魚副產(chǎn)品制備魚凍的研究

易翠平，祝 波，鐘春梅

(長沙理工大學(xué)化學(xué)與生物工程學(xué)院，湖南長沙410114)

鳡魚(Elopicthys Banbusa，E.Banbusa)是近年來在湖南、湖北新興起來的養(yǎng)殖品種，加工過程中產(chǎn)生的魚骨、魚皮、魚鱗等副產(chǎn)品亦開始尋求妥善處置的辦法。這些副產(chǎn)品中的蛋白質(zhì)和脂質(zhì)往往與魚肉相近，尤其是膠原蛋白，在魚鱗和魚皮的粗蛋白中含量可高達(dá)70%［1］。研究認(rèn)為，魚蛋白及其水解物具有清除自由基、降血壓、作為運動營養(yǎng)品［2］及抗乳腺癌細(xì)胞等功能［3］，膠原蛋白亦被認(rèn)為有強筋健骨、美肌養(yǎng)顏的作用［4］，因此具有極大的開發(fā)潛力。在中國的傳統(tǒng)食品中，常常將魚熬煮后冷藏，形成膠凍狀食品，俗稱“魚凍”［5］。因此，我們可以考慮將這些副產(chǎn)品作為加工魚凍的原料，開發(fā)新一代的營養(yǎng)魚凍產(chǎn)品。

本實驗擬以鳡魚皮、魚鱗及魚骨等副產(chǎn)物為原料，提取其中的蛋白質(zhì)，再進(jìn)行調(diào)配、調(diào)味與成型，制成“魚凍”產(chǎn)品，并對其質(zhì)構(gòu)和氨基酸組成進(jìn)行分析。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

魚皮、魚鱗、魚骨等鳡魚副產(chǎn)物由常德市天嘉農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)有限公司提供，洗凈瀝干，冷藏備用。卡拉膠、檸檬酸、醋酸、氯化鈉均為食用級。

DS-1型電動搗碎機 江蘇省金壇市金城國盛實驗儀器廠;CP114型電子天平、SE602型電子天平奧豪斯儀器(上海)有限公司;HJ-1型磁力攪拌器天津市泰斯特儀器有限公司;英國TA-XT Plus物性測試儀 北京微訊超技儀器技術(shù)有限公司;PHS-2C型精密酸度計 上海雷磁儀器廠;L-8900全自動氨基酸分析儀日立公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 工藝流程

魚凍制備工藝采用如下流程:

其中，脫腥工藝采用紫蘇汁、料酒及醋等對原料進(jìn)行處理后清洗。提取時在80kPa的壓強下反應(yīng)一段時間，過濾、取提取液，再加卡拉膠，調(diào)味后冷卻至室溫，測定其強度和硬度。

1.2.2 魚凍提取條件的優(yōu)化

1.2.2.1 單因素實驗 酸化劑:在提取時，取1∶1的檸檬酸和醋(v/v)作為酸化劑，將酸化劑與原料按1%、2%、3%、4%、5%(v/m)的添加量研究酸化劑對魚凍的彈性和硬度的影響，其中氯化鈉為2.0%、卡拉膠為0.8%;

氯化鈉:在提取時，將氯化鈉與原料按照1.0%、2.0%、3.0%、4.0%、5.0%(m/m)的添加量研究氯化鈉對魚凍的彈性和硬度的影響，其中酸化劑為3.0%、卡拉膠為0.8%;

卡拉膠:在調(diào)配時，將提取液與卡拉膠按照0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%(m/m)的添加量研究卡拉膠對魚凍的彈性和硬度的影響，其中氯化鈉2.0%、酸化劑為3.0%。

1.2.2.2 正交實驗 采用正交表L9(34)，研究因素酸化劑2.0%、3.0%、4.0%(v/m)，氯化鈉2.0%、2.5%、3.0%(m/m)，卡拉膠0.9%、1.0%、1.1%(m/m)對魚凍硬度的影響，并進(jìn)行優(yōu)化分析。因素水平表見表1。

