高壓蒸煮軟化羅非魚魚骨的研究

吳克剛，張文祥，柴向華，何文龍

( 廣東工業大學輕工化工學院食品科學與工程系，廣東廣州510006)

羅非魚(TilaPia)又稱非洲鯽。羅非魚在加工生產過程中產生大量的下腳料，魚骨是這些下腳料的主要組成部分之一。魚骨是魚體中軸骨、附肢骨及魚刺的總稱，中軸骨包括頭骨和脊骨，附肢骨包括奇鰭骨和偶鰭骨［1］。魚骨中蛋白質含量約為15%，生物學效價高，富含鈣質，且鈣、磷比例合理，人體易于吸收［2］。目前國內對魚骨食品的開發研究主要有兩個方面，一種是骨塊形式，如干制骨塊和油炸骨塊［3-5］，第二種是將魚粉碎后制成骨泥或骨粉形式的中間產品，然后添加到其他產品中，如骨泥營養餅干、營養骨奶、骨精湯料等富有特色的食品［8-10］。魚骨較硬，開發利用時軟化骨骼十分關鍵，為此本文研究高壓蒸煮對魚骨的軟化作用，為加工利用羅非魚加工下腳料提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

羅非魚魚骨 汕尾國泰食品有限公司;其他試劑 分析純。

WAW-300 微機控制電液伺服萬能試驗機 上海華龍測試儀器有限公司;YX-280 手提式壓力蒸汽滅菌鍋 合肥華泰醫療設備有限公司;S-3C 型pH計 上海精密科學儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 魚骨樣品處理 將冰凍的羅非魚放入常溫水中，解凍10min 左右，用刀分離魚肉、魚頭、魚尾，取出脊骨;然后用剪刀剪去脊骨兩邊的邊骨;將脊骨分成長2.5cm 左右、寬1.5cm 左右的小段魚骨，瀝干備用。將前處理后的樣品放入燒杯中，加入適量水，于高壓滅菌鍋中高壓蒸煮一定時間，晾干取出。

1.2.2 實驗設計

1.2.2.1 單因素實驗 采用高壓蒸汽鍋對魚骨進行軟化時，影響軟化效果的主要因素有蒸煮、蒸煮壓力、時間以及料液比，故實驗選取蒸煮、時間、食醋的濃度以及料液比為對象，分別研究它們對魚骨硬度的影響。

1.2.2.2 正交實驗 在單因素實驗結果的基礎上，以魚骨硬度為考察指標，進行L9(34)正交實驗，并采用極差分析法，對魚骨軟化工藝進行優化。正交實驗表如表1。

表1 因素水平表Table 1 Factors and levels

1.2.3 魚骨硬度測量 采用萬能實驗機測量魚骨最大承受壓力來評價其硬度，最大承受壓力越大表示魚骨硬度越大。為減少人為操作失誤和不同部位帶來的隨機誤差，測量時將小段魚骨在骨節處切開，分成一段一段的節骨，每次測量以節骨為測量對象，每次量三段節骨，取平均值。

2 結果與討論

2.1 高壓蒸煮pH 對魚骨軟化效果的影響

研究蒸煮液與魚骨比例為2∶1，壓力為0.12MPa，蒸煮40min 時，蒸煮液pH 對魚骨硬度的影響，結果圖1 所示。

圖1 蒸煮pH 對魚骨硬度的影響Fig.1 Effect of steaming pH on the hardness of the fish bone

由圖1 可知，隨著蒸煮溶液pH 的增大，魚骨硬度值越來越小，特別是pH 超過6 以后，十分有利于魚骨軟化。羅非魚肉蛋白質主要由鹽溶性蛋白質和水溶性蛋白質組成［9］。唐小丹、周春霞等［10］認為羅非魚肉鹽溶性蛋白質等電點在pH4.0，水溶性蛋白質等電點在pH6.0。實驗所用魚骨附著有大量魚肉，當蒸煮液處于pH4～6 范圍時，魚肉蛋白水溶性很差，高壓蒸煮很易變性凝固包裹住魚骨，不利于構成魚骨中蛋白、脂肪以及鈣的溶出，因此魚骨硬度變化不大。當蒸煮液為pH7～8 時，偏離了魚肉等電點，高壓蒸煮時魚骨鈣等成分容易溶出，導致魚骨硬度顯著降低。可見，高壓蒸煮時中性、弱堿性對魚骨軟化效果較好，酸性環境不利于魚骨軟化。最后考慮到產品口感，pH 選定為7～8 左右。

