方式處理過(guò)的凝膠相比,微波加熱凝膠的多糖鏈的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)擴(kuò)張更明顯。所以微波處理可能增強(qiáng)了凝膠網(wǎng)絡(luò),并通過(guò)長(zhǎng)鏈多糖的空間位阻效應(yīng)阻止了蛋白質(zhì)的聚集[40],這對(duì)微波技術(shù)利用于魚糜生產(chǎn)加工提供了可能依據(jù)。
5結(jié)語(yǔ)
隨著科技的不斷發(fā)展,新興技術(shù)也層出不窮,在食品加工方面可以嘗試的改進(jìn)方向也越來(lái)越多。在現(xiàn)在的魚糜生產(chǎn)加工業(yè)中,改進(jìn)魚糜加工工藝和添加輔料是最多的研究方向,而新興技術(shù)在魚糜生產(chǎn)中的應(yīng)用還很少,利用新興技術(shù)進(jìn)行魚糜生產(chǎn)改進(jìn)的實(shí)例也不多,甚至有的新興技術(shù)對(duì)食品安全性的影響還具有爭(zhēng)議(如微波、超聲波),所以需要更多的研究和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行確認(rèn),這可以作為今后進(jìn)一步的研究方向。
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