表1 鳡魚凍制備正交實驗因素水平表Table1 Factors and levels of orthogonal experiment on E.Banbusa jelly preparation

1.2.3 質(zhì)構(gòu)(TPA)分析 取鳡魚凍用自制模具制成40mm×40mm×30mm的柱形體，放入模具，測彈性、硬度和凝膠強度。

彈性P和硬度H 運用TPA模式，選用cylinder P/3.6探頭對魚肉進(jìn)行二次穿刺實驗［6］，設(shè)置如下:預(yù)壓速度3mm/s，下壓速度1mm/s，回復(fù)速度3mm/s，應(yīng)變30%，兩次壓縮之間停留5s，觸發(fā)力5g。

式中，P、H分別為鳡魚的彈性、硬度;F1、F2分別為TPA曲線中第一、第二個峰值高度。

1.2.4 感官評定方法 挑選5～7個訓(xùn)練有素的人員組成感官評定小組，根據(jù)鳡魚凍的色澤、風(fēng)味、透明度等感官指標(biāo)對實驗產(chǎn)品進(jìn)行感官評定。

1.2.5 氨基酸組成分析 精確稱取一定量樣品于水解管中，加入定量6mol/L HCl，抽真空，110℃下水解24h;冷卻，將水解液定容至50m L，過濾;取濾液1m L于小燒杯中，真空干燥后加入1m L 0.02mol/L HCl，在空氣中放置30m in。取50μL反應(yīng)液進(jìn)樣，柱流速0.225m L/m in，操作壓力80～130kg/cm2，常規(guī)分析柱溫53℃，茚三酮顯色，檢測波長570nm和440nm(檢測Pro和Pro-OH)。

1.2.6 數(shù)據(jù)處理 采用Excel2003作圖，并進(jìn)行單因素的方差分析、正交實驗的直觀分析。實驗均重復(fù)3次，結(jié)果取平均值。

2 結(jié)果與討論

2.1 單因素實驗

圖1是氯化鈉含量對鳡魚凍彈性和硬度的影響圖。結(jié)果表明，氯化鈉對鳡魚凍彈性和硬度有影響，其含量從1%增加到2%時，鳡魚凍彈性和硬度急劇增長，但從3%增加到5%，增幅很緩。Eastone認(rèn)為在魚類副產(chǎn)物的蛋白質(zhì)中，鹽溶性蛋白質(zhì)含量最為豐富，約為總蛋白質(zhì)的60%～80%［7］，因此，氯化鈉含量的增加有助于增加鹽溶性蛋白，但超過一定范圍(2%)后，氯化鈉繼續(xù)增加對蛋白的提取作用不大。這也間接說明該實驗提取出的魚凍主要成分是鹽溶性蛋白。

圖1 氯化鈉含量對鳡魚凍彈性和硬度的影響Fig.1 Springiness and hardness of E.Banbusa jelly affected by NaCl

圖2是酸化劑(檸檬酸∶醋酸=1∶1)含量對鳡魚凍彈性和硬度的影響圖。結(jié)果表明，酸化劑對鳡魚凍彈性和硬度有影響。其含量從1%增加到2%時，鳡魚凍彈性和硬度急劇增長;從2%增加到4%，增幅減緩，但仍在持續(xù)增長;超過4%，鳡魚凍的彈性和硬度下降。Martínez-Alvarez等認(rèn)為pH影響水溶性蛋白的提取率，酸化劑主要通過影響提取液的pH而影響水溶性蛋白的提取率［8］，從而影響到凝膠的彈性和硬度。但當(dāng)酸化劑含量太高(＞5%時)，則可能會部分水解蛋白質(zhì)而導(dǎo)致凝膠的彈性和硬度下降。

圖2 酸化劑含量對鳡魚凍彈性和硬度的影響Fig.2 Springiness and hardness of E.Banbusa jelly affected by acidulant