2.2 蒸煮料液比對魚骨軟化效果的影響

蒸煮壓力為0.12MPa，蒸煮40min，pH7，研究蒸煮料液比對魚骨硬度的影響，結果如圖2 所示。

由實驗結果可見，隨著料液比的增加，魚骨硬度變化出現無規律波動，但無明顯變化。因為魚骨中的鈣等成分溶出是有限的，不會隨著蒸煮液的增多而無限溶出，因此魚骨硬度受料液比影響較小。但考慮到液體環境的需要，料液比選定為1∶2 左右。

2.3 蒸煮壓力對魚骨軟化效果的影響

蒸煮液pH 為7，料液比為1∶1，蒸煮時間固定為40min，研究蒸煮壓力對魚骨硬度的影響，結果如圖3所示。

由實驗結果可見，適當提高蒸煮壓力可顯著減少魚骨硬度，提高魚骨軟化效果。這是由于蒸煮壓力變大，有利于魚骨骼結構破壞，促進魚骨中鈣、脂肪酸及蛋白質等成分溶出。但是壓力過大，會將魚骨壓實，反而不利于魚骨軟化，使魚骨硬度變大。最佳蒸煮壓力為0.12MPa。

圖2 蒸煮料液比對魚骨硬度的影響Fig.2 Effect of material and water ratio on the hardness of the fish bone

圖3 蒸煮壓力對魚骨硬度的影響Fig.3 Effect of cooking pressure on the hardness of the fish bone

2.4 蒸煮時間對魚骨軟化效果的影響

蒸煮液 pH7，料液比為1 ∶1，蒸煮壓力為0.12MPa，研究蒸煮時間對魚骨硬度的影響，結果如圖4 所示。

圖4 蒸煮時間對魚骨硬度的影響Fig.4 Effect of cooking time on the hardness of the fish bone

隨著時間的延長，魚骨中的鈣、脂肪、蛋白質等成分逐漸溶出，魚骨結構強度發生變化，硬度越來越小，特別是50min 之后，魚骨硬度下降較快。最佳蒸煮時間為60min。

2.5 高壓蒸煮軟化羅非魚骨的工藝優化

實驗以pH、料液比、蒸煮壓力、蒸煮時間四因素進行L9(34)正交實驗，實驗設計和結果分析見表2、表3。

表2 實驗結果與分析Table 2 Analysis and results of the orthogonal array design

以料液比為誤差列，作方差分析，結果見表3。

表3 方差分析Table 3 Analysis of variance

從表2 可知，各因素對魚骨軟化的影響的主次關系為蒸煮壓力(B)＞時間(C)＞pH(A)＞料液比(D)，同時從表3 方差分析可知，蒸煮壓力(B)對魚骨硬度的影響具有顯著差異。由表2 的極差分析得到的優化方案為 A1B3C3D1，即 pH6.5，壓力為0.13MPa，時間為75min，料液比為1∶1。為進一步驗證正交實驗結果的可靠性與重現性，按A1B3C3D1進行3 次平行實驗，魚骨硬度分別為34.4、33.5、31.2N，平均硬度為33.0N。

3 結論

采用高壓蒸煮方法軟化羅非魚骨是一種簡單易行、生產實用的方法。高壓和偏中性環境是魚骨有效軟化的條件。正交實驗優化的軟化工藝為pH 6.5、壓力0.13MPa、時間75min、料液比1∶1，此工藝下所得魚骨硬度為33.0N。羅非魚骨是羅非魚加工的主要下腳料之一，軟化是其高值化加工利用的必要環節，因此研究結果對羅非魚骨深加工和綜合利用具有積極意義。

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