圖3是卡拉膠的用量對鳡魚凍彈性和硬度的影響圖。結(jié)果表明，卡拉膠對鳡魚凍彈性和硬度有影響。其含量從0.4%增加到1.0%時，鳡魚凍彈性和硬度勻速增長;超過1.0%，鳡魚凍的彈性和硬度基本保持不變。這與李羅明等研究淡水魚加工副產(chǎn)品制備魚凍的結(jié)果一致［9］。

2.2 正交實驗

單因素實驗結(jié)果表明，本研究制備的鳡魚凍彈性變化范圍很小，且和硬度的變化有一定的相關(guān)性，因此在正交實驗中僅選取硬度作為評價指標(biāo)。根據(jù)氯化鈉、酸化劑、卡拉膠對鳡魚凍彈性和硬度的單因素影響結(jié)果可得到正交優(yōu)化實驗各因素的取值范圍分別為:2%～3%、2%～3%、0.9%～1.1%。在這個條件范圍內(nèi)進(jìn)行正交實驗，結(jié)果見表2。直觀分析結(jié)果表明:魚凍硬度的影響主次因素為A＞B＞C，即酸化劑的影響最大、氯化鈉含量次之，卡拉膠的用量影響相對較小。最優(yōu)方案是A2B3C3，即3%的酸化劑、3%的氯化鈉、1.1%的卡拉膠用量可以制備得到硬度最為理想的鳡魚凍產(chǎn)品。

圖3 卡拉膠用量對鳡魚凍彈性和硬度的影響Fig.3 Springiness and hardness of E.Banbusa jelly affected by carrageenan

在優(yōu)化實驗結(jié)果A2B3C3的條件下進(jìn)行驗證實驗，結(jié)果表明，在該條件下制備得到的鳡魚凍的凝膠硬度為2403N，高于正交實驗中最優(yōu)水平A2B2C3的2335N，符合我們對產(chǎn)品的預(yù)判斷。當(dāng)然，由魚蛋白形成的凝膠特性受提取和加熱方法的影響［10］，因此不同的魚凍之間可能會有差別［11-12］。對該結(jié)果進(jìn)行感官評定，結(jié)果表明該魚凍風(fēng)味良好:均勻透明、沒有雜質(zhì)，風(fēng)味純正、無魚腥味，軟硬適中、富有彈性。密封包裝后冷藏6個月不變質(zhì)。

表2 鳡魚凍彈性和硬度影響因子的正交優(yōu)化實驗Table2 Optimization the factors of springiness and hardness on E.Banbusa jelly by orthogonal experiment

2.3 鳡魚凍的氨基酸分析

鳡魚凍理論上是膠原蛋白形成的凝膠，具有較高的營養(yǎng)價值，因此本研究對其氨基酸組成進(jìn)行了分析，結(jié)果表明鳡魚凍的氨基酸組成很全面，雖然Thr、Ser、Met等的相對含量略低于研究報道中鳡魚肌肉的氨基酸組成［14-15］，但基本能滿足FAO/WHO建議的氨基酸模式(表3)。這與一般果凍產(chǎn)品的主要成分是以碳水化合物為主的添加劑是不同的。

3 結(jié)論

本研究為提高鳡魚加工副產(chǎn)品的利用率，將傳統(tǒng)的家常魚凍改良制備成營養(yǎng)與風(fēng)味俱佳的魚凍產(chǎn)品。通過單因素實驗確定了適于鳡魚凍加工的硬度的優(yōu)化實驗的適宜范圍為:2%～3%、2%～3%、0.9%～1.1%。在這個條件范圍內(nèi)的正交實驗結(jié)果表明，提取時添加3%的酸化劑、3%的氯化鈉，調(diào)配時添加1.1%的卡拉膠用量可以制備得到凝膠硬度為2403N的鳡魚凍產(chǎn)品，此時魚凍產(chǎn)品的風(fēng)味良好、含有跟鳡魚肌肉類似的氨基酸、冷藏條件下保質(zhì)期可達(dá)6個月。

表3 鳡魚凍的氨基酸組成Table3 Amino acids of E.Banbusa jelly

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